DE3041130A1

DE3041130A1 - Antibiotisch wirksames macrolid

Info

Publication number: DE3041130A1
Application number: DE19803041130
Authority: DE
Inventors: Mamoru Fuchu Tokyo Arai; Tatsuo Haneishi; Mutsuo Tokyo Nakajima
Original assignee: Sankyo Co Ltd
Current assignee: Sankyo Co Ltd
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1981-05-14
Also published as: US4374764A; ATA540780A; JPS6361959B2; NL8006011A; PH16866A; PH16761A; DE3041130C2; ES8207218A1; FR2468582B1; GB2061946B; FR2468582A1; PH17550A; CH647790A5; ES8203417A1; ES507441A0; ES496489A0; JPS5665853A; AT373868B; IT8068680A0; IT1141632B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft neue antibiotisch wirksame Macrolide, die Derivate des Mycoplanecins darstellen.

Die erfindungsgemäßen antibiotisch wirksamen Macrolide sind Verbindungen der nachstehenden Formel (I)

ph ¥ ^CH3 Vv /^CH3

CH-3 J\/^{J J}\/^J

I ^J CH CH

CH₇ ι CH₃ I

A ^H₃ CH₂ 1 (CH₂I₂

R—N —'-CO-N-CH-CO-NH-CH-CO-N—^LCO-NH-CH~CO

I (i)

CH-CH₃

I ³ I

0 CH-CH

1 l"³ I ^CH3

OC-CHo-NH-OC-CH-N-OC-T—N OC

² I O

CH₂ CH

HnC CHn

worin R eine N- (oc-Hydroxybutyryl) -N-methylvalylgruppe, d.h eine Gruppe der Formel

CH₃^ ^CH₃ CH

CH₁-CH₉-CH-CO-H-Ch-CO-3 2₍ ,

OH CH₃ 130020/0837

oder ein Wasserstoffatom bedeutet.

Mycoplanecin ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 29 21 085 und besitzt eine Struktur der vorstehend angegebenen Formel (I)/ wobei jedoch, anders als bei den erfindungsgemäßen Verbindungen, in Mycoplanecin R eine N-(a-Ketobutyryl)-N-methylvalylgruppe, d.h. eine Gruppe der Formel

CH

CHo -CHo-CO-CO-H-CH-CO-

J L ι

CH₃

darstellt.

Wie in der deutschen Patentanmeldung P 29 21 085 beschrieben wird, besitzt Mycoplanecin wertvolle antibiotische Wirkung gegen zahlreiche Mikroorganismen, insbesondere jedoch gegen Mikroorganismen des Genus Mycobacterium. Mycoplanecin hat außerdem ziemlich niedere Toxizität und ist infolgedessen von beträchtlichem Wert für die Chemotherapie. Es wurde nun gefunden, daß die biologische Verfügbarkeit von Mycoplanecin bei der Verabreichung an Tiere oder Menschen auf den üblichen Wegen noch verbesserungswürdig ist, wodurch der therapeutische Wert von Macoplanecin in gewissem Maß eingeschränkt wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Derivate von Mycoplanecin zur Verfügung zu stellen, welche die gesamte oder praktisch die gesamte Aktivität des Mycoplanecin beibehalten, die jedoch verbesserte Resorption bei

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der Verabreichung an Tiere oder Menschen zeigen.

Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß die Modifizierung oder der Ersatz der N-(a-Ketobutyryl) N-methylvalylgruppe des Mycoplanecins zu Verbindungen mit verbesserter biologischer Verfügbarkeit führt, die darüber hinaus wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von anderen Mycoplanecin-Derivaten darstellen.

Zur Vereinfachung werden die durch die Formel (II) dargestellten beiden Verbindungen nachstehend als Verbindung (II!

CH₁ H₁C

₁ H₁

CH₃

R^LN—^CO-N-CH-CO-NH-CH-CO-N—LCO-NH-CH-CO

~^Lf13 N-CHo

CH-CH^ ΓΗ ι ν

OC-CH₂-NH-Oc-CH-N-OC -j— N OC

CH-N-Oc -j— N

CH₂

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worin R' eine N-(α-Hydroxybutyryl)-N-methylvaIy!gruppe bedeutet, und Verbindung (III)

H,C CH 3

CH

f CH

CH₃

C0-N-CH-C0-NH-CH-CO-H

CH-CH'

CH I

OC-CH₂-Nh-OC-CH-N-OC

CH₂

CH

H₃C'

"CH-

CH (CH₂I₂

N-CH,

CH-CH

OC

CH₃

CH.

(III)

bezeichnet.

Für Verbindung (II) sind die folgenden physikalischen und chemischen Eigenschaften kennzeichnend:

1. Farbe und Zustand

farblose Nadeln

2. Schmelzpunkt :

bis 182°C

3. spezifische Drehung : [α] -69,1° (c = 1,02, Chloroform)

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4. Elementaranalyse : C 60,74 %; H 8,84 %; N 11,46 %

5. empirische Formel : ^C61^H104^N10°13

6. Molekulargewicht : 1184

7. Ultraviolett-Absorptionsspektrum : In Methanol : nur Endabsorption

8. Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr) :

\) : 1760, 1670 - 1640 cm"¹
max

9. Löslichkeit : Löslich in Methanol, Aceton, Äthyl

acetat, Chloroform und Benzol Unlöslich in Wasser und Hexan

10. Dünnschichtchromatographie :

Durchgeführt auf Silicagel-Platte Nr. 5715 (Produkt der Merck und Co., Inc.) einer Dicke von 0,25 mm. Entwicklung mit Äthylacetat, Rf-Wert = 0,10 Entwicklung mit Äthylacetat/Methanol-Gemisch im Volumverhältnis 10 : 1, Rf-Wert = 0,27.

Die Verbindung (III) kann durch die nachstehenden physikalischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert werden :

1. Farbe und Zustand : weißes amorphes Pulver

2. Schmelzpunkt : 140 bis 150⁰C

25

3. spezifische Drehung : [⁰^_n ~57,7° (c = 0,78, Chloro-

^D form)

4. Elementaranalyse : ' C 61,54 %; H 8,93 %; N 12,51 %

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5. empirische Formel : ^Cm^Hß7^N9^10

6. Molekulargewicht : 985

7. Ultraviolett-Absorptionsspektrum : In Methanol : nur Endabsorption

8. Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr) :

V : 1760, 1670 - 1640 cm"¹
max

9. Löslichkeit : Löslich in Methanol, Aceton, Äthyl

acetat und Chloroform.

Unlöslich in Wasser, Benzol und Hexan

10. DünnSchichtchromatographie :

Als Absorptionsmittel wurde eine Silicagel-Platte Nr. 5715 (Produkt der Merck und Co., Inc.) einer Dicke von 0,25 mm verwendet. Entwickelt wurde mit einem Gemisch aus Chloroform, Methanol und Ammoniumhydroxid im Volumverhältnis 90 : 10:1; der Rf-Wert betrug 0,2

Die Verbindungen (II) und (III) zeigen starke antibakterielle Aktivität gegen zahlreiche infektiöse Mikroorganismen, speziell jedoch gegen Mikroorganismen des Genus Mycobacterium und ganz besonders gegen Mycobacterium tuberculosis, Varietät H37Rv. Diese Verbindungen können daher wertvoll zur Behandlung von Tuberkulose sein.

Die inhibierenden Mindestkonzentrationen (MIC) der Verbindungen (II) und (III) gegen verschiedene Mikroorganismen des Genus Mycobacterium sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Sie wurden bestimmt, indem der Mikroorganismus 7 Tage lang

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(im Fall von Mycobacterium smegmatis) oder 42 Tage (im Fall der anderen Mikroorganismen) bei 37⁰C auf einem flüssigen Dubos-Medium imkubiert wurde.

TABELLE

Test-Organismus	Verbindung (II)	Verbindung (III)	6,	25
	MIC	MIC
• Mycobacterium smegmatis	ug/ml	ug/ml	12	,5
ÄTCC 607	0,05	3,13 -
Mycobacterium tuberculo sis			25
i H37RV j	0,625	6,25 -
j Mycobacterium intracellu- lare
IFM 2073	2,5	12,5 -

Die Verbindung (II) kann durch Reduktion von Mycoplanecin hergestellt werden. Als Reduktionsmittel kann ein beliebiges Mittel angewendet werden, welches zur Reduktion der Carbonylgruppe in der N- (ot-Ketobutyryl) -N-methylvalyl-Seitenkette zu einer Hydroxygruppe befähigt ist, vorausgesetzt, daß das Reduktionsmittel und/oder die Bedingungen, unter denen die Reduktion durchgeführt wird, so sind, daß andere Teile des Mycoplanecin-Moleküls nicht angegriffen werden. Zu geeigneten Reduktionsmitteln gehören beispielsweise Natriumborhydrid, Lithium-aluminiumhydrid oder NaBH₃CN. Gemäß einer an-

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deren Ausführungsform kann Mycoplanecin mit gasförmigem Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators (wie Platinoxid) in einem organischen oder wässrig-organischen Lösungsmittel behandelt werden.

Die Verbindung (II) leitet sich ebenfalls von Mycoplanecin ab und wird aus diesem durch Behandlung mit reduzierenden Enzymen, die durch Mikroorganismen oder Tiere gebildet werden, erhalten.

Die Verbindung (III) kann durch die Hydrolyse der Verbindung (II) oder von Mycoplanecin hergestellt werden. Die Hydrolyse kann unter Verwendung von organischen oder anorganischen Säuren in einem organischen Lösungsmittel oder in einem wässrig-organischen Lösungsmittel durchgeführt werden. Besonders gute Ergebnisse werden durch die Hydrolyse dieser Verbindungen mit Hilfe von Chlorwasserstoffsäure, vorzugsweise in einer Konzentration von 3 bis 5 n, bei Raumtemperatur, vorzugsweise während einer Dauer von 3 bis 5 Stunden, erzielt. Jedoch kann auch jede andere übliche Hydrolysemethode angewendet werden, die zur Entfernung einer Acylgruppe von einem Stickstoffatom befähigt ist.

Die gewünschte Verbindung der Formel (II) oder (III), die nach der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wurde, kann aus dem Reaktionsgemisch mit Hilfe von üblichen Methoden, insbesondere durch Chromatographie oder Kristallisation, isoliert werden. Die Chromatographie kann unter Anwendung verschiedener Träger entweder einzeln oder in Kombination vorgenommen werden und kann erforderlichenfalls wiederholte Male durchgeführt werden.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher verdeutlicht. In Beispiel 1 wird die Herstellung von Mycoplanecin beschrieben.

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Beispiel 1

In einen 500 ml-Sakaguchi-Kolben vnirden 100 ml eines Impfkulturmediums gegeben, welches einen pH-Wert von 7,0 vor der Sterilisation hatte. Dieses Medium hatte folgende Zusammensetzung (die Prozentangaben sind Gewicht/Volumen-Prozent) :

Glucose	1 %
Glycerin	1 %
Hafermehl	0,5
Saccharose	1 %
Soj abohnenmehl	2 %
Casaminosäure	0,5
Preßhefe	1 %
Calciumcarbonat	0,1

In dieses Medium wurde eine Kultur von Actinoplanes Stamm 41042 ( hinterlegt unter der Hinterlegungsnummer FERM-4504 bei dem Technical Research Institute of the Microbial Industry, Agency of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry, Japan, eingeimpft. Dieser Stamm ist ausführlicher in Patentanmeldung P 29 21 085 beschrieben. Dann wurde eine Schüttelkultur während 96 Stunden bei 28⁰C durchgeführt. Die erhaltene Kulturbrühe wurde in 5 ml-Anteile unterteilt und jeder Anteil wurde in ein Produktionsmedium eingeimpft, welches sich in einem Sakaguchi-Kolben befand. Jeder Kolben enthielt 100 ml des Produktionsmediums, das vor der Sterilisation einen pH-Wert von 7,0 hatte und das folgende Zusammensetzung (Prozentangaben beziehen sich auf Gewicht/Volumen) aufwies :

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Glycerin	0	,5 I
Saccharose	2	%
Soj abohnenmehl	1	%
Preßhefe	1	%
Maisquellflüssig	0	,5 %
keit
CoCIv . 6H₂ 0	0	,001

Dann wurde die Schüttelkultur während 96 Stunden bei 28⁰C durchgeführt. Die erhaltenen Kulturbrühen wurden kombiniert.

In 4 1 der kombinierten Kulturbrühen (pH 7,2) wurde Celite 545 (Warenzeichen für ein Filterhilfsmittel der Johns Manville Product Corporation, U.S.A.) in einer Menge entsprechend 5 % (Gewicht/Volumen) gegeben und die Brühe wurde filtriert, um die Flüssigkeit von dem Mycel enthaltenden Filterkuchen abzutrennen. Das Filtrat wurde mit 2 1 Äthylacetat extrahiert, um das darin enthaltene Mycoplanecin zu gewinnen, während der Mycelkuchen mit 2 1 20 % (Volumen/Volumen) Wasser enthaltendem Aceton extrahiert wurde. Das Aceton des dabei erhaltenen Extrakts wurde dann unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand wurde mit 2 1 Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetat-Extrakte auf dem Filtra.t und auf dem Mycelkuchen wurden kombiniert, wobei 4 1 der kombinierten Extrakte erhalten wurden.

Die kombinierten Extrakte wurden zweimal gewaschen, jedes Mal mit einem Liter einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung. Die gewaschenen Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Verdampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 1,07 g einer öligen Substanz erhalten wurden.

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Diese ölige Substanz wurde in einer kleinen Menge Chloroform gelöst und dann an einer mit 20 g Silicagel gefüllten Säule adsorbiert, die vorher mit Chloroform behandelt worden war. Die Säule wurde dann mit Chloroform gewaschen und Verunreinigungen wurden mit Hilfe eines Gemisches aus Chloroform und Äthylacetat im Volumenverhältnis 1 : 1 und anschließend mit reinem Äthylacetat eluiert. Das gewünschte Mycoplanecin wurde danach mit einem Mischlösungsmittel eluiert, welches 95 Volum-% Äthylacetat und 5 Volum-% Methanol enthielt. Ein Liter einer aktiven Fraktion wurde aus den eluierten Fraktionen abgetrennt und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 130 mg eines weißen Pulvers erhalten wurden.

110 mg dieseo weißen Pulvers wurden in einem kleinen Volumen Chloroform gelöst und die erhaltene Lösung wurde in eine 220 ml-Säule gegossen, die Sephadex LH-20 (erhältlich von der Pharmacia Co., Ltd., Schweden) enthielt und die mit Chloroform gefüllt worden war. Die Elution wurde dann mit Chloroform durchgeführt. Die so gewonnenen aktiven Fraktionen wurden durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 90 mg Mycoplanecin in Form eines weißen Pulvers erhalten wurden. Dieses gereinigte Produkt zeigte in der Silicagel-Dünnschichtchromatographie einen einzigen Flecken mit Jod, Schwefelsäure und Kalxumpermanganat.

Beispiel 2

Zu einer Lösung von 20 g Mycoplanecin in 200 ml Methanol wurden unter Eiskühlung 1,5 g Natriumborhydrid gegeben, wonach das Gemisch eine Stunde gerührt wurde. Nach Beendigung dieser Zeit wurde das Reaktionsgemisch konzentriert und zu dem Rückstand 500 ml Äthylacetat gegeben. Das Gemisch wurde dann zweimal

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gewaschen, wozu jedes Mal 500 ml einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung verwendet wurden. Das gewaschene Gemisch wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 22 g einer öligen Substanz erhalten wurden. Diese ölige Substanz wurde in 30 ml Acetonitril gelöst und bei Raumtemperatur stehengelassen. Dabei schieden sich 7,2 g der gewünschten Verbindung (II) in Form von farblosen Nadeln ab (Ausbeute 36 %) .

Beispiel 3

5 g der Verbindung (II) wurden in 15 ml einer 4,5 η methanolischen Lösung von Chlorwasserstoff gelöst und die erhaltene Lösung wurde 4 Stunden bei Raumtemperatur (25°C) gerührt. Nach Ende dieser Dauer wurde das Reaktionsgemisch konzentriert, um Chlorwasserstoff zu entfernen. Der gebildete Rückstand wurde in 10 ml Chloroform gelöst und danach an einer 90 g Silicagel enthaltenden Säule adsorbiert, die vorher mit Chloroform behandelt worden war. Die Säule wurde dann mit 200 ml Chloroform gewaschen und mit Hilfe einer Mischlösung, die 95 Volum-% Chloroform und 5 Volum-% Methanol enthielt, fraktioniert eluiert. Das Eluat wurde in 15 ml-Anteilen aufgefangen. Die gewünschte Verbindung (III) war in der 17. bis 24. Fraktion enthalten. Diese Fraktionen wurden kombiniert und durch Eindampfen konzentriert, wobei 3,85 g (Ausbeute 92,6 %) der gewünschten Verbindung (III) erhalten wurden.

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Beispiel 4

200 mg Mycoplanecin wurden in 3 ml einer 0,5 η methanolischen Lösung von Chlorwasserstoff gelöst und die erhaltene Lösung wurde bei Raumtemperatur (25°C) 4 Stunden lang gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch durch
Verdampfen unter vermindertem Druck konzentriert, um Chlorwasserstoff zu entfernen. Der Rückstand wurde dann in
gleicher Weise wie in Beispiel 3 gereinigt, wobei 12 mg der gewünschten Verbindung (III) erhalten wurden.

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Claims

*^ NWA LT L SCHIFF ν. FÜNER STREML SCHÜBEL HCPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSEiROSTFACH 95 O1 6O, D-BOOO MÜNCHEN 95 ALSO PROFESSIONAL RE I'RL SELfsi I AT <VE S BFPORE THE EUMOPEAN F1ATtNT (,FTiCF KARL LUDWIG SCHIFF7 (10..4-10Ti-") DIPL- CHEM. DR. ALEXANDER V- FÜNE R DIPL ING- PETER STREHL DIPL CHEM. DR. URSULA 5CHÜHFI-HOPF DIPL. ΙΝΩ DIETER EBBtNRHAUS DR- ING- DIETER FlNCK TELEFON (OB9)4B20 54 TELEX 5-23565 AURO D TELEGRAMME ALJROMARCPAT MÜNCHEN DEA-13 471 31. Oktober 1980 SANKYO COMPANY, LIMITED Antibiotisch wirksames Macrolid PATENTANSPRÜCHE

1. Antibiotisch wirksames Macrolid, gekennzeich net durch eine Struktur der Formel (I) :

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rn HoC CH₁ H₁C CH

LH₃ J «ν /J J \ /

CH₂ f^H CH₃ ί^Η

CH₃ CH₂ JL (CH₂I₇

CO-N-CH-CO-NH-CH-CO-N—^LC0

CH-CH

OC-CHo-NH-OC-CH-N-OC-i—N OC

²I ^! '

CH₂

worin R ein Wasserstoffatom oder eine N-(α-Hydroxybutyryl)-N-methylvaly!gruppe bedeutet.

2. Verfahren zur Herstellung eines antibiotisch wirksamen Macrolids der Formel (II)

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_ΓΗ HoC CHo H₁C CH,

PM ?H ^H

ϊ^Η2

_Ri__H —L-CO-N-CH-CQ-NH-CH-CO-N

^J CH₃ (id O CH-CH^

CH₃

OC-CH₉-NH-Oc-CH-N-OC-T-N OC

CH₂

H₃L CH₃

in der R' eine N-(α-Hydroxybutyryl)-N-methylvalylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet , daß man Mycoplanecin reduziert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reduktion mit Hilfe von Natriumborhydrid, Lithium-aluminiumhydrid, NaBH₃CN oder gasförmigem Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators durchführt.

4. Verfahren zur Herstellung eines antibiotisch wirksamen Macrolids der Formel (III)

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CH₃ ¥χ /^CH3 ^H3 V¹

CH₃ «2 _r> j

HH-^-CO-N-nH-rO-NH-CH-CO-N—LcO-NH-tH-CO

CH-CH₃ H-CH₃

C^H3 ^NCH₃ (in)

OC-CH₂-NH-Oc-CH-N-OC-I—Κ—OC

CH₂

ΗΓ ΓΗ

dadurch gekennzeichnet, daß man Mycoplanecin oder die vorstehend definierte Verbindung der Formel (II) hydrolysiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ,daß man die Hydrolyse mit Hilfe einer Säure in einem organischen oder wässrig-organischen Lösungsmittel durchführt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säure 3 bis 5n Chlorwasserstoffsäure verwendet.

7. Arzneimittel mit antibiotischer Wirkung, enthaltend einen Wirkstoff und einen pharmazeutisch geeigneten Träger oder Zusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirkstoff eine Verbindung gemäß Anspruch 1 oder deren pharmazeutisch geeignetes Salz vorliegt.

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