DE2720199A1

DE2720199A1 - Neamin-derivate und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2720199A1
Application number: DE19772720199
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Suami
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2720199C3; FR2352830B1; JPS532453A; US4281107A; FR2352830A1; CA1076562A; GB1538843A; DE2720199B2

Description

HOFFMANN · EITLF, <& PARTNER

PAT E N TAN W ALT E OR. ING. E. HOFFMANN (19301976) . D I PL-I N G. W. E ITlE · D R. RED. NAT. K. HOFFMAN N · Ol PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) ■ D-8000 MO N CH EN 81 · TELEFON (08») 911087 · TELEX 05-29019 (PATH E)

29 252 m/we

Tetsuo Suami, Musashino / Japan

Neamin-Derivate und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft Didesoxyneamin, welches als ein
antimikrobielles Mittel geeignet ist, und ein Verfahren für die Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung 5,6-Didesoxyneamin, das durch die Formel (I) dargestellt wird:

(D

OH NH,

709850/0728

- r-

und ein Verfahren für die Herstellung von 5,6-Didesoxyneamin, welches die Hydrierung einer Verbindung, dargestellt durch die Formel (II):

C]

NHR

(II)

1 2

worin R eine Schutzgruppe für eine Aminogruppe und R

eine Schutzgruppe für eine Hydroxylgruppe darstellen-, sowie dieEnt fernung der Schutzgruppen für die Amino- und die Hydroxylgruppen , umfaßt.

Es wurden ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt zur Synthese von Antibiotika, welche gegen Antibiotikaresistente Mikroorganismen wirksam sind, insbesondere Aminocyclitol-Derivate.

y ,V-Didesoxyneamin, welches eine y ,V -Desoxyform
von Neamin darstellt, wurde bisher in diesem Zusammenhang vorgeschlagen und es konnte bestätigt werden, daß 3',4'-Didesoxyneamin gegen verschiedene Antibiotika-resistente Mikroorganismen wirksam ist (berichtet in J. Antibiotics. 24 (iü), 7ii (1971).

Es wurden bisher auch die Verbindungen 5-Desoxyneamin oder 6-Desoxyneamin, welche eine 5- oder 6-Desoxyform einer Desoxystreptamin-Komponente von Neamin darstellen, entwickelt

709850/0725

(wie in der Japanischen Patentanmeldung Nr. I37 222/75, korrespondierend mit der US-Patentanmeldung Serial Nr. 730 396, angemeldet am 7. Oktober, I976, beschrieben), wobei man erwartete, daß eine derartige Desoxyform antimikrobielle Aktivitäten gegen Antibiotika-resistente Mikroorganismen aufweisen, würde, ähnlich wie im Falle des oben beschriebenen y ,V-Didesoxyneamins.

Es wurden nun weitere Untersuchungen an 5,6-Didesoxyneamin und zu einem Verfahren zur Herstellung desselben durchgeführt, in der Erwartung, daß eine solche 5,6-Didesoxyform eine gesteigerte Wirksamkeit gegen Antibiotika-resistente Mikroorganismen haben würde. Die Ergebnisse zeigten, daß 5,6-Didesoxyneamin eine unerwartet hohe Aktivität gegen verschiedene Antibiotika-resistente Mikroorganismen besitzt.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, 5,6-Didesoxyneamin zur Verfügung zu stellen, welches antimikrobielle Aktivitäten besitzt.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren für die Herstellung von 5,6-Didesoxyneamin zur Verfügung zu stellen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird 5,6-Didesoxyneamin mit der Formel (I):

CH₉NH₀ NH₁

NH₂

welches antimikrobielle Aktivität aufweist, zur Verfügung gestellt. 709850/0725

Nach einer anderen AusfUhrungsform dieser Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung von 5,6-Didesoxyneamin zur Verfügung gestellt, welches die Hydrierung einer Verbindung der Formel (II):

CH₂NHR

NHR^J

(ID

R²O

NHR

1 2

worin R eine Schutzgruppe für eine Aminogruppe und R eine Schutzgruppe für eine Hydroxylgruppe darstellen, und die Entfernung der Schutzgruppen für die Amino- und die Hydroxylgruppe durch Hydrolyse, umfaßt.

Das Verfahren für die Herstellung von 5,6-Didesoxyneamin wird nachfolgend in der Reihenfolge der Reaktionsschritte beschrieben.

Eine Verbindung der Poroel (II):

CH₂NHR¹

(ID

709850/0725

1 2

worin R eine Schutzgruppe für eine Aminogruppe und R eine Schutzgruppe für eine Hydroxylgruppe darstellen, wird hydriert.

Spezifische Beispiele für geeignete Ausgangsverbindungen der Formel (II) weisen die folgenden Gruppen auf:

R : eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, insbesondere eine Alkoxycarbonyl-Gruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen in der Alkoxy-Komponente, wie z.B. eine Methoxycarbonyl-, eine Äthoxycarbonyl-, eine Propoxycarbonyl-, eine Isopropoxycarbonyl- und eine Butoxycarbonyl-Gruppe; eine Aryloxycarbonyl-Gruppe wie z.B. eine Phenoxycarbonyl- und eine p-Nitrophenoxycarbonyl-Gruppe; und eine Aralkoxycarbonyl-Gruppe, wie z.B. eine Benzyloxycarbonyl-Gruppe, eine p-Methoxybenzyloxycarbony1-Gruppe, eine p-Äthoxybenzyloxycarbonyl-Gruppe, eine p-Chlorobenzyloxycarbonyl-Gruppe und eine p-Nitrobenzyloxycarbonyl-Gruppe.

ρ
R : eine Acyl-Gruppe, wie z.B. eine Acetyl-, Propionyl-, und Butyryl-Gruppe; eine Aroyl-Gruppe, wie z.B. eine Benzoyl-, p-Chlorbenzoyl- und p-Nitrobenzoyl-Gruppej eine Acetal- oder Ketal-Gruppe, wie z.B. eine Tetrahydroxypyranyl- und eine 1-Methoxycyclohexyl-Gruppe; eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, wie z.B. eine Äthoxycarbonyl-, t-Butoxycarbonyl- und t-Amyloxycarbonyl-Gruppe; und eine Aralkoxycarbonyl-Gruppe, wie z.B. eine Benzyloxycarbonyl-, p-Methoxybenzyloxycarbonyl-, p-Äthoxybenzyloxycarbonyl- und p-Chlorbenzyloxycarbonyl-Gruppe.

Die Umsetzung wird durchgeführt durch Auflösen der Ausgangsverbindung der Formel (II) in Wasser, Methanol, Äthanol, Isopropanol, Aceton, Dioxan, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran und ähnlichem, z.B. in einer Konzentration von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-^, wobei Wasserstoffgas In die Lösung in Gegen-

709850/0725

-e- i

wart eines Katalysators, wie Raney-Nickel, Palladium-Kohlenstoff, Platinoxid, Kobalt, Rhodiumkomplexe, Eisen, Kupfer.und ähnlichem, eingeblasen wird. Die Umsetzung wird bei einer Temperatur im Bereich von etwa -20⁰C bis etwa 13O⁰C, vorzugsweise bei Raumtemperatur (etwa 20-30⁰C) bis etwa 100⁰C, unter Normaldruck oder unter einem Druck von etwa 2 bis etwa 50 kg/cm , durchgeführt. Die Beendigung der Reaktion kann durch Dünnschicht-chromatographische Untersuchungen kontrolliert werden. Die Umsetzung ist im allgemeinen nach 1 bis 72 Stunden abgeschlossen.

Die Schutzgruppen der auf diese Weise erhaltenen Dldesoxyform werden durch Hydrolyse entfernt, vorzugsweise bei 15⁰C bis 120⁰C, am besten bei 6O⁰C bis 100⁰C, wobei die Didesoxyform in einem geeigneten Lösungsmittel, wie einem Gemisch aus Wasser und einem wasserlöslichen Lösungsmittel (wie Methanol, Äthanol, Aceton, Dioxan und ähnliche) vorliegt,in Gegenwart eines Katalysators, wie einer Säure, z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, etc., oder einer Base, z.B. Natriumhydroxid,Kaliumhydroxyd, Natriumalkoxyde, Kaliumalkoxyde, Ammoniak, Hydrazin, etc., wobei 5,6-Didesoxyneamin der oben genannten Formel (I) erhalten wird. Geeignete Reaktionszeiten für diesen Schritt liegen im Bereich von etwa 1 bis 24 Stunden. Die Beendigung der Reaktion kann durch Dünnschichtchromatographie verfolgt werden.

Die erhaltene Verbindung kann isoliert und mit Hilfe der Säulenchromatographie unter Verwendung eines schwach-sauren Ionenaustauschharzes oder ähnlichem gereinigt werden.

Die Ergebnisse der Versuche zur antimikrobiellen Aktivität, die mit 5,6-Didesoxyneamin durchgeführt wurden und die die unerwarteten Effekte zeigen, sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßt. Die hemmende Wirkung gegen die aufgeführten Mikroorganismen wurde bei verschiedenen Konzentrationen der Verbindungen unter Verwendung der Papier-Disk-Methode bestimmt. Die Zahlenwerte g^eben den Durchmesser der Inhibierungszone in mm an.

709850/0725

Tabelle 1

Antimikrobiell Aktivität von 5,6-Didesoxyneamin (Papier-Disk-Methode; die Werte geben den Durchmesser der Inhibierungszone (in mm) an

Konzentration Stamm

^ {γ/ιοί) v,*.Hn E. coil E. coll S. aureus S. epidermldis Mycobac. Kleb, pnei-rn.

_o _K-12 ML-1629 653ÖP 1222Ö 6Ο7 7

®l,000 33.7 33.Ο IO.3 25.6 27.6 17.3 22.2

O 500 3I.I 29.Ο 0 22.4 25.2 II.9 19.4 ,

5 250 30.I 25.6 0 I9.6 22.4 9.4 16.8

^J 125 26.9 22.0 O I5.9 I9.8 O 13.5

0» 62.5 24.4 I9.7 O 12.0 I7.4 O 10.0

31.2 22.0 I5.6 O O 14.4 O O

15.6 19.7 13.2 0 0 12.7 0 0

7.8 17.0 00 0 10.9 0 0

3-9 14.6 0 0 0 0 0 0

• I.95 10.2 0 0 0 0 0ί> Ο

Tabelle

Antimikrobielle Aktivität von Neamin (Papier-Disk-Methode; die Werte geben den Durchmesser der Inhibierungszone (in mm) an

konzentration

cd (r/^ml)

Stamm

a, ooo

500

250
125

62.5

31.2

15.6
7.8 '
3.9
1.95

•α ...,,,.ι,,, E. coli E. coll B. SUbtlllS

33.6
30.3
29.3
26.3
24.1

20.8
18.3
15.2
11.1
0

K-

35.0
31.0
28.8
24.5
21.2
18.4

15.3
11.6

ML-1629

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S. aureus 653b P

25.0 21.1

18.3 14.6 11.2

S. epldermidis
1222b

28.0
24.6
22.0
Ι9.6
Ι6.Ι
13.6
11.4

Mycobac
6Ο7

20.1

13.5
0
0
0
0
0
0
0
0

Kleb, pneuir.. 7

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ho

CD

-B-

Wie die Ergebnisse zeigen, besitzt 5,6-Didesoxyneamin gemäß der Erfindung antimikrobiell Aktivitäten gegen GRAM-positive und GRAM-negative Mikroorganismen, die der Aktivität des Stamm-Neamins überlegen sind. Im besonderen besteht eine Tendenz für eine Minimum-Inhibierungskonzentration von 5,6-Didesoxyneamin gegen B. subtills, E. coil ML-I629, S. epidermidis 12228, Mycobac. 607 und Kleb, pneum. 7, welche der von Neamin überlegen ist.

Die Verbindungen, wie sie durch die Formel (II) dargestellt werden und erfindungsgemäß verwendet werden können, stellen ebenfalls neue Verbindungen dar. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung derselben wird im Bezugsbeispiel 1 angegeben.

Außerdem kann das erfindungsgemäß erhaltene 5,6-Didesoxyneamin in einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol, Pyridin etc., mit Essigsäureanhydrid acetyliert werden, wobei die entsprechende acetylierte Verbindung erhalten wird. Beispiel für die Acetylierung wird im Bezugsbeispiel 2 angeführt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch ein Beispiel genauer beschrieben. Wenn nicht anders angegeben, so beziehen sich alle Teile, Prozentsätze, Verhältnisse und ähnliches auf das Gewicht.

Beispiel

(1) Herstellung von 3^f.4*-Dl-o-acetyl-1,3.2',6'-tetra-N- oxyyOar* oonyx- 3 1 fe~ u χ v-> 3 s ox7y*ne a rn i η

116 mg 3'^'-Di-o-acetyl-5,6-didesoxy-5-en-l,3,2^f ,6'-tetra-N-äthbxycarbonylneamln wurden in 20 ml Methanol in Gegenwart von 10 mg Plätinoxid I5 Stunden lang unter Verwendung eines Paar-Reduktors (3,4 kg/cm ) reduziert. Der Katalysator

- 10 -

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wurde durch Filtrieren entfernt und das Filtrat eingedampft. Der Rückstand wurde in 10 ml Benzol gelöst und Hexan zugegeben, wobei 113 mg y ,4'-Di-o-acetyl-1,3,2¹,6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-5,6-didesoxyneamin in einer Ausbeute von 97 % erhalten wurden.

Schmelzpunkt: 61 - 94°C [o(\q⁰ : +78_;1° (C 2,5, Chloroform)

NMR-Spektrum: 1.22 (t, 12H, J = J Hz, 4COOCH₂CH,), I.98 (s, 3H, OAc) und 2.01 (s, 3H, OAc).

Elementaranalyse für ^C28^H46^N4°l4^!

CHN

Berechnet (#): 50.75 7,00 8.45 Gefunden {%): 50.84 7.00 8.I5

(2) Herstellung von 5_t6-Didesoxyneamin

302 mg 3',4^l-Di-o-acetyl-l,3,2',6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-5,6-didesoxyneamin, welches, wie in (1) beschrieben, erhalten wurde, wurde in 30 rol ölethanolischer Lösung von 3 S Bariumhydroxid unter Rückfluß für 10 Stunden hydrolisiert und das Produkt mittels Amberlite CG-50 (NH^⁺) (Handelsprodukt, erhältlich von Rohm & Haas Co.) gereinigt, wobei 74 mg (56 $) 5#6-Didesoxyneamin erhalten wurde. . .

Schmelzpunkt: 128 - 142⁰C ° : +125° (C 2.0, Wasser)

Bei der Dünnschichtchromatographie des auf diese Weise erhaltenen Produktes in einem Lösungsmittelsystem aus 28 % wäßrigem Ammoniak:Butanol: Äthanol .-Wasser (5:8:10:7, bezogen auf das Volumen) ergab sich ein einziger Fleck (R_f = 0,14).

- 11 -

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Al

BezuRsbeispiel 1

(1) Herstellung von 3',4*-Dl-o-acetyl-1,3,2*,6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-5,6-di-mesyl-nearnin

710 mg 3',4^T-Di-o-acetyl-l,3,2',ö'-tetra-N-äthoxycarbonylneamin (hergestellt nach der von T. Suami, S. Nishiyama, Y. Ishikawa und S. Katsura, Carbohydrate Research. Band 53, Seite 239 (1977) beschriebenen Methode) wurden unter Eiskühlung in 4 ml Pyridin gelöst und 0,8 ml Mesylchlorid zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur 20 Std. lang gerührt. Kaltes Wasser wurde zu dem Gemisch zugegeben, wodurch Kristalle ausgefällt wurden. Die ausgefällten Kristalle wurden filtriert und aus 2-Propanol rekristallisiert, wobei 560 mg (64 %) >' ,4'-Di-o-acetyl-1,3,2¹, 6' -tetra-N-äthoxycarbonyl^^-di-o-mesyl-neamin erhalten wurden.

Schmelzpunkt: 188 - 189⁰C

Mf)¹ : +35.0° iC O.92, Chloroform

NMR-Spektrum: £l.l - 1.4 (m, 12H,

I.98 (s, 3H, OAc),

2.03 (s, 3H, OAc),

3.12 (s, 3H, SO₂CH ) und

3.25 (s, 3H, SO₂CH₃).

Elementaranalyse für C^₀H _QN^S O₃₀:

CHN

Berechnet Gefunden

42	.34	5	.92	6	• 58	7	• 53
42	.36	5	.85	6	.21	7	.48

- 12 -

J09850Y0725

(2) Herstellung von 3' ,4'-Di-o-acetyl-^o-didesoxy-S-en-1,3,2',6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-neamin

505 mg 3¹ _J4'-Dl-o-acetyl-l,3,2^l,6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-5,6-di-mesyl-neamin wurden wie unter (1) beschrieben hergestellt und zusammen mit 5,0 g Natriumiodid und 2,5 g Zinkpulver in 10 ml Dimethylformamid bei 100⁰C 2,5 Std. lang gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 40 ml Chloroform verdünnt und dann filtriert. Das Filtrat wurde sukzsesive mit einer gesättigten x^äßrigen Lösung von Natriumchlorid, einer 20 $igen Lösung von Thioschwefelsäure und kaltem Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Chloroform wurde durch Evaporieren .entfernt und der Rückstand mit Hilfe der Silicagel-Chromatographie gereinigt, wodurch ein Rohprodukt erhalten wurde. Das Rohprodukt wurde in I5 ml Benzol gelöst und Hexan zugefügt, wobei I69 mg j5',4' -Di-o-acetyl-5,6-didesoxy-5-en-l,3,2',6'-tetra-N-äthoxycarbonyl-neamin als ein amorphes Pulver mit einer Ausbeute von 43 % erhalten wurden.

Schmelzpunkt: 80 - 120⁰C

^⁸' Chloroform)

NMR-Spektrum: ί 1.23 (t, 12H, J = 7 Hz, 4COOCH₀CH )

2,00 (s, 3H, OAc),

2.02 (s, 3H, OAc). und

5.65 (s, 2H, H-5 und 6).

Elementaranalyse für ^C28^H44^N4°i4^:

CHN

Berechnet Gefunden

50	.90	6	.71	8	.48
51	.05	6	• 74	8	.33

- 13 -

109850/0725

"^720199

Ak

BezuRsbelspiel 2 Herstellung, von 1,3»2' ,6' -Tetra-N-acetyl^.a-didesoxyneamin

20 mg 5,6-Didesoxyneamin wurden wie vorher beschrieben hergestellt und in 1 ml Methanol mit 0,05 ml Essigsäureanhydrid bei 5°C über Nacht acetyliert. Die Lösung wurde zur Trockne eingedampft und der Rückstand mit Diäthyläther gewaschen, wobei 23 mg (73 #) 1,3,2',6'-Tetra-N-acetyl-5,6-didesoxyneamin erhalten wurden.

Schmelzpunkt: über 28O⁰C

⁰ : +111° (C 1.0, Wasser)

NMR-Spektrum: ίΐ.93 (s, 3H, NAc),

I.98 (s, 3H, NAc),

2.02 (s, 3H, NAc),

2.03 (s, 3H, NAc) und

4.98 (d, IH, J = 3.5 Hz, H-I¹).

Elementaranalyse für C₂₀H^₂,N₁.0g*HpO:

CHN

Berechnet {%) ·. 50.41 7.62 11.76 Gefunden (#): 50.34 7.42 11.44

Die Erfindung vmrde im Vorhergehenden im Detail beschrieben und auf besondere Ausführungsformen hingewiesen, jedoch ist es für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Ä'nderungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, die sämtliche noch innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegen.

- 14 -

Ι09850/Ό725

Claims

1. 5,6-Didesoxyneamin.

2J Verfahren zur Herstellung von 5,6-Didesoxyneamin gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Hydrierung einer Verbindung gemäß Formel (II):

CH₂NHR

NHR^J

(ID

worin R eine Schutzgruppe für eine Amlnogruppe und

ρ
R eine Schutzgruppe für eine Hydroxylgruppe darstellen, und die Entfernung der Schutzgruppe für die Aminogruppe und der Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe vom hydrierten Produkt der Verbindung gemäß Formel (II) umfaßt.

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ORIGINAL INSPECTED