DE2950020C2

DE2950020C2 - Verfahren zur Herstellung von 1-N-Isoseryl- oder 1-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxy-kanamycin B und hierbei eingesetzte Zwischenprodukte

Info

Publication number: DE2950020C2
Application number: DE2950020A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Yokohama Kanagawa Kondo; Hamao Tokyo Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1983-07-14
Also published as: GB2038329A; GB2072676A; DE2950020A1; FR2444046A1; JPS6310719B2; GB2072677B; GB2038329B; GB2072676B; DE2953879C2; GB2072677A; FR2444046B1; JPS5581897A; US4268664A

Description

in

15

20

d. h, von dem sogenannten 3\4'-Didesoxy^3'-enokanamycin B (vgl_t die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 71445/77; GB-PS 15 37 905) als Ausgangsverbindung ausgegangen wird, und man jeweils in an sich bekannter Weise

A) Verbindung II mit 3 bis 5 Moläquivalenten eines zur Einführung von Aminoschutzgruppen bekannten Reagens in einem wäßrigen, organischen Lösungsmittel umsetzt,

B) die gemäß Verfahrensstufe A) erhaltenen Gemische N-geschützter 3',4'-Didehydrokanamycine B ohne Auftrennung mit Isoserin oder L-4-Amino-2-hydroxybuttersäure oder einem reaktionsfähigen Derivat dieser Verbindungen, deren Aminogruppe ungeschützt oder geschützt sein kann, acyliert,

C) die AminoschutzgTuppen aus den gemäß Verfahrensstufe B) erhaltenen 1-N-acylierten Verbindungen abgespaltet und

D) die jeweilige, gemäß Verfahrensstufe C) erhaltene 1-N-acyücrtc Verbindung katalytisch hydriert, wobei man die Verfahrensstufen C) und D) in der angegebenen Reihenfolge oder gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge durchfuhrt. ^

Im Vergleich mit einem solchen bekannten Verfahren, bei dem man 3',4'-Didesoxykanamycin B aus Kanamycin B nach den Verfahren der veröffentlichen japanischen Patentanmeldungen 7595/75 und 46110/76 (vgj. US-PS 37 53 973) synthetisiert und das erhaltene jo 3',4'-Didesoxykanamycin B mit L-4-Amino-2-hydroxybuttersäure oder Isoserin durch Kondensation ar der 1-Aminogruppe zur Verbindung der Formel I nach dem Verfahren der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 33629/77 (vgl. US-PS 41 07 424) oder der veröffentlichen japanischen Patentanmeldung 47949/77 (vgl. US-PS 39 39 143) umgesetzt wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren unter industriellem Gesichtspunkt insofern vorteilhaft, als es die Zahl der erforderlichen Reaktionsschritte herabzusetzen vermag und eine verbesserte Gesamtausbeute vom Ausgangs-Kanamycin B liefert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun im einzelnen erläutert. Die zum Teilschutz der Aminogruppen des Ausgangs-3',4'-Didesoxy-3',4'-d!dehydrokmiamycjns B der Formel Il zu verwendenden Aminoschutzgruppen können irgendwelche der bekannten, herkömmlichen Aminoschutzgruppen sein. Typische Beispiele sind.AIkoxycarbonyl, wie tert.-Butoxycarbonyl und tert,-Amyloxycarbonyl; Cycloalkyloxycarbonyl, wie Cyclohexyloxycarbonyl; Aralalkyloxycarbonyl, wie Benzyloxycarbonyl; Acyl, wie Trifluoracetyl ur.d o-Nitrophenoxyacetyl; Phosphinothioyl, wie Diphenylpbosphinothioyl und Dimethylphosphinothioyl; und Phosphinyl, wie Diphenylphosphinyl. Auch zweiwertige Aminoschutzgruppen, wie Phthaloyl, können verwendet werden. Ebenso ist der Schutz von Aminogruppen in Form einer SchifPschen Base anwendbar. Die Stufe zur Einführung dieser Arhinoschutzgruppen in die Verbindung der Formel II kann nach jedem der bei den Synthesen von Peptiden und anderen organischen Verbindungen an sich bekannten Verfahren erfolgen, z. B. solchen, die ein Säurehalogenid, ein Säureazid, aktivierten Ester oder Säureanhydrid als Aminoschutzgruppen einführende Reakti-yiskomponente verwenden, wie z. B. in der US-PS 41 U7 424 beschrieben, in Abhängigkeit von der Menge des verwendeten Reagens für die Einführung der Aminoschutzgruppe, die im Bereich von 3 bis 5 Moläquivalenten liegt, kann eine R?ihe von verschiedenen, teilweise aminogeschützten Derivaten des 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycins B in verschiedenem Verhältnis aufgrund des Reaktivitätsunterschieds unter den jeweiligen Aminogruppen der Ausgangsverbindung hergestellt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das teilweise aminogeschützte Derivat des 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B jedes mögliche solche Derivat sein, worin alle oder einige, d. h. wenigstens eine der vier anderen Aminogruppen als die 1-Aminogruppe des 3',4'-Didesoxy-5',4'-didehydrokanamycins B durch eine Aminoschutzgruppe geschützt sind bzw. ist. Beispielweise kann das 3,2',6',3"-tetra-N-geschützte Derivat der Formel III, die 3,2',6'- und 2',6',3"-tri-N-geschützten Derivate der Formeln IV bzw. V, das 2',6'-di-N-geschützte Derivat der Formel VI und das 6'-mono-N-geschützte Derivat der Formel VII verwendet werden, von denen die ersten drei Verbindungen am meisten bevorzugt werden.

CH₂NHR (IH)

CH₂NHR (IV)

CH₂NHR (V)

CH.NHR (Vl)

CH.NIIR (\Ί1)

Gemische solcher teilweise amir V· ,er i)cri-

vate von 3'.4 -Didesoxy-3',4 '-du!·.!, kanamycin B werden in der sich anschließenden Acylierungsstufe verwendet F.s ist daher für die Acyüerüngssiufc bequem, ein Rohprodukt der Aminoschulzstufe zu verwenden, das ein Gemisch aus teilweise aminogeschützten Derivaten des 3'.4'-Didesoxy-3'.4'-didehydrokanamyeins 15 ist. da es nicht gereinigt ist.

4 mMol 3'.4'-Didesoxy-3'.4'-didehydrokanam\ein B werden in 90 ml 5CT-igem wäßrigem Isopropylalkohol und 2.2 ml Trimethylamin aufgelöst. Zu der erhaltenen Lösung werden 16 mMol tert.-Butyl-S-t.o-dimethylpyrid-2-ylthiocarbonat als die tert.-Butoxycaroonylgruppe einführendes Reagens gegeben, und das Gemisch wird 23 h bei 50' C gerührt und dann im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird an einer Kieselgelsäule Chromatographien, um das 3.2',6'.3"-Tetra-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivat !0.22 mMol. 5.5%). das 2'.6\3"-Tri-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivat (0.26 mMol. 6,5%), das 3.2',6'-lri-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivat (0.83 mMol. 20,8%). das 2\6'-Di-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivat (1,02 mMol, 25,5%) und das 6'-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivat (0.33 mMol. 8,3%) zu ergeben.

Bei der sich anschließenden Acylierungsstufe des erfindungsgemäßer! Verfahrens wird die 1-Aminogruppe der teilweise aminogeschützten Derivate des 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycins B aus der vorhergehenden Aminoschutzstufe mit DL-, D- oder L-Isoserin oder L^-hydroxybuttersäure aeyliert, wobei die Aminogruppe ungeschützt oder durch eine Aminoschutzgruppe geschützt ist. Die Acylierung kann nach irgendeiner der für die Synthesen von Amiden bekannten Methoden erfolgen, einschließlich nach dem Dicyciohexyicarbodiimid-Verfähren, dem Gemischtanhydridverfahren, dem Säureazidverfahren und dem ν -fahren mit aktivierten Estern (vgl. z. B. US-PS 37 81 268.4001 208und4l 07 424). wo OL-. D-oder L-Isoserin l3-Amino-2-hydroxypropionsäure) oder L-4-

r. Amino-hydroxybuttersäure oder deren reaktives Deri- ·'*»' ' ~*t r\ lii w^ L· f ι f~i *^ λ I I ο ί* Λ ^l Ii iifi I η t^ t 1 >t Ir \ ^ I'll λ pii f^ it γ ψ^^ ι Tf .-* I

verwendet wird. Die /um Schutz der Aminogruppe von Isoserinen oder L^4-Amino-2-hydroxybuttersäure kann die gleiche sein wie die oder verschieden sein von

■m denen, die zum Schutz von 3',4'-Didesoxy-3'.4'-dide!iydrokanamyeins B bei der oben genannten Stufe des Schutzes der Aminogruppen verwendet werden. Die tert.-Butoxycarbonylgruppe ist ein Beispiel bevorzugter Aminoschutzgruppen, da sie leicht durch eine Behand-

i". lung mit einer sauren Lösung, wie einer wäßrigen Lösung von Trifluoressigsäure, Essigsäure und dgl. oder verdünnter Salzsäure, abgespalten werden kann. Ein weiteres Beispiel bevorzugter Aminoschutzgruppen ist die Benzyloxycarbonylgruppe, weil sie durch her-

'·" kömmiiche kataivtische Reduktion unter Verwendung eines Platingruppenmetall-Katalysators abgespa!'~n werden kann, wenn die Reduktion der3',4'-olefinischen Unsättigung gleichzeitig bewirkt werden kann.

Bevorzugt erfolgt die Acylierung unter Verwendung eines aktiven Esters in einem wäßrigen Lösungsmittel. So kann als ein in üblicher Weise erhältlicher aktiver Ester der N-Hydroxysuccinimidester von Isoserin oder von L^-Benzyloxycarbonylamino^-hydroxybuttersäure z. B. in einer Menge von 0,5 bis 2 Moläquivalenten, vorzugsweise 1 bis 1,5 Moläquivalenten, verwendet werden. Als mit Wasser mischbares Lösungsmittel kann vorzugsweise Dioxaa, 1,2-Dimethoxyäthan, N,N-Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Triäthylamin und dgl. verwendet werden.

In der Acylierungsstufe wird die 1-Aminogruppe der teilweise arninogeschützten Derivate des 3',4'-Didesoxy-3',4-didehydrokanamycins B mit Isoserin oder L^t-Amino-2-hydroxybuttersäure oder einem reaktiven

Derivat zu dem Produkt der Formel:

10

CH₂OH A

CH₂N

(VIII)

acyliert, worin jedes Paar A und B ein Paar aus WasscrstofTund einer einwertigen Aminoschutzgruppe bedeutet, oder jedes Paar A und B zusammen eine zwei wer-'ige Aminoschutzgruppc bildet, mit der Maßgabe, daß bei irgendeinem der vier Paare A und B unterden insgesamt fünf Paaren sowohl A als auch B Wasserstoffatome bedeuten können, und // 1 oder 2 ist.

Die Stufe zur Abspaltung der Aminoschutzgruppe oder -gruppen aus dem Acylierungsprodukt kann in üblicher Weise erfolgen. So können die Aminoschutzgruppen des Alkyloxycarbonyltyps durch Hydrolyse mit einer sauren Lösung, wie einer wäßrigen Lösung von Trifluoressigsäure, Essigsäure und dgl. oder verdünnter Salzsäure, abgespalten werden. Im Falle von Aralkyloxycarbonylgruppen, wie Benzyloxycarbonyl. kann deren Abspaltung leicht durch übliche katalytische Reduktion, d. h. Hydrogenolyse, erfolgen. Die Anwendung einer solchen katalytischen Reduktion zur Abspaltung einer Aminoschutzgruppe oder von Aminoschutzgruppen des Aralkyloxycarbonyltyps ist für die erfindungsgemäßen Zwecke von Vorteil, indem die katalytische Reduktion gleichzeitig an der 3',^-olefinischen Doppelbindung des acylierten Produkts hydrierend angreift und so in einer Stufe das gewünschte 1-N-Isoseryi- oder l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3'.4'-didesoxykanamycin B liefert.

Gewöhnlich folgt beim erfindungsgemäßen Verfahren der Abspaltung der Aminoschutzgruppe oder-gruppen vom acylierten Produkt der Formel VIII die Sättigung der 3',4'-Doppelbindung durch Hydrieren, wie oben erwähnt. Wird zur Abspaltung der Aminoschutzgruppe oder -gruppen Hydrogenolyse angewandt, kann die Hydrierung der 3',4'-Doppelbindung gleichzeitig erfolgen, so daß keine weitere Stufe der Sättigung der 3',4'-DoppeIbindung erforderlich ist.

Dem Fachmann wird erkennbar sein, daß die Folge der Stufe der Abspaltung der Aminoschutzgruppe(n) und der Stufe der Hydrierung der 3'.4'-Doppelbindung umgekehrt werden kann, so daß der Hydrierungsstufe die Abspaltungsstufe folgt.

Die I lydrierung der 3',4'-olefinischen Doppelbindung kann durch Reduktion mit Wasserstoff in Gegenwart eines bekannten Hydrierkatalysators, z. B. eines Platingruppenmetallkatalysators, wie Platin, Platinoxid und Palladium, erfolgen. Die Reduktion kann bei Raumtr ,nperaturen oder unter Erwärmen erfolgen.

Ferner wurde gefunden, daß 1-N-(L-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)- und 1-N-(N-Benzyloxycarbonylisoseryl) - 3 .4' - didesoxy - 3'.4' - didehydrokanamycin B. die beide neue Verbindungen sind, hergestellt als Zwischenprodukte beim erfindungsgemäßen Verfahren durch Schützen aller oder einiger der anderen Aminogruppen ais der 1-Aminogruppe des 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycins B mit tert.-Butoxycarbonylgruppen, Umsetzen eines aktiven Esters von L^-Benzyloxycarbonylamino^-hydroxybuttersäure oder von N-Benzyloxycarbonylisoserin mit einem Gemisch der so gebildeten aminogeschützten Derivate und Behandeln der gemischten N-acylierten Derivate mit Trifluoressigsäure, um vorzugsweise die tert.-Butoxycarbonylgruppen abzuspalten, von anderen N-acylierten Nebenprodukten säulenchromatographisch an makronetzförmigen Harzen, wie Diaion³ HP-20, leicht isoliert und gereinigt werden können. So können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Aminoschutzgruppen zum Schutz der Aminogruppe oder -gruppen am 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B-Rest und zum Schutz der Aminogruppe am L-4-Amino-2-hydroxybuttersäure-Rest oder am Isoserin-Rest verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden also neue Verbindungen der Formel

il

O L-CH₂NH₂

(CH₂),,

NHZ

zur Verfügung gestellt, worin /; 1 oder 2 ist und / eine Benzyioxycarbonyigruppc bedeutet, d. h. i-N-(L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyr\!)- und I-N-(N-BenzyloxycarbonylisoserylKV^'-didesoxy-.V^'-didehydrokanamycin B. Bei der letzteren Verbindung kann die Isoserylgruppe die D-, L- oder DL-lsoserylgruppe sein. Typische Eigenschaften der neuen Verbindungen der Formel X sind nachfolgend angegeben.

(i) l-N-(L^ji-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B ist ein weißes Pulver in Form des MonocarbonatmonohyOrats mit einem Zersetzungspunkt von 120 bis 123° C. οιικ; spezifischen Drehung \a\^: _d ⁷ '= +26° (c = 0.5. W: ^;r> und Werten der Elementaranalyse, die mit Φ_τ. theoretischen Werten von Ci₀H₄₈N₁₁O · Il Ci.\3 · 11,0 (C 48,68%, H 6,85%, N 10,99%) übereinstimmen. Die'se Substanz liefert einen einzigen Fleck bei Rf 0,35 bei der Dünnschichtchromatographie an Kieselgel mit einem Lösungsmittelsystem Butanol/Äthanol/Chloroform/17% wäßriges Ammoniak (4:5:2:3 Volumina) als Entwickler.

Die Verbindungen der Formel X sind gegenüber dem bekannten 1 - N - (L - 4 - Benzyloxycarbonylamino - 2 hydroxybutyryl)-oder 1-N-iN-Benzyloxycarbonylisosery!)-3',4'-didesoxykanamycin B, hergestellt durch Umsetzen von 3',4'-Didesoxykanamycin B mit einem aktiven Ester von L^-Benzyloxycarbonylamino^-hydroxybuttersäure oder N-Benzyloxycarbonylisoserin insofern von Vorteil, als sie von anderen N-acylierten Nebenprodukten säulenchromatographisch viel wirksamer und somit in höherer Reinheit als letztere (vgl. Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1, wie später angegeben) isoliert und gereinigt werden können.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung weiter.

Beispiel 1

449,5 mg (1 mMol) 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B werden in 22,4-ml SO^igem wäßrigen Isopropylalkohol und 0,56 ml (4 mMol) Triäthylamin gelöst, und eine Lösung von tert.-Butyl-S-4,6-dimethylpyrimid-2-ylthiocarbonat (1,441 g 6 mMol) in 11,2 ml Isopropylalkohol werden der erhaltenen Lösung ausgesetzt Die Lösung wird auf 50° C erwärmt und 22 h bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten, um die gewünschte Aminoschutzreaktion zu vervollständigen, d. h. die Einfühnjng der tert-Butoxycarbonylgruppen. Zu der erhaltenen Reaktionslösung, die 3,2',6',3' Tetra-N-tert-butoxycarbonyl-, S^o'-Tri-N-tert.-butoxycar-

50 (X)

bonyl-, 2'.6',3"-Tri-N-tert.-butoxy carbonyl-, 2'.6'-Di-N-icri.-buioxycarbonyl- und o'-N-ien.-Buiuxyaiibuiiyi-Derivate von 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehyrlrokanamycin B enthält, wird eine Lösung von N-Hydroxysuccinimidester der L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybuttersiiure (525 mg, 1,5 mMol) in 10 ml Methylalkohol gegeben und das Gemisch bei Raumtemperatur 4.5 h gerührt, um die beabsichtigte 1-N-Acylierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum zur Trockne eingeengt und der Rückstand mit einer 'W-oigen wäßrigen Trifluoressigsäure (10 ml) gemischt und bei Raumtemperatur 30 min stehen gelassen, um die tert.-Butoxycarbonylgruppen abzuspalten. Das Reaktionsgemisch wird dann mit 4 ml Wasser verdünnt und durch eine 100-ml-Säule mit einem handelsüblichen makrovernetzten Harz (Diaion* HP-20AG) geführt. Die Säule wird dann mit Wasser entwickelt, um das Eluat in !0-mI-Fraktionen aufzufangen, und die Fraktionen 9 bis 13 werden vereinigt und im Vakuum zur Trockne eingeengt, was einen pulvrigen Rückstand (1.006 g) liefert, der nicht umgesetztes 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B enthält. Das Pulver wird in 2 ml Wasser gelöst, und die Lösung wird durch Zugabe von wäßrigem Ammoniak auf pH 7 eineesullt und durch eine Säule mit 20 ml eines handelsüblichen, schwach sauren Kationenaustauscherharzes (Amberlite^T CG-50) in der NH^-Form geführt. Die Säule wird dann mit Wasser gewaschen und mit 0,5 η wäßrigem Ammoniak eluiert, was 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B (152 mg, 34% Rückgewinnung) ergibt.

Die aus der Diaion^s-Säule eluierten Fraktionen 27 bis 34 werden aufgefangen und im Vakuum zur Trockne eingeengt, was einen pulvrigen Rückstand (262 mg) liefert, der l-N-(L-4-BenzyIoxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B-trifluoracetat enthält. Das Pulver wird in 10 ml 80%iger wäßriger Essigsäure gelöst, wozu dann Platinoxid gegeben wird, und das Gemisch wird unter einem Druck von etwa 3,3 bar Wasserstoffgas zur Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppen und zur gleichzeitigen Hydrierung der 3',4'-Doppelbindung 18 h geschüttelt. Die Reaktionslösung wird dann im Vakuum eingeengt und das Konzentrat mit 10 ml Wasser verdünnt, mit wäßrigem Ammoniak auf pH 7 eingestellt und dann durch eine Säule mit 95 ml Amberlite⁸ CG-50 (NHf-Form) geführt. Die Säule wird dann mit Wasser gewaschen und mit 0,8 η wäßrigem Ammoniak eluiert, was 78 mg i-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryI)-3',4'-didesocykanamycin B (78 mg) in Form eines weißen Pulvers liefert. Ausbeute 14,1%.

Beispiel 2

449,5 mg (1 mMol) 3\4'-Didesoxy-3'.4'-didehydrokanamycin B werden in 22,4 ml 50%igem wäßrigem Isopropylalkohol und 0,56 ml (4 mMol) Triiithylamin gelöst, und eine Lösung von tert.-Butyl-S-4,6-dimethylpyrimid-2-ylthiocarbonat (1.201 g, 5 mMol) in 11,2 ml Isopropylalkohol werden nach und nach der erhaltenen Lösung zugesetzt. Die so gebildete Lösung wird auf 50' C erwärmt, 16.5 h unter Rühren bei dieserTemperatür gehalten, dann der pH auf 10 durch Zusatz wäßrigen Ammoniaks eingestellt und weitere 20 min gerührt. Dann werden 67 ml Äthylacetat der Reaktionslösung zugesetzt und das erhaltene Gemisch 30 min geschüttelt, worauf eine Phasentrennung beim Stehen eintritt und die Äthylacetatschicht abgetrennt und im Vakuum zur Trockne eingeengt wird, was 944 mg eines Gemischs liefert, das hauptsächlich Tn-. Tetra- und Penta-N-tert.-butoxycarbonyl-Derivate des 3'.4'-Didesoxy-3'.4'-didehydrokanamycins B in Form eines l'ulvers liefert.

944 mg des Gemischs werden in 19 ml 70%igem wäßrigem Tetrahydrofuran ge'öst. dem dann eine Lösung von 525 mg (1,5 mMol) N-Hydroxysuccinimidestcr der L-4-BenzyIoxycarbonylamino-2-hydroxybuttersäure in 6 ml Tetrahydrofuran zugesetzt wird, und das Gemisch wird bei Raumtemperatur 20 h zur 1-N-Acylierung gerührt und dann im Vakuum zu einem pulvrigen Rückstand zur Trockne eingeengt.

1.675 g des Pulvers werCcn in 8 ml 90%iger wäßriger Trifluoressigsäure gelöst, und die Lösung kann 45 min bei Raumtemperatur stehen, um die tert.-Butoxycarbonylgruppen abzuspalten. Die Reaktionslösung wird dann mit 2 ml Wasser verdünnt und durch eine Säule mit 100 ml Diaion' HP-20AG geführt. Die Säule wird mi! Wasser entwickelt, um das Eluat in 10-ml-Fraktio-ρεη aufzufangen. Die Fraktionen 7 bis 24 werden vereinigt und im Vakuum zur Trockne eingeengt und liefern 559 mg eines pulvrigen Rückstands, der das nicht umgesetzte 3'.4'-Didesoxy-3',4'-didehydiokanamycin B-trilluoracetat enthält. Das Pulver wird in 2 ml Wasser gelöst, und die Lösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 7 eingestellt und durch eine Säule mit 20 ml A mbe rute* CG-50 (Nllf-Form) geführt. Die Säule wird mit Wasser gewaschen und mit 0,5 η wäßrigem Ammoniak eluiert. um 97 mg 3'.4'-Didcsoxy-3',4'-didehydrokanamycin B (22%) rückzugewinnen.

Die aus der Diaion' -Säule cluierten Fraktionen 25 bis 37 werden zusammen aufgefangen und im Vakuum zur Trockne eingeengt und liefern 270 mg eines pulvrigen Rückstands, der l-N-(L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybu ty ry I)-3',4'-didesoxy-3',4'-dide hydro kanamycin B-trilluoracetat(Reinheit 39.3%) enthält. Das Pulver wird in 15 ml 95%iger wäßriger Essigsäure gelöst, wozu dann Platinoxid gegeben wird, und das Gemisch wird unter einem Druck von 3.4 bar (3.4 kp/enr) Wasserstoff zur Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppen und gleichzeitigen Hydrierung der 3'.4'-Doppelbindung geschüttelt. Die Reaktionslösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 7 eingestellt und durch eine Säule mit 100 ml Amberlite* CG-50 (NIlJ-Form) geführt. Die Säule wird mit Wasser gewaschen und mit 0.75 η wäßrigem Ammoniak eluiert, um l-N-(L-4-Amino-2-h\droxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B (89 mg) in Form eines weißen Pulvers zu liefern. Ausbeute 16.1%.

Beispiel 3

450 mg (1 mMol) 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B werden den in einem Gemisch aus 50"i.igem wäßrigem Isopropylalkohol (22,4 nil) und Triethylamin (0,56 ml) gelöst, und die erhaltene Lösung wird mit ->n einer Lösung von 1,64 g (6 mMol) Benzyl-S-4,6-dimethylpyrimid-2-ylthiocarbonat in 11.2 ml Isopropylalkohol versetzt und das Gemisch 22 h bei 50° C gerührt, um die Benzyloxycarbonyl-Aminoschutzgruppen in das Kanamycin B-Ausgangsmolekül einzuführen. 4i

Dann wird eine Lösung von 525 mg (1.5 mMol) N-Hydroxysuccinimidester der L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybuttersäure in 10 ml Methylalkohol zur Reaktionslösung gegeben, die ein Gemisch von N-Benzyloxycarbonyl-Derivaten des 3'.4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycins B enthält, und das Gemisch wird 5 h bei Raumtemperatur gerührt.

Die erhaltene Reaktionslösung, die ein Gemisch von N-Benzyloxycarbonyl-Derivaten von l-N-(L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxy- 3'.4'-didehydrokanamycin B enthält, wird im Vakuum zurTrockne eingeengt, und der Rückstand wird in 10 ml eines Gemischs aus Methanol/Essigsäure/Wasser (1:1:1 Volumina) Erlöst. 150 mg 5% Palladium/Kohlenstoff werden zur erhaltenen Lösung gegeben, und das Gemisch wird mit einem Wasserstoffatom 5 h bei Raumtemperatur katalytisch reduziert, wobei die Benzyloxycarbonylgruppen abgespalten wedc ■ und gleichzeitig die 3'.4'-Doppelbindung hydriert wird. Nach dem Entfernen des Katalysators wird die Reaktionslösung zur Trockne eingeengt, und der Rückstand wird in 5 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 8,0 eingestellt und dann durch einr. Säule mit 50 ml Amberlite^ Cg-50 (NHf-Form) geführt. D ' Säule wird mit Wasser gewaschen und dann mit 0,7 η wäßrigem Ammoniak eluiert, um 60 mg 1-N-(L^1-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B als weißes Pulver zu ergeben. Ausbeute 11%.

Beispiel 4

450 mg (1 mMol) 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B werden in einem Gemisch aus 50%igem wäßrigem Isopropylalkohol (22 ml) und 0,41 ml Triäthylamin gelöst, und zur erhaltenen Lösung werden 960 mg (4 mMol) tert.-Butyl-SAo-dimethylpyrimid^-ylthiocarbonat gegeben und das Gemisch 22 h bei 50° C gerührt. Dann wird die Reaktionslösung mit einer Lösung von 410 mg (1,2 mMol) N-Hydroxysuccinimidester von N-Benzyloxycarbonyl-DL-isoserin in 7,5 ml Dioxan versetzt und das Gemisch 28 h bei Raumtemperatur gerührt.

Die so erhaltene Reaktionslösung, die ein Gemisch von tert.-Butoxycarbonyl-Derivaten des 1-N-(N-Benzyloxycarbonyl-DL-isoseryl)-3',4'-didesoxy-3',4'- didehydrokanamycins B enthält, wird im Vakuum zur Trockne eingeengt, und der Rückstand (1,95 g) wird in 20 ml 90%iger wäßriger Trifluoressigsäure gelöst. Die Lösung kann 45 min bei Raumtemperatur stehen bleiben, um die Abspaltung der tert.-Butoxycsrbonyl-Aminoschutzgruppen zu vollenden, und wird wieder im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in 2 ml Wasser gelöst und die Lösung durch eine Säule mit

50 ml Diaion⁵ HP-20 geführt. Die Säule wird mit Wasser eluiert und das Eluat in 5-mi-Fraktionen gesammelt. Die Fraktionen 11 bis 17 werden miteinander vereinigt und im Vakuum zur Trockne eingeengt, um 166 mg eines pulvrigen Rückstands zu liefern. Das Pulver wird in 4 ml eines Gemisch aus Methanol/Essigsäure/Wasser (1 : 1 : 1 Volumina) gelöst, und 100 mg 5% PaIIadium/KohlenstofT werden zur Lösung gegeben. Das Gemisch wird in einem Wasserstoflstrom 3 h bei Raumtemperatur katalytisch reduziert. ι ο

Nach dem Entfernen des Katalysators wird die Reaktionslösung im Vakuum zur Trockne eingeengt und der Rückstand (160 mg) in 4 mi Wasser gelöst. Die so gebildete Lösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 7,2 eingestellt und durch eine Säule mit 75 ml Amberlite* is CG~50 (NHf-Form) geführt. Die Säule wird mit 180 ml Wasser und ctenn mit 180 ml 0,2 η wäßrigem Ammoniak gewaschen und mit 0,3 η bis 0,6 η wäßrigen Ammoniaklösungen nach Gradientenelutionen eluiert, um 80 mg l-N-DL-Isoseryl-3',4'-didesoxykanamycin B M als weißes Pulver zu liefern. Ausbeute 15%.

Vergleichsbeispiel

Zum Vergleich veranschaulicht dieses Beispiel die Herstellung von l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryI)-3',4'-didesoxykanamycin B unter Anwendung der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 2, aber ausgehend von "!',4'-Didesoxykanamycin B. So werden 450 mg (1 mMol) 3'.4'-Didesoxykanamycin B in 22,4 ml jo 50%:gem wäßrigem Isopropylalkohol gelöst, und die erhaltene Lösung wird zuerst mit 0.56 ml Triethylamin und dann mit einer Lösung von tert.-ButyI-S-4,6-dimethylpyrimid-2-yithiocarbonat (1.201 g, 5 mMol) in 11,2 ml Isopropylalkohol versetzt. Das Gemisch wird a auf 50° C erwärmt und 16.5 h unter Rühren bei dieser Temperatur gehalten, dann mit wäßrigem Ammoniak auf pH 10 eingestellt und weitere 20 min gerührt. 67 ml Äthylacetat werden der erhaltenen Reaktionslösung zugefügt und das Gemisch 30 min geschüttelt. Dann -to wird die abgeschiedene Äthylacetatschicht abgenommen und im Vakuum zur Trockne eingeengt, um ein Gemisch von N-tert.-Butoxycarbonyl-Derivaten des 3',4'-Didesoxykanamycins B (1,15 g) in Form eines Pulvers zu ergeben. -ti

Das Pulver wird in 40 ml 50%igen wäßrigen Tetrahydrofurans gelöst, und zu der erhaltenen Lösung wird eine Lösung des N-Hydroxysuccinimidestenf der L-4-BenzyloxycarbonyIamino-2-hydroxybuttersülure (641 mg, 1,8 mMol) in 10 ml Tetrahydrofuran gegeben und das Gemisch 4 h bei Raumtemperatur gerührt Die so gebildete Reaktionslösung, die ein Gemisch von tert.-Butoxycarbonyl-Derivaten des l-N-(L-4-Bei:izyloxycarbony!-amino-2-hydroxybutyryi)-3',4'-didesoxykanamycins B enthält, wird im Vakuum zur Trockne eingeengt, und das erhaltene Pulver (2,1Og) wiriil in 5 ml 90%iger wäßriger Trifluoressigsäure gelöst. Die Lösung kann 1 η bei Raumtemperatur stehen, um die Abspaltung der tert-Butoxycarbonylgruppen zu vervollständigen, wird mit 10 ml Wasser verdünnt und durch eine Säule mit 100 ml Diaion* HP-20AG geführt Die Säule wird mit Wasser eluiert und das Eluat in 10-ml-Fraktionen gesammelt. Die Fraktionen 6 bis 12 werden vereinigt und im Vakuum zur Trockne eingeengt, um 540 mg eines Rückstandspulvers zu hinterlassen, das das nicht umgesetzte 3',4'-Didesoxykana:mycin B-trifluoracetat enthält Das Pulver wird in S ml Wassfer gelöst und die Lösung durch eine Säule mit 15 ml Amberlite® CG-50 (NHf-Form) geführt. Die Säule wird mit Wasser gewaschen und mit 0,5 η 'wäßrigem Ammoniak eluiert, um 141 mg 3',4'- Didesoxykanamycin B rückzugewinnen. Rückgewinnung 311%.

Die aus der Diaion^s-Säule eluierten Fraktionen 2J bis 26 werden miteinander vereinigt und im Vakuum zur Trockne eingeengt, um 258 mg eines Pulvers zu hinterlassen, das l-N-(L-4-Benzyloxycarbonyl-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B-trifluoracetat (Reinheit 24,8%) enthält. Das Pulver wird in 3 ml eines Gemisches aus Methanol/Essigsäure/Wasser (1:1:1 Volumina) gelöst, und 50 mg 5% Palladium/Kohlenstoff weirden der Lösung zugesetzt. Das Gemisch wird mit einem WasserstofTstrom 5 h bei Raumtemperatur zur Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppen katalytisch reduziert. Nach dem Entfernen des Katalysators wird die Reaktionslösung im Vakuum zur Trockne eingeengt und der Rückstand in 1,5 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 8,6 eingestellt und durch eine Säule mit 10 ml Amberlite* CG-50 (NHf-Form) geführt Die Säule wird mit Wasser gewaschen und mit 0,8 η wäßrigem Ammoniak eluiert, um 1 -N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesi:ixykanamycin B (54 mg) als weißes Pulver zu liefern. Ausbeute 10%.

308 12IW282

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 1-N-Isoseryl- oder l-N-(L-4-Amino-2-rtydroxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B der Formel:

CH₂OH

'~N-o

H₁N

CH₂NH₂

in der η 1 oder 2 ist, dadurch gekennzeichnet, daß man 3',4'-Didesoxy-3\4'-didehydrokanamycin B der Formel:

HO H₂N

CH₂OH

~~N—ο

CH₂NH₂ (ID

als Ausgangsverbindung einsetzt und jeweils in an sich bekannter Weise

A) Verbindung Il mit 3 bis 5 Moläquivalenten eines zur Einführung von Aminoschutzgruppen bekannten Reagens in einem wäßrigen, «> organischen Lösungsmittel umsetzt,

B) die gemäß Verfahrensstufe A) erhaltenen Gemische N-geschützter 3\4'-Didehydrokanamycine B ohne Auftrennung mit Isoserin oder L-4-Amino-2-hydroxybuttersäure oder einem hi reaktionsfähigen Derivat dieser Verbindungen, deren Aminogruppe ungeschützt oder geschützt sein kann, acyliert.

C) die Aminoschutzgruppen aus dem gemäß Verfahrensstufe B) erhaltenen 1-N-acylierten Verbindungen abgespaltet und

D) die jeweilige, gemäß Verfahrensstufe C) erhaltene 1-N-acylierte Verbindung katalytisch hydriert, wobei man die Verfahrensstufen C) und D) in der angegebenen Reihenfolge öder gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge durchführt.

2, l-N-(N-Benzyloxycarbonylisoseryl)- und 1-N-(L-4-Benzyloxycarbonylamino-2-hydroxybutyryl)-3\4'-didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B der Formel:

CH₃OH

O L_ CH₂NH₂

NHZ
in der Z die Benzyloxycarbonylgruppe bedeutet und η 1 oder 2 ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1-N-Isoseryl- oder l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryI)-3',4'-didesoxykanamycin B in hoher Ausbeute aus 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B als Ausgangsmaterial sowie hierbei eingesetzte Zwischenprodukte.

3',4'-Didesoxykanamycine B, das aus Kanamycin B synthetisch hergestellt worden war (veröfTentlichte japanische Patentanmeldungen 7595/75 und 46110)76; US-PS 37 53 973) hat als Chemotherapeutikum weite Verwendung gefunden, es zeichnet dich durch seine hohe Aktivität gegenüber kananycinresistenten Mikrobenstämmen einschließlich Pseudom· aas aeruginosa aus. In jüngerer Zeit wurden auch l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B (veröffentlichte japanische Patentanmeldung 33629/77; US-PS 4107 424) und l-N-Isoseryl-3',4'-didesoxykanamycin B (veröfTentlichte japanische Patentanmeldung 47949/75; US-PS 39 39 143) synthetisiert, und es wurde gefunden, daß sie eine hohe Aktivität gegenüber einer großen Vielzahl arznoimittelresistenter Mikrobenstämme, Pseudomonas aeruginosa eingeschlossen, aufweisen. Die Fortsetzung der Untersuchungen über diese Kanamycin-Derivate führten nun zur Entwicklung eines neuen, bequemen Weges für die Herstellung von 1-N-Isoseryl-oder l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyry!)-3',4'-didesoxykanamycin B.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von l-N-Isoseryl-3',4'-didesoxykanamycin B oder l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-didesoxykanamycin B der Formel:

CH₂NH₂

NH,
CO

CHOH

(CH₂),

NH₂

worin /; 1 oder 2 ist, wobei von 3',4'-Didesoxy-3',4'-didehydrokanamycin B der Formel:
_H CH₁OH

H₂N

O L-CH₂NH₂

H,N