DE2708008A1

DE2708008A1 - Verfahren zur herstellung von antibakteriellen aminoglycosidderivaten und nach dem verfahren hergestellte aminoglycosidderivate

Info

Publication number: DE2708008A1
Application number: DE19772708008
Authority: DE
Inventors: Barry Clive Ross
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1977-09-01
Also published as: CS195714B2; CH618706A5; RO76081A; FR2351109B1; FR2351127B1; NL166265C; NL7901693A; NL166265B; AR215616A1; DE2708008C3; EG12650A; FI770568A; US4107435A; IE44885B1; CS195715B2; ATA116777A; GB1529243A; LU76829A1; DE2708008B2; DD130150A5

Description

DR A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER DlPL-ING. (1934-1974) DIPL-CHEM. DIPL-ING.

8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE 22

TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEOER D TELEGR.: LEDERERPATENT

3. Februar 1977 PLC. 251 (PC.5756)

PFIZER CORPORATION

Calle 15 1/2, Avenida Santa Isabel, Colon, Panama

Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen Aminoglycosidderivaten und nach dem Verfahren hergestellte Aminoglycosid-

derivate

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen Aminoglycosidderivaten sowie Zwischenprodukte zur Verwendung bei diesem Verfahren, und insbesondere betrifft sie ein neues Verfahren zur Herstellung von 1-N-(2-hydroxy-o-

amino-alkylJ-substituiertenAminoglycosiden und neue cyclische Urethanzwischenprodukte zur Verwendung bei ihrer Herstellung. Beispiele solcher 1-N-substituiertem Aminoglycosidderivate sind in der britischen Patentanmeldung 46412/74 bzw. der entsprechenden deutschen Patentanmeldung P 25 47 738.7 beschrieben. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Derivate sind jedoch neue Verbindungen.

Vorbekannte Arbeitsweisen zur Einführung eines 2-Hydroxy-aminoalkyl-substituenten in die 1-Aminogruppe von Aminoglycosidantibiotika erforderten vielstufige Verfahren. Beispielsweise wird bei einer der in der zuvor genannten Anmeldung beschriebenen Verfahrensweise die Gruppe durch Acylierung mit einem

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a-Hydroxy-w-amino-carbonsäurederivat, das eine geschützte Aminogruppe aufweist, eingeführt. Die Aminoschutzgruppe wird entfernt und die entstandene Amidbindung wird zur Herstellung des gewünschten Produktes reduziert. Weitere Methoden sind in der belgischen Patentschrift 818431 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist ein vorteilhaftes Verfahren zur Einführung eines 2-Hydroxy-o-amino-alkyl-substituenten in die 1-Aminogruppe von Aminoglycosidantibiotika, wobei das Verfahren den weiteren Vorteil besitzt, daß die Stereochemie des Substituenten in einfacher Weise gesteuert werden kann.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der folgenden Formel I:

NHR

NH

OH R⁴

Il KHaI₀CH-CH(CH₀) NHR' (I)

worin bedeuten:

R ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe; R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe;

ο R eine Hydroxyl- oder Aminogruppe;

jeder Rest R* ein Wasserstoffatorn oder eine Hydroxylgruppe; R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe; einer der Reste R^ und R ein Wasserstoffatom, während der andere Rest ein Wasserstoffatom oder eine Glycosylgruppe

entsprechend der folgenden Definition darstellt; η

R' ein Wasserstoffatorn, eine niedere Alkylgruppe oder eine Benzylgruppe;

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die gebrochene Linie eine eventuelle, zweite Bindung, wenn jeder der Reste R* ein Wasserstoffatom ist; und η - 0 oder 1, mit der Ausnahme, daß η nicht Null sein kann, wenn R eine Hydroxylgruppe darstellt, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß eine Verbindung der folgenden Formel II:

NHK

worin R, R , R , R^, VP und R die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und worin eine oder mehrere der freien, von der 1-Aminogruppe verschiedenen Aminogruppengegebenenfalls geschützt sein kann,

mit einem cyclischen Urethanderivat eines a-Hydroxy-6>-aminoaldehyds oder dessen Hydrat der folgenden allgemeinen Formel III:

(III)

Ir

CHX

worin R , R' und η die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und X=O oder (OH)₂ ist,

umgesetzt wird, das Produkt zur Bildung einer Verbindung der folgenden Formel IV:

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Λ 7 worin R, R bis R' und η die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und worin eine oder mehrere der freien Aminogruppen hierin gegebenenfalls geschützt sein können, reduziert wird,

die cyclische Urethangruppe hydrolysiert wird und gegebenenfalls jede der Aminoschutzgruppen entfernt wird.

In der Beschreibung bedeutet der Ausdruck "niedere Alkylgruppe", daß eine solche Gruppe von 1 bis 4· Kohlenstoffatome enthält und geradkettig oder verzweigtkettig sein kann.

Venn R eine Glycosylgruppe darstellt, ist eine solche Gruppe eine Pentofuranosylgruppe, die gegebenenfalls an weitere Hexopyranosylgruppen durch eine glycosidische Bindung gebunden sein kann. Bevorzugte Beispiele solcher Gruppen sind die in Ribostamycin, Neomycin und Lividomycin vorkommenden Gruppen, in denen die Glycosylgruppen die folgenden jeweiligen Strukturen besitzen:

HO-C "⁰^¹" ° CH₂KH.

HO OH * ^J ^{v 0H}

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	—	9	•	-	Γ-	2708008	NH₂
	und				HO	HO-CH₂ S \_
HO-CH				H
		ο	/ ⁿ
i HO



— ο
(



\
/ OH

6 Venn R eine Glycosylgruppe darstellt, ist eine solche Gruppe eine Hexopyranosylgruppe, welche zwei oder mehr Hydroxylgruppen aufweist und gegebenenfalls eine Amino- oder Methylaminogruppe aufweist. Bevorzugte Beispiele solcher Glycosylgruppen sind diejenigen, welche in Kanamycin und Gentamicin vorkommen, in denen die Glycosylgruppen die jeweiligen, folgenden Strukturen besitzen:

und

OH

Der eventuelle Schutz von freien Aminogruppen in den Verbindungen der Formeln II und IV im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch Reaktion mit einem für primäre Aminogruppen selektiven und von diesen leicht nachfolgend nach konventionellen Arbeitsweisen, z. B. durch Hydrolyse oder Hydrogenolyse (Wasserstoffspaltung) entfernbaren Reagens erreicht werden. Beispiele von geeigneten Schutzgruppen sind die Formyl-, Acetyl-, Trifluoracetyl-, Methoxycarbonyl-, t-Butyloxycarbonyl-, Benzyl- und Benzyloxycarbonylgruppen.

Das erfindungsgemäBe Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I aus Verbindungen der Formel II umfaßt als erste

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Stufe eine Reaktion zwischen der 1-Aminogruppe des Aminogylcoside oder des N-geschützten Aminoglycosidderivats der Formel II und der Aldehydfunktion (-CHX) des cyclischen Urethans der Formel IH₁ wobei das letztere vorzugsweise in einem geringen Überschuß angewandt wird, und wobei die anfänglich gebildete Schiffsche Base gleichzeitig oder in einer stufenweisen Verfahrensdurchführung zur Bildung der Verbindung der Formel IV reduziert wird. Die Reduktion kann geeigneterweise unter Anwendung von Natriumborhydrid oder vorzugsweise Natriumcyanoborhydrid als Reduktionsmittel herbeigeführt werden, und geeigneterweise wird sie durch Zugabe der letztgenannten Verbindung zu dem Reaktionsgemisch bei einem pH-Wert im allgemeinen zwischen 4 und 7 durchgeführt, so daß die Reaktion in wirksamer Weise in einer einzigen Stufe durchgeführt werden kann. Alternativ kann das Gemisch des Aminoglycoside II und des cyclischen Urethans der Formel III einer konventionellen, katalytischen Hydrierung, z. B. unter Anwendung eines Katalysators aus Platin oder Palladium auf Aktivkohle unterzogen werden.

Die gesamte Reaktion kann vorteilhafterweise mit den in einem gegenüber der Reaktion inerten Lösungsmittel, z. B. Wasser, wäßrigem Dioxan oder wäßrigem Methanol, aufgelösten Reaktionsteilnehmern bei einer Temperatur zwischen 0 ⁰C und der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels durchgeführt werden. Die Zeitspanne, innerhalb der die Reaktion praktisch bis zum Abschluß abläuft, hängt natürlich von der Art der verwendeten Reaktionsteilnehmer, des verwendeten Lösungsmittels und der angewandten Temperatur ab, jedoch wurde gefunden, daß die Reaktion zwischen dem Aminoglycosid der Formel II und dem cyclischen Urethan der Formel III in Anwesenheit eines schwachen Überschusses von Natriumcyanoborhydrid bei einem pH-Wert zwischen 4 und 7 im allgemeinen innerhalb von 3 bis 4 Tagen bei der Durchführung in wäßrigem Dioxan oder wäßrigem Methanol bei einer Temperatur von 40 bis 50 ⁰C abgeschlossen ist. Das Produkt kann nach der

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Neutralisation des Reaktionsgemischeε nach konventionellen Arbeitsweisen, z. B. durch Eindampfen und anschließende Extraktion und Kristallisation oder durch Ionenaustauscherchromatografie isoliert werden. Alternativ kann das rohe Reaktionsgemisch direkt in der nächsten Stufe des Verfahrens eingesetzt werden.

Die Reaktion kann auch stufenweise durchgeführt werden, indem die Bildung der Schiff sehen Base bis praktisch zum Abschluß ablaufen gelassen wird, bevor die Reduktionsstufe, wie sie zuvor beschrieben wurde, durchgeführt wird.

Die zweite Stufe des Verfahrens, bei welchem der Ring des cyclischen Urethane geöffnet wird, wird durch eine Hydrolysereaktion erreicht, in welcher die Verbindung der Formel IV vorzugsweise mit einer Base behandelt wird. Die Reaktion wird geeigneterweise mit der in einem gegenüber der Reaktion inerten Lösungsmittel, z. B. Wasser oder wäßrigem Hethanol oder wäßrigem Dioxan, aufgelösten Verbindung der Formel IV durchgeführt, und sie kann beispielsweise unter Anwendung von Natrium-, Kalium- oder Bariumhydroxid durchgeführt werden. Die Reaktion kann bei einer Temperatur von O ⁰C bis zur Rückflußtemperatur des Losungsmittels durchgeführt werden, und sie kann bis zu 5 Tage in Abhängigkeit von der besonderen Art der verwendeten Reaktionsteilnehmer und der angewandten Temperatur erfordern. Es wurde gefunden, daß die Reaktion, wenn sie unter Verwendung von normaler Natriumhydroxidlösung zur Herbeiführung der Hydrolyse durchgeführt wird, praktisch innerhalb von 48 Stunden bei Zimmertemperatur abgeschlossen ist. Das Produkt kann geeigneterweise durch Neutralisation der Lösung und Eindampfen isoliert werden. Das Rohprodukt kann dann gegebenenfalls durch konventionelle Mittel gereinigt werden, beispielsweise durch Ionenaustauscherchromatografie.

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ις

Das cyclische Urethanderivat der Formel III kann mit jedem beliebigen Aminoglycosidderivat der Formel II« das eine freie 1-Aminogruppe aufweist, umgesetzt werden. Falls andere freie Aminogruppen in dem Molekül vorliegen, würden diese natürlich ebenfalls in Reaktion treten, wenn Jedoch nur ein schwacher Überschuß des cyclischen Urethane eingesetzt wird, kann das gewünschte Produkt im allgemeinen in einfacher Weise von den anderen Fositionsisomeren und von mit mehr als an einer Aminogruppe substituierten Produkten, welche in dem Reaktionsgemisch vorliegen, getrennt werden, z. B. durch konventionelle Chromatografie.

Jedoch ist es vorteilhaft, einige oder vorzugsweise alle der anderen freien Aminogruppen, welche in der Verbindung der Formel II vorliegen, vor der Reaktion zu schützen, um die abschließende Isolierung der Verbindung der Formel I zu erleichtern. Insbesondere ist es erwünscht, wenigstens die reaktionsfähigere ö'-Aminogruppe zu schützen. So kann es >als Endstufe bei der Herstellung von Verbindungen der Formel I erforderlich sein, irgendwelche Aminoschutzgruppen, die vorliegen, entweder an dem Stickstoffatom des Amino-alkyl-substituenten oder an anderen Aminogruppen in dem Aminoglycosydmolekül, zu entfernen. Es gibt verschiedene Bedingungen zur vollständigen Entfernung von Aminoschutzgruppen, wobei diese von der Art der verwendeten, schützenden Gruppe und der Umgebung des geschützten Amins abhängen. Das verwendete Medium kann wasserfrei oder wäßrig sein, und in besonderen Fällen kann es in verschiedenen Stärken sauer oder basisch sein.

Eine besonders bevorzugte Schutzgruppe für Verbindungen der Formel II ist die Formylgruppe, wobei sie besondere vorteilhaft ist, da sie in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Hydrolysestufe entfernt werden kann. Ebenfalls geeignet ist die tert.-Butyloxycarbonylgruppe, welche unter

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sauren Bedingungen entfernt werden kann, z. B. durch Behandlung mit wasserfreier Trifluoressigsäure hei Zimmertemperatur für bis zu 30 Minuten, sowie die Benzyloxycarbonylgruppe, welche durch katalytische Hydrierung entfernt werden kann, z. B. durch Hydrieren in wäßriger Essigsäurelösung in Anwesenheit eines Katalysators aus Palladium auf Aktivkohle bei 30 ⁰C und einem Druck von 3»5 kp/cm . Die Hydrogenolyse (Wasserstoffspaltung) ist normalerweise unter diesen Bedingungen in weniger als 12 Stunden abgeschlossen. Line bevorzugte Substituentengruppe R für das Stickstoffatom des cyclischen Urethane in der Verbindung der Formel III ist die Benzylgruppe.

Diese kann ebenfalls durch katalytische Hydrierung entfernt werden, z. B. indem das in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. ein Gemisch aus Wasser, Methanol und Essigsäure, aufgelöste Produkt einer katalytischen Hydrierung bei 4,2 kp/cm für mehrere Stunden bei 60 ⁰C unterzogen wird. Nach der Entfernung aller Schutzgruppen wird das Produkt abschließend in konventioneller Weise aufgearbeitet, z. B. durch Filtrieren und Eindampfen der Lösungsmittel, und das Rohprodukt kann dann gegebenenfalls in der üblichen Weise gereinigt werden, z. B. durch Umkristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel oder durch Chromatografie.

Besonders bevorzugte, geschützte Aminoglycosidderivate der Formel II zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind: 3,3",6·-Tri-N-formyl-kanamycin-A und 2', 3,3", 6'-Tetra-N-formyl-kanamycin-B. e'-N-Benzyloxycarbonyl-kanamycin-A und e'-N-t-Butyloxycarbonyl-kanamycin-A können ebenfalls verwendet werden.

Die Verbindungen der Formel I wie auch die Verbindungen der Formel II und IV können in verschiedenen Eonformationsformen vorliegen, und die Erfindung ist nicht auf irgendeine dieser

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Formen hiervon beschränkt. Im allgemeinen liegen die Hinge jeweils in der "Sessel"-Form vor, und jeder der Substituenten B², B⁵, OB⁵, OB⁶, die 6'-CHB¹NHB-GrUpPe und die Amino- und substituierten Aminogruppen sind im Hinblick auf den Bing äquatorial angeordnet. Darüber hinaus ist die Glycosidbindung zwischen dem Hexopyranosylring und dem 2-Deoxystreptaminring häufiger eine α-Bindung, bezogen auf ersteren. Zusätzlich besitzt der 2-Hydroxy-o-amino-alkyl-substituent an der 1-Aminogruppe ein oder mehrere, optisch aktive Zentren, und jedes hiervon kann in der B- oder der S-Konfiguration vorliegen oder kann als Gemisch von optischen Isomeren vorhanden sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Herstellung

von 1-N-substituierten Kanamycinderivaten der Formel I vorteil-

1 S haft, in denen B, B und B^ jeweils Wasserstoffatome sind,

jeder der Beste B* eine Hydroxylgruppe darstellt und B eine 5-Amino-3-deoxy-a-D-glucopyranosylgruppe ist. Besonders ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1-N-substituier ten Eanamycinderivaten vorteilhaft, wie sie in den britischen Patentanmeldungen 46412/74 und 15425/76 (deutsche Patentanmeldungen P 25 47 738.7/P 26 44· 911.6) genannt sind, besondere zur Herstellung von 1-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxy-butyl]-kanamycin-A. Bei dieser Anwendung ist der Best B in dem cyclischen Urethan

der Formel III ein Wasserstoffatom, η ist 1 und B' ist ein Wasserstoffatom oder eine Benzylgruppe, welche bei der nachfolgenden Hydrierung entfernt wird, d. h. 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on ist in diesem Fall das bevorzugte cyclische Urethan der Formel III.

Die Erfindung betrifft weiterhin bestimmte, neue Verbindungen der zuvor angegebenen Formel I. Insbesondere betrifft sie Verbindungen der Formel I, in denen R eine niedere Alkylgruppe oder eine Benzylgruppe ist. Beispielsweise ist 1-N-[(S)-4-Benzylamino-2-hydroxybutyl]-kanamycin-A eine neue Verbindung gemäß der Erfindung.

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Die cyclischen Urethanzwischenprodukte der Formel III sind selbst neue Verbindungen gemäß der Erfindung. Sie können in mehreren Stufen aus leicht zugänglichen Aldopentose- oder Aldohexosezuckern oder 2-Deoxy-zuckern nach einem Verfahren hergestellt werden, welches zuerst die reduktive Aminierung des Zuckers mit Ammoniak oder einem Amin der Formel E' (worin R' eine niedere Alkyl- oder Benzylgruppe darstellt), als zweites die Bildung eines Ringes eines cyclischen Urethans, z. B. durch Reaktion mit einem Chlorformiat und gegebenenfalls anschließend durch Behandlung mit einer Base, und abschließend die Oxidation zur Bildung der Aldehydfunktion -CHX umfaßt.

In der Praxis wurde gefunden, daß die Aldehydfunktion im allgemeinen in ihrer hydratisierten Form isoliert wird, worin X = (0H)2 bedeutet, obwohl festgestellt werden muß, daß dies ein funktionelles Äquivalent einer freien Aldehydgruppe, in welcher X=O darstellt, ist, und die Erfindung umfaßt diese Alternative. Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die Stereochemie des cyclischen Urethans leicht dadurch festgelegt werden kann, daß von einem Zucker der geeigneten Konfiguration ausgegangen wird, wodurch es möglich wird, die Stereochemie des 1-N-2-Hydroxy-oamino-alkyl-substituenten in den Verbindungen der Formel I in einfacher Veise zu steuern.

R' ist vorzugsweise eine Benzylgruppe, wobei diese selektiv in einer späteren Stufe, falls dies gewünscht wird, durch Hydrieren entfernt werden kann.

Die Herstellung von Verbindungen der Formel III wird anhand der Herstellung von 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on IX aus 2-Deoxy-D-ribose beispielhaft dargestellt.

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Die Herstellung kann wie dies im folgenden Reaktionsschema I gezeigt ist, wiedergegeben werden, wobei hier R' eine Benzylgruppe darstellt.

Reaktionsschema I

OH

H^ I

(VIII)

.OH

Kl

(VII)

NHR'

N R'

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οίο

So wird als erste Stufe bei dieser Herstellung 2-Deoxy-D-ribose V mit einem schwachen Überschuß von Benzylamin in Anwesenheit eines Reduktionsmittels, z. B. von Natriumcyanoborhydrid bei pH » 5ι oder alternativ unter gleichzeitiger, katalytischer Hydrierung in konventioneller Weise umgesetzt. Natriumcyanoborhydrid ist ein bevorzugtes Reagens, und in diesem Fall kann die Reaktion in einfacher Weise mit den in einem gegenüber der Reaktion inerten Lösungsmittel, z. B. Wasser, aufgelösten Reaktionsteilnehmern durchgeführt werden, und sie ist im allgemeinen innerhalb von 24 Stunden bei Zimmertemperatur abgeschlossen.

Alternativ kann die Reduktion durch katalytisch^ Hydrierung bei 50 C und 3,5 kp/cm Druck in Anwesenheit eines Platinoxidkatalysators durchgeführt werden.

Das Produkt VI kann nach konventionellen Arbeitsweisen gegebenenfalls isoliert werden, jedoch wird es vorteilhafterweise direkt in der zweiten Stufe des Verfahrens eingesetzt, wobei das Reaktionsgemisch direkt mit einem schwachen Überschuß eines Arylchlorformiates, vorzugsweise von Phenylchlorformiat, behandelt wird. Diese Reaktion wird vorzugsweise unter Kühlen, z. B. bei einer Temperatur zwischen O ⁰C und 10 ⁰C, durchgeführt, und sie ist im allgemeinen innerhalb von mehreren Stunden abgeschlossen. Das Produkt VII kann nach konventionellen Arbeitsweisen isoliert werden, z. B. durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, z. B. mit Äthylacetat. Das nach der Entfernung des Lösungsmittels erhaltene Produkt ist im allgemeinen ausreichend rein für die Verwendung in der nächsten Stufe des Verfahrens, jedoch kann es gegebenenfalls weiter gereinigt werden, z. B. durch Umkristallisation oder durch Chromatografie. Die Cyclisierung wird durch Behandlung der in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelösten Verbindung der Formel VII mit einer starken Base abgeschlossen. Beispielsweise

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kann die Cyclisierungsreaktion mit Kalium-t-butoxid in t-Butanol oder vorzugsweise mit Natriumhydroxid in Wasser oder wäßrigem Äthanol oder alternativ mit Natriumhydrid in einem Gemisch aus t-Butanol und Dioxan durchgeführt werden. Sie Reaktion wird vorteilhafterweise bei Zimmertemperatur durchgeführt, und im allgemeinen ist sie innerhalb von 24 Stunden abgeschlossen. Die Lösung wird neutralisiert, und* das Produkt VIII kann dann durch Eindampfen isoliert und gereinigt werden. Die zweite Stufe des Verfahrens und die Cyclisierungsreaktion können ebenfalls mit p-Nitrophenylchlorformiat erreicht werden, wobei in diesem Fall der Ringschluß gleichzeitig ohne Notwendigkeit für eine getrennte Stufe einer Basenbehandlung stattfindet. Die Bildung des Sings des cyclischen Urethane kann ebenfalls unter Verwendung von Äthylchlorformiat oder Diäthylcarbonat erreicht werden. Die Endstufe des Verfahrens umfaßt die oxidative Spaltung des in der Verbindung der Formel VIII vorhandenen Diolsubstituenten, um die Aldehydfunktion zu bilden, und dies kann nach verschiedenen Methoden, die dem Fachmann auf dem Gebiet an sich bekannt sind, erreicht werden.

In der Praxis wurde gefunden, daß die Oxidation vorteilhafterweise unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von Natriummetaper-. jodat erreicht werden kann. Diese Reaktion ist im allgemeinen innerhalb weniger Minuten bei Zimmertemperatur abgeschlossen, und das Produkt IX, welches in diesem Fall aus der Lösung in praktisch reiner Form ausfällt, kann durch Filtration gesammelt und getrocknet werden.

Venn dieses Zwischenprodukt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I eingesetzt wird, entsteht natürlich eine Verbindung, in welcher R Vaeserstoff, R' Benzyl, η » 1 sind und das asymmetrische Kohlenstoffatom die S-Eonfiguration aufweist. Bei der nachfolgenden Hydrierung liefert dies ein 1-N-C(S)-4-Amino-2-hydroxybutyl]-aminoglycosidderivat.

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Das Verfahren zur Herstellung der cyclischen Urethanzwischenprodukte kann in exakt analoger Weise unter Anwendung von verschiedenen anderen Aminen durchgeführt werden. Wenn das Verfahren beispielsweise mit Methylamin durchgeführt wird, wird eine Verbindung der Formel IX erhalten, in welcher B' eine Methylgruppe ist. Ammoniak kann ebenfalls eingesetzt wer-

den, in diesem Falle ist B' ein Wasser stoff atom. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß ein ähnliches Verfahren durchgeführt werden kann, wobei jedoch von Bibose selbst ausgegangen wird, um eine Verbindung der Formel III zu erhalten, in welcher η » i und B eine Hydroxylgruppe sind und beide asymmetrischen Kohlenstoffatome die S-Konfiguration aufweisen. Wenn dieses Produkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I eingesetzt wird, entsteht natürlich eine Verbindung, in welcher B eine Hydroxylgruppe und η ■ 1 sind, d. h. ein N-1-[(S)(S)-4^-Amino-2,3-dihydroxybutyl]-aminoglycosidderivat. Die Cyclisierungsreaktion im Fall von Hibose kann ebenfalls mit der 2-Hydroxygruppe der Bibose anstelle der 3-Hydroxygruppe stattfinden, wobei eine Verbindung der Formel III erhalten wird, in welcher η = O ist, wie dies im folgenden Beaktionsschema II dargestellt ist.

Wenn dieses Zwischenprodukt beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, entsteht natürlich ein Derivat der Formel I, in welchem B ein Wasserstoffatom und η = O sind, d. h. ein 1 _N-[ (S ) -^-Hydroxy-^-aminopropyl ] -aminogly co sidderivat.

Falls B' ein Wasserstoff atom ist, können die Verbindungen der Formel III über den entsprechenden Aminozucker hergestellt werden.

Wenn beispielsweise die Cyclisierung unter Verwendung von 5-Amino-[S,S]-1,2,3-trihydroxy-pentan (hergestellt aus 2-Deoxy-D-ribose durch reduktive Aminierung mit Ammoniak oder nit

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Reaktionsschema II

HOCH,

l\ls s/

OH

HO' OH R7

OH

S,_OH

OH

¹I

R⁷NH,

HO

starke se OH

NHR'

OH OH

I PbOCOCl OH '

(X)

CH(OH),

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du

Benzylamin und anschließender katalytischer Hydrierung) als Ausgangsmaterial durchgeführt wird, wird ein 1,3-Oxazinderivat gebildet, welches nach der Oxidation eine Verbindung der Formel

4 7 III liefert, in welcher η = 1 sowie R und H' Wasserstoff sind und das die Aldehydfunktion tragende Kohlenstoffatom die S-Konfiguration aufweist. Wenn diese Verbindung beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I eingesetzt wird, ergibt sich eine Verbindung, in welcher der 1-N-Substituent eine [S]-4-Amino-2-hydroxybutylgruppe ist, und zwar direkt ohne Notwendigkeit einer nachfolgenden Stufe zur Entfernung von schützenden Gruppen.

Wenn 1-Amino-1-deoxy-D-ribitol (abstammend aus D-Ribose) verwendet wird, wird in ähnlicher Weise ein Derivat eines cyclischen Urethans der Formel III erhalten, worin η ■ O und R und R Wasserstoff sind. Wenn dieses Produkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I eingesetzt wird, ergibt es selbstverständlich direkt ein 1-N-C(S)-3-Amino-2-hydroxypropyl]-aminoglycosidderivat.

Das Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel III kann auf Aldosen mit unterschiedlichen Konfigurationen angewandt werden, um Verbindungen der Formel III mit jeder gewünschten Konfiguration zu erhalten. Wenn beispielsweise Xylose bei dem Verfahren eingesetzt wird und die Cyclisierung mit deren 3-Hydroxylgruppe stattfindet, wird eine Verbindung der Formel III hergestellt, in welcher η = 1 und R eine Hydroxylgruppe sind und das Kohlenstoffatom, an welches die Hydroxylgruppe gebunden ist, die R-Konfiguration aufweist und dae die Dihydroxymethylgruppe tragende Kohlenstoffatom die S-Konfiguration besitzt.

In ähnlicher Weise kann das Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel III auf 2-Deoxyaldohexosen und Aldohexosen

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selbst, ζ. B. Glucose, angewandt werden, wobei die Cyclisierung mit der 2- oder 3-Hydroxylgruppe unter Bildung der gleichen Produkte wie zuvor erfolgt.

Die Zwischenprodukte der Formel Hl₁ in denen R Wasserstoff ist, sind von besonderem Wert, insbesondere wenn das die Aldehyd- oder Dihydroxymethylfunktion tragende Kohlenstoffatom die S-Konfiguration aufweist. Von besonderem Wert ist die Verbindung der Formel III, worin R Wasserstoff und η ■ 1 sind, insbesondere wenn R' eine Benzylgruppe ist, d. h. 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on.

Die Aminoglycosidderivate oder die geschützten Aminoglycosidderivate der Formel II sind bekannte Verbindungen, welche bereits in der Literatur beschrieben wurden. Beispielsweise ist 3»3"»6'-!rri-N-formyl-kanamycin-A in der belgischen Patentschrift 817546 beschrieben. Derivate, in denen die 6'-Aminogruppe geschützt ist, sind wohlbekannt und ihre Herstellung ist bereits beschrieben, z. B. in der britischen Patentschrift

1 401 220 und in den deutschen Patentschriften 2 311 524,

2 350 169 und 2 512 58?.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die Beispiele 1 bis 4 sind Beispiele zur Herstellung von neuen cyclischen Urethanzwischenprodukten der Formel III gemäß der Erfindung. Die Beispiele 5 bis 9 erläutern das neue, erfindungsgemäße Verfahren. Das Beispiel 5 ist weiterhin ein Beispiel zur Herstellung einer neuen Verbindung der Formel I gemäß der Erfindung.

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at

Beispiel 1

A. Eine Lösung von 2,14- g = 0,02 Mol Benzylamin in 25 ml Wasser wurde auf pH = 5 niit 5N Salzsäure eingestellt. Es wurden 1,34- g - 0,01 Mol 2-Deoxy-D-ribose und 0,062 g - 0,01 Mol Natriumcyanoborhydrid hinzugegeben, und die Lösung wurde 15 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen. Der pH-Wert der Lösung wurde mit Natriumcarbonat auf 10 eingestellt, und das Gemisch wurde mehrere Male mit Äthylacetat gewaschen. Die wäßrige Lösung wurde auf O C abgekühlt, und es wurden 1,7 g = 0,011 Mol Phenylchlorformiat in 15 nil Dioxan unter Rühren hinzugegeben: Nach 3 Stunden bei 0 ⁰C wurde das Reaktionsgemisch sich auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen, der pH-Wert wurde auf 7 durch Zugabe von 5N Salzsäure eingestellt, und das Gemisch wurde mit Äthylacetat extrahiert. Der organische Extrakt wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft, wobei 2,1 g 1,2,3-[S ,S]-Trihydroxy-5-CN-phenoxycarbonyl-N-benzylamino] -pentan in Form eines Öles, das sich langsam beim Stehenlassen verfestigte, erhalten wurden.
NMR-Spektrum (kernmagnetische Resonanz) S(CDCl₃ + D₂O): 7,2 (1OH, m); 4,5 (2H, s); 3,5 (6H, m);

1,8 (2H, m)
IR-Spektrum:
Vmax ^^{als Film})^: 5^00, 1705, ^^{600 cm}~¹

B· 1,5 6 des Produktes aus Stufe A., aufgelöst in einem Gemisch aus 50 ml t-Butanol und 50 ml Dioxan, wurde bei Zimmertemperatur gerührt und mit 0,34- g Natriumhydrid als 70 %ige Dispersion in öl behandelt. Nach 24 Stunden wurde der pH-Wert auf 7 mit 5N Salzsäure eingestellt, und die Lösung wurde zur Trockne eingedampft. Das Produkt wurde mit Äthanol extrahiert, und der anorganische Rückstand wurde verworfen. Wiederholtes Abdampfen und Extraktion in Äthanol ergab ein von anorganischem Material freies Produkt.

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Der Rückstand wurde abschließend zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt, und die wäßrige Schicht wurde abgetrennt und es wurde unter vermindertem Druck eingedampft, wobei 0,3g 3-BCnZyI-S-[S]-(I¹,2'-dihydroxyäthyl)-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on als Ol erhalten wurden.
NMR-Spektrum (kernmagnetische Resonanz): rf(D₂0): 7,3 (5H, s); 4,4 (2H, s); 4,2 (1H, m); 3,7 (3H, m);

3,1 (2H, m); 1,9 (2H, m)
IR-Spektrum:

^ (als Film): 3400, 1660 cm"¹.

max

C. 0,2 g des Produktes aus Stufe B. in 10 ml Wasser wurden mit einer wäßrigen Lösung von 0,2 g Perjodsäure, auf pH - 3 mit 5N Natriumhydroxid eingestellt, bei Zimmertemperatur behandelt. Nach einigen Minuten bildete sich ein Niederschlag, und das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden stehengelassen. Der feste Niederschlag wurde dann durch Filtration gesammelt, mit einer geringen Wassermenge gewaschen und getrocknet,wobei 0,15 g 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on mit F. « 120 ⁰C erhalten wurden.

Elementaranalyse auf C

gefunden: C · 60,0; H - 6,3; N » 5,8 % berechnet: C » 60,7; H = 6,3; N - 5,9 %

NMR-Spektrum (kernmagnetische Resonanz):

(J(DMSO-D₆): 7,3 (5H, s); 6,1 (2H, d, austauschbar mit D₃O);

4,9 (1H, m); 4,5 (2H, s); 4,0 (1H, m); 3,2 (2H, m);

2,0 (2H, m)
IR-Spektrum
il_mav: 3300, 1670 cm"¹

max

Ca]₁. - + 71,5 (C - 1 in Methanol)

^JD

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Beispiel 2

A. 100 g = 0,7^6 Mol 2-Deoxy-D-ribose und 96 g = 0,897 Mol Benzylamin wurden in 400 ml Methanol und 40 ml Wasser aufgelöst und bei 50 C und 3»52 kp/cm in Anwesenheit von 4,0 g Platinoxidkatalysator hydriert, bis die Wasserstoffaufnahme abgeschlossen war. Der Katalysator wurde abfiltriert, und das Filträt wurde in einem Eisbad gekühlt. Der entstandene, kristalline Niederschlag wurde gesammelt, mit kaltem Methanol gewaschen und getrocknet, wobei 100 g 5-(Benzylamino)-1,2,3-CS,S]-trihydroxypentan in einer Ausbeute von 59 > 5 % erhalten wurden.

Eine Probe wurde aus Äthylacetat umkristallisiert und besaß folgende physikalische Kennzahlen:

F. = 117-118,5 ⁰C

NMR-Spektrum (kernmagnetische Resonanz):

d*(DMS0-d₆): 7,3 (5H, s); 3,9 (3H, m, austauschbar mit D₂O);

3,7 (2H, s); 3Λ (4-H, m); 2,6 (2H, m); 1,6 (2H, m) IR-Spektrum

^ max ^{: 337}°' ^35/|°» ⁵²⁹° ^cm"¹* Elementaranalyse auf C^pH NO .

gefunden: C = 64,3; H = 8,5; H - 6,1 % berechnet: C - 64,0; H - 8,5; N - 6,2 %

B. 95 g - 0,422 Mol des Produktes aus Stufe A. wurden in 570 ml Dimethylformamid, welche 122 ml = 0,844 Mol Triethylamin enthielten, suspendiert und auf -10 ⁰C gekühlt. 66,1 g = 0,422 Mol Phenylchlorformiat wurden während 30 Minuten hinzugegeben, wobei die Temperatur im Bereich von -5 ⁰C bis -10 ⁰C gehalten wurde. Nach 2 Stunden bei dieser Temperatur und 2 Stunden bei Zimmertemperatur wurde das Reaktionsgemisch durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde in Wasser aufgelöst und mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Wasser erneut

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gewaschen, über Magnesitimsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft, wobei 138 g 1,2,3-CS,S]-Trihydroxy 5-(N-phenoxycarbonyl-N-benzylamino)-pentan als dickes öl in einer Auebeute von 95 % erhalten wurden. Das Ol verfestigte sich langsam beim Stehen.

Die Werte für die kernmagnetisehe Resonanz waren wie bei Beispiel 1 A.

Bei der massenspektroskopischen Untersuchung wurde für M⁺ gefunden: m/e » 252. Die Verbindung C₁QH₂₅NOc-CXJ₆Hc erfordert m/e - 252.

C. 110 g ■ 0,32 Mol des Produktes aus Stufe B. wurden in 258 ml mit Methylalkohol vergälltem, technischem Äthylalkohol aufgelöst, und es wurde eine Lösung von 25»8 g ■ 0,64 Mol Natriumhydroxid in 258 ml Wasser hinzugegeben. Die Lösung wurde bei Zimmertemperatur während 2 Stunden gerührt, dann wurde sie mit verdünnter Salzsäure neutralisiert. Der größte Teil des organischen Lösungsmittels wurde durch Abdampfen entfernt und der wäßrige Rückstand wurde mit Äther gewaschen und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in technischem, mit Methylalkohol vergälltem Äthylalkohol suspendiert, zur Entfernung von anorganischem Material filtriert, und das Filtrat wurde eingedampft. Der halbfeste Rückstand wurde mit Fetroläther aufgeschlämmt, filtriert und getrocknet, wobei 77 g 3-Benzyl-6-[S]-(1,2-dihydroxyäthy^-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on in einer Ausbeute von 96 % erhalten wurden. P. = 100,5-102,5 ⁰C

M⁺ gefunden m/e » 251; die Verbindung Ο^,Η^πΝΟ^ erfordert m/e - 251. Kernmagnetische Resonanz:

O): wie für Beispiel 1 B.

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ίο

Elementaranalyse auf CL,H

gefunden: C = 62,0; H = 6,9; N = 5,5 % berechnet: C - 62,1; H = 6,8; N - 5,6 %.

75 g - 0,299 Mol des Produktes aus Stufe C. wurden in 1350 ml Wasser aufgelöst und auf 0 bis 5 °C gekühlt. Eine geklärte Lösung von 63,55 g » 0,299 Mol Natriummetaperjodat in 400 ml Wasser wurde datin bei dieser Temperatur während 15 Minuten hinzugegeben. Nach einem weiteren Rühren von 30 Minuten bei 0 bis 5 ⁰C wurde der ausgefällte Feststoff gesammelt, mit Wasser gewaschen und bei 50 ⁰C im Vakuum getrocknet, wobei 52,3 g 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on in einer Ausbeute von 73,7 % erhalten wurden.

F. - 118-120 ⁰C.	C,	12^H15^K	6;	I t	H	* 6,	3;	N -	5	,9	%
Elementaranalyse auf	C	- 60,	7;	H	- 6,	3;	N =	5	,9	%
gefunden:	C	= 60,
berechnet:

Kernmagnetische Resonanz:
<£(DMS0-d₆) wie für Beispiel 1 C.

Beispiel 3

A. 2,1 g » 0,014 Mol 1-Amino-1-deoxy-D-ribitol (hergestellt aus D-Ribose wie von Walfron et al. in J. Org. Chem. 2£ (1958) S. 571 beschrieben) wurden in 30 ml Wasser aufgelöst, und es wurden 2,9 g = 28 mMol Natriumcarbonat und eine Lösung von 3,2 g - 0,016 Mol p-Nitrophenyl-chlorformiat in 10 ml Aceton bei 0 ⁰C hinzugegeben. Die Lösung wurde gerührt und bei Zimmertemperatur über Nacht stehengelassen. Die Lösung wurde mit 5N Salzsäure angesäuert und mehrere Male mit Äthylacetat extrahiert. Die wäßrige Phase wurde eingedampft und der Rückstand wurde mit Äthanol extrahiert. Die Chromatografie auf Kieselerdegel unter Elution mit einem Gradienten von

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Chloroform und Äthanol ergab 0,7 g 5-CS]-( 1',2·, äthyl)-1,3-oxazolidin-2-on in Form eines Öles. Elementaranalyse auf CgH

gefunden:	C	- 40	,1;	H	* 6	,*;	N	= 6	,7	%
berechnet:	C	- 40	,7;	H	- 6	,3;	N	- 7	,9	%

B. Das Produkt aus Stufe A. in 2 ml Wasser wurde mit 1,5 B Perjodsäure behandelt, der pH-Wert wurde auf 5 mit 5N Natriumhydroxid eingestellt, und die Lösung wurde bei Zimmertemperatur während 48 Stunden stehengelassen. Die Lösung wurde eingedampft, und das organische Material wurde mit Äthanol extrahiert. Die Chromatografie auf Kieselerdegel ergab 0,4 g 5-[S]-Dihydroxymethyl-oxazolidin-2-on in Form eines Öles. Rf » 0,76 in Chloroform, Methanol 1:1.

m/e = 86; die Verbindung C^Hr,N0^-CH(0H)₂ erfordert m/e « 86. Kernmagnetische Resonanz:
6 (D₂O): 5,2 (1H, m); 4,6 (HOD und 1H, m); 3,5 (2H, m).

Beispiel 4

A. Eine Lösung von 4,8 g « 48 mMol Benzylamin in 40 ml Wasser wurde auf pH » 5 mit 5N Salzsäure angesäuert. Es wurden 3,0 g =27,5 mMol 2-Deoxy-D-ribose und 1,35 6 ■ 21,5 mMol Natriumcyanoborhydrid hinzugegeben, und die Lösung wurde gerührt und über Nacht bei Zimmertemperatur stehengelassen. Die Lösung wurde auf pH *> 10 mit Natriumhydroxid basisch gemacht, mehrere Male mit·Äthylacetat zur Entfernung von überschüssigem Benzylamin gewaschen und auf pH - 4 mit Salzsäure angesäuert. Es wurden 60 ml Methanol hinzugegeben, und das rohe Gemisch wurde bei 50 C und 3,52kp/cm in Anwesenheit eines Katalysators aus 10 % Palladium auf Aktivkohle hydriert, wobei frischer Katalysator nach 24 Stunden zugesetzt wurde. Nach weiteren 4 Tagen wurde die Lösung filtriert und eingedampft,

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wobei das Produkt auf einem handelsüblichen Anionenaustauscherharz in der NH^⁺-Porm (Warenbezeichnung Amberlite CG 50) unter Elution mit O,1N Ammoniumhydroxidlösung chromatografiert wurde. Hierbei fielen 1,6 g 5-AnUnO-[SjS3-1,2,3-trihydroxypentan in einer Ausbeute von 53 % an· m/e «= 135; CcH₁₀NO, erfordert m/e = 135-

B. 1 g des Produktes aus Stufe A. wurde in 20 ml Wasser aufgelöst, und es wurden 2 g Natriumcarbonat und eine Lösung von 3 g p-Nitrophenylchlorformiat in 10 ml Aceton unter Rühren bei 0 ⁰C hinzugegeben. Die Lösung wurde bei 3 ⁰C während 16 Stunden gehalten, dann mit 5N Salzsäure angesäuert und mehrere Male mit Äthylacetat gewaschen. Die wäßrige Lösung wurde eingedampft, und der Rückstand wurde mit Äthanol extrahiert und auf einer Kieselerdegelsäule unter Elution mit einem Gradienten von Chloroform/Äthanol chromatografiert, wobei 0,65 g 6-(S)-(I¹ ,2'-Dihydroxyäthyl)-tetrahydro-1,3-oxaζin-2-on in einer Ausbeute von 55 % erhalten wurden.

C. 0,6 g » 3»7 mMol des Produktes aus Stufe B. wurden mit einer Lösung von 1,Og= 4,0 mMol Perjodsäure in 5 ml Wasser, die auf pH a 5 mit 5N Natriumhydroxidlösung eingestellt war, behandelt. Nach 2 Stunden wurde die Lösung filtriert, das Lösungsmittel abgedampft und die Extraktion mit Methanol ergab 0,35 g 6-[S3-Dihydroxymethyl-tetrahydro-1 _f3-oxa ζ in-2-on als farbloses Ol mit einer Ausbeute von 64- %. m/e = 100; C₅HQNO₄-CH(OH)₂ erfordert m/e » 100.

Beispiel 5

mg = 0,2 mMol 3,3"»6'-Tri-N-formyl-kanamycin-A, aufgelöst in 5 ml Dioxan und 5 ml Wasser, wurden mit 100 mg » 0,4- mMol 3-Benzyl-6-[S3-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on und

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ft

25 mg ^m 0,4 mMol Natriumcyanoborhydrid behandelt, und der pH-Wert des Gemisches wurde auf 6 eingestellt. Das Gemisch wurde für 3 Tage bei 40 ⁰C stehengelassen. 10 ml 1N Natriumhydroxid-Ιο sung wurden dann hinzugegeben, und das Gemisch wurde für weitere 2 Tage bei Zimmertemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf einer Säule eines Anionenaustauscherharzes in der Ammoniumionenform (Warenzeichen Amberlite CG 50) chromatografiert, wobei mit einem Gradienten von Ammoniumhydroxidlösung von O,O5N bis 0,3N eluiert wurde. Die das gewünschte Produkt enthaltenden Fraktionen wurden vereinigt und eingedampft, wobei 96 mg 1-N-[(S)-4-Benzylamino-2-hydroxybutyl]-kanamycin-A mit Rf ■ 0,36 erhalten wurden.

Die Dünnschichtchromatografie wurde auf Kieselerdegelplatten unter Anwendung eines Lösungsmittelsystems, bestehend aus einem 4:1:2-Gemisch aus Methanol, Chloroform und 17 %igem Ammoniumhydroxid durchgeführt. Die Flecken wurden nach dem Trocknen der Platten durch Besprühen mit einer 5 %igen Lösung von t-Butylhypochlorit in Cyclohexan, Trocknen der Platten bei 100 ⁰C für 10 Minuten in einem belüfteten Ofen, Abkühlen und Besprühen mit Stärke-KaliumjodidlÖsung sichtbar gemacht. Eanamycin-A ergab einen Rf-Wert von 0,16.

Beispiel 6

40 mg des Produktes von Beispiel 5 wurden in 30 ml eines Gemisches aus gleichen Teilen Methanol, Wasser und Eisessig aufgelöst und bei einem Druck von 4,22 kp/cm bei 60 C über einem Katalysator von 30 % Palladium auf Aktivkohle hydriert. Nach 8 Stunden wurde die Lösung filtriert und eingedampft, und der Rückstand wurde auf einem Anionenaustauscb.erh.arz (Warenbezeichnung Amberlite CG 50), wie zuvor beschrieben, chromatografiert, wobei 19 mg 1-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyl]-kanamycin-A erhalten wurden, die mit einer Referenzprobe identisch waren.

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Beispiel 7

Eine Lösung von 85 mg 3»3"»6'-Tri-N-formyl-kanamycin-A, 40 mg 5-[S]-Dihydroxymethyl-1,3-oxazolidin-2-on und 20 mg Natriumcyanoborhydrid in 2 ml 50 %igem wäßrigem Methanol wurden für 72 Stunden auf 50 ⁰C gehalten. Die Lösung wurde dann mit 3N Salzsäure angesäuert, und nach 24 Stunden wurde sie auf einer Säule eines Anionenaustauscherharzes (Warenbezeichnung Amberlite CG 50) unter Elution mit einem Gradienten von wäßriger Ammoniumhydroxidlösung mit zunehmender Konzentration chromatografiert. Das isolierte Produkt wurde mit 1N Natriumhydroxidlösung behandelt, und nach 24 Stunden bei Zimmertemperatur wurde die Lösung neutralisiert und wie zuvor chromatografiert, wobei 67 mg 1-N-C(S)-3-Amino-2-hydroxypropyl3-kanamycin-A in einer Ausbeute von 79 % erhalten wurden, die sich, bei der Dünnschichtchromatografie mit einer Referenzprobe identisch erwiesen. Bei der Feiddesorption ergab sich ein Wert von m/e für M + 1 = 558; die Verbindung ^C21^H43^N5°12 ^erfordert einen Wert M + 1 - 558.

Beispiel 8

In gleicher Weise wie in Beispiel 5 beschrieben wurde 1-N-C(S)-3-Amino-2-hydroxypropyl3-kanamycin-B hergestellt, wobei jedoch von 2',3,3",6'-Tetra-N-formyl-kanamycin-B ausgegangen wurde. Es ergab sich ein Rf-Wert von 0,53 io. 3M Natriumchloridlösung; Eanamycin-B besaß einen Wert von 0,85·

Beispiel 9

0,45 g = 0,8 mMol 3,3"_i6'-Tri-N-formyl-kanamycin-A wurden in 5 ml Wasser aufgelöst, und es wurden 0,28 g * 2 mMol 6-CS]-Dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on und 0,28 g ■ 4,5 mMol Natriumcyanoborhydrid hinzugegeben.

Die Lösung wurde auf pH = 6 angesäuert und für 4 Tage auf 40 ⁰C gehalten. Die Chromatografie auf einem Anionenaustauscherharz

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(Warenbezeichnung Amberlite CG 50) unter Elution mit 0,02N Ammoniumhydroxidlösung ergab 0,25·g 1-N-(6-[S]-Methylen-1,3-oxazin-2-on)-3,3"»6^l-tri-N-formyl-kanamycin-A in einer Ausbeute von 48 %. Dieses Produkt wurde in 3 ml Methanol aufgelöst, und es wurden 3 ml 2N Natriumhydroxidlösung hinzugegeben. Die Lösung wurde bei Zimmertemperatur für 48 Stunden aufbewahrt, neutralisiert und wie zuvor chromatografiert, wobei 1-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyl]-kanamycin-A erhalten wurden, die mit einer Referenzprobe identisch waren.

Beispiel 10

Eine Lösung von 0,57 g ■ 1 mMol 3»3",e'-Tri-N-formyl-kanamycin-A und 0,47 g » 2 mMol 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on, gelöst in einem Gemisch aus 11 ml Methanol und 3 ml Wasser, wurde bei einem Druck von 3»52 kp/cm und 50 ⁰C in Anwesenheit von 0,1 g eines Gemisches von 10 % Platinoxid auf Aktivkohle und 10 % Palladiumoxid auf Aktivkohle hydriert. Nach dem Abschluß der Wasserstoffaufnahme wurde die Lösung filtriert und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in 14 ml 1N wäßriger Natriumhydroxidlösung aufgelöst, und die Lösung wurde für 18 Stunden auf 60 ⁰C erwärmt. Nach dem Neutralisieren und dem Eindampfen bis auf ein kleines Volumen wurde das Produkt auf einem Anionenaustauscherharz (Warenbezeichnung Amberlite CG 50) wie zuvor chromatografiert, wobei 1-N-C(S)-4-Benzylamino-2-hydroxybutyl]-kanamycin-A erhalten wurde, das mit dem Produkt des Beispiels 5 identisch war.

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Claims

Patentansprüche

1. /Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen Aminoglycosidderivaten der folgenden Formel 1:

NHR

^r1 -V- V² _λ oh r"

R-L_-A' \ ο -Jt/ AL-MIaI-CH-CH(CH₀)NHR' (l)

worin bedeuten:

R ein Wasserstoffatorn oder eine niedere Alkylgruppe; R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe;

2
R eine Hydroxyl- oder Aminogruppe;

jeder der Reste R* ein Wasserstoffatorn oder eine Hydroxylgruppe;

R ein Wasserstoffatorn oder eine Hydroxylgruppe; einer der Reste R und R ein "Wasserstoffatom, während der andere Rest ein Wasserstoffatom oder eine GIycosylgruppe bedeutet, wobei, wenn B? eine Glycosylgruppe ist, dies eine gegebenenfalls an eine weitere Hexopyranosylgruppe über eine glycosidische Bindung gebundene Pentofuranosylgruppe ist, oder, falls R eine GIycosylgruppe darstellt, dies eine zwei oder mehr Hydroxylgruppen und gegebenenfalls eine Amino- oder Methylaminogruppe enthaltende Hexopyranosylgruppe ist; R' ein Wasserstoffatorn, eine niedere Alkylgruppe oder eine Benzylgruppe;

die gebrochene Linie gegebenenfalls eine zweite Bindung, wenn jeder der Reste R* ein Wasserstoffatom ist; und

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ORIGINAL INSPECTED

η = O oder 1 ist, mit der Ausnahme, daß η nicht 0 sein kann, wenn der Best B eine Hydroxylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der folgenden Formel II:

NHU

■o V—ν

-¹»

worin B, B , B , B*, B^ und B die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und worin eine oder mehrere der freien, von der 1-Aminogruppe verschiedenen Aminogruppen gegebenenfalls geschützt sein können,

mit einem cyclischen Urethanderivat eines α-Hydroxy Hi>-aminoaldehyds oder dessen Hydrat der folgenden Formel III:

' R⁷

CHX

μ η worin B , B' und η die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen

und X=O oder (OH)₂ ist,

umgesetzt wird,

das Produkt unter Bildung einer Verbindung der folgenden Formel IV:

NH₂ R⁴

NHCH_o--( N R

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Λ 7
worin R, E bis R' und η die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und worin eine oder mehrere der freien Aminogruppen hierin gegebenenfalls geschützt sein können«

reduziert wird,

die cyclische Urethangruppe hydrolysiert wird, und

gegebenenfalls alle Aminoschutzgruppen entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion gleichzeitig mit der Reaktion der Verbindung der Formel II und des cyclischen Urethans der Formel III unter Anwendung von Natriumcyanoborhydrid als Reduktionsmittel
durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion gleichzeitig mit der Reaktion der Verbindung der Formel II und des cyclischen Urethans der Formel III durch katalytische Hydrierung durchgeführt wird.

M-, Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Palladium auf Aktivkohle verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangsverbindungen verwendet werden, in denen R, R und R^ jeweils Wasserstoffatome sind, R^ eine Hydroxylgruppe darstellt und R eine 3-Amino-3-deoxy-a-D-glucopyranosylgruppe ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle freien, von der 1-Aminogruppe
verschiedenen Aminogruppen in der Verbindung der Formel II geschützt sind.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminoschutzgruppe die Formylgruppe ist.

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8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II 3,3",6'-Tri-N-formyl-kanamycin-A ist.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II 2·,3,3",6·- Tetra-N-formyl-kanamycin-B ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

h.
durch gekennzeichnet, daß H Wasserstoff und η « 1 sind.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

durch gekennzeichnet, daß R eine Benzylgruppe ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel III 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on ist.

13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

gekennzeichnet, daß E Wasserstoff ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel III 6-[S]-Dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2~on ist.

15- 1-N-substituierte Aminoglycosidderivate der Formel I, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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16. Verbindung der Formel III

N ^P (IH)

HX

worin bedeuten:

R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe; R' ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe oder

eine Benzylgruppe;
η » 0 oder 1, mit der Ausnahme, daß η nicht O sein kann,

wenn der Rest R eine Hydroxylgruppe ist; und X - 0 oder (OH)₂.

17· Verbindung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Wasserstoffatorn ist.

18. Verbindung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das die Aldehyd- oder Dihydroxymethylfunktion tragende Kohlenstoffatom die S-Konfiguration aufweist.

19. Verbindung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß R' eine Benzylgruppe ist.

20. 3-Benzyl-6-[S]-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on.

21. 6-[S]-Dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on.

22. 5-CS]-Dihydroxymethyl-oxazolidin-2-on.

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fr

23· Verfahren zur Herstellung eines cyclischen Urethane der Formel III:

(CH₂) I — CHI)

CHX

worin bedeuten:

R ein Wasserstoff a torn oder eine Hydroxylgruppe;

R' ein Wasserstoff a torn, eine niedere Alkylgruppe oder eine

Benzylgruppe;
X =0 oder (OH)₂; und
η =0 oder 1, mit der Ausnahme, daß η nicht 0 sein kann,

wenn der Rest R eine Hydroxylgruppe ist, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein Aldopentose- oder Aldohexosezucker oder ein 2-Deoxy-

rp

zucker mit Ammoniak oder einem Amin der Formel R'NH₀,

7
worin R' eine niedere Alkylgruppe oder eine Benzylgruppe ist, reduktiv aminiert wird,

(b) durch Reaktion mit einem Ester von Chlorameisensäure oder Chlorkohlensäure, gegebenenfalls unter anschließender Behandlung mit einer Base,der Ring des cyclischen Urethans gebildet wird, und

(c) zur Bildung der Aldehydfunktion -CHX oxidiert wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die reduktive Aminierung mit Natriumcyanoborhydrid durchgeführt wird.

23· Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die reduktive Aminierung durch katalytische Hydrierung durchgeführt wird.

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26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 his 25» dadurch gekennzeichnet, daß als Amin der Formel E'NHp Benzylamin verwendet wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Hing des cyclischen Urethane durch Reaktion mit Phenylchlorformiat und anschließende Behandlung mit einer Base gebildet wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Sing des cyclischen Urethans durch Reaktion mit p-Nitrophenyl-chlorformiat gebildet wird.

29· Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidationsstufe mit Natriummetaperjodat durchgeführt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29» dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial D-Ribose verwendet wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29» dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial 2-Deoxy-D-ribose verwendet wird.

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