DE3308563C2 - 3-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende antibakterielle Zusammensetzungen - Google Patents

3-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende antibakterielle Zusammensetzungen

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DE3308563C2 DE3308563A DE3308563A DE3308563C2 DE 3308563 C2 DE3308563 C2 DE 3308563C2 DE 3308563 A DE3308563 A DE 3308563A DE 3308563 A DE3308563 A DE 3308563A DE 3308563 C2 DE3308563 C2 DE 3308563C2
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Abstract

Beschrieben werden neue halbsynthetische Antibiotika, 3ΔΔ-Epistreptomycin und 3ΔΔ-Epidihydrostreptomycin, die als antibakterielle Mittel geeignet sind. 3ΔΔ-Epidihydrostreptomycin wird nach einem Verfahren hergestellt, bei dem ein geeignetes N,O-geschütztes 2ΔΔ,3ΔΔ-N,O-Carbonyl-3ΔΔ-epidihydrostreptomycin hydrolysiert wird, das hergestellt wird durch geeignete Einführung von Aminoschutzgruppen und einer Hydroxylschutzgruppe geeigneter Natur in Dihydrostreptomycin und intermolekulare Kondensation eines speziellen Paares von so eingeführten Aminoschutzgruppen und Hydroxylschutzgruppen. 3ΔΔ-Epistreptomycin wird nach einem Verfahren hergestellt, wobei die 3Δ-Hydroxymethylgruppe eines geeignet N,O-geschützten 3ΔΔ-Epidihydrostreptomycins oxidiert wird, das erhalten wurde durch Einführung von Aminoschutzgruppen und Hydroxylschutzgruppen geeigneter Natur, worauf die verbleibenden Schutzgruppen von dem resultierenden N,O-geschützten 3ΔΔ-Epistreptomycin, das als Oxidationsprodukt erhalten wurde, entfernt werden. Beschrieben wird auch eine antibakterielle Zusammensetzung, die die neuen Antibiotika enthält.

Description

5. Antibakterielle Zusammensetzungen, enthaltend 3"-Epistreptomycin oder3"-Ept<Jihydrostreptomycin oder eines ihrer Salze gemäß Anbruch I zusammen mit einem üblichen Trägermaterial.
Die Erfindung betrifft 3"-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin, die als antibakterielle Mittel geeignet sind, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Streptomycine.
Streptomycin ist ein bekanntes Antibiotikum, das von Wasksman entdeckt wurde. Streptomycin und Dihydrostreptomycin, die durch Reduktion der Aldehydgruppe von Streptomycin erhalten werden, werden verbreitet als Arzneimittel bei der therapeutischen Behandlung bakterieller Infektionen verwendet. Da Streptomycin und Dihydrostreptomycin jedoch weit verbreitet verwendet werden, sind Bakterienstämme aufgetreten, die gegen diese Antibiotika resistent sind und daher wurden die therapeutischen Wirkungen von Streptomycin und Dihydrostreptomycin beträchtlich eingeschränkt. Das Auftreten derartiger resistenter Bakterien wird allgemein nicht nur bei den Antibiotika des Streptomycintyps, sondern auch bei anderen Antibiotika festgestellt, wie Kanamycinen und Lividomycinen. Die Fakten der Vorgeschichte finden sich in den allgemeinen Bemerkungen von Hamao Umezawa, die eine erste Feststellung des Resistenzmechanismus von Bakterien gegen Aminoglycosid-Antibiotika darstellen (H. Umezawa; »Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry«, Band 30, Seite 183, Academic Press 1974). Bei den Streptomycinen wurde gefunden, daß die Hydroxylgruppe in dev 3"-Siellung des Moleküls der Streptomycine durch resistente Bakterienstämme, die Streptomycin-Adenyl-Transferase erzeugen können, adenyliert wird, wodurcJ· 3"-O-Adenylstreptomycine gebildet werden, wodurch Streptomycine in ihren antibakteriellen Wirkungen inaktiviert werden können (Umezawa et al., »Journal of Antibiotics«, Band 21, Seite 81 (1968). Unter diesen Umständen wurde im Rahmen der Erfindung versucht, die 3"-Hydroxylgruppe von dem Streptomycinmolekül zu entfernen und somit die Inaktivierungsmoglichkeit von Streptomycin zu eliminieren, die durch Adenylierung der 3"-Hydroxygruppe des Streptomycins auftreten könnte, um ein neues Strep;omycinderivat bereitzustellen, das auch aktiv gegen Bakterien ist, die resistent gegen Streptomycin sind. Es ist bekannt, 3"-Desoxydihydrostreptomycin aus Streptomycin herzustellen, und es zeigte sich, daß dieses 3"-Desoxydihydrostreptomycin aktiv gegen die beständigen Bakterien ist (vgl. JP-OS »Kokai« Nr. 105154/77; und »Journal of Antibiotics«, Band 29, Seite 978 (1976)).
Im Rahmen weiterer Untersuchungen konnte nunmehr die 3"-Hydroxylgruppe von Streptomycin und Dihydrostreptomycin epimerisiert werden, und es wurde gefunden, daß das 3"-Epistreptomycin und das 3"-Epidihyürostreptomycin, die nunmehr neu hergestellt werden können, aktiv gegen verschiedene Bakterien sind, die resistent gegen Streptomycin sind.
Die Erfindung betrifft daher gemäß einer ersten Ausführungsform die 3"-Epistreptomycine der allgemeinen Formel
ίο
20
CH3
in der R eine Hydroxymethylgruppe -CH2OH für 3"-Epidihydrostreptomycin bezeichnet und R eine Aldehydgruppe -CIIO für 3"-Epistreptomycin bezeichnet, sowie deren pharmazeutisch brauchbare Säureadditionssalze.
Die pharmazeutisch brauchbaren Säureadditionssalze der Verbindungen der vorstehenden allgemeinen Formel I umfassen Salze von 3"-Epistreptomycin oder 3"-Epidihydrostreptomycin, mit üblichen, nichttoxischen Säuren, wie anorganischen Säuren, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure, sowie organischen Säuren beispielsweise Essigsäure, Malonsäure und Zitronensäure.
3"-Epistreptomycin-tri-hydrochlorid-monohydrat gemäß der Erfindung liegt in der Form einer farblosen festen Substanz vor, die eine spezifische optische Drehung [a]" -80° (c 1, Wasser) zeigt, jedoch keinen definierten Schmelzpunkt besitzt. Ihre Elementaranalyse (gefunden: C 35,22, H 6,51, N 13,58%) stimmte mit dem theoretischen Wert für die empirische Formel C21H39N7O12 · 3 HCl · H2O (berechnet: C 35,58, H 6,26, N 13,83%) überein.
3"-Epidihydrostreptomycin.3/2-Carbonat gemäß der Erfindung liegt in der Form einer farblosen festen Substanz vor, die eine spezifische optische Drehung \a)j)' -79° (c 0,9, Wasser) zeigt, jedoch keinen definierten Schmelzpunkt besitzt. Ihre Elementaranalyse (gefunden: C 39,63, H 6,47, N 14,33%) stimmte mit dem theoretischen Wert Tür die empirische Formel (C2|H4IN7O|2 · 3/2H2CO3) (berechnet: C 39,94, H 6,55, N 14,49%) überein.
Die antibakteriellen Wirkungen von 3"-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin sind in Tabelle I dargestellt, die die minimalen Hemmkonzentrationen (mcg/ml) der neuen erfindungsgemäßen Verbindungen zeigt, bewertet nach einer Standard-Reihenverdünnungsmethode, unter Verwendung eines Nähragarmediums als Inkubationsmedium, wobei die Inkubation bei 37°C während 17 h erfolgt. Die minimalen Hemmkonzentrationen (mcg/ml) von Streptomycin und Dihydrostreptomycin wurden ebenfalls in gleicher Weise wie vorstehend zu Vergleichszwecken bewertet und sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben. Wie aus der Tabelle I ersichtlich, zeigen die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I antibakterielle Spektren ähnlich denen des Vergleichs-Dihydrostreptomycins und zeigen beträchtlich verbesserte antibakterielle Wirkungen gegen gramnegative Bakterien, insbesondere gegen verschiedene resistente Stämme von Escherichia coli.
Tabelle I
Testorganismus MIC (mcg/ml) 3"-Epistrepto- Dihydrostrepto Streptomycin
3"-Epidihydro- mycin mycin (Vergleich)
streptomycin (Vergleich)
3,12 3,12 3,12
Staphylococcus aureus 209 P 3,12 3,12 1,56 3,12
Staphylococcus aureus APOl 3,12 3,12 1,56 1,56
Sarcia lutea PCI 1001 1,56 1,56 3,12 0,78
Bacillus subtilis NRRL B558 3,12 1,56 25 25
Salmonella typhi T-63 0,78 1,56 1,56 1,56
Escherichia coil K-12 6,25 >100 >100
Escherichia coli K-12 R5 6,25 3,12 100 >100
Escherichia coli K-12 MLI629 1,56
25 30 35 40 45
55 60 65
Fortsetzung
Testorganhmus MIC (mcg/ml) 3"-Epistrepto-
mycin		 Dihydrostrepto
mycin
(Vergleich)		 Streptomycin
(Vergleich)		 1
3"-Epidihydro-
streptomycin		 3,12 >100 > 100 1
Escherichia coli K-12 ML 1630 3,12 25 >100 >100
Escherichia coli K-12 ML 1630
Escherichia coli K-12 R8125		 25 1,56 0,78 1,56
Escherichia coli W677 1,56 12,5 >100 > 100
Escherichia coli JR66/W677 12,5 3,12 50 50 '■)
Escherichia coli C600 R135 3,12 3,12 25 25
Providencia sp. pvl6 6,25 6,25 1,56 3,12 I
Pseudomonas aeruginosa 33 3,12 25 25 25
Pseudomonas aeruginosa No. 12 25 50 >100 > 100
Pseudomonas aeruginosa 13-13 50 1,56 0,78 0,78
Mycobacterium smegmatis 607 0,78
Die erfindungsgemäßen Verbindungen, nämlich 3"-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin können an lebende Tiere und den Menschen sicher, wie das bekannte Streptomycin und Dihydrostreptomycin zur therapeutischen Behandlung von Bakterieninfektionen verabreicht werden, da sie eine niedrige Toxizität aufweisen, was sich dadurch zeigt, daß bei der Bewertung der akuten Toxizität von 3"-Epistreptomycin oder3"-Epidihydrostreptomycin durch intravenöse Injektion dieser Verbindungen an Gruppen von Mäusen (ICR-Mäuse, erwachsen, weiblich, Körpergewicht 20 g ± 0,5 g, 6 Mäuse in jeder Gruppe) alle behandelten Mäuse länger als 14 Tage überlebten, nachdem die neue erfindungsgemäße Verbindung intravenös jeder Maus in einer Dosis von 4 mg/kg verabreicht wurde (LZ)50 mehr als 200 mg/kg).
Die Verfahren zur Herstellung der neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel 1 werden im folgenden beschrieben.
Kurz wird das 3"-Epidihydrostreptomycin gemäß der Erfindung, ausgehend von dem bekannten Dihydrostreptomycin, und das erfindungsgemäße 3"-Epistreptomycin, ausgehend von dem nunmehr neu hergestellten 3"-Epidihydrostreptomycin hergestellt.
Zuerst wird eine Zusammenstellung des Verfahrens zur Herstellung von 3"-Epidihydrostreptomycin durch das folgende erste Fließschema veranschaulicht, das die Herstellung von 3"-Epidihydrostreptomycin aus Dihydrostreptomycin über etwa 8 Stufen zeigt. In dem ersten Fließschema sowie auch in den anderen später gezeigten Fließschemata werden solche intermolekulare Stellen der Verbindung, die eben einer chemischen Änderung oder Modifikation durch chemische Reaktion in einer speziellen Stufe des in Betracht gezogenen Verfahrens unterzogen wurden, vorzugsweise in den jeweiligen Fließschemata dargestellt, so daß ein derartiger Substituent oder derartige Substituenten, die in der Verbindung einer speziellen Stufe vorhanden sind, jedoch in der nächsten Stufe in der Verbindung unverändert bleiben (d. h. in der unmittelbar auf die genannte spezielle Stufe folgenden Stufe) manchmal zu Vereinfachungszwecken aus der nächsten Stufe des Fließschemas weggelassen werden. In den folgenden Fließschemata bezeichnet Ac eine Acetylgruppe.
I-rslcs HiuUsuhcmii
Formel (2)
(Stufe W)
30
Formel (3)
40 45 50
55
60
(Stufe C)
NAc NHCNHAc NAc
NHCNHAc AcO "" OAc
(Stufe D)
1\ O CH3
w,r
H3C
O HN
CH3
Formel (4)
35 (Stufe E)
CH3
OH Formel (6) OAc
Formel (5)
CH3
Formel (8)
Formel (T)
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung von S'^Epidihydrostreptomycin, bezogen auf die jeweiligen Stufen des in dem ersten Fließschema wie vorstehend gezeigten Verfahren, beschrieben und wird durch das spätere Beispiel 1 genauer erläutert
Dihydrostreptomycin, das als Ausgangssubstanz bei diesem Verfahren verwendet wird, wird durch die Formel (1) in dem ersten Fließschema dargestellt Zur Synthese des erfindungsgemäßen 3"-Epidihydrostreptomyeins, ausgehend von Dihydrostreptomycin, wird zuerst die 2"-Methylaminogruppe der Verbindung der Formel (1) selektiv in der Stufe A des Verfahrens mittels einer bekannten Aminoschutzgruppe, wie einer Aralkyloxycarbonylgruppe, vorzugsweise der Benzyloxycarbonyigmppe, geschützt Hierzu kann die Ausgangsverbindung der Formel (1) vorzugsweise mit einem 1-molaren oder im wesentlichen 1-molaren Anteil von Benzyloxycarbonyieniorid in einem Gemisch von Wasser und Aceton bei einer Temperatur von -20"C bis zu 5QPC, vorzugsweise bei 0°C unter Eiskühlung, in Anwesenheit einer Base, vorzugsweise eines Alkalimetallcarbonats, wie Natriumcarbonat, umgesetzt werden, wodurch die bevorzugte Benzyloxycarbonylierung der 2"-Methylaminogruppe erfolgt, unter Bildung von 2"-N-BenzyloxycarbonyldihydΓOStreptomycin, das kurz durch die Formel (2) in dem ersten Fließdiagramm dargestellt wird.
Anschließend wird in der Stufe B dieses Verfahrens ein Paar von zwei 3'- und 3'a-Hydroxylgruppen, sowie ein Paar von zwei 4"- und 6"-HydroxyIgruppen der Verbindung der Formel (2) mittels einer bekannten bzw. üblichen zweiwertigen Hydroxylschutzgruppe, wie einer Alkylidengruppe, vorzugsweise der Isopropylidengruppe, geschützt. Zu diesem Zweck kann eine Verbindung der Formel (2) vorzugsweise mit 2,2-Dimethoxypropan in wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) in Anwesenheit eines Reaktionskatalysators, wie p-Toluolsulfonsäure, umgesetzt werden, wodurch das Paar der zwei 3'- und 3'a-Hydroxylgruppen sowie das Paar der zwei 4"- und 6"-Hydroxylgruppen der Verbindung der Formel (2) jeweils gleichzeitig durch eine einzige Isopropylidengruppe geschützt werden, unter Bildung von 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3',3'a,4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomyein, das in dem ersten Fließschema kurz durch die Formel (3) dargestellt wird.
Anschließend werden in der Stufe C dieses Verfahrens sämtliche verbleibenden freien (vier) Hydroxylgruppen und alle beiden Guanidylgruppen der Verbindung der Formel (3) geschützt. Zu diesem Zweck können alle diese funktioneilen Hydroxyl- und Guanidylgruppen vorzugsweise durch Acetylgruppen blockiert werden. Das für diesen Zweck verfügbare Acetylierungsreagens kann Essigsäureanhydrid sein, das in Anwesenheit von Natriumacetat verwendet wird. Somit wird die Verbindung der Formel (3) mit Essigsäureanhydrid in Anwesenheit von Nalriumacetat umgesetzt, unter Verwendung eines Überschusses von Essigsäureanhydrid als Reaktionsmedium, wenn Tetra-N°-acetyl-2,5,6,3"-tetra-O-acetyI-2"-N-benzyloxycarbonyl-3',3'a;4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomycin, dargestellt durch die Formel (4) im ersten Fließschema, hergestellt wird.
Darüber hinaus wird in der Stufe D des Verfahrens die Verbindung der Formel (4) so behandelt, daß vorzugsweise die 2"-N-Benzyloxycarbonylgruppe daraus entfernt wird und so die freie 2"-Methylaminogruppe freigesetzt wird. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (4) vorzugsweise mit Wasserstoff in Anwesenheit eines üblichen bzw. bekannten Hydrierungskatalysators, wie Palladium-Schwarz katalytisch hydriert werden, was zweckmäßig nach der Schutzgruppenabspaltungstechnik zur Entfernung der Benzyloxycarbonyl-Aminoschutzgruppe erfolgt. Auf diese Weise erhält man Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3"-tetra-O-acetyl-3',3'a;4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomycin, das in dem ersten Fließschema kurz durch die Formel (5) dargestellt wird.
Darüber hinaus wird in der Stufe E des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verbindung der Formel (5) so behandelt, daß vorzugsweise die Acelylblockierungjgruppe von der 3"-Hydroxy!gruppe der Verbindung (5) entfernt wird. Zu diesem Zweck wird die Verbindung (5) in einem Volumen Ethanol gelöst, und die resultierende ethanolische Lösung wird bei einer Temperatur von 20-300C während 1 Tag oder gewöhnlich während eines
25 30 35 40 45 50 55 60
ti
Zeitraums von etwa 3 Tagen stehengelassen, wodurch die 3"-O-Acetylgruppe durch Ethanolyse selektiv entfernt wird. Die Tatsache, daß die Acetylblockierungsgruppe nur von der 3"-Hydroxylgruppe der Verbindung (5) entfernt werden kann, während die anderen O-Acetylblockierungsgruppen nicht von den 2-, 5- und 6-Hydroxylgruppen dieser Verbindung abgespalten werden, ist unerwartet und überraschend. Durch diese Stufe E wird Tetra-NG-acetyl-2,5,6-tri-0-acetyl-3',3'a;4",6"-di-0-isopropylidendihydrostreptomycin gebildet, das in dem ersten Fließschema kurz durch die Formel (6) dargestellt wird.
Anschließend wird in der Stufe F des erfindungsgemäßen Verfahrens die 2"-Methylaminogruppe der Verbindung der Formel (6) erneut durch eine Benzyloxycarbonylgruppe geschützt Hierzu kann die Verbindung der Formel (6) entweder mit Benzyloxycarbonylchlorid in gleicher Weise wie in der vorstehenden Stufe A umge-
ίο setzt werden oder kann mit Benzyloxycarbonylchlorid in Chloroform in Anwesenheit von Natriumhydrogencarbonat umgesetzt werden. Auf diese Weise wird Tetra-NG-acetyl-2,5>6-tri-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3',3'a,4",6"-di-0-isopropyliden-dihydrostreptomycin hergestellt, das in dem ersten Fließschema kurz durch die Formel (7) dargestellt wird.
Anschließend wird in der Stufe G des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verbindung der Formel (7) in einem Volumen eines geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Dichlormethan gelöst, und die resultierende Lösung der Verbindung (7) wird mit einem 1—lOmolaren Anteil von Trifluormethansulfonsäure-anhydrid in Anwesenheit von Pyridin unter Kühlen (vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa —500C ~ +500C) umgesetzt, so daß einmal ein instabiles 3"-0-Trifluormethylsulfonylderivat der Verbindung (7) als glasartiges Matt<-sxl gebildet wird. Dieses glasartige Material wird anschließend in einem Volumen von Pyridin gelöst und bei einer Temperatür von 100C ~ I00°C, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur, stehengelassen, wenn die S'^Trifluormethylsulfonylgruppe einbezogen wird, und mit der2"-Benzyloxycarbonylmethylaminogruppe kondensiert, so daß die Cyclisierungsreaktion erfolgt, unter Bildung einer cyclischen Carbamatgruppe, was die Verbindung der Formel (8), kurz im ersten Fließschema dargestellt, ergibt, nämlich das Tetra-NG-acetyI-2,5,6-tri-O-acetyl-2",3"-N,0-carbonyl-3"-epi-3',3'a;4",6"-di-0-isopropyliden-dihydrostreptomycin.
Schließlich wird in der Stufe H des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verbindung der Formel (8) Behandlungen zur Abspaltung der Ν,Ο-Schutzgruppen unterzogen, sowie zur Entfernung der 2",3"-N,O-Carbonylgruppe durch hydrolytische Ringspaltung. So werden die Entfernung der Acetyl-N.O-Schutzgruppen und die Entfernung der cyclischen Carbamatgruppe (die 2",3",N,O-Carbonylgruppe) von der Verbindung der Formel (8) in dieser Stufe H vollzogen. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (8) zweckmäßig in wäßrigem Tetrahydrofuran in Anwesenheit von Bariumhydroxid hydrolysiert werden, so daß beide Acetylgruppen und die cyclische Carbamatgruppe auf einmal entfernt werden können. Die freigesetzte 3"-Hydroxylgruppe, die eben in dieser Stufe zur Entfernung der 2",3"-N,O-Carbonylgruppe decarbonyliert wurde, verbleibt in Inversion in der Epi-Stellung, so daß 3"-Epi-3',3'a;4",6"-di-0-isopropyIidendihydrostreptomycin gebildet wird. Letztere Verbindung wird in dieser Stufe H weiterbenötigt zur Entfernung der 3',3'a,4",6"-Di-O-isopropyliden-Gnippen daraus, und dies kann nach einer üblichen Verfahrensweise zur Entfernung der Isopropylidengruppe erfolgen, die in der üblichen Technik zur Abspaltung von Schutzgruppen bekannt ist Beispielsweise kann die Entfernung der 3',3'a,4",6"-Di-O-isopropyIidengruppen erzielt werden durch Hydrolysieren des 3"-Epi-3',3'a,4",o"-di-O-isöpropylidendihydrostreptomycin-Zwischenprodukts in wäßriger Essigsäure. Auf diese Weise wird das angestrebte 3"-Epidihydrostreptomycin hergestellt, das in dem ersten Fließschema durch die Formel Γ dargestellt
Gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung wird daher das in Anspruch 2 beschriebene Verfahren bereitgestellt.
Außerdem kann die zweite neue erfindungsgemäße Verbindung, nämlich das 3"-Epistreptomycin hergestellt werden, ausgehend von dem nunmehr wie vorstehend synthetisch hergestellten 3"Epidihydrostreptomycin.
Eine Zusammenfassung eines derartigen Verfahrens zur Herstellung von 3"-Epistreptomycin wird durch das folgende zweite Fließschema dargestellt, in dem intermolekulare Stellen der Verbindung, die eine chemische Änderung oder Modifikation durch chemische Reaktion in einer speziellen Stufe des betreffenden Verfahrens erfahren hat, vorzugsweise so dargestellt, daß der Substituent oder die Substituenten, die in der jeweiligen Verbindung in einer speziellen Stufe vorhanden sind, jedoch in der nächsten Stufe, die auf diese spezielle Stufe folgt, unverändert bleiben, manchmal zu Vereinfachungszwecken in der nächsten Stufe des zwe-Uen Fließschemas weggelassen werden.
i
Zweites Fließschema
NH
NHCNH3 NH
Il NHCNH2
Verbindung (Γ) (Stufe I) / ^j^ qjj
H3C^-
O. (C CH2(
HO
OH
HO
HO
COOCH1-
Forme! (9)
(Stufe J)
O-
(Stufe K)
Formel (10)
^ CHj
O CH3
NAc
Il
NHCNHAc NAc
Il
NHCNHAc
OAc
CHj
AcO COOCH2
Formel (11)
(Stufe L)
HjC
Formel (12)
COOCH2-
Formel (13)
(Stufe N)
HO
HO
CH2
Formel (I")
Jm folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung von 3"-Epistreptomycin aus 3"-Epidihydrostrepto:nycin bezogen auf die jeweiligen Stufen des Verfahrens beschrieben, die in dem zweiten Fließschema vorstehend dargestellt wurden, und wird später im Beispiel 2 voll dargestellt.
3"-Epidihydrostreptomycin, das als Ausgangssubstanz bei diesem Verfahren verwendet wird, ist die Verbindung der Formel (Γ), die in dem vorstehenden ersten Fließschema dargestellt wurde. In der Stufe I dieses Verfahrens wird die 2"-Methy!aminogruppe der Ausgangsverbindung der Formel (Γ) zuerst vorzugsweise mit der Benzyloxycarbonylgruppe geschützt, durch Reaktion der Ausgangsverbindung (P) mit Benzyloxycarbonylchlorid in gleicher Weise wie in der Stufe A des Verfahrens gemäß dem ersten Fließschema. Man erhält so 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3"-epidihydrostreptomycin der Formel (9), dargestellt im zweiten Fließschema, das gewöhnlich in der Form seines Hydrochlorids erhalten wird.
In der Stufe J dieses Verfahrens wird ein Paar von zwei 3'- und 3'a-Hydroxylgruppen der Verbindung der Formel (9) mit einer bekannten bzw. üblichen zweiwertigen Hydroxylschutzgruppe, wie einer Alkylidengruppe, geschützt. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (9) mit einem Überschuß über dem !molaren Anteil von 2,2-Dimethoxypropan in wäßrigem DMF in Anwesenheit v?n p-Toluolsulfonsäure umgesetzt werden, derart, daß das gewünschte mono-O-isopropylidenierte Produkt im Gemisch mit etwas poly-O-isopronylidenierten Produkten gebildet wird. Die poiy-O-isopropylidenierten Produkte können in das gewünschte mono-O-isopropylidenierte Produkt umgewandelt werden, durch Behandeln mit wäßriger Essigsäure. Man erhält so
2"-N-Benzyloxycarbonyl-3"-epi-3',3'a-0-isopropylidendihydrostreptomycin der Formel (10), das kurz in dem /weiten Fließschema dargestellt wird.
In der nächsten Stufe K dieses Verfahrens werden sämtliche verbleibenden freien Hydroxylgruppen und alle Guanidylgruppen der Verbindung der Formel (10) mit geeigneten Schutzgruppen geschützt. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (10) vorzugsweise in gleicher Weise wie in der Stufe C des Verfahrens gemäß dem ersten Fließschema acetyliert werden, d. h. durch Reaktion mit einem lOmolaren Anteil oder mehr an Essigsäureanhydrid in Anwesenheit von Natriumacetat. Durch diese Stufe K wird Tetra-NG-acetyI-2,5,6,3",4",6"-hexa-0-acetyl-2"-N-benzyIoxycarbonyl-3"-epi-3',3'a-0-isopropyliden-dihydrostreptomycin der Formel (11) hergestellt, das in dem zweiten Fließschema kurz dargestellt wird.
In der Stufe L dieses Verfahrens wird dann die Verbindung der Formel (11) einer Entfernung der 3',3'a-O-Isopropylidengruppe daraus in gleicher Weise wie in der Stufe H nach dem Verfahren des ersten Fließschemas unterzogen durch Hydrolyse der Verbindung (11) in wäßriger Essigsäure, so daß die Verbindung der Formel (12), die im zweiten Fließschema kurz dargestellt wird, gebildet wird, nämlich Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3",4",6"-hexa-O-acctyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"epidihydrostreptomycin.
Anschließend wird in der Stufe M des Verfahrens die 3'-Hydroxymethylgruppe (die Methylolgruppe)derVerbindung der Formel (12) zur Aldehydgruppe -CHO oxidiert. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (12) vorzugsweise mit Dimethylsulfoxid als ein Oxidationsreagens in Anwesenheit von Pyridin, Trifluoressigsäure und Dicyclohexylcarbodiimid umgesetzt werden. Man erhält so Tetra-N°-acetyl-2,5,6,3",4",6"-hexa-O-acciyi-2"-N-benzyioAycaruoriy!-3"-cpistrcptomycin (das in dem zweiten Fließschema nicht dargestellt ist). Die letztgenannte Aldehydverbindung wird dann einer Entfernung der Acetylgruppen daraus unterzogen, und diese Desacetylicrung kann zweckmäßig erfolgen durch Hydrolyse der Aldehydverbindung mit konzentriertem wäßrigem Ammoniak in Methanol. Auf diese Weise erhält man 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3"-epistreptomycin der Formel (13), die in dem zweiten Schema dargestellt ist.
Nach der vorstehenden Desacetylierungsstufe in der Endstufe N des vorliegenden Verfahrens wird die Verbindung der Formel (13) einer Entfernung der 2"-N-Benzyloxycarbonylgruppe daraus unterzogen, unter Bildung des gewünschten 3"-Epistreptomycins der Formel (I"), die im zweiten Schema dargestellt wird. Zur Entfernung der2"-N-Benzyloxycarbonylgruppe aus der Verbindung (13) kann letztere Verbindung zweckmäßig einer üblichen katalytischen Hydrierung mit Wasserstoff in Anwesenheit eines ö-liehen bzw. bekannten Hydrierungskatalysators, wie Palladium-Schwarz, nach der üblichen Abspaltungstechnik für Schutzgruppen, unterzogen werden.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird daher das in Anspruch 4 beschriebene Verfahren bereitgestellt.
Es wurde ferner gefunden, daß es auch möglich ist, 3"-Epidihydrostreptomycin der Formel (Γ) auf einem Weg herzustellen, der sich von dem Verfahrensweg gemäß dem ersten Fließschema unterscheidet, über das 2"-N-Benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycin der Formel (2), das als ein Zwischenprodukt erhalten wird. So wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von 3"-Epidihydrostreptomycin über die Zwischenverbindung der Forme! (2) kurz in dem folgenden dritten Fließschema dargestellt und wird im späteren Beispiel 3 voll beschrieben. Das dritte Fließschema wird kurz ähnlich dem ersten und zweiten Fließschema derart dargestellt, daß die intermolekularen Stellen der Verbindung, die eben eine chemische Änderung oder Modifikation in einer speziellen Reaktionsstufe erfahren haben, vorzugsweise dargestellt werden, während solche Stellen der Verbindung, die in dieser speziellen Reaktionsstufe unverändert bleiben, in dem dritten Fließschema nicht dargestellt werden.
Drittes Fließschema
NAc '5
/ NHCNHAc NAc
I Il
^ Κ NHCNHAc
AcO \J
OAc /
\l /
1 OAc
(Stufe O) ,/ N-^-CH3
ι χ
* In
H3C		 / \ I
AcO I
OAc
Formel
S\
(
(14)
Xl ;ooc
CH2OAc))
OH
IO
20 25 30 35 40 45
(Stufe P)
(Stufe R)
I COOCH2
OSO2CH3
f Λ %
Formel (18)
50
55 60 65
14
NH
NHCNH2 NH
Il
NHCNH2
(Stufe T)
(Stufe U) Verbindung (Γ)
HO
Formel (19)
In dem Verfahren gemäß dem vorstehenden dritten Fließschema soll die Stufe O des Verfahrens die Schutz-N,O-Acetylierung des 2"-N-Benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycins, nämlich die Verbindung der Formel (2), die im ersten Fließschema dargestellt wird, bewirken und kann in ähnlicher Weise wie die Stufe C des Verfahrens nach dem ersten Fließschema oder wie die Stufe K nach dem zweiten Fließschema durchgeführt werden. In der Stufe O dieses Verfahrens kann daher die Verbindung der Formel (2) vorzugsweise mit einem 11 molaren Anteil oder mehr von Essigsäureanhydrid in Anwesenheit von Natriumacetat umgesetzt werden, wobei ein Überschuß des Essigsäureanhydrids als Reaktionsmedium verwendet wird, um sämtliche verbleibenden freien Hydroxylgruppen (sieben) (mit Ausnahme der 3'-Hydroxylgruppe) und alle beiden Guanidylgruppen der Verbindung der Formel (2) zu acetylieren und somit das Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,3",4",6"-hepta-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyldihydrostreptomycin zu bilden, das im dritten Fließschema durch die Formel (14) dargestellt wird.
Die Stufe P dieses Verfahrens soll die Verbindung der Formel (14) entbenzyloxycarbonylieren und kann in gleicher Weise wie die Stufe D des Verfahrens des ersten Fließschem2S durchgeführt werden. So kann die Verbindung der Formel (14) einer üblichen katalytischen Hydrolyse mit Wasserstoff in Anwesenheit eines bekannten bzw. üblichen Hydrierungskatalysators, wie Palladium-Schwarz, unterzogen werden, um die 2"-N-Beizyloxycarbonylgruppe aus de, genannten Verbindung zu entfernen und so das Tetra-NG-acetyl-2,5,6-3'a,3",4",6"-hcpta-O-acctyldihydrostreptomycin zu bilden, das im dritten Fließschema kurz durch die Formel (15) dargestellt wird.
Die Stufe Q des Verfahrens soll die bevorzugte Abspaltung der 3"-O-Acetyigruppe von der Verbindung der Formel (15) bewirken, und kann in gleicher Weise, wie in der Stufe E des Verfahrens nach dem ersten Fließschema durchgeführt werden. Die Verbindung der Formel (15) wird so in einem Volumen Ethanol gelöst, und die resultierende ethanolische Lösung wird bei einer Temperatur von 20-3O°C während 1 Tag oder länger stehengelassen, wodurch bevorzugt die 3"-O-Acetylgruppe von der 3"-Hydroxylgruppe der Verbindung (15) durch Ethanolyse entfernt wird. Diese Tatsache, daß die Acetylblockierungsgruppe nur von der 3"-Hydroxylgruppe der Verbindung (15) entfernt werden kann, während alle anderen O-Acetylblockierungsgruppen nicht von der Verbindung (15) abgespalten werden, ist unerwartet und überraschend. Durch diese Stufe Q erhält man Tetra-N(;-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-O-acetyl-dihydrostreptomycin, das in dem dritten Fließschema kurz durch die Formel (16) dargestellt wird.
Die Stufe R dieses Verfahrens soll die Benzyloxycarbonylgruppe wieder in die 2"-MethyIaminogruppe der Verbändung der Formel (16) einführen und kann in gleicher Weise wie die Stufe F des Verfahrens des ersten Fließdiagramms durchgeführt werden. Somit kann die Verbindung der Formel (16) entweder mit Benzyloxycarbonylchlorid in einem Gemisch von Wasser und Aceton unter Eiskühlung in Anwesenheit eines Alkalimetallcarbonats umgesetzt werden, oder kann mit Benzyloxycarbonylchlorid in Chloroform in Anwesenheit von NatriumhydrogencarbGnat umgesetzt werden. Durch diese Stufe R wird Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyIoxycarbonyl-dihydrostreptomycin hergestellt, das im dritten Fließschema kurz durch die Formel (17) dargestellt wird.
Die Stufe S dieses Verfahrens soll die 3"-Hydroxylgruppe der Verbindung der Formel (17) methansulfonylieren und kann durchgeführt werden durch Reaktion der Verbindung (17) mit einem lmolaren oder im wesentlichen 1 molaren Anteil von Methansulfonylchlorid in Pyridiii sei einer Temperatur von -50°C bis +500C. Durch diese Stufe S erhält man Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-0-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"-0-methylsulfonyl-dihydrostreptomycin, das in dem dritten Fließschema kurz durch die Formel (18) dargestellt wird.
Die Stufs T des Verfahrens soll die Verbindung der Formel (18) in ein 2",3"-N,O-carbonyliertes Derivat davon
umwandeln. Zu diesem Zweck kann die Verbindung der Formel (18) einem Volumen von 2-Methoxyethbiiol gelöst werden, und die resultierende Lösung wird auf eine erhöhte Temperatur von 50 bis 100°C in Anwesenheit von Natriumacetat erwärmt oder kann alternativ die Verbindung der Formel (18) mit Natriummethylat in Methanol bei einer Temperatur von -200C ~ +500C umgesetzt werden, vorzugsweise bei Umgebungstempcratür, wobei die 3"Methylsulfonyloxygruppe einbezogen wird und mit der 2"-Benzyloxycarbonyl-(nicthyl)-aminogruppe kondensiert wird, so daß die Cyclisierungsreaktion erfolgt, unter Bildung der 2",3"-M,()-Cifrbonyigruppe (die cyclische 2",3"-N,O-Carbamatgruppe) bei gleichzeitiger Einbeziehung der Renktion zur Entfernung sämtlicher Acetylgruppen. Auf diese Weise wird 2",3"-N,0-Carbonyl-3"-epidihydrostrv2ptomycin der Funnel (19) des dritten Fließschemas hergestellt (vgl. die späteren Beispiele 3f und g).
Die Stufe U dieses Verfahrens soll die hydrolytische Ringspaltung der cyclischen cis-2",3"-N,O-Carbamuigruppe der Verbindung der Formel (19) bewirken. Somit kann die Stufe U durchgeführt werden durch Hydrolysieren der Verbindung der Formel (19) mit Wasser in Anwesenheit von Bariumhydroxid in Tetrahydrofuran, wodurch die 2"3"-N,O-Carbonylgruppe (die cyclische 2",3",N,O-Carbamatgruppe) durch deren Ringspaltung von der Verbindung der Formel (19) entfernt werden kann, und die so freigesetzte 3"-Hydroxylgruppe verbleibt in investierter Form in der Epistellung, um das gewünschte 3"-Epidihydrostreptomycin zu ergeben, nämlich die Verbindung der Formel (Γ) in dem dritten Fließschema.
Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird daher das in Anspruch 3 beschriebene Verfahren bereitgestellt.
Wie vorstehend erwähnt, weisen die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen, nämlich das 3"-Epistreptomyein und das 3"-Epidihydrostreptomycin eine geringe Toxizität auf. Die neuen erfindungsgemäGeii Verbindungen sind jeweils aktiv bei der therapeutischen Behandlung von Bakterieninfektionen bei intramuskulärer Verabreichung in einer Dosis von etwa 100 mg bis etwa 1000 mg pro Tag, in auf drei bis vier unterteilten Tagesdosierungen. Im allgemeinen können die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen oral, intraperitoneal, intravenös oder intramuskulär verabreicht werden, unter Verwendung jeglicher pharmazeutischen Form, die auf diesem Gebiet für eine derartige Verabreichung bekannt bzw. üblich ist und in üblicher Weise Streptomycin und Dihydrostreptomycin. Beispiele für pharmazeutische Formen zur oralen Verabreichung sind Pulver, Kapseln, Tabletten und Sirup. Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen können zu einer wäßrigen injizierbaren Lösung formuliert werden.
Gemäß einer fünften Ausführungsform betrifft die Erfindung daher eine antibakterielle Zusammensetzung, die eine antibakteriell v,irksame Menge von 3"-Epistreptomycin oder 3"-Epidihydrostreptomycin als aktiven Bestandteil in Kombination mit einem pharmazeutisch brauchbaren Träger für den aktiven Bestandteil enthält. Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung und zeigen die Herstellung der crfindungsgemäßen neuen Verbindungen.
Beispiel 1
'in c~:-i:u..,j t..A»»nmtr/»:r*
a) 2"-N-Benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycin-su!fat
73 g Dihydrostreptomycin · 3/2sulfat wurden in einem Gemisch von 11 Wasser und 1 1 Aceton gelöst und 16 g Natriumcarbonat wurden in der resultierenden Lösung von Dihydrostreptomycin gelöst, die dann auf 00C gekühlt wurde. 30 ml Benzyloxycarbonylchlorid wurden mit der gekühlten Lösung unter Rühren venr ;scht, und das erhaltene Gemisch wurde 4 h bei 0°C gehalten und anschließend 15 h bei Umgebungstemperatur, um die Reaktion zur Einführung der Benzyloxycarbonylgruppe in die 2"-MethyIaminogruppe von Dihydrostreptomycin zu bewirken.
Die Reaktionslösung wurde durch Zusatz von 2 m wäßriger Schwefelsäure neutralisiert und anschließend auf ein Volumen von 70 ml unter verringertem Druck konzentriert. Die konzentrierte Lösung wurde mit Ethylacetat extrahiert, und die verbleibende wäßrige Phase dieser Lösung wurde abgetrennt und unter verringertem Druck unter Bildung eines Feststoffs konzentriert. Dieser Feststoff wurde in Methanol aufgenommen, und die resultierende methanolische Lösung wurde filtriert, zur Entfernung der unlöslichen Materialien daraus. Die methanoüsche Lösung (das Filtrat) wurde anschließend unter verringertem Druck konzentriert, unter Bildung der vorsiehenden Titelverbindung (entsprechend der Formel 2 des ersten Fließschemas). Ausbeute 80 g (98%).
b) 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3',3'a,4",6"-di-0-isopropyIiden-dihydrostreptomycincarbonat
4,98 g der vorstehend in der Stufe a dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 100 ml trockenem Dimethylformamid gelöst, in dem dann 330 rog p-Toluolsulfonsäure gelöst wurden. Die resultierende Lösung wurde mit 4,5 ml 2,2-Dimethoxypropan vermischt, worauf 18 h bei 400C erwärmt wurde, unter Bewirkung der Reaktion zur Einführung der 3',3'a,4",6"-Di-O-isopropylidengruppen. Während dieser Reaktion wurden 220 mg-Anteile von p-Toluolsulfonsäure zu der Reaktionslösung dreimal bei 5 h, 8 h und 15 h nach Beginn der Reaktion gefügt, um die Reaktionslösung auf den pH-Wert 4 einzustellen. Nach beendeter Reaktion wurde die Reaktionslösung mit 0,4 ml Triethylamin vermischt und anschließend auf ein geringes Volumen konzentriert. Ein Volumen Ethylether wurde zu der konzentrierten Lösung zur Ausfällung eines Niederschlags gefügt. Diese Ausfällung wurde durch Filtrieren entfernt, gut mit Ethylether gewaschen und anschließend in Wasser aufgenommen. Die erhaltene wäßrige Lösung wurde durch eine Säule eines Ionenaustauscherharzes Dowex® 1 x 2 (Cl Form) geleitet, und der Abstrom aus dieser Harzsäule wurde zur Trockne konzentriert. Der resultierende feste Rück-
stand, derein Gemisch verschiedener Isopropylidenierungs-Produkte enthielt, wurde einer Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Benzol-Pyridin-Ethanol-Wasser-Essigsäure {12 : 6 : 6 :2 :1 VoI) zur Isolierung und Reinigung der Produkte unterzogen, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 3 im ersten Fließschema). Ausbeute 2,08 g (39%).
Die Titelverbindur^ (Carbonat) zeigte eine spezifische optische Drehung Ia]Jj -67° (c 1, Wasser).
Elementaranalyse für CJsH55N7Oi4 · H7COj:
berechnet: C 50,28, H 6,68, N 11,40%
gefunden: C 50,21, H 6,74, N 11,71%
c) Tetra-N^-acetyl^^^.S^-tetra-O-acetyl^^N-benzyloxycarbonyl-B^^^o^i-O-isopropyliden-dihydro-
streptomycin
3.75 g der in der vorstehenden Stufe b dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 38 ml Essigsäureanhy- |
drid gelöst, und es wurden dann 3,54 g wasserfreies Natriumacetat zugesetzt Die erhaltene Suspension wurde 15 1-
kräftig bei 75°C während 18 h gerührt, unter Bewirkung der Reaktion zur Einführung von Acetylgruppen. J
Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wurde die Reaktionslösung auf ein geringes Volumen konzentriert, J
und Cyclohexan wurde zu der konzentrierten Lösunggefügt, um eine Ausfällung abzuscheiden. Die Ausfällung '
wurde durch Filtrieren entfernt, gut mit Cyclohexan gewaschen und in Chloroform aufgenommen. Die so erhaltene Lösung wurde mit wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und anschließend mit Wasser gewä- 20 : sehen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säui-mchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Toluol-Acetat (4:1) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 4 im ersten Fließschema). Ausbeute 2,4 g (49%). [a]% -39° (c 1, Chloroform).
25 Elernentaranalyse: «;
berechnet für C51H71N7O22 · H2O: C 53,16, H 6,39, N 8,51% £
gebunden: C 53,15, H 6,21, N 8,40% f}
ύ) Tetra-N(;-acetyl-2,5,6,3"-tetra-O-acetyl-3',3'a,4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomycin 30 t
22.1 mg der in der vorstehenden Stufe c dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 0,4 ml Ethanol auf- i; genommen und einer Hydrogenolyse mit gasförmigem Wasserstoff bei etwa 1 bar bzw. 1 atm bei Umgebungstemperatur während 2 h in Anwesenheit von Palladium-Ruß, der zu der ethanolischen Lösung gefügt wurde, unterzogen (um die Reaktion zur Entfernung der 2"-N-BenzyloxycarbonyIgruppe zu bewirken). Die Reaktionslösung wurde zur Entfernung des Katalysators filtriert und das Filtrat wurde zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit ChIoroform-Ethanol (18 : 1) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 5 im ersten Fließschema). Ausbeute 16,8 mg (86%), [a]" -48° (c 1, Chloroform).
Elcmentaranalyse:
berechnet Tür C43H65N7C20 · 1/2 H2CO3 · 1/2 H2O: C 50,23, H 6,49, N 9,43%
gefunden: C 50,35, H 6,31, N 9,38%
e) Tetra-N°-acetyl-2,5,6-tri-O-acetyl-3',3'a,4",6"-O-isopropyliden-dihydrostreptomycin
299 mg der in der vorstehenden Stufe d dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 6 ml Ethanol gelöst, und die ethanolische Lösung wurde 3 Tage bei 27°C stehengelassen zur Bewirkung der Reaktion zur bevorzugten Spaltung der S'^O-Acetylgruppe. Die Reaktionslösung wurde zur Trockne unter verringertem Druck konzentriert, und der erhaltene feste Rückstand wurde einer Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Chloroform-Ethanol (15 : 1) zur Isolierung und Reinigung des gewünschten Reaktionsprodukts unterzogen, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 6 in dem ersten Fließschema). Ausbeute 100 mg (35%), [α]% -48° (c 1, Chloroform).
Elcmentaranalyse:
berechnet für C4IlI63N5O,, · 1/2 H2CO3: C 50,40, H 6,52, N 9,91%
gefunden: C 49,95, H 6,12, N 10,17%
0 Tctra-Nc'-acetyI-2.5,6-tri-0-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3',3'a;4",6"-di-0-isopropyliden-
dihydroslreptomycin
23.2 mg der in der vorstehenden Stufe e dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 4,2 ml Chloroform gelöst, und es wurden anschließend 2,8 ml einer wäßrigen Lösung von 0,7% Natriumhydrogencarbonat zugesetzt. Die so erhaltene Suspension wurde auf 00C gekühlt und mit 0,013 ml Benzyloxycarbonylchlorid unter Rühren vermischt. D;is resultierende Gemisch wurde 30 min bei 00C und anschließend 1 h bei Raumtemperatur unter Rühren gehalten zur Bewirtung der Reaktion zur Wiedereinführung der 2"-N-BenzyIoxycarbonylgruppe. Die Reaktionslösung konnte sich in die wäßrige Schicht und die Chloroformschicht trennen, und die letztgenannte Chloroformschicht wurde entfernt, mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet
und unter verringertem Druck konzentriert. Das so erhaltene ölige Produkt wurde mit Hexan zur Ausfallung eines Niederschlags vermischt Diese Ausfällung wurde durch Filtrieren entfernt, gut mit Hexan gewaschen und anschließend durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Benzol-Aceton (7 : 3) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung. Ausbeute 25,8 mg (98%). [«]£* -52° (c 1, Chloroform).
Elementaranalyse:
berechnet für C41)H69N7O21:
gefunden:
C 53,89, H 6,37, N 8,98%
C 53,47, H 6,41, N 9,30%
g)Tetra-NG-acetyl-2,5,6-tri-0-acetyI-2",3"-N,0-carbonyl-3"-epi-3',3'a;4",6"-di-0-isopropylidendihydrostreptomycin der folgenden Formel
NAc
Il
NHCNHAc NAc
Il
NHCNHAc
H3C
H3C O
worin Ac eine Acetylgruppe bedeutet.
529 mg der in der vorstehenden Stufe f dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 12 ml wasserfreiem Dichlormethan gelöst, und anschließend wurden 1,3 ml trockenes Pyridin zugesetzt. Die erhaltene Lösung wurde auf eine Temperatur von -500C gekühlt und anschließend mit 0,182 ml Trifluormethansulfonsäureanhydrid vermischt, worauf 3,5 h bei 5°C umgesetzt wurde. Die Reaktionslösung wurde erneut bei einer Temperatur von -500C gekühlt und anschließend mit 0,3 ml trockenem Pyridin und 0,05 ml Trifluormethansulfonsäureanhydrid vermischt, worauf 2 weitere Stunden bei 5°C umgesetzt wurde, wodurch man Tetra-Nü-acetyl-2,5,6-tri-O-acetyl-2"-N-benzyIoxycarbonyl-3"-O-triΠuormethylsulfonyl-3',3'a;4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomyein erhielt. Einige Tropfen Wasser wurden zu der Reaktionslösung, die das vorstehend erwähnte 3"-O-trifluormethylsulfonylierte Produkt enthielt, und diese Lösung wurde bei Umgebungstemperatur 30 min stehengelassen. Anschließend wurde die Reaktionslösung mit Chloroform verdünnt und mit 10% wäßrigem Kaliumhydrogensulfat mit wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und anschließend mit Wasser gewaschen. Die gewaschene Lösung wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert, unter Bildung des 3"-O-lrif1uormefhylsulfonierte,n Produkts als glasartiges Material. Dieses Material wurde in 12 ml Pyridin gelöst, und die Lösung in Pyridin wurde 1 h bei 65°C erwärmt, um die Reaktion zur Kondensation der 3"-Trifluormethylsulfonyloxygruppe mit der 2"-Benzyloxycarbonyl-(methyl)-aminogruppe zu bewirken und so die cyclische 2",3"-N,O-Carbamatgruppe in der Ν,Ο-geschützten Dihydrostreptomycinverbindung mit gleichzeitiger Inversion der Konfiguration am C-3" zu bewirken. Die die vorstehende Titelverbindung enthaltende Reaktionslösung wurde in der erhaltenen Form unter verringertem Druck konzentriert, und der erhaltene feste Rückstand wurde in Chloroform aufgenommen. Die resultierende Lösung in Chloroform wurde mit 10% wäßrigem Natriumhydrogensulfat, mit wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und anschließend mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Bcnzol-Aceton (9 :5) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 8 im ersten Fließschema). Ausbeute 244 mg (46%). [a]2 D } -60° (c 1, Chloroform).
Elementaranaly.se: berechnet fur C47 gefunden:
H2O: C 50,34, H 6,34, N 9,79%
C 50,38, H 5,86, N 9,53%
h) Herstellung von 3"-Epidihydrostreptomycincarbonat
193 mg der in der vorstehenden Stufe g dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 6 ml Tetrahydrofuran gelöst und die resultierende Lösung wurde mit4 ml einer wäßrigen Lösung von5,5% Bariumhydroxid vermischt Das erhaltene Gemisch wurde bei 40°C während 40 h gerührt, um die Reaktion der hydrolytischen Entfernung der Acetylgruppen und der 2",3"-N,O-Carbonylgruppe durch Hydrolyse zu bewirken.
Gasförmiges Kohlendioxid wurde in die Reaktionslösung geleitet, die anschließend zur Entfernung der Auslallung filtriert wurde. Das Filtrat wurde unter verringertem Druck zurTrockne konzentriert, und derfeste Rückstand wurde in 75% wäßriger Essigsäure aufgenommen. Die erhaltene Lösung wurde 71 h bei 55°C zur Bewirkung der Reaktion zur Entfernung der Isopropylidengruppeaerwärmt. Die Reaktionslösung wurde unter verrin- gertem Druck konzentriert, und der so erhaltene glasartige Feststoff wurde in Wasser gelöst Die wäßrige Lösung wurde in eine Säule von 10 ml eines Ionenaustauscherharzes, Amberlite® CG-50 (NH4-Form) eingebracht, und diese Säule wurde mit wäßrigem Ammoniumcarbonat nach einer Gradienten-Elutioastechmk entwickelt Das Eluat aus der Amberlite'-Säule wurde in 1 ml-Fraktionen gesammelt, und die aktiven Fraktionen Nr. 10 bis 15, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint und unier verringertem Druck konzentriert. Die konzentrierte Lösung wurde mit Wasser verdünnt und anschließend erneut unter verringertem Druck konzentriert, und dieses Verdünnen mit Wasser und das Konzentrieren der verdünnten Lösung wurden mehrfach wiederholt, bis kein Ammoniumcarbonat mehr in einer letzten konzentrierten Lösung festgestellt werden konnte. Auf diese Weise erhielt mz? die vorstehende Titelverbindung (dargestellt durch die Formel Γ im ersten Fließschema) als farblosen Feststoff ohne definierten Schmelzpunkt Ausbeute 22 mg (17%) [a]: D s -79° (c 0,9, Wasser)
Elementaranalyse:
berechnet für C21H41N7On - 3/2 H2CO3: C 39,94, H 6,55, N 14,49% gefunden: C 39,63, H 6,47, N 14,33%
25
Kernmagnetisches Resonanzspektrum (in D2O): δ 1,24 (Dublett, 3 H, J4.;., 6,5 Hz, c CH3). δ 2,39 (Singuieti, 3 H, NCH3),
δ 2,81 (Triplett, 1 H, Jr ,-4 Hz, J,-3- ~ 3,5 Hz, H-2"),
δ4,25 (Triplett, 1 H, J3..4~ -3Hz, H-3")
Beispiel 2
3"-Epistreptomycin
a) 2"-N-Bcnzyloxycarbonyl-3"-epidihydrostreptomycin-dihydrochIorid
124 mg 3"-Epidihydrostreptomycincarbonat wurden in einem Gemisch von 2,1 ml Wasser und Li ml Aceton gelöst, indem darüber hinaus 23 mg wasserfreies Carbonat gelöst wurden. Die so erhaltene Lösung wurde auf 00C gekühlt und mit 0,33 ml Benzyloxycarbonylchlorid unter Rühren vermischt. Das resultierende Gemisch wurde 1 h bei 00C und anschließend 4 h bei Umgebungstemperatur gehalten, um die Reaktion zur Einführung der 2"-N-Benzyloxycarbonylgruppe zu bewirken. Die Reaktionslösung wurde anschließend unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert, während der pH-Wert der Lösung durch Zusatz von 1 m wäßriger Chlorwasserstoffsäure aufetwa 7 eingestellt wurde. Der erhaltene feste Rückstand wurde in heißem Ethanol gelöst, und die ethanolische Lösung wurde filtriert, um unlösliches Material zu entfernen. Die filtrierte ethanolische Lösung wurde unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert, und der feste Rückstand wurde in einem geringen Volumen Wasser aufgenommen, worauf die resultierende wäßrige Lösung durch tine Säule eines Ionenaustauscherharzes Dowex"" 1 x 2 (Cl" Form) geleitet wurde. Der Abstrom aus der Harzsäule wurde unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt^durch die Formel 1 in dem zweiten Fließschema) in der Form ihres Hydrochlorids. Ausbeute 87 mg (60%). [ά\ο -66° (c 1, Wasser).
b) 2"-N-Benzyioxycarbonyl-3"-epi-3',3'a-0-Isopropyliden-dihydrostreptomycin-dihydrochlorid
55
98 mg der in der vorstehenden Stufe a dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurde in 1,3 ml wasserfreiem Dimethylformamid gelöst, in dem anschließend 3,3 mg p-Toluolsulfonsäure gelöst wurden. Die so erhaltene Lösung wurde mit 0,1 ml 2,2-Dimethoxypropan vermischt, und das resultierende Gemisch wurde 8 h bei 40°C gehalten, um die Reaktion zur Einführung der 3',3'a-O-Isopropylidengruppe zu bewirken. 0,04 ml Triethylamin wurden zu der Reakiionslösung gefügt, die anschließend unter verringertem Druck auf ein geringes Volumen Il konzentriert wurde. Die konzentrierte Lösung wurde mit Ethylether zur Ausfällung eines Niederschlags ver-
ψ mischt. Diese Ausfällung wurde durch Filtrieren entfernt und gut mit Ethylether gewaschen, und anschließend
If wurde der Feststoff in 1,6 ml eines Gemischs von Essigsäure-Methanol (1 : 4) gelöst. Die resultierende Lösung
ρ wurde 4 h bei 500C gehalten, um die Reaktion zur Entfernung solcher Isopropylidengruppen zu bewirken, die
ii gelegentlich unerwünscht in die Hydroxylgruppen außer den 3'- und 3'a-Stellungen der Dihydrostreptomycin-
fi; verbindung eingeführt wurden. Die so erhaltene Reaktionslösung wurde auf ein geringes Volumen unter verrin-
H| gertem Druck konzentriert und anschließend mit Aceton zur Abscheidung einer Ausfällung vermischt. Dieser
t$ Fcststoffidie Ausfällung) wurde durch Säulenchromatographie an Cellulose, entwickelt mit Pyridin-Ethylace-
Ψ-ί 19
tat-l 0%wäßriger Essigsäure (2:2:1) gereinigt, und derartige Fraktionen des Eluats, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert Der erhaltene feste Rückstand wurde in Wasser gelöst und die resultierende wäßrige Lösung wurde durch eine Säule eines lonenaustauscherharzes, Dowex* 1 x 2 (Cl" Form) geleitet Der Abstrom aus dieser Harzsäule wurde zur Trockne unter ver-S ringertem Druck konzentriert, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung, dargestellt durch die Formel 10 in dem zweiten Fließschema, in der Form ihres Dihydrochlorids. Ausbeute 36 mg (35%), [a)j? -65° (c I, Wasser).
Elementaranalyse:
berechnet für Cj1H51N7O13 · 2HCl: C 46,27, H 6,43, N 11,80, Cl 8,54%
gefunden: C 46,02, H 6,81, N 11,55, Cl 8,97%
c) Tetra-Nί'-acety^2,5,-ό,3",4",6"-hexa-0-acetyl-2"-N-ben2yloxycaΓbonyl-3"-epi-3',3'a-0-isopΓopyl!den-
dihydrostreptomycin
IS 78 mg der in der vorstehenden Stufe b dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 1,65 ml Essigsäureanhydrid suspendiert und anschließend wurden 88 mg wasserfreies Natriumacetat zugesetzt. Die erhaltene Lösung wurde kräftig bei 75°C während 18 h gerührt, um die Reaktion zur Einführung, der Acetylgruppen zu bewirken. Die Reaktionslösung wurde auf Umgebungstemperatur gekühlt, und aufein geringes Volumen unter verringertem Druck konzentriert, gefolgt vom Vermischen der konzentrierten Lösung mit Cyclohexan, umeinc Ausfallung abzuscheiden. Diese Ausfällung wurde durch Filtrieren entfernt, gut mit Cyclohexan gewaschen und anschließend in Chloroform gelöst Die resultierende Lösung in Chloroform wurde mit wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und «anschließend mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter verringertem DrurJc zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel gereinigt, mit Chloroform-Ethanol (30:1) zur Erzielung derTitcl-
verbindung (dargestellt durch die Formel 11 im zweiten Fließschema) entwickelt. Ausbeute 76,3 mg (69%). [a\j? -41° (c !,Chloroform).
d) Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3",4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyIoxycarbonyl-3"-epidihydrostreptomycin
83 mg der in der vorstehenden Stufe c dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 3,4 ml eines Gemischs von Dioxan-Wasser-Essigsäure (1:1:6) gelöst, und die resultierende Lösung wurde 50 h bei 55°C gehalten, um die Reaktion zur Entfernung der 3',3'a-O-Isopropylidengruppe durch Hydrolyse zu bewirken. Die Reaktionslösung wurde mit Toluol vermischt und anschließend konzentriert, und weiter wurde die konzentrierte Lösung mit einem frischen Volumen von Toluol vermischt, und das Gemisch wurde mehrfach konzentriert. Eine endgültig konzentrierte Lösung mit einem geringen Volumen wurde mit Cyclohexan zur Abscheidung einer Ausfällung vermischt. Die Ausfällung wurde durch Filtrieren entfernt und gut mit Cyclohexan gewaschen, und anschließend wurde der Feststoff durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Chloroform-Ethanol (25 : 1) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formet 12 in dem zweiten Fließschema). Ausbeute 46,5 mg (58%). [a]" -42° (c 1, Chloroform).
e) 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3' -epistreptomycin-dihydrochlorid
63 mg der in der vorstehenden Stufe d dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 0,35 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid gelöst und anschließend wurden 0,035 ml Pyridin und 0,018 ml Trifluoressigsäurc sowie eine Lösung von 82 mg Dicyclohexylcarbodiimsd in 0,4 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde bei Umgebungstemperatur 90 min unter Rühren gehalten, um die Oxidationsrcaktion der 3'-Hydroxymethylgruppe zur Aldehydgruppe zu bewirken, so daß Tetra-Ntl-acetyl-2,5,6,3",4",6"-O-hexa-O-acctyl-2"-N-benzyloxycarbony!-3"-epistrepComycin erzeugt wurde. Die Reaktionslösung wurde zur Entfernung des unlöslichen Materials (enthaltend in Ν,Ν-DicyclohexyIharnstofO filtriert, und das Filtrat wurde gut mit Cyclohexan gewaschen, mit Chloroform verdünnt, mit wäßrigem gesättigtem Natriumchlorid gewaschen und getrocknet. Die getrocknete Lösung wurde unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Feststoff wurde in 2,8 ml eines Gemischs von konzentriertem wäßrigem Ammoniak-Methanol (1 : 14) gelöst, und die resultierende Lösung wurde bei Umgebungstemperatur 3 b gehalten, um die Reaktion zur Entfernung der Acetylgruppen zu bewirken. Die Reaktionslösung, die 2"-N-BenzyIoxycarbonyl-3"-epistreptomycin enthielt, wurde als solche unter verringertem Druck konzentriert, und der erhaltene Reststoff wurde in Wasser gelöst, woraufdie wäßrige Lösung zur Entfernung des unlöslichen Materials filtriert wurde. Das Filtrat wurde durch Säulenchromatographie an Dowex 1 x 2 Harz (Cl" Form, 3 ml), entwickelt mit Wasser, gereinigt. Das Eluat aus der Harzsäule wurde in 0,5 m 1-Fraktionr η gesammelt, und die Fraktionen Nr 5 bis 8, die die gewünschte Verbindung enthielten, wurden vereint. Die vereinte Lösung wurde durch Zusatz von 0,1m wäßriger Chlorwasserstoffsäure neutralisiert, auf ein geringes Volumen konzentriert und anschließend durch Zusatz von 0,1m wäßriger Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von etwa 4 eingestellt, woraufdie Lösung mit Aceton zur Abscheidung einer Ausfällung vermischt wurde. Diese Ausfallung wurde durch Filtrieren entfernt und gut mit Aceton gewaschen, unter Bildung der Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 13 in dem zweiten Fließschema) in der Form ihres Dihydrochlorids. Ausbeute 4,8 mg (11%). [a]" -66° (c 1, Wasser).
Kernmagnetisches Resonanzspektrum (in D2O):
δ 3,05 (Sirigulelt. 3 H. NCH.,)
0 3"-Epistreptomycin-trihydrochlorid
26 mg der in der vorstehenden Stufe e dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 0,9 ml Wasser gelöst und anschließend wurden etwa 0,05 ml Raney-Nickel unter gutem Rühren zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde filtriert, und das Fiitrat wurde durch Zusatz von Essigsäure auf den pH-Wert 4 eingestellt, mit etwa 0,15 ml PaIIadium-Schwar/ als Hydrierungskatalysator vermischt und anschließend mit Wasserstoffgas bei einem Wasserslofl'druck von etwa 3 bar während 1 h bei Umgebungstemperatur einer Hydrogenolyse unterzogen. DasReaktionsgemisch wurde /ur Entfernung des Katalysators filtriert, und das Fillrat wurde unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Dowex" 1 x 2 Harz (Cl" Form), entwickelt mit Wasser, gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel (I") im zweiten Fließschema) in der Form ihres Trihydrochlorid-Monohydrats als farbloser Feststoff ohne definierten Schmelzpunkt. Ausbeute 13,2 mg (56%). [a]" -80° (c 1, Wasser).
Elementaranalyse:
berechnet für C2IHwN7Op · 3 HCl · H2O: C 35,58, H 6,26, N 13,83%
gefunden: C 35,22, H 6,51, N 13,58%
Beispiel i
3"-Epidihydrostreptomydn a) Tetra-N''-acetyl-2,5,6,3'a,3",4",6"-hepta-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycin
18,0 g2''-N-Benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycin, erhallen in der Stufe a des Beispiels 1, wurden in 180 ml Essigsäureanhydrid suspendiert, und anschließend wurden 18 g wasserfreies Natriumacetat zugesetzt. Das erhallene Gemisch wurde kräftig 18 h bei 75°C zur Einführung der Acetylgruppen gerührt. Die Reaktionslösung wurde auf Umgebungstemperatur gekühlt und anschließend unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene Rückstand wurde mit 1,2 1 Chloroform extrahiert, und der resultierende Extrakt in Chloroform wurde dreimal mit 50 ml-Anteilen von wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und dreimal mit jo 50 ml-Anteilcn Wasser gewaschen. Die organische Phase (die Chloroformlösung), die so gewaschen wurde, wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter verringertem Druck konzentriert. Der erhaltene Rückstand wurde in Chloroform gelöst und anschließend aus der Lösung durch Zusatz von Hexan ausgefällt, und der erhaltene Feststoff wurde mit Hexan gewaschen und getrocknet, unter Erzielung der Titel verbindung (dargestellt durch die Formel 14 in dem dritten Fließschema), Ausbeute 25,5 g (98%). [a]: D' -72° (c 1, Chloroform)
Elcmentaranalyse:
berechnet Tür C5,H„.,N7O2<: C 51,90, H 5,89, N 8,31%
gefunden: C 52,01, H 5,92, N 8,35%
Runden: C 52,01, H 5,92, N 8,35% -to
b) Telra-Nl'-acety 1-2,5,6,3'a,3",4",6"-hepta-O-acetyl-dihydroslreptomycin
1,896 g der in der vorstehenden Stufe a dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 20 ml Ethanol gelöst, und anschließend wurde eine Menge an Palladium-Schwarz als Hydrogenolyse-Katalysator zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde mit Wasserstoff bei Atmosphärendruck bei Umgebungstemperatur 1 h umgesetzt, um die Reaktion zur Entfernung der 2"-Benzyloxycarbonylgruppe durch Hydrogenolyse zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wurde zur Entfernung des Katalysators filtriert, und das Fiitrat wurde konzentriert. Da die Hydrogenolyse im wesentlichen quantitativ verlief, wurde die vorstehende Titelverbindung^dargestellt durch die Formel 15 im dritten Fließschema) in einer Ausbeute von 1,562 g (93%) erhalten. [αΫο -82° (c 1, Chloroform).
Elementaranalyse:
berechnet für C41H113N7O,,: C 49,38, H 6,07, N 9,37%
gefunden: C 49,17, H 6,09, N 9,12%
c) Tetra-N('-acetvi-2,5,6rJ'a,4",6"-hexa-O-acetyl-dihydrostreptomycin
513 mg der in der Stufe b dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 10 ml Ethanol gelöst, und die ethanolische Lösung wurde 35 h bei 25°C gehalten, um die Reaktion zur bevorzugten Entfernung der 3"-O-Acetylgruppe zu bewirken. Während der Reaktionszeit wurde ein Strom von gasförmigem Kohlendioxid langsam in die Reaktionslösung geleitet, um den pH-Wert der Reaktionslösung bei 7 zu halten. Die Reaktionslösung wurde unter verringertem Druck konzentriert, und der erhaltene Feststoff wurde einer Säulenchromatographie an SiIiciumdioxidgel, entwickelt mit Chloroform-Ethanol (10 : 1) zum Isolieren und Reinigen des gewünschten Produkts unterzogen, wodurch die vorstehende Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 16 im dritten Fließschema) in einer Ausbeute von 222 mg (43%) erhalten wurde. [cf\2^ -71° (c 1, Chloroform). Die Ausgangssubstanz, die nichtumgesetzt verblieb, wurde in einer Ausbeute von 194 mg wiedergewonnen.
Elementaranalyse: j:!
berechnet ΓύΓθΉΗΜΝ702,: C 49,05, H 6,12, N 9,77% β
gefunden: C 48,86, H 6,07, N 9,54% §
d) Tetra-Nci-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-0-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycin !^1
979 mg der in der Stufe c dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 180 ml Chloroform gelöst, und es $
wurden anschließend 120 ml 0,7% wäßriges Natriumhydrogencarbonat zugesetzt. Die so erhaltene Suspension [g,
svurde auf 00C gekühlt und mit 0,55 ml Benzyloxycarbonylchlorid unter Rühren vermischt. Das erhaltene $
Gemisch wurde bei 00C 30 min und anschließend bei Umgebungstemperatur während 30 min unter Rühren j|
gehalten, um die Reaktion zur Wiedereinführung der 2"-N-Benzyloxycarbonylgruppe zu bewirken. Die Rcak- %
tionslösung wurde stehengelassen, und schied sich so zu einer wäßrigen Phase und der Chloroforniphase. Die |r
Chloroformphase wurde durch Dekantieren entfernt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter verringertem |
Druck konzentriert. Das so erhaltene ölige Produkt wurde mit Cyclohexan zur Abscheidung einer Ausfällung :,
vermischt. Die Ausfällung wurde durch Filtrieren gesammelt und gut mit Cyclohexan gewaschen, und dieser ;:
Feststoff wurde dann durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel, entwickelt mit Chloroform-Ethanol j
(20 : 1) gereinigt, unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 17 im dritten !
Fließschema). Ausbeute 817 mg (74%). [a]$ -71° (c 1, Chloroform). )<j
1M e) Tetra-Nli-acetyl-2,5,6)3'a,4",6"-hexa-O-acetyI-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"-O-mcthylsuironyl- If;
dihydrostreptomycin ';/:
975 mg der in der Stufe d dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 34 ml Pyridin gelöst, und anschlie- ; ] ßend wurden 0,5 ml Methansulfonylchlorid bei 00C zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 1 h bei 00C ;;i
und anschließend 1 h bei Umgebungstemperatur gehalten, um die Reaktion zur Einführung der 3"-O-Mcthyl- M suifonylgruppe zu bewirken. Die Reaktionslösung wurde auf 00C gekühlt, mit einem geringen Volumen Wasser vermischt und einige Minuten stehengelassen und anschließend in 60 ml Wasser gegossen. Das erhaltene Gemisch wurde mit 100 ml Chloroform extrahiert. Die organische Schicht (der resultierende Extrakt in Chloroform) wurde mit gesättigtem Natriumhydrogencarbonat und anschließend mit wäßrigem, gesättigtem Natriumchlorid gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Siliciumdioxidgel gereinigt, unter Verwendung von Chloroform-Ethanol (25 :1) als Entwicklungstösungsmittel unter Bildung der vorstehenden Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 18 in dem dritten Fließschema). Ausbeute 944 mg (91%). [a]i- -72° (c 1, Chloroform).
Elementaranalyse:
berechnet für G11FUN7CUS: C 49,38. H 5,72. N 8,06, S 2,64% gefunden: ' C 49,09, H 5,64, N 7,76, S 2,73%
0 2",3"-N,0-Carbonyl-3"-epidihydro-streptomycin-carbonat
359 mg der in der vorstehenden Stufe e dieses Beispiels erhaltenen Substanz wurden in 7 ml 2-Mcthoxyethanol gelöst, wozu dann 358 mg Natriumacetat-trihydrat gefügt wurden. Die erhaltene Lösung wurde 73 h bei 75°C gehalten, um die Reaktion zur Kondensation der 3"-Methylsulfonyloxygruppe mit der 2"-Benzyloxycarbonylmethylaminogruppe zu bewirken (zur Bildung der 2",3"-N,O-Carbonylgruppe) bei gleichzeitiger Reaktion zur Entfernung der Acetylgruppen. Die Reaktionslösung, die das gebildete 2",3"-N,0-Carbonyl-3"-epidihydrostreptomycin enthielt, wurde unter verringertem Druck konzentriert, und der feste Rückstand wurde in Wasser gelöst. Die resultierende wäßrige Lösung wurde durch eine Säule eines lonenaustauscherharzes, Dowex 1 x 2 (OH" Form, 20 ml) zur Bewirkung einer Ionenaustauschersäulen-Chromatographie unter Verwendung von Wasser als Entwicklungslösungsmittel geleitet. Das Eluat aus der Harzsäule wurde in 2 ml Fraktionen gesammelt, und die Fraktionen Nr. 9-13 des Eluats, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint, neutralisiert durch Zusatz von 0,5 m Chlorwasserstoffsäure und anschließend unter verringertem Druck konzentriert. Der erhaltene feste Rückstand wurde in Wasser aufgenommen, und die wäßrige Lösung wurde einer lonenaustauschersäuIen-Chromatographie an einem Ionenaustauscherharz, Amberlite® CG 50 (NHj Form, 20 ml)
unter Verwendung von wäßrigem Ammoniumcarbonat als Eluierungsmittel nach einer Gradienten-Elutionstechnik unterzogen. Das Eluat wurde in 2 ml-Fraktionen gesammelt, und die Fraktionen 15 bis 20, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint und unter verringertem Druck konzentriert. Die konzentrierte Lösung, die so erhalten wurde, wurde mit Wasser verdünnt und anschließend erneut unter verringertem Druck konzentriert und das Verdünnen der konzentrierten Lösung mit Wasser und das erneute Konzentrieren der verdünnten Lösung wurden mehrfach wiederholt, bis kein Ammoniumcarbonat mehr in einer endgültig konzentrierten Lösung festgestellt werden konnte. Auf diese Weise erhielt man als einen Feststoffein Gemisch, das die vorstehende Titelverbindung enthielt (dargestellt durch die Formel 19 in dem dritten Fließschema) in einer Ausbeute von 153 mg (76%).
g) 2",3"-NO-Carbony!-3"-epidihydrostreptomycin-carbonat (eine Modifikation der vorstehenden Stufe 0
451 mgTetra-NG-acetyI-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-0-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"-0-methylsulfonyI-dihydrostreptomycin, nämlich die Substanz, die als Feststoff in der Stufe e dieses Beispiels erhalten wurde, wurden in
9 ml einer Lösung von 0,2 m Natriummethylat in Methanol gelöst, und die resultierende Lösung wurde bei Umgebungstemperatur 2 h gehalten, um die Reaktion zur Bildung der cyclischen 2",3"-N,O-Carbamatgruppe bei gleichzeitiger Entfernung der Acetylgruppen zu bewirken.
Das Reaklionsgemisch wurde durch Zusatz von 1 m wäßriger Chlorwasserstoffsiiure neutralisiert und unter verringertem Druck zur Trockne konzentriert und der feste Rückstand wurde in Wasser gelöst und die wäßrige Lösung wurde in eine Säule eines Ionenaustauscherharzes Amberlite® CG-50 (NH1* Form, 30 ml) eingebracht, die anschließend mit wäßrigem Ammoniumcarbonat nach einer Gradienten-Elutionsmethode eluiert wurde. Das Eluat aus dei flarzsäule wurde in 3 ml-Fraktionen gesammelt, und die Fraktionen Nr. 20 bis 40, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint und unter verringertem Druck konzentriert. Die erhaltene konzentrierte Lösung wurde mit Wasser verdünnt und erneut unter verringertem Druck konzentriert, und das Verdünnen der konzentrierten Lösung mit Wasser und die erneute Konzentration der verdünnten Lösung wurden mehrfach wiederholt, bis kein Ammoniumcarbonat mehr in einer endgültig konzentrierten Lösung festgestellt werden konnte. Man erhielt so die vorstehende Titelverbindung (dargestellt durch die Formel 19 im dritten Fließschema) in der Form ihres Carbonats. Ausbeute 157 mg (63%). [«]£ -90° (c 1, Wasser).
Klemcntaranalyse: berechnet für 022 uel'unden:
2H2CO., -H2O:
C 38,34, H 6,03, N 13,05%
C 38,08, H 6,24, N 12,97%
h) 3"-Epidihydrostreptomycin (3/2-Carbonat)
NH
NHCNH2 NH
Il
NHCNH2
CH3
128 mg der in der Stufe f dieses Beispiels 3 f erhaltenen Substanz wurden mit 3,9 ml einer wäßrigen Lösung von 5,5% Bariumhydroxid vermischt, worauf 20 h bei 400C gerührt wurde, um die Entfernung der 2",3"-N,O-Carbonylgruppe zu bewirken (d. h. die hydrolytische Ringspaltung der cyclischen 2",3"-N,O-Carbamatgruppe), Gasförmiges Kohlendioxid wurde in die Reaktionslösung eingeführt, um eine Ausfällung abzuscheiden, die Bariumcarbonat enthielt, worauf die Reaktionslösung zur Entfernung der gebildeten Ausfällung filtriert wurde. Das Filtrat wurde in eine Säule eines Ionenaustauscherharzes, Amberlite CG-50 (N H4 Form, 10 ml) eingesetzt, die gradientenweise mit wäßrigem Ammoniumcarbonat als Eluierungsmittel entwickelt wurde. Das Eluat aus der Harzsäule wurde in 1 ml-Fraktionen gesammelt, und die Fraktionen Nr. 15 bis 20, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden vereint und unter verringertem Druck konzentriert. Die konzentrierte Lösung wurde mit Wasser verdünnt und erneut konzentriert, und das Verdünnen einer konzentrierten Lösung mit Wasser und das erneute Konzentrieren der verdünnten Lösung wurden mehrfach wiederholt, bis kein Ammoniumcarbonat mehr in einer endgültig konzentrierten Lösung festgestellt werden konnte. Man erhielt so die vorstehende Titelverbindung (dargestellt durch die Formel F) im dritten Fließschema, die bereits vorstehend gezeigt wurde) in der Form ihres 3/2-Carbonats als farblosen Feststoff. Ausbeute 42 mg (36%).

Claims (4)

  1. 25
    Patentansprüche:
    1. 3"-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycm der allgemeinen Formel
    HO
    HO
    CH3
    30 35 40 45 50 55 60
    in der R eine Aldehydgruppe -CHO oder eine Hydroxymethylgruppe -CH2OH bedeutet, und deren pharmazeutisch brauchbare Säureadditionssalze.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von 3"-Epidihydrostreptomycin, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:
    a) Reaktion von Tetra-Nü-acety!-2,5,6,3"-tetra-O-acetyI-3',3'a;4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomycin der Formel
    NAc
    Ii
    NHCNHAc NAc
    Il
    NHCNHAc
    CH3
    CH3
    -ACH,
    OAc
    in der Ac eine Acetylgruppe bedeutet, mit Ethanol bei 20 bis 30°,
    b) Reaktion des gemäß Verfahrensstufe a) erhaltenen Tetra-Nc'-acetyl-2,5,6-tri-O-acelyl-3',3'a;4",6"-O-isopropyliden-dihydrostreptomycins mit Benzyloxycarbonylchlorid,
    c) Reaktion des gemäß Verfahrensstufe b) erhaltenen Tetra-N°-acetyl-2,5,6-tri-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3',3'a;4",6"-di-O-isopropyliden-dihydrostreptomycins mit Trifluormethansulfonsäurcanhydrid in Pyridin bei -50 bis 500C und Stehenlassen des so erhaltenen 3"-O-TrinuormethylsuHbnyldcrivats in Lösung in Pyridin bei 10 bis 1000C,
    d) Hydrolyse des gemäß Verfahrensstufe c) erhaltenen Tetra-Nc'-acetyl-2,5,6-tri-O-acctyl-2",3"-N,O-carr>onyl-3"-epi-3',3'a;4",6"-di-0-isopropylidcn-dihydrostreptomycins der Formel
    NAc
    NHCNHAc NAc
    11
    NHCNHAc
    CH3
    in der Ac die vorstehende Bedeutung hat, mit Wasser in Gegenwart von Bariumhydroxid, und
    e) Hydrolyse des gemäß Verfährensstufe d) erhaltenen S^EpW^a^^o^ii-O-isopropyliden-dihydrostreptomycins.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung von S'^Epidihydrostreptomycin, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:
    a) Reaktion von Tetra-Nü-acbtyI-2,5,6,3'a,3",4",6"-hepta-O-acetyl-dihydrostreptomycin der Formel
    NAc
    Il
    NHCNHAc NAc
    J K Il
    / f\ NHCNHAc
    / AcO \J
    Njr/
    OAc
    xj:
    CH3
    OAc
    in der Ac eine Acetylgruppe bedeutet, mit Ethanol bei 20 bis 300C,
    b) Reaktion des gemäß Verfahrensstufe a) erhaltenen Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-O-acetyldihydrostreptomycins mit Benzyloxycarbonylchlorid,
    c) Reaktion des gemäß Verfahrensstufe b) erhaltenen Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-dihydrostreptomycins mit Methansulfonylchlorid in Pyridin,
    d) Reaktion des gemäß Verfahrensstufe c) erhaltenen von Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3'a,4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"-O-methylsuIfony!-dihydrostreptomycins entweder mit 2-Methoxyethanol bei 50 bis 10O0C oder mit Natriummethylat in Methanol bei -20 bis 500C, und
    c) Hydrolyse des in Verfahrensstufe d) erhaltenen 2",3"-N,O-Carbonyl-3"-epi-dihydrostreptomycins mit Wasser in Gegenwart von Bariumhydroxid.
    35 40 45 50
    60
    65
  4. 4. Verfahren zur Herstellung von S'-Epistreptomyrin, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:
    a) Reaktion von 3"-Epidihydrostreptomycin mit einem äquimolaren oder im wesentlichen äquimolaren Anteil von Benzyloxycarbonylchlorid in einer Mischung von Wasser und Aceton bei —20 bis 500C, in Gegenwart eines Alkalimetallcarbonate,
    b) Reaktion des in Verfahrensstufe a) erhaltenen 2"-N-BenzyloxycarbonyI-3"-epihydrostreptomycins mit 2,2-Dimethoxypropan in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure,
    c) Reaktion des in Verfahrensstufe b) erhaltenen 2"-N-Benzyloxycarbonyl-3"-epi-3',3'a-0-isopropylidendihydrostreptomycins mit Essigsäureanhydrid in Gegenwart von Natriumacetat,
    d) Hydrolyse des in Verfahrensstufe c) erhaltenen Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3",4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyI-3"-epi-3',3'a-O-isopropyliden-dihydrostreptomycins mit wäßriger Essigsäure,
    e) Oxidation der 3'-Hydroxymethylgruppe des in Verfahrensstufe d) erhaltenen Tetra-Nc'-acetyl-2,5,6,3''^^'^iexa-O-acetyl^-N-benzyloxyrarbonyl^-epidihydrostreptomycins mit Dimethylsulfoxid in Gegenwart von Pyridin, Trifluoressigsäure und Dicyclohexylcarbodiimid,
    f) Abspalten sämtiicher Acetylgruppen aus dem in Verfahrensstufe e) erhaltenen Tetra-NG-acetyl-2,5,6,3",4",6"-hexa-O-acetyl-2"-N-benzyloxycarbonyl-3"-epistreptomycin durch Hydrolyse, und
    g) katalytische Hydrierung des in Verfahrensstufe f) erhaltenen !"-N-Benzyloxycarbonyl^-epistreptomycins.
DE3308563A 1982-03-10 1983-03-10 3-Epistreptomycin und 3"-Epidihydrostreptomycin, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende antibakterielle Zusammensetzungen Expired DE3308563C2 (de)

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