DE2846321C2

DE2846321C2 -

Info

Publication number: DE2846321C2
Application number: DE2846321A
Authority: DE
Inventors: Tiberio Mailand/Milano It Bruzzese
Original assignee: HOLCO INVESTMENT Inc PANAMA PA
Current assignee: HOLCO INVESTMENT Inc PANAMA PA
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1991-04-25
Also published as: AU524481B2; AU4016878A; IN149404B; PH15017A; IT1100590B; FR2422665B1; JPS5479299A; AT362062B; CA1095035A; IN151954B; FR2438048A1; YU40836B; DE2846321A1; YU211782A; ATA833878A; GR72969B; FR2438048B1; IT7830194A0; YU273078A; BE872233A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rifampicin.

Es ist bekannt, daß Rifampicin eine Verbindung mit sehr guten antibiotischen Eigenschaften ist, die insbesondere als Antituberkuloseverbindung verwendet wird.

Bis heute sind nur drei Verfahren für die Herstellung von Rifampicin bekannt und diese werden beschrieben in den US- PS 33 42 810, 35 42 762 und 39 63 705.

Nach der US-PS 33 42 810 (entsprechend DE-AS 17 95 735 und DE-AS 17 95 736) wird Rifampicin hergestellt durch milde Oxidation des so erhaltenen Gemisches unter Bildung von 3- Formylrifamycin-SV, das dann mit 1-Aminoi-4-methylpiperazin unter Bildung von Rifampicin umgesetzt wird. In der DE-OS 21 27 172 wird bei einem analogen Verfahren ohne Base- oder Säurezusatz gearbeitet und die DE-OS 26 08 218 betrifft eine Variante dieses Verfahrens (siehe beigefügtes Reaktionsschema 1b).

Nach der US-PS 35 42 762 wird Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin S mit Formaldehyd und mit einem primären aliphatischen Amin oder mit seinem Kondensationsprodukt in Anwesenheit von Mangandioxid und dann Behandlung des Reaktionsgemisches mit etwa 2 Äquivalenten 1-Amino-4-methylpiperazin (AMP) in Gegenwart von Reduktionsmitteln (Überschuß an AMP oder Ascorbinsäure hergestellt. In der DE-PS 17 95 741 wird ein entsprechendes Verfahren gelehrt. Nach der DE-AS 17 70 579 arbeitet man direkt in einem Eintopfverfahren, wobei die Hydrolyse zum Formylrifamycin-SV entfällt (siehe beigefügtes Reaktionsschema 1a).

Nach der US-PS 39 63 705 (entsprechend DE-OS 24 28 387) wird Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin-S mit einem N-Bisalkoxymethylamin oder N-Bishydroxymethylamin unter Bildung einer definierten Zwischenverbindung, nämlich von 1,3- Oxazino-(5,6-c)-rifamycin, das zu einer definierten Gruppe von Verbindungen gehört, die in dieser Patentschrift aufgeführt werden, und die in basischem Medium mit 1-Amino-4- methylpiperazin unter Bildung von Rifampicin reagiert, hergestellt (siehe beigefügtes Reaktionsschema 2a).

Das in der US-PS 33 42 810 beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß vier aufeinanderfolgende Reaktionen durchgeführt werden müssen, wobei man mit der Ausgangsverbindung Rifamycin-S anfängt, und wobei zwei Zwischenprodukte, nämlich die Mannich- Base von Rifamycin-SV und von 3-Formylrifamycin-SV, isoliert werden müssen. Dies bedeutet, daß man verschiedene Reaktoren für die industrielle Herstellung verwenden muß, was hohe Produktionskosten und niedrige Ausbeuten mit sich bringt.

Dies wird ebenfalls durch die Patentinhaberin dieser Patentschrift bestätigt, die in der darauffolgenden US-PS 35 42 762 zugibt, daß das Verfahren wirtschaftlich nicht vorteilhaft ist, und das zweite Verfahren als "wesentlich geeigneter" bezeichnet (vgl. Zeile 53, Spalte 1).

Das Verfahren der US-PS 35 42 762 besitzt den Nachteil, daß die Reaktionen in zwei unterschiedlichen Stufen durchgeführt werden müssen: die Kondensation von Rifamycin-S unter Bildung der Mannich-Base und dann die Oxidation zu einer Schiffschen Base bei der ersten Stufe; und dann nach dem Abfiltrieren des Mangandioxids (diese Filtration ist erforderlich, da ein möglicher Kontakt selbst von Spuren von Mangandioxid mit 1-Amino- 4-methylpiperazin eine Explosion oder Brände verursachen könnte) wird die zweite Stufe durchgeführt, wobei weitere zwei Reaktionen durchgeführt werden müssen, nämlich die Reduktion der Schiffschen Base, die in Chinonform vorliegt, und die Transiminierung der Hydrochinon-Schiffschen Base unter Bildung von Rifampicin. Hierbei treten wieder hohe Kosten und niedrige Ausbeuten auf. Sowohl bei dem Verfahren der US-PS 33 42 810 als auch bei dem Verfahren der US-PS 35 42 762 werden Oxidationsreaktionen und darauffolgend Reduktionen durchgeführt, zwischen denen filtriert werden muß. Dies bedeutet, daß unterschiedliche Reaktionen erforderlich sind.

Nach der US-PS 39 63 705 erhält man bei der Umsetzung von Rifamycin-S mit einem N-Bisalkoxymethylamin oder einem N- Bishydroxymethylamin notwendigerweise zusammen mit dem 1,3- Oxazino-(5,6-c)-rifamycin zwei Moleküle Alkohol oder Wasser, wodurch die Reaktion gestört wird. Dies wird durch die Tatsache erläutert, daß die Verwendung aprotischer dipolarer Lösungsmittel bevorzugt ist. Wird in der Tat die gleiche Reaktion in Anwesenheit eines aprotischen dipolaren Lösungsmittels (Beispiel 14) durchgeführt, so erhält man eine Ausbeute, die etwa dreimal größer ist als die, die man bei der Verwendung von n-Propanol erhält (Beispiel 15).

Entsprechend der gleichen US-Patentschrift muß das Zwischenprodukt 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycin in festem Zustand isoliert oder mit Wasser unmischbaren Lösungsmitteln extrahiert und dann in einem basischen Medium mit 1-Amino-4-methylpiperazin umgesetzt werden, was in der Praxis bedeutet, daß das ganze Verfahren in zwei unterschiedlichen Stufen durchgeführt werden muß.

Es ist bekannt (J. Med. Chem., 11, 936/1968), daß die Verwendung eines basischen Mediums eine Entacetylierung und/oder Transacetylierung von Rifampicin bewirkt, wobei man Derivate von Rifampicin erhält, die keine nützliche antimikrobielle Aktivität aufweisen. In der Tat besitzen die Transacetylderivate von Rifampicin praktisch keine antibiotische Aktivität in vitro und das Desacetylderivat wird, obgleich es eine antibiotische Aktivität in vitro aufweist, nicht absorbiert (vgl. Antibiotica et Chemotherapie, Bd. 16, 1970/S. 317). Man erhält daher bei der Verwendung von basischen Medien unreines Rifampicin, das durch eine darauffolgende Kristallisation gereinigt werden muß, wodurch die Ausbeute erniedrigt wird.

Weiterhin lehrt Helv. Chim. Acta Vol. 56 (1973), S. 2323-2347, daß Rifamycin-S sowohl gegenüber Säuren als auch gegenüber Alkali je nach Lösungsmittel unterschiedlich beständig ist, wobei z. B. der Ansaring vom aromatischen Kern gespalten werden kann oder 25-0-Desacetylierung oder Spaltung der Amidbindung des Ansarings eintritt.

Nach Helv. Chim. Acta Vol. 56 (1973), 2348-2360, entstehen durch Einwirkung von primären oder sekundären aliphatischen Aminen auf Rifamycin-S N-substituierte 3-Aminorifamycine.

Unabhängig von den obigen Überlegungen erhält man, wenn man gemäß dem Verfahren der US-PS 39 63 705 arbeitet und die in den Beispielen beschriebenen Verfahren unter Verwendung identischer Versuchsbedingungen wiederholt, im wesentlichen niedrigere Ausbeuten als die, die angegeben werden (siehe Beispiel 15).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung von Rifampicin zur Verfügung zu stellen, das einstufig in einem Lösungsmittelsystem durchgeführt werden kann, ohne daß es erforderlich ist, irgendwelche Zwischenverbindungen oder -phasen zu isolieren.

Erfindungsgemäß soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem Rifampicin in hoher Ausbeute und Reinheit erhalten werden kann und das insbesondere frei ist von Transacetylierungs- und Desacetylierungsderivaten von Rifampicin.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin-S mit einem durch Methyl-, tert.-Butyl-, 2-Morpholinoethyl- oder 1-Ethyl- 3-piperidylgruppen 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5- triazin, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in einem Lösungsmittel aus der Gruppe Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid in Anwesenheit von Essigsäure oder Oxalsäure unter Bildung eines sauren Reaktionsmediums in Gegenwart von Formaldehyd in monomerer gasförmiger oder polymerer Form oder mit einem Überschuß an dem 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5-triazin bei einer Temperatur von 20 bis 100°C durchführt und die erhaltene Reaktionsmischung anschließend mit 1-Amino-4-methyl-piperazin umsetzt, während der pH-Wert im Bereich von 5 bis 7 gehalten wird, und anschließend das Rifampicin durch Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel abtrennt und auf übliche Weise reinigt.

In der ersten Stufe des neuen Verfahrens wird die Umsetzung von Rifamycin-S mit dem 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro- 1,3,5-triazin und mit Formaldehyd durchgeführt, wobei 3-substituierte 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycine gebildet werden. Diese können durch Methyl-, tert.-Butyl, 2-Morpholinoethyl- oder 1-Ethyl-3-piperidylgruppen substituiert sein. Bei dieser Phase der Reaktion beträgt die Zahl der gebildeten Wassermoleküle nur die Hälfte von denen, die bei dem in der US-PS 39 63 705 beschriebenen Verfahren gebildet wird.

Wenn jedoch Rifamycin-S ohne Verwendung von Formaldehyd mit einem Überschuß an 1,3,5-trisubstituiertem Hexahydro-1,3,5- triazin verwendet wird, kann die Reaktion auf gleiche Weise ablaufen, wenn geeignete Versuchsbedingungen verwendet werden, wobei man die entsprechenden 3-substituierten 1,3-Oxazino- (5,6-c)-rifamycine erhält, jedoch in diesem Fall ohne Wasserbildung. Dies ist überraschend hinsichtlich der Offenbarungen in der US-PS 39 63 705, entsprechend denen die Reaktion von einem Molekül eines N-Bishydroxymethylamins mit einem Molekül Rifamycin-S die Bildung von zwei Molekülen Wasser beinhaltet. Es ist weiterhin überraschend, daß im Gegensatz zu dem Stand der Technik, entsprechend dem bei der Umsetzung von 1,3,5- trialkylsubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin (dargestellt durch das Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit einem primären Alkylamin in äquimolaren Mengen) mit einem aktiven Wasserstoffatom, wie dem in der 3-Stellung von Rifamycin-S, eine Mannich-Base notwendigerweise erhalten werden muß, das oben erwähnte Verfahren statt dessen zur Bildung von 3-alkylsubstituiertem 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycin führt.

Eine weitere überraschende und besonders nützliche Tatsache ist die, daß das 1-Amino-4-methylpiperazin, das den 1,3-Oxazinoring unter Bildung des Rifampicin das schließlich erhalten wird, öffnet, direkt zu dem Reaktionsgemisch zugegeben werden kann, ohne daß es erforderlich ist, irgendein Zwischenprodukt oder eine Phase zu isolieren, so daß die Art des Lösungsmittels verändert werden muß. Dies steht im Gegensatz zu den Angaben in der US-PS 39 63 705.

Das Verfahren kann außerdem im sauren Medium durchgeführt werden, wodurch die Bildung der Desacetyl- und/oder Transacetylderivate von Rifampicin vermieden wird, was ebenfalls im Gegensatz zu den Angaben in der US-PS 39 63 705 steht.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es wurde gefunden, daß es bei der Anfangsreaktion mit Rifamycin-S möglich ist, verschiedene unterschiedliche Hexahydro- 1,3,5-triazine mit verschiedenen Substituenten in den 1,3,5-Stellungen, insbesondere Alkyl- oder Aminoalkylgruppen, zu verwenden. Eine mögliche Verfahrensmodifizierung ist die Herstellung solcher Triazine in situ durch einfache Umsetzung äquimolarer Mengen eines Alkylamins oder Aminoalkylamins mit Formaldehyd. Geeignete Alkylgruppen sind Methyl- und tert.- Butylgruppen, geeignete Aminoalkylgruppen sind 2-Morpholinoethyl- und 1-Ethyl-3-piperidylgruppen.

Bei der ersten Phase der Reaktion wird der 1,3-Oxazinoring durch die Verwendung von Formaldehyd geschlossen, das als Paraformaldehyd oder als gasförmiger monomerer Formaldehyd verwendet werden kann. Zusätzlich wurde überraschenderweise gefunden, daß durch Umsetzung von Rifamycin-S mit speziellen Hexahydro-1,3,5-triazin-derivaten und bei besonderen Versuchsbedingungen die Zugabe von Formaldehyd, polymer oder nicht, vollständig unnötig ist, da die Triazine selbst die gleiche Wirkung zeigen und leicht Formaldehyd freisetzen, wenn sie in geeignetem Überschuß vorhanden sind. Allgemein gesagt, können 1,3,5- trialkylsubstituierte Hexahydro-1,3-5-triazine auf diese Weise umgesetzt werden, unabhängig von dem pH-Wert des Reaktionsmediums, wohingegen 1,3,5-Triaminoalkylverbindungen nur in mehr oder weniger saurem Medium so reagieren.

Der pH-Wert des Mediums spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Durch Zugabe von Essigsäure oder Oxalsäure wird nicht nur die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, sondern - was wichtiger ist - die Bildung bestimmter Nebenprodukte, insbesondere von Rifamycin-SV, verringert, das sonst am Ende der Synthese unverändert vorliegen würde und in einigen Fällen die Reinheit und/oder die Ausbeute des schließlich erhaltenen Rifampicins verschlechtern würde, wodurch eine zusätzliche Umkristallisation erforderlich wäre. Die obigen Erkenntnisse sind weiterhin ein wesentliches Merkmal der Erfindung, und für die Herstellung von 3-Aminoalkylsubstituierten 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycinen ist die Zugabe von Oxalsäure besonders wichtig, damit man gute Ergebnisse erhält.

Bei der ersten Phase der Reaktion ist die Auswahl des Lösungsmittels sehr wichtig. Das verwendete Lösungsmittel ist Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid. Diese sind gegenüber den auftretenden Reaktionskomponenten inert, besitzen eine sehr hohe Lösungsmittelkraft, die für die Durchführung der Reaktion in sehr konzentrierten Phasen erforderlich ist, und sie erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit. Außerdem können sie die Selektivität der Reaktion im gewünschten Sinn dirigieren, wohingegen bei Verwendung apolarer, kaum polarer oder protischer Lösungsmittel die Bildung der unerwünschten Nebenprodukte überwiegen kann.

Bei den genannten Bedingungen und beim Arbeiten bei einer Temperatur von 20 bis 100°C und bevorzugt von 40 bis 80°C ist die erste Phase der Reaktion im allgemeinen in 0,5 bis 4 h beendet.

Wenn 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycine als solche hergestellt werden sollen, können diese durch Behandlung des Reaktionsgemisches mit Wasser bei einem mäßig sauren pH-Wert und durch Isolierung entweder durch direkte Filtration oder durch Extraktion mit geeigneten Lösungsmitteln erhalten werden. Insbesondere besitzen die 3-Aminoalkyl-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycine, die neue Verbindungen sind, eine hohe antibiotische Aktivität gegenüber zahlreichen Bakterienstämmen und sie sind wirkungsvoller als die analogen 3-alkylsubstituierten Derivate.

Wenn andererseits, wie erfindungsgemäß erwünscht, das Produkt Rifampicin ist, wird die Reaktion in der zweiten Phase des Verfahrens weitergeführt, bei der 3-Alkyl- oder 3-Aminoalkyl-1,3-oxazino-(5,6-c)- rifamycin mit 1-Amino-4-methylpiperazin unter Bildung von Rifampicin umgesetzt wird. Eines der charakteristischen Merkmale des neuen Verfahrens ist das, daß das als Zwischenprodukt auftretende Oxazinoderivat nicht isoliert werden muß und daß es nicht notwendig ist, die oben erwähnten aprotischen dipolaren Lösungsmittel, die zu Beginn verwendet werden, durch ein zweites "inertes organisches Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist" zu ersetzen, wie es bei der US-PS 39 63 705 erforderlich ist. Im Gegensatz kann das 1-Amino-4-methylpiperazin direkt zu dem rohen Zwischenprodukt in dem Herstellungsmedium zugegeben wird, und das Lösungsmittel muß nicht ersetzt werden. In dieser Hinsicht begünstigt die Verwendung des gleichen aprotischen dipolaren Lösungsmittels, das bereits bei der ersten Phase der Herstellung verwendet wird, ebenfalls eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit, außer daß es das Verfahren sowohl technologisch als auch wirtschaftlich verbessert.

Auf überraschende Weise wurde beobachtet, daß die Reaktion dann besser abläuft, wenn der pH-Wert des Mediums mäßig sauer ist. Dies wirkt sich nicht auf die Reaktionsgeschwindigkeit, jedoch auf die Reinheit (die Bildung von Desacetylierungs- und/oder Transacetylierungsprodukten von Rifampicin wird so vermieden) günstig aus. Nach erfindungsgemäßer Durchführung der ersten Phase der Reaktion in saurem Medium wird anschließend die Umsetzung mit 1-Amino-4-methylpiperazin weitergeführt, sofern nicht zusätzliche Mengen an Säure erforderlich sind, um den pH-Wert auf 5 bis 7 einzustellen. Sonst muß die gesamte Säuremenge zu diesem Zeitpunkt zugegeben werden. Auf jeden Fall wird die Zugabe basischer Verbindungen zur Erzeugung alkalischer Reaktionsbedingungen vermieden.

Wie zuvor erwähnt, können Essigsäure oder Oxalsäure verwendet werden, insbesondere Essigsäure. In besonderen Fällen werden die besten Ergebnisse mit Oxalsäure erhalten und in jedem Fall ergibt ein pH-Wert von 5 bis 7 optimale Ergebnisse. Bei diesen Versuchsbedingungen und bei einer Temperatur von 20 bis 80°C und bevorzugt von 40 bis 50°C verläuft die Reaktion, bei der Rifampicin gebildet wird, sehr leicht und schnell innerhalb einer Zeit von 20 bis 60 min. Das Produkt wird dann durch Behandlung des Reaktionsgemisches mit Wasser bei schwach sauren Bedingungen und dann Extraktion mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist, und gutes Waschen des organischen Extrakts isoliert. Nach dem Trocknen wird das gewünschte Produkt durch Eindampfen bis zur Trockene in hohen oder sogar quantitativen Ausbeuten und mit hohem Reinheitsgrad erhalten.

Einige der folgenden Beispiele, wie Beispiel 5, zeigen eine fast quantitative Ausbeute aus ausreichend reinem Rifampicin, und nach einer möglichen Umkristallisation liegt die Ausbeute bei über 90% des theoretischen Werts. Diese Ausbeute ist wesentlich höher als die tatsächlichen Ausbeuten, die bei der Wiederholung der zuvor bekannten Verfahren erhältlich sind.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

15 g Rifamycin-S werden in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid bei Umgebungstemperatur gelöst und 3,66 g 1,3,5-Tri- (tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin und 1,29 g Paraformaldehyd werden dann zu der Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 75°C während etwa 3 h gehalten, bis die Umsetzung beendet ist, wobei 3-tert.-Butyl-1,3-oxazino-(5,6-c)- rifamycin (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 F₂₅₄ (Merck): blauer Fleck mit Rf 0,73; Eluierungsmittel Chloroform zu Methanol 9 : 1 V/V) gebildet wird. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 50°C abgekühlt und eine Lösung (angesäuert auf einen pH-Wert von 5,5 bis 6 mit Essigsäure), hergestellt aus 8,65 g 1-Amino-4-methylpiperazin in 15 ml Dimethylformamid, wird zugegeben. Nach dem Rühren während etwa 1 h bei 50°C, bis der blaue Fleck im Dünnschichtchromatogramm verschwindet, wird mit 2%iger Essigsäure angesäuertes Wasser zu der entstehenden Lösung gegeben, und anschließend wird mit 400 ml Chloroform in Portionen extrahiert, und der Chloroformextrakt wird wiederholt mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Natriumsulfat und Filtrieren wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft. Der Rückstand (16 g) wird aus Aceton umkristallisiert und man erhält 10,6 g chromatographisch reines Rifampicin.

Beispiel 2

15 g Rifamycin-S werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst und 5,5 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu der Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann bei 75°C während etwa 3 h gehalten und 1-Amino-4-methylpiperazin, angesäuert mit Essigsäure, wird direkt entsprechend dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren zugegeben. Anschließend wird auf ähnliche Weise, wie dort angegeben, aufgearbeitet. Man erhält im wesentlichen reines Rifampicin.

Beispiel 3

2,8 g Rifamycin-S werden in 10 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid gelöst, und dann werden 0,68 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)- hexahydro-1,3,5-triazin und 0,24 g Paraformaldehyd zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 75°C während etwa 3 h gehalten, bis die Umsetzung von Rifamycin-S beendet ist, und dann wird es auf 50°C abgekühlt. Anschließend werden 1,6 g 1-Amino-4- methylpiperazin, verdünnt mit 5 ml Dimethylsulfoxid und angesäuert bis zu einem pH-Wert von 6 mit Essigsäure, direkt zugegeben. Man arbeitet dann weiter, wie im Beispiel 1 angegeben, und erhält das gewünschte Rifampicin.

Beispiel 4

1,29 g Paraformaldehyd und 3,66 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)- hexahydro-1,3,5-triazin werden unter Rühren zu einer Lösung aus 15 g Rifamycin-S in einem Gemisch aus 50 ml Dimethylformamid und 5 g Essigsäure gegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf 75°C während etwa 1 h gehalten. Nach Beendigung der Reaktion wird auf 50°C abgekühlt, und dann werden 6,68 g 1-Amino-4- methylpiperazin unter Rühren zugegeben. Die Lösung wird bei 50°C während etwa 1 h gehalten und nach Beendigung der Reaktion mit 10 Volumen einer 2%igen wäßrigen Lösung von Essigsäure verdünnt und mit Chloroform extrahiert. Der organische Extrakt wird dann gut mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, und dann wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft, wobei 17,2 g Rückstand des gewünschten Rifampicins erhalten werden. Das erhaltene Produkt wird aus Aceton/Äthylacetat umkristallisiert, und man erhält 13,3 g reines Rifampicin.

Beispiel 5

Zu einer Lösung aus 70 g Rifamycin-S in 250 ml Dimethylformamid werden nacheinander unter Rühren 24 g Essigsäure, 6 g Paraformaldehyd und 17 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro- 1,3,5-triazin, wie im Beispiel 4 angegeben, zugegeben. Das Gemisch wird bei 50°C während etwa 1 h gerührt, und es werden bei der gleichen Temperatur 31 g 1-Amino-4-methylpiperazin zugegeben. Nach der Reaktion während einer weiteren Stunde bei 50°C wird das Reaktionsprodukt, wie im Beispiel 4 angegeben, isoliert. Man erhält 81 g Produkt mit hoher Reinheit, das nach der Kristallisation, sofern erforderlich, 74,5 g reines Rifampicin ergibt.

Beispiel 6

2,9 g tert.-Butylamin und 1,2 g Paraformaldehyd und dann 14 g Rifamycin-S, 4,8 g Essigsäure und 1,2 g Paraformaldehyd werden nacheinander zu 50 ml Dimethylformamid unter Rühren gegeben. Nach der Reaktion während 3 h bei 50°C werden 6,2 g 1-Amino-4- methylpiperazin zugegeben, und die Reaktion wird, wie im Beispiel 4 angegeben, weitergeführt, und man erhält, wie oben, reines Rifampicin.

Beispiel 7

Zu einer Lösung aus 2,8 g Rifamycin-S in 10 ml Dimethylformamid gibt man 0,36 g Oxalsäure und dann 0,24 g Paraformaldehyd und 0,68 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin. Das Reaktionsgemisch wird bei 75°C während etwa 1 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, dann wird auf 50°C abgekühlt und 1,7 g 1-Amino-4-methylpiperazin, verdünnt mit 3 ml Dimethylformamid und angesäuert auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure, werden zugegeben. Die Reaktion wird bei 50°C während etwa 1 h bis zur Beendigung weitergeführt, dann mit Wasser, das mit 2%iger Essigsäure angesäuert ist, verdünnt und das Gemisch wird mit Chloroform extrahiert. Nach dem oben beschriebenen Verfahren wird das gewünschte Rifampicin mit hoher Ausbeute erhalten.

Beispiel 8

0,36 g Oxalsäure und 1,0 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro- 1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 2,8 g Rifamycin-S in 10 ml Dimethylformamid gegeben. Das Gemisch wird bei 75°C während etwa 1 h gehalten, dann werden 1,7 g angesäuertes 1- Amino-4-methylpiperazin direkt entsprechend dem im Beispiel 7 angegebenen Verfahren zugegeben. Der schließlich erhaltene Chloroformextrakt wird auf ein geringes Volumen konzentriert und mit einem geeigneten Gemisch aus Äthylacetat/Aceton verdünnt. Man erhält eine hohe Ausbeute an reinem Rifampicin.

Beispiel 9

7 g Rifamycin-S werden in 25 ml Dimethylformamid gelöst, und dann werden unter Rühren nacheinander 2,4 g Essigsäure, 0,6 g Paraformaldehyd und 0,85 g 1,3,5-Trimethylhexahydro-1,3,5- triazin zugegeben. Das Gemisch wird bei 50°C während 3 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, wobei 3-Methyl-1,3- oxazino-(5,6-c)-rifamycin gebildet wird (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 F₂₅₄ - Merck: blauer Fleck bei Rf 0,19, Eluierungsmittel Chloroform zu Methanol 9 : 1 V/V). 3,1 g 1-Amino-4-methylpiperazin werden dann zugegeben, und die Reaktion wird bei 50°C während etwa 1 h weitergeführt, bis diese beendet ist, was durch das Verschwinden des blauen Fleckens in der TLC erkennbar ist. Nach der Behandlung auf übliche Weise erhält man eine hohe Ausbeute (7,2 g) an Rifampicin. Es kann leicht durch Kristallisation aus Aceton gereinigt werden.

Beispiel 10

0,72 g Oxalsäure, 0,48 g Paraformaldehyd und 2,28 g 1,3,5- Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 5,6 g Rifamycin-S in 20 ml Dimethylformamid gegeben. Das Gemisch wird auf 75°C erwärmt und bei dieser Temperatur 1 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, was durch das Verschwinden des Rifamycin-S (TLC) und der Bildung von 3-(2-Morpholinoäthyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin erkennbar ist (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 F₂₅₄ (Merck): blauer Fleck bei Rf 0,37, Eluierungsmittel Chloroform zu Methanol 9 : 1 V/V). Das Reaktionsgemisch wird auf 50°C abgekühlt und eine Lösung von 3,4 g 1-Amino-4-methylpiperazin in 5 ml Dimethylformamid, auf geeignete Weise auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure angesäuert, wird direkt zugegeben. Es wird dann unter Rühren während etwa einer weiteren Stunde, bis die Reaktion beendet ist, erhitzt, was durch das Verschwinden des blauen Fleckens in der TLC erkennbar ist. Nach dem Verdünnen mit 2%iger wäßriger Essigsäure und Extraktion der entstehenden Suspension mit Chloroform wird die organische Lösung gut mit Wasser gewaschen und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand (5,5 g) wird dann aus Aceton/Äthylacetat umkristallisiert und man erhält 4 g reines Rifampicin.

Beispiel 11

2,8 g Rifamycin-S werden in 10 ml Dimethylformamid gelöst, und dann werden 0,24 g Paraformaldehyd und 1,4 g 1,3,5-Tri-(2- morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin-oxalat zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf 75°C erhitzt, bis die Reaktion beendet ist (etwa 4 h), dann auf 50°C gekühlt und 1-Amino-4- methylpiperazin, auf geeignete Weise mit Essigsäure angesäuert, wird direkt zugegeben, entsprechend dem im Beispiel 10 beschriebenen Verfahren. Man erhält, wie oben angegeben, das gewünschte Rifampicin.

Beispiel 12

14 g Rifamycin-S werden in 50 ml Dimethylformamid bei 20°C gelöst, dann werden 1,8 g Oxalsäure und 5,5 g 1,3,5-(2-Morpholinoäthyl)- hexahydro-1,3,5-triazin zu der Lösung zugegeben und ein Strom von monomerem Formaldehyd und trockenem Stickstoff wird während 20 min durchgeperlt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch bei 70°C zur Beendigung der Reaktion erhitzt. Eine Lösung aus 8,5 g 1-Amino-4-methylpiperazin in 10 ml Dimethylformamid, angesäuert auf einen pH-Wert von 5 mit Essigsäure, wird zu der entstehenden Lösung zugegeben, die dann bei 40°C gerührt wird, bis der blaue Fleck in dem Dünnschichtchromatogramm verschwindet. 150 ml Dichlormethan werden zu der entstehenden Lösung zugegeben und das Gemisch wird mehrere Male mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach der Filtration wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft und der Rückstand aus Aceton umkristallisiert. Man erhält 10,7 g chromatographisch reines Rifampicin.

Beispiel 13

0,72 g Oxalsäure und 3,4 g 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)- hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 5,6 g Rifamycin-S in 20 ml Dimethylformamid zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf 75°C während etwa 3 h erhitzt, und 1-Amino- 4-methylpiperazin in einem sauren Medium wird analog dem im Beispiel 10 angegebenen Verfahren zugegeben. Danach wird die Chloroformlösung destilliert. Man erhält das gewünschte Rifampicin (5,8 g), das dann leicht aus Aceton kristallisiert werden kann.

Beispiel 14

Rifamycin-S wird mit 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro- 1,3,5-triazin und mit Paraformaldehyd in Anwesenheit von Oxalsäure umgesetzt und anschließend arbeitet man im wesentlichen nach dem im Beispiel 10 angegebenen Verfahren, verwendet jedoch Dimethylacetamid als Lösungsmittel. Nach der Zugabe von 1-Amino-4-methylpiperazin arbeitet man im wesentlichen wie zuvor und isoliert im wesentlichen reines Rifampicin in ähnlicher Ausbeute.

Beispiel 15

Eine Lösung aus 2,8 g Rifamycin-S in 10 ml Dimethylformamid wird mit 0,36 g Oxalsäure, 0,24 g Paraformaldehyd und 1,12 g 1,3,5-Tri-(1-äthyl-3-piperidyl)-hexahydro-1,3,5-triazin behandelt. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 75°C während etwa 1 h erhitzt, bis die Umsetzung beendet ist. Man erhält 3- (1-Äthyl-3-piperidyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 F₂₅₄ (Merck): blauer Fleck bei Rf 0,40, Eluierungsmittel Chloroform zu Methanol 9 : 1 V/V). Nach dem Kühlen auf 50°C werden 1,7 g 1-Amino-4- methylpiperazin, angesäuert auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure, zugegeben, und die Reaktion wird entsprechend Beispiel 10 weitergeführt. Man erhält 3,1 g rohes Rifampicin, das dann aus einem geeigneten Lösungsmittel kristallisiert wird, wodurch eine hohe Ausbeute (2,5 g) an reinem Produkt erhalten wird.

Beispiel 16

0,9 g Oxalsäure, 0,6 g Paraformaldehyd und 2,85 g 1,3,5-Tri- (2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 7 g Rifamycin-S in 25 ml Dimethylformamid gegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 75°C während 1 h erhitzt, bis das Rifamycin-S vollständig reagiert hat (TLC). 10 Volumen einer 2%igen Lösung von Essigsäure in Wasser werden zugegeben, und die erhaltene Suspension wird mit Chloroform extrahiert und der Extrakt wird wiederholt mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat und Abdestillieren des Lösungsmittels wird ein Rückstand erhalten, der 7,5 g 3-(2-Morpholinoäthyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin enthält, das dann mit geeigneten Lösungsmittelgemischen gereinigt wird (kleine Mengen an Rifamycin-SV werden während der Herstellung gebildet).

Alternativ kann das Produkt nach der Verdünnung des Reaktionsgemisches mit angesäuertem Wasser durch direkte Filtration der erhaltenen Suspension und gutem Waschen und Trocknen im Vakuum des gesammelten Materials isoliert werden. Die Reinigung kann ebenfalls mit Standardverfahren durchgeführt werden, wie Säulenchromatographie auf Kieselgel (0,05 bis 0,2 mm, Merck), Eluierung zuerst mit Chloroform zur Entfernung möglicher Verunreinigungen und dann mit geeigneten Lösungsmittelgemischen mit maximal 5 Vol.-% Methanol, damit reines Produkt nach der Abdestillation der Lösungsmittel erhalten wird.

3-(2-Morpholinoäthyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin wird in Form blauer Kristalle mit einem Rf-Wert von 0,37 auf einem Dünnschichtchromatogramm (Kieselgel 60 F₂₅₄ - Merck; Eluierungsmittel Chloroform zu Methanol 9 : 1 V/V) und mit einem charakteristischen IR-Spektrum mit Absorptionspeaks (Nujol- Suspension) bei 3440, 1720 bis 1708, 1650, 1606, 1550, 1520, 1258, 1230, 1160, 1118, 1063, 970 und 900 cm^-1 erhalten.

Die Substanz besitzt eine hohe antibiotische Aktivität gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen und sie ist wirksamer als die ähnlichen 3-alkylsubstituierten 1,3-Oxazino-(5,6-c)- rifamycine und zeigt beispielsweise die folgenden minimalen Hemmkonzentrationswerte (in Klammern zum Vergleich die Werte, die mit 3-tert.-Butylderivat erhalten werden): Staphylococcus aureus, 0,031 mcg/ml (0,125); streptococcus faecalis, 0,25 mcg/ml (0,5) und Bacillus subtilus, 1,0 mcg/ml (2,0).

Beispiel 15 Erfindungsgemäßes Verfahren

Dieses Beispiel entspricht einem Fünftel des Ansatzes von Beispiel 5.

13,9 g Rifamycin-S wurden in 30 bis 50 ml Dimethylformamid gelöst (nach Verdünnung einer Probe mit Wasser im Verhältnis 1 : 10 wird pH=7 erhalten), und zu der Lösung wurden in der angegebenen Reihenfolge unter Rühren hinzugefügt: 4,8 g Essigsäure (ergibt pH=3,5), 1,2 g Paraformaldehyd und 3,4 g 1,3,5-Tri-tert.-Butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin (ergibt pH = 4,5 bis 4,7). Die Reaktionsmischung wurde unter Rühren bei 50°C 1 bis 2 Stunden belassen, bis die Reaktion vollständig war (Überprüfung mittels Dünnschichtchromatographie).

Zur obigen Reaktionsmischung wurden 6,0 bis 7,8 g 1-Amino-4- methyl-piperazin direkt hinzugefügt, während Rühren und bei der gleichen Temperatur (es ergab sich ein pH-Wert von 5,6 bis 6,5). Danach wurde die Umsetzung zur Vervollständigung bei 50°C 1 bis 2 Stunden lang fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde dann mit Wasser verdünnt und mit 2%iger Essigsäure angesäuert und mit Chloroform extrahiert.

Der organische Extrakt wurde sorgfältig mit Wasser gewaschen, getrocknet und zur Trockene verdampft, und ergab das gewünschte Produkt. Nach Kristallisation aus Aceton-Ethylacetat wurde Rifamycin hoher Reinheit mit einer Ausbeute von 14,9 g erhalten (90,8% des theoretischen Wertes). Nach fünfmaliger Wiederholung des Verfahrens lagen die Ausbeuten immer im Bereich von 12,2 bis 15 g (74,4 bis 91,5% des theoretischen Wertes).

Vergleichsbeispiel (gemäß Beispiel 1 der US-PS 39 63 705)

Eine Mischung von 6,5 g N,N-Dihydroxymethyl-tert.-butylamin, 13,9 g Rifamycin-S und 40 ml Dimethylformamid wird bei 33°C unter Rühren während 60 Minuten erhitzt. Die so erhaltene blaue Lösung wird in 300 ml Wasser, das mit 3 ml Essigsäure angesäuert ist, gegossen und mit 200 ml Chloroform extrahiert. Zur organischen Phase werden 5,5 g Pyrrolidin und 3 g 1-Amino-4-methyl-piperazin zugefügt, und die Mischung 40 Minuten lang bei 30°C gerührt. Die Reaktionsmischung wird mit Wasser, das mit Essigsäure auf pH=5 angesäuert ist, und dann mit Wasser gewaschen.

Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockene verdampft und ergibt 15,4 g eines rohen Produkts, das nach Umkristallisation aus Aceton 13,2 g eines chromatographisch reinen Rifampicins ergibt.

In der nachfolgenden Tabelle sind zu Vergleichszwecken die wesentlichen Verfahrensbedingungen und Ergebnisse des erfindungsgemäßen Beispiels und des Vergleichsbeispiels gegenübergestellt.

Tabelle

Aus der vorstehenden Tabelle ist klar ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich vom Verfahren gemäß dem nächstliegenden Stand der Technik sowohl in der ersten Stufe als auch in der zweiten Stufe durch unterschiedliche Reaktionsbedingungen unterscheidet; insbesondere wird erfindungsgemäß im sauren Medium, anstelle im stark basischen Medium, gearbeitet, und es ist keine Behandlung oder Isolierung des Zwischenproduktes erforderlich und auch kein Wechsel des Lösungsmittels in der zweiten Stufe, die ebenfalls bei einem verschiedenen pH-Wert (sauer gegenüber stark basisch gemäß dem Stand der Technik) durchgeführt wird. Als Ergebnis wird erfindungsgemäß ein reineres Rifampicin in höheren Ausbeuten erhalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin-S mit einem durch Methyl-, tert.-Butyl-, 2-Morpholinoethyl- oder 1-Ethyl-3-piperidylgruppen 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5-triazin, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Lösungsmittel aus der Gruppe Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid in Anwesenheit von Essigsäure oder Oxalsäure unter Bildung eines sauren Reaktionsmediums in Gegenwart von Formaldehyd in monomerer gasförmiger oder polymerer Form oder mit einem Überschuß an dem 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5-triazin bei einer Temperatur von 20 bis 100°C durchführt und die erhaltene Reaktionsmischung anschließend mit 1-Amino-4-methyl- piperazin umsetzt, während der pH-Wert im Bereich von 5 bis 7 gehalten wird, und anschließend das Rifampicin durch Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel abtrennt und auf übliche Weise reinigt.