DE2617597A1

DE2617597A1 - Verfahren zur herstellung von alpha-substituierten 1-n-(w-aminoacyl)- 3'-deoxyribostamycinen

Info

Publication number: DE2617597A1
Application number: DE19762617597
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Tsuchiya; Hamao Umezawa; Sumio Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-22
Publication date: 1976-11-11
Also published as: DE2617597B2; BE841095A; ES447307A1; NL7604322A; FR2308638B1; ATA293276A; SE427559B; CA1058611A; SE7604442L; DE2617597C3; FR2308638A1; GB1537879A; JPS51127046A; US4125706A; JPS5821918B2; AT345978B

Description

(Die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Ur. 49106/75 vom 24.April 1975 wird in Anspruch genommen)

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von α-substituierten 1-N-(w*-Aminoacyl)-3'-äeoxyribostamycinen.

Die Erfindung ist das Ergebnis von Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Antibiotica, die aktiv gegen drogenresistente Bakterien einschließlich Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa sind. Ein Ergebnis weiterer Studien über den Resistenzmechanismus solcher drogenresistenter Bakterien, die aus verschiedenen Patienten isoliert worden sind, ist die Synthese verschiedener aminoglykosidischer Antibiotica-Derivate einschließlich des 3¹,4'-Dideoxyribostamycins (Journal of Antibiotics, 25, 613 (1972), 3'-Deoxykanamycin A (US-PS 3929761), 3«,4^f-Dideoxykanamycin B (US-PS 3753973) und 3'-Deoxyribostamycin (GB-PS 1426910)).

* w wird hier und im !Folgenden als Zeichen für omega gebraucht

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ORIGINAL INSPECTED

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Seit der Entdeckung der Butirosine A und B, d.h.. 1-N-((S)-oc-Hydroxy-y-amino-n-butyryl)-5-0-ß-D-xylofuranosyl- und ribofuranosyl-neamin, die durch Gärungsmethoden aus verschiedenen natürlichen Substanzen hergestellt werden können (tetrahedron letters, 28, 2617-2620 (1971), wird angenommen, daß durch Kondensation der Hydroxy-y-aminobuttersäuregruppe,die als Seitenkette durch die 1-Aminogruppe des Butirosins gebunden ist, mit der 1-Aminogruppe eines basischen aminoglykosidisehen Antibioticums ein Kondensationsprodukt entsteht, welches gegebenenfalls eine antibakterielle Wirkung gegen verschiedene drogenresistente Bakterien aufweisen kann.

Es ist jetzt möglich gewesen, 1-IT-(a-Hy dr oxy-w-aminobuty ryl)-3'-deoxyribostamycin, nämlich 3'-Deoxybutyrosin B (BG-PS 1 426 908 und M-OS 2 350 169) zu synthetisieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es infolgedessen, ein neues Verfahren zur Herstellung von 1-IT-(a-Hydroxy-w-aminoacyl)-3'-deoxyribostamycin aus Ribostamycin in höherer Ausbeute und mit weniger Verfahrensstufen bereitzustellen.

Ifach dem in der GB-PS 1 426 908 beschriebenen Verfahren, welches vom 3'-Deoxyribsotamyein ausgeht, wird das letztere mit Benzyl-p-nitrophenylcarbonat umgesetzt, um die ö^Aminogruppe des Ribostamycin zu schützen; das so 6'-lf-geschützte Derivat wird anschließend mit (S)-a-Hydroxy-y-IT-phthalimidobuttersäure umgesetzt, wobei eine 1-ΪΓ-Acylierung abläuft; anschließend wird die Schutzgruppe entfernt, so daß man 1-ir-((S)-a-Hydroxy-yaminobutyryl)-3'-deoxyriboatamycin erhält. Dieses vom 3^f-Deoxyribostamycin ausgehende Verfahren ist nicht besonders vorteilhaft, weil in seinem Verlauf eine Zwischenstufe eingeschaltet werden muß, in der das 3^f-Deoxyribostamycin isoliert wird. Der Wirkungsgrad des Verfahrens ist infolgedessen oft nicht be-

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friedigend, weil bei dem Verfahren nicht nur die 1-Aminogruppe, die acyliert werden soll, acyliert wird, sondern weil auch die 3- und 2•-Aminogruppen, die vorzugsweise nicht acyliert werden sollen, ebenfalls acyliert werden, was unvermeidbar zur Bildung eines unerwünschten gemischten Acylierungsproduktes führt.

Es konnte jetzt festgestellt werden, daß ein neuer Reaktionstyp zwischen der 1-Aminogruppe in dem Deoxystoreptaminteil des Ribostamyeins und der 6-Hydroxylgruppe desselben unter Bildung einer cyclischen 1,6-Carbamatbindung abläuft (Journal of Antibiotics, 25, Kr. 12, 741-742 (1972). Es wurde weiterhin gefunden,- daß mit Hilfe dieses neuen Reaktionstyps ein cc-substituiertes 1-lf-(w-Aminoacyl)-3^l-deoxyribostamycin in vorteilhafterer Weise hergestellt werden kann, und zwar mit Hilfe eines Verfahrens, bei welchem die reaktiven 1-Amino- und 6-Hydroxylgruppen des Ribostamycins durch Umwandlung in ein cyclisches 1,6-Carbamat geschützt werden, während die übrigen Aminogruppen in üblicher Weise eine Schutzgruppe erhalten; anschließend wird das entstandene geschützte Derivat des Ribostamycins in die 3'-Deoxyverbindung (d.h., die in 3'-Stellung deoxydierte Verbindung) umgewandelt. Anschließend wird die 1,6-Carbamatbindung gespalten (Ringspaltung), wodurch selektiv die freie 1-Aminogruppe regeneriert wird, die dann anschließend mit der

gewünschten α-substituierten w-Aminosäure acyliert wird. Es ist auch möglich, im Anschluß an die Schutzstufen die 1,6-Carbamatbindung zuerst zu spalten, dann die regenerierte freie 1-Aminogruppe zu acylieren und das entstandene Acylierungsprodukt in die 3'-Deoxyverbindung überzuführen. In noch anderer Weise ist es möglich, die 1,6-öarbamatbindung zu spalten und die 1-N-Acylierung im Verlauf der Umwandlung in die 3'-Deoxyverbindung (d.h. während der 3'-Deoxydierung) durchzuführen.

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Das neue Yerfahren geaäfi verliegender Erfindung, in welchem

die selektiv regenerierte 1-Aminogrupp· im nicht blockierten Zustand selektiv acyliert wird und in dessen Terlauf iie Bildung und Isolierung von 3'-D«oxyrtboetamToin nicht auftritt, ist wirtschaftlich vorteilhaft, weil die Ausbeuten verbessert und die Zahl der Reaktioosstufen verringert sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also in erster Linie ein Terfahxen zur Herstellung von et -substituierten 1-ff-(w-Aainoacyl)-3-deoxyribo*taBTcinen der allgemeinen formel

NHCOCH-(CH₂)_n-

1 R,

(D

in welcher R₆ die (trappe -OH, -IE₂ oder -IHR₁₀ - wobei eine Acylgruppe ist - und η eine Zahl von 1 bis 4 bedeuten, welches durch folgende Yerfahrensstafen gekennselehnet ist:

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Umsetzung einer Verbindung der formel

CH₀NHZ

(oh >

rw—

NHZ

-fr

OO

(ID

in welcher Z jeweils eine Aminogruppen schützende Gruppe der formel -OOOR. bedeutet - webei R, eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe ist - R^ und R₂, die gleich oder verschieden sein kOnnen, für sioh allein Vasserstoffatome oder Alkyl- oder Arylgruppen oder zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom eine Cyoloalkyliden- oder Tetrahydropyranylgruppe darstellen und R* eine Aoyl-, Aroyl-, Hemiaoetal-, Hemiketal-, Alkoxycarbonyl- oder Aralkoxyoarbonylgruppe ist, mit einer zur Sulfonylierung geeigneten Terbindung der Formel

R₅SO₂I

(III)

in weloher Rc eine Alkyl-, Aryl- oder Aralky!gruppe und I ein Haiogenatom oder eine -OSC^Rc-Grruppe darstellen, zu einer SuIfony!verbindung der Formel

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CH₂NHZ

οο

la weloher Z, R^ Bedeutung haben;

R* und Rc dl· vorstehend «agegebeae

Uuetsung der erhaltenen Sulfonylrerblndung alt einer halogenlerend wirkenden Terbladung, ao daß die 3'-Stellung der SuIfoajlTerblndung halogeniert wird;

Reduktion und anschließende Hydrolyse der 3'-halogeniorten "Verbindung zu einer Verbindung der Formel

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CH₂NHZ

NHZ

22.4-76

Ια weloher Z, R^ und R₂ lit angegebene Bedeutung haben und R·' ein Wateeritoffatoa ist oder dieselbe Bedeutung hat wie

Umsetzung der Verbindung dtr Formel (T) »it eiata Acylierung»· ■ittel dtr Formel

HOOO-CHR₆- ( CH₂ ) _α-1

(▼I)

odtr

HOOO-CHR₆- ( CH₂ ) J₁-

in wtlohen R₆ und η die vorstehend angegebene Bedeutung haben, R^ und Rg Waeeeretoffatome oder Aoyl-, Alkyloxycarbonyl-, Aralkyloxyoarbonyl- oder Aryloxyoarbonylgruppen bedeuten und IU ein Waseerstoffatoa oder eine Alkyl- oder Arylgruppe darstellt,

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OFUGlNAL INSPECTED

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oder ait einem funktionellen Derivat dieser Carbonsäuren, so daß die 1-Aminogruppe der Verbindung (Y) aoyliert wird;

Entfernung der verbleibenden, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus dem Aoylierungapredukt in üblicher bekannter Weise.

In einer zweiten Aueführungeform betrifft die vorliegende Erfindung ein Terfahren zur Herstellung yen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) vie vorstehend angegeben, welches durch folgende Terfahrensstufen gekennzeichnet ist:

Umsetzung einer Verbindung der Formel (II) mit einem SuIfonylierungsmittel der Formel (III) zu einer Sulfonylverbindung der formel (IV) in der vorstehend angegebenen Weise;

Umsetzung der Sulfonylverbindung mit einem Halogenierungsmittel, so daß die 3'-Stellung der Sulfonylverbindung halogeniert wird;

Hydrolyse der 3'-halogenieren Verbindung zu einer Verbindung der Formel

CH₂NHZ

(IV)

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ORJGJNAL INSPECTED

- 9 - 22.4.76

in welcher Z ein Halogenatom darstellt und Z, R₁ und Rg die bereits angegebene Bedeutung haben;

Umsetsung der Terbindung der Formel (IT¹) mit einem Aoyllerungsmittel der Formel (TI) oder (TII) oder mit einen funktionellen Derivat dieser Terbindungen, so daß die 1-Aminogruppe der Terbindung (IT¹) aoyliert wird;

Entfernung der verbleibenden, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus dem Aoylierungsprodukt in üblicher bekannter Weise, so dai eine Verbindung der Formel

NHCOCH(CH_?) -NH₀ ^R6

OH OH

entsteht, in weloher Z₁ Rg und η die bereite angegebene Bedeutung haben;

Entfernung der 3'-Halogengruppe Z aus der Terblndung der Tormel (I¹) durch Reduktion.

In einer dritten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eia Terfahren eur Herstellung τοη Terbindungen der allgemeinen Formel (I), welches durch folgende Terfahrensetufen gekennzeichnet lstt

UmeetB«ng einer Verbindung der Formel (II) mit einem SuIfonylierungsmittel der Formel (III) unter Bildung einer SuIfonylverbindung der Formel (IT) in der welter rom beschriebenen

6 09846/0S90 _OT,g,nal ,nspected

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Behandlung dar SuIfony!.verbindung unter alkalischen Bedingungen, so dad die 1,6-Carbamatbindung gespalten und eine Yerbinduag der formel

CH₂NHZ

OH

(V)

in welcher Z, R₁, R₂ und R₅ die angegebene Bedeutung haben und R,, ein Wasserstoffatom darstellt oder dieselbe Bedeutung wie R₅ hat, gebildet wird;

Urneetsung der Terbindung der Formel (Y¹) mit einem Aoylierungsmittel der formel (YI) oder (YII) oder mit einem funktionell·η Derivat dieser Verbindungen, ao dal die 1-Aminogruppe der Yerbindung (Y¹) aoyllert wird;

Umsetzung des Acylierungsproduktes mit einem Halogenierungsmittel, se daß die 3'-Stellung des Aoylierungsproduktes halogeniert wird, sowie anschließende Reduktion der 3'-Halogengruppe;

Entfernung der verbleibenden, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus dem entstandenen Produkt in üblicher Weise.

In einer vierten Ausführungeform betrifft die Erfindung schließlich ein Yerfahren but Herstellung von Verbindungen der allge-

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ORIGINAL INSPECTED

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meinen Formel (I), -welches durch folgende Verfahre ns stufen gekennzeichnet, ist:

Umsetzung einer Verbindung der Formel (II) mit einem SuIfonylierungsmittel der Formel (ill) zu einer SuIfony!verbindung der Formel (IV) in der angegebenen Weise;

Behandlung der SuIfony!verbindung unter alkalischen Bedingungen, um die 1,6-Carbamatbindung zu spalten, so daß eine Verbindung der Formel (V¹) gebildet wird;

Umsetzung einer Verbindung der Formel (V¹) mit einem Acylierungsmittel der Formel (VI) oder (VII) oder mit einem funktioneilen Derivat dieser Verbindungen, um die 1-Aminogruppe der Verbindung (V¹) zu acylieren;

Umsetzung des Acylierungsproduktes mit einem Halogenierungsmittel, so daß die 3'-Stellung des Acylierungsproduktes halogeniert ■wird;

Entfernung der verbleibenden, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus der halogenierten Verbindung, so daß man eine Verbindung der Formel (I¹) erhält;

Entfernung der 3'-Halogengruppe X aus der Verbindung der Formel (I¹) durch Reduktion.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein geschütztes Derivat von Ribostamycin-I^ö-Garbamat mit der Formel (II) mit einem Sulfonylierungsmittel der Formel (III) umgesetzt, wobei die 3'-Hydroxylgruppe sulfonyliert und eine Sulfonylverbindung der Formel (iV) gebildet wird.

Die Sulfonylierung wird im allgemeinen in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten lösungsmittel durchgeführt; bei dem Lösungsmittel kann es sich um Pyridin, Dioxan oder Methylenchlorid handeln. Unter clen vorsteVw\3 genannten ist wasserfreies

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Pyridin das am besten geeignete. Die Reaktionstemperatür soll vorzugsweise zwischen 10 und 50⁰G liegen.

Geeignete Beispiele für die Gruppen Rj und R₂ in der Formel (II) sind Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl oder Butyl und Arylgruppen wie Phenyl, Methylphenyl oder Methoxyphenyl. Bilden R₁ und R₂ zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom eine Cycloalkylidengruppe, so kann diese vorzugsweise 5 bis 7 Kohlenstoffatome enthalten, d.h. es handelt sich um eine Cyclopentyliden-, Cyelohexyliden- oder Cycloheptylidengruppe.

Beispiele für die Gruppe R, sind Acylgruppen wie Acetyl, Propionyl oder Butyryl, Aroylgruppen wie Benzoyl, p-Chlorbenzoyl oder p-Mtrobenzoyl, Hemiacetal- oder Hemiketalgruppen wie Tetrahydropyranyl oder 1-Methoxycyclohexyl, Alkoxycarbony!gruppen wie Äthoxycarbonyl, t-But oxy carbonyl oder t-Amyloxycarbonyl sowie Aralkoxycarbonylgruppen wie Benzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxycarbonyl, p-Äthoxybenzyloxycarbonyl oder p-Chlorbenzyloxycarbonyl.

Zu den Beispielen für die Gruppe Z gehören Alkoxycarbonylgruppen, insbesondere solche mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, Isopropoxy- und Butoxycarbonyl; weiterhin Aryloxycarbonylgruppen wie Phenoxy- und p-Nitrophenoxycarbonyl; weiterhin auch Aralkoxycarbonylgruppen wie Benzyloxy-, p-Methoxybenzyloxy-, p-Äthoxybenzyloxy-, p-Ohlorbenzyloxy- und p-Nitrobenzyloxycarbonyl.

Als Sulfonylierungsmittel der Formel (III) kommen folgende Verbindungen infrage: Alkylsulfonylhalogenide wie Methylsulfonylchlorid und -bromid, Äthylsulfonylchlorid, Propylsulfonylchlorid und Butylsulfonylchlorid, Aralkylsulfonylhalogenide wie Benzylsulfonylchlorid und Arylsulfonylhalogenide wie p-Toluolsulfonylchlorid, o-HTitrobenzolsulfonylchlorid, p-Nitrobenzolsulfonyl-

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Chlorid und 2-Maphthalinsulfonylehlorid. Wenn X die Gruppe -OSOpRc darstellt, ist das Sulfonylierungsmittel ein Sulfonsäureanhydrid einschließlich Methylsulfonsäure- und Toluolsulfonsäureanhydrid.

Die 3'-SuIfony!verbindung der Formel (IY) die so gewonnen worden ist, wird dann mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt, so daß das 3'-halogenierte Derivat gebildet wird. Zu den lösungsmitteln, in denen die Umsetzung durchgeführt werden kann, gehören Dimethylformamid, Dioxan, Tetrahydrofuran, Äthylenglykoldimethyläther, Dimethy!acetamid, Propylenglykoldimethylather und Acetonitril. Als Halogenierungsmittel eignen sich Verbindungen wie Natriumiodid, Kaliumiodid, lithiumbromid und Lithiumchlorid.

Die danach vorliegende 3'-halogenierte Verbindung wird zu der 3^f-Deoxyverbindung reduziert. Die Reduktion wird im allgemeinen in einem lösungsmittel wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Methylenchlorid, Dimethylformamid, Aceton, Methanol, Äthanol oder Isopropanol durchgeführt; die lösungsmittel können wasserfrei oder wasserhaltig sein. Pur die eigentliche Reduktion werden Wasserstoffgas und als Katalysator Raney-Hickel, Palladium-Kohle, Palladium-Bariumcarbonat, Eisen, Kupfer, Platinoxid, Rhodium und Kobalt allein oder in Mischung untereinander verwendete Die Reduktion mit Wasserstoff kann bei Temperaturen zwischen -20 und 120⁰C durchgeführt werden; vorzugsweise arbeitet man in einem Bereich zwischen Raumtemperatur und 100⁰C bei Atmosphärendruck oder höherem Druck, z.B. bei Dtucken zwischen 1 und 50 kg pro Quadratzentimeter. Als Reaktionspromotoren können Basen wie Triethylamin oder Kaliumhydroxid zugesetzt werden.

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Die so erzeugte 3'-Deoxyverbindung wird dann der Hydrolyse mit einem basischen Reagenz wie Natriumhydroxid, Bariumhydroxid oder Natriumcarbonat ausgesetzt, wodurch man die Verbindung der Formel (V) erhält, in welcher nur die 1-Aminogruppe in freier Form vorliegt, während die Schutzgruppen der anderen Aminogruppen an ihrem Platz bleiben.

Bei dieser Gelegenheit kann die S_chutzgruppe R* für die 5"-Hydroxylgruppe möglicherweise entfernt werden. Diese möglicherweise eintretende Entfernung beeinflußt jedoch in keiner Weise die nachfolgenden Umsetzungen.

Die entstandene Verbindung der Formel (IV) wird dann mit einem Acylierungsmittel der Formel (VI) oder (VII) oder mit einem funktionellen Äquivalent dieser Verbindungen umgesetzt, wodurch die α-substituierte w-Aminoacylierung der 1-Aminogruppe erreicht wird.

Als lösungsmittel für die Durchführung der Acylierung eignen sich Wasser, Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthylenglykoldimethyläther, Dimethylformamid, Dime thy !acetamid und Propylenglykoldimethyläther und Mischungen dieser Lösungsmittel. Vorzugsweise verwendet man als Lösungsmittel eine Mischung aus Wasser und Tetrahydrofuran. Die Reaktionstemperatur soll unter 50⁰C, am besten unter 25⁰C liegen. Bei den funktionellen Derivaten des Acylierungsmittels (VI) oder (VII) kann es sich um die Säurehalogenide, SÄureazide, aktiven Ester oder gemischten Säureanhydride handeln.

Die Acylierungsverbindung kann bei dem erfindungsgemÄßen Verfahren in racemischer oder in optisch aktiver Form verwendet werden; im allgemeinen zieht man jedoch die Verwendung der L-Form vor, und zwar im Hinblick auf die antibakterielle Wirkung des Endproduktes, beispielsweise a-Hydroxy-y-amino-

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buttersäure(n=2) und a-Hydroxy-6-aminovaleriansäure(n=3).

Aus dem so gewonnenen. Acylierungsprodukt werden dann die Schutzgruppen Z, ^1^3sC=, R~» R~, R_Q und Rq entfernt. Die Gruppe Z kann in üblicher Weise entfernt werden, beispielsweise durch Behandlung mit einer Säure wie Essigsäure oder mit einer Base wie Natriumhydroxid, Bariumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumazid oder flüssiges Ammoniak oder durch reduktive Zeraäzung mit Wasserstoff über einen Katalysator wie Palladium, Platin, Raney-Nickel, Rhodium, Rhutenium oder Nickel. Die Entfernung der Schutzgruppen durch Reduktion kann in Wasser als Lösungsmittel oder in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Dioxan, !Tetrahydrofuran, Äthylenglykoldimethyläther oder Propylenglykoldimethyläther durchgeführt werden. Die allgemeinen Reaktionsbedingungen bei der Reduktion schließen einen Wasserstoffdruck von 1 bis 5 kg pro QuadratZentimeter, eine Reaktionstemperatur von 0 bis 100⁰O und eine Reaktionsdauer von 0,5 bis 48 Stunden ein.

Die Schutzgruppe in ;^p»C= kann am besten entfernt werden, wenn man das Acylierungsprodukt in einer 0,5 bis 2n-Lösung einer anorganischen Säure wie Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure oder in einer organischen Säure wie Essigsäure oder Propionsäure löst und die Lösung auf eine Temperatur bis zu 10O⁰C erhitzt; andererseits ist auch in diesem lall eine reduktive Zersetzung möglich. Die Schutzgruppe R- kann durch Behandlung mit einer Säure oder Base entfernt werden, die Gruppen R^, R_Q und Rq können gleichzeitig durch eine der bereits genannten Methoden entfernt werden.

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In der beschriebenen Weise kann die Endverbindung der Formel (i), d.h. ein α-substituiertes 1-H'-(w-Aminoacyl)-3^ldeoxyribostamycin hergestellt werden.

In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das 3*-halogenierte Derivat der Verbindung (III), welches nach der bei der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Arbeitsweise erhalten worden ist, mit einer Base, beispielsweise Natriumhydroxid, Bariumhydroxid, Natriumcarbonat U.&. hydrolysiert, so daß man eine Verbindung der Formel (IV¹) erhält, in welcher die 1-Aminogruppe in freier Form vorliegt. Die Verbindung (IV¹) wird dann acyliert und von den Schutzgruppen befreit, so daß man eine Verbindung der Formel (l^f) erhält, die dann zur Entfernung der 3'-Halogengruppe reduziert wird; die genannten Verfahrensstufen werden in derselben Weise und unter denselben Bedingungen durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist. Auf diese Weise erhält man als Endprodukt eine Verbindung der Formel (I).

In der dritten Ausführungsform der Erfindung wird die Sulfonylverbindung der Formel (ill) mit einer lösung von Bariumhydroxid, Natriumcarbonat, methanolischem Ammoniak u.a. behandelt, um die 1,6-Carbamatbindung zu spalten, so daß eine Verbindung der Formel (V¹) entsteht. An die Behandlung schließen sich dann die folgenden Stufen, nämlich die Acylierung, die 3'-Halogenierung, die Reduktion und die Entfernung der Schutzgruppen an, wie dies im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert worden ist. Man erhält auf diese Weise als Endprodukt eine Verbindung der Formel (i).

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Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung •wird die 3'-halogenierte Verbindung, die in der bei der dritten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Arbeitsweise erhalten worden ist, von den Schutzgruppen befreit und anschließend in der bereits beschriebenen Weise zur Entfernung der 3'-Halogengruppe reduziert.

Me wie vorstehend beschrieben hergestellte Endverbindung der Formel (I) kann durch Säulenchromatographie unter Verwendung eines Kationenaustauscherharzes, beispielsweise "Amberlite IRC 50" oder "CM-Sephadex" gereinigt werden.

Die Verbindung der Formel (I) besitzt eine niedrige Soxizität und zeichnet sich durch eine hohe antibakterielle Wirkung gegen verschiedene drogenresistente Stämme einschließlich Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus aus.

In der folgenden Tabelle 1 ist die antibakterielle Wirkungsbreite, ausgedrückt als Mindesthemmkonzentration (MIO, mcg/ml), für 1-N-((S)-oc-Hydroxy-w-aminobutyryl)-3'-deoxyribostamycin (3'-Deoxybutirosin B), 1-U-((S)-ß-Amino-a-hydroxypropionyl)-3^tdeoxyribostamycin und 1-N-((RS)-ß-Amino-a-hydroxypropionyl)-3'-doxyribostamycin, die gemäß vorliegender Erfindung hergestellt worden sind, sowie für Butirosin B als Vergleichssubstanz angegeben.

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Testorganiemue

Staphylococcus aureus PDA 209P
Sarcina lutea PCI 1001
Bacillus subtilie B-558
Klebsiella pneumoniae PCI 602

" 22 #3038
Salmonella typhosa T 63
- ■ - - _{coll NIH}j

ο
oo
ca ο

tf
ft
ft

ti
ti

It

tt
ff

¹I
Il
It
It

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ti

MLI629
NLI63O

LA290

R8l

R55
R56

R6H

ti

W677

JR66/W677
Pseudomonas aeruginosa A3

No. 12
GN315
TI-13
99

Proteus rettgeri GN311
·' " ON466
Mycobacterium emegmatis 607

It

tt

11

It

ff

It

Butirosin

1.56 25
0.2

0.39 >100

0.39 0.78 0.39 Ο.78 3.12 Ο.78 3.12 0.78 0.39 0.39 Ο.78

>100

6.25 25

>100

12.5

100

6.25 3.12 0.39

Tatelle 1

3'-Deoxy-

butirosin

0.39 25
<0.2

0.39 0.78

0.39

Ο.78

0.2

0.39

1.56

Ο.78

0.78

0.39

0.2

0.39

56

6.25 >1OO

3.12 12.5

3.12

0.7a 10.2

α-bydroxypropiony IDS'--deoXyrlbostamycin

I.56
25
0.78

1.56
0.78
0.78

,56

,39

,56

.56

.78

l~N-((RS)-0-Aninoot-hydroxvpropionyl) 3'-deoxyrlbostamycln

78

1,
0,
1.
1,
1,
0,
0,
0,
0.78

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3.12

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>100

3.12
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0.39

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56

1. 1. 1.

0.78

56 78 I.56 3.12 3.12 25 56 56

0.78 I.56 3.12 6.25 12.5 >100

6.25 12.5

6.25

3.12

0.39

or\ CD

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Man erkennt aus Tabelle 1, daß die Verbindungen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden sind, wertvolle Antibiotica darstellen, die gegen verschiedene grampositive und gram-negative Bakterien einschließlich Butirosinresistenter Stämme wirksam sind.

Die Verbindungen der Formel (II), die als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, sind alle selbst auch neue Substanzen. Sie können beispielsweise in folgender Weise hergestellt werden:

Tetra-li-benzyloxycarbonyl-5¹ »4¹:2",3"-di-0-cyclohexyliden-5"-0-(1-methoxycyclohexyl)-ribostamycin (hergestellt gemäß Angaben in "Bull. Chem. Soc." Japan, 46, 3210 (1973) wird in einer Mischung aus Essigsäure und Aceton gelöst, um die 1-Methoxycyclohexylgruppe in 5"-Stellung aus dem Ribostamycin zu entfernen. Das gewonnene Reaktionsprodukt wird in wasserfreiem Dimethylformamid gelöst und mit 50$igem Bfatriumhydrid in Dimethylformamid umgesetzt. Man erhält auf diese Weise Tri-N-benzyloxycarbonyl-3' »4^f ^"^"-O-cyclohexylidenribostamycin-1,6-carbamat (Journal of Antibiotics, 25, No. 12, 741 (1972). Bie letztgenannte Substanz wird mit Essigsäureanhydrid in wasserfreiem Pyridin acetyliert und dann mit Essigsäure behandelt, um selektiv die 3',4^f-Cyclohexylidengruppe zu entfernen, so daß 5"-0-Acetyl-tri-JN'-benzyloxycarbonyl-2^ll,3"-0-cyclohexyliäenribostamycin-1,6-carbamat entsteht, welches eine Verbindung der Formel (II) ist.

Die nun folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

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Beispiel 1

Herstellung von l^N-((S)-Y-Amino-a;-hydroxybutvryl)-3'-deoxyribostamycin 3'-Deoxybutirosin B)

(a) 5"-0-Acetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-O-tosylribostaraycin 1,6-carbamat

1> 77 g 5'-0-Acetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliaenribostamycin wurden in wasserfreiem Pyridin gelöst; zu der Lösung wurden 1,9 g p-Toluolsulfonylchlorid gegeben. Die Mischung ließ man über Nacht bei 37 C stehen. Danach wurde das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Benzol-Äthylacetat ( 1:1) als Eluierungsmittel gereinigt. Man erhielt eine feste Substanz. 1,55 g (76 %); (a)p° = + 13° ( c =-1,7 in Chloroform) .

Gewichtsanalyse für C₅₇Hg^NzOp₀S:

Berechnet: C: 59,06; H: 5,74; N: 4,83; S: 2,77 % Gefunden: C: 59,30; H: 5,78; N: 4,72; S: 2,66 %

(b) 5"-0-Äcetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3"-O-(O-nitrobenzolsulfonyl)-ribostamycin-l,6-carbamat

Durch Ersatz des p-Toluolsulionylchlorids durch O-Nitrobenzolsulfonylchlorid in dem vorstehend beschriebenen Verfahren von Beispiel 1 (a) erhielt man die Titelverbindung in 55 ^-iger Ausbeute. F.: 114 - 116⁰C, U)J⁴ = +6,5° (c= 2,3 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für ^C56^H5x^N5°22^S:

Berechnet: C: 56,51; H: 5,34; N: 5,38; S: 2,69 % Gefunden: C: 56,25; H: 5,40; N: 5,75; S: 2,83 %

(c) 5"-0-Acetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-jodribostamycin-1,6-carbamat

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-21- 22.4.76

0,95 g des Produktes von Beispiel 1 (b) wurden in 20 ml Dimethylformamid gelöst; zu der Lösung wurden 9,5 g Natriumiodid gegeben. Danach wurde die Mischung 1,5 Stunden auf 100 C erhitzt. Die Reaktionslösung wurde mit einer großen Volumenmenge Chlorofoijnversetzt und die danach vorliegende Lösung wurde filtriert und mit SaIzBsung gewaschen. Das Lösungsmittel wurde aus der Chloroformlösung abdestilliert, so daß ein fester Rückstand zurückblieb, welcher durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Benzol-Äthylacetat ( 1:1) als Eluat gereinigt wurde. Ausbeute 0,49 g (55 ^)» (oc)_D = +4,6° (c=2,7 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für C^.l-.ß^OjJ.x

Berechnet: C: 53,8·.; H: 5,34; Ta 5,03; J: 11,33>ό; Gefunden: C: 54,23; Ii: 5,49; II: 5,ü2; J: ll_fü5"/-i;

Die in Beispiel 1 (a) rhaltene Verbindung wurde wie vorstehend beschrieben behandelt und ergab die Ticelverbindung in 47 /i-i^e Ausbeute.

(d) 5"-0-Acetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-chlorribostamycin-l,6-carbamat

1,0 g des Produktes von Beispiel 1 (b) wurden in 25 ml Dimethyl formamid gelöst. Die Lösung wurde mit 10 g Lithiumchlorid versetzt und die danach vorliegende Mischung wurde 1,5 Stunden auf 100⁰C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde wie in Beispiel 1 (c) beschrieben behandelt; man erhielt auf diese Weise 0,45 g der gewünschten Verbindung. (cx)_D = +4,3 (c = 1 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für CcqHj-qN^O-j^CI:

Berechnet: C: 58,67; H: 5,81; N: 5,47; Cl: 3,47 % Gefunden: C: 58,59; H: 5,72; M: 5,30: Cl: 3,34 %

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- 22 - * 22.4.7ο

(e) 5"-0-Acetyl-tri-N-benzy3-oxycarbonyl-2",3^t'-0-c3''clohexylid.en-3' -deoxyrilistamycin-1,6-carbaniat

310 mg des Produktes von Beispiel 1 (c) wurden in 9 ml Dioxan gelöst. Die Lösung wurde mit 50 mg Triäthylamin versetzt. Die erha" tene Mischung wurde mit Wasserstoffgas unter Druck über Raney-Nickel reduziert und danach in üblicher Weise aufgearbeitet, Ausbeute 170 mg (6250 ; (cOj³ = +5° (c= 1 in Chloroform); F.: 97 - 99° C.

Gewichtsanalyse für ^C5o^H6o^N4°17· Berechnet: G: 60,72; H: 6,11; N: 5,66 % Gefunden: C: 60,35; H: 6,20; N: 5,52 %

(f) 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-deoxyribostamycin

1,56 mg des Produktes von Beispiel 1 (e) wurden in 3 ml Dioxan gelöst; die Lösung wurde mit 2,4 ml 0,2 η wässriger Bariumhydroxidlösung versetzt; die entstandene Mischung wurde 1 Stunde auf 60 C erhitzt. Anschließend wurde gasförmiges Kohlendioxid in die Mischung geblasen. Der entstandene Niederschlag wurde abfiltriert und das Lösungsmittel wurde abdestilliert; man erhielt auf diese Weise eine feste Substanz in einer Ausbeute von 151 mg; (α)β° = + 12° (c = 1 in Chloroform).

(g) 3,2',6^I-Tri-N-benzyloxycarbonyl-l-M-((S)-y-benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-deoxyribostamycin

370 mg des festen Produktes von Beispiel 1 (f) wurden in 8 ml Tetrahydrofuran gelöst. Zu der Lösung wurden 40 mg Triäthylamin gegeben und die Mischung wurde mit Eis gekühlt. Anschließend wurden 0,17 g des N-Hydroxy-succinimidesters von (S)-y-Benzyloxycarbonylamino-a-hydroxybuttersäure zugesetzt; die entstandene Mischung ließ man unter Eiskühlung 1 Stunde stehen. Danach wurde

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- 23 - 22.4.76

die Lösung unter vermindertem Druck eingeengt und der verbleibende Rückstand wurde in Äthylacetat gelöst. Die Lösung wurde filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Der gewonnene Rückstand wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Chloroform-Isopropylalkohol (10:1 Volumenteile) als Eluierungsmittel gereinigt. Ausbeute 202 mg; (α) J>⁸ = +2,5° ( c= 1 in Chloroform); F.: 102-106⁰C.

Gewichtsanalyse für C^H^N,^^ Berechnet: C: 61,29 ; H: 6,36; N: 6,06% Gefunden: C: 61,11 ; H: 6,39; N:· 6,33%

(h) l-N-((S)-'y-Amino-a-hydroxybutyryl)-3'-deoxyribostamycin 3'-Deoxybutirosin B)

178 mg des Produktes von Beispiel 1 (g) wurden in 4,3 ml Dioxan gelöst. Die Lösung wurde mit 1,4 ml Wasser versetzt und die entstandene Mischung wurde mit Palladium-Schwarz als Katalysator reduziert. Die Lösung wurde filtriert und das Filtrat wurde unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Die danach vorliegende feste Substanz wurde in In Chlorwasserstoffsäure gelöst und bei 60 C 1 Stunde zur Reaktion gebracht (zur Entfernung der Cyclohexylidengruppe). Das danach vorliegende Rohprodukt wurde chromatographisch gereinigt, wobei zum Eluieren wässriges Ammoniak an einer Kolonne mit CM-Sephadex C-25 verwendet wurde; die Konzentration des Ammoniaks in dem Eluierungsmittel wurde allmählich von 0 auf 0,4 η erhöht. Die Fraktionen, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden gesammelt, vereinigt und eingeengt. Ausbeute 34 mg ( 37 %) i (cc) = + 27° ( c= 2 in Wasser)»

Gewi cht s analy s e für Cp^H.,,NcO,... .HpCO,:

Berechnet: C: 43,92; H: 7,20; N: 11,64 %

Gefunden: C: 43,44; H: 7,26; N: 11,45 %

609846/089Ö

- 24 - 22.4.76

Beispiel 2

Herstellung von l-iNi-((S)--_t-amino-a-hvdroxvbutvryl)-5'-deoxyribostamycin

(a) 3,2',6'Tri-N-benzyloxycarbonyl-3'-chlor-2",3"-0-cyclohexylidenribostarnycin

140 mg der Verbindung von Beispiel 1 (d) wurden in 3 ml Dioxan gelöst. Die Lösung wurde mit 2,5 ml einer 0,2n wässrigen Bariumhydroxidlösung versetzt, worauf die entstandene Mischung 1 Stunde auf 60 C erhitzt wurde. Danach wurde gasförmiges Kohlendioxid in die Mischung geleitet, die anschließend filtriert und durch Destillation vom Lösungsmittel befreit wurde. Man erhielt eine feste Substanz in einer Ausbeute von 123 mg; (α)^ = + 12° (c = 1 in Chloroform).

(b) 3 j 2',6'-Tri-N-benzyloxycarbcnyl-l-N-((S)-y-benzyloxycarbonylamino-o;-hydrox37-butyryl-3' -chlor-2" ^"-O-cyclohexylidenribostamycin

340 mg des gemäß Beispiel 2 (a) erhaltenen Produktes wurden in 8 ml Tetrahydrofuran gelöst. Zu der Lösung wurden 40 mg Triäthylamin gegeben und die Mischung wurde mit Eis gekühlt. 0,18 g des N-Hydroxysuccinimidesters von (S)-y-Benzyloxycarbonylamino-ahydroxybuttersäure wurden hinzugefügt und die entstandene Mischung wurde 1 Stunde unter Eiskühlung abgestellt. Die Mischung wurde dann wie in Beispiel 1 (f) zu einer festen Substanz aufgearbeitet. Ausbeute 190 mg; (α) ^ = + 3,2° ( c = 1 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für Ο^-ϊΙ^ρΝ^Ο^qCl:

Berechnet: C: 59,51; H: 6,10; N: 5,83; Cl: 2,93 % Gefunden: C: 59,43; H: 6,00; H: 5,81; Cl: 2,77 >o

(c) 1-N-((S)- ι-Amino-u.-hydroxybut;yryl)-3 ' -chlorrioostainycin 1.0 mg des Produktes von Beispiel 2 (b) wurden in ^ ml Dioxin

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- 25 - 22.4.76

gelost. Die Losung wurde uit 1,5 nl ϊ/asser versetzt und die ^ wux'de mit Palladium-,Schwarz als Katalysator reduziert.

Bei i-mv.renc.un_o derselben Behsaidlun^ wie in Beispiel 1 ( h) beschrieben erhielt
(c = 1 in Vasser).

( ) schrieben erhielt man 52 mc der Titelve:.·bindung. (Oj = :-24^ö

Gewi exit s anal γ s e für ^C21^i:4ü^iir~^ö11^C1' ^H?^GiJ-·^:

Berechnet: C: 41,54; H: 6,66; Ii: 11,ül; Cl: 5,53 Jj

Gefunden: C: 4-1,30; H: 6,77; N: 10,36; Cl: 5,45 S-

(d) 1-lJ- ((S)--j-Amino-u.-hydroxybutyryl)-3 ' -deoxyribostamycin 20 mg des Produktes, welches gemäß Beispiel 2 (c) erhalten worden war ., wurden in 1 ml V/asser gelöst. Die Losung wurde mit 5 mg Kaliumhydroxid versetzt und die Mischung wurde über Raney-Nickel unter Durchleiten von Wasserstoffgas reduziert. In die entstandene Mischung wurde gasförmiges Kohlendioxid geblasen und dann zur Trockne eingeengt. Das auf diese Weise anfallende Rohprodukt wurde mit wässrigem Ammoniak an einer Kolonne mit CM-Sephadex C-25 eluiert, wobei die Ammoniak-Konzentra tion in dem Eluierungsmittel allmählich von 0 auf 0,4n erhöht wurde. Die Fraktion, die das gewünschte Produkt enthielt, wurde aufgefangen und eingeengt; man erhielt so 13 mg derselben Verbindung, die auch in Beispiel 1 ( h) erhalten worden war.

Beispiel 3

Herstellung von 1-ΪΊ- ((RS)-ß.-Amino-oc-hydroxypropionyl)-3^f -deoxyribostamycin

(a) 3,2',6'Tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexyliden-3^f-Οίο sylribostamycin

303 mg der Verbindung von Beispiel 1 (a) wurden in 6 ml Dioxan gelöst. Zu der Lösung wurden 6 ml einer 0,2n wässrigen Bariumhydroxidlösung gegeben; die Mischung wurde 1 Stunde auf 60° C erhitzt. Anschließend wurde gasförmiges Kohlendioxid in die

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- 26 - 22.4.7b

Mischung geblasen, die anschließend filtriert wurde. Das FiI-trat wurde eingeengt, wobei eine feste Substanz zurückblieb. Die feste Substanz wurde in heißem Dioxan gelöst, die Lösung wurde filtriert und zur Trockne eingeengt. Man erhielt so 245 mg des gewünschten festen Produktes. (cO-q = +7° (c = 1 in Chloroform) .

Gewichtsanalyse für C₁-, Hg,-!:, O.gS:

Berechnet: C: 59,44; K: 6,10; N: 5,13; S: 2,94 % Gefunden: C: 59,31; H: 6,23; N: 5,00; S: 2,76 %

(b) 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-l-N-((RS)-ß-benzyloxycarbonylanmio-a-hydroxypropionyl)-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-0-ΐ ο sylribostamycin

250 ing des gemäß Beispiel 3 (a) erhaltenen Produktes wurden in 5 ml Tetrahydrofuran gelGst. Zu der Lösung wurden 25 mg Triäthylamin gegeben, worauf die Mischung mit Eis gekühlt wurde. Nach Zugabe von 0,12 g des N-Hydroxysuccinimidesters der (RS)-ß-Benzyloxycarbonylamino-a-hydroxypropionsäure wurde die entstandene Mischung 1 Stunde unter Eiskühlung abgestellt. Die Lösung wurde dann unter vermindertem Druck eingeengt und der Rückstand wurde in JLthylacetat gelöst; die Lösung wurde filtriert. Das Lösungsmittel wurde aus dem Filtrat abdestilliert und der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Chloroform-Isopropylalkohol ( 10:1) als Eluierungsmittel gereinigt. Ausbeute 185 mg; (α) ^ = +4° (c = 1 in Chloroform) .

Gewichtsanalyse für Cg₅H₇₇N₅O₂₂S:

Berechnet: C:60,13; H:5,98; N: 4,32; S: 2,47 % Gefunden: C:59,83; H:6,O5; N: 4,13; S: 2,22 %

§09846/0890

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(c) 3,2', 6 · Tri-N-benzyloxycarbonyl-1-N- ((RS) -ß-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxypropionyl)-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-jod ribostamycin

0,1 g des gemäß Beispiel 3 (b) erhaltenen Produktes wurden in 2 ml Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wurde mit Ig Natriumiodid versetzt und 1 Stunde auf 100 C erhitzt. Die Reaktionslösung wurde mit einer großen Menge Chloroform versetzt und anschließend filtriert. Das Filtrat wurde mit gesättigter Salzlösung gewaschen. Die Chloroformlösung wurde zur Trockne eingeengt, wobei ein Rückstand verblieb, der durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Benzol-Äthylacetat (1:1) als Eluierungsmittel gereinigt wurde. Ausbeute 0,06 g;
(α) 20 _{= +5}o (_{c= χ in} chloroform).

Gewichtsanalyse für C,-gH N₅O^₀J:

Berechnet·: C: 54,93; H: 5,56; N: 5,52; J: 10,01 % Gefunden: C: 55,11; H: 5,71; N: 5,38; J: 9,96 %

(d) 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-l-N-((RS)-ß-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxypropionyl)-3'-chloro-2",3"-0-cyclohexylidenribostamycin

105 mg des gemäß Beispiel 3 (b) erhaltenen Produktes wurden in 2 ml Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wurde mit 1,2 mg Lithiumchlorid versetzt und 1 Stunde auf 100 C erhitzt. Die Mischung wurde danach wie in Beispiel 3 (c) beschrieben zu dem gewünschten

1 Pi ο
Produkt aufgearbeitet. Ausbeute 71 mg; (cc)_D = +4,2 (c= 1 in

Chloroform).

(e) 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-1-N-((RS)-ß-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxypropionyl)-2",3"-0-cyclohexyliden-3"-deoxyribostamycin

50 mg des Produktes von Beispiel 3 (c) wurden in 2 ml Dioxan

B09846/0890

- 28 - 22.4.7b

gelöst. Die Lösung wurde mit 10 mg Triäthylamin versetzt. Die entstandene Mischung wurde mit Wasserstoffgas in Gegenwart von Raney-Hickel reduziert. Die anschließende Aufarbeitung in üblicher !.'eise ergab das gewünschte Produkt. Ausbeute 39 mg; (ci)^⁵ = ^5° ( c = 1 in Chloroform).

Gewiciitsanalyse für CV₀H₇₁Ne-O₁₀:

Berechnet: C: 60,9?; H: 6,27; N: 6,13 % Gefunden: C: 60,87; H: 6,29; N: 6,03 %

(f) X-IT- ((RS)-ß-Amino-cc-hydroxypropionyl)-3' -deoxyribostamycin

10 mg des Produktes von Beispiel 3 (e) wurden in 1 ml Dioxan ge löst. Die Lösung wurde mit 0,3 ml Wasser versetzt und die entstandene Mischung wurde mit Wasserstoff in Gegenwart von Palladium-Schwarz als Katalysator reduziert. Bei der anschließenden Aufarbeitung wie in Beispiel 1 (h) erhielt man das gewünschte Produkt. Au beute 2,3 mg; (u.)D = -:- 3-3 ( c= 1 in wasser).

Gewi ent canaly3e für C₂₀E^₁N=O₁₁.H₂Cu^i

Berechnet: C: 42,92; H: 7,03; U: 11,92 % Gefunden: C: 43,23; H: 7,15; N: 11,93 fci

Beispiel 4

Kerstellun,; von l-IT-( (S )-ß-Amino-i.-h.ydr ■■xypropionyl)_i-3 '-deoxyribostamycin

Ausgeben·:", von 300 mg der gemäß /Jei: -;-iel 5 (a) erhaltenen Verbindung wurde die Arbeitsweise von Beispiel 5 (b) wiederholt, ,je- ö.jc1i mit der Abweichung, daß die (Ro)-ß-3enzyloxycarbonylaminocc-hydroxy-propionsäure durch (8)-ß-Benzyloxycarbonylainino-a-hydroxypropionsäure ei'setzt wurde. I-ian erhielt auf diese Vieise 3,2', 6^T -Tri-N-benzyloxycarbonyl-l-iJ- ((S)-i3-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxypropionyl)-2",3"-0-cyclohexyliden-3'-0-tosylribostamycin, welches nacheinander wie in Beispiel 5 (c), (d) und

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- 29 - 22.4.76

(e) behandelt wurde. Han erhielt auf diese Weise 26 mg der Titelverbindung, (öl)-^ = +25 ( c = 1 in Wasser).

Gewichtsanalyse für 0_ο,,Η-,,-.ΐ\ί_κ0.,. .H₀CO-,:

CSJ J j J \ \ it- J

Berechnet: C: 42,92; H:7,03; N: 11,92 # Gefunden: C: 43,13; H:6,83; N: 11,63 %

Beispiel 5

Herstellung von l-N-((RS)-ß-Bmino-a-hydroxypropionyl)-3'-chlorribo stamycin

52 mg der Verbindung von Beispiel 3 (d) wurden in 2 ml Dioxan gelöst. Die Lösung wurde mit 0,6 ml Wasser versetzt und dann mit Wasserstoff über Palladium-Schwarz als Katalysator reduziert. Durch die anschließende Aufarbeitung wie in Beispiel 1 (h) erhielt man 18 mg der Titelverbindung. (a)_D = +35° (c = 1 in Wasser) .

Gewichtsanalyse für C₂₀H₃₈N₅O₁₁CLH₂₃ Berechnet: C:4l,67; H: 6,36; N: 11,05; Cl: 5,60 % Gefunden: C:4l,5^:3; H: 6,19; N: 10,92; Cl: 5,41 %

Durch v/eitere Behandlung der vorstehenden Verbindung wie in Beispiel 2 (c) erhielt man l-N-((RS)-ß-Amino-a-hydroxypropionyl)-3'-deoxyribostamycin. Dieses Produkt ist mit dem von Beispiel 3 (f) identisch.

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von 5"-0-Acetyl-tri~ N-benzyloxycarbonyl-2",3"-0-cyclohexylidenribostamycin-l,6-carbamat, welches eine Verbindung der Formel (II) ist, die als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ver wendet wird.

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- 3ο - 22.4.76

(a) Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3^!,4':2",3"-di-0-cyclohexylidenribostamycin

Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3^!,4':2",3"-di-Q-cyclohexyliden-5"-0-(1-metlioxycyclohexyl)-ribostamycin (Bull. Chem. Soc, Japan, 46, 3210 (1973) "wurde in einer Mischung aus 40 %-igem Essigsäure/Aceton ( Volumenverhältnis 1:5) gelöst und die entstandene Lösung wurde 7 Stunden bei 37°C stehengelassen. Danach wurde die Reaktionslösung in eine Mischung aus gesättigter Natriumbicarbonatlösung und Chloroform gegossen. Die Chloroformschicht wurde abgetrennt und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Die verbleibende feste Substanz wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silikagel und Benzol/ Äthylacetat (5:3) als JSluierungsmittel gereinigt. Ausbeute 63 %', (et) ^⁰ = +23° ( c= 2 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für Cg₁ Ε-,^Ν, 0.._Q:

Berechnet: C: 63,64; H: 6,48; N: 4,87 % Gefunden: C: 63,51; H: 6,47; N: 4,S5 %

(b) Tri-xi-benzyloxycarbonyl-3',4'^",^"-di-O-cyclohexylidenribostamycin-1,6-carbamat

Das Produkt der vorstehenden Stufe (a) wurde in 11 ml wasserfreiem Dimethylformamid gelöst und die Lösung wurde mit Eis gekühlt. 86 mg 50 Jü-iges Natriumhydrid in Öl wurden zu der Lösung gegeben, die 1 Stunde gerührt und dann mit Essigsäure versetzt wurde. Die entstandene Lösung wurde in eine Mischung aus Wasser und Chloroform gegossen. Die Chloroformschicht wurde abgetrennt und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet; das Lösungsmittel wurde abdestilliert, wobei eine feste Substanz zurückblieb. Ausbeute 0,59 g (65%). (cc)ß° = +26° (c = 2 in Chloroform). IR-Spektrometrie: 1770 cm ~ ( infolge des cyclischen Carbamate).

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- 31 - 22.4.76

Gewichtsanalyse für Ο^Η^Ν^Ο^,-,:

Berechnet: C: 62,13; H: 6,38; N: 5,37 % Gefunden: C: 62,07; H: 6,44; N: 5,50 %

(c) 5"-O-Acetyl-tri-N-benzyloxycarbonyl-2",3"-O-cyclohexylidenribostamycin-1,6~carbamat

2,9 g des gemäß Stufe (b) erhaltenen Produktes wurden in 50 ml wasserfreiem Pyridin gelöst. Die Lösung wurde mit Essigsäureanhydrid versetzt und dann in üblicher ¥eise acetyliert ( 5"-O-Acetylierung). Das so gewonnene acetylierte Derivat wurde in 120 ml einer Mischung aus 60 %-iger Essigsäure und Aceton (1:1) gelöst und die Lösung wurde 1 Stunde auf 60⁰C erhitzt. Das Lösungsmittel wurde dann abdestilliert, wobei eine feste Substanz zurückblieb, die mit Chloroform verrieben wurde. Die Chloroformlösung wurde mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und vom Lösungsmittel durch Destillieren befreit. Man erhielt so die Titelverbindung in einer Ausbeute von 2,6 g ( 93 %); (cc)q° = +11° (c= 1,9 in Chloroform). F.: 109-112⁰C

Gewichtsanalyse für ^C5o^H6o^4^18^:

Berechnet: C: 59,75; H: 6,02; N: 5,57 % Gefunden: C: 59,59; H: 6,04; N: 5,33 ^CA

609 8 4 6/0890

Claims

MEISSNER & BOLTE

BREMEN

~l

Anmelder:

ZAIDAN HOJIN BISEIBUTSU KAGAKU KENKYU KAI
No. 14-231 3-chome, Kamiosaki, Shinagawa-ku Tokyo,Japan

Vl-

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. HANS MEISSNER DIPL.-ING. ERICH BOLTE

D 28 BREMEN, 22. April 1976 SlevogtstraBe 21 lundesrepublllc Deutschland Telefon 0421-J4 201» Telegramm«: PATMEIS BREMEN Τ·Ι·χ: 24 «157 (moibo d)

Patentansprüche

Unser Zeichen

1511

Iy Verfahren zur Herstellung von α-substituierten l-N-(w-Aminoacyl)-3'-deoxyribostamycinen der allgemeinen Formel

NHCOCH-(CH-)

(I)

oder -NHR₁₀ -wobei

OH OH

in welcher R^ die Gruße -ÜH, -

eine Acylgruppe ist - und η eine Zahl von 1 bis U bedeuten,
gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen der

Elngetindt« Mode!!· werden nacii 2 Monaien, (al!· nicht zurU&geforderl, vernickle!. MUndildi· Abreden, insbesondere durch Fernsprecher, bedürfen schriftlicher Bestätigung. -- Die in Rechnung gestellten Kosten sind mit Rechnungsdatum ohne Abzug fallig. — Bei verspäteter Zahlung werden Bankzinsen berechnet

Gerichtsstand und Erfüllungsort Bremen.

firemer linie, Bremen. Nr. 2310C?fi Die Scmrkasit In Bramen, Nr. 104 5855 · AIlB. Deutsche Credll-Anttalt, Bremen, Nr 202 598 ■ Postjched·tonte- Hamburg 5J9 52-JO2

609846/0890

-St-

(a) Umsetzung einer Verbindungder Formel

22.4.75

CH₂NHZ

NHZ

NH

C=O

(II)

in welcher Z jeweils eine Aminogruppen schützende Gruppe der Formel - COOR- bedeutet - wobei R^ eine Alkyl-,Aryl- oder Aralkylgruppe ist - R₁ und Rp_f die gleich oder verschieden sein können, für sich allein Wasserstoffatome oder Alkyl- oder Arylgruppen oder zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom eine Cycloalkyliden- oder Tetrahydropyranylgruppo darstellen und R, eine Acyl-, Aroyl-jHemiacetal-, ITemiketal-, Alkoxycarbonyl- oder Aralkoxycarbonylgruppe ist, mit einer ar Sulfonylierung geeigneten Verbindung der Formel

( in)

in welcher Rt- eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe und X ein Halogenatoin oder eine -0S0₂R_r-Gruppe darstellen, zu einer Sulfonylverbindung der Formel

098A6/0890

22.4.7^·

C-O

in welcher Z, R₁, Rg, R-, und R,- die vorstehend angegebene Bedeutung haben;

(b)Umsetzung der erhaltenen Sulfonylverbindung mit einer halogenierend wirkenden Verbindung, so daß die 3'-Stellung der Sulfonylverbindung halogeniert wird;

(c)Reduktion und anschließende Hydrolyse der 3'-halogenierten Verbindung zu einer Verbindung der Formel

CH₂NHZ

NHZ

R₃-OH₂

-Jf- 22.4.7U

15

in welcher Z, IL und R die angegebene Bedeutung haben und Ri ein ¥asserstoffatom ist oder dieselbe Bedeutung ηε,ΐ wie

(d) Umsetzung der Verbindung der Formel (V) mit einem Acylierungsmittel der Formel

HOOC-CHR₆-(CH₂J_n-N-" ⁷ _(VJ)

oder HOOC-CHR₆-(CH₂)_n-N=CHR_g (VII)

in welchen R^ und η die vorstehend angegebene Bedeutung haben; R₇ und R„ Wasserstoffatome oder Acyl-,Alkyloxycarbonyl-, Aralkyloxycarbonyl- oder Aryloxycarbonylgruppen bedeuten und R_Q ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Arylgruppe darstellt, oder mit einem funktioneilen Derivat dieser Carbonsäuren, so daß die 1-Aminogruppe der Verbindung (V) acyliert wird;

(e) Entfernung der verbleibenden, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus dem Acylierungsprodukt in üblicher, an sich bekannter Weise.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verfahrensstufen (a) und (b) in der angegebenen Weise durchführt, dann die gewonnene 3'-halogenierte Verbindung zu einer Verbindung der Formel

6 G 9 8 4 B / 0 B 9 Π

CH₂NHZ

0-

X IUZ

22.4.76

(IV)

in welcher X ein Halogenatom ist und Z, R. und. Rp die bereits angegebene Bedeutung haben, hydrolysiert, danach die entstandene Verbindung der Formel (IV) den Umsetzungen der Verfahrensstufen (d) und (e) unterwirft, so daß eine Verbindung da" Formel

CH₂NH₂

OH

NHCOCH(CH₀) -NIl_n ι ι 2η?

(I¹)

OH OH

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- jf - 22.4.76

* η-

in welcher X, Rg und η die angegebene Bedeutung haben, erhalten wird und schließlich aus der Verbindung der Formel (I¹) durch Reduktion die 3'-Halogengruppe X entfernt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verfahrensstufe (a) durchführt, danach in der erhaltenen Sulfonylverbindung unter alkalischen Bedingungen die 1,6

Carbamatbindung spaltet, so daß eine Verbindung der Formel

CH₂NHZ

(V)

in welcher Z,R₁, Rg und Rc die bereits angegebene Bedeutung haben und FU Wasserstoff ist oder dieselbe Bedeutung hat wie R,, entsteht, diese dann der Acylierung der Verfahrensstufe (d) unterwirft, anschließend das entstandene Acylierungsprodukt in der 3'-Stellung halogeniert, die gebildete 3'-Halogengruppe reduziert und schließlich gemäß Verfahrensstufe (e) die verbliebenen, die Amino- und Hydroxylgruppen schützenden Gruppen aus dem Reaktionsprodukt in üblicher, an sich bekannter Weise entfernt.

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4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Durchführung aller beschriebenen Verfahrensstufen, d.h. Sulfonylierung, Spaltung der 1,6-Carbamatbindung, Acylierung, Halogenierung, Reduktion und Entfernung der verbliebenen Amino- und Hydroxylgruppen, aus der dann vorliegenden Verbindung der Formel (I¹) die 3'-Halo_tengruppe X durch Reduktion entfernt.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß man bei der Sulfonylierung wasserfreies Pyridin als Lösungsmittel verwendet.
6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reduktion der halogenierten Verbindung mit einer Base wie Triäthylamin oder Kaliumhydroxid durchführt.
7. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Acylierung ein Gemisch aus Wasser und Tetrahydrofuran als Lösungsmittel verwendet.

Für ZAIDAN HOJIN BISEIBUTSU KAGAKU KENKYU KAI

Meissner & Bolte Patentanwälte

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