DE2655731B2 - Verfahren zur Herstellung von 3', 4'-Didesoxykanamycin B - Google Patents

Description

in welcher R¹, Z und R² die angegebenen Bedeutungen haben, die Schutzgruppe Z abspaltet und

(Gi) aus der so erhaltenen Verbindung der Formel H CH₂NHR¹ NUR¹

NHR

(H)

OR²

in welcher R¹ und R² die angegebenen Bedeutungen haben, sämtliche Schutzgruppen R¹ und R² mit einem Alkali- oder Erdalkalimetall in flüssigem Ammoniak und/oder einem niederen Alkylamin abspaltet v-,

oder aber

(E2) aus der 3',4'-ungesättigten Verbindung der Formel VIII die Hydroxyl-Schutzgruppe abspaltet,

(F2) aus der so erhaltenen Verbindung der ίο Formel III

CH₂NHR

NHR¹

CH₂OH J-O < NHR

NHR¹

(Hl)

OR in welcher R¹ und R² die angegebenen Bedeutungen haben, mit einem Alkalioder Erdalkalimetall in flüssigem Ammoniak und/oder einem niederen Alkylamin die Schutzgruppen R¹ und R² abspaltet und (G₂) das dann vorliegende 3',4'-Didesoxy-3'-enokanamycin B der Formel IV

NH₂

10

NH₂

(IV)

hydriert.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von 3',4'-Didesoxykanamycin B (im folgenden abgekürzt als DKB bezeichnet) in vereinfachter Form und mit verbesserter Ausbeule mit Hilfe eines neuen Verfahrens, welches vom Kanamycin B ausgeht und über neue Zwischenprodukte des Kanamycin B verläuft, in welchen alle Aminogruppen und gegebenenfalls die 2"-Hydroxylgruppc mit Schutzgruppen vom Sulfonyltyp, und zwar niederen Alkyl-, Aryl- und Aralkylsulfonylgruppen geschützt sind.

DKB ist ein halbsynthetisches Antibiotikum mit hoher antibakterieller Wirkung gegen drogenresistente Bakterien und wird infolge dieser Eigenschaft im klinischen Bereich verwendet (vgl. GB-PS 13 49 302 Fowie »Journal of Antibiotics« 24 (1971 \ S. 485).

DKB weist folgende Strukturformel auf:

NH,

bO

NH;

Zur Herstellung von DKB sind die folgenden beiden Verfahren bekannt:

(1) Man geht von Kanamycin B als Ausgangsmaterial aus und setzt dieses mit einem Alkoxycarbonylhalogenid um, um die fünf Aminogruppen des Kanamycin B und anschließend die Hydroxylgruppen in den 3'-, 4'-, 4"- und 6"-Stel!ungen zu schützen, und zwar derart, daß ein Paar der 3'- und 4'-Hydroxylgruppen sowie ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen in die Form von Acetalen oder Ketalen gebracht werden. Die 2"-Hydroxylgruppe wird dann mit einer Alkanoyl- oder Aroylgruppe geschützt und die Schutzgruppe der 3'- und 4'-HydroxyIgruppen wird selektiv durch Behandlung mit einer verdünnten Säure entfernt, worauf die Sulfonylierung der 3'- und 4'-Hydroxylgnippen, die Bildung der Doppelbindung zwischen den 3'- und 4'-Kohlenstoffatomen durch Behandlung mit einem Alkalimetallbromid oder -jodid und Zinkpulver und Hydrierung der Doppelbindung nacheinander vorgenommen werden.

Anschließend werden die Schutzgruppen der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen und schließlich noch die verbliebenen Schutzgruppen entfernt, so daß man das DKB erhält(GB-PS13 49 302).

(2) Die Aminogruppen des Kanamycin B, welches als Ausgangsmaterial verwendet wird, werden durch Umwandlung in eine Gruppe vom Typ der Schiffschen Basen geschützt und ein Paar der 3'- und 4'-Hydroxylgruppen sowie ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen werden durch Umwandlungen in die Form von Acetalen und Ketalen geschützt Das so geschützte Derivat wird dann den vorstehend beschriebenen Behandlungen unterworfen, so daß man das DKB gewinnt (vgL die vorstehend erwähnte GB-PS).

Diese bekannte Methode erfordert komplizierte Verfahrensstufen zum Schutz der Amino- und Hydroxylgruppen und zur anschließenden Entfernung der Schutzgruppen und liefert das DKB nur in einer sehr schlechten Ausbeute von etwa 10%.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein neues Verfahren zur Herstellung von DKB bereitzustellen, welches von den Nachteilen der bisher bekannten Verfahren frei ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von DKB aus Kanamycin B kommt mit einer geringeren Anzahl von Verfahrensstufen aus und liefert das DKB in einer verbesserten Gesamtausbeute.

Aufgrund umfassender Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die fünf Aminogruppen des Kanamycin B durch niedere Alkylsulfonyl-, Arylsulfonyl- oder Aralkylsulfonyl- Aminoschutzgruppen geschützt werden können, wenn man das Kanamycin B mit einem niederen Alkylsulfonsäure-, Arylsulfonsäure- oder Aralkylsulfonsäurehalogenid in einem organischen Lösungsmittel, das entweder wäßrig oder wasserfrei sein kann, z. B. wäßrigem Dioxan oder wäßrigem Aceton in Gegenwart einer Base, beispielsweise einem Alkali wie Natriumcarbonat, umsetzt. Es konnte weiter festgestellt werden, daß das Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des penta-N-sulfonylierten Kanamycin B, welches bei der vorstehend beschriebenen Umsetzung erhalten wird, mit einem alkylidenierend, arylidenierend, cyclohexylidenierend oder tetrahydropyranylidenierend wirkenden Mittel geschützt werden kann; von den letztgenannten Mitteln ist aus der GB-PS 13 49 302 bekannt, daß mit ihrer Hilfe ein zweiwertiger Hydroxylschutzrest bei verhältnismäßig niedriger Temperatur von 10 bis 80⁰C eingeführt werden kann, ohne das Paar der 3'- und '('-Hydroxylgruppen zu blockieren. Das so entstandene 4"-, 6"-O-geschützte Derivat des penta-N-sulfonylierten Kanamycin B kann in das entsprechende 3',4'-di-O-niederalkyl-, -aryl- oder -aralkylsulfonylierte Derivat, gegebenenfalls zusammen mit dem entsprechenden 3\4',2"-tri-O-niederalkyl-, aryl-5 oder aralkylsulfonylierten Derivat umgewandelt werden, wenn das 4",6" O-geschützte Derivat mit einem niederen Alkyl-, Aryl- oder Aralkylsulfonsäurechlorid, vorzugsweise Benzylsulfonylchlorid, in einem Lösungsmittel wie Pyridin bei -30 bis +30⁰C umgesetzt wird.

ίο Wird das 3',4'-di-O-niederalkyl-, aryl- oder aralkylsulfonylierte Derivat oder das 3\4',2" tri-O-niederalkyl-, aryl- oder aralkylsulfonylierte Derivat mit einem Metalljodid wie Natriumiodid oder Lithiumiodid in einem organischen Lösungsmittel wie N,N-Dimethyl formamid bei einer Temperatur von 50 bis 150⁰C behandelt, so werden die 3'- und 4'-Alkyl-, -Aryl- oder -Aralkylsulfonyloxygruppen entfernt, so daß man das entsprechende 3',4'-ungesättigte Derivat (d.h. das entsprechende 3'-Enoderivat) erhält

Das 3',4'-Enoderivat kann anschließend durch Hydrieren in das entsprechende gesättigte Derivat umgewandelt und von den Schutzgruppen befreit werden, so daß man schließlich das 3',4'-Di-desoxykanamycin B gewinnt. Die hierzu erforderlichen Verfahrens- schritte werden in an sich bekannter Weise durchgeführt; was die Reihenfolge der Verfahrensschritte angeht so kann das Verfahren in zwei verschiedenen möglichen Ausführungsformen ablaufen. In der ersten Ausführungsform wird das vorliegende

jo 3'4'-ungesättigte Derivat zunächst hydriert, wobei das entsprechende 3',4'-gesättigte Derivat entsteht d. h. ein 3',4'-Didesoxykanamycin B, in welchem die fünf Aminogruppen und gegebenefalls die 2"-Hydroxylgruppe noch sulfonyliert sind und in welchem auch das Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen noch durch den zweiwertigen Hydroxylschutzrest geschützt ist Zur Entfernung der 4"- und 6"-HydroxyLschutzgruppen wird eine Behandlung mit verdünnter Säure durchgeführt. Die Aminoschutzgruppen vom Sulfonyltyp und auch die 2"-Hydroxylschutzgruppe dieser Art lassen sich durch einmalige Behandlung des geschützten

Derivates mit einem Alkali- oder Erdalkalimetall in Ammoniak und/oder einem Alkylamin abspalten. Bei der zweiten möglichen Ausführungsform des

Verfahrens wird zunächst die zweiwertige Hydroxylschutzgmppe wie angegeben aus dem 3',4'-ungesättigten Derivat entfernt dann werden die restlichen Schutzgruppen abgespalten und erst danach wird die Hydrierung durchgeführt

Gegenstand der Erfindung ist infogedessen das im Anspruch beanspruchte und gekennzeichnete Verfahren.

Beispiele für die Schutzgruppen R¹ und R² in der Formel Il im Anspruch sind folgende Gruppen: die

niedere Alkylsulfonylgruppe wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylsulfonylgruppe, die Arylsulfonylgruppe wie die p-Toluol-, O-Nitrobenzol-, p-NitrobenzoI-, p-Methoxybenzol- und 1- oder 2-Naphthalinsulfonylgruppe sowie die Aralkylsulfonyl-

bo gruppe, wie die Benzylsulfonylgruppe. Vorzugsweise bestehen die Schutzreste R¹ und R² aus Methylsulfonyl-, Tosyl- und Benzylsulfonylgruppen.

In der Stufe Fi bzw. F₂ des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung wird unter Verwendung eines

b5 Alkalimetalles wie Lithium, Natrium und Kalium oder eines Erdalkalimetall wie Calzium, Magnesium und Barium- oder Mischungen dieser Metalle- in Ammoniak und/oder unter Verwendung eines niederen Alkylamins

durchgeführt. Am einfachsten ist es, Lithium oder Natrium zu verwenden. Zu den geeigneten niederen Alkylaminen gehören niedere Mono-, Di- und Trialkylamine, beispielsweise Methyl-, Äthyl- oder Propylamin, Dimethyl- oder Diethylamin sowie Trimethyl- oder Triäthylamin, weiterhin aromalische Amine wie Anilin, niedere Alkylaniline wie Methyl- und Dimethyl-, Äthyl- und Diäthylanilin, Toluidin, Benzylamin, Dibenzylamin, Diphenylamin und/oder Napthylamin. Die Verwendung von flüssigem Ammoniak, Methylamin und/oder Äthylamin wird bevorzugt. Die Umsetzung kann gegebenenfalls in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, beispielsweise Methanol, Äther und Benzol durchgeführt werden.

Die Temperatur, bei der die Umsetzung durchgeführt wird, kann zwischen —80 und +50⁰C liegen. Wird die Umsetzung bei Raumtemperatur oder einer höheren Temperatur durchgeführt, so arbeitet man vorzugsweise in einem versiegelten Kolben. Die Reaktionsdauer beträgt im allgemeinen 0,5 — 24 Stunden.

Die Alkali- oder Erdalkalimetallmenge, die bei der Umsetzung verwendet wird, liegt im allgemeinen bei etwa 10 bis 100 Mol pro Mol der Verbindung der angegebenen Formel (1). Das Metall kann in zwei oder mehreren Teilmengen und in zerteilter Form zugefügt werden.

Nach Beendigung der Umsetzung wird dem Reaktionsgemisch Ammoniumchlorid oder eine äquivalente Verbindung zugesetzt, um das restliche Alkali- oder Erdalkalimetall zu zersetzen; anschließend wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand wird in Wasser aufgenommen. Das entstandene Produkt kann mit Hilfe üblicher Methoden, beispielsweise durch Säulenchromatographie gereinigt werden; man erhält dann das gewünschte Produkt, nämlich 3',4'-Dideoxykanamycin B. Die Behandlung dieser Verbindung mit einer Säure in üblicher Weise liefert das entsprechende Säureanalagerungssalz, beispielsweise das Sulfat, das Hydrochlorid oder Methansulfonat.

Es ist auch gefunden worden, daß bei Behandlung des 3\4'-ungesättigten Derivates, welches der Verbindung der Formel (II) entspricht, mit einem Alkali- oder Erdalaklimetall in der vorstehend angegebenen Weise die Schutzgruppen R¹ und R² gleichzeitig entfernt werden können und daß das Produkt frei von Schutzgruppen anfällt und eine Doppelbindung zwischen den 3'- und 4'-Stellungen aufweist, die hydriert werden kann, so daß man DKB erhält.

Die hydrierende Reduktion des 3\4'-Dideoxy-3'-enokanamycin B kann durchgeführt werden, indem man Wasserstoffgas in einem geeigneten Lösungsmittel in Gegenwart eines üblichen Hydrierungskatalysators, beispielsweise Raney-Nickel, Platin, Platinoxid, Palladium-Kohle, Kobalt, Rhodium-Komplex, Kupfer und Eisen, zufügt Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Wasser, Methanol, Äthanol, IsopropanoL Aceton, Dioxan, Pyridin, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Cyclohexan und/oder Äthylacetat.

Die Reduktion kann bei einer Temperatur zwischen —40 und +120⁰C durchgeführt werden; vorzugsweise arbeitet man bei Temperaturen zwischen Umgebungstemperadtur und 100⁰C. Die Reduktion kann sowohl mit gutem Erfolg bei Atmosphärendruck als auch in wirksamer Weise unter Drücken von 5 bis 100 kg/cm² durchgeführt werden. Die Reaktionsdauer beträgt 03 bis 48 Stunden.

Das auf diese Weise gewonnene DKB kann, wie bereits angegeben, gereinigt und in seine Säureanlage-

rungssalze, beispielsweise das Sulfat, das Hydrochlorid, das Methansulfonat umgewandelt werden.

Die vorliegende Erfindung liefert einen neuen Weg der Synthese des DKB aus dem Kanamycin B in guten Ausbeuten und zeichnet sich durch folgende erhebliche Vorteile aus:

1) Die jeweiligen Schritte des neuen Verfahrens sind einfacher und die Gesamtausbeuten an DKB können 40% und mehr erreichen, bezogen auf die eingesetzte Menge an Kanamycin B.

2) Die Stufe des Schutzes der 2"-Hydroxylgruppe mit beispielsweise einer Acylgruppe kann ausgelassen werden, wodurch eine Verminderung der Verfahrcnssiufen erreicht wird.

3) Die Entfernung der Schutzgruppen der Amino- und Hydroxylgruppen kann gleichzeitig erreicht werden, ohne daß Nebenreaktionen eintreten.

4) Das Verfahren kommt ohne die Verwendung von Zink aus, welches bisher zur Bildung der Doppelbindung zwischen den 3'- und 4'-Stellungen erforderlich war, was eine Verminderung der Kosten und einer Ausschaltung von Abfallbeseitigungsproblemen bedeutet.

Die Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

1) Penta-N-toxyl-kanamycin B
C H,N HTs NHIs

HO

NHTs

5.4 g Kanamycin B (freie Base) wurden in 55 ml Wasser gelöst, welchem dann 6,7 g Natriumcarbonat und anschließend noch 110 ml Dioxan zugesetzt wurden. Nach Eiskühlung wurden dann 13 g Tosylchlorid (entsprechend etwa 6 Mol pro Mol Kanamycin B) hinzugefügt und die entstandene Mischung wurde 10 Stunden unter Eiskühlung gerührt Die Reaktionslösung wurde dann unter vermindertem Druck bei etwa 45° C eingeengt und das Konzentrat wurde in Wasser gegossen. Die gebildete Suspension wurde filtriert, mit Wasser bis zum Neutralpunkt und danach mit Äther gewaschen und schließlich getrocknet Man erhielt so 133 g des Rohproduktes.

Dieses Produkt wurde durch Säulenchromatographie über Silikagel und unter Eluieren mit Chloroform-Äthanol (10:1) gereinigt; man erhielt 10,2 g (73%) der Titelverbindung, F. 164°C(Zers.),(ix) ?+22,4^o (c = 1 in DMF).

9 10

2) Penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-kanarnycin B CH₃NHTs NHTs

•Ο J ^ NHTs

OH

1,70 g Penta-N-tosyl-kanamycin B wurden in 17 ml Dimethylformamid gelöst, welchem dann 53 mg sorgfältig getrockente p-Toluolsulfonsäure und 0,6 ml Cyclohexanondimethylketal zugesetzt wurden. Die Mischung wurde 30 Minuten bei 50⁰C unter einem Druck von 30 mm Hg gehalten, um die Reaktion in Gang zu bringen. Danach wurde eine Probe des Reaktionsgemisches durch Dünnschichtchromatographie an Silikagel geprüft, wobei zum Entwickeln Äthylacetat-Benzol (3 : 1) verwendet wurde.

Sobald sich das Verschwinden des Fleckes Rf = 0,04 und die Bildung von Flecken bei Rf = 0,38 (der gegenständlichen Verbindung zuzuordnen) und bei Rf = 0,56 (dem Dicyclohexyliden-Produkt zuzuordnen) bei einem Verhältnis von 2:1 zeigte, wurden 0,01 ml Wasser, gelöst in Dimethylformamid, zu dem Reaktionsgemisch gegeben, worauf man die entstandene Mi schung über Nacht bei Umgebungstemperatur stehen ließ.

Danach wurde dann eine gesättigte wäßrige Lösung von 125 mg Natriumbicarbonat auf einmal unter sorgfältigem Rühren zugefügt; die entstandene Lösung wurde unter vermindertem Druck eingeengt und in

2-5 Wasser gegossen. Die ausfallende feste Substanz wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch man 1,80 g (99%) der Titelverbindung erhielt; F.175-176°C(Zers.).(«) J⁵= + 13° (c = 1 in DMF).

jo Gewichtsanalyse für C59H75N5O20S5:

Berechnet: C 53,10; H 5,66; N 5,25;

S 12,01%;
gefunden: C 52,73; H 5,51; N 4,83;

S 11.68%.

3)3',4'-Di-0-benzylsulfonyl-penta-N-losyl-4",6"-0-cyclohexyliden-kanamycin B und 3',4',2"-Tri-O-benzylsullbnyl-penta-N-losyl-4",6"-O-cyclohexyliden-kanamycin B

CH₂NHTs J-O NHTs

NlITs

U-11 or Bs Bs = SO₂CH₂-

176 g Penta-N-tosyl-4",6"-O-cycl0'ht:xyliden-kana- «ι mycin D wurde. ■> < X ml Pyiiulii gek.;.:, ·1·.ιη J^nn 505 mg (2 molare Menge) Benzylsulfonylchlorid zugesetzt wurden. Die Mischung wurde bei einer Temperatur von —3 bis -5°C y Stunden stehengelassen. Danach wurden weitere 253 mg Benzylsulfonylchlorid t>5 zugesetzt und die Lösung erneut bei etwa 3° C über Nacht abgestellt. Schließlich wurde mit 0,4 ml Wasser versetzt Die entstandene Reaktionslösung wurde eingeengt, wobei ein dunkelroter Sirup zurückblieb, der in 120 ml Chloroform gelöst wurde. Die Lösung wurde nacheinander mit 10%iger Kaliumbisulfatlösung, 5%iger wäßriger Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Chloroform wurde abdestilliert. Man erhielt auf diese Weise 2,16 g einer braunen festen Substanz, die im wesentlichen aus einer Mischung der Titelverbindungen bestand.

Diese Mischung wurde gereinigt, indem man sie über eine Kolonne mit Silikagel (140 g) gab und dabei Benzol-Äthylacetat (3 :2) als Eluierungsmittel verwendete. Man erhielt so 1,31 g(61%)3',4'-Di-O-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-kanamycin B mit F. 169 - 170⁰C (Zersetzung) und (λ) >> = 0° (c = 1 in Chloroform) und 473 mg (20%) 3',4',2"-Tri-O-benzyl-

sulfonyl-penta-N-tosyl^^o^O-cyclohexyliden-kanamycin B mit F. 163 - 164°C (Zersetzung) und (α) % + 20° (c = 1 in Chloroform). Die beiden Produkte konnten auch zusammen, d. h. ohne die vorstehend beschriebene Trennung, in der folgenden Umsetzungsstufe mit dem gleichen Erfolg verwendet werden.

4)Penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B

NHTs

NHTs

OH

199 mg 3',4'-Di-O-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-kanamycin B, welches gemäß der Vorschrift 3) hergestellt worden war, wurden in 4 ml Dimethylformamid gelöst, dem dann 2,03 g trockenes Natriumjodid zugesetzt wurde. Die Mischung wurde 30 Minuten bei 100⁰C gerührt. Die Reaktionslösung wurde in 2 Minuten homogen und wechselte allmählich die Farbe von rötlich-braun nach dunkelbraun infolge der Zugabe des Jods. Während die Reaktionslösung noch heiß war, wurde Chloroform zugesetzt, wobei ein Niederschlag ausfiel, der abfiltriert wurde. Die feste Substanz wurde mit Chloroform gewaschen und die Waschlösungen wurden mit dem Filtrat vereinigt. Die vereinigten Chloroformlösungen wurden unter vermindertem Druck eingeengt, und das mit dem Chloroform verbundene Dimethylformamid wurde entfernt Der Rückstand wurde in Chloroform aufgenommen und mit 5%iger wäßriger Hypo-Lösung gewaschen, um das Jod zu entfernen; anschließend wurde mit Wasser gewaschen. Die Chloroformlösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet Das Lösungsmittel wurde abdestilliert; man erhielt so 137 mg (87%) der Titelverbindung, F. 168—169°C, («) =2 -14° (c = 1 in DMF).

Gewichtsanalyse für C59H73N5O18S5:

Berechnet: C 54,49; H 5,66; N 539;

S 1233%: gefunden: C 5432; H 5,51; N 5.16;

S 1157%.

5)2"-O-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-S'^'-dideoxy-S'-enokanamycin B

NHTs

NHTs

OBs

232 mg 3',4',2"-Tri-O-benzylsulfonyl-peπta-N-tosyl■ 4",6"-O-cyclohexyliden-kanamycin B wurden in 4,6 ml Dimethylformamid gelöst, dem dann 2,44 g Natriumjodid zugsetzt wurden. Die Mischung wurde 1 Stunde bei 100⁰C stehengelassen, damit die Reaktion ablaufen konnte. Anschließend wurden zunächst 20 ml Chloroform und dann noch 5%ige wäßrige Hypo-Lösung zugesetzt, worauf die entstandene Mischung sorgfältig geschüttelt wurde. Die Chloroformschicht wurde dann abgetrennt, mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt. Das assoziierte Dimethylformamid wurde durch azeotrope Destillation mit Toluol entfernt. Es blieben 197 mg einer hellbraunen festen Substanz zurück, die zur Reinigung über eine Kolonne mit Silikagel (10 g) gegeben wurde; zum

j-, Eluieren wurde ein Gemisch aus Benzol und Äthylacetat (2:1) verwendet. Man erhielt so 164 mg (87%) der Titelverbindung als farblose feste Substanz. F. 156 — 157° C (Zersetzung), (α) ν = 15° (c = 1 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für C60H79N5O20S6:

Berechnet: C 54,49; H 5,47; N 4.81;

S 13.22%;
gefunden: C 54,17; H 5,49; N 4.50:

S 12,95%.

6)Penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-3',4'-dideoxykanamycin B

NHTs

NHTs

OH

157 mg Penta-N-tosyl-4",6"-O-cycIohexyliden-3'-enokanamycin B wurden in einer Mischung aus 1,5 ml

Äthylacetat und 0,5 ml Dioxan gelöst. 30 mg Platinoxid wurden zu der Lösung gegeben, worauf die Mischung bei Umgebungstemperatur unter einem Stickstoffdruck von 3,5 atm. eine Stunden gehalten wurde. Die Reaktionslösung wurde mit Dioxan versetzt und erhitzt, so daß Lösung eintreten konnte. Anschließend wurde filtriert, um Platin zu entfernen. Durch Einengen des Filtrates erhielt man einen Sirup, der mit Wasser versetzt wurde. Der ausgefallene Niederschlag wurde

abzentrifugiert und getrocknet. Man erhielt so 124 mg (84%) der Titelverbindung als weiße Feste Substanz. F. 155-156°C. (λ) 0° (c= 0,4 in Dimethylformamid).

Gewichtsanalyse für CSqHi₅NiOi₈Ss:

Berechnet: C 54,40; H 5,80; N 5,38;

S: 12,31%;
gefunden: C 53,91; H 5,79; N 4,96;

S 11,74%.

7)2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-3',4'-dideoxykanamycin B

NHTs

OBs

112 mg 2"-0-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-S'-enokanamycin B, welches wie vorstehend unter 5) angegeben hergestellt worden war, wurden in 2 ml Dioxan gelöst, dem dann 30 mg Platinoxid zugesetzt wurden. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Umgebungstemperatur unter einem Wasserstoffdruck von 3,5 atm gehalten. Der Katalysator wurde durch Überleiten über eine Silikagelkolonne mit anschließendem Waschen mit Dioxan entfernt. Das Dioxan wiederum wurde abdestilliert. Man erhielt so 113 mg (100%) der Titelverbindung als farblose feste Substanz. F. 156- 157° C (Zersetzung), (λ) >>, + 16° (c = 1 in Chloroform).

Gewichtsanalyse für CtbHsi

Berechnet: C 54,42; H 5.60; N 4,81; S 13,20%; gefunden: C 54,56; H 5,57; N 4,69; S 13,01%.

8) Penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B

NHTs

HO

OH

39,0 mg Penta-N-tosyl-4",6"-O-cydohexyliden-3',4'-dideoxykanamycin B, welches wie vorstehend unter 6) angegeben hergestellt worden ist, wurden in einer Mischung aus 1,1 ml Essigsäure und 0,3 ml Wasser suspendiert; die Suspension wurde eine Stunde bei 80° C gehalten. Das Reaktionsgemisch erreichte in etwa 10 Minuten fast den Zustand einer Lösung; das unlösliche Material wurde abfiltriert Das Flltrat wurde eingeengt und ergab nach dem Trocknen 31,0 mg (85%) Penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B, F. 146—147° C (Zers.), (λ) f + 28°C (c = 0,1 in Chloroform).

15 16

9) 2"-3enzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B CH₂NHTs NHTs

-O ) ^ NHTs

HO

OBs

113mg 2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-O- geworden war, wurde die Reaktionslösung unter cycIohexyliden-S'^'-dideoxykanamycin B, welches wie 20 vermindertem Druck eingeengt und dann der azeotrovorstehend unter 7) angegeben hergestellt worden war, wurden mit 2 ml 80%iger Essigsäure bei 8O⁰C 1,5

Stunden behandelt Nachdem die Suspension homogen

pen Destillation mit Toluol unterworfen. Man erhielt so 104 mg (97%) der Titelverbindung, F. 149-150⁰C, («)'·* + 46°C (c = 1 in Chloroform).

10) Penta-N-tosyl-3',4'-dideoxy-3'-enokanamy in B CH₂NHTs NHTs

-O J . NHTs

HO

OH

42 mg Penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-3'-enokanamycin B, welches wie vorstehend unter 4) angegeben hergestellt worden war, wurden in einer

Mischung aus ImI Essigsäure und 03 ml Wasser 45 der Titel verbindung, (<x) —18° C fc= 1 in DMF). suspendiert. Die Suspension wurde eine Stunde bei 8O⁰C

gehalten. Nachdem die Umsetzung beendet war, wurde das unlösliche Material abfiltriert und das Filtrat wurde eingeengt und getrocknet. Man erhielt so 32 mg (81%)

11) 2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B CH₂NHTs NHTs

-O J ν NHTs

HO

OBs

38 mg 2"-O-Benzylsu!fonyI-penta-N-tosyl-4",6"-O-cyclohexyliden-S'^'-dideoxy-S'-enokanamycin B, welches wie vorstehend unter 5) angegeben hergestellt worden war, wurden in derselben Weise behandelt, wie

dies vorstehend tinter 10) angegeben worden ist. Man erhielt so 27 m.g (78%) der Titelverbindung, (λ) -19°C(c= 1 in DMF).

130132/52

Beispiel 2 3',4'-Didesoxy-kanamycin B

263 mg Penta-N-tosyi-3',4'-dides oxykanamycin B, welches wie in Beispiel 1, 8) angegeben hergestellt worden war, wurden in 5 ml flüssigem Ammoniak bei —60° C gelöst, worauf etwa 5 mg Natriummetall zugesetzt wurden. Etwa 15 Minuten später hatte sich das Natrium vollständig gelöst und die Lösung nahm eine schwach gelbe Farbe an. Daraufhin wurden weitere etwa 5 mg Natrium zugesetzt Nach 30 Minuten blieb die Reaktionslösung dunkelblau, was das Ende der Umsetzung anzeigte. Anschließend wurde Ammoniumchlorid in kleinen Mengen bis zur Gelbfärbung der Lösung zugesetzt Die Lösung wurde dann langsam auf Raumtemperatur erwärmt, um das Ammoniak zu vertreiben. Der Rückstand wurde in Wasser aufgenommen. Die so erhaltene Lösung wurde mit Essigsäure neutralisiert und über eine Kolonne mit CM-Sephadex · C-25 (ein Handeslprodukt der Firma Pharmacia Co, Schweden) gegeben. Die Kolonne wurde mit 30 ml Wasser gewaschen und dann mit wäßrigem Ammoniak eluiert, wobei die Konzentration des Ammoniaks von 0,03 auf 03 η anstieg.

Das Eluat wurde in Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen wurden vereinigt und zur Trockne eingeengt Auf diese Weise erhielt man 10,5 mg (95%) DKB-monocarbonat Die Bildung des Monocarbonates war dabei offensichtlich auf die Absorption von Kohlendioxid aus der Atmosphäre zurückzuführen. Die Gesamtausbeute an 3',4'-Didesoxykanamycin B aus Kanamycin B betrug etwa 38%.

Dieses Produkt zeigte in der Dünnschichtchromatographie an Silikagel bei Verwendung von n-Butanol/Äthanol/Chloroform/17% Ammoniak

(4:4:4:2:3) als Eluierungsmittel einen Rf-Wert von 0,19. Der Wert Rf = 0,19 ist identisch mit dem von authentischem DKB.

Das antibakterielle Wirkungsspektrum des Produktes ist ebenfalls mit dem von DKB identisch.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei man jedoch von 21,9 mg 2"-0-Benzylsulfonylpenta-N-tosyl-3',4'-didesoxykanamycin B ausging, welches wie in Beispiel i, 9) angegeben hergestellt worden war; diese Substanz wurde in 2 ml flüssigem Ammoniak gelöst Man erhielt auf diese Weise 0,8 mg (98%) DKB-monocarbonat als farblose feste Substanz, deren Dünnschicht-Chromatogramm und deren antibakterielles Wii kungsspektrum mit denen einer authentischen Substanzprobe übereinstimmten.

Beispiel 4

32 mg 2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyI-3',4'-didesoxykanamycin B wurden in einer auf etwa — 30°C gekühlten Mischung von 2,5 ml Äthylamin und 3 ml flüssigem Ammoniak gelöst, der dann etwa 10 mg Natriummetall zugesetzt wurden. Die entstandene Mischung wurde unter Rühren allmählich erwärmt, so daß sich das Natrium allmählich lösen konnte; auf diese Weise verlief die Reaktion sehr milde. Nach dreistündiger Reaktionsdauer wurde das Lösungsmittel unter

Erwärmen entfernt und der Rückstand wurde in Wasser aufgenommen. Die Lösung wurde mit p-Toluolsulfonsäure neutralisiert und a-j Trockne eingeengt Man erhielt auf diese Weise eine feste Substanz, die gut getrocknet und dreimal mit Dimethylformamid von etwa 50⁰C extrahiert wurde. Die vereinigten Extrakte wurden zur Trockne eingeengt Das auf diese Weise gewonnene, praktisch salzfreie Material wurde in eine Kolonne mit CM-Sephadex* C-25 gegeben; die

ίο Kolonne wurde mit Wasser und dann mit wäßrigem Ammoniak, dessen Konzentration von 0,03 auf 03 η anstieg, eluiert Das Eluat wurde in Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen wurden vereinigt und zur Trockne eingeengt Man erhielt auf diese Weise 11,5 mg (96%) DKB-monocarbonat

Beispiel 5

Die Arbeitsweise von Beispiel 6 wurde wiederholt, jedoch wurden 31,7 mg 2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-

tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B in 4 ml Äthylamin von 0⁰C gelöst, dem dann etwa 10 mg Lithiummetall zugesetzt wurden. Man erhielt auf diese Weise 11 mg (93%) DKB-monocarhonat

Beispiel 6

Die Arbeitsweise von Beispiel 6 wurde wiederholt, jedoch wurden 313 mg 2"-O-Benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B in 4 ml Äthylamin von 0°C gelöst, dem dann etwa 10 mg Kaliummetall zugesetzt wurden. Man erhielt auf diese Weise 10,8 mg (92o) DKB-monocarbonat

Beispiel 7

1) 26 mg Penta-N-tosyl-3',4'-didesoxy-3'-eno-kanamycin B, welches gemäß Beispiel 1, 10) hergestellt

worden war, wurden in 4 ml Äthylamin von 0°C gelöst; die Lösung wurde mit etwa 5 mg Lithiummetall versetzt. Die Mischung wurde anschließend 3 Stunden bei der angegebenen Temperatur gehalten. Die anschließende Aufarbeitung erfolgte wie in Beispiel 7 angegeben. Man erhielt auf diese Weise 9,6 mg (88%) 3',4'-Didesoxy-3'-eno-kanamycin-B-monocarbonat.

2) 11,0 mg S'^'-Didesoxy-S'-eno-kanamycin-B-monocarbonat, welches wie vorstehend angegeben herge- stellt worden war, wurden in 0,5 ml Wasser gelöst, dem dann 1 Tropfen Essigsäure und 2 mg Platinoxid zugesetzt wurden. Die Mischung wurde bei Umgebungstemperatur 1 Stunde unter einem Wasserstoffdruck von 3,5 atm gerührt. Die Reaktionslösung wurde danach filtriert und das Filtrat wurde eingeengt Man erhielt eine feste Substanz, die auf eine Kolonne mit CM-Sephadex® C-25 gegeben wurde. Die Kolonne wurde mit Wasser und mit wäßrigem Ammoniak, dessen Konzentration von 0,03 auf 03 η anstieg, eluiert. Das Eluat wurde in Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen wurden vereinigt und zur Trockne eingeengt Man erhielt auf diese Weise 9,8 mg (89%) S'^'-Didesoxykanamycin-B-monocarbonat, welches sich durch sein Dünnschichtchromatogramm und durch

w> sein antibakterielles Wirkungsspektrum als mit authentischem 3',4'-Didesoxykanamycin-B-monocarbonat identisch erwies.

Claims (1)

1. 26 55 731
   1 ■j (D) t ΐ 2 i Patentanspruch: in welcher R¹ und Z die angegebenen Bedeutun- § Verfahren zur Herstellung von 3\4'-Didesoxyka- hat und Z eine Alkyliden-, Aryliden-, Cyclohexy- gen haben, R'a dieselben Bedeutungen wie R¹ S namycin B aus Kanamycin B, dadurch gekenn ·. liden- oder Tetrahydropyranylidengruppe dar haben, sich jedoch auch von R¹ unterscheiden i zeichnet, daß man in der bis einschließlich stellt, mit einem Sulfonsäurehalogenid der kann und R² eine Wasserstoffatom oder die B Verfahrensstufe D) angegebenen Aufeinanderfolge 20 Formel R³SO₂X, wobei R³ und X die angegebe Gruppe R'a darstellt, mit Natrium- oder i (A) Kanamycin B mit einer im wesentlichen
   stöchiometrischen Menge eines Sulfonsäureha-
   logenids der Formel nen Bedeutungen haben und dieses Sulfonsäu
   rehalogenid das gleiche wie oder ein anderes als
   das gemäß Verfahrensstufe A) sein kann, bei
   einer Temperatur von -30⁰C bis +30⁰C in Lithiumiodid in einem Lösungsmittel wie 1 R³SO₂X einem Lösungsmittel wie Pyridin umsetzt, Dimethylformamid bei einer Temperatur von 1 in welcher R³ eine niedere Alkyl-, Aryl- oder 2'> die so erhaltene Verbindung der Formel VIi 50" C bis 150⁰C umsetzt und in den sich 1 Aralkylgruppe darstellt und X ein Halogenatom anschließenden Verfahrensstufen jeweils in an M bedeutet, bei einer Temperatur von — 30⁰C bis sich bekannter Weise entweder ι +5O⁰C in einem gegebenenfalls wasserhaltigen ill ru kiud' μ 14 ο' (Ei) die so erhaltene 3',4'-ungesättigte Verbin organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer LnilNHK INnK dung der Formel VIII Base umsetzt. J-O J \ NHR' (B) das so erhaltene penta-N-sulfonylierte Kana i"> / \ / \ ι mycin B der Formel V C OR'a )i <T OH y CH₂NHR¹ NHR¹ 1
   ι ι ϊ _RlaOV_^ >-ο-ι\ι_/ J-O J ν NHR¹ I CH₂NHR' NHR¹
   ι ι NHR¹ / / \ / \i I J—O Λ—χ NHR'
   / \ / \ ι OH₂C / 4 \ < on > 1
   \ / ^L-o-l \I_V j Kj" Xo-A?" / 4(1 / Lo ° ^(VI1) NHR¹ / I HO N_Y ^⁰-¹ \L_/ Q N / OH₂C X 1 NHR¹ / OR² / J-o /° ^(V1II) 1 CH₂OH /
   J-o _x° ^(V) / \/ ,\ / I < NHR¹N/ 4) ο ν—/ 1
   ο R² ;" HO ^N ( OM in welcher R¹, Z und R² die angegebenen \J I 1 Bedeutungen haben, hydriert, in welcher R¹ die Gruppe - SO₂R³ bedeutet und W R¹ die vorstehend angegebenen Bedeutungen hat, mit einer zur Einführung einer Alkyliden-, Aryliden-, Cyclohxyliden- oder Tetrahydropy- V") ranyliden-Schutzgruppe geeigneten Verbin dung bei einer Temperatur von 10⁰C bis 80⁰C umsetzt. (C) die so erhaltene, auch an der 4"- und W) 6"-Hydroxylgruppe geschützte Verbindung der Formel VI h) CH₂NHR¹ NUR¹ / ·. / \ I ^OH \ f OH > HO^I / ° ^ / NHR¹ / OH₂C X / J-o /° ^(VI) ON—/ I
   OH in weicher PJ die angegebenen Bedeutungen

   aus der so erhaltenen Verbindung der Formel XI

   CH₂NHR¹ NHR¹ J-O J ^ NHR¹

   (XI)

   OR²