DE2366288B2

DE2366288B2 - Verfahren zur Herstellung von 3' -Desoxykanamycin B und 3' -Desoxyneamin

Info

Publication number: DE2366288B2
Application number: DE2366288A
Authority: DE
Inventors: Osamu Yokohama Kanagawa Tschuchiya; Hamao Nerima Tokyo Umezawa; Sumio Shinjuku Tokyo Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1981-07-02
Also published as: JPS57876B2; DE2361159B2; GB1426910A; ATA1031873A; NL164040B; FR2209745B1; DE2366288C3; AR201932A1; FR2209745A1; AT332543B; NL7316777A; DE2361159A1; DE2361159C3; BE808393A; CA1016165A; ES421251A1; JPS4980038A; NL164040C

Description

CH₁NII₁

NH,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxykanamycin B und 3'-Desoxyneamin.

Kanamycin und Neamin sind bekannte Aminoglykosid-Antibiotika; bekannt sind ferner auch 3'-Desoxykanamycin B und 3'-Desoxyneamin.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines vorteilhaften, einfachen Verfahrens zur Herstellung dieser beiden, 3'-Desoxy-verbindungen, die gegen arzneimittelresistente Bakterienstämme wirksam sind.

Neamin und verwandte Aminoglykosid-Antibiotika sind Polyaminopolyol-Verbindungen komplizierter chemischer Struktur; es ist ziemlich schwierig, in einer chemischen Synthese nur die 3'-Hydroxylgruppe von einer solchen Polyaminopolyol-Verbindung, die viele funktioneile Hydroxyl- und Aminogruppen im Molekül enthält, selektiv zu entfernen. Das 3'-Desoxykanamycin wurde durch die Kondensation von zwei geeigneten Aminozuckerderivaten hergestellt; (»Journal of Antibiotics« Band 21 (1971), Seiten 274-275); 3'-Desoxyneamin ist in »Antimicrobial Agent and Chemotherapy« 1970, S. 309-312, referiert in »Chemical Abstracts«, Bd. 75, 118534 d (1971), beschrieben. Aufgrund ausgedehnter Forschung wurde nun gefunden, daß die 3'-Hydroxylgruppe des Neamins und seiner verwandten Amino- »lykosid-Antibiotika mit einem Alkylsulfonyl-, einem Arylsulfonyl-, oder einem Benzylsulfonylhalogenid als Sulfonylierungsmitte! mit einer größeren Geschwindigkeit als die 4'-Hydroxylgruppe der genannten Antibiotika reagiert, wenn die Sulfonylierungsreaktion so ausgeführt wird, daß all die anderen funktionellen Hydroxylgruppen und Aminogruppen des Antibiotikums durch bekannte Hydroxylschutzgruppen oder bekannte Aminoschutzgruppen geschützt werden. Es wurde auch gefunden, daß die einmal bevorzugt aryl- oder benzylsulfonylierte 3'-Hydroxylgruppe steri^rch die folgende Sulfonylierung der 4'-Hydroxylgruppe relativ hindert, so daß deren Sulfonylierung eine höhere Reaktionstemperatur erfordern würde. Daher war es möglich, 3'-Desoxyderivate des Neamins und Kanamycins B durch die vorzugsweise Sulfonylierung der 3'-Hydroxylgruppe zu synthetisieren und danach die 3'-Sulfonestergruppe durch Halogenieren und darauf folgendes katalytisches Hydrieren in ein Wasserstoffatom zu überführen. Nach dem Stand der Technik (A.C. Richardson, Nucleophilic replacement reactions of sulfonate, part VI. A summary of steric and polar factors, Carbohydrate Research, Band 10 (1969), Seiten 395 — 402) sollte eine Verdrängung der 3'-Sulfonestergruppe durch Halogenatome bei Vorliegen eines |S-transaxialen Substituenten an der c-1 '-Stellung, d.h. bei a-glykosidischer Substitution, nicht möglich sein. In dem erfindungsgemäßen Fall fand die Substitution des 3'-Sulfonesters mit Halogenatomen nicht unter üblichen Bedingungen statt. Erfindungsgemäß wurde jedoch gefunden, daß die Austauschreaktion glatt und ungehindert vor sich geht, wenn ein Alkalimetalljodid oder -bromid in Form einer Lösung in einem aprotischen Lösungsmittel, in dem die Konzentration des Alkalimetalljodids oder -bromids 50% oder mehr der Sättigungskonzentration (bei 100°C) ist und eine ausgedehnte Reaktionszeit von 10 bis 30 Stunden und eine Temperatur von 80 bis 150° angwendet wird.

HO

OH

.Μ dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) Kanamycin 8 der Formel

HO

OH

in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit üblichen Aminoschutzgruppen an den 5 Aminogruppen des Kanamycins B überführt,

(B) die in Stufe (A) gebildete Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit cyclischen Acetal- oder Ketalgruppen an den 3'- und 4'-Hydroxylgruppen sowie den 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B überführt,

(C) die 2'-Hydroxylgruppe des in Stufe (B) gebildeten geschützten Kanamycins B in an sich bekannter Weise durch Acylieren schützt,

(D) von den geschützten 3'- und 4'-Hydroxylgruppen der in Stufe (C) gebildeten Verbindung mit den Schutzgruppen die cyclische Acetal- oder Ketalgruppe in an sich bekannter Weise hydrolytisch abspaltet,

(E) die in Stufe (D) gebildete Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und 4'-Stellung höchstens 1,5 Molteilen Alkylsu'fonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50° C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C 1 bis 24 Stunden umsetzt,

(F) den in Stufe (E) gebildeten 3'-O-Sulfonsäureestcr mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100⁰C umsetzt,

(G) die in Stufe (F) gebildete 3'-Jod-Verbindung mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierkatalysators umsetzt und

(H) aus dem in Stufe (G) gebildeten, Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxykanamycin B alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise zu 3'-Desoxykanamycin abspaltet.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxy-neamin der Formel

NH,

NH₂

dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) Neamin der Formel

OH

CHjNH

NHj

HO

NH,

NH,

OH

in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit üblichen Aminoschutzgruppen an den vier Aminogruppen des Neamins überführt,

(B) die in Stufe (A) gebildete Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit den 4 Aminoschutzgruppen und mit cyclischen Acetal- oder Ketalgruppen an den 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neamins überführt,

(C) die in Stufe (B) gebildete Verbindung mit höchstens 1,5 Molteilen Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsiilfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmiiicl bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C 1 bis 24 Stunden umsetzt,

(D) den in Stufe (C) gebildeten S'-O-Sulfonsaurccstcr mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100⁰C umgesetzt,

(E) die in Stufe (D) gebildete 3'-Jod-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt und

(F) aus dem in Stufe (E) gebildeten, die ichut/.gruppcn aufweisenden 3'-Desoxyneamin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise zu 3'-Desoxyncamin abspaltet.

Beispiele für pharmakologisch verträgliche Sätircadditionssalze der neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind Hydrochloride, Sulfate, Phosphate, Acetate, Malcate, Fumarate, Succinatc, Tartratc, Oxalate, Citrate, Mclhansulfoiiato und Äthansulfonate.

Die physikalischen und biologischen Eigenschaften des erfindungsgcmäß hergestellten 3'-l)esoxyncaniins sind wie folgt:

3'-Desoxyneamin ist ein farbloses, kristallines, in Wasser lösliches Pulver, [a]_o+98° (el, Wasser). Diese Verbindung ist von geringer Toxizität für Tier und Mensch; es hat eine LDm von mehr als 200 mg/kg nach intravenöser Injektion dieser Verbindung in Mäuse.

Wie vorstehend beschrieben, wird die 3'-Hydroxylgruppe zur Gruppe des Neamins und seiner verwandten Aminoglykosid-Antibiotika einschließlich des bekannten 3'-Desoxykanamycins B bevorzugt zur 4'-Hydroxylgruppe sulfonyliert, wenn alle oder ein Teil der anderen funktionellen Hydroxylgruppen sowie alle funktioneilen Aminogruppen durch bekannte Schutzgruppen geschützt sind. Die 3'-Sulfonestergruppe kann dann durch Jodieren oder Bromieren und anschließendes Hydrieren in an sich bekannter Weise in ein Wasserstoffatom überführt werden, wodurch die selektive 3'-Desoxylierung erreicht ist. Demgemäß wurde ein Verfahren gefunden, nach dem die beiden genannten 3'-Desoxyverbindungen in einfacher Weise aus den entsprechenden Aminoglykosid-Stammantibiotika hergestellt werden können.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das geschützte Derivat der Ausgangsverbindung hergestellt, indem alle funktionellen Gruppen außer den 3'- und 4'-Hydroxylgruppen der Ausgangsverbindung Neamin oder Kanamycin B geschützt werden. Dazu ist es zweckmäßig, zuerst alle Aminogruppen der Ausgangsverbindung mit einem bekannten Reagenz zu schützen, das in der Peptidsynthese für Aminoschutzgruppen der Art-CORi oder der Art =CHR₂ verwendet wird. Die aminogeschützte Ausgangsverbindung wird dann mit einem bekannten Hydroxylgruppenschutzreagenz behandelt, so daß ein Paar der 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neamins oder ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B geschützt wird, wobei die anderen Hydroxylgruppen noch ungeschützt bleiben. Die 5-Hydroxylgruppe des Kanamycins B ist weniger wirksam und kann daher ungeschützt bleiben, während die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B relativ aktiver ist und vorzugsweise acyliert, arylmethylicrt. alkylsulfonylierl, aralkylsiilfonyliert oder arylsulfonyliert wird, so daß sie durch eine Hydroxylschutzgruppe wie eine Acylgruppe, eine Arylmethylgruppe, eine Alkylsulfonylgruppe, eine Aralkylsulfonylgruppe oder eine Arylsulfonylgruppe geschützt wird. Die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B kann jedoch auch ungeschützt bleiben und der darauf folgenden verfahrensgemäßen Sulfonylierung ausgesetzt werden.

Auf diese Weise wird von Neamin und Kanamycin B ein amino- und hydroxylgeschütztes Derivat hergestellt. In dem das 3'-Hydroxyl- und 4'-Hydroxyl ungeschützt verbleibt, aber alle anderen oder ein Teil der anderen funktionellen Hydroxylgruppen geschützt sind und in dem alle Aminogruppen blockiert sind.

Zur Acylierung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung (Neamin oder Kanamycin B, wird die Ausgangsverbindung in einem Lösungsmittel, wie wäßrigem Dioxan, in an sich bekannter Weise mit einer Carbonsäure oder einem bekanntermaßen wirksamen Derivat der genannten Carbonsäure, wie einem Acylhalogenid oder einem Säureanhydrid, umgesetzt. Das für diesen Zweck bevorzugte Acylierungsmittel schließt Acetylchlorid und Benzoylchlorid ein. Bei der AIkyloxycarbonylierung, Aryloxycarbonylicrung oder Arylmeihoxycarbonylicrung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung kann die Ausgangsverbindung mit einem Chlorameiscnsäurcester oder p-Nitrophcnylcarbonat oder mit einem N-I lydroxysiiwinimidester oder

mil einem Azid eines Ameisensäureesters umgesetzt werden, wobei die veresternde Gruppe eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine \rylmethylgruppe bedeutet; die Umsetzung kann in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Wasser, Äthanol, Aceton oder in einem Gemisch derselben, unter neutralen oder basischen Bedingungen in für die Peptidsynthese bekannter Weise durchgeführt werden. Für die Alkylidenierung oder Arylidenierung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung kann die Ausgangsverbindung mit einem Aldehyd in einer für die Herstellung von Schiffschen Basen bekannten Weise umgesetzt werden, um die Aminogruppen mit der Schutzgruppe =CHR2Zu schützen. Geeignete Alkylidenierungs- oder Arylidenierungsmittel sind z. B. Acetaldehyd. Anisaldehyd, p-Nitrobenzaldehyd und Salicylaldehyd.

Nachdem die Aminogruppen der Ausgangsverbindung durch Aminoschutzgruppen geschützt sind, werden alle oder ein Teil der funktionellen Hydroxylgruppen außer den 3'- und "!'-Hydroxylgruppen der Ausgangsverbindung geschützt. Wenn die Ausgangsverbindung Neamin ist, werden die 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neamins durch Cyclohexylidenierung und Tetrahydropyranylidenierung, Alkylidenierung oder Arylidenierung dieser Hydroxylgruppen in an sich bekannter Weise geschützt, so daß die 5- und 6-HydroxyIgruppen des Neamins mit der zweiwertigen Schutzgruppe in der oben bezeichneten Weise blockiert sind. Wenn die Ausgangsverbindung Kanamycin B ist, werden die 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B in an sich bekannter Weise geschützt, so daß die 4"- und 6"-Hydroxylgmppen des Kanamycins B mit der zweiwertigen Schutzgruppe in der vorstehenden Weise blockiert sind. Zu geeigneten Cyclohexylidenierungs-. Tetrahydropyranylidenierungs-, Alkylidenierungs- oder Arylidenierungsmitteln gehören die Verbindungen 1.1-Dimethoxycyclohexan. 1.1-Dimethoxytetrahydropyran, 2,2'-Dimethoxypropan und Anisaldehyd. Das Reagenz wird vorzugsweise mit dem aminogeschützten Derivat der Ausgangsverbindung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, bei einer Temperatur bis zu 100^rC in Gegenwart von katalytischen Mengen einer Säure, wie Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure. unter Ausschluß von Wasser umgesetzt.

Wenn die 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neamins oder die 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B mit einem Cyclohexylidenierungs-, Tetrahydropyranylidenierungs-, Alkylidenierungs- oder Arylidenierungsmiuel in der vorstehenden Weise umgesetzt werden, passiert es gelegentlich, daß oie 3"- und 4"-Hydroxylgruppen der Ausgangsverbindung (II) auch reagieren. Diese Schutzgruppen können aber selektiv durch eine milde Hydrolyse in einem niederen Alkohol, wie Methanol oder Äthanol, der eine geringe Menge einer schwachen Säure, wie Essigsäure oder verdünnte Salzsäure, enthält, entfernt werden, während die 5, 6-, oder 2", 3"- oder 4", 6"-O-Schutzgruppen in dem Molekül des geschützten Neamins oder Kanamycins B verbleiben. Diese selektive Entfernung der 3'. 4'-O-Schutzgruppen. die gelegentlich, wie vorstehend erwähnt, gebildet werden, kann vorzugsweise nach dem Schutz der 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B durch Acylierung, Aryl.-nethylierung. Alkylsulfonylierung, Aralkylsulfonylierung oder Arylsulfonylierung durchgeführt werden.

Die Acylierung der 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B wird mit einer Carbonsäure oder deren bekannten aktiven Derivaten, wie Acylhalogenid oder Anhydrid, in einem basischen Medium, wie Pyridin, bei Raumtemperatur durchgeführt. Das bevorzugte Acylierungsmittel ist Acetylchlorid, Essigsäureanhydrid oder ■Ί Benzoylchlorid. Um die 2"-Hyclroxylgruppe des Kanamycins B zu arylmethylieren, kann die Benzylierung in an sich bekannter Weise mit Benzylhalogenid durchgeführt werden. Gegebenenfalls kann die 5-Hydroxylgruppe des Kanamycins B durch Acylierung in der selben

ι» Weise geschützt werden wie die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B.

Wenn sich, wie oben erwähnt, die 3', 4'-O-Schutzgruppe gelegentlich bildet, ist es auch möglich, die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B durch Alkylsul- > fonierung oder Arylsulfonierung zu schützen, bevor die selektive Entfernung der 3', 4'-O-Schutzgruppe stattfindet. Die Alkylsulfonierung oder Arylsulfonierung der 2 '-Hydroxylgruppe des Kanamycins B kann für diesen Zweck durch Umsetzen mit einem Alkylsulfonylhaloge-

:» nid, wie Methansulfonylchlorid oder -bromid oder Äthansulfonylchlorid oder -bromid oder einem Arylsulfonylhalogenid, wie Benzolsulfonylchlorid, p-Toluolsulfonylchlorid oder p-Brombenzolsulfonylchlorid in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder

: < Picolin, bei einer Temperatur von 0 bis 60° durchgeführt werden. Die 2"-Sulfonestergruppe des Kanamycins B ist unempfindlich gegen die Jodierung und Bromierung, die beim erfindungsgemäßen Verfahren anschließend durchgeführt wird, so daß die 2"-Sulfonestergruppe des

«ι Kanamycins B als Schutzgruppe für die 2"-Hydroxylgruppe dient.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das amino- und hydroxylgeschützte Derivat mit einem der genannten Sulfonylierungsmittel umgesetzt, um die 3'-Hydro-

i> xylgruppe des genannten geschützten Derivates bevorzugt zur 4'-Hydroxylgruppe desselben zu alkylsulfonieren. benzylsulfonieren oder arylsulfonieren. Die bevorzugte Alkylsulfonierung der 3'-Hydroxylgruppe des geschützten Derivates kann vorzugsweise so durchge-

■>» führt werden, daß das geschützte Derivat mit einem Alkylsulfonierungsmittel der Formel

Ri'S03Xoder(Rj'SO;):0

durchgeführt wird, in der Ri' eine Alkylgruppe ·>'■ vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X ein Halogenatom bedeutet. Die Umsetzung wird in einem höchstens 1,5 molaren Verhältnis in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder Picolin, bei einer Temperatur bis zu etwa 50^c 1 bis 24 Stunden ".ο durchgeführt. Die bevorzugte Benzylsulfonylierung oder Arylsulfonylierung der 3'-Hydroxylgruppe des geschützten Derivates kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß das geschützte Derivat mit einem Benzylsulfonierungs- oder Arylsulfonierungsmittel der ν. Formel

R₃"SO₃X oder (R₃-SO₂)^O

durchgeführt wird, in der R₃" eine Benzyl- oder eine Arylgruppe, wie Phenyl. p-Tolyl oder p-Bromphenyl

wi darstellen und X ein Halogenatom ist Die Umsetzung wird in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder Picolin. bei einer Temperatur bis zu 50° in 1 bis 24 Stunden durchgeführt Das Benzylsulfonylierungs- oder Arylsulfonylierungsmittel kann zumindest in äquimola-

n5 rem Verhältnis zu dem geschützten Derivat eingesetzt werden.

Wenn ein Kanamycin B-Derivat mit einer ungeschützten 2"-Hydroxylgruppe als geschütztes Derivat

verwendet und mit dem Sulfonylierungsmiuel beim erfindungsgemäßen Verfahren umgesetzt wird, kann die unblockierte 2"-Hydroxylgruppe auch gelegentlich zu dem 2"-Sulfonester sulfonyliert werden. Wie jedoch vorstehend mitgeteilt, ist diese 2"-Sulfonestergruppe unempfindlich gegenüber der nachfolgenden Halogenierung und Hydrierung, die in einer späteren erfindungsgemäßen Verfahrensstufe durchgeführt wird, so daß das erfindungsgemäße Verfahren dadurch nie behindert wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die 3'-Sulfonestergruppe des Sulfonylierungsproduktes, das durch die vorstehende bevorzugte 3'-Sulfonylierungsstufe erhalten wurde, durch die 3'-]odierung oder 3'-Bromierung des 3'-Sulfonylierungsproduktes unter anschließender Reduktion (Hydrierung) des 3'-judierungs- oder 3'-Bromierurigsproduktes entfernt. Zur Jodierung oder Bromierung der 3'-Sulfonestergruppe des Sulfonylierungsproduktes wird dieses vorzugsweise mit Alkalimetalljodid oder -bromid, wie Natriumiodid oder Natriumbromid und dergleichen, in einem aprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, bei einer Temperatur von etwa 100° umgesetzt, um das 3'-Jodierungs- oder 3'-Bromierungsprodukt zu erhalten. Vorzugsweise wird das Alkalimetalljodid oder -bromid in Form einer zumindest 50%ig gesättigten Lösung (aprotische·, Lösungsmittel) verwendet. Um das 3'-Jodierungs- oder 3'-Bromierungsprodukt zur 3'-Desoxyverbindung des amino- und hydroxylgeschützten Derivates zu reduzieren, wird eine Hydrierung in Gegenwart eines bekannten Hydrierkatalysators, wie Raney-Nickel, Platin oder Palladium, durchgeführt.

Die Abspaltung der Amino- und Hydroxylschutzgruppen von der genannten 3'-Desoxyverbindung kann auf verschiedene bekannte Weise erfolgen. Wenn die Aminoschutzgruppe eine Acylgruppe, eine Alkyloxycarbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe darstellt, dann kann die Abspaltung einer solchen Aminoschutzgruppe von der 3'-Desoxyverbindung durch eine alkalische Behandlung dieser 3'-Desoxyverbindung mit einer wäßrigen Natriumhydroxyd- oder wäßrigen Bariumhydroxydlösung erfolgen. Wenn die Aminoschutzgruppe einer Aryliden- oder Alkylidengruppe ist, kann die Abspaltung dieser Aminoschutzgruppe von der 3'-Desoxyverbindung durch eine milde Hydrolyse mit einer Säure, wie wäßrige Trifluoressigsäure, wäßrige Essigsäure oder verdünnter Salzsäure, durchgeführt werden. Wenn die Aminoschutzgruppe eine Arylmethoxycarbonylgruppe, wie Benzyloxycarbonyl ist, kann die Abspaltung dieser Art Aminoschutzgruppe durch eine Hydrierung in Gegenwart von Palladiummohr als Katalysator oder durch eine alkalische Behandlung, wie oben beschrieben, erfolgen. Wenn ein Acylrest die Hydroxylschutzgruppe ist, dann kann die Abspaltung einer solchen Alkanoyl- oder Aroylgruppe durch alkalische Hydrolyse mit wäßrigem Natriumhydroxyd, Ammoniak in Methylalkohol oder Natriummethylat in Methylalkohol erfolgen. Wenn die Hydroxylschutzgruppe Isopropyliden, Cyclohexyliden, Benzyliden, Tetrahydropyranyl oder Methoxycyclohexyl ist, kann die Abspaltung dieser Schutzgruppe durch eine milde Hydrolyse mit verdünnter Salzsäure oder wäßriger Essigsäure erreicht werden. Gelegentlich kann eine »Acyl«-Hydroxylschutzgruppe schon zum Teil bei der Abspaltung einer ähnlichen Aminoschutzgruppe entfernt werden. Eine »Benzyk-Hydroxylschutzgruppe kann durch katalytische Hydrierung in Anwesenheit von Palladium auf Kohlenstoff entfernt werden.

Die Abspaltung der verbleibenden Amino- und Hydroxylschutzgruppen von der vorstehenden 3'-Des oxyverbindung ergibt das 3'-Desoxyderivat, in der R ein Wasserstofatom ist. Gegebenenfalls kann dieses -, 3'-Desoxyderivat weiter 6'-N-alkyliert werden, um ein solches 3'-Deroxy-6'-N-alkylderivat zu bilden, in der R einen Aikylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

id Beispiel!

Synthese des 3'-Desoxykanamycins B

(a) Darstellung des

2"-O-Benzoyl-4",6"-O-cyclohexylidenpenta-N-äthoxycarbonyl-kanamycins B

(i) Darstellung des Penta-N-salicylidcnkanamycins B Zu einer Suspension der Kanamycin B-Base (400 mg) in wäßrigem Methanol (1:8, 20 ml) werden 520 mg Salicylaldehyd hinzugefügt, und die erhaltene Lösung wird in Wasser geschüttet. Die filtrierten und getrockneten Niederschläge wogen 750 mg.

(ii) Darstellung von 3',4,4",6"-Di-O-cyclohexyliden-

,. penta-N-salicylidenkanamycin B

700 mg Penta-N-salicylidenkanamycin B werden in 12 ml trockenem Dimethylformamid gelöst, und die Lösung wird nach Zugabe von 500 mg 1,1-Dimethoxycyclohexan und 30 mg wasserfreier p-Toluolsul-

J₁₁ fonsäure für eine Stunde auf 50° erwärmt und dann im Vakuum teilweise verdampft. Die erhaltene Lösung wird in eine wäßrige Natriumbicarbonatlösung gegossen. Die filtrierten und getrockneten Niederschläge wogen 710 mg.

»'■ (iii) Darstellung des 2"-O-Benzoyl-3',4',4",6"-di-O-cyclohexyliden-penta-N-salicylidenkanamycins B 590 mg des vorstehend erhaltenen Kanamycin B-Derivats werden in 10 ml Pyridin gelöst, und zu dieser Lösung werden 120 mg Benzoylchlorid

gegeben. Nach einstündigem Stehenlassen bei Raumtemperatur wird die Lösung in Wasser gegossen. Die filtrierten und getrockneten Niederschläge wogen 612 mg.

4-, (iv) Darstellung von 2"-0-Benzoyl-4"-6"-0-cyclohexylidenpenta-N-äthoxycarbonylkanamycin B Eine Lösung von 600 mg Kanamycin B-Derivat gemäß (iii) in wäßriger Essigsäure (1 :3,20 ml) wird 30 min auf 95° erwärmt. Das Reaktionsgemisch

-,ο wird eingedampft und der Rückstand mit Äther behandelt Der ätherunlösliche Teil wird in wäßrigem Aceton (1:1, 15 ml) gelöst, und die Lösung wird nach Zugabe von 400 mg wasserfreiem Natriumcarbonat mit 270 mg Äthoxycarbo nylchlorid versetzt Nach 5stündigem Rühren bei Raumtemperatur werden die Niederschläge abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet; sie wiegen 515mg, [α]f +98° (elJS, Dimethylformamid).

(b) Darstellung von

2"-0-Benzoyl-penta-N-älhoxycarbonyl-4",6"-O-cyclohexyliden-3'-O-tosylkanamycin B

4,17 g 2"-0-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-O-cyclohexyliden-kanamycin B der obigen Darstellungsstufe (a) werden in 80 ml wasserfreiem Pyridin gelöst Nach Zugabe von 23 g Tosylchlorid bleibt die

Lösung bei 25° über Nacht stehen. Nach Zugabe von 0,5 ml Wasser wird die Lösung eingeengt, um einen festen Rückstand zu ergeben, der in Chloroform wieder aufgelöst wird. Die Lösung wird mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann filtriert. Das Eindampfen der Lösung ergab einen Rückstand, der in Aceton wieder gelöst wurde. Nach dem Abfiltrieren wird die Acetonlösung zu 4,7 g Rückstand eingeengt. Diese feste Substanz wird chromatographisch an Kieselgel mit Chloroform-Isopropanol als Entwicklungslösung gereinigt. Ausbeute 2,7 g,[a]ü+78° (c 0,5, Chloroform).

Elementaranalyse fürC₅jH75N₅O₂3S:
Berechnet: C 53,84, H 6,40, N 5,93, S 2,71%,
gefunden: C 53.90. H 6,58, N 5,67, S 3,00%.

(c) Darstellung von

2"-0-Benzoyl-3'-desoxy-penta-N-äthoxycarbonyl-4
4",6"-O-cyclohexyliden-kanamycin B

109 mg des oben dargestellten 3'-O-Tosylkanamycin B-Derivats werden in 2 ml Dimethylformamid gelöst, und dann werden 1,1 g Natriumjodid hinzugegeben. Das Gemisch wird für 24 Stunden auf 100° erwärmt, um die 3'-Jodierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird mit einer großen Menge Chloroform versetzt, mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann abfiltriert. Das Filtrat wird eingeengt, um 75 mg eines Rückstandes zu ergeben, der in 2 ml Methylalkohol wieder aufgelöst wird. Die Lösung wird mit 3 bar Wasserstoff in Gegenwart von Raney-Nickel als Katalysator bei 50° 10 Stunden hydriert. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung des Katalysators filtriert, und das Filtrat wird zur Trockne eingedampft, der Rückstand wiegt 38 mg, [<x]d+ 84° (c I, Dimethylformamid).

Elementaranalyse für GtbHegNsC^o:
Berechnet: C 54,59, H 6,87, N 6,92%,
gefunden: C 54,58, H 6,80, N 6,84%,

(d) Synthese des 3'-Desoxykanamycins B

46 mg 3'-Desoxykanamycin B-Derivat (Verfahren (c)) werden zu einer Lösung von 1 g Bariumhydroxid-Octahydrat in 5 ml Wasser gegeben, und die so gebildete wäßrige Suspension wird 12 Stunden bei 100° gerührt, um die Äthoxycarbonylgnippen und die Benzylgruppen aus dem vorstehenden Derivat abzuspalten. Durch die Reaktionsmischung wird gasförmiges Kohlendioxid geleitet und der entstandene Niederschlag abfiltriert Die Lösung wird eingedampft und der erhaltene Rückstand in 3 ml 1 η Salzsäure aufgenommen und zur Entfernung der Hexylidengruppe 1 Stunde unter Rückfluß gekocht Die Lösung wird anschließend zur Trockne eingedampft und dann in einer kleinen Menge Wasser wieder aufgelöst Die wäßrige Lösung wird auf eine Säule mit einem schwachen Kationenaustauscher, der im wesentlichen aus einem dreidimensionalen Dextrangelnetz mit Carboxymethylresten als schwachen Kationenaustauschergruppen in der NH4+-Form besteht, gegeben. Die Säule wird mit Wasser gewaschen und dann mit 0,03% bis 0,1% wäßrigem Ammoniak bei zunehmender Ammoniakkonzentratio.i eluiert Die Eluate, die die gewünschte antibakterielle Wirkung gegen Staphylococcus aureus FDA 209P enthaltea werden gesammelt und vereinigt Die vereinigte Lösung wird zur Trockne eingedampft und ergibt 31 mg des B in Pulverform,

gesuchten 3'-Desoxyk.inamycins
[«]»+125° (el, Wasser).

Elementaranalyse für C18HJ7N5O9 · H₂O
Berechnet: C 33,53, H 8,10, N 14,43%,
gefunden: C 44,28, H 8,31, N 14,15%.

Beispiel 2

Synthese des 3'-Desoxykanamycins B
(a) Darstellung von Penta-N-anisylidenkanamycin B

Zu einer Suspension von 1 g Kanamycin B-Base in 60 ml Methanol werden 1,3 g Anisaldehyd gegeben, und das Gemisch wird eine Stunde gerührt. Die erhaltene Lösung wird eingedampft und der Rückstand mit Chloroform extrahiert. Die Konzentration der Lösung und die anschließende Zugabe von Äthyläther gab eine feste Substanz von 1,6 g Penta-N-anisylidenkanamycin B.

(b) Darstellung von
Penta-N-anisyliden-4",6"-O-anisylidenkanamycin B

500 mg des vorstehenden Penta-N-anisylidenkanamycins B werden in 15 ml trockenem Dimethylformamid gelöst, mit 110 mg Anisaldehyd und 100 mg wasserfreier p-Toluolsulfonsäure versetzt, für eine Stunde auf 50° erwärmt, und dann wird die Lösung in Vakuum eingedampft. Der erhaltene Sirup wird in mit Natriumcarbonat gesättigtes V/asser geschüttet. Der erhaltene glasige Niederschlag wird mit Chloroform extrahiert, und die Extraktionslösung ergab nach dem Verdampfen 470 mg festes Penta-N-anisyliden-4",6"-O-anisylidcnkanamycin B.

(c) Herstellung

von Penta-N-anisyliden^^-O-anisyliden-3',2"-di-O-tosylkanamycin B

Penta-N-anisyliden-4",6"-O-anisylidenkanamycin B (1 Mol-Äquivaient), hergestellt nach dem vorstehenden Verfahren (b), wird in Pyridin gelöst, und 4 Moläquivalente Tosylchlorid werden hinzugegeben. Die Lösung steht über Nacht bei Raumtemperatur. Nach Zugabe einer kleinen Menge Triäthylamin wird die Lösung eingedampft und der Rückstand in Wasser, das Natriumbicarbonat enthält, geschüttet Der erhaltene Niederschlag wird gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der mit 83% Ausbeute erhaltene Niederschlag wird als die vorstehende Titelverbindung identifiziert Obwohl diese Verbindung mit kleinen Anteilen anderer Tosylierungsderivate verunreinigt war, bestand der Hauptanteil aus dem 3'-Tosylkanamycin B-Derivat und wurde in der Folgereaktion ohne Schwierigkeiten eingesetzt.

Elementaranalyse für C80H85N5O20S2:
Berechnet: C 64,03, H 5,71, N 4,67, S 4,27%,
gefunden: C 643, H 5,68, N 4,51, S 4,08%.

(d) Herstellung des

Penta-N-anisyliden-4",6"-O-anisyliden-3'-desoxy-2"-O-tosylkanamycins B

Das Produkt des vorstehenden Verfahrens (c) wird in derselben Art, wie in Beispiel l,(c) mit Natriumjodid und anschließender Hydrierung behandelt Da ein Teil der Anisylidengnippe während der Jodierungsstufe entfernt wurde, wird die Anisylidengnippe wieder in üblicher Weise eingeführt Die vorstehend genannte Titelverbindung wurde erhalten.

Elementaranalyse für C7JH71N5O17S:
Berechnet: C 65,90, H 5,98, N 5,26, S 2,41%,
gefunden: C 66,10, H 5,94, N 5,37, S 2,55%.

(e) Herstellung des 3'-Desoxykanamycins B

Zu einer Lösung von 300 mg des vorstehenden Produkts (d) in 10 ml Methanol-Dioxan Wasser (5:5:1) werden 2 g eines 2,5%igen Natriumamalgams gegeben und das Gemisch bei Raumtemperatur über Nacht geschüttelt, wodurch die 2"-Tosylgruppe durch Hydrolyse entfernt wurde. Nach Zufuhr von Kohlendioxid wird das Reaktionsgemisch filtriert, um das Quecksilber und andere Niederschläge abzufiltrieren. Die Lösi'ng wird zur Trockne eingedampft und dann in eine gerührte Mischung von 1 η Salzsäure und Benzo! gegeben, um die Anisylidengruppen abzutrennen. Nach Entfernen der Benzolschicht wird die wäßrige Lösung mit Benzol gewaschen. Ein basischer Ionenaustauscher (OH-Form) wird zur Lösung gegeben, bis diese schwach sauer reagiert. Nach der Filtration wurde die wäßrige Lösung eingedampft und der Rückstand in Wasser wieder aufgelöst und auf eine Säule mit dem Kationenaustauscher des Beispiels 1 d (NH₄ + Form) gegeben und mit wäßrigem Ammoniak mit linear zunehmender Konzentration (0 bis 0,3 n) versetzt.

73 mg 3'-Desoxykanamycin B wurden erhalten.

Beispiel 3
Synthese des 3'-Desoxykanamycins B

(a) Darstellung von
Penta-N-äthoxycarbonylkanamycin B

Zu einem Gemisch von 1 g freier Kanamycin B-Base und 0,9 g wasserfreiem Natriumcarbonat in wäßrigem Aceton (1:1, 2OmI) werden unter Rühren 1,05 ml Äthoxycarbonylchlorid gegeben; das Rühren wird 5 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Die erhaltenen Niederschläge werden filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um 1,46 g einer festen Substanz zu ergeben; Schmp. 305° (Zersetzung), [λ] ; +88° fcO.5, Dimcthylformiad).

(b) Darstellung des
4",6"-O-Cyclohexyliden-penta-N-äthoxycarbonyl-

kanamycins B

5,1 g Penta-N-äthoxycarbonylkanamycin B (5,1 g) werden in 10 ml Dimethylformamid gelöst, und 6 ml 1,1-Dimethoxy-cyclohexan und 0,24 ml Schwefelsäure werden hinzugegeben. Das Gemisch steht 2 Stunden bei Raumtemperatur. Weitere 6 ml 1,1 Dimethoxycyclohexan werden zugefügt, und die Lösung steht wieder 2 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird dann in Wasser geschüttet und der erhaltene Niederschlag gesammelt und mit Wasser gewaschen. 4,5 g der Titelverbindung werden erhalten. [«] +66° (c 1, Dimethylformamid). einstündigem Stehenlassen wird das Reaktionsgemisch in eine große Wassermenge geschüttet. Der erhaltene Niederschlag wird gesammelt und an einer Kicselgelsäule mit Chloroform/Äthanol (60 : 1) als Entwicklungslösung Chromatographien. Die Eluatfraktionen, die die vorstehende Titelverbindung enthalten, werden zu 1,85 geiner weißen Sub »tanz eingedampft, [λ] +82 (c,\, Dimethylformamid).

Elementaranalyse fürCfflH
Berechnet: C 50,68, H 7,10, N 7,58%,
gefunden: C 50,80, H 7,65, N 7,52%.

(c) Herstellung des

4",6"-0-Cyclohexyliden-penta-N-äthoxycarbonyl-3',2"-di-O-tosylkanamycins B

2 g des vorstehenden Produkts (b) werden in 30 ml Pyridin gelöst und 3,4 g Tosylchlorid werden hinzugefügt Die Lösung steht 17 Stunden bei Raumtemperatur. Nach Zugabe einer geringen Menge Wasser und Elementaranalyse für Cs
Berechnet: C 51,56, H 6,46, N 5,67, S 5,18%, gefunden: C 51,24, H 6,70, N 5,21, S 4,85%.

(d) Herstellung des

4",6"-0-Cyclohexyliden-3'-desoxy-penta-N-äthoxycarbonyl-2"-Ö-tosy!kanamycins B

1,5 g des vorstehenden Produkts (c) werden in derselben Weise wie in Beispiel 1 (c) mit Natriumjodid behandelt und anschließend hydriert.

470 mg der vorstehenden Titelverbindung wurden ' erhalten; Schmp. 198 bis 206° (Zersetzung).

Elementaranalyse für C4
Berechnet C 51,96, H 6,83, N 6,58, S 3,00%, gefunden: C 51,52, H 6,53, N 6,04, S 2,74%.

(e) Herstellung des 3'-Desoxykanamycins B

200 mg des Produkts des vorstehenden Verfahrens (d) werden in Dioxan gelöst, und eine kleine Menge Natriummethylat wird zugegeben; die Lösung wird mit einer UV-Lampe (254 nm) unter Stickstoff 20 Stunden bestrahlt, um die 2"-Tosylgruppe zu entfernen. Das enttosylierte Produkt wird dann in ähnlicher Weise, wie in Beispiel 1 (d) beschrieben, behandelt, um die Äthoxycarbonylgruppen und die Cyclohexylidengruppen zu entfernen. 26 mg 3'-Desoxykanamycin B werden erhalten.

Beispiel 4 Synthese des 3'-Desoxykanamycins B

(a) Darstellung des

Pen;a-N-äthoxycarbonyl-3',4',4",6"-di-0-isopropylidenkanamycins B

13,7 g Penta-N-äthoxycarbonylkanamycin B. nach dem Verfahren des Beispiels 3 (a) hergestellt, werden in 70 ml Dimethylformamid gelöst und nach Zugabe von 18.8 g 2,2-Dimethoxypropan und 0,35 g wasserfreier p-Toluolsulfonsäure eine Stunde auf 65° erwärmt. Die erhaltene Lösung wird bis auf 50 ml eingedampft und nach Zugabe von 30 g 2J2-Dimethoxypropan weiterhin eine Stunde auf 65° erwärmt 6 ml Triethylamin werden nun hinzugefügt und die Lösung wird unter Rühren zu einem Gemisch von 500 ml Benzol und 500 ml Wasser gegeben, worauf der Niederschlag A ausfällt. A wird filtriert und die Benzolschicht bleibt eine Zeit stehen. Die nun auftretenden Niederschläge werden filtriert, mit Benzol und Wasser gewaschen und getrocknet um 3,5 g festes Penta-N-äthoxycarbonyI-3\4',4",6"-di-0-isopropylidenkanamycin B zu ergeben, 3,5 g, Schmp. 236-237° C [α] +87° (d Dimethylformamid).

8,1 g der festen Verbindung A wurden als Penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-0-isopropylidenkanamycin B identifiziert

(b) Darstellung des 2"-O-BenzoyI-pänta-N-N-athoxycarbonyl-3',4',4",6"-di-0-isopropylidenkanairsycins B

3.24 g des nach dem vorstehenden Verfahren (a) hergestellten Kanamycin B-Derivats werden in 48 ml Pyridin gelöst, und nach dem Zufügen von 2 g Benzoylchlorid bleibt die Lösung eine Stunde bei Raumtemperatur stehen, wird anschließend verdampft und der Rückstand in Chloroform wieder aufgenommen. Die mit Wasser gewaschene und über Natriumsulfat getrocknete Lösung wird auf etwa 20 ml eingeengt. Die Zugabe von η-Hexan ergibt 335 g Kristalle; Schmp. 205 bis 209°,[λ] +114° (c I, Dimethylformamid).

(c) Darstellung des 2"-O-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-O-iso-

propylidenkanamycins B

2,82 g des Kanamycin B-Derivats, das nach dem Verfahren (b) hergestellt wurde, wird in 40 ml wäßriger Essigsäure (1 :3) gelöst und 30 min auf 95° erwärmt. Die erhaltene Lösung wird eingedampft, und 2,58 g eines acetonfreien Produkts werden erhalten, das in 15 ml Dimethylformamid gelöst wird, und nach Zugabe von 0,65 g 2,2-Dimethoxypropan und 55 mg wasserfreier p-Toluolsulfonsäure wird die Lösung für eine Stunde bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Lösung wird in Wasser gegossen, und der entstehende Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und mit Benzol behandelt, um 2,01 g der vorstehenden, in Benzol unlöslichen festen Titelverbindung zu erhalten; Schmp. 285-287°C,[α]·;,' + 105° (c 1,Dimethylformamid).

(d) Herstellung des 2"-0-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-0-isopropyliden-3'-O-tosylkanamycins B

1,18 g des Kanamycin B-Derivats, das nach dem vorstehenden Verfahren (c) hergestellt wurde, wird in 15 ml Pyridin gelöst, und die Lösung bleibt nach Zugabe von 1,0 g Tosylchlorid 5 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Daraufhin wird das Reaktionsgemisch in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 (b) beschrieben, behandelt. 2"-0-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-0-isopropyliden-3'-0-tosylkanamycin B werden in einer Ausbeute von 1,06g erhalten; [λ]/>+83° (el, Chloroform).

(e) Herstellung des 2"-O-Benzoyl-3'-desoxy-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-O-isopropylidenkanamycins B

150 mg des 3'-0-Tosylkanamycin B-Derivats, das nach dem vorstehenden Verfahren (d) hergestellt wurde, wird in 3 ml Dimethylformamid gelöst, und diese Lösung wird nach Zugabe von 2,0 g Lithiumbromid 24 Stunden auf 100° erwärmt, um die 3'-Bromierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird mit einer großen Menge Chloroform versetzt, mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann filtriert. Die Lösung wird eingeengt und der Rückstand von 110 mg in 3 ml Methanol aufgenommen. Diese Lösung wird in Gegenwart von Palladiummohr mit Wasserstoff bei 3 bar hydriert. 56 mg der vorstehenden Titelverbindung werden erhalten.

(f) Herstellung des 3'-Desoxykanamycins B

¹M) mg des nach dem votstehenden Verfahren (e) hergestellten Produkts werden in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 (d) beschrieben, behandelt, und 22 mg 3'-Desoxykanamyeins B werden erhalten.

Beispiel 5

Synthese des 3'-Desoxyneamins

(a) Herstellung des Tetra-N-äthoxycarbonylne-

amins

1,02 g Neamin-Hydrochlorid werden in 20 ml eines Gernischs aus Wasser/Aceton (1:1) suspendiert, und die Suspension wird mit 7 g basischem Bleicarbonat versetzt, dann werden 1,01 g Chlorameisensäureäthyl-

Hi ester zugegeben. Das Gemisch wird 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann filtriert. Das Filtrat wird auf ein Volumen von 60 ml eingedampft, und dann werden 1,5 ml eines Granu'.ats eines stark basischen Anionenaustauschers, der aus Styrol/Divinylbenzol-Copolymeren mit quaternären Ammoniumgruppen in der OH-Form besteht, unter Rühren hinzugefügt Das Gemisch wird filtriert und das Filtrat eingeengt, um

1.07 g der vorstehenden Titel verbindung als farblose Substanz zu ergeben.

(b) Herstellung des

.Tetra-N-äthoxycarbonyl-S.G-O-cyclohexylidenneamins

5,4 g des Tetra-N-äthoxycarbonylneamins, die nach

:i dem vorstehenden 'erfahren (a) hergestellt wurden, werden in 55 ml Dimethylformamid suspendiert und mit

5.8 ml Cyclohexanondimethylketal und 0,17 g wasserfreier p-Toluolsulfonsäure versetzt. Das Gemisch wird 1,5 Stunden bei 50° unter vermindertem Druck (20 Torr)

ic behandelt und dann 20 Stunden bei Raumtemperatur und Normaldruck stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird mit 3 ml Methanol versetzt und 1,5 Stunden auf 45° erwärmt und dann mit einer wäßrigen Natriumcarbonat-Lösung neutralisiert. Das Gemisch

j-, wird unter vermindertem Druck eingeengt und der Rückstand mit Chloroform extrahiert. Der Extrakt wird mit einer geringen Menge einer gesättigten Kochsalzlösung gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Der feste

w Rückstand ist die vorstehende Titelverbindung.
Ausbeute 4,3 g,[«]i" +37° (el, Methanol).

(c) Herstellung von
Tetra-N-äthoxycarbonyl-S.e-O-cyclohexyliden-

3'-O-tosylneamin

i,23 g Tetra-N-athoxycarbonyl-Si-O-cyclohexylidenneamin, hergestellt gemäß vorstehendem Verfahren (b), werden in 20 ml trockenem Pyridin gelöst, und die

in Lösung bleibt nach Zugabe von 0,9 g Tosylchlorid über Nacht bei 25° stehen, um die 3'-Tosylierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird dann in dersel ben Weise, wie in Beispiel 1 (b) beschrieben, behandelt um die vorstehende feste Titelverbindung in einei

-,-> Ausbeute von 0,77g zu ergeben; [a]o+28° (el Methanoi).

(d) Herstellung des
S.o-O-Cyclohexyliden-S'-desoxy-tetra-

N-äthoxycarbonylneamins

128 mg des S'-O-Tosylneaminderivats, das nach den vorstehenden Verfahren (c) hergestellt wurde, wird ir 2 ml Dimethylformamid gelöst, und die Lösung wire nach Zugabe von 1,1 g Natriumjodid 18 Stunden au Ι.Ί 100° erwärmt, um die 3'-Jodicrung zu bewirken wodurch die 3'Tosylatgruppc durch |od substituier wird. Das Reaktionsgemisch wird dann in derselbe! Weise wie in Beispiel 1 (c) behandelt, um di(

130 127/7·

vorstehende Titelverbindung in einer Ausbeute von 61 mg zu ergeben;[a]o+35° (el. Methanol).

Elementaranalyse für CjoHso^On
Berechnet: C 53,40, H 7,47, N 8,30%,
gefunden: C 53,49, H 7.50, N 8,22%.

(e) Herstellung des 3'-Desoxyneamins

160 mg des 3'-Desoxyneaminderivats, das nach dem vorstehenden Verfahren (d) hergestellt wurde, wird in derselben Weise wie in Beispiel 1 (d) behandelt, um die Äthoxycarbonylgruppen und die Cyclohexylidengruppen zu entfernen. 43 mg 3'-Desoxyneamin werden als farbloses Pulver erhalten; [<x]d+ 98° (c 1, Wasser).

Beispiel 6
Synthese des 3'-Desoxyneamins

(a) Herstellung des

Tetra-N-benzoyl-S.B-O-cyclohexylidenneamins

2,0 g der freien Neamin-Base werden mit 3,5 g Benzoylchlorid und 2,5 g Natriumcarbonat in wäßrigem Dioxan (1 :1) behandelt. Das Reaktionsgemisch wird verdampft, der Rückstand mit heißem Dimethylformamid extrahiert und die Lösung im Vakuum eingedampft, um ein rohes Tetra-N-benzoylneamin zu erhalten. Dieses Produkt wird dann mit 2 g 1,1-Dimethoxy-cyclohexan in Gegenwart von 100 mg p-Toluolsulfonsäure bei 50° in Dimethylformamid unter vermindertem Druck (35 Torr) umgesetzt. Zu der erhaltenen Lösung, die über Nacht bei Raumtemperatur stehenblieb, werden 2 ml Methanol gegeben, und dann bleibt die Lösung weitere 2 Stunden bei 45° stehen. Nach Zugabe von 5 ml einer 03 η Bariumhydroxydlösung wird das Gemisch eingedampft und der Rückstand mit Dimethylformamid extrahiert Nach dem Abdampfen der Lösung werden 4,2 g der vorstehenden Titelverbindung erhalten.

(b) Herstellung des

Tetra-N-benzoyl-S.ö-O-cyclohexyliden-3'-O-tosylneamins

ίο 4,2 g Tetra-N-benzoyl-S.e-O-cyclohexyliden-neamins, die nach dem vorstehenden Verfahren (a) hergestellt wurden, werden in Pyridin/Dimethylformamid gelöst, und die Lösung wird mit Tosylchlorid in der gleichen Weise, wie in Beispiel 5 (c) beschrieben, umgesetzt.

Nach Zugabe einer kleinen Menge Triäthylamin wird das Reaktionsgemisch eingedampft. Der feste Rückstand wird an einer Kieselgelsäule mit Chloroform, das 1% Triäthylamin enthält, Chromatographien. Die Eluatfraktionen, die die vorstehende Titelverbindung enthalten, werden eingedampft, um 1,1 g einer festen Substanz zu ergeben.

Elementaranalyse für C55H56N4O12S:
Berechnet: C 65,42, H 5,80, N 5,76, S 3,29%,
,5 gefunden: C 65,41, H 5,75, N 5,66, S 3,03%.

(c) Herstellung des 3'-Desoxyneamins

Die nach dem vorstehenden Verfahren (b) erhaltene feste Substanz wird in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 in (c) behandelt, um Tetra-N-benzoyl-Si-O-cyclohexyliden-3'-desoxyneamin zu ergeben. Dieses Produkt wurde weiterhin in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 (d) beschrieben, hydrolysiert

In einer Ausbeute von 53% wird 3'-Desoxyneamin υ erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxykanamycin B der Formel

NH,

NH,

dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) Kanamycin B der Formel

NH,

HO

NH,

HO

zu etwa 50° C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 5G°C 1 bis 24 h umsetzt,

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(G) die gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Jod-Verbindung in Gegenwart eines Hyd.-ierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt und

(H) aus dem gemäß Verfahrensstufe (G) gebildeten, Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxykanamycin B alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet.

2. Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxy-neamin der Formel

NlI,

HO

NH,

NH

OH

dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) Neamin der Formel

NII,

HO

NH,

NII,

OH

in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit üblichen Aminoschutzgruppen an den 5 Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit den 5 Aminoschulzgruppen und mit cyclischen Acetal- oder Ketalgruppen an den 3'- und ^-Hydroxylgruppen sowie den 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B überführt,

(C) die 2'-Hydroxylgruppe des gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltenen geschützten Kanamycins B in an sich bekannter Weise acyliert,

(D) von den geschützten 3'- und 4'-Hydroxylgruppen der gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen Verbindung die cyclische Aceial- oder Ketalgruppe in an sich bekannter Weise abspaltet,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und 4'-Stellung mit höchstens 1,5 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit üblichen Aminoschutzgruppen an den vier Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit den 4 Aminoschutzgruppen und mit einer cyclischen Acetal- oder Ketalgruppe an den 5- und 6-Hydroxylgruppen überführt,

(C) die gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltene Verbindung mit höchstens 1,5 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50°C 1 bis 24 h umsetzt,

(D) den gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mil einem Alkalimetalljodid in einem aprolischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100⁰C umsetzt,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene V-Jod-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt und

(F)

aus dem gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-Besoxyneamin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxykanamycin B der Formel