DE2366288C3

DE2366288C3 - Verfahren zur Herstellung von 3' -Desoxykanamycin B und 3' -Desoxyneamin

Info

Publication number: DE2366288C3
Application number: DE2366288A
Authority: DE
Inventors: 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: 1982-03-18
Also published as: NL7316777A; DE2366288B2; ATA1031873A; DE2361159C3; BE808393A; DE2361159B2; AR201932A1; ES421251A1; NL164040B; NL164040C; GB1426910A; JPS57876B2; AT332543B; FR2209745B1; CA1016165A; FR2209745A1; DE2361159A1; JPS4980038A

Description

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'-Desoxyka- in namycin B und 3'-Desoxyneamin.

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

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 Pi>iyaminopolyol-Verbindung, die viele funktionelle Hydroxyl- und Aminogruppen im Moieküi 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'-Desoxy- r. neamin 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- )< > glykosid-Antibiotika mit einem Alkylsulfonyl-, einem Arylsulfonyl-, oder einem Benzyls'..°fonylhalogenid als Sulfonylierungsmittel mit einer größeren Geschwindigkeit als die 4'-Hydroxylgruppe der ge^finnten Antibiotika reagiert, wenn die Sulfonylierungsreaktion so η ausgeführt wird, daß all die anderen funktioneilen Hydroxylgruppen und Aminogruppen des Antibiotikums durch bekannte Hydroxylschutzgruppen oder bekannte Aminoschutzgruppen geschützt werden. Es wurde auch gefunden, daß die einmal bevorzugt aryl- -to oder benzylsulfonylierte 3'-Hydroxylgruppe sterisch die folgende Sulfonylierung der ^'-Hydroxylgruppe relativ hindert, so daß deren Sulfonylierung eine höhere Reaktionstemperatur erfordern würde. Daher war es möglich, 3'-Desoxyderivate des Neamins und Kanamy- ■»'> eins 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. in Richardson, Nucleophilic replacement reactions of sulfonate, part Vl. 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 v> /Mransaxialen 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. Erfindungsgemiß wurde jedoch wi 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 Alkalimetalliodide oder -bromids 50% oder mehr der Sättigungs- h > konzentration (bei 100°C) ist und eine ausgedehnte Reaktionszeit von 10 bis 30 Stunden und eine Temperatur von 80 bis 150° angwendet wird.

HO

NH,

HO

OH

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

NH,

HO

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'-HydroxyIgruppen 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 \ß Molteilen 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 Stunden umsetzt,

(F) den in Stufe (E) gebildeten 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100" C 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

OH

dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) Neamin der Formel

CH₂NH₂ NH₂

-O_x ) ^ NH₂

HO

OH

NH₂

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 Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C 1 bis 24 Stunden umsetzt,

(D) den in Stufe (C) gebildeten 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bsi einer Temperatur von etwa i 00° C 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 Schutzgruppen aufweisenden 3'-Desoxyneamin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise zu 3'-Desoxyneamin abspaltet.

Beispiele für pharmakologisch verträgliche Säureadditionssalze der neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind Hydrochloride, Sulfate. Phosphate, Acetate, Maleate, Fumarate, Succinate, Tartrate, Oxalate, Citrate, Methansulfonate und Äthansulfonate.

Die physikalischen und biologischen Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten 3-Desoxyneami,is sind wie folgt:

3'-Desoxyneamin ist ein farbloses, kristallines, in

Wasser lösliches Pulver, [tx]_D+98° (el, Wasser), Diese Verbindung ist von geringer Toxizität für Tier nnd 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 funktioneilen Hydroxylgruppen sowie alle funktioneilen Aminogruppen durch bekannte Schutzgruppen geschützt sind. Die 3'-SuIfonestergruppe kann dann durch Jodieren oder Bromieren und anschließendes Hydrieren

is in an sich bekannter Weise in ein Wasserstoff atom 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 Ammoglykosid-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

jo 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-HydroxyIgruppen 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 ti relativ aktiver ist und vorzugsweise acyliert, arylmethyliert, alkylsulfonyliert, aralkylsulfonyliert oder arylsulfonyl.ert 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 Acylie'ungsmittel schließt Acetylchlorid und Benzoylchlorid ein. Bei der Alkyloxycarbonylierung, Aryloxycarbonylierung oder

b> Arylmethoxycarbonylierung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung kann die Ausgangsverbindung mit einem Chlorameisensäureester oder p-Nitrophenylcarbonat oder mit einem N-Hydroxysuccinimidester oder

mit einem Azid eines Ameisensäureesters umgesetzt werden, wobei die veresternde Gruppe eine Alkylgruppc. eine Arylgruppe oder eine Arylmethylgruppe 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 Pcptidsynthcsc 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 = CUR? zu schützen. Geeignete Alkylidenierungs- oder Arylidenicrungsmittel 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 Cvclohexylidenierung und Tctrahydropyranylidenierung. Alkylidenierung oder Arslidenierung dieser Hydroxylgruppen in an sich Bekannter Weise geschützt, so daß die 5- und 6-Hydroxylgruppen 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 ^J - und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B mit der /v. ei wertigen Schutzgruppe in der vorstehenden Weise blockiert sind. Zu geeigneten Cyclohexylidenierungs-, Tetrahvdropyranvlidenierungs-. Alkylidenierungs- oder Ar.lidenierungsmittein gehören die Verbindungen '.! Dimethoxycyclohexan. 1,1 -Dirne!hoxytetrahydropy■ -an. 2.2'-Dime!hoxypropan und Anisaldehyd. Das Reagenz wird vorzugsweise mit dem aminogeschützten Derivat der Ausgangsverbindung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, bei einer Temperatur bis zu lOO'C in Gegenwart von v.i'alvtischen Mengen einer Säure, wie Schwefelsäure i'der p-Toluoisulfonsä'ure. unter Ausschluß von Wasser umgesetzt.

Wenn die > und 6-Hydroxylgruppen des Neamins oder die *"- und 6'Hydroxylgruppen des Kanamycins B mit einem Cyclohexylidenierungs-. Tetrahydropyran.yiidenierungs-. Alkylidenierungs- oder Arylidenierjngsmittel in der vorstehenden Weise umgesetzt ■α erden, passiert es gelegentlich, daß die 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 Saure, wie Essigsäure oder verdünnte Salzsäure, enthält, entfernt »erden, 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. Arylmethylierung. 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 Benzoylchlorid. Um die 2"-Hydroxvlgruppe 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 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 Alkylsulfonierung 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 Alkylsulfonylhalogenid, wie Methansulfonylchlorid oder -bromid oder Äthansulfonylchlorid oder -bromid oder einem Arylsulfonylhalogenid, wie Benzolsulfonylchlorid, p-Toluolsulfonylchlorid oder p-Brombenzolsulfonylchloricl 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 lodierung und Bromierung. die beim erfindungsgemäßen Verfahren anschließend durchgeführt wird, so daß die 2"-Sulfonestergruppe des 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'-Hydroxylgruppe des genannten geschützten Derivates bevor zugt zur 4'Hydroxylgruppe desselben zu alkylsulfonieren. benzylsulfonieren oder arylsulfonieren. Die bevorzugte Alkylsulfonierung der 3-Hydroxylgruppe des geschützten Derivates kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß das geschützte Derivat mit einem Alkvlsulfonierungsmittel der Formel

R,'SO,Xoder(Ri'SO:):O

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^r 1 bis 24 Stunden durchgeführt. Die bevorzugte Benzylsulfonylien-ng oder Arylsulfonylierung der 3-Hydroxylgruppe des geschützten Derivates kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß das geschützte Derivat mit einem Benzylsulfonierungs- oder Arylsulfonierungsmittel der Formel

Rs'SOjX oder(R₃"SO,):O

durchgeführt wird, in der R3" eine Benzyl- oder eine Arylgruppe, wie Phenyl. p-Tolyl oder p-Bromphenyl 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 Arylsulfonylierungsmitte! kann zumindest in äquimolarem Verhältnis zu dem geschützten Derivat eingesetzt werden.

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

verwendet und mit dem Sulfonylierungsmittel beim erfindungsgemäßen Verfahren umgesetzt wird, kann die iinblockierte 2"-Hydroxylgruppe auch gelegentlich zu dem 2"-Sulfc.iester sulfonyliert werden. Wie jedoch vorstehend mitgeteilt, ist diese 2"-Su!fonestergruppe unempfindlich gegenüber der nachfolgenden Halogenierung und Hydrierung, die in einer späteren eri-idungsgemäßen Verfahrensstufe durchgeführt wird, so daß das erfindungsgemäße Verfahren dadurch nie behindert wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die i'-Sulfonestergruppe des Sulfonylicrungsprodukies. das durch die vorstehende bevorzugte 3'Sulfonylierungs stufe erhalten wurde, durch die 3 Jodierung oder 3-Brornierung des 3-Sulfonylierungsproduktes unter anschließender Reduktion (Hydrierung) des 3'-|odk· rungs- oder 3'Bromierungsproduktes entfernt. Zur loHierung oder Bromierung der 3'-Sulfonestergruppc Ηρς Siilfnnylirningsnrodiiktes wird diese«; vor/liesweise mit Alkalimetalljodid oder -bromid. wie Natriumiodid oder Natriumbromid und dergleichen, in einem nprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, bei einer Temperatur von etwa 100° umgesetzt, um das 3-)odierungs- oder 3'Bromierungsprodukt zu erhalten. Vorzugsweise wird das Alkalimetalljodid oder -bromid in Form einer zumindest 50%ig gesättigten Lösung (aprotisches Lösungsmittel) verwendet. Dm das 3'-|odierungs- oder 3-Bromierungsprodukt zur 3'Desoxy verbindung des amino- und hydroxylgeschützten Derivates zu reduzieren, wird eine Hydrierung in Gegenwart e \es bekannten Hydrierkatalysators, wie Raney-Nickcl. 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 darstell', dann kann die Abspaltung einer solchen Aminoschutzgruppe von der 3-Desox> verbindung durch eine alkalische Behandlung dieser 3'-Desoxyverbindung mit einer wäßrigen Natriumhydroxyd- oder wäßrigen Bariumhydroxydlösting 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 Methoxycyclohexy! 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'-Desoxyverbindung ergibt das 3'Desoxyderivat. in der R ein Wasserstoffatom ist. Gegebenenfalls kann dieses ■> 3'-Desoxyderivat weiter 6'-N-alkyliert werden, um ein solches 3'-Deroxy-6'-N-alkylderivat zu bilden, in tier R einen Alkylrest mit I bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet. Die Beispiele erläutern die Erfindung.

"i Beispiel!

Synthese des 3' Desoxykanamycins B

(a) Darstellung des 2"-O-Benzoyl-4",6"-O-eyclohexylidenpent,i

N äthoxycarbonyl-kanamyeins B

(i) Darstellung des Penta-N-salicylidenkanamycins IJ Zu einer Suspension der Kanamycin B-Base (400 mg) in wäßrigem Methanol (1:8. 20 ml) uiorHpn ^9O mn ^alirulalHphvH hinywppfiicrt um! rtip

■'" erhaltene Lösung wird in Wasser geschüttet. Die

filtrierten und getrockneten Niederschläge wopen 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-Toluoisiil fonsäure für eine Stunde auf 50" erwärmt und dann im Vakuum teilweise verdampft. Pie 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 Ben/.oylchlorid gegeben. Nach einstündigem Stehenlassen b-;i Raumtemperatur wird die Lösung in Wasser gegossen. Die filtrierten und getrockneten Niederschläge wogen 612 mg.

., (iv) Darstellung von 2"-O-Benzoyl-4 "-6 "O-cyclohew lidenpenta-N-äthoxyearbonylkanamycin B Eine Lösung von 600 mg Kanamycin B-Deri\;it gemäß (iii) in wäßriger Essigsäure (i : 3. 20 ml) wird 30 min auf 95" erwärmt. Das ReaKtionsgeniisch wird eingedampft und der Rückstand mit Äther behandelt. Der ätherunlösliche Teil wird in wäßrigem Aceton (I : !. 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 515 mg. [λ] +98⁼ (c 1.5. Dimethylformamid).

(b) Darstellung von 2"-O-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-

4".6"-O-cyclohexyliden-3'-O-tosy!kanamycin B

4,17 g 2"-0-BenzoyI-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-O-cyciohexyiiden-kanamycin B der obigen Darsteilungsstufe (a) werden in 80 ml wasserfreiem Pyridin gelösi- Nach Zugabe von 2ß 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 /u 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 Abfiltrierer 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,[\]_n + 78ⁿ (c 0.5. Chloroform).

F.lementaranalyse fürCiiM;sN-,Oi|S:
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-äthoxyearbonyl-4

4".6 '-O-cyClulicA vliucM-käi'idiüyCin ij

109 mg des oben dargestellten 3-O-Tosylkanamycin B-Derivats werden in 2 ml Dimethylformamid gelöst. und dann werden 1,1 g Natriumiodid hinzugegeben. Das Gemisch wird für 24 Stunden auf 100^ erwärmt, um die 3'-)odierung 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' IO Stunden hydriert. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung des Katalysators filtriert, und das Filtrat wird zur Trockne eingedampft, der Rückstand wiegt 38 mg. [*]/>+ 84° (c I. Dimethylformamid).

Elementaranalyse für C^H^N ;CKi:
Berechnet: C 54.59. 116.87. N 6.92%.
gefunden: C 54,58. H 6.80, N 6,84%.

(d) Synthese des 3'-Disoxykanamvcins 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^r gerührt, um die Äthoxycarbonylgruppen und die Benzyigruppen 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 Hexyüdengruppe 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 Dexirangelnetz mit Carboxymethylresten als schwachen Kationenaustauschergruppen in der N H₄ ^-Form besteht gegeben. Die Säule wird mit Wasser gewaschen und dann mit 0,03% bis 0,1% wäßrigem Ammoniak bei zunehmender Ammoniakkonzentration eluiert Die Eluate, die die gewünschte antibakterielle Wirkung gegen Staphylococcus aurcus FDA 209P enthalten, werden gesammelt und vereinigt Die vereinigte Lösung wird zur Trockne eingedampft und ergibt 31 mg des gesuchten

3'-Desoxykr namycins ft-1, Wa,-,er).

B in Pulverform.

Elementaranalyse für CmH i;N -,O* ■ H>O

, 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'-Dcsoxykanamycins B (a) Darstellung von PentaN-anisylidenkanamycin B

/ii einer Suspension von 1 g Kanamycin B-Base in 60 ml Methanol werden 1.5 g Anisaldehyd gegeben, und das Gemisch wird eine Stunde gerührt. Die erhaltene Lösung wird eingedampft und tier Rückstand inn Chloroform extrahiert. Die Konzentration der Lösung und die anschließende Zugabe von Äihyläther gab eine feste Substanz von l.bg Penta-N-anisylidenkanamycin B.

(b) Darstellung von Penta-N-anisvhden-4".b"-()-anisylidenkanamycin B

500 mg des vorstehenden Penta-N-anisylidenk ltiamycins B werden in 13 ml trockenem Dimethylform

:■ amid gelöst, mit I IO mg Anisaldehyd und 100 mg wasserfreier p-Toluolsulfonsiiure versetzt, für eine Stunde auf 50 erwärmt, und dann wird die Lösung in Vakuum eingedampft. Der erhaltene Sirup wird in mit Natriumcarbonat gesättigtes Wasser geschüttet. Der erhaltene

s" glasige Niederschlag wird mit Chloroform extrahiert, und die Extraktionslösung ergab nach dem Verdampfen 470 mg feste Penta Nanisyliden-4".b"-O-anisylidcnkanamycm B.

(c) Herstellung

von Penia-N-anisyliden-4",(i"-O-anisylidcn-3'.2"di-C)-tosylkanamycin B

Penta-N-anisyiidcn-4".ti"-O-anisylidenkanamycin B (I Mol-Äquivalent), hergestellt nach dem vorstehenden

■■■< Verfahren (b). wird in Pyridin gelöst, und 4 Moläquivalente Tosylchlorid werden hinzugegeben. Die Lösung steht über Nacht bei Raumtemperatur. Nac!. Zugabe einer kleinen Menge Triethylamin wird die Lösung eingedampft und der Rückstand in Wasser, das Natrium-

!"■ bicarbonat 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

ΐ" anderer Tosylierungsdenvate verunreinigt war. bestand der Hauptanteil aus dein 3'-T"sylkanamycin B-Derivat und wurde in der Folgereaktion ohne Schwierigkeiten eingesetzt.

.. Elementaranalyse für CgoHgsNsO.KiS::

Berechnet: C 64.03. H 5.71, N 4,67. S 4,27%. gefunden: C 64,29. H 5.68. N 4.5!. S 4,08%.

(d) Herstellung des

_n Penta-N-anisyliden-4",6"-O-anisyliden-

3'-desoxy-2"-0-tosylkanamycins B

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

Elementaranalyse für CnII₇Ji¹J₁Oi-S:
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-Desoxykariatiiveins 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 n Nacht geschüttelt, wodurch die 2"-Tosylgruppe durch Hydrolyse entfernt wurde. Nach Zufuhr von Kohlendioxid wird das Reaktionsgemisch fikriert, um das Quecksilber und andere Niederschläge abzufiltrieren. Die Lösung wird zur Trockne eingedampft und dann in eine gerührte Mischung von 1 η Salzsäure und Benzol gegeben, um die Anisylidengruppen abzutrennen. Nach Entfernen der Benzolschicht wird die wäßrige Lösung mit Benzol gewaschen. Ein basischer Ionenaustauscher (Ol l-l-'orm) wird zur Lösung gegeben, bis diese schwach .-n 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 ld (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. 20 ml) 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 m zu ergeben: Schmp. 305" (Zersetzung), [λ] +88" (cO.5. Dimethylformiad).

(b) Darstellung des
4".6"-0-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 ,o 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, [α] +66° (c 1. Dimethylformamid).

Elementaranalyse für C39H65N5O20:
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"-O-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 einstündigem Stehenlassen wird das Reaktionsgeniiseh in eine große Wassermenge geschüttet. Der erhaltene Niederschlag wird gesammelt und an einer Kieselgelsäule mit Chloroform/Äthanol (60 : 1) als EntwicklungslöMing Chromatographien. Die Eluatfraktionen. die die vorstehende Titelverbindung enthalten, werden zu 1.85 geiner weißen Substanz eingedampft. [^] +82" (c. I, Dimethylformamid).

Elementaranalyse für CmH
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"-O-Cyclohexyliden-3'-desoxy-pentii-N-äthoxycarbonyI-2"-O-tosy!kanamycins C

1.5 g des vorstehenden Produkts (c) werden in derselben Weise wie in Beispiel I (c) mit Natriumiodid behandelt und anschließend hydriert.

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

Elementaranalyse für C_Jt,H::N,O:iS:
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-Latnpe (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 /u entfernen. 26 mg 3'-Desoxykanamycin B werden erhalten.

Beispiel 4

Synthese des 3'-Desoxykanamycin" B
(a) Darstellung des

propylidenkanamycins B

13,7 g Penta-N-äthoxycarbonylkanamycin B. nach dem Verfahren des Beispiels 3 (a) hergestellt, werden ir 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 2.2-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-äthoxycarbonyl-3',4',4",6"-di-O-isopropylidenkanamycin B zu ergeben, 3,5 g, Schmp. 236-237°C,[α]i +87° (c 1,Dimethylformamid).

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

(b) Darstellung des 2"-O-Benzoyl-penta N-N-äthoxycarbonyl-3',4',4",6"-di-O-isopropylidenki»namycins 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 3,35 g Kristalle; Schmp. 205 bis 209°,[a]y + 114° (c\. Dimethylformamid).

(c) Darstellung des 2"-0-BenzoyI-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-0-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^>8 g eines acetonfreien Produkts werden erhalten, das in 15 ml Dimethylformamid gelöst wird, und nach Zugaiie 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,[et]:-' + 105° ^,Dimethylformamid).

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

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"-O-Benzoyl-penta-N-äthoxycarbonyl-4".6"-O-isopropyliden-3'-0-tosylkanamycin B werden in einer Ausbeute von 1.06g erhalten; [α]ο+83° (c\, Chloroform).

(e) Herstellung des 2^/r-O-Benzoyl-3'-desoxy-penta-N-äthoxycarbonyl-4",6"-O-isopropylidenk&namycins B

150 mg des 3'-O-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.

if) Herstellung des 3'-Desoxykanamycins B

50 mg des nach dem vorstehenden Verfahren (e) hergestellten Produkts werden in der gleichen Weise, wie in Beispiel I (d) beschrieben, behandelt, und 22 mg J'-Desoxykanamycins B werden erhalten.

Beispiel 5

Synthese des 3'-Desoxyneamins
(a) Herstellung des Tetra-N-äthoxycarbonylne-

amms

1,02 g Neamin-Hydrochlorid werden in 20 ml eines Gemischs 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 Fiitrat wird auf ein Volumen von 60 ml eingedampft, und dann werden 1,5 ml eines Granulats eines stark basischen Anionenaustauschers, der aus Styrol/Divinylbenzol-Co- ^ polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen in der OH-Form besteht, unter Rühren hinzugefügt. Das Gemisch wird filtriert und das Fiitrat eingeengt, um

1.07 g der vorstehenden Titelverbindung als farblose Substanz zu ergeben.

(b) Herstellung des
Tetra-N-äthoxycarbonyi-S.fvO-cyciohexyiiden-

neamins

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

Ji dem vorstehenden Verfahren (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) behandelt und dann 20 Stunden bei Raumtemperatur und Normaldruck stehengelassen. Das Reaktionsgemiscb 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

-ir. Rückstand ist die vorstehende Titelverbindung.
Ausbeute 4,3 g, [«]{^s + 37° (c I, Methanol).

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

3'-O-tosylneamin

1,23 g Tetra-N-äthoxycarbonyl-S.ö-O-cyclohexylidenneamin, hergestellt gemäß vorstehendem Verfahren (b), werden in 20 ml trockenem Pyridin gelöst, und die

Vi 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 derselben Weise, wie in Beispiel 1 (b) beschrieben, behandelt um die vorstehende feste Titelverbindung in einei

,5 Ausbeute von 0,77 g zu ergeben; [<x]_D+28° (ti Methanol).

(d) Herstellung des
S.ö-O-CyclohexylidenO'-desoxy-tetra-

N-äthoxycarbonylnearnins

128 mg des S'-O-Tosylneaminderivats, das nach den vorstehenden Verfahren (c) hergestellt wurde, wird it 2 ml Dimethylformamid gelöst, und die Lösung wire nach Zugabe von 1.1g Natriumiodid 18 Stunden au 100" erwärmt, um die 3'-]odierung zu bewirken wodurch die 3'-Tosylatgruppe durch jod substituier wird. Das Reaktionsgemisch wird dann in derselbei Weise wie in Beispiel I (c) behandelt, um dii

230 211/170

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

Elementaranalyse für C30H50N4O13
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-benzoy!-5,6-Q-cyc!ohexy!idenneamins

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 An rohes Tetra-N-benzoylneamin zu erhalten. Dieses Produkt wird dann mit 2 g 1,1-Dimethoxy-cyclohexan in Gegenwart von 100 mg p-ToIuoIsuI-fonsäure bei 50° in Dimethylformamid unter vermindertem Druck (35 Torr) umgesetzt. Zu der erhaltenen Lc-sung, 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 0,3 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

4,2 g Tetra-N-benzoyl-S.ö-O-cyclohexyriden-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 Chkvoform, 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 5,7b, S 3,29%,
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 (c) behandelt, um Tetra-N-benzoyl-S.ö-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 erhalten.

Claims

Patentansprüche:

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

NH,

HO

NH₂

HO

OH

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

NH₂

NH,

HO

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,

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100⁰C umsetzt.

(G) die gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Jod-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators 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

CH₂NH

NH₂

HO

NH₂

OH

dadurch gekennzeichnet, daß man (A) Neamin der Formel

CH₂NH₂

NH₂

HO

I NH₂

NH₂

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 Aminoschutzgruppen und 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 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 Acetal- oder Ketalgruppe in an sich bekannter Weise abspaltet,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und -»'-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 13 Mol Alkylsulfonylhalogenid 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 50° C 1 bis 24 h umsetzt,

(D) den gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen 3'0-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene 3'-Jod-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt und

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

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

CH₂NH₂

NH₃