DE2508965C2

DE2508965C2 - 1'-Desmethyl-1'-(β-hydroxyäthyl)-clindamycin-2-palmitat, dessen Säureadditionssalze und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2508965C2
Application number: DE2508965A
Authority: DE
Inventors: Robert David Galesburg Mich. Birkenmeyer
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1971-06-23
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1983-06-23
Also published as: DE2230427C2; DE2508965A1; DE2230427A1

Description

SCH₃

und dessen Säureadditionssalze.

2. Hydrochlorid von r-Desmethyl-l'-(/MiydroxyäthyI)-clindamycin-2-pa]mitat.

3. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß man in Kombination von an sich bekannten Verfahrensstufen

A) Γ - Desmethyl - Γ - (beta - hydroxyäthyl) -clindamycin der Formel II

CH₅ (Π)

SCHj

mit einem Alkyl- oder Arylaldehyd oder -keton umsetzt, so

das gemäß Verfahrensstufe A) erhaltene 1 '-Desmethyl- l'-(beta-hydroxyälhyl)-3,4-O-alkytiden- oder -O-arylidenclindamycin mit einem Tritylhalogenid umsetzt,

C)

das gemäß Verfahrensstufe B) erhaltene 1'- Desmethyl- 1 '-(trityloxyäthyl)-; ,J-O-alkyliden- oder -O-aryliden-clindamycin zu der entsprechenden 2-PaImitoyl-verbindung acyliert und D) die in den Verfahrensstufen A) und B) eingeführten Schutzgruppen nacheinander abspaltet und das so erhaltene 2-Palmitat gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.

Die Erfindung betrifft V-Desmethyl·r-(0-hydroxyäthyl)-clindamycin-2-palmitat mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Formel und dessen Säureadditionssalze, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Es wurde gefunden, daß sich das erfindungsgemäße 2-Palmitat in sehr guten Ausbeuten durch Veresterung des aus der DE-OS 22 30 427 bekannten l'-Desmethyll'-(beta-hydroxyäthyl)-clindamycins herstellen läßt, ohne daß dabei die 2-Hydroxyäthylgruppe mitverestert wird und daß dieses 2-Palmitat nicht nur das antibakterielle Spektrum von Clindamycin aufweist, sondern darüber hinaus den Vorteil besitzt, daß es nach oraler oder parenteraler Verabreichung in extrem hohen Konzentrationen im Harntrakt vorliegt. Es eignet sich somit besonders gut zur Behandlung von Infektionen im oberen und unteren Harntrakt sowie

auch zur Behandlung von L-Formen in den Nieren,

Darüber hinaus besl t es sowohl gegenüber Clindamycin als auch gegenüber den in der PE-OS 22 30427 beschriebenen Qindamycin-Analoga den Vorteil, daß es völlig geschmacklos ist und sich somit zur oralen Anwendung in der Pädiatrie besonders gut eignet

Die erfindungsgemäße Verbindung und deren Säureadditionssalze lassen sich dadurch herstellen, daß man in Kombination von an sich bekannten Verfahrensstufen die Verbindung der Formel II

CH₂OH

(U)

SCH₃

OH

gemäß dem in Patentanspruch 3 angegebenen Verfahren umsetzt

Die aliphatische Carbonsäure, die den Acylrest liefert, ist die Palmitinsäure.

Die Ausgangsverbindung für das erfi ,dungsgemäße Verfahren ist die in 2-Stellung nicht veresterte Verbindung der Formel Π. Sie wird in der DE-OS 22 30 427 beschrieben.

Verfahrensstufe A

Um die 3,4-Hydroxygruppen zu schützen, wird die 2-Hydroxyverbindung der Formel II, vorzugsweise als Hydrochlorid, mit einem Alkyl- oder Arylaldehyd oder Keton unter gelindem Erwärmen und unter Bildung des 3,4-O-Alkytiden-derivats oder 3,4-O-Aryliden-derivats kondensiert Wenn das Hydrochlorid verwendet wird, ist Säurekatalyse der Reaktion nicht erforderlich, da dieses Salz ausreichende Katalyse für die Reaktion liefert Die Reaktion kann durch azeotrope Entfernung von Wasser durch ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Benzol, Toluol, Chloroform oder Äthylenchlorid beschleunigt werden. Das azeotropbildende Lösungsmittel kann weggelassen werden, wenn Wasser durch irgendwelche anderen Maßnahmen entfernt wird, wie beispielsweise durch Evakuieren, Verdampfen mit einem Inertgas oder einfach durch (Redestillation mit einem Lösungsmittel, das einen höheren Siedepunkt als Wasser aufweist. Das azeotropbildende Lösungsmittel wird im Gemisch mit einem hochpolaren Lösungsmittel, wie Ν,Ν-Dimethylfofmamid, N.N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon, verwendet, um das als Ausgangsverbindung verwendete Hydrochlorid löslich zu machen und somit eine homogene Lösung herzustellen.

Die Kondensationsreaktion kann bei einer Temperatur zwischen etwa 15 und 180°C durchgeführt werden. Die bevorzugte Temperatur beträgt etwa 15 bis 50°C bei Alkyliden- und 90 bis 110°C bei Aryliden-derivaten. Die optimale Temperatur hängt vom Verhältnis an polarem zu nichtpolarem Lösungsmittel ab und von den spezifischen Eigenschaften des nichtpolaren Lösungsmittels, wie der Siedetemperatur des mit Wasser sich bildenden Azeotrops sowie dem Siedepunkt des nichtpolaren Lösungsmittels als solchem. Das feuchtigkeitshaltige nichtpolare Lösungsmittel kann durch Destillation kontinuierlich entfernt und periodisch durch frisches trockenes Lösungsmittel ersetzt werden. Das Wasser kacn ebenfalls durch KondensatioB und Abtrennung mit einer Wasserfalle entfernt werden, odtr

ίο es kann ein Exsikkator verwendet werden, wodurch das getrocknete Lösungsmittel in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden kann.

Die Zeit die für die Beendigung der Kondensation erforderlich ist schwankt in Abhängigkeit von der Lösunpmüttelzusammensetzung und von der Leistung bei der Wasserentfermnig. Wenn azeotropbildende Lösungsmittel verwendet werden, kann der Verlauf der Reaktion durch Messen der Menge an freigesetztem Wasser verfolgt werden. Ferner können dem Reak tionsgefäß periodisch Proben entnommen und Chroma tographien werden. Mit Lösungsmittelkombinationen aus Benzol und Dimethylformamid können Reaktionszeiten von etwa 1 bis 16 Stunden angewandt werden, wobei 2 bis 3 Stunden normalerweise das Optimum sind Für das Verfahren typischerweise verwendbare Alkylketone sind Aceton, Diäthylketon und Methylbutylketon. Es können ebenfalls ein« Vielzahl von aromatischen Aldehyden verwendet werden, z. B. Furfural, 5-Methylfurfural, Benzaldehyd oder die weiteren in der DE-PS 16 95 970 aufgeführten aromatischen Aldehyde.

Aldehyde, in denen die Carbonylgruppe vom aromatischen Rest durch eine oder mehrere Doppelbindungen getrennt ist eignen sich ebenfalls. Die durch die Kondensation mit dem Keton oder Aldehyd sich bildenden Acetale werden zunächst als kristalline Hydrochloridsalze isoliert Mit stabilen Acetaten, beispielsweise den 3,4-Benzylidenderivaten und den 3,4-p-Chlorbenzylidenderivaten, kann das Umkristallisieren der Hydrochloride mit Äfhylenglykol monomethyläther, Dimethylformamid oder Chloroform durchgeführt werden. Die weniger stabilen Acetale, wie beispielsweise 3,4-p-Anisyliden-, 3,4-Cinnamyliden- und 3,4-ToluyIidenderivate müssen vor der Isolierung des Acetals in die entsprechende freie Base überführt werden.

Die Hydrochloride der in 3,4-Stellung z. B. mit einem Arylidenrest geschützten Verbindungen lassen sich in die freie Base durch Vermischen der Salze mit einem basischen Stoff, beispielsweise wäßriges Natriumhydro xid, einem quaternären Ammoniumhydroxid, Ammoni umhydroxid oder einer starken Aminbase, überführen. Es können auch basische Ionenaustauscherharze verwendet werden. Die unlösliche Arylidenbase kann durch Filtration entfernt werden, oder sie kann mit Wasser nichtmischbaren Lösungsmitteln extrahiert werden, beispielsweise mit Chloroform, Methylenchlorid, Äthylendichtorid oder Äther. Ferner lassen sich die 3,4-geschützten Hydrochloride in die freien Basen dadurch überführen, daß man zuerst das Salz mit einer

so Base neutralisiert, nachdem man das Salz in einem Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylacelamid oder Propylenglykol, gelöst hat. Die Base kann ein Alkoxid, ein Amin, Ammoniak oder eine feste anorganische Base sein, beispielsweise Natriumhydro xid oder Kaliumhydroxid. Die dabei entstehenden Lösungen der Base können aus den wassermischbaren Lösungsmitteln dadurch gewonnen werden, daß man mit Wasser bis zum Trubungs.wnkt verdünnt, wobei

eine langsame Kristallisation des Acetals stattfindet. Die Lösungen der Base in mit Wasser nichtmischbaren Lösungsmitteln können durch Verdünnen der Lösung mit einem nichtpolaren Lösungsmittel, wie beispielsweise Hexan oder isomere Hexane, oder durch einfaches Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen werden. Das letztere Verfahren zur Herstellung der freien Base aus den 3,4-geschützten Hydrochloriden eignet sich zum Isolieren der sehr labilen Acetale, da eine nichtwäßrige Methode angewandt werden kann. ι ο

Die meisten der 3,4-geschützten Basen lassen sich dadurch reinigen, daß man die Verbindung in Aceton löst, die Lösung mit Äther verdünnt und anschließend Hexan bis zum Trübungspunkt zusetzt, um spontane Kristallisation zu bewirken. ι s

Verfahrensstufe B

Trityläther der 3,4-O-geschütztea Derivate werden dadurch hergestellt, daß man einen Oberschuß an Tritylhalogenid oder substituiertem Tritylhalogenid mit \ den 3,4-Aryliden- oder Alkylidenderivaten von Verfahrensstufe A in Gegenwart einer starken Base und eines geeigneten Lösungsmittels umsetzt Das bevorzugte Molverhältnis von Tritylhalogenid oder substituiertem Tritylhalogenid zu den 3,4-Aryliden- oder Alkylidenverbindungen beträgt 4:1. Höhere Verhältnisse von Tritylierungsmittel zu 3,4-geschützter Verbindung können zwar angewandt werden (bis zu etwa 10:1), obgleich erhöhte Mengen von di-tritylierten Nebenprodukten sich bei großem Oberschuß von Tritylierungsmittel bilden. Niedere Molverhältnisse von Tritylierungsmittel zu 3,4-geschützter Verbindung (unter 1:1) haben eine unvollständigere Reaktion sowie die Bildung von zusätzlichen nichtidentifizierten Nebenprodukten zur Folge.

Das bevorzugte Tritylhalogenid in vorstehender Reaktion ist Tritylchlorid. Jedoch können andere Tn ty !halogenide und substituierte Tritylhalogenide verwendet werden.

Das bevorzugte Lösungsmittel für die Tritylierung ist Aceton. Andere verwendbare Lösungsmittel sind 2-Butanon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Äther, Benzol, Ν,Ν-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Methylacetat, Äthylacetat oder Pyridin. Die Verwendung der höhersiedenden polaren Lösungsmittel hat jedoch die Bildung von zusätzlichen Nebenprodukten zur Folge, während die niedrigsiedenden Lösungsmittel keine vollständige Umsetzung gestatten.

Die bevorzugte Base ist Triäthylamin. Andere stark so basische Trialkylamtne lassen sich ebenso verwenden, wie beispielsweise Triäthylendiamin, N-Alkylmorpholinderivate, Tripropylamin oder Tributylamin. Tertiäre Basen mit einem pKa-Wert von über 8 gestatten eine schnellere Reaktion, da eine bessere Löslichkeit der 3,4-geschützten Ausgangsverbindungen aufrechterhalten wird. Schwächere Basen, wie Pyridin, erfordern längere Reaktionszeiten, da 3,4-geschützte Ausgangsverbindungen in Gegenwart einer solchen Base als Hydrochloridsalz weitestgehend unlöslich sind. bo

Die Reaktionszeit wird durch verschiedene Faktoren bestimmt, wie beispielsweise den Siedepunkt des Lösungsmittels, die Stärke der Base, die Konzentration und das Verhältnis von Tritylhalogenid zu 3,4-geschützter Verbindung und der Polarität des Lösungsmittels. t>i

Beispielsweise beträgt mit folgendem Molverh&ltnis von Tritylchlorid zu Anisylidenderivat zu Triäthylamin zu Aceton von 72 : 15 :16 :34 die bevorzugte Reaktionszeit bei Rückflußtemperatur 24 Stunden. Zwar können Reaktionszeiten bis zu 48 Stunden angewandt werden, obgleich sich erhöhte Mengen an di-tritylierten Derivaten bilden, Reaktionsseiten unter 6 Stunden resultieren in beachtlichen Mengen an nichtumgesetztem Anisylidenderivaten, Mit anderen Molverhältnissen kann die Reaktionszeit zwischen t bis 100 Stunden schwanken. Der Verlauf der Reaktion kann durch bekannte Papierchromatographie oder Dünnschichtchromatographie überwacht werden.

Nach Beendigung der Tritylierung wird das l'-(trityloxyäthyl)-3,4-geschützte Derivat durch Zugabe eines nichtpolaren Lösungsmittels, wie Hexan, Heptan, Pentan, Cyclohexan oder Benzol, ausgefällt Das rohe Reaktionsprodukt wird wiederholte Male aus heißem Acetonitril und schließlich aus heißem Aceton/Wassergemisch (1 :1) umkristallisiert, wobei man ein reines Präparat des Derivats erhält Es lassen sich andere organische Lösungsmittel für die Umkristallisierung verwenden, wie beispielsweise 2-Butanon, 3-Pentanon, n-Propanol, 2-Propanol, Butyl -ietat, Benzol, ButyronitriU-Ol-Diinethylforniamid/Waiser.^N-Dimethylacetamid/Wasser, Methanol/Wasser oder Äthanol/Wasser.

Verfahrensstufe C

Die 3,4-geschützte Clindamycin-Verbindung läßt sich zur Einführung des Palmitoylrestes in 2-Stellung nach bekannten Verfahren acylieren, wie beispielsweise durch Umsetzung mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines säurebindendei; Mittels, wie beispielsweise ein tertiäres Amin, wobei das 3,4-geschützte 2-Palmitat entsteht Geeignete Acylierungsmittel sind Palmitoylhalogenid und Palmitoylanhydrid. Geeignete tertiäre Amine sind heterocyclische Amine, wie Pyridin, Chinolin und Isochinolin; Trialkylamine, wie Trimethylamin, Triäthylamin oderTriisopropylamin; N,N-Dialkylaniline, wie Dimethylanilin oder Diäthylanilin, und N-Alkylpiperidine, wie N-Äthylpiperidin oder N-Methylpiperidin. Die bevorzugte Base ist Pyridin.

Die Acylierung wird vorteilhafterweise durch Behandlung einer Lösung einer 3,4-geschützten Clindamycin verbindung oder einer Suspension des Hydrochloric^ in einem Gemisch aus einem inerten Lösungsmittel und einem tertiären Amin, wie beispielsweise Pyridin, mit einem Acylierungsmittel, wie beispielsweise Palmiloylchlorid, und Kühlen des Reaktionsgemische, um Nebenreaktionen zu verhindern, durchgeführt Vorteilhafterweise wird die Reaktion in Pyridin bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise —20 bis 8O⁰C durchgeführt, jedoch können höhere oder niedrigere Temperaturen angewandt werden. Geeignete inerte Lösungsmittel sind Chloroform, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Acetonitril, Methylenchlorid, Aceton und Dioxan.

Verfahrensstufe D

Die Schutigruppen lassen sich durch Hydrolyse, vorzugsweise einer schwach sauren Hydrolyse, entfernen. Das geschützte 2-Palmitat ergibt beim Erhitzen mit 80%iger Essigsäure bei 100⁰C 10 bis 15 Minuten lang das 1 '-Desmethyl-1 '-(/?-Hydroxyäthyl)-clindamycin-2-palmitat. Säuren, wie Ameisensäure, Propionsäure, verdünnte Salzsäure und verdünnte Schwefelsäure, können ebenfalls verwendet werden.

Das gewünschte 2-Palmitat läßt sich aus dem Renktionsgemisch durch verschiedene bekannte Methoden isolieren. Das so hergestellte 2-Palmitat wird leicht als Hydrochloridsalz durch Ausfällen mit einem Nichtlösungsmittel, wie Aceton oder Äther, isoliert. Die

Verbindungen werden normalerweise durch diese Methode im reinen Zustand isoliert, obgleich, falls erforderlich, Umkristallisierung aus Wasser oder Aceton plus einer geringen Menge Wasser erfolgen kann.

Das Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

A. 1 '-Desmethyl-1 '-(0-hydroxyäthyl)-3,4-isopropyliden-clindamycin

100 g r-Desmethyl-1' (/)-hydroxyäthyl) clindamycin, 100 g p-Toluolsulfonsäurenydrat und 6 1 Aceton wurden bei 25°C 60 Stunden lang gerührt. Das nichtumgesetzte Ausgangsmaterial wurde abfiltriert und das Filtrat mit 5%iger NaHCOj-Lösung auf einen pH-Wert von 7 eingestellt. Das Aceton wurde unter Vakuum entfernt und die wäßrige Phase mit CHCIj extrahiert. Die CHCI₃-Extrakte wurden unter Vakuum eingedampft, tionsgemisch wurde 30 Minuten lang gerührt und unter Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in einem Gemisch aus 60 ml HOAc und 10 ml H₂O gelöst und 30 Minuten lang auf 95° C erhitzt.

Danach wurden 60 ml Wasser zugesetzt, und man ließ das Reaktionsgemisch 1 Stunde lang bei 25°C stehen, bevor man es filtrierte und den Feststoff verwarf. Das Filtrat wurde unter Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand zwischen verdünntem NaHCOj und CHClj verteilt. Die CHCIj-Phase wurde unter Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand durch Chromatographie über Silicagel unter Verwendung eines Lösungsmitteln stems aus CHCIj/MeOH (6:1) gereinigt. Die Produktfraktionen wurden durch tlc

r> identifiziert, vereinigt und unter Vakuum zur Trockne eingedampft, wobei man das gewünschte Produkt in Form der freien Base erhielt. Dieser Stoff wurde in sein HCI-SaIz überführt, mit Darco G-60 in MeOH entfärbt, filtriert und unter Vakuum eingedampft, wobei man

WODei Sien ein ItUCKSUiM(J unucie, uci uüiCii ν^ιιΓυιιιαιυ- 2it graphie über Silicagel unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems von CHCIj/MeOH (6:1) gereinigt wurde. Die Produktfraklionen wurden durch tlc identifiziert, vereinigt und eingedampft, wobei man 34 g

I'-Desmethyl-1'-(/J-hydroxyäthyl)-3,4-isopropylidenclindamycin in 3l%iger Ausbeute erhielt.

B. 1 '-Desmethyl-1 '-(trityloxyäthyl)-3,4-isopropyliden-clindamycin

Ein Gemisch aus 34g r-Desmethyl-l'-(/?-hydroxy- jo äthyl)-3,4-isopropyliden-clindamycin, 115 g Chlortriphenylmethan, 1 I Aceton und 200 ml Triethylamin wurden 4 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Danach wurde Skellysolve B (1 I) zugesetzt, und man ließ das Reaktionsgemisch sich auf 25°C abkühlen. Der Nieder- ii schlag von Triethylamin · HCI wurde abfiltriert und verworfen. Das Filtrat wurde unter Vakuum eingedampft und der Rückstand durch Chromatographie über Silicagel unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems aus Skellysolve B/Aceton (2:1) gereinigt. Die Produktfraktionen wurden durch tlc identifiziert, vereinigt und eingedampft unter Bildung von 20 g 1 '-Desmethyl-1 '-(trityloxyäthyl)-3,4-isopropylidenclindamycin in 40%iger Ausbeute.

C. und D. r-Desmethyl-1'-(0-hydroxyäthyl)- ^4l

clindamycin-2-palmitat · HCl-Hydrat

Eine Lösung von 6,0 g r-Desmethyl-l'-(trityloxyäthyl)-3,4-isopropyliden-clindamycin, 120 ml Methylenchlorid und 0,6 ml Pyridin wurde bei 5°C gerührt und *> 5,0 g Palmitoylchlorid wurden zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde Ϊ8 Stunden lang bei 25° C gerührt. Danach wurden 50 ml Äthanol zugesetzt. Das Reak- 2,u g UCS ciiUfjiuuüKicS, i'iüiliciCti ι -i-JcSiTiciüyi-t'-jfjhydroxyäthyl)-clindamycin-2-palmitat · HCl-Hydrat als wachsartigen Feststoff in 35%iger Ausbeute erhielt.

Analyse:

Berechnet für Cj₅H₆₅CIN₂O-S · HCI
C 5739 H 9,11 N 3,84 S 4,29
Gefunden (für H₂O berichtigt):
C 57,97 H 9,29 N 3,79 S 4,39

[λ] }J«°+79^O (c 0,8890)

Cl 9.72

CK70

Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben clindamycinähnliche antibakterielle Wirksamkeit, d. h. ein ähnliches Spektrum, jedoch unerwarteterweise zeigen sie eine hohe Konzentration im Harntrakt, d. h. den Nieren und oberen und unteren Harntrakt, wodurch sie wirksame Mittel zur Behandlung von bakteriellen Infektionen des oberen und unteren Harntraktes sowie zur Behandlung der L-Formen oder Mycoplasma in den Nieren sind.

Die Verbindungen lassen sich sowohl oral als auch parenteral verabreichen und sind besonders vorteilhaft für die orale Verabreichung, da sie geschmacklos sind.

Zu den zu behandelnden Harntraktinfektionen gehören Cystitis, Pyelonephritis und Pyelitis, die durch Erreger, wie E. coli, S. aureus, Enterocccci und Stämme von Klebsiella, Aerobacter, Proteus und Pseudomonas hervorgerufen wurden.

Die Dosis in unveresterten freien Baseäquivalenten für eine solche Behandlung kann zwischen 75 und 300 mg täglich sein oder berechnet auf Gewichtsbasis von 1 mg/kg bis 4 mg/kg Körpergewicht täglich.

Claims

Patentansprüche;

1. l'-Desraetbyl-l'-Oi-hydroxyäthyO-clindamycin^-palmitat der Formel CH₂OH CH₂

CH

—ΗΝ OH