DE3227178C2

DE3227178C2 - 2'-Modifizierte Kanamycine, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende antibakterielle Mittel

Info

Publication number: DE3227178C2
Application number: DE3227178A
Authority: DE
Inventors: Shunzo Tokyo Fukatsu; Yoshiharu Chofu Tokyo Ishido; Hamao Umezawa; Sumio Tokyo Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-06-20
Also published as: IT1192483B; FR2510574A1; GB2104514B; JPS5815994A; US4455419A; GB2104514A; FR2510574B1; IT8209478A0; JPH0134231B2; IT8209478A1; DE3227178A1

Abstract

Die Erfindung betrifft 2Δ-modifizierte Kanamycine, nämlich 2Δ-Desoxykanamycin A, 2Δ-Epikanamycin A und 2Δ-Epikanamycin B. Es handelt sich um neue Verbindungen, die über eine Reihe aufeinanderfolgender Verfahrensstufen aus Kanamycin A gewonnen werden können. Die neuen Verbindungen sind wertvolle antibakterielle Mittel.

Description

Die Γ-γ!intlung betrifft 2'-tnodifizicrtc Kanamycine welche neue Verbindungen darstellen und als hulbsynthctische Antibiotika verwendbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem jeweils ein Verfahren zur Herstellung dieser neuen 2'-modifi/.ierten Kanamycine sowie diese Verbindungen enthallende antibakterielle Mittel. Die neuen 2'-modifi/.ierten Kanamycine gemäß vorliegender Erfindung umfassen 2'-Desoxykanamyein A. 2'-Epikanamvcin A und 2'-Epikanamycin B sowie die pharmazeutisch annehmbaren Siuireanlagerungssal/e dieser Verbindungen.

Bezüglich der verschiedenen Derivate von Kanamycin A und Kanamycin B sind bereits viele Untersuchungen durchgeführt worden, jedoch sind die Kanamycinderivate. die in der Vergangenheit synthetisiert worden sind, fast ausschließlich auf solche beschränkt, die durch Modifizierung der J'-Hydroxylgruppe. der 4-HydiOxylgruppe, der 1 -Aminogruppe und/oder der 6'-Aminogruppc der Kanamycine erhalten worden sind: in diesem Zusammenhang wird auf folgende Publikationen verwiesen: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 7595/75 entsprechend der US-PS 37 53 973, die japanische Ofl'enlegungsschrift »Kokai« Nr. 80 038/74. US-PS 39 29 761, US-PS 39 29 762, japanische Patentschrift t2 039/80, US-PS 39 48 882. US-PS 39 39 143, US-PS 41 70 642 u. a. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, weil die früheren Untersuchungen auf der Basis von Feststellungen durchgeführt worden sind, daß resistente Stämme von Bakterien ihren bestimmten Resistenzmechanismus gegen die Aminoglycosidantiobiotika haben, was auf ihre Produktion verschiedener inaktivierender Enzyme zurückzuführen ist, die die 3'-Hydroxylgruppe. die 4'-Hydroxylgruppe, die 3-Aminogruppe, die 2"-Hydroxylgruppe und/oder die 6'-Aminogruppe, die 2"-Hydroxylgruppe und/oder die 6'-Aminogruppe dieser Aminoglycosidantiobiotika angreifen. Mit Hilfe dieser früheren Untersuchungen konnten verschiedene Derivate der Kanamycine gewonnen werden, die zur therapeutischen Behandlung bakterieller Infektionen sehr wertvoll waren. Das Problem der Halbsynthese von 2'-modifizierten Derivaten des Kanamycins ist erst in neuerer Zeit diskutiert und untersucht worden, wobei sich gezeigt hat, daß die chemische Modifizierung schwierig durchzuführen ist, was insbesondere für die 2'-Stellung der Kanamycine gilt. Infolgedessen sind bisher die ins Auge gefaßten 2'-modifizierten Derivate der Kanamycine tatsächlich noch niemals erhalten worden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese chemische Modifizierung in der 2'-Stellung der Kanamycine durchzuführen. Diese Aufgabe konnte gelöst werden und es ist gelungen, 2'-Deso\ykanamycin A. 2'-Epikanamycin A und 2'-Epikanamycin B als neue Verbindungen herzustellen. Diese neuen 2'-modifizierten Kanamycine zeichnen sich durch eine hohe antibakterielle Wirkung aus und eignen sich vorzüglich zur therapeutischen Behandlung bakterieller Infektionen, die durch gram-positive und gram-negative Bakterien hervorgerufen werden.

Gegestand der Erfindung sind infolgedessen die 2'-modifizierten Kanamycine der allgemeinen Formel 1. nämlich 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Epikanamycin A und2'-Epikanamycin B gemäß Anspruch 1.

Im folgenden werden die physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften der 2'-modifizierten Kanamycine gemäß der Erfindung beschrieben. 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Epikanainycin A und 2'-Epikanamycin B liegen alle in Form loser und amorpher Pulver vor.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der neuen Verbindungen gemäß der Erfindung sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Eigenschaften

2¹-Desoxy kananis ein Λ

Schmelzpunkt (F.) 208 - 221 C(7.ers.)

Spcz. optische Drehung [λ]ϋ+ 124,8"
(c: (VI; H₂O)

2'-l'!pikanuin\eiii Λ
114 - 22YC (/.cvs.)

[λ]?+ 100.8-[c:0.8: H₂O)

J'-I\pikanain\em 203 - 220'C (Zcrs.)

'H-NMR(InD₂O) ff 5.46

(1 H.d.J =3,75, Γ-Η)

ff 5,02

(1 H,d.J =3,8.1"-H)

ff 2,25

(1 H.q. I =4 and 10 Hz 2' äquatorial-H)

<fl ,72

(1 H.d-t,] =3,75 and 12Hz,2'axialH)

(Ϊ5.35

(1 H.S.r-H)

f>5.25

(1 H.d.l = 3.5. 1 '-H)

(R34

(1 H.d,J = 3.5.2'-H)

(1 H.S.r-H) f)5.09

(1 H.d. I = 3,5. 1"-H) ^HC-NMR(inD₂O)

V-C 103.41 ppm 2'-C 54,85 ppm

¹³C-NMR(PD = 8,5)

V-C 101.09 ppm 2'-C 54,40 ppm

Die biologischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen neuen Verbindungen sind in Tabelle II beschrieben. Diese Tabelle zeigt die antibakteriellen Wirkungsspektren der neuen Verbindungen gegenüber verschiedenen Bakterien. Die antibakteriellen Wirkungsspektren in Tabelle 11 zeigen die Mindesthernmkonzentrationen (meg/

ml) der neuen Verbindungen, die für das Wachsium verschiedener Bakterien inhibierend sind. Die Untersuchungen wurden nach der Standardmethode der seriellen Verdünnung durchgeführt, wobei die Beurteilung jeweils nach einer Bebrütung der Bakterien in Nähragarmedium bei 37⁰C für 24 Stunden durchgeführt wurde.

Zu Vergleichszwecken sind auch die Mindesthemmkonzentrationen (mcg/ml) der Stammverbindung, d. h. von Kanamycin A. in der Tabelle Il angegeben.

Tabelle U

Tesiorganisnicn	M indcsthcinrnkun/cniriiliiincn (mcg/ml)	0,39	2'-Epikanamycin B	Kanamvcin A
	2'-Dcsnxykanamy- 2'-Kpikan:imycin A			(/um Vergleich)
	ein A	25	1,56	0,10
Staphylococcus aureus	0.05	6,25
Rosenbach FDA 209-O)C-I		> 100	50	3.13
Staphylococcus epidermidis 109	0.20		50	0.78
Escherichia coii No. 29	0,39	6.25	>100	>100
Escherichia coli	50	6.25
]R66/W677(A-20683)		6,25	50	1,56
Salmonella typhimlium LT-2	0,78	12,5	50	1.56
Klebsiella pneumoniae PCI-602	0.78	50	50	3,13
Providencia morgani Kono	0.78	>100	100	3.13
Serratia marcescens No. 1	0.78		>100	12.5
Pseudomonas aeruginosa lAM-1007	1,56	>100	50
Pseudomonas aeruginosa E-2	6.25

Zur Beurteilung der akuten Toxizität der erfindungsgemäßen neuen Verbindungen wurden dieselben Mäuse in verschiedenen Dosierungen intravenös injiziert. Dabei zeigte sich, daß die neuen Verbindungen alle LDso-Werle von nicht weniger als 100 mg/kg bei intravenöser Injektion bei Mäusen besitzen.

Die 2'-modifizierten Kanamycine gemäß der Erfindung können Säureanlagerungssalze bilden, wenn man sie mit pharmazeutisch annehmbaren anorganischen Säuren wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, u. ä. umsetzt. Die Verbindungen lassen sich auch mit pharmazeutisch annehmbaren organischen Säuren wie Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure. Ascorbinsäure u. ä. umsetzen.

Im folgenden wird nun die Herstellung der neuen Verbindungen der Formel I beschrieben, die über verschiedene Reaktionsstufen, ausgehend vom Kanamycin A, über ein intermediäres 2'-O-trif!uormethansulfonyliertes N.O-geschütztes Kanamycin verläuft. Die 2'-modifizierten Kanamycine der Formel I können in der abschließenden Reaklionsstul'e aus dem entsprechenden 1,3,6',3"-tctra-N-geschützten 2^r-modifizierten Kanamycin der allgemeinen Formel Il

CH₂NHR

NHR

HO

in welcher X die angegebene Bedeutung hat und R eine Aminoschutzgruppe darstellt, durch Entfernung der Aminoschuizgruppen (R) in bekannter Weise hergestellt werden. Die Methode der Abspaltung der Schutzgruppen muß natürlich der Natur dieser Schutzgruppen angepaßt sein. Beispielsweise kann die Abspaltung durch Hydrolyse unter alkalischen oder sauren Bedingungen oder durch katalytische Hydrierung, wie sie aus der Peptidsynthese bekannt sind, durchgeführt werden.
Zum "leichteren Verständnis sind die typischen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen 1.3.6'.3"-te-

tra-N-geschützten, 2'-modifizierten Kanamycine Il aus Kanamycin A mil den aufeinanderfolgenden Reaktionssiufen in den folgenden Formelschemata I, H. III und IV dargestellt, wobei Cbe eine Äihoxycarbonylgruppe als Aminoschutzgruppe und Bz eine Benzoylgruppe als Hydroxylschutzgruppe darstellt.

Formelschema I

HO

OH (Kanamycin A)

NH,

NH₃

15 20

JO

35

N H Cbe

HO

ClCOOC₂H₅

NHCbe

■40

45

55

OH

(TU)

BzO

-COCl

Pyridin

BzO

OBz

αν)

NHCbc

NHCbe

H₂NNH₁ · H,0 Pyridin

BzO

NHCbe

OBz

1 «I

(V)

BzO

CF₃SO₂Cl Pyridin

BzO

OBz

(VI)

NHCbe

Formelschema II

NHCbe

Verbindung (VI)

BzO

-SNa

DMF

BzO

40

OBz

(VO)

oO

NHCbe

BzO

Raney-Ni EtOH

OBz

(VIE)

30 J5 40

NHCbe

50

HO

CH₃ONa

OH

55

(Π-1)

Formelschema Hl Verbindung (Vl)

YM

(Y - CH₃COO- oder C₆H₅COO-M = Na oder K)

BzO

OBz

(IX)

NHCbe

CH₃ONa

HO

(Π-2)

NHCbe

45

55

60

65

13

Formelschema IV

NHCbe

Verbindung (VI)

NaN₃ oder KN,

20 25 30 35

45 50 55 teO

HO

CH₃ONa

(XD

NHCbe

OBz

(X)

NHCbe

14

NHCbe

Reduktion

NHCbe

01-3)

Mit Bezugnahme auf das Formelschema I wird nun die Herstellung von 1.3.6',3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-0-trifluormethansulfonyl-3'-,4',2",4",6"-penta-0-benzoyl-kanamycin A der Formel Vl aus Kanamycin A be- jo schrieben.

Kanamycin A wird als Ausgangsmaterial benutzt und alle vier Aminogruppen des Kanamycin A werden durch bekannte Aminoschutzgruppen geschützt. Gemäß Forinelschema I wird Kanam.vcin A mit Äthylchloroformiat ÄthoxycarbonyIchlord) in wäßrigem Methanol umgesetzt, wobei man l,3.6'.3"-Teira-N-äthoxycarbonylkanamyein A der Formel Il erhält. Die Äthoxycarbonylgruppe (dargestellt durch Cbe) wird als Aminoschutzgruppe benutzt, obwohl der N-Schutz von Kanamycin A im allgemeinen durch jede beliebige bekannte Aminoschutzgruppe erreicht werden kann. Beispielsweise kann der N-Schut/ von Kanamycin A auch mit einer Aikoxycarbonylgruppe (wie Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, Butoxycarbonyl), einer Aralkyloxycarbonylgruppe wie Benzyloxycarbonyl oder einer Aryloxycarbonylgruppe wie p-Nitrophenyloxycarbonyl u. ä. erreicht werden. Äthylchloroformiat wird insbesondere für die Äthoxycarbonylierung. Ben/yloxycarbonylchlorid für die Benzyloxycarbonylierung oder t-Butoxycarbonylchlorid für die t-Butoxycharbonylierung. d. h.für die Einführung der t-Butoxycarbonylgruppc, Boc. benutzt. Der N-Schutz von Kanamycin A kann in der aus der Peptidsynihese bekannten Weise durchgeführt werden. Vorzugsweise soll jedoch das Kanamycin A mit der 4- bis Smolaren Menge des Aminosehuizmittels in einem geeigneten organischen Lösungsmittel wie wäßriges Methanol oder Äthanol bei einer Tempratur von — 10⁰C bis 20°C IO bis 20 Stunden in Gegenwart eines alkalischen Mittels wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, Natrium- oder Kaliumbicarbonat oder Natrium- oder Kaliumcarbonat umgesetzt werden.

Als nächstes wird das tetra-N-gcschützte Kanamycin A der Formel III einer Umsetzung unterworfen, bei der die reaktiven Hydroxygruppen geschützt werden. Zu diesem Zweck wird das Kanamycin A der Formel III mit Benzoylchlorid in Pyridin umgesetzt wie in Formelschema I dargestellt. Man erhält auf diese Weise das l.S.e'^-Tetra-N-äthoxycarbonyl^'.S'^'^^.b^hexa-O-benzoylkanarnyein A der Formel IV. Diese O-Benzoylierung der reaktiven Hydroxygruppen des Kanamycins A kann im allgemeinen so durchgeführt werden, daß man das tetra-N-g'jschützte Kanamycin A der Formel III mit der 6- bis Smolaren Menge an Benzoylchlorid in Pyridin bei einer Temperatur von weniger als 1O⁰C über Nacht reagieren läßt. In dem Formelschema I ist die O-Benzoylierung des tetra-N-geschützten Kanamycin A (III) als O-Schutzreaktion dargestellt; diese O-Schutzreaktion kann jedoch auch durch Acetylierung mit Acetylchlorid erreicht werden. Auf diese Weise werden alle Hydroxylgruppen außer der weniger reaktiven 5-Hydroxylgruppe des Kanamycin A blockiert

Anschließend wird aus dem N,O-geschützten Kanamycin A (IV) die schützende 2'-O-Benzoylgruppe entfernt, so daß man l,3,6'3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-3',4',2",4",6"-penta-O-benzoyl-kanamycin A der Formel V erhält Im Formelschema I ist die Entfernung der 2'-0-Benzoylgruppe aus dem N.O-geschützten Kanamycin A der eo Formel V mit Hilfe von Hydrazin-Hydrat (H₂NNH₂ · H₂O) in Pyridin dargestellt. Die Reaktion für die bevorzugte Entfernung der 2'-O-geschützten Benzoyl- oder Acetylgruppen aus dem Ν,Ο-geschützten Kanamycin A (IV) ist einer der Hauptgegenstände der Untersuchungen und Forschungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Dabei wurde erstmals festgestellt, daß die schützende 2'-O-Benzoyl- oder Acetylgruppe aus dem Ν,Ο-geschützten Kanamycin A (IV) durch Umsetzung des letzteren mit der l-bis5molarcn Menge an Hydrazin- e.5 Hydrat, Methylhydrazin, Hydroxylamin oder -acetat oder -hydrochlorid in Pyridin, Dimethylformamid, Dioxan, Äthanol oder einer Mischung aus Methanol und Trichlormethan bei einer Temperatur zwischen —10°C und 50⁰C in 10 bis 20 Stunden entfernt werden kann. Man erhält auf diese Weise ein N.O-geschütztcs Kanamycin

Α-Derivat der Formel V, in welchem alle Aminogruppen und alle reiikiiven Hydroxylgruppen außer den 5- und 2'-Hydroxylgruppen geschützt sind. Mit diesem teilweise N.O-geschützten Kanamycin Α-Derivat (V). welches eine freigesetzte 2'-Hydroxylgruppe aufweist, lassen sich die chemischen Modifzierungen in 2'-Stellung des Kanamycins A durchführen, die zu 2'-Desoxykanamcin A,2'-Epikanamycin A und2'-Epikanarrtycin B führen.

Es wurde weiterhin gefunden, daß das teilweise N,O-gesehützte Kanamycin Α-Derivat der Formel V in vorteilhafter Weise ohne vorherigen Schur/ der 5-Hydroxygruppe in 2'-O-Stellung sulfonyliert weiden kann, wenn dasselbe mit der einmolarcn Menge oder einem geringen Überschuß an Tiifluormelhansulfonylchlorid (CFjSCbCl) oder Trifluormethansulfonsäureanhydrid in Pyridin bei einer Temperatur von 0° C bis 30° C während 20 Minuten bis zu 3 Stunden umgesetzt wird. Im Formelschema i ist dargestellt, daß das teilweise N,Ö-geschützte Kanamycin Α-Derivat (V) mit Trifluormethansulfonylchlorid in Pyridin umgesetzt wird, so daß man !,S.b^^Tetra-N-athoxycarbonyl^-O-irinuormethylsulfonyl^^^^^.b^-penta-O-benzoyl-kanarnycin A der Formel Vl erhält. Dieses 2'-O-tnfluormcthansulfonylierle Kanamycin Α-Derivat (Vl) stellt ein wichtiges Schlüssel- bzw. Zwischenprodukt dar, aus welchem 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Epikanamycin A und 2'-Epikanamycin B auf verschiedenen Wegen bzw. Reaktionsabihufen gewonnen werden können.

Das Formelschema Il erläuten einen Weg zur Herstellung von 2'-O-Desoxykanamycin A aus einem 2'0-trifluormethansuifonylierten Kanamycin A-Dcrivat (Vl).

Das 2'-O-irifluormethansulfonylierie Kanamycin A-Üerivat (Vl) wird mit der !molaren Menge oder einem

geringen Überschuß an Natriumthiophenolat (CpHsSNa) in Dimethylformamid 1[DMF), Dioxan, Aceton oder Tetrahydrofuran (THF) bei einer Temperatur von 10"C bis 40⁰C, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur.

!o während einer Zeitspanne von I bis 5 Stunden umgesetzt, wodurch man 1,3,6',3"-Titra-N-athoxycarbonyl-2'-desoxy-2'-epi-2'-phenylthio-3',4',2",4",b"-penta-O-benzovl-kanamycin A der Formel VIl erhalt.

Dieses 2'-Epi-2'-phenyllhioderivai (VlI) wird mit Rancy-Nickcl in Äthanol unter Rückflußbedingungen umgesetzt, wobei die Entfernung der 2'-Phenylthiogruppe erfolgt. Man erhält auf diese Weise 1.3,6'.3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxy-3'.4'.2",4".6"-penta-0-benzoyl-kanamycin A der Formel VlU.

Das 2'-Desoxykanamycin Α-Derivat der Formel VIII wird dann mit Nätriummethoxid in Methanol bei einer Temperatur von 0°C bis 40°C, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur, behandelt, um die Entbenzoylierung durchzuführen. Man erhält so l,3,f>',3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxykanamycin A der Formel 11-1. Dieses N-geschützte 2'-modifizierte Kanamycin-Derivat der allgemeinen Formel II. in welcher X ein Wasserstoffatom ist und die Aminoschutzgruppe R aus Äthoxycarbonyl besieht.

Das Formelschema IM erläutert einen Weg für die Herstellung von 2'-Epikanamycin A aus dem 2'-O-trifluormethansulfonylierten Kanamycin Α-Derivat (Vl).

Das geschützte Kanamycin Α-Derivat (Vl) wird mit der einmolaren Menge oder einem geringen Überschuß an Natrium- oder Kaliumbenzoat oder -acetat der Formel YM, in welcher Y ein Benzoation (CbH₅COO ) oder eine Acetation (CHiCOO⁰) und M ein Natrium- oder Kaliumion darstellen (wie in Formeischema III dargestellt), in Dimethylformamid, Dioxan, Aceton oder THF bei einer Temperatur, die zwischen Umgebungstemperatur und der Rückflußtemperatur des benutzten Lösungsmittels liegt, während einer Zeitspanne von 1 bis 6 Stunden umgesetzt, so daß die 2'-Trifluormethansulfonyloxygruppe (—OSO;CFj) in die 2'-Epi-benzoxy- oder 2'-Epiacetoxygruppe umgewandelt wird. Man erhält auf diese Weise l,3.6'.3".4',2".4",6"-penta-Ö-benzdyl-kanarnycin A der Formel IX. Dieses 2'-O-Epi-benzoyl- oder Epi-acetyl-kanamycin Α-Derivat (IX) wird dann mit Nuiriumine- I

*n thoxid in Methanol in derselben Weise umgesetzt, wie dies in dem Formelschema II für die Entbenzoylierung I

beschrieben ist. Die Fntacylierung findet gleichzeitig an allen 2'. 3', 4', 2", 4"- und b"-Stellungen des Kanamycin Α-Derivates statt, so daß man l,3.6'.3"-Teira-N-äthoxyearbonyl-2'-epikanamycin A der Formel (11-2) erhält. Dieses N-geschützte 2'-Epikanamycin (II-2) ist das N-geschützie. 2'-modifizierte Kanamycin-Deriva; der allgemeinen Formel (H). in welcher X eine Hydroxylgruppe ist und die Aniinoschutzgruppe R aus Äthoxycarbonyl besteht.

In dem Formelschema IV ist ein Weg zur Herstellung von 2'-Epikanamycin B aus dem 2'-O-trifluonnethansulfonylierten Kanamycin Α-Derivat (Vl)dargestellt.

Das geschützte Kanamycin Α-Derivat (Vl) wird mit der einmolarcn Menge oder einem geringen Überschuß

an Natrium- oder Kaliumazid in Dimethylformamid. Dioxan, Aceton oder THF bei einer Tdmperatur zwischen

so 50°C und der Rückflußtemperatur des benutzten Lösungsmittels umgesetzt, so daß die 2'-Trifluormethansulfonyloxygruppe (—OSO2CF3) durch die Azidogruppe (-Nj) ersetzt wird; man erhält so l,3,6'.3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxy-2'-epiazido-3',4',2".4",b"-penta-Ö-benzoyi-kanarnycin A der Formel X. Dieses 2'-Epi-azido-kanamycin Α-Derivat (X) wird anschließend mit Natriummeihoxid in Methanol entacyliert (öntbenzoyliert), und zwar in derselben Weise wie dies im Formelschema 11 beschrieben ist. Man erhält so l,3,5\3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxy-2'-epi-azidokanamycin A der Formel Xl. Dieses 2'-Desoxy-2'-epi-azidokanamycin A-Derivat (XI) wird dann in einem geeigneten organischen Lösungsmittel wie Meihanol, Dioxan oder THF in Gegenwart eines bekannten Hydrierungskatalysators wie Palladium-Kohle u. ä. hydriert, wodurch die 2'-Azidogruppe (N-N₃) zur 2'-Aminogruppe (-NH₂) reduziert wird. Auf diese Weise erhält man l,3,6\3"-Tetra-N-ät-

hoxycarbonyl-2'-epikanamycin B der Formel (11-3), welches das N-gcschützte. 2'-modiflzjerte Kanarnycin-Deri-

M) vat der allgemeinen Formel (111) darstellt, in welcher X einer Aminogruppe und R eine Athoxycarbonylgruppe bedeuten.

Das N-geschützte 2'-Desoxykanamycin A (11-1). welches entsprechend dem Formelschema 11 erhalten worden ist, das N-geschülzte 2^r-Epikanamycin A (11-2), welches gemäß Formelschema 111 erhalten worden ist, und das N-geschützte 2'-Epikanamycin B (11-3). welches gemäß Formelschema IV erhalten worden ist, werden dann t>5 einer üblichen Methode zur Entfernung der Aminoschutz-Äthoxycarbonylgfuppen (CBe) unterworfen: man erhält jeweils das gewünschte 2'-Desoxykanamycin A. 2'-Epikanamycin A bzw. 2'-Epikanamycin A bzw. 2'-Epikanamycin B.

In dem Formelschema 1. II, III und IV ist die Herstellung der N-geschützten 2'-modifizicften Kanamycinderi-

Ib

vate der Formel (11-1), (11-2) und (Π-3) unter Verwendung von Äthoxycarbonyl als Aminoschutzgruppen und 'i>

Benzoyl als Hydroxyschutzgruppen beschrieben; es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß auch andere bekannte K

Ammoschutzgruppen außrr der Äthoxycarbonylgruppe mit gleichem Erfolg verwendet werden können. In -S

gleicher Weise kann die Acetylgrnppe anstelle der Benzoylgruppe als Hydroxyschutzgruppe herangezogen ;p

werden. 5 |-

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen, nämlich 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Epikanamycin A ίί

und 2'-Epikanamycin B ist mit allen verfahrenswcsej^ilichen Parametern in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben %

und beansprucht. ä;

Die Umsetzung bei den einzelnen Verfahrenssturcn (a). (b), (c). (d) und (e) bei den Verfahren gemäß Ansprü- r

chen 2—4 werden entsprechend den in dem Formelsehemaia I bis IV geschilderten Umsetzungen durchgeführt io |

Auf jeden Fall wird in der vorletzten Stufe der Verfahrsnsvariantcn gemäß vorliegender Erfindung das U

l,3,6'-3"-tetra-N-geschützte Derivai von 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Ep:kanamycin A oder 2'-Epikanamycin B, |

entsprechend den Formeln U', II" oder 1Γ" erhalten, Um das gewünschte 2'-Desoxykanamycin A, 2'-Epikanamy- '

ein A oder 2'-Epikanamcyin B zu gewinnen, ist es notwendig, in der letzten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens die verbliebenen Aminoschulzgruppen (R) aus dem tetra-N-geschützten. 2'-modifiziertcn Kanamy- is cinderivat der Formeln ΙΓ. II" bzw. ΙΓ" (der Einfachheit halber im folgenden wie auch schon weiter vorn allgemein als Formel Il bezeichnet) zu entfernen.

Die Entfernung der restlichen Aminoschutzgruppen (R) kann mit Hilfe üblicher Methoden, wie sie aus der Synthese von Peptiden bekannt sind, erreicht werden. Beispielsweise kann man eine alkalische Hydrolyse, eine saure Hydrolyse oder eine Hydrierung anwenden, und zwar je nach der Natur der vorhandenen Aminoschutzgruppen. So lassen sich Aminoschutzgruppen vom Alkoxycarbonyltyp oder Aryloxycarbonyltyp entweder durch alkalische Hydrolyse, vorzugsweise durch Erhitzen in einer gesättigten Lösung von Bariumhydroxid in Wasser, wäßrigem 5 η Natriumhydroxid oder wäßrigem 5 η Kaliumhydroxid entfernen; es ist auch möglich, eine saure Hydrolyse anzuwenden und die Behandlung mit einer Säure, beispielsweise in ""hlorwasserstoffsäure in wäßrigem Methanol oder mit wäßriger Trifluoressigsäure bei Umgebungstemperatur oder bei erhöhter Temperatur vorzunehmen, Aminoschutzgruppen vom Aralkyloxycarbonyliyp wie Benzyloxycarbonyl können durch Hydrierung entfernt werden, wobei die Hydrierung in Wasser oder in einem wäßrigen oder wasserfreien organischen Lösungsmittel wie Dioxan, Methanol u. ä. bei Umgebungstemperatur oder bei erhöhter Temperatur in Gegenwart bekannter Hydrierungskatalysatoren wie Paliadium-auf-Kohle durchgeführt werden kann; das Wasserstoffgas kann unter Atmosphärendruck, überatmosphärischem Druck oder unteratmosphärischem Druck zügeführt werden. Das Reaktionsgemisch aus der die Entfernung der N-Schutzgruppen bewirkenden Reaktion kann ggf. neutralisiert werden, bevor das gewünschte 2'-modifizierte Kanamycinderivat der Formel I daraus isoliert wird. Das gewünschte 2'-modifizierte Kanamycinderivat der Formel 1 kann isoliert und chromatografisch gereinigt werden, und zwar mit Hilfe von lonenaustauscherharzen, wie dies von der Reinigung wasserlöslicher, basischer Antiobtika her bekannt ist. Die Reaktionslösung, die das gewünschte 2'-modifiztcrte Kanamycin-Derivat (I) gelöst enthält, kann beispielsweise mit einem Kationenauslauscherharz wie Amberlite® IRC-50 oder Amberlite® CG-50 behandelt werden, so daß die aktive Verbindung an dem Harz adsorbiert wird. Das Harz kann anschließend mit wäßrigem Ammoniak unterschiedlicher Konzentration eluiert werden. Die aktiven Fraktionen des Eluats können entweder zur Trockne eingeengt oder der Gefriertrocknung unterworfen werden. Auf diese Weise erhält man die gewünschte erfindungsgeinäße neue Verbindung 1, die anschließend ggf. in an sich bekannter Weise durch Umsetzung mit einer pharmazeutisch akzeptablen Säure in ihr Säureanlagerungssalz umgewandelt werden kann.

Die neuen Verbindungen der Formel I gemäß vorliegender Erfindung und ihre pharmazeutisch annehmbaren Säureanlagerungssalze lassen sich oral, intraperitoneal, intravenös, subkutan oder intramuskulär verabreichen. Die Produkte können zu diesem Zweck in alle pharmazeutischen üblichen Verabreichungsformen gebracht werden, wie dies auch von anderen Kanamycinen her bekannt ist. Für die orale Verabreichung eignen sich beispielsweise Pulver, Kapseln,Tabletten, Sirupe u. ä. Die erfindungsgemäßen neuen VeM-bindungen werden bei der Behandlung bakterieller Infektionen in einer Menge von 0.1 bis 1 Gramm pro Person und Tag be^; oraler Verabreichung angewandt. Diese Dosis sollte auf drei bis vier gleiche Teilmengen pro Tag verteilt werden. Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen können auch durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden, wobei die Dosis 50 bis 500 mg/Person zwei -bis viermal pro Tag betragen soll. Die neuen Verbindungen gemäß vorliegender Erfindung können auch zu Salben für äußere Anwendungen verarbeitet werden; diese Salben sollen die aktive Verbindung in einer Konzentration von 0,5 bis 5 Gew.-% in der Mischung mit einer bekannten Salbenbasis wie beispielsweise Polyäthylcnglykol enthalten. Schließlich sind die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen auch zur Sterilisierung chirurgischer Instrumente und sanitärer Materialien brauchbar.

Zum Gegenstand der Erfindung gehören infolgedessen auch die antibakteriell wirksamen Mittel gemäß Anspruch 5.

Die Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

B e i s ρ i e I 1 bo

2'-Desoxykanamycin Λ (1) Tetr a-N-U thoxy carbonyl kanamy ein A

Kanamycin A-sulfai (40 g) wurde in einer Mischung aus 400 ml 2 η wäßrigem Natriumhydroxid und 200 ml Methanol gelöst. Zu der entstandenen Lösung wurden tropfenweise 69 ml Äthylchloroformiat gegeben. Die entstandene Mischung wurde bei Umgebungstemperatur 4 Stunden gerührt und dann filtriert. Die abfiltriertc

feste Substanz wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt so U.Ö'.T'-Tetra-N-äthoxycarbonylkananycin A. Ausbeute:45,7 g(86%).

F. 266- 267° C [*] ? + 483° (c 0,5; DM F)

Gewichtsanalyse für CioHwN<Oip:

Berechnet:' C 46.62: H 6,80: N 7,25%;
Gefunden: C 45,92; H 6.79; N 7.05%.

(2) 13,6',3"-Tctra-N-äthoxycarbonyl-2'3'.4'.2",6"-hexa-O-benzoylkanamycin A

Obίτ™«5S Natriumsulfat getrocknet und dann zur Trockne eingeengt und zwar _unler vermindertem Druck. Auf diese Weise erhielt man die Titelverbindung in einer Ausbeute von 13.6 g (97.3%)

F.195-215°C [λ] 5? + 100.7° fc0.9; CHCI₃)

Gewichtsanalyse für C72H7bN₄/25:

Berechnet: C 61.87: H 5,49: N 4.01%:
Gefunden: C 61,78; H 5.42; N 3,87%.

(3)l,3,6^l.3'ⁱ-Tetra-N-ä,hoxycarbonyl-3'.4'.2".4",6"-penla-0-ben/.oyl-kanamycinA

Das eemäß vorstehendem Verfahrensabschnitt erhaltene Teira-N-äthoxyearbonylhexa-Ö-benzoyl-kimamycJ°A (431 5 wurSe U₁60 ml Pyridin gelöst. Die entstandene Lösung wurde mit 0.48 ml Hydrazin-Hydrat versetzt. Man Heß d e M schüng bei Umgebungstemperatur über Nach, stehen, wobei vorzugsweise eine Entfernung der 2' O BenzTvlgrunne erreicht wurde. Das Reaktionsgemisch wurde mit 2 ml Aceton vermischt.und verm.nde. 2 -O-Benzoy!gruppe errcicm wuiu _? ^ Rückstand würde mit 150 ml Athylacetat ver-

igter wäßriger Natriümbicarbonatlöüber wasserfreiem Natriumsulfat destilliert. Man erhielt so 3,8 g

dung in einer Menge von 2,6 g(67°/o).

F 193-202-C [λ] ? + 85,5° fc1.0;CHCl₃)

Gewichtsanalyse für Ch-iHza^Ow:

Berechnet:' C 60.35; 115.62: N 4J3%:
Gefunden: C 59.41; 115.51; N 4.32%.

(4)l.3,(y.3"-Tc,ra-N-;i,h(.xycarbonyl-2'-0-inlUiormcthylsulfonyl-3'.4^/.2".4",6"-penlu- :

O-ben/oyl-kanumycin A <;!

Das Tcira-N-äthoxvcarbonvl-pcnia-0-bcn/.oyl-kanamycin A (2.37 g), welches gemäß vorstehendem Ab- \ schnitt (3) erhihen worden wan wurde in 40 ml Pyridin gelöst. Die entstandene Lösung wurde mit 0,9 g

4 NrDimethvlamm" pyridin und dann tropfenweise mit 0.6 ml Trifluormethylsulfonylchlor.d unter E.skuhlung ί;^ζΓΑ nSge Mischung ließ man bei Umgebungstemperatur 20 Minuten stehen. Danach wurde da ξ

5 ionseemisch mit 0 5 ml Wasser vermischt und anschließend unler vermindertem Druck destilliert, um das } CSängsmS zu en fernen. Der Rückstand wurde mit 60 ml Äthylacetat vermisch,. D.e Mischung wurde nachSder mit Wasser, gesättigter wäßriger Nalriumbicarbonatlösung, 1 η wäßrigem Kal.umb.sulfat und schließlich wieder mit Wasser gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck destillier,. Man erhielt so 2,3 g der T.telverb.ndung als Rohprodukt.

Das Rohprodukt wurde chromatografisch über Silikagel (30 g) gereinigt, wobei /um Entw.ckeln Chlorotorm-Methanol(50 :1) verwendet wurde. Man erhielt die Titelverbindung in einer Ausbeute

F. 125-137 C(/.crs.) [-»]■/ + U0.5¹ ^0.7:CHCI₁)
1140.1415(SO₃CFj)
IH-NMR(COCl₃): (57,2-8,3 |25H,m—C-C₄H

(5)l,3.6'J"-Telra-N-ülhoxycarbonyl-2'-dc.soxy-2'-epi-2'-phony!^hio-3^4'.2".4".b"-penta-

O-benzoyl-kananiycin A

Das 2'-0-Trifluormethylsulfonyl-kanamycin A (2,1 g). welches gemäß vorstehendem Abschnitt (4) erhalten worden war, wurde in 30 ml DMF (Dimethylformamid) gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit 430 mg Natrt- j umthiophenolat vermischt Man ließ die Mischung drei Stunden bei Umgebungstemperatur stehen, damit die Reaktion zur Einführung der Epi-2'-phenylthiogruppe in die Kanamycin Α-Verbindung ablaufen konnte. Das Reaktionsgemisch wurde dann unter vermindertem Druck destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wurde mit 60 ml Äthylacetal vermischt und anschließend zweimal mit Wasser gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und destilliert, und zwar unter vermin- iu dertem Druck. Man erhielt 2,0 g einer festen Substanz, die das Rohprodukt der Titelverbindung darstellte. Dieses Rohprodukt wurde chromatografisch über Silikagel (30 g) gereinigt, wobei zum Entwickeln Chloroform-Methanol (50 :1) verwendet wurde. Die Titelverbindung wurde schließlich in einer Ausbeute von 1,8 g (88%) gewonnen.

F. 148- 165°C [<*] ? + 87.7° (c 1.0; CHCI₁)
•H-NMR(CDCl)): J6,8-7,0(5 H,m,S-C₆H₅)

δ7,2-8,2 /25H₁In, -C-C₄H₅

Gewichtsanalyse für CZiH₇₆N₄Ov₁S:

Berechnet: C 61,54; H 5,54; N 4,04; S 2,31%; Gefunden: C 61,68; H 5,50; N 3,71; S 236%.

(6)1,3,6',3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxy-3',4'.2".4",6"penia-0-benzoyl-kanamycin A

Das 2'-Phenylthio-kanamycin A-Derivat (1.5 g). welches gemäß vorstehendem Abschnitt (5) erhalten worden war, wurde in 35 ml Äthanol gelöst. Die entstandene Lösung wurde mit 10 ml Raney-Nickel vermischt. Die entstandene Mischung wurde 30 Minuten zum Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde dann filtriert, um unlösliche feste Substanz zu entfernen. Das Fillrat wurde zur Trockne eingeengt. Man erhielt so 1,35 g der Titelverbindung als Rohprodukt. Dieses Rohprodukt wurde chromatografisch über Silikagel (25 g) gereinigt, wobei zum Entwickeln Chloroform-Methanol (45 :1) verwendet wurde. Die Titelverbindung lag schließlich in einer Menge von 1,3 g (Ausbeute 93%).

F.140-155⁰C [λ]? + 74° (c 1,0;CHCh)

Gewichtsanalyse für CbSH₇₂N₄O₂₁: Berechnet C 61.11; H 5.69; N 4.39;
Gefunden: C 61.00: H 5.63; N 4.24.

(7)2'Deso\ykanamycin A

Das Ν,Ο-geschützte 2'-Desoxykanamycin Α-Derivat (U g), welches gemäß vorstehendem Abschnitt (6) erhalten worden war, wurde in 30 ml Methanol gelöst. Die entstandene Lösung wurde mit 0.7 ml einer 28%igen Natriummethoxidlösung in Methanol vermischt, um den pH-Wert der Mischung auf 11 einzustellen. Die gesamte Mischung ließ man bei Umgebungstemperatur 30 Minuten stehen, damit die Erfindung der O-Benzoylgruppen erfolgen konnte. Das Reaktionsgemisch wurde dann durch Zugabe von I n-HCI neutralisiert. Die neutralisierte Lösung wurde unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde mit 3,5 g Bariumhydroxid (Ba(OH)₂ · 8 H₂O) und 50 ml Wasser vermischt und die Mischung wurde unter Rühren drei Stunden zum Rückfluß erhitzt. Dabei trat die Abspaltung der N-Schutzgruppen ein. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch neutralisiert, indem man Kohlendioxidgas durchleitele. Anschließend wurde das gebildete unlösliche Material abfiltriert. Das Filtrat wurde über eine Kolonne mit einem Kationenaustauscherharz, Amberlite® CG-50(NH₄®-Form) (20 ml) gegeben, damit das 2'-Desoxykanamycin A adsorbiert werden konnte. Die Harzkolonne wurde anschließend mit Wasser und mit 0,1 η wäßrigem Ammoniak gewaschen und schließlich mit 0,3 η wäßrigem Ammoniak eluiert. Das Eluat wurde in 2-ml-Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen Nr. 6 bis 10 wurden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Man erhielt auf diese Weise 190 mg der Titelverbindung. Ausbeute: 47%. ^b0

F. 208-22rC(Zers.) [λ] :.' + 124.8" (c-0,9; H,O)

¹H-NMR(D₂O): J5,46(1 Ii,d. | = 3,75; I'-M)

J5,02(1 H.d. I = 3.8; 1"1I) ^

<)2,25(1 H,q, I = 4 und IO H/..2'äquatorial-H)
d'1,72(1 H.d-t. I = 3,75 und 12 11/..2' axial-H)

Gewichtsanalyse für CiaH^N-tOiü · 3/2 H₂O:
Berechnet: C 43,61; H 7,94; N 11,30%;
Gefunden: C 43,36; H 7.50; N 11,30%.

Beispiel 2

2'-Epikanamyein A
(1) 13.6'3"-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-0-epi-benzoyl-3',4',2",4",6"-penta-0-benzoyl-kanamycin A

Das l,3^3''-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-O-trifluormethylsulfonyl-3\4\2^4'',6"-penta-O-benzoyl-kananiyein A (400 mg), welches gemäß Beispiel 1 (4) erhalten worden ist, wurde in 10 ml DMF gelöst Die entstandene Lösung wurde mit 250 mg Natriumbenzoal vermischt. Die erhaltene Mischung wurde bei 80^cC fünf Stunden gerührt, damit der Ersatz der 2'-O-Trifluormethylsulfonylgruppe durch die 2'-O-Benzoylgruppe stattfinden konnte. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wurde mit 20 ml Äthylacetat vermischt und dann zweimal mit Wasser gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Drqck zur Trockne eingeengt Man erhielt auf diese Weise 380 mg der Titelverbindung als Rohprodukt. Dieses Rohprodukt wurde durch Chromatografieren über Silikagel (10 g) gereinigt, wobei zum Entwickeln Chloroform-Methanol (50 : I) verwendet wurde. Man erhielt 270 mg der Tiielverbindung (Ausbeute 69%).

F. 118—134°C [<*]i^J + 41,7° (cO.6;CHCIj)

Gewichtsanalyse für C7₂H7_bN4O₂5:
Berechnet: C 61,87; H 5,49: N 4,01%;
Gefunden: C 61.66; H 5,53; N 3,80%.

(2)2'Epikanamycin A

Das Produkt (250 mg) aus dem vorstehender Abschnitt (1) wurde in 5 ml Methanol gelöst. Die erhaltene methanolische Lösung wurde mit 0,15 ml einer Lösung aus 28% Natriummethoxid in Methanol vermischt, um den pH-Wert auf 11 einzustellen. Die Mischung ließt man bei Umgebungstemperatur 30 Minuten stehen, um die Benzoylgruppen zu entfernen. Das Reaktionsgemisch wurde durch Zugabe von 1 η HCl neutralisiert; die neutralisierte Lösung wurde unter vermindertem Druck eingeengt. Die konzentrierte Lösung wurde mit 800 mg

J5 Bariumhydroxid (Ba(OH)₂ ■ 8 H₂O) und 10 ml Wasser vermischt und die Mischung wurde unter Rühren drei Stunden zum Rückfluß erhitzt, damit die Abspaltung der N-Schutzgruppen eintreten konnte. Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionslösung durch Durchleiten von Kohlcndioxidgas neutralisiert. Das gebildete unlösliche Material wurde Abfiltriert. Das Filtrat wurde durch eine Kolonne mit einem lonenaustauscherharz geleitet (Amberlite® CG-50 (NH^-Form), 5 ml), an welchem das gebildete 2'-Epikanamycin A adsorbiert wurde. Die

Harzkolonne wurde mit Wasser und dann mit 0,1 η wäßrigem Ammoniak gewaschen und danach mit 0.3 η wäßrigem Ammoniak eluiert. Das Eluat wurde in 0,7 ml Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen Nr. 51 bis 53 wurden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Man erhielt auf diese Weise 45 mg der Titelverbindung.

F. 194-225°C(Zers.) [λ]? + 100.8"C (c0,8; H₂O)

Gewichtsanalyse für Ci₈H₃₆N₀O_n · H₇COi ■ 5/2 H₂O:
Berechnet: C 38.57: H 7.34; N 9.47%:
Gefunden: C 38,46; 116.97; N 9.64%.
50

Beispiel 3
2'-Epikanamyein B
(1) 13.6\3''-Tetra-N-äthoxycarbonyl-2'-desoxy-2'-epi-azido-3',4',2'',4'',6''-penta-0-benzoylkanamycin A

Das l,3,6',3"-Teιra-N-äthoxycarbonyl-2'-0-lrifluormethylsulfonyl-3'.4',2",4",6"-penta-0-benzoyl-kanamyein A (1,0 g), welches gemäß Beispiel 1 (4) erhalten worden war, wurde in 20 ml DMF gelöst Die entstandene Lösung wurde mit 250 mg Natriumazid (NaNj) vermischt und die Mischung wurde unter Rühren drei Stunden

m> auf 100"C erhitzt. Das Reaktionsgeiniseh wurde dann unter vermindertem Druck destilliert und der Rückstand wurde mit 50 ml Allylacetat vermischt Diese Mischung wurde dreimal mit Wasser gewaschen. Danach wurde die organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und inner vermindertem Druck zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Das Rohprodukt der Titelverbindung blieb in einer Ausbeute von 890 mg zurück. Das Rohprodukt w urdc durch Chromatografieren über Silikagel (15 g) gereinigt, wobei zum Entwickeln

hi Chlorofornimetlianol (50 : 1) verwendet wurde. Danach lag die Tilelverbindung in einer Menge um 708 mg (Ausbeute (77%) vor.

F. 167- 18O⁰C [λ] S¹ + 90.4° fcO,8; CHCl,)

Ir(vS&" j:. 2100(-Nj)(1140,1415 verschwand SOjCIm)

Gewichtsanalyse für CV)Hn N7O.M:

Berechnet: C 59.21: H 5.44: N 7.44:
Gefunden: C 58,96; H 5.45: N 7,38.

(2) 2'-llpikaiiiimycin H

Das 2'-Azidokanamyin A-Derival (500 mg), welches gemäß vorstehendem Abschnitt (1) erhalten worden war. wurde in 12 ml Methanol gelöst. Die entstandene Lösung wurde mit 0,3 ml einer Lösung aus 28% Natriunimethoxid in Methanol vermischt und die Mischung ließ man bei Umgebungstemperatur 30 Minuten stehen, damit die Benzoylgruppen abgespalten werden konnten. Die Reaktionslösung wurde durch Zugabe von 1 η HcI neutralisiert und dann durch Zugabe von 0,1 ml Essigsaure angesäuert. Schließlich wurden noch 30 mg Palladium-Schwarz zugesetzt. Die entstandene Mischung wurde mit Wasserstoffgas bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck katalytisch hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde auf die Anwesenheit von zurückgebliebenem, nicht umgesetzten ^'-Epi-azido-kanamycin A-Derival mit Hilfe der Dünnschichtchromatografie an einer Silikagelplatte analysiert. Das 2'-Epi-azido-kanamycin Α-Derivat gab einen Fleck bei Rf 0,5, während das entstandene Reduktionsprodukt, d.h. das U^X-Tctra-N-athoxycarbonyl^-desoxy^-epi-amino-kanamyein A, einen Fleck bei Rf 0,24 zeigte, wenn die Silikagelplatte bei der Dünnschichtchromatografie mit einer Mischung aus Chloroform, Methanol und konzentriertem wäßrigem Ammoniak (Voliimenverhältnis 9:4:1) entwickelt wurde. Die katalytische Hydrierung wurde fortgesetzt, bis bei der Dünnschichtchromatografie festgestellt werden konnte, daß das 2'-Epi-azido-kanamycin A-Derviat vollständig verbraucht worden war. Das Reaktionsgemisch wurde dann filtriert, um den Katalysator zu entfernen. Das Filtrat wurde unter vermindertem 2*, Druck eingedampft, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wurde mit 1,5 g Kaliumhydroxid und 10 ml Wasser vermischt und die Mischung wurde 3 Stunden auf 100⁰C erhitzt, um die Entfernung der Äthoxycarbonylgruppen zu erreiche!. Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionsmischung durch Zugabe von konzentrierter Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und dann durch eine Kolonne mit dem Austauscherharz Amberlite® CG-50 (NH4® 10 ml) geleitet. Dabei wurde das 2'-Epikanamycin B an dem Harz adsorbiert. Die Harzkolonne jo wurde zuerst mit Wasser und dann mit 0,1 η wäßrigem Ammoniak gewaschen und anschließend mit 0.3 η wäßrigem Ammoniak eluiert. Das Eluart wurde in 1.5 ml Fraktionen aufgefangen. Die aktiven Fraktionen Nr. 3 bis 8 wurden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Man erhielt auf diese Weise 74 mgderTiielverbindung. Ausbeute 40%.

F.205-220°C(Zers.) [*]*- + 105° fc 0,5; H₂O)

Gewichtsanalyse für C18H37N5O10

Berechnet: C41.82; H 7,22; N 12,84%;

Gefunden: C41.67; H 7,16; N 12.70%.

Claims

Patentansprüche:

l.Die2'-modifizierten Kanamycine

a) 2'-Desoxykanamycin A

b) 2'-Epikanamycin A und

c) 2'-Epikanamycin B

der allgemeinen Formel (I) C

NH₂

NH₂

HO

OH

mit folgender Bedeutung und Zuordnung von X

a) ein Wasserstoffatom

b) eine Hydroxylgruppe

c) eine Aminogruppe

sowie deren pharmazeutisch annehmbare Salze mit Säuren.
2. Verfahren zur Herstellung von 2'-Desoxykanamycin A gemäß Anspruch !.dadurch gekennzeichnet,dall man in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen

(a) ein l,3,6'.3"-tctra-N-geschützies 2\3'.4',2",4".6"-Hexa-O-benzoyl- oder -acetyl-kanamycin A der allgemeinen Formel IV

NHR

ZO \

NHR

Vi

in welcher R eine Aminoschutzgruppe isl und Z eine Benzoyl- oder Aceiylgruppe bedeuiet, mit der 1 bis 5 molaren Menge an Hydrazin, Hydrazin-Hydrat, Methylhydra/.in oder Hydroxylamin in Pyridin, Dimethylformamid, Dioxan, Äthanol oder einer Mischung aus Methanol und Trichlormethan bei einer Temperatur von — 10⁰C bis 50⁰C umsetzt,

das so erhaltene 13,6'3"-tetra-N-geschützte 3',4',2",4", b"-Penta-O-benzoyl- oder -acetylkanamycin A mit der !molaren Menge oder einem geringen Überschuß an Trifluormethansulfonylchlorid oder Trifluormethansulfonsäureanhydrid in Pyridin bei einer 1 emperatur von 0° C bis 30° C umsetzt, das so erhaltene l,3,6',3"-tetra-N-geschützte 2'-O-Trifluormethansulfonyl-3',4',2",4",6"-penta-O-benzoyl- oder -acetyl-kanamycin A der Formel Vl'

-NHR

NHR

NHR

in welcher R und Z die angegebenen Bedeutungen haben, mit der !molaren oder einem geringen Überschuß an Alkalimetallthiophcnolat in Dimethylformamid. Dioxan, Aceton oder Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von ! 0° C bis 40° C umsetzt,

das gemäß (c) erhaltene l,3,6',3"-tetra-N-geschützte2'-Dcsoxy-2'-cpi-2'-phenylthio-3'.4',2",4".6"-penta-O-benzoyl-oder acetyl-kanamycin Ader Formel VII'

NHR

NHR

in welcher R und Z die angegebenen Bedeutungen haben und Ph eine Phenylgruppe bezeichnet, mit Raney-Nickel in Äthanol unter Rückfluß umsetzt,

das so erhaltene l,3,6\3"-tetra-N-geschützte 2'-Desoxy-3',4',2",4",6"-penta-O-benzoyl- oder -acetyl-kanamycin A mit einem Alkaiimetallmethoxid in Methanol bei einer Temperatur Von CP C bis 40° C umsetzt und

aus dem so erhaltenen l,3,6',3"-tetra-N-geschützten 2'-Desoxy-kanamycin A der Formel II'

-NHR NHR

NHR

HO

HO

OH

in welcher R die angegebene Bedeutung hat, die Aniinoschutzgruppen R in an sich bekannter Weise abspaltet.
3. Verfahren zur Herstellung von 2'-Epikanamycin A gemäß Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man in aufeinanderfolgenden Verfahrenssiufen

(a) das gemäß Anspruch 2, Verfahrenssmfe (b) erhaltene 1,3, b'.3"-tetra-N-geschüt/.te 2'-O-Trifluormethansulfonyl-3',4'.2".4",6"-penta-O-beii7.oyl- oder -acetyl-kanamycin A der Formel VT mit der !molaren Menge oder einem geringen Überschuß an Natrium- oder Kaliumbenzoat oder -acetat in Dimethylformamid, Dioxan, Aceton oder Tetrahydrofuran bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels umsetzt,

(b) das so erhaltene 1,3,6', 3"-tetra-N-geschiitzte 2'-O-epibcnzoyl- oder -epi-acetyl-3',4 .2",4",6'-penta-O-benzoyl- oder -acetyl-kanamycin A der Formel IX'

-NHR

NHR

NHR

ZO

OZ

in welcher R und Z die angegebenen Bedeutungen haben und y eine Ben/osl- oder Acetylgruppe bezeichnet mit einem Alkalimelallmethoxid in Methanol bei Liner Temperatur von OC bis 40"C umsetzt und
(c) aus dem so erhaltenen l,3.6'.3"-teira-N-geschür/.icn 2'-Kpikananiycin Ader Formel H"

-NHR NHR

HO

NHR

HO

(a) das gemäß Anspruch 2, Verfahrensstufe (b) erhaltene l,3.6^r.3"-tetra-N-gesehüt/te 2-O-Trifluormethansulfonyl-3',4'.2",4",6"-penta-0-benzoyl- oder acetyl-kananiyin A der Formel Vl' mit der !molaren Menge oder einem geringen Überschuß an einem Alkalimetallazid in Dimethylformamid. Dioxan, Aceton oder Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von 50"C bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels umsetzt,

(b) das so erhaltene 1,3.6'.3"-tctra-N-geschützte2'-Desoxy-2'-cpi-a/ido3'.4',2".4".b"-penta-0-benzoyl-oder

-acetyl-kanamyein A der Formel X'

NHR

ZO

NHR

in welcher R die angegebene Bedeutung hat, die Aminoschut/gruppen R in an sich bekannter Weise 30 abspaltet.
4. Verfahren zur Herstellung von 2'-Epikanamyein B gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen

OZ

in welcher R und Z die angegebenen Bedeutungen haben, mit einem Alkalimctallmcthoxid in Methanol bei einer Temperatur zwischen O⁰C und 40°C umsetzt,
(c) das so erhaltene l,3,6'.3"-tetra-N-gcschiitzte 2'-Desoxy-2'-epi-azido-kanamycin A der Formel Xl'

-NHR

NHR

HO

NHR

(XI')

in welcher R die angegebene Bedeutung hat. mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysator s reduziert und
(d) aus dem so erhaltenen l,3,6.3"-tetra-N-gesehülzten 2'-l:pikanamycin B der Formel (H'")

NHR

HO

HO

OH

in der R die angegebene Bedeutung hat. die Aminoschutzgruppcn R in an sieh bekannter Weise abspaltet.
5. Antibakteriell Mittel, enthaltend als aktiven Bestandteil 2'-Deso\\kanam\cin A, 2'-Epikanamycin Λ oder 2'-Epikanamycin H oder ein pharmazeutisch annehmbares Säureanlagcrungsalz dieser Verbindungen, gegebenenfalls in Kombination mit einem geeigneten Trägermaterial.