DE2234804A1 - Gentamicinderivate und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
Gentamicinderivate und verfahren zur herstellung derselbenInfo
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- C07H15/236—Cyclohexane rings substituted by at least two nitrogen atoms with at least two saccharide radicals directly attached to the cyclohexane rings attached to non-adjacent ring carbon atoms of the cyclohexane rings, e.g. kanamycins, tobramycin, nebramycin, gentamicin A2 a saccharide radical being substituted by an alkylamino radical in position 3 and by two substituents different from hydrogen in position 4, e.g. gentamicin complex, sisomicin, verdamycin
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Telefon 48 32 25 und 48 6415
Telegramme: Chemindus München Telex: (0)523992
15 066
MERGK & CO., INC. Rahway, New Jersey 07065, Y.St.A.
Gentamicinderivate und Verfahren zur Herstellung derselben
Gentamicin ist ein Antibiotikum, das durch Fermentation von
Micromonospora purpurea oder M. echinospora und Varianten derselben entsteht. Es wurde zuerst 1963 isoliert und in der
USA-Patentschrift 3 091 572 beschrieben» Es ist ein hochwirksames
Antibiotikum, das sowohl gegen gram-positive als auch gegen gram-negative Mikroorganismen, wie die Mikroorganismen
der Species Staphylococcus, Klebsieila, Pseudomonas und Proteus, aktiv ist. Es sind drei gesonderte, aber eng miteinander
verwandte chemische Komponenten voneinander getrennt und identifiziert worden, die im allgemeinen als (Gentamicin) G^,
C2 oder C1a bezeichnet werden. (Ein anderer Name für Gentamicin
C|a ist Gentamicin TJ.) Die Struktur dieser Verbindungen
ist die folgende:
*■· { M
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RCHKHR
OH
Beim -Gentamicin C.
ist R=R'= CH,;
beim Gentamicin
ist
t jt xu υ j-i — j-i. — V1I7 ;
R = CH, und R' = H, während beim Gentamicin C1Q R=R' = H
J Id,
ist. Die Trennung dieser drei Komponenten ist in der USA-Patentschrift
3 651 042 (1972) beschrieben.
Die Nomenklatur der obigen Verbindungen kann vereinfacht werden, wenn man jeden Teil des Moleküls mit einem Namen versieht
und numeriert. Man kann z.B. das folgende Schema verwenden: (wobei die funktioneilen Gruppen der Einfachheit
halber fortgelassen sind)
1A
Die drei Ringe werden mit S. , S-^ bzw. Sq bezeichnet und, wie
angegeben, numeriert. Der Teil S^ wird auch als "Deoxysteptamin"-rest
bezeichnet. Sp wird auch als "Garosamin" bezeichnet,
während S^ und S„ zusammen als "Gentamin" bezeichnet
werden.
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Gentamicin ist seit seiner Einführung (im Jahre 1969) als
hochgradig wirksames Antibiotikum von grossem Wert für die Behandlung von Infektionen "bekannt. Jedoch lässt sich, wie
bei vielen Antibiotika, eine extrachromosomische Resistenz
gegen Gentamicin in vitro mit Hilfe von wiederholten Subkulturen in geringeren Konzentrationen als der hemmend wirkenden
Konzentration des Antibiotikums entwickeln. Resistenz gegen Gentamicin ist auch neuerdings in der Klinik beobachtet worden.
Diese chromosomische Resistenz ist eine erst in neuerer
Zeit erkannte Bakterienerscheinung; vgl. T. Watanabe (1963): "Infective heredity of multiple drug resistance in bacteria",
"Bact. Rev.", Band 27, Seite 87-115. Diese allgemeine Erscheinung
ist als "R-Paktoren" definiert worden. Ganz allgemein ist ein R-Faktor die biochemische Fähigkeit der Bakterien,
das Antibiotikum in ein chemisches Derivat umzuwandeln, das die Vervielfältigung der Bakterien nicht stört und mithin das
Bakterienwachsturn ermöglicht. Das klinische Symptom der
R-Eaktor-Resistenz äussert sich daher darin, dass der Patient
auf die Behandlung mit dem Mittel nicht reagiert. Zwar ist das Mittel auch weiterhin ein aktives Antibiotikum: und kann
als solches weiter zur Bekämpfung von Krankheiten verwendet werden; es besteht aber das Bedürfnis, eine Verbindung zu erhalten,
die ein breites AktivitätsSpektrum sogar gegen Stämme von Mikroorganismen aufweist, die gegen Gentamicin resistent
sind.
Die Erfindung stellt neue Derivate des Gentamicins zur Verfügung, die ein hochgradig umfassendes Aktivitätsspektrum gegen
gram-positive und gram-negative Infektionen, und zwar auch gegen Mikroorganismen aufweisen, die gegen Gentamicin resistent
Bind. Es ist zu beachten, dass jedes einzelne Derivat nicht notwendigerweise genau das gleiche Aktivitätsspektrum
aufzuweisen braucht wie andere Derivate; jedes Derivat hat aber eine Aktivität und weist Vorteile gegenüber einem oder
mehreren der Stammgentamicine auf.
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Diese Derivate, die eine solche überlegene Aktivität aufweisen, sind diejenigen, die (a) anstelle der C~2-Hydroxylgruppe
des Garosaminzuckers die folgenden funktionellen Gruppen aufweisen
oder (b)' anstelle der C-5' -Hydroxylgruppe des S-g-Zukkers
die folgenden funktionellen Gruppen aufweisen; (die für die Verbindungen angegebenen Zahlen beziehen sich auf die
nachstehend aufgeführten Strukturformeln); vgl. die nachstehenden Fliessdiagramme.
IV 2-0-nied.Alkyl, worin R1 einen -OR1
niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet
V 2-0-nied.Alkylcarbamyl oder Q
2-0-Carbamyl (R kann ein Was- -OCN-R
serstoffatom oder einen niederen
Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen niederen Alkenylrest ;nit 2 bis 6
Kohlenstoffatomen bedeuten)
. =0
-OH
-OSO2CH5
-H
VI | 2-Keto |
VII | 2-epi-Hydroxy |
X | 2-epi-Methansulfonyloxy |
XI | 2-Deoxy |
VIII | 2-Amino |
IX | 2-epi-Amino |
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Tabelle II
XII 5'-0-nied.Alkyl, worin R1
1 einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen .
bedeutet
In Stellung Nr. 5' -OR1
XIII
5'-0-Carbamyl oder 5'-0~nied.-Alkylcarbamyl
(R kann ein Wasserstoffatom, einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
oder einen niederen Alkenylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten)
5'-O~Methansulfonyl
0 H -0-0-N-R
-OSO2CH3
Ausser den in Tabelle I und II aufgeführten 2- oder 5'-substituierten
Verbindungen IV bis XI¥ ist auch das 2,5'-disubstituierte
Garbaraoylgentamicin hergestellt worden, welches eine wertvolle antibakterielle Verbindung darstellt.
Die Nomenklatur ist einfach; wenn das neue Derivat bei C-2 oder C-5' die gleiche Konfiguration hat wie die ursprüngliche
Hydroxylgruppe des Gentamicins, wird kein Präfix verwendet; wenn sich jedoch die entgegengesetzte Konfiguration
bei C-2 oder 0-5' ergibt, wird das Produkt durch die Vorsilbe
"epi-" gekennzeichnet. Zum besseren Verständnis der Nomenklatur
wird auf die nachstehenden Fliessdiagramme Bezug genommen. '
In den Fliessdiagrammen wird GentamicinC. verwendet, um die
Umsetzungen zu erläutern. Gentamioin C0 und Gentamicin C10
c. ia
(Gentamicin C^) sollen aber von den Fliessdiagrammen ebenfalls
umfasst werden. Ferner haben die Produkte IV bis XIV sämtlich die gleichen Struktursubstituenten wie das als Aus-
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gangsgut verwendete Penta-N-carbobenzoxyderivat des Gentamicins
C1, mit Ausnahme der Substituenten in der C~2~ oder
der C-5'-Stellung der Zuckerringe SQ "bzw. S-n.
Die in Tabelle I und II beschriebenen Verbindungen können nach den folgenden allgemeinen Verfahren hergestellt werden, wofür
auf die folgenden vier Fliessdiagramrae Bezug genommen wird.
- 6
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Cbz
III
VI
Penta-N-carbobenzoxy-
derjvat des Gentamicins G1
siehe Pliessdiagramm
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VIII
VII
siehe
i'liessdiagraima
•und NH,
IX
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gliesediagramm 3
VII
OSO2CH3
XI
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ffliessdiagramm 4
Cbz
III
XII
H 0-C-N-R
XIII
10 -
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15066 * 2234807,
Die vier Fliessdiagramme erläutern die allgemeine Synthese
der aktiven Verbindungen geinäss Tabelle I. Die Schutzgruppen
können in der letzten Verfahrensstufe abgespalten werden, wobei man das Gentamicin mit den davon abgeleiteten funkr
tionellen Gruppen bei C-2 oder C-51 erhält.
Die Verbindungen gemäss der Erfindung können unter den folgenden
Reaktionsbedingungen hergestellt werden:
Als Ausgangsstoff für die'Umsetzungen kann man Gentamicin Cj,
Gp oder C. verwenden. In allen Fällen v/erden zunächst die
freien Aminogruppen durch Umsetzung der betreffenden Verbindung mit einem Reagens geschützt,, das imstande ist, die freien
WasserstoffatoDie der fünf Aminogruppen durch eine inerte
funktioneile Gruppe zu ersetzen. Ein geeignetes Reagens ist Garbobenzoxychlorid; man kann aber auch Essigsaureanhydrid
verwenden. Das Gentamicin und das die Schutzgruppen einführende Reagens werden, vorzugsweise bei Temperaturen von
-10 bis +25° C, miteinander gerührt. Nach·dem Reinigen und „
Isolieren durch Chromatographie wird das geschützte Gentamicin als körniger Feststoff gewonnen. Nachstehend wird
der Ausdruck "geschütztes Gentamicin" für das Schlüssel-Zwischenprodukt
III verwendet, von dem die meisten Umsetzungen ausgehen; der Ausdruck bezieht sich aber auch auf jede Komponente
von Gentamicin C^, C2 tmd 0"1a· Wenn in den nachstehenden
Erörterungen von "aktiven Verbindxingen" gesprochen wird, so
bezieht sich dieser Ausdruck auf das fertige, substituierte Gentamicin nach dem Abspalten der Schutzgruppen. Die Abspaltung
der Schutzgruppen ist die letzte Reaktionsstufe und erfolgt im Falle der Carbobenzoxygruppe durch Reduktion mit
Wasserstoff an einem 10 # Palladium auf Kohlenstoff enthaltenden
Katalysator und im Falle der Acetylgruppe durch alkalische Hydrolyse. Im letzteren Falle kann man eine katalytisch^. Menge
Natriummethylat in Methanol oder Bariumhydroxid in Wasser
oder ähnliche Reagenzien verwenden.
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BAD ORKSfNAL 2 0 9 8 8 4/1352
Die nächste allgemeine Stufe in der Reaktionsfolge der PIiessdiagramme
1 bis 3 ist die Umsetzung der ungeschützten funktionellen G-2-IIydroxylgruippe. Das Gentamicin weist zwar noch
zwei andere Hydroxylgruppen auf; diese nehmen aber an der Umsetzung nicht teil. Die C-51 -Hydroxylgruppe des Ringes S-g ist
durch die Ringe S^ und Sq sterisch gehindert, während die
C-^-Hydroxylgruppe des Ringes Sq nicht sehr- reaktionsfreudig
ist, weil es sich hierbei um eine tertiäre Gruppe handelt.
Bei den Umsetzungen gemäss Fliessdiagramm 4 (Tabelle II) wird
die C-2-Hydroxylgruppe durch Bildung eines niederen Alkylester-
oder niederen Alkylätherderivats geschützt, wobei die niedere Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoff atome aufweist. Man
kann die OH-Gruppe z.B. mit Hilfe von Acetylchlorid oder Essigsäur
eanhydrid in eine Acetatgruppe umwandeln. Wie ersichtlich, nimmt die C-51-Hydroxylgruppe normalerweise an den in
den Fliessdiagrammen 1 bis 3 erläuterten Reaktionen nicht teil, weil sie durch die Ringe S. und S~ sterisch gehindert
ist. Wenn aber die C-2-Hydroxylgruppe geschützt ist und die Reaktionszeiten auf das 5- bis 50-fache verlängert werden,
reagiert die C-51-OH-Gruppe nach Wunsch. Um das gewünschte
Produkt abzutrennen und zu isolieren, bedient man sich der präparativen Dünnschichtchromatographie. Die beiden verschiedenen
Arten von Schutzgruppen werden dann nach herkömmlichen Yex'fahren abgespalten, und zwar zunächst die Schutzgruppe für
die C-2-Hydroxylgruppe und dann die Schutzgruppen für die Aminofunktionalitäten, und so erhält man die gewünschten Produkte.
Daher ist die allgemeine Beschreibung des Verfahrens auch auf die C-5'-Hydroxy!verbindungen der Tabelle II anwendbar.
Die 2-0-nied.Alkylgruppe kann in das geschützte Gentamicin
durch Umsetzung mit einem niederen Alkylhalogenid, vorzugsweise mit Methyljodid in einem organischen Lösungsmittel, eingeführt
werden. Zur Herstellung des 2-0-Methylderivats kann es
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zweckmässig sein, Diazomethan zu verwenden. Die Umsetzung verläuft
am "besten unter wasserfreien Bedingungen bei Temperaturen von 25 Ms 50° G im Verlaufe von 1/2 Ms 12 Stunden. Diese
Verbindungsgruppe ist durch die Verbindung IY dies Fliessdiagramms
1 erläutert. Die Produkte werden durch Chromatographie abgetrennt. Nach diesem Verfahren bildet sich nicht nur
die 2-0-nied.AIkylverbindung, sondern auch das 2,5'-Di-O-nied.alkyl-3,4-N1Q.-carbonyl-tetracarbobenzoxyderivat.
Das letztere kann von der einfachen niederen Alkylverbindimg abgetrennt
werden und ist ebenfalls als antibakterielles Mittel wirksam. Wie. bereits erwähnt, ist dieses Verfahren auch auf
die die 5'-O-nied.AIkylgruppe aufweisenden Verbindungen XII
anwendbar.
Das 2-0-nied.Alkyl- oder 2-0-nied.Alkenyl-carbamylderivat,
Verbindung V des Pliessdiagramms 1, wird durch Umsetzung
eines niederen Alkylisocyanats bzw. eines niederen Alkenylisocyanats
mit dem geschützten Gentamicin hergestellt. Das 2-0-Carbamylderivat (ebenfalls Verbindung V) wird durch Umsetzung
von ungefähr äquimolekularen Mengen Trichloräthoxycarbonylisocyanat
mit dem geschützten Gentamicin hergestellt. Hierbei erhält man eine Zwischenproduktverbindung mit einer
Trichloräthoxycarbonylcarbamoylgruppe bei G-2. Die Schutzgruppe
kann mit Zinkstaub in heissem Methanol abgespalten werden, wobei man d*as gewünschte 2-Deoxy-2-carbamoylderivat erhält.
Gegebenenfalls kann man die Reaktionsbedingungen so einstellen, dass die Schutzgruppen gleichzeitig mit der Trichlorathoxycarbonylgruppe
abgespalten werden. Das gewünschte Produkt wird mit einem Gemisch aus 3 Teilen Äthylacetat und
1 Teil Chloroform auf einer Kieselsäuregelplatte eluiert. Die das Produkt enthaltende Fraktion wird durch ihre Fluoreszenz
in ultraviolettem Licht identifiziert. Sie wird von der Platte mit einem geeigneten lösungsmittel physikalisch entfernt
und durch Abdampfen des Lösungsmittels als fester Stoff gewonnen. Diese beiden Verfahren sind auf die Herstellung der
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Verbindung XIII in der 5*-substituierten Reihe anwendbar. Y/ie
der !Fachmann versteht, kann man auch die 2,5' -disubstituierten
Carbamoylverbindungen herstellen, indem man die Reaktionszeit verlängert und die Menge an Trichloräthoxycarbonylisocyanat
verdoppelt. Der Reaktionsverlauf wird durch Dünnschichtchromatographie überwacht.
Die Verbindung VI des Fliessdiagramms 1 ist für sich allein
eine wertvolle Verbindung und kann ausserdem zur Herstellung der aktiven Verbindungen VII, VIII, IX, X und XI gemäss den
lliessdiagrammen 2 und 3 verwendet werden. Diese Verbindung
VI, das 2-Ketoderivat, wird durch Oxydieren des geschützten Gentamicins hergestellt. Zweckmässig verwendet man eine Komplexverbindung
aus Chromtrioxid und Pyridin in einem organischen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid. Die Oxydation verläuft
bei Raumtemperatur schnell. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand chromatographiert und in
Fraktionen zerlegt. Die 2-Ketofraktion kann dann gereinigt werden.
Die 2-Aminoverbindung und die 2-epi-Aminoverbindung VIII bzw.
IX des Fliessdiagramms 2 werden hergestellt, indem man zunächst
frisch bereitetes Hydroxylamin mit 2-Ketogentamicin (Vl) umsetzt. Das so erhaltene 2-Oximino-Zwischenprodukt wird
dann mit metallischem Natrium in einem wasserfreien Lösungsmittel reduziert. Dabei entstehen die beiden Aminoisomeren,
die dann durch präparative Dünnschichtchromatographie getrennt und gereinigt werden.
Das 2-epi-Hydroxyderivat VII hat seinen eigenen Wert und eignet sich ferner zur Herstellung der weitei'en Verbindungen X
und XI geroäss Pliessdiagramm 3. Das 2-epi-Hydroxyderivat
selbst wird aus der 2-Ketoverbindung VI durch Reduzieren mit
Natriumborhydrid in Alkohol und Dimethylformamid hergestellt.
Diese Reduktion ist nicht stereospezifisch, so dass sowohl das
-H-
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gewünschte 2-epi-Hydroxygentamicin als auch das Ausgangsgentamicin
entsteht. Die "beiden Isomerem werden durch Dünnschichtchromatographie
voneinander getrennt, und die gewünschte 2-epi-Hydroxyverbindung wird isoliert. ·
Das 2-epi-Methansulfonyloxyderivat X "wird aus der 2-epi-Hydroxyverbindung
YII hergestellt, indem die letztere mit Methansulfonylchlorid in einem Lösungsmittel, wie Pyridin,
umgesetzt wird. Nach einer verhältnismässig kurzen Reaktionszeit, die im allgemeinen weniger als zwei Tage dauert, wird
das Produkt durch präparative Dünnschichtchromatographie abgetrennt.
Zur Herstellung des 5'-Methansulfonylderivats XIV verwendet
-man ähnliche Reagenzien wie "bei dem oben beschriebenen Verfahren."
Zunächst ist zu bemerken, dass die Konfiguration des 5'-Substituenten bei der Verbindung XIT sich bei der Umsetzung
nicht ändert, weswegen die Verbindung nicht als "epi!l—
Verbindung bezeichnet wird. Die Herstellung der Verbindung XIV wird folgendermassen durchgeführt: Fach Herstellung des
penta-N-geschützten und in der 2-Stellung geschützten Gentamicins
lässt man das noch freie Wasserstoffatom in einem inerten
lösungsmittel, wie Pyridin, mit einem grossen Überschuss an Methansulfonylchlorid reagieren. Die Reaktionsteilnehmer
werden dann, zweckmässig bei Raumtemperatur, 7 bis Tage stehengelassen, damit die Reaktion bis zur Vollendung
fortschreitet. Die Umsetzung wird durch Dünnschichtchromatographie überwacht."Nach dem Isolieren des Reaktionsprodukts
werden die Schutzgruppen bei C-2 und an den Stickstoffatomen
nacheinander abgespalten.
Das 2-Deoxyderivat XI wird hergestellt, indem man zunächst NatriumbenKylmercaptid in Äthanol bei Rüekfluöstemperatur mit
der 2-epi-Methansulfonyloxyverbindung X umsetzt. Dan dabei
entötohoijdo. 2~P-enKylthio-Zwischenprodukt wird darm mit Raney-
- 15 2098 84./ 13 52
Nickel in Äthanol reduziert. Bei dieser Umsetzung,·die im allgemeinen
2 bis 15 Stunden dauert, wird das Reaktionsgemisch stark gerührt. Die Umsetzung wird überwacht, indem man während
der Reaktion Proben entnimmt und durch Dünnschichtchromatographie untersucht. "Wenn die Umsetzung beendet ist,
wird das Produkt, die 2-Deoxyverbinduhg XI, durch präparative Dünnschichtchromatographie .gewonnen.
Vie bereits oben erwähnt, sind die Verbindungen IV bis XI geschützte
Gentamicine. Nach dem Abspalten der Schutzgruppe durch katalytische Hydrierung werden die Bndprodukte isoliert.
Die Verbindungen geraäss der Erfindung sind sämtlich wertvolle ·
antibakterielle Mittel. Sie weisen ein breites Aktivitätsspektrum gegen Krankheiten auf, die durch Species von Proteus,
Pseudomonas, Staphylococcus, Klebsiella und Entrobacter, insbesondere
durch Staphylococcus aureus, Klebsiella und Escherichia GoIi, verursacht werden. Zum Beispiel kann eine
durch Proteus verursachte chronische Infektion wirksam durch dreimalige tägliche Verabfolgung einer Dosis von 1 mg je kg
Körpergewicht behandelt werden.
Ferner zeigen die Verbindungen gemäss der Erfindung auch Antivirusaktivität
gegen Rickettsia akari.
Zur Darreichung an Patienten werden die Antibiotika in den üblichen
Darreichungsformen nach herkömmlichen Verfahren angewandt. Einheitsdosisformen können unter Verwendung zulässiger
pharmazeutischer Träger hergestellt werden. Die Verbindungen können in der oben beschriebenen Form oder in Form ihrer Salze,
wie z.B. der Sulfate, angewandt werden. Am zweckmässigsten
ist es, die Mittel durch Injektion darzureichen; eine injizierbare
Lösung lässt sich leicht durch Verdünnen von 50 g der betreffenden Verbindung.in einer sterilen Lösung auf ein
Volumen von 1,0 1 herstellen. Die Verbindungen können auch i-
- 16 -.
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Verwendung in lokal anwendbaren Salben oder in Augentropfen hergestellt werden.
Beispiel 1
Penta-N-carbobenzoxyderivat von Gentamicin C.
Ein Gemisch aus 954 mg Gentamicin G., 1,06 g Natriumcarbonat,
12 ml Wasser und 36 ml Aceton wird auf -5° -C gekühlt. Im Verlauf
e von 5 Minuten setzt man unter Rühren 1,96 g Carhobenzoxychlorid zu. Das Gemisch wird 3 Stunden im Eisbad und
1 Stunde bei 22° 0 gerührt. Dann wird das Gemisch in 150 ml kaltes Wasser gegossen und zweimal mit je 25 ml Äthylacetat
extrahiert. Die Äthylacetatlösung wird'über Magnesiumsulfat
getrocknet und zu einem Glas konzentriert, das in Hexan verrührt wird. Man erhält 2,10 g eines körnigen Peststoffes;
Ausbeute 91 #; E 85 Ms 95° C
Analyse
Analyse
Berechnet für
C61H73N5O17: 0 =: 63,81 #; H =.6,41 #; N « 6,10 i°\
gefunden: G = 63,92 $; H = 6,26 $>\ N= 5,93 i>·
Dieses Verfahren kann auch zur Herstellung der analogen Gentamicin Cg- oder C1a-Derivate verwendet werden.
Penta-N-acetylderivat von Gentamicin G 1
Eine Lösung von 1 g Gentamicin C1a, 20 ml Essigsäureanhydrid
und 25 ml Methanol wird 2,5 Stunden bei 22° C gerührt. Die
Reaktionslösung wird eingedampft und der Rückstand an Kieselsäuregel
(von Baker) unter Verwendung von Chloroform und Gemischen aus Chloroform und Methanol zum Eluieren chromatographiert.
Das Produkt, das Penta-N-acetylderivat von Gentamicin C1a, fällt als amorpher fester Stoff an; Ausbeute
1,15 g = 78 £.
- 17 -
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15 066 4g
Nach diesem Verfahren können auch die Derivate von Gentamicin
Cp oder"Gentamicin C. hergestellt werden.
Penta-N-carbobenzoxy-2-O-methylderivat von Gentamicin G1
Ein Gemisch aus 0,3 g des Penta-N-carbobenzoxyderivats von Gentamicin C1, hergestellt nach Beispiel 1, (oder eines
analogen Derivats von Gentamicin Cn oder C. ), 0,6 g wasserfreiem
Bariumoxid, 0,9 ml Methyljodid und 3 ml Dimethylformamid
wird 3 Stunden bei 50° C gerührt, wobei der Kolben durch ein mit einem Trockenmittel beschicktes Rohr gegen den
Feuchtigkeitszutritt geschützt wird. Das Gemisch wird filtriert und das Filtrat gefriergetrocknet. Der Rückstand wird
unter Verwendung eines Gemisches aus 3 Teilen Äthylacetat und 1 Teil Chloroform zum Eluieren an 25 g Kieselsäuregel (Baker)
chromatographiert, und man erhält das Penta-N-earbobenzoxy-2-0-methylderivat
sowie das 2,5'-Di-0-methyl-3,4-N,0-carbonyltetracarbober.zoxyderivat
von Gentamicin CL. Auf die gleiche Weise lassen sich die analogen niederen Alkoxyderivate unter
Verwendung der entsprechenden niederen Alkylhalogenide herstellen.
Das 2-0-Methylderivat kann auch nach dem folgenden Verfahren
hergestellt werden: Eine Lösung von 0,3 g des Penta-N-carbobenzoxyderivats von Gentamicin C., 30 ml Dimethoxyäthan und
10 ml V/asser wird auf 80° C erhitzt. Man tropft untör starkem
Rühren ungefähr 5 g Diazomethan in Lösung in Äther zu und lässt dabei den Äther aus dem Reaktionsgemisch abdestillieren,
Nach beendetem Zusatz wird das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck eingedampft, um den grössten Teil des Dimethoxyäthans
abzutreiben. Der Rückstand wird mit Chloroform extrahiert und der Extrakt mit Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft.
Durch Chromatographie an Baker-Kieselsäuregel unter Verwendung von Gemischen aus Chloroform und Äthylacetat lässt
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sich das gewünschte O-Methylderivat von dem nicht umgesetzten
Ausgangsstoff trennen.
Penta-W-carbobenzoxy-2-O-methylcarbamylderivat von
Gentamicin C 2
line Lösung von 100 mg des Penta-N-carbobenzoxyderiyats von
Gentamicin C2, hergestellt nach Beispiel 1, 100 μΐ Methylisocyanat,
6 μΐ Triäthylamin und 3 ml Chloroform wird
3 Tage im zugeschmolzenen Rohr auf 60° C erhitzt. Das Reaktionsgemisch
wird unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand unter Verwendung von Methylenchlorid auf eine
Kieselsäuregel-G-Chromatographieplatte (20 cm χ 20 cm) aufgebracht.
Die Platte wird mit einem Gemisch aus 3 Teilen Äthylacetat und 1 Teil Chloroform eluiert. Die Hache, die im ultravioletten
Licht fluoresziert, wird abgeschabt und mit Äthylacetat eluiert. Durch Eindampfen gewinnt man 89 mg Tenta-W-carbobenzoxy-2-O-methylcarbamy!derivat
von Gentamicin
Die analogen niederen Alkylcarbamylderivate lassen sich in
ähnlicher Weise unter Verwendung der entsprechenden niederen Alkylisοcyanate herstellen. Ebenso, kann man niedere Alkenylcarbamate,
z.B. das Penta-IT-earbobenzoxy-2-O-allylcarbamat
von Gentamicin C2, nach dem obigen Reaktionsschema mit Allylisocyanat
als Reaktionsteilnehmer herstellen.
Penta-N-earbobenzoxy^-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivat
von Gentamicin C.
.Ta.
200 mg Penta-1-carbobenzoxyderivat von Gentamicin C.. (her-
I a
gestellt nach Beispiel 1) in 4 ml Benzol werden mit 50 μΐ
Trichloräthoxycarbonylisocyanat versetzt. Nach 2,5-stündigem
Rühren bei 22° C stellt man durch Überwachen durch Dünn-
- 19 -
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Schichtchromatographie fest, dass die Reaktion zu etwa 2/3 vollständig ist. Durch Zusatz von weiteren 10 μΐ Trichloräthoxycarbonylisocyanat
mit 1,O-stündigem Rühren wird die
Reaktion vervollständigt.
Das Reaktionsgemisch wird unter vermindertem Druck eingedampft und unter Verwendung eines Gemisches aus 1 Teil
Äthylacetat und 2 Teilen Chloroform zum Eluieren an 25 g Kieselsäuregel (Baker) chromatographiert. Wenn man Fraktionen
zu 50 ml auffängt, befindet sich das Produkt in den Fraktionen Nr. 10 "bis 18. Durch Vereinigung dieser Fraktionen erhält
man 127 mg des gewünschten Produkts, das durch Elementaranalyse
als das Penta-N-carbobenzoxy^-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivat
von Gentamicin Cja identifiziert
wird.
Beispiel 6
2-Carbamylderivat von Gentamicin C^a
Ein Gemisch aus 80 mg Penta-N-carbobenzoxy-2-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivat
von Gentamicin C-ja» 6 ml Dioxan,
4 ml Wasser, 5 Tropfen Essigsäure und 80 mg 10-prozentigem
Palladium auf Holzkohle wird bei 22° C 3 Stunden katalytisch bei Atmosphärendruck reduziert. Der Katalysator wird von dem
Reaktionsgemisch abfiltriert, und durch Gefriertrocknen des Filtrats erhält man 43 mg Rohprodukt. Durch präparative Dünnschichtchromatographie
an Kieselsäuregel G mit 2 Teilen Methylalkohol, 1 Teil Chloroform und 1 Teil konzentriertem
Ammoniak (untere Phase) zum Eluieren erhält man das Produkt in einer Ausbeute von 21 mg. Das Produkt wird durch Dünnschichtchromatographie,
Infrarotanalyse und Massenspektrophotoraetrie als das 2-Carbamylderivat von Gentamicin C-,
identifiziert.
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15 066
Beispiel 7
2,S'-Di-O-carbamylderivat von Gentamicin
Wenn man nach den Beispielen 5 und 6 arbeitet Und bei der Umsetzung
des Beispiels 5 die doppelte Menge Trichloräthoxycarbonylisocyanat
verwendet, werden als Hauptprodukt 150 mg Penta-W-carbobenzoxy-r2,5' -di-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivat
von Gentamicin CL0 isoliert,- Wenn man diese Verbindung
I o.
nach dem Terfahren des Beispiels 5 reduziert, erhält man 70 rag
2,5'-Di-0-carbamylderivat von Gentamicin C^a» Die Identität
dieses Produkts wird durch Infrarotanalyse und Massenspektrophotometrie
bestätigt.
Die 2,5'-Di-O-carbamylderivate von Gentamicin C. und Gentamicin
C2 können nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden (Ausbeuten 75 mg bzw. 70 mg).
Beispiel 8
Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivat von Gentamicin O1 Man stellt eine Oxydationsmittellösung aus 0,6 g Chromtrioxid, 0,97 ml Pyridin und 15 ml Methylenchloriä her. Eine Lösung von 0,3 g des Penta-N-carbobenzoxyderivats von Gentamicin Cj in 5 ml Methylenchlorid wird mit 5 ml der Oxydationsmittellösung versetzt. Nach 1-stündigem Rühren wird das Gemisch filtriert und das Piltrat unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird unter Verwendung eines Gemisches aus gleichen Teilen Äthylacetat und Chloroform zun> Eluieren an 25 g Baker-Kieselsäuregel chromatographiert. Durch Eindampfen der entsprechenden Fraktionen erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivat von Gentamicin Cj.
Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivat von Gentamicin O1 Man stellt eine Oxydationsmittellösung aus 0,6 g Chromtrioxid, 0,97 ml Pyridin und 15 ml Methylenchloriä her. Eine Lösung von 0,3 g des Penta-N-carbobenzoxyderivats von Gentamicin Cj in 5 ml Methylenchlorid wird mit 5 ml der Oxydationsmittellösung versetzt. Nach 1-stündigem Rühren wird das Gemisch filtriert und das Piltrat unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird unter Verwendung eines Gemisches aus gleichen Teilen Äthylacetat und Chloroform zun> Eluieren an 25 g Baker-Kieselsäuregel chromatographiert. Durch Eindampfen der entsprechenden Fraktionen erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivat von Gentamicin Cj.
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Penta-N-carbobenzoxy-2-epi-derivat von Gentamicin C1
Eine Lösung von 0,10 g Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivat von Gentamicin C1 in 1 ml Ν,Ν-Dimethylformamid und 15 ml Methanol
wird mit Natriumborhydrid (in Anteilen von 100 mg) versetzt. Nachdem man das Reaktionsgemisch 2 Stunden auf 22 C gehalten
hat, wird das Gemisch schnell auf Rückflusstemperatur erhitzt und gekühlt. Durch Eindampfen unter vermindertem Druck erhält
man einen Rückstand, zu dem man 3 ml V/asser zusetzt. Durch
viermaliges Extrahieren dieses Gemisches mit je 5 ml Chloroform, Trocknen der Chloroformextrakte mit Magnesiumsulfat und
Eindampfen erhält man einen Rückstand, 'der an 25 g Kieselsäuregel G unter Verwendung eines Gemisches aus Äthylacetat und
Chloroform als Eluierungsmittel chromatographiert wird. Man
erhält sowohl das Penta-N-carbobenzoxyderivat von Gentamicin C. als auch das C-2-Epimere.
Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxy-2-epi-methansulfonyloxyderivat
von Gentamicin C.
Ein Gemisch aus 0,1 g Penta-N-carbobenzoxy-2-epi-derivat von
Gentamicin C., 40 ml Methansulfonylchlorid und 2 ml Pyridin
wird 2 Stunden bei 22° C gerührt. Das Gemisch wird unter vermindertem
Druck eingedampft und der Rückstand der präparativen Dünnschichtchromatographie an einer Kieselsäuregel-G-Platte
(20 cm χ 20 cm) unter Verwendung eines Gemisches aus 3 Teilen Äthylacetat und 1 Teil Chloroform zum Eluieren unterworfen.
Die Fläche, die in ultraviolettem Licht fluoresziert, wird abgeschabt und mit Äthylacetat eluiert, worauf
man nach dem Eindampfen das Penta-N-carbobenzoxy^-deoxy^-·
epi-methansulfonyloxyderivat von Gentamicin C, erhält.
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Beispiel It ' *
Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxyderivat von Gentamicin CL
Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxyderivat von Gentamicin CL
Eine Lösung von 0,1 g Penta-N-carbobenzoxy-^-deoxy^-epimethansulfonyloxyderivat
von Gentamicin CL, 0,1 g Natriumbenzylmercaptid und 15 ml Äthanol wird 10 Stunden auf Rückfluss
temperatur erhitzt. Die Lösung wird eingedampft und der Rückstand auf eine Dünnsehichtchromatographieplatte aus Kieselsäuregel
G (20 cm χ 20 cm) aufgebracht und mit einem Gemisch aus 3 Teilen Äthylacetat und 1 T'eil Chloroform entwikkelt.
Die im ultravioletten Licht fluoreszierende Fläche wird abgeschabt und mit Äthylacetat eluiert. Durch Eindampfen
erhält man das Penta-H-earbobenzoxy-2-deoxy~2-benzylthioderivat
von Gentamicin CL, das nicht weiter identifiziert, sondern unmittelbar in der nächsten Verfahrensstufe eingesetzt
wird.
Ein Gemisch aus 0,1 g dieses Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxy-2-benzylthioderivats
von Gentamicin O1, 2g Raney-Nickel und
15 ml Äthanol wird bei 2.2° 0 stark gerührt. Man verfolgt das Fortschreiten der Reaktion durch Dünnschichtchromatographie
an Kieselsäuregel Gi unter Verwendung eines Gemisches aus
3 Teilen Äthylacetat und 1 Teil Chloroform zum Bluieren. Wenn
die Reaktion vollständig ist, wird das Gemisch filtriert und
das Mitrat unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand
wird der präparativen Dünnschichtchromatographie an einer Dünnschichtchromatographieplatte aus Kieselsäuregel G
(20 cm χ 20 cm) unterworfen, die mit einem Gemisch aus 3 Teilen
Athylacetat und 1 Teil Chloroform entwickelt wird. Die im ultravioletten Licht fluoreszierende Fläche wird abgeschabt
und mit Äthylacetat eluiert. Durch Eindampfen erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxyderivat von Gentamicin C1.
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Beispiel 12
Penta-N-carbobenzoxy^-deoxy-^-aminoderivat von Gentamicin
und Penta-N-carbobenzoxy-^-deoxy-^-epi-Aminoderivat von
Gentamicin C
Eine Lösung von 0,2 g des Penta-N-carbobenzoxy-2-ketoderivats
von Gentamicin C- in 5 ml Äthanol wird mit einem molaren
Äquivalent von frisch hergestelltem Hydroxylamin in Äthanol verse-tzt. Die Lösung, wird 5 Stunden bei 22° C gerührt und unter
vermindertem Druck eingedampft. Die präparative Dünnschichtchromatographie
des Rückstandes nach Beispiel 9 ergibt das Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxy-2-oximinoderivat von Gentamicin
C1, das nicht weiter identifiziert, sondern unmittelbar ·
für die nächste Verfahrensstufe eingesetzt wird.
Eine Lösung von 0,2 g des Penta-N-carbobenzoxy-^-deoxy-^-
oximinoderivats von Gentamicin C1 in 10 ml wasserfreiem
Äthanol wird auf Rückflusstemperatur erhitzt und allmählich im Verlaufe von 15 Minuten mit 0,4 g Natrium in kleinen
Stücken versetzt. Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur gekühlt und vorsichtig mit Wasser versetzt. Dann wird das
Gemisch unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand nach Beispiel 9 der präparativen Dünnschichtchromatographie
unterworfen. Man erhält das Penta-N-carbobenzoxy-2~ deoxy-2-aminoderivat von Gentamicin C1 und das Penta-N-carbobenzoxy-2-deoxy-2-epi-arainoderivat
von Gentamicin C1.
Beispiel 13
Penta-N-acetyl-2-O-acetylderivat von Gentamicin C1
Penta-N-acetyl-2-O-acetylderivat von Gentamicin C1
Eine Lösung von 202 mg des Penta-N-acetylderivats von Gentamicin
C1a, hergestellt nach Beispiel 2, in 4 ml Pyridin, die
0,5 ml Essigsäureanhydrid enthalten, wird 2 Tage auf 22° C
gehalten. Dann wird das Reaktionsgemisch zur Trockne eingedampft. Der feste Rückstand wird an Kieselsäuregel unter Verwendung
von Gemischen aus Chloroform und Methanol zum Eluieren
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chromatographiert, wobei man 199 mg Produkt erhält, das durch Infrarotanalyse und Massenspektrophotometrie als das Penta-N-acetyl-2-O-acetylderivat
von Gentamicin C, identifiziert wird.
Beispiel 14 .
Penta-K-carbobenzoxy-2-O-acetylderivat von Gentamicin Cg
Eine eiskalte Lösung von 5,10 g (4,5 Millimol) Penta-N-carbobenzoxygentaroicin
C2, hergestellt nach Beispiel 1, in 45 ml
wasserfreiem Pyridin wird mit 0,64 ml (2 Äquivalenten) Acetylchlorid
versetzt. Das Bisbad wird nicht ergänzt und das Reaktionsgemisch 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.
Man setzt 0,5 ml Wasser zu und dampft das Reaktionsgeraisch
nach 1-stündigem Rühren bei Raumtemperatur im Vakuum zur Trockne ein. Durch Verrühren des Rückstandes mit kaltem Wasser
erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-^-O-acetylderivat von
Gentamicin C0 als weissen, amorphen, homogenen festen Stoff
durch Dünnschichtchromatographie; R~ 0,39 (Gemisch aus gleichen
Teilen Chloroform und Äthylacetat). Die Ausbeute ist quantitativ.
Penta-N-aeetyl-2-0-acetyl-5'-0-methylderivat
von Gentamicin C.
Eine lösung von 84 mg des Pentä-N-acetyl-2-O-acetylderivats
von Gentamicin C. in 2 ml Dimethylformamid wird mit 15 ml
Thallium(I)-äthylat und 50 Tropfen Mettiyljodid versetzt.
Nachdem die Probe 2 Stunden·bei 22° C gestanden hat, wird sie unter vermindertem Druck eingedampft, wobei man 120 mg Rohprodukt,
nämlich das Penta-N~acetyl-2-O-acetyl-5!-O-raethyläerivat
von Gentamicin C1 , erhält.
25 -
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Die analogen niederen Alkylderivate lassen sich in ähnlicher
Weise unter Verwendung der entsprechenden niederen Alkyljodide
oder -halogenide herstellen.
Beispiel 16
cj'-O-Methylderivat von Gentamicin G-ia_
120 mg des nach Beispiel 15 hergestellten Penta-N-acety1-2-0-acetyl-5'-0-methylderivats
von Gentamicin C. werden mit 658 mg Bariumhydroxid-octahydrat und 4 ml Wasser gemischt, und
das Gemisch wird 32 Stunden im Ölbad auf 100 bis 110° C erhitzt und dann 55 Stunden bei 22 G stehengelassen.-
Zu dem Reaktiorisgemiech setzt man 0,1 ml konzentrierte Schwefelsäure
zu und stellt den pH-Wert mit verdünnter Schwefelsäure auf 2 ein. Der Niederschlag wird abzentrifugiert und die
überstehende klare Flüssigkeit durch Gefriertrocknen zu 110 mg Rohprodukt verarbeitet. Durch präparative Dünnschichtchromatographie
an Kieselsäuregel G unter Verwendung der unteren Phase eines Lösungsmittelsystems aus 2 Raumteilen Chloroform,
1 Raumteil Methylalkohol und 1 Saumteil konzentriertem Ammoniak zum Eluieren gewinnt man 7,5 mg des gewünschten 5'-0-Methylderivats
von Gentamicin C1a, das durch Massenspektroskopie
und den R~~Wert bei der Dünnschichtchromatographie identifiziert wird (man arbeitet mit dem gleichen Eluierungsmittel bei
einem Verhältnis von 2:1:1 mit Kieselsäuregel & und findet
für das Produkt einen'R~-Wert von O927, während Gentamicin C.
einen Rf-Wert von 0,23 hat).
Die anderen 5'-0-nied.Alkylderivate werden in analoger Weise
hergestellt.
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15 066 '"
Beispiel 17
Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl-5' -O-carbamylderivat
von Gentamicin Cp
Eine lösung von 3,53 g (3,0 Millimol) des nach Beispiel 14
hergestellten Penta-N-earbobenzoxy-2-O-acetylderivats von
Gentamicin Op in 75 ml trockenem Benzol wird mit 0,47 ml
(einem 15-prozentigen überschuss) Trichloräthoxycarbonylisocyanat
versetzt und das Gemisch 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.
Der Isoeyanatüberschuss-wird durch Zusatz von 1 ml Methanol
zerstört und das Reaktionsgemisch im Vakuum zur Trockne eingedampft.
Als Produkt erhält man 4,2 g eines gelben Öls, das sich bei der Dünnschichtchromatographie als ein kompliziert
zusammengesetztes Gemisch erweist, dessen Hauptbestandteil aus dern^ Penta-N-carbobenzoxy^-O-acetyl-^'-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivat
von Gentamicin Cp besteht, R~ 0,48
(unter Verwendung eines Gemisches aus gleichen Raumteilen Chloroform und Äthylacetat), welches unmittelbar in der nächsten
Verfahrensstufe eingesetzt ist.
4,73 g (3,4 Millimol) dieses rohen Penta-N~Carbobenzoxy-2-0-acetyl-5'-O-trichloräthoxycarbonylcarbamylderivats
von Gentamicin C2 werden in 200 ml Eisessig gelöst, worauf man
. 18,9 g Zinkstaub zusetzt und das Gemisch 3 Stunden bei Raumtemperatur
stark rührt'.
Das Gemisch wird filtriert und der feste PiIterrückstand mehrmals
mit Essigsäure gewaschen. Durch Eindampfen des mit den Waschflüssigkeiten vereinigten Filtrats erhält man etwa 5 g
eines farblosen Öls. Der Hauptbestandteil dieses Öls wird als das Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl-5'-0-carbamylderivat von
Gentamicin C2 identifiziert; Rf 0,43 (unter Verwendung eines
Gemisches aus 3 Raumteilen Ithylacetat und 1 Raumteil Chloroform).
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Das Hauptprodukt wird durch Chromatographie an einer mit 250 g Kieselsäuregel "beschickten Säule unter Verwendung von
3 Raumteilen Äthylacetat und 1 Raumteil Chloroform als Entwickler
und Eluierungsmittel isoliert. Durch Eindampfen der entsprechenden Fraktionen erhält man 2,04 g Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl-5'-0-carbaroylderivat
von Gentamicin C2 (Ausbeute 49 fo) als farblosen, glasartigen festen Stoff.
Beispiel 18
Penta-N-carbobenzoxy-^'-O-carbamylderivat von gentamicin Cp
Ein kleiner Würfel Natrium wird in 50 ml trockenem Methanol
gelöst und die Lösung mit 1,97 g (1,6 Millimol) des Penta-N-carbobenzoxy~2-0-acetyl--5'-0-carbamylderivats
des Gentamicins C2 versetzt. Die-lösung wird 2,5 Stunden bei Raumtemperatur
stehengelassen und dann sorgfältig im Vakuum zu einem blassgelben Schaum (etwa 2 g) eingedampft. Das gewünschte Penta-N-carbobenzoxy-5'-0-earbamy!derivat
von Gentamicin C2 (R^ 0,20
unter Verwendung eines Gemisches aus 3 Raumteilen Athylacetat und 1 Raumteil Chloroform) wird durch Chromatographie an
100 g Kieselsäuregel in einer Säule unter Verwendung von 3 Raumteilen Äthylacetat und 1 Raumteil Chloroform als Entwickler
und Eluierungsmittel abgetrennt. Das Produkt fällt in einer Ausbeute von 990 mg (52 ^) als farbloser glasartiger
fester Stoff an, wenn man die entsprechenden ehromatographisehen
Fraktionen kombiniert und eindampft.
Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl~5'-O-äthylcarbamylderivat
von Gentamicin C2
Eine Lösung von 100 mg des Penta-N-carbobenzoxy~2-0-acetylderivats
von Gentamicin C2, hergestellt nach Beispiel 14, 100 ml Äthylisocyanat, 6 μΐ Triäthylarain und 3 ml Chloroform
wird 15 Tage im zugeschmolzenen Rohr auf 60° C erhitzt. Das Gemisch wird unter vermindertem Druck eingedampft und der
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15 066 '
Rückstand mit Methylenchlorid auf eine Chromatographieplätte aus Kieselsäuregel G- (20 cm χ 20 cm) aufgebracht. Die Platte
wird mit einem Gemisch aus 3 Raumteilen Äthylacetat und
1 Raumteil Chloroform eluiert. Die im ultravioletten Licht fluoreszierende Fläche wird abgeschabt und mit Äthylacetat
eluiert, Durch Eindampfen erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-2-0-aeetyl-5'-0-äthylcarbamylderivat
von Gentamicin C2* Die analogen niederen Alkylcarbamylderivate lassen sich in
ähnlicher ¥eise unter Verwendung der entsprechenden niederen' Alkylisocyanate herstellen.
Penta-N-carbobenzoxy-S'-O-äthylcarbamylderivat von
Gentamicin Cp -
Ein kleiner Würfel Natrium wird in 50 ml trockenem Methanol gelöst "und die lösung mit 1,5 g des Penta-IT-carbobenzoxy~2-0-acetyl-5l-0-äthylcarbamylderivats
von Gentamicin Cg versetzt. Man lässt die Lösung 2,5 Stunden bei Raumtemperatur stehen
und dampft sie dann sorgfältig im Vakuum zu einem blassgelben Schaum ein. Das Penta-N-carbobenzoxy-5'~0-äthylcarbamylderivat
des Gentamicins Cp wird durch Chromatographie an einer
mit 1OO g Kieselsäuregel beschickten Säule unter Verwendung von 3 Raumteilen Äthylacetat und 1 Raumteil Chloroform als
Entwickler und Eluierungsmittel abgetrennt. Das Produkt, das' Penta-N-carbobenzoxy-5r-O-äthylcarbamylderivat von Gentamicin
G2, erhält man als nicht-kristallinen Feststoff durch
Vereinigen und Eindampfen der entsprechenden chromatographischen Fraktionen.
/ ■
/ ■
Penta-N-carbobenzoxy~2-0-Acetyl-5'-O-methansulfonylderivat
von Gentamicin C 9
0,1 g des Penta-H-carbobenzoxy-2-0--acetyläerivatB von Gentamicin
C2, hergestellt nach Beispiel H, werden in 2 ml Pyri-
- 29 -
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din enthaltenden 50 ml Methansulfonylchlorid gelöst und
die Lösung "bei Raumtemperatur gerührt. Man lässt die Reaktion
10 Tage fortschreiten. Durch Überwachung der Umsetzung während dieses Zeitraums durch Dünnschichtchromatographie wird
festgestellt, dass die Reaktion beendet ist. Dann wird das Gemisch unter vermindertem Druck eingedämpft und der Rückstand
der präparativen Dünnschichtchromatographie an einer Platte aus Kieselsäuregel G (20 cm χ 20 cm) unter Verwendung eines
Gemisches aus 3 Raumteilen Äthylacetat und 1 Raumteil Chloroform zum Eluieren unterworfen. Die im ultravioletten licht
fluoreszierende Fläche wird abgeschabt und mit Äthylacetat eluiert; beim Eindampfen erhält man das Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl-5'-0-methansulfonylderivat
von Gentamicin C2·
Penta-N-carbobenzoxy-5'-O-methansulfonylderivat
von Gentamicin Cp -
Nach dem Verfahren des Beispiels 20 wird das Penta-N-carbobenzoxy-2-0-acetyl-5l-methansulfonyloxyderivat
von Gentamicin C2 mit Natrium in Methanol behandelt. Das Produkt, das Penta-N-carbobenzoxy-5-methansulfonylderivat
von Gentamicin Cg, wird durch präparative Dünnschichtchromatographie abgetrennt.
Von den nach den Beispielen 3, 4, 8, 9» 10, 11, 12, 18, 20 und
22 hergestellten Verbindungen werden die Penta-N-carbobenzoxygruppen
abgespalten. Dabei arbeitet man nach dem folgenden Verfahren, wobei zu Zwecken der Erläuterung die Verbindungen
der Beispiele 4 und 18 besonders erwähnt werden.
A.. 2-0-Methylcarbamylderivat von Gentamicin Cg
Ein Gemisch aus 45 mg Gentamicin Cp-penta-N-carbobenzoxy^-O-methylcarbamat,
45 mg 10-prozentigem Palladium auf Kohlen-
- 30 Λ 209384Π352
15 066 .
stoff, 4 ml Dioxan, 3,5 ml Wasser und 2 Tropfen Essigsäure
wird bei 22° C und Atmοsphärendruck 3 Stunden hydriert. Der
Katalysator wird abfiltriert und der Rückstand gefriergetrocknet. Man erhält 24 mg Rohprodukt. Das Rohprodukt wird
durch präparative Dünnschichtchromatographie an Kieselsäuregel unter Verwendung der unteren Phase eines lösungsmittelsystems
aus 2 Raumteilen Chloroform, 1 Raumteil Methylalkohol und 1 Raumteil konzentriertem Ammoniak als Eluierungsmittel
gereinigt. Das gereinigte Produkt wiegt 13 mg und wird durch
Massenspektroskopie als das 2-0-Methylcarbamylderivat von
Gentamicin C2 identifiziert.
B.. 5'-O-Carbamylderivat von Gentamicin Cg
615 mg (0,52 Millimol) des Penta-N-carbobenzoxy-S-O-carbamylderivats
von Gentamicin C2 werden in einem Gemisch aus 15 ml
Dioxan, 12 ml Wasser und 10 Tropfen Eisessig gelöst. Nach Zusatz von 600 mg 10-prozentigem Palladium auf Holzkohle wird
das Gemisch 3 Stunden bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck hydriert.
Das Reaktionsgemisch wird filtriert und das FiItrat im Vakuum
eingedampft. Man erhält 375 mg eines blassgelben Öls. Das Rohprodukt wird an 70 g Kieselsäuregel in einer Säule chromatographiert,
wobei man die untere Phase eines lösungsmittelsystems
aus 2 Saumteilen Chloroform, 1 Raumteil Methylalkohol und 1 Raumteil konzentriertem Ammoniak zum Eluieren verwendet.
Durch Eindampfen der entsprechenden ehromatographisehen Eraktionen erhält man das S'-O-Garbamylderivat von Gentamicin C2
als weissen, amorphen, homogenen Feststoff in einer Ausbeute von 145 mg (55 $) durch Dünnschichtchromatographie; R^ 0,15
(untere Phase eines Gemisches aus 2 Raumteilen Chloroform, 1 Eaumteil. Methylalkohol und 1 Raumteil NH.OE).
Nach den obigen Verfahren lassen sich die folgenden Verbindungen herstellen:
- 31 -
209884/1352
15 066 '
2-0-Methylgentamicin C^
2-0-Äthylgentamicin C^a
2-0-Isopropylgentamicin C2
2-0-Äthylcarbamylgentamicin C.
2-0-n-Allylcar'bainylgentaniicin C1 a
2~0-Hexylcarbaroylgentamiein C2
2-0-Isopropylearbamylgentainicin C2
2-0-Äth.ylcarbamylgentamicin Cp
2-0-Methylcarbamylgentamicin C2
2-KetogerLtamicin C.
2-Ketogentamicin C^
2-Ketogentamicin C2
2-epi-Gentamicin C^
2-epi-Gentamiein C^
2-Ketogentamicin C^
2-Ketogentamicin C2
2-epi-Gentamicin C^
2-epi-Gentamiein C^
2-Deoxy-2-epi-meth.ansulfonyloxygentaiflicin C,
2-Deoxy-2-epi-methansulfonyloxygentamicin C2
2-DeoxygentaDiicin C-2-Deoxygentamicin
C. 2-Deoxygentainicin C2
2-Deoxy-2-aminogentainicin C.
2-Deoxy-2-aminogentaii!icin C.
2-Deoxy-2-arainogentainicin C2
2-Deoxy-2-epi--aminogentandcin C^
2-Deoxy~2-epi-aminogentamicin C^
2-Deoxy-2-epi-aminogentaniicin C2
5«_0~Carbamylgentamicin C2
5'-0-Carbaraylgentamicin C^
5«-0-Carbamylgentamicin C.
5'-0-Äthylcarbamylgentainicin C2
5'_0-MethylcarbamylgentamiGin C,
5'-O-MethylcarbaiDylgentamicin C^
5 '-0-Methansulfonylgentarnicin C2
5'-0-Methansulfonylgentamicin C ^.
209884/ 1352
Claims (2)
- Merck & "Co., Inc. 1 i JUU 197215 066Patentansprüche11. Gentamicin C1, C. oder C0, dadurch gekennzeichnet, dass es / ι ι a c.an dem C-2-Kohlenstoffatom des Sc~Ringes einen Substituenten der IPormel0 H
-0-(MJ-R. ,=0 ,
-OH ,-OSO2CH5 ,
. -H
oder -aufweist, worin R^ einen niederen Alkylrest mit 1 Ms 6 Kohlenstoffatomen, R ein Wasserstoffatom, einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen niederen Alkenylrest mit 2 bis-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, die Hydroxy- und Methansulfonyloxygruppe in der sterischen epi-Steilung stehen und die Aminosubstituenten entweder in der normalen Stellung oder in der sterischen epi-Stellung stehen können. - 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der C-2-Substituent die Formelti-OR1 oder -0-C-H-Rhat.- 33 -209884/1352066 3M-3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der C-2-Substituent die Forrael -OR- hat, wobei R., einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.4. "Verbindung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet,, dassder C-2-Substituent eine Methoxygruppe ist.5. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der C-2-Substituent eine Äthoxygruppe ist.6. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der C-2-Substituent ein Rest der Zusammensetzung0 „
ι» H• _O-C-N-Rist, in der R ein Wasserstoffatom, einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen niederen Alkenylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, äass R ein Wasserstoffatom bedeutet.8. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet»»» <Μίπή j· R die Methylgruppe bedeutet,9. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass R die Ä'thylgruppe bedeutet. . \10, Verbindung na/h Anspruch 6, dadurch gekermr βlehnet, dass R die Isopropylgruppe bedeutet.11» Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass R die Allylgruppe bedeutet.\2, Gentamicin C- C^a oder C^1 dadurch gekennaeichu-jfc, dass es an dem C-5'-Kohlenstoffatom des SR-Ringes einen Substi-- 34 -209 9 84/1352066 35tuenten der FormelII ϋ-0-C-N-R
oder -0-SO2CH5aufweist, worin R^ einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R ein Wasser st off atom, einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen niederen Alkenylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.13- Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der C-5'-Substituent die Formel OR., »hat, worin R., einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.14. Verbindung nach Anspruch 13» dadurch, gekennzeichnet, dass R- die Methylgruppe bedeutet.15« Verbindung nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet, dass der G-5'-Substituent die Formelti H
-O-C-IRhat» worin R ein Wasserstoffatom, einen niederen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen niederen Alkenylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.16. Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass R ein Wasserstoffatom bedeutet.17» Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass R die Methylgruppe bedeutet.18. "Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass R die Äthylgruppe bedeutet.- 35 -20988 4./135219. Gentamicin C1, C,a oder C2, dadurch gekennzeichnet,, dass es an dem C-2-Kohlenstoffatom des Sn-Ringes und an dem C-5'-Kohlenstoffatom des S^-Ringes je einen Carbamoylsubstituenten aufweist.20. Verfahren* zur Herstellung von Gentamicin C., GentamicinC1 oder Gentamicin Cp, das an dem C-2-Kohlenstoffatom des Sn-Ringes durch eine niedere Alkoxygruppe, eine Carbamoyl- -gruppe, eine niedere Alkylcarbamoy!gruppe, eine Ketogruppe, eine epi-Hydroxylgruppe, eine epi-Methansulfonyloxygruppe, ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe oder eine epi-Aminogruppe oder an dem C-5'-Kohlenstoffatom des Sg-Ringes durch eine niedere Alkoxygruppe, eine Carbamoylgruppe, eine niedere Alkylcarbamoylgruppe oder eine Methansulfonyloxygruppe substituiert ist, oder das sowohl an dem C-2-Kohlenstoffatom des SQ-Ringes als auch an dem C-5'-Kohlenstoffatom des SB-Ringes je einen Carbamoylsubstji tuenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass man von dem betreffenden Gentamicin, welches an den fünf Stickstoffatomen durch Schutzgruppen substituiert ist und in der C-2-Stellung, der C-5'-Stellung oder sowohl in der C-2-Stellung als auch in der C-5'-Stellung den bzw. die betreffenden Substituenten aufweist, die Schutzgruppen abspaltet.21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die fünf Stickstoffatome durch Carbobenzoxygruppen oder Acetylgruppen geschützt sind.22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Carbobensoxy-Schutzgruppe mit Wasserstoff in Gegenwart von 10-prozentigem Palladium auf Kohlenstoff als Katalysator abspaltet.23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, das« man die Acetyl-Schutzgruppe· durch alkalische Hydrolyse abspaltet,- 36 -209884/ 1362066 ' ^24. "Verfallren nach Anspruch 23* äadtirch gekennzeichnet, dass man die alkalische.Hydrolyse mit Hilfe einer katalytischen Menge Natriuromethylat in Methanol durchführt*25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet» dass man die alkalische Hydrolyse mit Bariumhydroxid in Wasser durchführt.2 b 3 ίίί; 4 ' Ί
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