DE3152755C2

DE3152755C2 - 5,3'4,6a-Tetradesoxy-kanamycin b, dessen 1-N-Ä(s)-4-Amino-2-hydroxybutyrylderivat, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende antibakterielle Mittel

Info

Publication number: DE3152755C2
Application number: DE19813152755
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kondo; Hamao Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1984-02-16

Description

Die Erfindung betrifft 5.3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B, dessen l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyrylderivat, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie antibakterielle Mittel, die diese Verbindungen enthalten.

Dibekacin (3',4'-Didesoxykanamycin B) wurde halbsynthetisch aus Kanamycin B hergestellt (JP-OS 7 595/75; JP-AS 7 94 612; US-PS 37 53 973). Dibekacin wird als Chemotherapeuticum gegen verschiedene bakterielle Infektionen eingesetzt und ist sowohl gegen Kanamycin-empfindiiche als auch verschiedene Kanamycin-resistente Bakterien wirksam. Ferner wurde Habekacin (l-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-dibeka· ein) halbsynthetisch hergestellt, das ein gegen Dibekacin-resistente Bakterien wirksames Chemotherapeuticum darstellt (JP-OS 22 629/77; US-PS 4107 424). Außerdem wurde l-N-[<x-Hydroxy-a>-aminoalkanoyl]-6'-N-methyldibekacin halbsynthetisch hergestellt, das sich gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen als hochwirksam erwiesen hat (JP-OS 1 15 199/74; GB-PS 14 75 481; US-PS 41 47 861). In weiteren Untersuchungen wurden die 6"-Desoxy- und 4",6"-Didesoxyderivate von Dibekacin und Habekacin (t-N-(L-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-dibekacin) synthetisiert Ferner wurde gefunden, daß diese 6"-Desoxy- und 4",6"-Didesoxyderivate von Dibekacin bzw. Habekacin nicht nur niedrige Toxizität, sondern eine ebenso hohe antibakterielle Aktivität wie Dibekacin bzw. Habekacin aufweisen (JP-OS 1 19 323/79; GB-PS 20 58 774A).

Auch 53',4'-Tridesoxykanamycin B wurde als weiteres Desoxyderivat von Dibekacin hergestellt (Japanese Journal of Antibiotics, Bd. 32, S. 178, 1979). Es wurde jedo jedoch gefunden, daß 5,3'.4'-Tridesoxykanamycin B weniger wirksam als Dibekacin ist

Weitere Untersuchungen über Desoxyderivate von Dibekacin und Habekacin haben nun zu einer neuen Verbindung: 5.3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B geführt, si die sich als wirksam gegenüber verschiedenen Bakterienarten erwiesen hat, obwohl 5,3',4'-Tridesoxykanamyein B keine antibakterielle Aktivität zeigt.

Die physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften der neuen Verbindungen der Formel (I) gemäß der Erfindung sind im folgenden angegeben:

1) l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-53',4',6"-ietradesoxykanamycin B-dicarbonat ist ein farbloses Pulver (Zersetzungspunkt 131 bis 135° C. spezifische optische Drehung [«]£' =+90° (c I. Wasser), deren Elementaranalyse mit den theoretischen Werten für C₂₂H₄₁N₆O₈ · 2 H₂COj (C 44.71%. H 7.50%. N 13.04%) übereinstimmt. Bei der Dünnschichtchromatographie an Silikagel ergibt die Substanz einen einzigen Fleck (Ninhydrin-positiv) bei Rr 0.07 im Falle der Entwicklung mit Butanol/Äthanol/ChIoroform/17% wäßrigem Ammoniak (Volumenverhältnis 4:5:2:5) bzw. R₁ 0,23 im Falle von Chloroform/Methanol/konzentriertem wäbrigem Ammoniak/Wasser (Volumenverhältnis 1 :4 :2 :1) als Entwicklungslösungsmittel.

2) 5.3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B-dicarbonatmonohydrat ist ein farbloses Pulver, Zersetzungspunkt 128 bis 136°C. spezifische optische Drehung [λ]f = -102°) (c 1, Wasser), deren Elementaranalyse mit den theoretischen Werten für Ci₈H₃TN₅O₆ · 2 H₂CO₃ ■ H₂O (C 42,77%, H 7,72%, N 12,47%) übereinstimmt. Bei der Dünnschichtchromatographie an Silikagel ergibt die Substanz einen einzigen Reck (Ninhydrin-positiv) bei Rr 0,42 im Falle der Entwicklung mit Butanol/Äthanol/ Chloroform/17% wäßrigem Ammoniak (Volumenverhältnis 4:5:2:5) bzw. R_f 0,56 im Falle von Chloroform/ Methanol/konzentriertem wäßrigem Ammoniak/Wasser (Volumenverhältnis 1 :4 :2 :1) als EntwicklungslösungsrnitteL

Die minimalen Hemmkonzentrationen (mcg/ml) von l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-5,3',4',6"-tetradesoxykanamycin B (abgekürzt: AHB-tetradesoxy-KMB) der Formel Il sowie von 53',4',6"-Tetradesoxykanamycin B (abgekürzt: Tjetradesoxy-KMB) der Formel III gegenüber verschiedenen Mikroorganismen wurden nach der Reihenverdünnungsmethode an einem Agar-

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Nährmedium bei 37°C nach 18stündiger Inkubation bestimmt. Zum Vergleich wurden die minimalen Hemmkonzentrationen für Habekacin auf dieselbe Weise bestimmt. Die antibakteriellen Spektren der neuen und bekannten Substanzen sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle

Testorganismen	MHK. (mcg/ml)	Habekacin	Tetradesoxy-	Tridesoxy-
	AHB-tetra	(Vergleich)	KMB	KMB
	desoxy-KMB			(Vergleich)
		0,39	3,13	3,13
Staphylococcus aureus 209P	<0,20	<0,20	<0,20	<0,20
Staphylococcus aureus Smith	<0,20	0,78	6.25	6,25
Staphylococcus aüfcü» ArOl	0 78	0,78	6,25	6,25
Staphylococcus epidermidis 109	0,78	1,56	50	100
Micrococcus flavus FDA 16	6,25	1,56	50	100
Sarcina lutea PCI 1001	0,78	<0,20	0,39	0,39
Bacillus anthracis	<0,20	<0,20	<0,20	<0,20
Bacillus subtilis PCI 219	<0,20	<0,20	<0,20	<0,20
Bacillus subtilis NRRL B-558	<0,20	1,56	3,13	6,25
Bacillus cereus ATCC 10702	0,39	0,39	0,78	0,78
Mycobacterium smegtnatis ATCC 607	<0,20	3,13	6,25	12,5
Eyrherichia coli NIHJ	0,78	3,13	25	12,5
Escherichia coli K-12	0,78	100	>100	>100
Escherichia coli K-12 R5	50	1,56	3,13	6,25
Escherichia coli K-12 R 388	0,39	1,56	6,25	12,5
Escherichia coli K-12 J5R 11-2	0,78	3,13	6,25	12,5
Escherichia coli K-12 ML 1629	0,78	3,13	12,5	25
Escherichia coli K-12 ML 1630	1,56	6,25	12,5	12,5
Escherichia coli K-12 ML 1410	1,56	3,13	6,25	12,5
Escherichia coli K-12 ML 1410 R81	0,78	6,25	>100	>100
Escherichia coli K-12 LA 290 R55	1,56	3,13	100	50
Escherichia coli K-12 LA 290 R56	0,39	3,13	100	50
Escherichia coli K-12 LA 290 R64	0,78	3,13	6,25	12,5
Escherichia coli W677	0,78	6,25	>100	>100
Escherichia coli JR66/W677	1,56	1,56	6,25	12,5
Escherichia coli K-12 C 600Rl 35	0,78	3,13	25	50
Escherichia coli JR255	0,78	1,56	3,13	6,25
Klebsieila pneumoniae PCI 602	0,78	3,13	100	100
KJebsiella pneumoniae 22 * 3038	1,56	12,5	12,5	25
Shigella dysenteriae JS 11910	1,56	6,25	25	25
Shigella flexneri 4b JSl 1811	1,56	6,25	12,5	25
Shigella sonnei JSl 1746	3,13	1,56	12,5	25
Salmonella typhi T-63	25	3,13	25	25
Salmonella enteritidis 1891	3,13	0,78	1,56	6,25
Proteus vulgaris OX19	039	50	>100	>100
Proteus rettgeri GN311	25	12,5	25	25
Proteus rettgeri GN466	1,56	50	100	100
Serratia inarcescens	25	>100	>100	>100
Serratia SOU	100	50	50	100
Serratia 4	25	25	>100	>100
Providencia Pv 16	25

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ί-'oiiscl/iiin;

Testorganismen

MHK. (meg/ml)

AllB-teiradcsoxy-KMH llubekacin
(Vergleich)

Telradesoxy-KMB

Tridesov-

KMB

(Vergleich)

Providencia2991 25 50 > 100 >100

Pseudomonas aeruginosa A3 0,78 3,13 3,13 12,5

Pseudomonas aeruginosa No. 12 6,25 3,13 25 12,5

Pseudomonas aeruginosa H9 3,13 6,25 100 50

Pseudomonas aeruginosa HIl ,12,5 12,5 25 12,5

Pseudomonas aeruginosa Tl-13 3,13 3,13 12,5 12,?

Pseudomonas aeruginosa GN315 100 6,25 > 100 >100

Pseudomonas aeruginosa 99 6,25 6,25 25 25

Pseudomonas aeruginosa B-13 12,5 25 50 50

Pseudomonas aeruginosa 21-75 i2,5 25 > 100 >!Q0

Pseudomonas aeruginosa PSTl 6,25 25 > 100 > 100

Pseudomonas aeruginosa ROS134/PU21 100 > 100 > 100 >100

Pseudomonas aeruginosa K-PslO2 3,13 3,13 12,5 12.5

Pseudomonas maltophilia GN907 > 100 > 100 >100 >100

Cornebacterium bovis 1810 6,25 - 100 100 Anmerkung: - Tridesoxy-KMB bezeichnet 5,3',4'-Tridesoxykanamyän B.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) das Wachstum vieler Bakterienstämme wirksam hemmen.

Die-erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen eine niedrige akute Toxizität gegenüber Tier und Mensch. Die neuen Verbindungen l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-5,3,4',6"-tetradesoxykanamycin B und 5,3',4',6"-Tctradcsoxykanarriycirs B habsp. LD^;-Werte von 25 bis 50 mg/kg bei Eestimmung der akuten Toxizität durch intravenöse Injektion an Mäusen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden gewöhnlich in Form der freien Basen oder als Hydrate oder als Carbonate erhalten. Sie können leicht in pharmazeutisch verträgliche Säureadditionssalze überführt werden, z. B. Hydrochloride, Hydrobromide, Sulfate, Phosphate. Nitrate, Acetate, Maleate. Citrate. Ascorbate oder Methansulfonate. indem man sie in wäßrigen Medien mit der entsprechenden pharmazeutisch verträglichen organischen oder anorganischen Säure umsetzt. ■

Die erfindungsgemäßen Verbindungen und ihre pharmazeutisch verträglichen Säureadditionssalze können oral, intraperitoneal, intravenös, subkutan oder intramuskulär in beliebigen pharmazeutischen Formen verabfolgt werden, wie sie für derartige Verabreichungsformen und bei bekannten Kanamycinen üblich sind.

Beispielsweise können sie unter Verwendung beliebiger pharmazeutischer Formen für die orale Verabreichung oral angewandt werden. Beispielsweise für pharmazeutische Formen für die orale Verabreichung sind Pulver, Kapseln. Tabletten und Sirupe. Eine zur Behandlung bakterieller Infektionen geeignete Dosis der erfindungsgemäßen Verbindungen liegt bei oraler Gabe im Bereich von 0,1 bis 1 g pro Person und Tag. Vorzugsweise wird diese Dosis in 3 bis 4 gleichen Teilen pro Tag verabreicht Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch in einer Dosis von 50 bis

⁵⁰

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60

65 500 mg/Person 2- bis 4mal täglich intramuskulär verabfolgt werden. Außerdem können sie zu Salben für die äußere Anwendung formuliert werden, die den Wirkstoff in einer Konzentration von 0.5 bis 5 Gewichtsprozent, im Gemisch mit bekannten Salbengrundlagen, wie Polyäthylenglykol, enthalten. Ferner eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Sterilisation von chirurgischen Geräten und Sanitäreinrichtungen.

Gegenstand der Erfindung sind auch antibakterielle Mittel, die als Wirkstoff 5.3',4'.6"-Tetradesoxykanamycin B. l-N-[(S)-4-Amino-2-hydro\ybutyryl]-5,5'4'.6"-tetradesoxykanamycin B oder die pharmazeutisch verträglichen Säureadditionssalze dieser Verbindungen in einer zur Bekämpfung des Bakterienwachstums geeigneten Menge in Kombination mit einem Träger für den Wirkstoff enthalten.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von 5.3'.4^r.6"-Tetradesoxykanamycin B. Dieses Verfahren ist im Anspruch 2 genau definiert und beansprucht.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können die in dem als Ausgangsmaterial verwendeten Penta-N-geschützten und 2"-O-geschützten 3',4',6"-tridesoxykanamycin B (VIII) vorhandenen Aminoschutzgruppen von der gleichen Art sein wie in der Ausgangsverbindung (VI'), die in dem vorangehend geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Die Herstellung der Ausgangsverbindung (VIII) wird im folgenden beschrieben.

In der ersten Stufe dieses Verfahrens wird die 4"-Hydroxylgruppe der Ausgangsverbindung (VIII) mit einer einwertigen Hydroxylschutzgruppe vom Acyltyp, z. B. einer niederen Alkanoylgruppe, wie Acetyl, oder einer Aroylgruppe, wie Benzoyl, geschützt Das einführen dieser Acyl-Hydroxylgnippe in die 4"-Hydroxylgruppe der Ausgangsverbindung (VIII) gelingt dadurch, daß man die Ausgangsverbindung (VIII) mit

einem geeigneten Acylierungsmittel in Form eines Säureanhydrids, Säurehalogenids oder aktiven Esters in bekannter Weise, z. B. in einem organischen Lösungsmittel, wie Pyridin, bei einer Temperatur von 10 bis 50°C, vorzugsweise Normaliemperatur umsetzt. Bevorzugte Acylierungsmittel sind Acetylchlorid und Benzoylchiorid. Bei dieser Acylierungsreaktion wird die 5-Hydroxylgruppe der Ausgangsverbindung (VIII) aufgrund ihrer niedrigen Reaktivität kaum acyliert. Es entsteht somit das l,3.2',6',3"-Penta-N-geschützte und 2^;,4"-Di-O-geschützte Derivat von 3',4'.6"-Tridesoxykanamycin B der Formel (VIII').

In der zweiten Stufe des Verfahrens wird das erhaltene geschützte Derivat (VIII') einer Desoxygenierung der 5-Hydroxylgruppe unterworfen, wie sie z. B. in ii Bulletin of the Chemical Society of Japan, Vol. 51, S. 2354 (1978) beschrieben ist. Das geschützte Derivat (VIII') wird 2 bis 20 Stunden unter Rühren mit der 1- bis 5fichen Molmenge Sulfurylchlorid in einem organischen LcSur<£rsnVti!e!, *.v!s v/ssserfreiem P^wric!in Hp$ ^n einer Temperatur unterhalb Raumtemperatur /um 5-Chlorde; rvat umgesetzt.

In der dritten Stufe wird das erhaltene 5-Chlorderivat reduktiv dehalogeniert. Die Abspaltung der 5-Chlorgruppe kann durch Umsetzen mit einem Metallhydrid, wie Tributylzinnhydrid, wie dies in der obengenannten Druckschrift beschrieben ist, oder durch übliche kaialytische Hydrierung in Gegenwart von Raney-Nikkel abgespalten werden. Auf diese Weise erhält man das N.O-geschützte Derivat von 5 T,4'.6"-Tetradesoxykanamycin B der Formel (IX).

In der vierten Stufe des Verfahrens wird das N.O-geschützte 5.3',4'.6"-Tetradesoxykanamycin B-Derivat (IX) von den Schutzgruppen befreit. Die in der 5-desoxygenierten Verbindung (IX) vorhandenen einwertigen Acyl-Hydroxylschutzgruppen lassen sich leicht durch alkalische Hydrolyse bei Normaltemperatur abspalten, z. B. durch Auflösen der Verbindung (IX) iun cmmoniakalischem Methanol (Gemisch aus wäßrigem Ammoniak und Methanol). Die in der Ausgangsverbindung (VIII) vorhandenen Aminoschut'/.gruppen vom Aralkyloxycarbonyltyp können gleichzeitig bei der kantalytischen Hydrierung abgespalten werden, der da' 5-Chlorderivat in der dritten Stufe unterworfen wird. Andere Aminoschutzgruppen als die Aralkyloxycarbonylgruppe lassen sich nach bekannten Methoden abspalten, z. B. durch Hydrolyse mit schwachen Säuren. Wenn die Aminoschutzgruppe eine niedere Alkoxycarbonylgruppe wie Äthoxycarbonyl ist, kann sie durch alkalische Hydrolyse mit Bariumhydroxid entfernt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Hnrrh rinr modifizierte Verfahrensweise, bei der 3',4',6"-Tridesoxykanamycin B als Ausgangsmaterial verwendet wird, dessen fünf Aminogruppen geschützt sind, und dessen zwei 2"- und 4"-Hydroxylgruppen anschließend gleichzeitig mit derselben einwertigen Hydroxylschutzgruppe D geschützt werden, das N₁O-geschützte Derivat der Formel (VIII') herzustellen.

Die Herstellung des Penta-N-geschützten und 2'-O-geschützten Derivats von 3',4',6"-Tridesoxykanamycin B (VIII), das als Ausgangsverbindung in dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, kann wie in der GB-PS 20 57 774A erfolgen. Somit wird ein Penta-N-geschütztes Derivat von 3',4'-Didesoxykanamycin B der Forme!

HO

In der A und B die zu Formel (VIII) genannte Bedeutung geschützt sind und dessen 2"-Hydroxylgruppe mit einer

haben, als Ausgangsmaterial verwendet, dessen 4"- und einwertigen Acyl-Hydroxylschutzgruppe, wie Benzoyl

6"-Hydroxylgruppen gleichzeitig mit einer zweiwerti- oder Acetyl, geschützt ist, um ein 2",4",6"-Tri-O-ge-

gen Hydroxylschutzgruppe, z. B. einer Isopropylgruppe. 60 schütztes Derivat der Formel

(2)

in der A und B die vorstehende Bedeutung haben, die 20 eine Cyclohexyliden- oder Tetrahydropyranyliden-Gruppc gruppe ist und D eine- einwertige Acyl-Hydroxylschutz-

_v gruppe darstellt, herzustellen.

Das erhaltene 2",4",6"'-Tri-O-geschützte Derivat der Formel (2) wird mit wäßriger Essigsäure behandelt, um

die Schutzgruppe

eine zweiwertige Hydroxylschutzgruppe ist, wobei X und Y Wasserstoffatome, Alkyigruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Arylgrappen, wie Phenyl, oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, oder die Gruppe

der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen abzuspalten, worauf man das teilweise von Schutzgruppen befreite Produkt mit einem geeigneten Sulfonierungsmittel umsetzt, z. B. p-Toluolsulfonylchlorid in Pyridin, um vorzugsweise die 6"-Hydroxylgruppe zu sulfonieren und das 6"-0-sulfonylierte Derivat der Formel (3) zu erhalten:

GSO₃

HO

(3)

in der A, B und P die vorstehende Bedeutung haben und G eine niedere Alkylgruppe mit vorzugsweise i bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, wie Phenyl oder p-Methylphenyl, oder eine Aralkylgruppe, wie Benzyl, ist. Das erhaltene 6"-O-sulfonylierte Derivat wird dann mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid behandelt, um die 6"-Sulfonyloxygruppe (OSOj-) durch ein Jod- oder Bromatom zu ersetzen, und das entsprechende 6"-]od- oder 6"-Bromderivat (entsprechend der Verbindung (3), bei der die Gruppe OSOr in ein Joa- oder Chloratom überführt worden ist) zu erhalten, das anschließend mit Wasserstoff in Gegenwart eines bekannten Hydrierkatalysators, wie Palladium, reduktiv dehalogniert wird, um das gewünschte Penta-N-geschützte und 2"-O-geschützte, 3',4',6"-Tridesoxykanamycin B-derivat (VIII) herzustellen.

Die nun folgenden Beispiele dienene der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-53',4'.6"-tetradesoxykanamycin B

a) 419,5 mg (0,75 mMol) 53'.4',6"-Tetradesoxykanamycin B-dicarbonat-monohydrat werden in 10 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid gelöst und mit 1,05 g (4,8 mMol) Zinkacetat [Zn(CH₃CO₂)' · 2 H₂O] versetzt Das Gemisch wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, worauf man eine Lösung von 1,44 g (6,0 mMol) terL-Butyl-S^.B-dimethylpyrimid^-ylthiocarbonat in 5 ml Dimethylsulfoxid zugibt und das Gemisch 25 Stunden bei 50⁰C rührt. Die erhaltene Reaktionslösung wird mit 15 ml Wasser vermischt, mit wäßrigem Ammoniak auf pH 11 eingestellt und mit zweimal 15 ml Äthylacetat extrahiert. Die wäßrige Schicht wird mit 6,4 g Natriumchlorid vermischt und nochmals mit 20 ml Äthylacetat extrahiert. Die gesamten Äthylacetatextrakte werden vereinigt und zur Trockne eingeengt, worauf man den Rückstand in 6 ml Dimethylsulfoxid aufnimmt, die Lösung mit 0,125 ml (1 mMol) Äthyltrifluoracetat vermischt und das Gemisch 4 Stunden bei Raumtemperatur rührt.

b) Die a^/T-Tri-N-terL-butoxycarbonyl^-N-trifIuoracetyI-53'.4',6"-tetradesoxykanamycin B enthaltende Reaktionslösung aus Stufe (a) wird mit 0,1 ml (0,7 mMol) Triethylamin und 399,4 mg (1.05 mMol) N-Hydroxysuccinimidester von (S)-4-p-Methoxybenzoylcarbonylamino-2-hydroxy-buttersäure versetzt, worauf man das erhaltene Gemisch 18 Stunden bei Raumtemperatur rührt, dann mit 10 ml Wasser vermischt und mit 2 χ 10 ml Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden eingeengt, mit 20 ml 3 N SaLsäure/50% Methanol versetzt und 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, um sowohl die ten.-Butoxycarbonylals auch p-Methoxybenzyloxycarbonylgruppe abzuspalten. Die erhaltene Reaktionslösung wird mit wäßrigem Ammoniak auf pH 10 eingestellt und 20 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, um die Trifluoracetylgruppe abzuspalten. Hierauf engt man die Lösung ein, verdünnt mit Wasser und gibt die restliche wäßrige Lösung auf eine Säule von 25 ml Diaion WK-IOS (NHi-Form) auf. Die Säule wird mit 125 ml Wasser gewaschen und dann mit 032 N wäßrigem Ammoniak eluiert. Die das gewünschte Produkt enthaltenden Eluatfraktionen werden vereinigt und zur Trockne eingeengt, wobei man 303 mg l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-53'.4'.6"-tetradesoxykanamycin B-dicarbonat als farbloses Pulver erhält. Gesamtausbeute 63%.

Beispiel 2

5.3'.4',6"-Tetradesoxykanamycin B

a) l^'^'T'-Penta-N-athoxycarbonyl-3'.4'-didesoxykanamycin B

4.64 g (10.3 mMol) 3',4'-Didesoxykanamycin B werden in einem Gemisch aus 45 ml Wasser und 45 ml Methanol gelöst, worauf man 8 g (95,2 mMol) Natriumbicarbonat und dann langsam unter Eiskühlung 7,2 ml (75.6 mMol) Chlorämeisensäureäthylester zugibt. Das erhaltene Gemisch wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, um die N-Äthoxycarbonylierung durchzuführen. Die erhaltene Reaktionslösiing wird mit 500 ml Wasser vermischt, worauf man den entstandenen Niederschlag abfiltriert und mit Wasser wäscht, um 6,49 g (78%) der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver zu erhalten.

b)13,2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbonyl-4"-,6"-O-isopropyliden-3',4'-didesoxykanamycin B

4,83 g (5,95 mMol) des in Stufe (a) erhaltenen Produkts werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst und mit 30 mg (0,16 mMol) p- Toluolsulfonsäure sowie 1,1 ml (9.0 mMI) 2^-DimethyIoxypropan versetzt. Das erhaltene Gemisch wird 25 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, um die 4",6"-0-IsopropyIidenierung durchzuführen, worauf man die Lösung mit 1 ml (7,2 mMol) Triethylamin vermischt und zur Trockne eingeengt, um 5,1 g (100%) der gewünschten Verbindung als blaßgelbes Pulver zu erhalten.

c)13,2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbojiyl-

4",6"-0-isopropyliden-2"-0-benzoyl-

3\4'-didesoxykanamycin B

5,1 g (6,0 mMol) des Produkts aus-Stufe b)>-irden in 75 ml Pyridin gelöst und mit 1 ml (8,6 mMol) Benzoylchlorid versetzt, worauf man das Gemisch 5 Stunden bei Raumtemperatur rührt, um die 2"-0-Benzoylierung durchzuführen. Die erhaltene Reaktionsiosung wird mit 10 ml Wasser vermischt, bei Raumtemperatur gerührt und zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in 250 ml Chloroform aufgenommen, woraufhin man die Lösung nacheinander mit 100 ml 02 N Salzsäure und 2 χ 100 ml gesättigter wäßriger Natriumbicarbonatlösung wäscht, die Chloroformschicht abtrennt, über Natriumsulfat trocknet und zur Trockne einengt, um 5,7 g (99%) der gewünschten Verbindung als blaßgelbliches Pulver zu erhalten.

d)13,2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbonyl-2"-O-benzoyl-3',4'-didesoxykanamycin B

53 g (53 mMol) des Produkts aus Stufe (c) werden in 80 ml Essigsäure/Methanol/Wasser (Volumenverhältnis 2:1 :1) gelöst, worauf man die Lösung 21 Stunden bei Raumtemperatur stehen läßt und dann zur Trockne einengt, um 4,9 g (97%) der gewünschten Verbindung

•w als blaßgelbliches Pulver zu erhalten.

e) 13.2',6'3"-Pema-N-äthoxycarbony1-2"-0-benzoyl-6"-O-toxyI-3',4'-didesoxykanamycinB

1.5 g (1,63 mMol) des Produkts aus Stufe (d) werden in 28 ml Pyridin gelöst, worauf man 374 mg (1,96 mMol) p-Toluolsulfonylchlorid zugibt und das Gemisch 28 Stunden bei Raumtemperatur rührt, um die 6"-O-Toxylierung durchzuführen. Die erhaltene Reaktionslösung wird zur Trockne eingeengt und der pulverförmige Rückstand (23 g) wird in 12,5 mi Dichlormethan aufgenommen. Die erhaltene Lösung wird an Silikagel (Wako-Gel C-200, 200 g) Chromatographien, wobei

man die Säule mit 1000 ml Dichlormethan/Äthanol (60 :1) wäscht und mit Dichlormethan/Äthanol (50 :1) entwickelt, um 1,0 g (60%) der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver zu erhalten.

f)13,2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbonyl-2"-O-benzoyl-6"-Jod-3',4'-didesoxykanamycin B

w 900 mg (0,84 mMol) des Produkts aus Stufe (e) werden in 18 ml Dimethylformamid gelöst, mit 12,6 g (84 mMol) Natriumiodid versetzt und 2 Stunden bei 95⁰C gerührt, um die 6"-Jodierung durchzuführen. Die erhaltene Reaktionslösung wird in 250 ml Wasser gegossen.

^b5 worauf man den Niederschlag abfiltriert und in 100 ml Chloroform löst. Die Chloroformlösung wird mit 100 ml 20prozentiger wäßriger Natriumthiosulfatlösung und mit 100 ml gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung

gewaschen, worauf man die abgetrennte Chloroformschicht über Natriumsulfat trocknet und zur Trockne einengt, um 817 mg (95%) der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver zu erhalten.

g) 1.3.2',6'3"-Penta-N-äthoxycarhonyl-2"-O-benzoyl-3',4',6"-tridesoxykanamycinB

773 mg (0,75 mMol) des Produkts aus Stufe f) werden in 20 ml Dioxan gelöst, worauf man eine geringe Menge Raney-Nickel W-2 zugibt und das Gemisch 23,5 Stunden in einer Parr-Bombe unter einem Wasserstoffdruck von 3.6 kg/cm² hydriert. Aus der erhaltenen Reaktionslösung wird der Katalysator abfiltriert und durch Einengen zur Trockne erhält man 655 mg (97% der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver.

h) 13.2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbonyl-2",4"-di-0-benzoyl-3',4',6'-tridesoxykanamycin B

622 mg (0.69 mMol) des Produkts aus Stufe (g) werden in 30 m! Pyridin gelöst, worauf man 0,1 ml (0.86 mMol) Berueylchlorid zugibt und das Gemisch 25 Stunden bei Raumtemperatur rührt, um die 4"-O-Benzoylierung durchzuführen. Die erhaltene Reaktionslösung wird zur Trockne eingeengt und der Rückstand wird in 50 ml Chloroform aufgenommen. Die Lösung wird nacheinander mit 10% wäßriger Kaliumbisulfatlösung (2 χ 30 ml), gesättigter wäßriger Natriumbicarbonatlösung (2 χ 30 ml) und gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung (1 χ 30 ml) gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt, um 663 rng (96%) der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver zu erhalten.

O-benzoyl-5-chlor-3'.4',6"-lridesoxykanamaycin B

600 mg (0,6 mMol) des Produkts aus Stufe (h) werden in 12 ml Pyridin gelöst, worauf man unter Eiskühlung 0,1ml (1,24 mMol) Sulfurylchlorid zugibt und das Gemisch 18 Stunden bei Raumtemperatur rührt, um die 5-Chlorierung durchzuführen. Die erhaltene Lösung wird mit 100 ml Wasser vermischt und mit 60 ml Chloroform extrahiert. Der Chloroformextrakt wird nacheinander mit 60 mlg 10% wäßriger Kaliumbisulfatlösung, 60 ml gesättiger wäßriger Natriumbicarbonatlösung und 60 ml gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung gewaschen, dann über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt Der erhaltene pulverförmige Rückstand (572 mg) wird in 5 ml Dichlormethan aufgenommen und an einer Silikagelsäule (Wako-Gel C-200, 50 g) Chromatographien. Die Säule wird mit 500 ml Dichlormethan gewaschen und mit Dichlormethan/Äthanoi (100 :1) entwickelt, wobei 356 Rig (58%)

ίο der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver erhalten werden.

j) 13,2',6'3"-Penta-N-äthoxycarbonyl-2",4"-di-0-benzoyl-53',4\6"-tetradesoxykanamycin B

308 mg (0,13 mMol) des Produkts aus Stufe (i) werden in 5 ml Dioxan gelöst, worauf man eine geringe Menge Raney-Nickel W-2 zugibt und das Gemisch 23,5 Stunden in einer Parr-Bombe unter einem Wasserstoffdruck von 3,6 kg/cm² hydriert, um die Dechlorierung durchzuführen. Aus der erhaltenen Reaktionslösung wird der Katalysator abfiltriert und durch Einengen zur Trockne ernä'i ~isn 295 mg (!00%) der gewünschten Verbindung als farbloses Pulver.

k) 53'.4'.6"-Tetradesoxykanamycin B

120 mg (0,12 mMol) des Produkts aus Stufe j). werden in einem Gemisch aus 1 ml Dioxan und I ml Wasser gelöst, worauf man 4OC mg (1 Ji mMol) Bariumhydroxid [Ba(OH₂) · 8 H₂O] zugibt und das Gemisch 15 Stunden unter Rückfluß auf 1 IOC erhitzt, um die Schutzgruppen abzuspalten. Hierauf leitet man Kohlendioxidgas in die Reaktionslösung, um Bariumcarbonat auszufällen, das abfiltriert wird. Das Filtrat wird mit 30 ml Wasser vermischt und durch eine Säule von 20 ml Amberlite

J5 CG-50 (ΝΗ,,-Form: Produkt der Röhm & Haas Co, USA) leitet. Die Säule wird mit 100 ml Wasser und 75 ml 0,1 N wäßrigem Ammoniak gewaschen und dann mit 0,3 N wäßrigem Ammoniak eluiert. Die das gewünschte Produkt enthaltenden Eluatfraktionen werden vereinigt und zur Trockne eingeengt, wobt.' !9.5 mg (29%) 53'.4'.6"-Tetradesoxykanamycin B-dicarbonatmonohydrat als farbloses Pulver erhalten werden.

Claims

Patentansprüche:

1. 5,3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B und l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-5,3',4',6"-tetradesoxy kanamycin B der Formel

HO

H₃N

NH₂

in der R ein Wasserstoffatom oder die (S)-4-Amino-2-hydroxybutyrylgruppe darstellt, sowie deren pharmazeutisch annehmbare Salze. 2. Verfahren zur Herstellung von 5,3\4',6"-Tetradesoxykanamycin B, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die 4"-Hydroxylgruppe eines Penta-N-geschützten und 2"-O-geschützten Derivats von 3\4',6"-Tridesoxykanamycin B der Formel (VIII)

HO

(VIII)

in der A ein Wasserstoffatom und B eine einwertige Aminoschutzgnippe bedeuten oder A und B zusammen eine zweiwertige Aminoschutzgnippe bilden und D eine Acyl-Hydroxylschutzgruppe ist, mit einer einwertigen Acyl-Hydroxylschutzgruppe derselben Art wie die Hydroxylschutzgruppe D in der 2"-Stellung der Verbindung (VIII) schützt, (b) die erhaltene 4"-O-geschützte Verbindung der Formel (VIII')

CH₃ η

DO

(VIII')

in der A, B und D die angegebenen Bedeutungen haben, mit Sulfurylchlorid umsetzt,

(c) die erhaltene 5-Chlorverbindung reduziert und

(d) aus dem erhaltenen geschützten Derivat von 5,3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B der Formel IX

CH

DO

in der A, B und D die angegebenen Bedeutungen haben, die noch vorhandenen Hydroxylschutzgruppen und Aminoschutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet.

3. Verfahren zur Herstellung von l-N-[(S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-5,3',4',6"-tetradesoxykanamycin B der Formel (II)

CH₃

HO

CHOH

H₂N-

NH₂

dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die 1-Aminogruppe von 5,3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B der Formel (Vl)

H₁N-

CH₃ ο

HO

H₇N

oder eines teilweise aminogeschützten Derivates von 5,3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B der Formel (W)

HO

in der A ein Wasserstoffatom ist und mindestens ein B eine einwertige Aminoscbutzgruppe bedeutet, während die anderen Reste B Wasserstoffatome darstellen, oder mindestens ein Paar A und B zusammen eine zweiwertige Aminoschutzgnippe bilden und die anderen Reste A und B Wasserstoffatome sind und die durch A und B gebildeten Aminoschutzgruppen gleich oder verschieden sein können, mit (S)-4-Ainiao-2-hydroxybuttersäure oder einem aminogeschützten Derivat derseioen der Formel (VII)

A'

B'

OH

in welcher A' ein Wasserstoffatom und B' ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Aminoschutzgnippe bedeuten oder A' und B' zusammen eine zweiwertige Aminoschutzgruppe bilden, oder einem funktionellen Äquivalent der Verbindung der Formel (VII) acyliert und (b) aus den erhaltenen Verbindungen (W) oder (H")

H,N-

(CHz)₂N

NH,

B'

HO

CHOH .,

I /

(CHj)₂N

in welchen A, B, A' und B' die angegebenen Bedeutungen haben,

die noch vorhandene(n) Aminoschutzgruppe(n) in üblicher Weise abspaltet.

4. Antibakterielle Mittel, enthaltend 5,3',4',6"-Tetradesoxykanamycin B oder l-N-((S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl]-5,3',4',6"-tetradesoxykanamycin B oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz dieser Verbindungen, in Mischung mit üblichen Träger- und/oder Hilfsstoffen.