DE2156862B2 - Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L-1'· Desmethyl^'-despropyM'-alkyl--lincomycinen oder -clindamycinen - Google Patents

Description

(H)

SCH,

in denen R einen C4- bis C7-Alkylrest sowohl in trans- als auch in cis-Stellung zur Carbonamidgruppe in Position 2' bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man

A) ein Gemisch aus l-Carbobenzoxy-4-cis- und -trans-alkyl-L- und -D-prolin, wobei die 4-ständige Alkylgruppe der vorstehenden Definition von R entspricht, in Acetonitril- oder Acetonlösung mit Chlorameisensäureisobutylester und einem Trialkylamin umsetzt,

B) das gemäß Verfahrensstufe A) in situ hergestellte gemischte Anhydrid mit in Aceton, Wasser oder wäßrigem Aceton gelösten Methylthiolincosaminid oder Methyl-7-desoxy-7(S)-chlorthiolincosaminid umsetzt und

Ci) im Zuge der Herstellung von (1) das in Lösung befindliche l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-cis- und -transalkyl-L-lincomycin bzw.

C₂) im Zuge der Herstellung von (II) das sich abscheidende l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-cis- und -transaJkyl-L-cündamycin gewinnt und

D) die Carbobenzoxygruppe aus der gemäß Verfahrensstufe Ci) bzw. C₂) gewonnenen Fraktion in an sich bekannter Weise durch Hydrogenolyse abspaltet

Die Erfindung betrifft das im vorstehenden Patentanspruch aufgezeigte Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L-l'-Desmethyl-4'-despropyW-alkyl-lincomycinen oder -clindamycinen, die therapeutisch wirksame Produkte darstellen.

Bestimmte Analoga des Antibiotikums Lincomycin besitzen gegenüber Bakterien ein verbessertes und/oder anderes antibiotisches Wirkungsspektrum wie Lincomycin, ferner vom Lincomycin verschiedene Wirkungen gegen bestimmte Plasmodien, die beim Mensch und/oder Tier Malaria erzeugen. Besonders vorteilhafte Abwandlungen sind: der Ersatz der Propylgruppe am Prolinrest durch einen längerkettigen Alkylrest, z.B. den Butyl-, Pentyl-, Hexyl- oder Heptylrest, der Ersatz der l'-Methylgruppe durch Wasserstoff und der Ersatz der 7(R)-Hydroxylgruppe durch ein 7(S)-Chlcratom. Das 7(S)-Chlor-7-deoxylincomycin ist eine Lincomycin-Verbindung, die unter dem Freinamen »Clindamycin« bekannt ist. Diese modifizierten Lincomycine werden vorzugsweise synthetisiert, indem man zunächst ein entsprechendes Prolin herstellt, z. B. mit einer Pentylgruppe in 4-Stellung, welches dann mit einem Methyl-thiolincosaminid kondensiert wird. Da das synthetisch hergestellte Prolin 2 Asymmetriezentren aufweist und daher in 4 isomeren Formen vorliegt, nämlich in den Formen cis-L, cis-D, trans-L und trans-D, erhält man entsprechend 4 Endprodukte. Von diesen ist die trans-L-Form am aktivsten, dann folgt die cis-L-Form, und die beiden D-Formen sind von schwächerer Aktivität oder inaktiv. Unter einer L-Lincomycin-Verbindung wird eine solche verstanden, bei welcher der Prolylrest in der L-Form vorliegt, wie im Lincomycin selbst. Eine D-Lincomycin-Verbindung bezeichnet eine Verbindung, bei welcher der Prolylrest in der D-Form vorliegt. Die Bezeichnungen eis- und trans- beziehen sich auf die relative Stellung von 4-Alkylrest und 2-Carboxylgruppe des Prolylanteils.

Üblicherweise werden die 4 isomeren substituierten Proline getrennt, beispielsweise als Diastereoisomere, vor der Kondensation mit dem Methyl-thiolincosaminid. Diese Trennung erweist sich als schwierig, sie läuft unvollständig ab und ist teuer.

Im Verfahren vorliegender Erfindung wird das substituierte Prolin, welches am 1-Stickstoffatom durch einen Carbobenzoxyrest geschützt ist, in einem Lösungsmittelsystem mit dem entsprechenden Methylthiolincosaminid kondensiert, welches die resultierende L-cis und L-trans-Form praktisch quantitativ von den D-cis und D-trans-Lincomycinen trennt, indem es eine der beiden Fraktionen in Lösung hält, während die andere ausfällt. Für diese Umsetzung geeignete Lösungsmittel sind Aceton und Acetonitril, jeweils in Gegenwart von Wasser. Im Fall der 7(R)-OH-Lincomy-

cinverbindungen bleibt die L-Prolylform in Lösung, während die D-Prolylform ausfällt Im Fall der 7(S)-Cl-Lincomycinverbindungen bleibt die D-Prolylform in Lösung und die L-Prolylform scheidet sich ab.
Nach der hydrierenden Abspaltung des Carbobenzoxyrestes von der gewünschten L-cis und L-trans-Fraktion wird ein hochaktives Antibiotikum in guter Ausbeute erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch folgende Formel veranschaulicht werden:

Cbz

Cbz

COOH

D-cis

D-trans Cbz

COOH
L-trans

Cbz

COOH

L-cis

in Acetonitril oder Aceton

+ Triethylamin

+ Chlorameisensäureiso butylester

CH₃ X

H₂N
HO

Filtration

Filtrat
Hydrogenolyse

L

-ο

OH \
J—/SCH₃
OH

Niederschlag
Hydrogenolyse

gesondert erhalten

CO

N-

CHj

HO

-O

SCH.,

D-cis und D-trans

CO-N-

CH₃
X

HO

-O
OH

SCHj

OH
L-cis und L-trans

In den vorstehenden Formeln bezeichnet Cbz den Carbobenzoxyrest, R bedeutet einen Alkylrest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen und X ist 7(R)-OH oder 7(S)-Cl.

Der Alkylrest R mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen umfaßt die Reste η-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, und n-Heptyl sowie verzweigte Alkylreste, z. B. den Isobutyl-, Isopentyl-, 2,3-Dimethylpropyl-, 1,2-Dimethylpropyl-, 2,3-Dimethylbutyl-, Isohexyl-, Isoheptylrest.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen modifizierten Lincomycine sind bekannte Verbindungen (B. J. Magerlein, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, S. 727 - 736,1966).

Die Ausgangsmaterialien des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bekannt, z. B. aus den US-Patentschriften 34 96 163,35 14 440 und 33 66 624.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein l-Carbobenzoxy-4-alkylprolin (sämtliche vier isomeren Formen) in Acetonitril oder Aceton in Gegenwart von Triethylamin gelöst und dann mit Chlorameisensäure-isobutylester umgesetzt. Nach 10 bis 30 Minuten wird dieser Lösung eine Lösung des betreffenden Methyl-thiolincosaminids in Aceton, Wasser oder wäßrigem Aceton zugegeben. Das Gemisch wird '/2 bis 6 Stunden bei einer Temperatur zwischen 10

und 40° C, zweckmäßig bei Raumtemperatur von 22 bis 30° C gerührt Die Filtration liefert eine Lösung und einen Feststoff. Durch die Trennung dieser beiden Phasen und gesonderte Hydrogenolyse jeder Phase mit einem Platin- oder Palladium/Konle-Katalysator und Wasserstoff erhält man das anabiotisch aktive Gemisch aus cis-L- und trans-L-Antibiotika, daneben ein weniger aktives Gemisch aus den cis-D- und trans-D-Antibiotika. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man bei der Hydrogenolyse einen Katalysator mit j bis 10% Palladium auf Kohle in einem Verhältnis von 1 Teil Katalysator auf 2 bis 4 Teile der durch den Carbobenzoxyrest geschützten Lincomycinverbindung. Die Reaktion wird gewöhnlich bei Raumtemperatur und Reaktionszeiten von 1 bis 48 Stunden durchgeführt. Nach beendeter Umsetzung wird der Katalysator abfiltriert, das Filtrat wird eingedampft und der Rückstand wird in konventioneller Weise gereinigt, z. B. durch Chromatographieren, Extraktion und Umkristallisieren.

N-Carbobenzoxy-4-pentylprolin (Ausgangssubstanz)

Zu einer Lösung von 27,5 g 4-Pentylprolin-hydrochlorid in 450 ml Wasser und 72,5 ml 4n-wäßriger Natriumhydroxydlösung werden im Verlauf von 30 Minuten gleichzeitig 26 ml Carbobenzoxychlorid mit 415 ml 4n-wäßrige Natriumhydroxydlösung zugegeben. Nach 1 '/2-stündigem Rühren wird die basische Lösung 2 χ mit Äther extrahiert Die wäßrige Lösung wird angesäuert und mehrmals mit Äthylacetat extrahiert. Die Extrakte werden eingedampft und ergaben 37,2 g der Tkelverbindung (94%) in Form eines Öls.

Beispiel 1

A) Methyl-(4'-cis- und trans-pentyl-1 '-carbo-

benzoxy-L- und D-prolyl)-7-deoxy-7(S)-chlor-

thiolincosaminid.

SCH^

OH

D (trans und eis)
Cbz

CH₃

η —ι—ei

C-N —

HO

— O

SCH₃

OH

L (Irans und eis)

Zu einer Lösung von 13,3 g eines Gemisches aus 1-Carbobenzoxy-L- und D-4-cis-pentylprolin und 1-Carbobenzoxyl-L- und D-4-trans-pentylprolin in 300 m! Acetonitril, welches 5,3 ml Triäihylamin enthält, werden 5,1 ml Chlorameisensäureisobutylester unter KUhIe₁. zugesetzt Nach 15 Minuten wird eine Lösung von 10,2 g

; Methyl-7-deoxy-7(S)-chlorthiolincosaminid in 250 ml 50%igem wäßrigem Aceton zugesetzt Das Gemisch wird bei Raumtemperatur 3 Stunden lang gerührt, dann abfiltriert, wobei man 3,1 g MethyI-(4'-cis- und transpentyI-l'-carbobenzoxy-L-prolyl-7-deoxy-7(S)-chlor- thiolincosaminid III vom Schmelzpunkt 199—201⁰C (Zersetzung) erhält Das Filtrat wird auf etwa die Hälfte seines Volumens eingeengt Nach dem Filtrieren erhält man etwa 10 g eines klebrigen Feststoffs, und durch Umkristallisieren aus Aceton werden daraus 3,8 g der Verbindung III vom Schmelzpunkt 189 bis 19O⁰C (Zersetzung) erhalten. Eine dritte Kristallfraktion vom Schmelzpunkt 204 bis 206⁰C (400 mg) fällt beim Stehen aus.

Die Gesamtausbeute der drei Fraktionen beträgt 46,8%. In einem weiteren Versuch erhält man beim Umkristallisieren aus Aceton die Verbindung Methyl-(4'-cis- und trans-pentyl-l'-carbobenzoxy-L-prolyl)-7-deoxy-7(S)-chlor-thiolincosaminid vom Schmelzpunkt 208bis210°C,[x]_D+ 132° (Methanol).

Anal. Ber. für C₂₇H₄₁CIN₂O₅S:

C: 56,58; H: 7,21; N: 4.89;
gefunden: C: 56,33; H: 7,26; N: 4,66.

Experimentell wurde festgestellt, daß die Mutterlaugen praktisch nur das D-Isomer enthalten.

B) l'-DesmethyM'-despropyM'-cis- und transpentyl-clindamycin und dessen Hydrochlorid.

Ein Gemisch aus 10,2 g l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy^'-despropyM'-cis- und trans-pentyl-clindamycin, 190 ml Methanol und 3,8 g 10% Palladium/Kohle wird unter einem Wasserstoffdruck von 2,8 kg pro cm² 18 Stunden geschüttelt. Dann wird das Gemisch filtriert, das Filtrat wird im Vakuum (50 mmHg) destilliert und ergibt einen Rückstand von 7,0 g l'-Desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-clindamycin. Dieses Material wird an 700 g Silikagel unter Verwendung von Chloroform-Methanol (4:1) zur Eluierung chromatographiert. Die Fraktionen, die gemäß Dünnschichtenchromatogramm die gewünschte Verbindung enthalten, werden gesammelt, Gesamtgewicht 2,6 g. Die Umwandlung zum Hydrochlorid ergibt 1,9 g l'-Desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-clindamycin-hydrochlorid vom Schmelzpunkt 165 bis 168⁰C Durch

so Umkristallisieren aus wäßrigem Aceton wird der Schmelzpunkt auf 171 bis 173° C erhöht.

Anal. Ber. für C19H36CI2N2O5S:

C:47,99; H: 7,63; N: 5,89; S:6,74;
Cl: 14,91;

gefunden: C: 47,83; H: 7,58; N: 5,67; S: 6,78;
Cl: 15,00.

(korrig. für 3,50% H₂O)

bo B e i s ρ i e 1 2

A) 1 '-Carbobenzoxy-1 '-desmethyl^'-despropyl^'-cis- und trans-n-pentyl-lincomycin und 1 '-Carbobenzoxy-

1 '-desmethyl^'-despropyl^'-cis- und

trans-n-pentyl-D-lincomycin.

7,1 ml Chlorameisensäureisobutylester werden bei 0°C zu einer Lösung von 16,5 g N-Carbobenzoxy-4-pentylprolin (sämtliche 4 Isomere) und 7,25 ml Triethylamin

in 300 ml Acetonitril zugegeben. Nach 15 Minuten wird eine Lösung von 13,1 g Methyl-thiolincosaminid in 150 ml Wasser unter kräftigem Rühren zugesetzt. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur (21 bis 24° C) 3 Stunden lang gerührt Dann werden die sich abscheidenden Kristalle abfiltriert, mit wäßrigem Acetonitril gewaschen und getrocknet Diese Kristalle bestehen aus dem unerwünschten D-Isomer l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-trans- und cis-n-pentyl-D-lincomycin vom Schmelzpunkt 188 bis 197⁰C, Ausbeute 10,75 g (37,6%). Beim Umkristallisieren aus Methanol erhält man 7,65 g der reinen Verbindung vom Schmelzpunkt 198 bis 207⁰C, [a]_D+177°C (Methanol).

Anal. Ber. für C₂₇H₄₂N₂O₈S:

C: 58,46; H: 7,63; N: 5,05; S: 5,7; gefunden: C: 583J H: 7A N: 5^07 j S: 5,84.

Die Mutterlauge wird im Vakuum eingeengt und abgekühlt Beim Filtrieren erhält man 12,05 g (42,0%) eines gummiartigen Feststoffs vom Schmelzpunkt 150 bis 162° C. Nach dem Umkristallisieren aus Aceton-Methanol erhält man daraus 5,75 g des gewünschten 1 '-Carbobenzoxy-1 '-desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-n-pentyl-lincomycin vom Schmelzpunkt 169-173⁰C, [«]d+116° (Methanol). Weitere Produkt fraktionen vom Schmelzbereich 157—180⁰C, [λ]+9Γ 2,0 g; und 158-163°C, [<*]d+107^o, i_F03g werdei erhalten. Alle drei Fraktionen werden in der folgender Verfahrensstufe eingesetzt

Anal. Ber. für C₂OH₄₂N₂O₈S:

C: 58,46; H: 7,63; N: 5,05; S: 5,7; gefunden: C: 58,37; H: 7,56; N:4,85; S: 5,57.

B) l'-DesmethyM'-despropyM'-cis-und trans-n-pentyllincomycin und dessen Hydrochlorid.

Ein Gemisch aus 8 g 1 '-Carbobenzoxy-l'-desmethyl 4'-despropyl-4'-cis- und trans-n-pentyl-lincomycin um 3 g 10% Palladium/Kohle in 150 ml Methanol wird If Stunden lang unter Wasserstoffdruck geschüttelt. Dam wird der Katalysator abfiltriert, das Methanol wird in Vakuum abdestilliert und man erhält das l'-Desmethyl 4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-üncomycin. Diese! Produkt wird in 60 ml Aceton gelöst, dann werdei 3,8 ml 6n-Salzsäure zugegeben. Das kristalline Hydro ch'orid der obigen Verbindung wird gesammelt unc getrocknet. Es besitzt einen Schmelzpunkt von 206 bis 208° C, [<x]_D+ 135° (H₂O), Ausbeute 5,0 g.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L-1 -Desmethyl^'-despropyM'-alkyl-lincomycinen (I) oder -clindamycinen (II) der allgemeinen Formel

   (D