DE2835759A1

DE2835759A1 - Verfahren zur herstellung von aminoglycosid-antibiotika

Info

Publication number: DE2835759A1
Application number: DE19782835759
Authority: DE
Inventors: Michael Barrie Thomas
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1977-08-18
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DK308878A; EG13472A; IT7826812A0; CS201512B2; LU80124A1; FR2400523A1; GR70241B; PL209082A1; US4178437A; ATA590278A; AR218324A1; IE781653L; IT1098281B; AT360154B; ES479667A1; SU873889A3; JPS5459256A; NO782796L; PT68427A; NL7808566A

Description

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Verfahren zur Herstellung von Aminoglycosid-

Antibiotika

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von Aminoglycosid-Antibiotika und auf neue Zwischenstufen für die Durchführung eines solchen Verfahrens, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von 1-iT-Alkyl-substituierten Kanamycin-Derivaten und auf selektiv IT-geschützte Kanamycin-Derivate als Zwischenstufen zur Verwendung in dem Verfahren.

Beispiele für solche 1-N-Alkyl-substituierte Kanamycin-Derivate sind in der GB-PS 1 464 401, andere in der BE-PS 855 709 beschrieben.

Zur Herstellung solcher Verbindungen aus dem leicht als Fermentationsprodukt verfügbaren Kanamycin ist es wünschenswert, alle anderen Aminogruppen als die 1-Aminogruppe zu schützen. Die Alkylierung kann dann bevorzugt an der Aminogruppe in 1-Stellung erfolgen, und dadurch wird die Isolierung des endgültigen 1-N-substituierten Produkts vereinfacht. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von 1-N-substituierten Kanamycin-Derivaten durch die Bereitstellung solcher selektiv N-geschützter Zwischenstufen.

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So wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel

NHR

(D

geschaffen, worin R eine Amino- oder Hydroxylgruppe und R eine Niederalkylgruppe ist, deren jedes andere Kohlenstoffatom als das mit dem Stickstoffatom verbundene gegebenenfalls durch eine Hydroxyl- oder eine Aminogruppe substituiert sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel

HO R³NH

CE-NIlR"

ι Δ

CH „OH

NHR

V^y^

(II)

worin R eine Formylgruppe, R eine Cp-bis C.-Alkanoylgruppe oder eine Benzoylgruppe und R^" eine Hydroxylgruppe

oder eine UHR -Gruppe ist, zu einer Verbindung der Formel

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CH NHR

NHR (IH)

v/orin R bis R wie zuvor definiert sindj, alkyliert wird,

2 3
die Gruppen R und R^ entfernt werden und die Verbindung der Formel (I) isoliert wird.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck liiederalkyl eine Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, die geradkettig oder verzweigtkettig sein kann. Einzelbeispiele substituierter Niederalkylgruppen R sind die /s7-4-Amino-2-hydroxybutyl- und die 1^-Dihydroxyprop-Z-yl-Gruppe* Die blockierende Gruppe R ist vorzugsweise eine Acetylgruppe.

Dieses Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) umfaßt als Ausgangsstufe die Alkylierung einer Verbindung der Formel (il) zur Einführung des Substituenten R an der Aminogruppe in 1-Stellung. Eine solche Reaktion kann auf verschiedene, dem Fachmann gut bekannte Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Alkylierung reduktiv unter Verwendung eines geeigneten Aldehyds oder Ketons oder einer Verbindung, wie sie in der BE-PS 851 777 beschrieben ist, erfolgen.

Zur zweiten Stufe des Verfahrens gehört die Entfernung der blockierenden Gruppen R^ aus der 2'-Aminogruppe, sofern vorhanden, und den 6'- und 3"-Aminogruppen und auch der Formylgruppe an der 3-Aminogruppe. Zuweilen, wenn der 1-N-Substi-

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tuent selbst eine Amino-Substituentengruppe trägt, kann es erwünscht sein, diese Gruppe im Verlauf der Umsetzung zu schützen, und es ist dann nötig, diese Amino-Schutzgruppe in der Endstufe des Verfahrens ebenso zu entfernen. Es gibt eine Reihe τοη Bedingungen zur vollständigen Entfernung von Amino-Schutzgruppen, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind, und sie hängen natürlich von der Art der angewandten Schutzgruppe und der Umgebung des geschützten Amins ab. Das eingesetzte Medium kann wasserfrei oder wässrig und in besonderen Fällen in unterschiedlicher Stärke sauer oder basisch sein. Beispielsweise kann die Benzylgruppe, sofern vorhanden, durch katalytische Hydrogenolyse in herkömmlicher Weise in Gegenwart eines Palladiumkatalysators entfernt werden. Die Alkanoyl- oder Benzoyl-Schutzgruppen können im allgemeinen durch Hydrolyse unter milden basischen Bedingungen entfernt werden, z.B. durch mehrstündiges Behandeln mit verdünntem Natriumhydroxid bei 65°C. Diese Bedingungen entfernen auch die Formylgruppe. Das Produkt (i) kann schließlich, wenn gewünscht, nach herkömmlichen Techniken gereinigt werden, z.B. durch Kristallisieren oder chromatographisch.

Das Verfahren wird durch die Herstellung von 1-N-/"(S)-4-Amino-2-hydroxybutyl/kanamycin A beispielhaft veranschaulicht. In diesem Falle wird die geschützte Kanamycin-Zwischenstufe der Formel (II), worin R eine Hydroxylgruppe und R eine Acetylgruppe ist, unter Einsatz eines geeigneten Aldehyds oder einer Verbindung, wie sie in der BE-PS 851 777 beschrieben ist, reduktiv alkyliert. So kann 5-Benzyl-6-(s)-dihydroxymethyltetrahydro-1,3-oxazin-2-on verwendet werden, und die reduktive Alkylierung kann unter Verwendung von Natriumborhydrid oder vorzugsweise Natriumcyanoborhydrid als Reduktionsmittel erfolgen. Ein Überschuß an Aldehyd (oder einer anderen Verbindung) und Reduktionsmittel kann verwendet werden, um vollständige Reaktion der freien 1-Aminogruppe zu gewährleisten. Geeignete Lösungsmittel sind wässriges Me-

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thanol oder wässriges Dioxan; Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid sind auch, geeignet. Vorteilhaft kann auch, eine Säure, z.B. Essigsäure, zugesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt im allgemeinen bei Raumtemperatur und ist gewöhnlich in 5 oder 6 h beendet. Das Rohprodukt kann durch Verdampfen des Lösungsmittels isoliert und, wenn gewünscht, weiter durch Umkristallisieren oder chromatographisch gereinigt werden. Im allgemeinen jedoch ist es bequemer, das Rohprodukt direkt in der nächsten Verfahrensstufe einzusetzen.

So wird das Rohprodukt in verdünntem Natriumhydroxid gelöst und für etwa 5 h auf 65 C erwärmt, um die Formyl- und Acetyl-Schutzgruppen su entfernen. Nach dem Neutralisieren wird das Produkt, vorzugsweise vom anorganischen Material abgetrennt, einer herkömmlichen katalytischen Hydrierung unterworfen, tun die Benzyl-Schutzgruppe zu entfernen,, 4 bis 5 h bei 6O⁰C und ein Druck von 4,2 kg/cm (60 psi) genügen im allgemeinen, um die Entfernung der Benzy!gruppe zu vervollständigen,, und das Produkt wird schließlich in herkömmlicher Weise aufgearbeitet und„ wenn nötig, durch Ionenaustausch-Chromatographie gereinigt, um das Endprodukt zu ergeben. Da im Ausgangsmaterial der Formel (II) nur eine reaktive Aminogruppe vorliegt, besteht das Endprodukt praktisch aus dem gewünschten 1-N-substituierten Isomeren, und die schwierige Trennung der sehr ähnlichen Isomeren wird dadurch vermieden.

Die Umsetzung kann auch unter Verwendung von 2^!,3"pö' N-acetyl-3-formyl-kanamycin B in genau analoger Weise zu dem entsprechenden 1-N-substituierten Kanamycin B-Derivat durchgeführt werden.

Die Alkylierungsreaktion kann auch unter Verwendung eines hydroxysubstituierten Aldehyds oder Ketons zu 1-N-Hydroxyalkyl-substituierten Kanamycin-Derivaten erfolgen_p wie sie in der BE-PS 855 709 beschrieben sind. Wenn bei dem Verfah-

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ren 1,3-Dihydroxyaceton verwendet wird, wird beispielsweise das Produkt der Formel (i) erhalten, worin R eine 1,3-Dihydroxyprop-2-yl-Gruppe ist.

Die Verbindungen der Formel (II) sind selbst neue Verbindungen gemäß der Erfindung. Sie können aus 3", V-Di-E-acylkanamyein A oder 2' ^",ö'-Tri-H-acyl-kanamycin -q nach einer Reaktion hergestellt werden, bei der zuerst die verbliebenen unsubstituierten 1- und 3-Aminogruppen formyliert werden und sodann selektiv hydrolysiert wird, wobei überraschenderweise die Formylgruppe aus der 1-Amino-Steilung entfernt wird, während die Formylgruppe an der 3-Steilung unberührt bleibt.

Die Herstellung geeigneter Acyl-kanamycin-Derivate, die an den 3"- und 6'-Amino-Gruppen in Kanamycin A und zusätzlich an der 2'-Amino-G-ruppe in Kanamycin B durch eine Cp- bis C«.-Alkanoylgruppe oder eine Benzoylgruppe substituiert sind, ist in der BE-PS 853 564- beschrieben. Beispielsweise ist die Herstellung von 3",6^f-Di-lT-acetyl-kanamycin A über eine selektive 0—»-N-Acetyl-Wanderung beschrieben. Weitere Derivate können in ähnlicher Weise hergestellt werden.

Die Formylierung kann auf verschiedene, auf dem Fachgebiet gut bekannte Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Formylierung unter Verwendung eines Gemischs aus Ameisen/Essigsäureanhydrid erfolgen, es wurde aber nun gefunden, daß die Reaktion bequem unter Verwendung von 4-Nitrophenylformiat durchgeführt werden kann. Für die Umsetzung geeignete Lösungsmittel sind wässriges Dioxan, wässriges Tetrahydrofuran oder Dirnethylforiramid, und die Umsetzung erfolgt unter Zugabe eines Überschusses (z.B. eines dreifachen Überschusses) an 4-Nitrophenylformiat in Anteilmengen zu dem Kanamycin-Derivat.

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Bevorzugt wird eine Base zugesetzt, um die Reaktion zu fördern, und eine organische Base, z.B. Triäthylamin, kann für diesen Zweck verwendet werden. Vorzugsweise wird wenigstens ein Äquivalent Base für jede reaktive Aminogruppe zugesetzt. Die Formylierungsreaktion ist im allgemeinen innerhalb 24 h bei Raumtemperatur beendet, und das Produkt kann dann nach, herkömmlichen Techniken isoliert werden, z.B. durch Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Ausfällung, und kann, wenn gewünscht, weiter gereinigt werden.

Die selektive Hydrolyse erfolgt mit dem 1,3-Di-N-formyl-Produkt, in Wasser oder einem wässrigen organischen Lösungsmittel gelöst, z.B. wässrigem Dioxan oder wässrigem Tetrahydrofuran, und der pH der Lösung wird sorgfältig auf 12,0 bis 12,5 mit Alkali eingestellt, z.B. durch Zusatz von verdünntem Natrium- oder Kaliumhydroxid. Die Lösung wird mehrere Tage bei Raumtemperatur gerührt, wobei die Umsetzung dünnschichtchromatographisch verfolgt wird, bis die Umwandlung in das gewünschte 3-N-Formyl-Derivat der Formel (II) abgeschlossen ist. Dann wird die Lösung durch Zugabe von Säure oder bequemer durch Zusatz eines Ionenaustauscherharzes in der Wasserstoffionenform neutralisiert. Dies hat den Vorteil, daß die Bildung anorganischen Materials in der Lösung verhindert wird, und den zusätzlichen Vorteil, daß Jedes Nebenprodukt, bei dem sowohl die 1- als auch die 3-IOrmylgruppen abgespalten worden sind, an das Harz adsorbiert wird. Das Produkt wird schließlich nach herkömmlichen Techniken isoliert, z.B. durch Einengen auf ein geringes Volumen und Ausfällen mit einem organischen Lösungsmittel, z.B. Isopropanol. Wenn gewünscht, kann chromatographisch weiter gereinigt werden, aber im allgemeinen ist das Produkt hinreichend rein, um es bei der Herstellung von Verbindungen der Formel (i) direkt zu verwenden.

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Das Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (II) kann unter Verwendung von 3",6'-Di-N-acetyl-kanamycin A zur Verbindung der Formel (II), worin R Acetyl und R eine Hydroxylgruppe ist, erfolgen. Ebenso kann 2¹,3">6^f-Tri-N-acetyl-kanamycin B eingesetzt werden, um die Verbindung der Formel (II) zu liefern, in der R eine NHR -Gruppe und R^ eine Acetylgruppe ist.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, wobei die Beispiele 1 und 3 Beispiele für die Herstellung neuer Zwischenstufen der Formel (II) und die Beispiele 2 und 4 Beispiele für das neue Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) sind.

Dünnschichtchromatographie erfolgte an Siliciumdioxid-Platten unter Verwendung des angegebenen Lösungsmittelsystems. Die Flecke wurden nach dem Trocknen der Platten sichtbar gemacht, indem sie mit einer 5 %igen Lösung von t-Butyl-hypochlorit in Cyclohexan besprüht, bei 100⁰C 10 min in einem Umluftofen getrocknet, gekühlt und mit Kaliumjodid/Stärke-Lösiuig besprüht wurden.

Dünnschichtelektrophorese wurde an 20 cm-Siliciumdioxid~Plat~ ten mit einer Potenti_aldifferenz von 900 Volt, für 45 niin angelegt, durchgeführt. Der Elektrolyt war ein Gemisch aus Ameisensäure und Essigsäure mit einem pH-Wert von 2, der Nachweis erfolgte wie oben.

Beispiel 1 Herstellung von 3",6'-Di-N-acetyl-3-N-formyl-kanamycin A

(A) 4-Nitrophenylformiat (6,88 g) wurde portionsweise über 45 min zu einer Suspension von 3",6'-Di-N~acetyl-kanamycin A (3,9 g) in Wasser (21 ml) und Tetrahydrofuran (21 ml) mit

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einem Gehalt an Triethylamin (6,91 g) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und dann auf ein geringes Volumen eingeengt, wobei die letzten Spuren an Wasser durch Azeotropdestillation mit Isopropanol entfernt wurden (Endvolumen 35 ml). 3"₉6^l-Di-N-acetyl-1,3-di-N-formyl-kanamycin A (2,41 g) schied sich aus der Lösung ab und wurde filtriert und im Vakuum bei 50⁰C getrocknet.

Bei der Dünnschichtelektrophorese (pH = 2) ergab die Verbindung einen Wert von 0,09, bezogen auf Kanamycin A. Bei der Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von Methanol, Äthylacetat, Ammoniak, Wasser (40:40:1:30) als Elutionsmittel ergab sie einen R_f-Wert von 0,42. Das Protonen-NMR-Spektrum zeigte Signale bei S= 7,96 ppm (Formyl-proton), 8,02 ppm (Formyl-proton) und 2,02 ppm (6 Acetyl-protonen).

(B) Das Produkt aus (A) (2„4 g) wurde in Wasser (72 ml) gelöst, und der pH der Lösung wurde mit 2 η Natriumhydroxid-Lösung (2,0 ml) auf 12,0 bis 12_S5 eingestellt. Die Lösung wurde 7 Tage bei Raumtemperatur gerührt, wobei der pH zwischen 12,0 und 12,5 gehalten wurde, und wurde dann durch Zusatz von Amberlite IR 120-Ionenaustauscherharz (H⁺-Form) (10 ml) neutralisiert. Das Harz wurde filtriert und das FiI-trat auf ein geringes Volumen aufkonzentriert, wobei die letzten Spuren an Wasser durch Verdrängung durch Dimethylformamid (5 ml) bei Rückfluß entfernt wurden.

Dann wurde Isopropanol (30 ml) langsam zu der Dimethylformamid-Lösung gegeben, und die Fällung von 3",6'-Di-N-acetyl-3-N-formyl-kanamycin A (1,75 g) wurde filtriert und im Vakuum bei 40⁰C getrocknet.

Die Verbindung war rein genug, um sie in der nächsten Verfahrensstufe einzusetzen. Eine Probe wurde chromatographisch an CM Sephadex C25 (NH.⁺-Forn) unter Verwendung von 0,1 m

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Anmioniumhydroxid-Lösung als Elutionsmittel weiter gereinigt. Sie lieferte ein C-13-NMR-Spektrum in voller Übereinstimmung mit der geforderten Struktur, was die Monoformylierung der 3-Aminogruppe bestätigte. Dünnschichtelektrophorese (pH = 2) ergab einen Wert von 0,43, bezogen auf Kanamycin 1. Bei der Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von Methanol, Ä'thylaeetat, Ammoniak, Wasser (4-0:40:1:30) als Elutionsmittel ergab die Verbindung einen R_f-Wert von 0,23.

Beispiel 2 Herstellung von 1-N"/"(S)-4-Amino-2-hydroxybutyl7-lcanamycin A

Natriumcyanoborhydrid (0,21 g) in Wasser (40 ml) wurde zu 3",6^l-Di-N-acetyl-3-N-formyl-kanamycin A (2,0 g), 3-Benzyl-6-(S)-dihydroxymethyl-tetrahydro-2H-1,3-oxazin-2-on (2,38 g) und Kupfersulfat (0,1 g) in Wasser (66 ml) und Methanol (322 ml) über 5 h gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft, und der Rückstand wurde mit Wasser (25 ml) und Methylenchlorid (25 ml) behandelt. Die wässrige Phase wurde zur Trockne eingeengt und der Rückstand mit 3 n Natriumhydroxid-Lösung (20 ml) 4 h auf 65-70⁰C erwärmt. Die Lösung wurde gekühlt und mit konzentrierter Salzsäure unter guter Dampfabsaugung (HCN-Abgabe) neutralisiert und durch eine 600 ml-Säule mit Amberlite CG-50-Ionenaustauscherharz (NH_/,⁺-Form) geführt, wobei die anorganischen Materialien mit Wasser und das Aminogiycosid-Material mit 0,2 η Ammoniumhydroxid-Lösung eluiert wurden.

Die Aminoglycosid-Fraktionen wurden zur Trockne eingeengt und der Rückstand in einem Gemisch aus Methanol (13 ml), Essigsäure (13 ml) und Wasser (13 ml) gelöst und an 5 % Palladium/Kohle (0,4 g) bei 60⁰C und 4,2 kg/cm² (60 psi) für 4 h hydriert. Der Katalysator wurde filtriert und das Eiltrat zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde in Wasser

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(20 ml) gelöst und an einer 200 ml-CG-50 (NH₄ ⁺-Form)-Ionenaus tauschersäule mit Ammoniumhydroxid-Lösung (0,25 - 1,0 m) als Elutionsmittel chromatographiert. Einengen der geeigneten Fraktionen lieferte 1-N-/][S)-4-Amino-2-hydroxybutyl7-kanamycin A (0,75 g , 37 %), das nach Kinnschichtchromatographie und Dünnschichtelektrophorese mit einer authentischen Probe identisch war.

Beispiel 3 Herstellung von 2',3".6'-Tri-N-acetyl-3-N-formyl-kanamycin B

(A) Benzylchlorformiat (128 g) wurde in 10 min zu einer Lösung von Kanamycin B-sulfat (80,5 g) und Natriumcarbonat (76 g) in Wasser (400 ml) gegeben, und die Lö~sung wurde 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Der Niederschlag wurde durch Filtrieren gewonnen, mit Wasser, verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen und getrocknet, um Penta-N-benzyloxycarbonyl-kanamycin B (Ausbeute 125,7 g) zu liefern.

(B) Penta-N-benzyloxycarbonyl-kanamycin B (230,8 g) wurde portionsweise über 15 min zu einer gerührten Lösung von Essigsäureanhydrid (189 ml) in Pyridin (346 ml) und Methylenchlorid (346 ml) gegeben, und die Suspension wurde 48 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wurde in ein Gemisch aus Dichlormethan (1,5 1) und Wasser (2,3 1) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit verdünnter Salzsäure (pH 4) und mit Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel wurde auf ein Volumen von 0,75 1 abgedampft und die Lösung in Diäthyläther (4 1) gegossen. Das ausgefallene Tetra-O-acetyl-penta-N-benzyloxycarbonyl-kanamycin B wurde durch Filtrieren gesammelt und im Vakuum getrocknet (Ausbeute 244,8 g, 92,6 %}.

(C) Eine Lösung von Tetra-O-acetyl-penta-N-benzyloxycarbonylkanamycin B (33»O g) in Tetrahydrofuran (132 ml), Wasser (66 ml) und Essigsäure (3,3 ml) wurde über 5 % Palladium/

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Kohle-Katalysator (3,3 g) bei 5O⁰C und 3,5 kg/cm² (50 psi) 7 Ii hydriert. Der Katalysator wurde abfiltriert und das FiI-trat auf ein Volumen von 25 nil eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ammoniumhydroxid (7 n, 81,5 ml) behandelt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die lösung wurde zur Trock-. ne eingeengt, und der Rückstand wurde an einer Amberlite CG-50-Ionenaustauscherharzsäule in der Ammoniumionenform (2 1) chromatographiert, wobei mit Wasser und dann mit 0,01 η wässrigem Ammoniak eluiert wurde. Das gewünschte Produkt enthaltende Fraktionen wurden vereinigt und eingedampft, um 2"*,3"» o'-Tri-ur-acetyl-kanamycin B (9,37 g, 61,6%), Schmp. 191 198⁰C (Zers.), V_nav (KBr) 1650, 1550 cm¹, R- 0,11 (6:3:1:2 Methanol, Diäthyläther, Wasser, 0,880 wässriges Ammoniak), R_f 0,11 (40:40:30:1 Methanol, Äthylacetat, Wasser, 0,880 wässriges Ammoniak) zu ergeben.

(D) p-Nitrophenylformiat (153,1 g) wurde portionsweise über 40 min zu einer gekühlten Lösung von 2¹^",-ö'-Tri-N-acetyl·-' kanamycin B (93 g) in einem Gemisch aus Wasser (465 ml), Tetrahydrofuran (558 ml) und Triäthylamiη (154 g) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt und dann unter vermindertem Druck auf ein geringes Volumen eingeengt. Das wässrige Konzentrat wurde zur Ausfällung des Produkts mit Isopropanol verdünnt, wobei das restliche Wasser durch Azeotropdestillation mit Isopropanol entfernt wurde. Das Produkt wurde schließlich durch Filtrieren gesammelt, mit Isopropanol gewaschen und unter Vakuum getrocknet , um 2 ·, 3", 6 * -Tri-N-acetyl-i , 3-di-N"-f ormyl-kanamycin B (89,2 g), Schmp. 310 - 318⁰C (Zers.), i> ^ (KBr)

λ HIcLjC*

1665, 1545 cm , R_f 0,49 (6:3:1:2 Methanol, Diäthyläther, Wasser, 0,880 wässriges Ammoniak), R- 0,54 (40:40:30:1 Methanol, Äthylacetat, Wasser, 0,880 wässriges Ammoniak) zu ergeben.

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(P) Eine Lösung von 2¹,3",6'-Tri-N-acetyl-1,3-di-N-formylkanamycin B (86,9 g) in Wasser (2,61 1) wurde mit 10 η Natriumhydr oxidlö sung auf pH 12 bis 12,5 gebracht. Die Reaktion wurde 4 Tage bei Raumtemperatur gehalten, wobei der pH der Lösung mit wässrigem Natriumhydroxid nach Bedarf nachgestellt wurde, und dann wurde die Lösung durch Zugabe von Amberlite IR 120-Harz (H⁺-Form) neutralisiert. Das Gemisch wurde filtriert und das Piltrat an Amberlite 200-Ionenaustauscherharz (Ammoniumionenform, 5,5 1) chromatographiert, wobei mit Wasser und dann mit 0,1 η wässrigem Ammoniumhydroxid eluiert wurde. Eindampfen der geeigneten Fraktionen lieferte 2',3",6'-Tri-N-acetyl~3-N-formyl-kanamycin B (55,4 g), Schmp. 266 - 268° (Zers.), i> _Y (KBr) 1665, 1555 cm, R_f 0,49 (40:40:30:1 Methanol, Äthylacetat, Wasser, 0,880 wässriges Ammoniak). Die Struktur wurde durch C-13-NMR-Spektroskopie bestätigt.

Beispiel 4 Herstellung von 1-IT-(1.3-Dihydroxyprop-2-yl)-kanamycin B

Eine Lösung von 2· , 3",6^f-Tri-N-acetyl-3-N-formyl-kanamycin B (8,8 g) in Methanol (880 ml) und Wasser (176 ml) wurde mit 1,3-Dihydroxyaceton (4,0 g) und Natriumcyanoborhydrid (3,9 g) behandelt, und der pH der erhaltenen Lösung wurde mit 5 η Salzsäure auf 6,5 eingestellte Die Lösung wurde unter 18-stündigem Rückfluß gehalten, gekühlt und dann wurden 1,3-Dihydroxyaceton (4,0 g) und Natriumcyanoborhydrid (3,9 g) zugesetzt, der pH wurde erneut mit Salzsäure auf 5,5 eingestellt, und die Lösung wurde weitere 6 h unter Rückfluß gehalten«. Das Methanol wurde unter vermindertem Druck entfernt, und das wässrige Konzentrat wurde an einer Amberlite 200-Ionenaustauscherharzsäule in der Ammonium!onenform chromatographiert, wobei mit Wasser eluiert wurde.

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Fraktionen mit dem gewünschten 2¹,3"»6^f-Tri-N-acetyl-3-Iiformyl-i-H-O,3-dihydroxyprop-2-yl)kanamycin B wurden vereinigt und unter vermindertem Druck auf ein Volumen von 40 ml eingeengt.

Das Konzentrat wurde mit 10 η wässrigem Natriumhydroxid (40 ml) behandelt und das Gemisch 16 h auf einem Dampfbad erwärmt. Die abgekühlte Lösung wurde mit konzentrierter Salzsäure neutralisiert, Wasser wurde bis zu einem Volumen von 1 1 zugesetzt, und das Gemisch wurde an einer Säule mit Amberlite 200-Ionenaustauscherharz (Ammoniumionenform, 3 1) chromatographiert. Die Säule wurde mit Wasser gewaschen, um anorganische Materialien zu entfernen, dann mit 1 η wässrigem Ammoniak, um das Aminoglycosid-Material zu eluieren. Das Rohprodukt wurde erneut an Amberlite CG-50-Ionenaustauscherharz (Ammoniumionenform, 2 1) unter Elution mit Wasser, 0,05 η wässrigem Ammoniumhydroxid und schließlich 0,1 η wässrigem Ammoniumhydroxid chromatographiert. Eindampfen der geeigneten Fraktionen lieferte 1-N-(1,3-Dihydroxyprop-2-yl)ka~ namycin B (3,2 g), das dünnschicht chromatographisch mit einer Vergleiehsprobe identisch war.

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Claims

DR. A. VAN DERWERTH

DlPL-ING. (1934-1974)

PAT E N TA N WA LT E

DR. FRANZ LEDERER

DlPL-CHEM.

REINER F.MEYER

DlPL-ING.

8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE

TELEFON: (089) 472947 TELEX: O24624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT

28. Juli 19 78 PLC.267

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

PatentansOrüche

I. /Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der ?ormel

NH,

(I)

NHR

worin R eine Amino- oder Hydroxylgruppe und R eine Nieder alkylgruppe ist, deren jedes andere Kohlenstoffatom als das mit dem Stickstoffatom verbundene gegebenenfalls durch eine Hydroxyl- oder eine Aminogruppe substituiert sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der JTormel

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(II)

v.-crin R eine iorinylgruppe, R eine C₉-"bis C .-Alkancyigruppe oder eine Benzoylgruppe und R' eine Hydroxylgruppe oder eine KER^-Gruppe ist, zu einer Verbindung der ?orr_:el

.3

CH₂NHR"

HO

(III)

NHR

v/orin R bis R v/ie zuvor definiert sind, alkyliert v/ird, die Gruppen R und R entfernt v/erden und die verbindung der Formel (I) isoliert v/ird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit R in der Bedeutung einer 3-4-Aaino-2-hydro:-:ybuty!-Gruppe durchgeführt v/ird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiä es für R mit der Bedeutung einer 1,3-3ihydroxyprop-2-

yl-C-ruppe durchgeführt v/ird,

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BAD ORIGINAL

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit R'⁵ in der Bedeutung einer Acetylgruppe durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4-» dadurch gekennzeichnet, ca," es mit 3",6'~Di-N-acetyl-3-lT-forEiyl-kanamyciii A alc· Verbindung der Formel (II) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dai? es mit 2¹,3% 6'-Tri-IT-acetyl^-N-formyl-kanamycin B als Verbindung der Formel (II) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylierung reduktiv erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da.G die reduktive Alkylierung mit 3-Benzyl-6-(S)-dihydroxymethyl-tetrahydro-1,3-oxazin-2-on durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dais die reduktive Alkylierung mit 1,3-Dihydrozyaceton durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Natriuriborhydrid oder ITatriumcyanoborhydrid verwendet wird.

11. Verbindung der Formel

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CH_nNHR

2 3

v.-orin R eine Formylgruppe, R eine C₂- "bis C,-/.llcano_tylgi-uppe oder eine Benzoylgruppe und R^ eine Hydro:r;.\L- oder NHR³-C-ruppe ist.

12. VerTDiiadung nach Ansprach 11, worin R·^ eine Acetylgruppe ist.

1;. 3 ", β' -Di-N-acet3^rl-3-lT-f ormyl-kanamycin A.

14. 2 ', 3" , 6 ' -Tri-lT-acetyl-3-lT-f ormyl-kanamycin B.

15. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (II) gercäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel (II), in der R Wasserstoff ist und R und R wie in Anspruch 11 definiert sind, formuliert und dann zur Entfernung der Forcrylgruppe aus der 1-Amino-Stellung selektiv hydrolysiert v/ird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es für R-⁵ i]
führt v/ird.

;s für R in der Bedeutung einer Acetylgruppe durchge-

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeiclinet, daß als Ausgangsmaterial der Formel (II), in der R^

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ein Wasserstoffatom ist, 3%ö'-Di-N-acetylkanamycin A verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial der Eormel (II), in der

2
R Wassersto:

wendet wird.

R Wasserstoff ist, 2',3",6^l-Tri-Ii-acetylkanamycin B ver-

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Formylierung mit 4-Nitrophenylformiat erfolgt,

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die lOrmylierung in einem wässrig-organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer Base durchgeführt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 his 20, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Hydrolyse mit verdünntem Natrium- oder Kaliumhydroxid durchgeführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Hydrolyse bei einem pH von 12,0 bis 12,5 durchgeführt wird.

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