DE3312718A1 - 3-amino-3-demethoxyfortimicine und diese verbindungen enthaltende arzneimittel

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Description

Claims

DE3312718A1

Publication number: DE3312718A1
Application number: DE19833312718
Authority: DE
Inventors: David James Waukegan Ill. Bacino; Leslie Alan Freiberg; Robert 53142 Kenosha Wis. Hallas; John Soloman 60085 Waukegan Ill. Tadanier
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1982-04-09
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1983-10-13
Also published as: ES521350A0; IT1164161B; US4427662A; GB2118180A; IT8320509A0; JPS58188895A; ES8405030A1; FR2524885A1; GB8308762D0

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Die Erfindung betrifft 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A, 3-Amino-3-demethoxyfortimicin B, 4-N-substituierte Derivate von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin B und pharmakologiseh verträgliche Salze dieser Verbindungen sowie zur Herstellung dieser Verbindungen geeignete Zwischenprodukte, sowie Arzneimittel, die diese Verbindungen und pharmakologiseh verträgliche Trägerstoffe oder Verdünnungsmittel enthalten, und die Verwendung dieser Verbindungen bei der Behandlung bakterieller Infektionen bei Säugetieren.

Bei den Fortimicinen handelt es sich um eine relativ neue Klasse von Aminoglycosid-Antibiotika, die sich zur Behandlung von bakteriellen Infektionen eignen. Beispiele für auf mikrobiologischem Wege hergestellte Fortimicin^ sind Fortimicin A (US-PS 3 976 768), Fortimicin B (US-PS 3 931 400) und Fortimicin C (US-PS 4 048 und 4 0 97 428). Ferner wurden auch weitere Fortimicin-Faktoren auf mikrobiologischem Wege hergestellt.

Bei Aminoglycosid-Antibiotika, die über eine gewisse Zeitspanne hinweg klinische Anwendung gefunden haben, können sich resistente Mikroorganismen entwickeln. In vielen Fällen erfolgt die Resistenzmittels des R-Faktors und ist auf die Fähigkeit der Bakterien zurückzuführen, die Amino- oder Hydroxylgruppen der Aminoglycosid-Antibiotika enzymatisch zu modifizieren und dabei die antibakteriellen Eigenschaften zu verringern oder zu beseitigen. Somit besteht ein Bedarf an neuen Vertretern dieser Klasse, die zur Bekämpfung von Stämmen, die gegenüber einer Behandlung durch die klinisch eingesetzten Antibiotika resistent geworden sind, in Reserve gehalten werden können. In der Vergangenheit wurde festgestellt, dass die antibakteriellen und pharmakologischen Eigenschaften vieler natürlich gebildeter Aminoglycosid-Antibiotika durch strukturelle Modifikationen verändert werden können. Beispielsweise werden durch bestimmte chemische Modifikationen bei Aminoglycosid-Antibiotika der Gentamicin- und Kanamycin-Familie Strukturen gebildet, die im Vergleich zum Ausgangsanti-

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biotikurn eine geringere Toxizität aufweisen. Ferner verursachen in der gleichen Reihe bestimmte Modifikationen eine vorteilhafte Veränderung des antibakteriellen Spektrums, und zwar entweder durch Erhöhung der eigentlichen Aktivität oder durch Erhöhung der Aktivität gegenüber resistenten Stämmen.

Man hat festgestellt, dass bestimmte chemische Modifikationen der Ausgangsfortimicine ebenfalls zu Derivaten führen können, die eine erhöhte antibakterielle Aktivität in bezug auf bestimmte Mikroorganismen, eine verringerte Toxizität oder eine äquivalente oder verringerte Aktivität zeigen, aber trotzdem als Reserveantibiotika für den Fall geeignet sind, dass sich nach einer bestimmten klinischen Anwendungszeit von einem oder mehreren der Fortimicine resistente Stämme entwickeln. Beispielsweise sind in den US-PSen 4 091 032, 4 155 902, 4 173 564, 4 174 312, 4 220 775 und 4 231 924, auf die hier ausdrücklich verwiesen wird, 4-N-Acyl- und -Alkylderivate von Fortimicin B und Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Die Fortimicine wurden auch in der 3-Stellung demethyliert, wodurch wertvolle Derivate erhalten wurden. Beispielsweise sind in den US-PSen 4 124 756, 4 I87 297, 4 220 756, 4 230 848, 4 242 503, 4 251 516 und 4 293 689 3-0-Demethylfortimicine beschrieben.

Obgleich bisher eine Reihe von Fortimicinderivaten und wertvolle therapeutische Mittel mit einem Gehalt an diesen Derivaten bekannt sind, besteht doch noch ein Bedarf an neuen Fortimicin-Antibiotika, die ein breiteres oder unterschiedliches antibakterielles Spektrum, eine geringere Toxizität, orale Aktivität oder andere wünschenswerte Eigenschaften aufweisen, oder die zur Behandlung von Infektionen, die durch gegenüber einer Fortimicintherapie resistent gewordene Mikroorganismen verursacht sind, in Reserve gehalten werden können.

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S β Ο
ϊ ft··

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Gegenstand der Erfindung sind neue S-Amino-S-demethoxyfortirnicine mit antibakterieller Aktivität. Insbesondere betrifft die Erfindung 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A, 3-Amino-3-demethoxyfortimi~ ein B und ^-N-substituiertes 3-Amino-3-deraethoxyfortimicin B sowie Zwischenprodukte und Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen. Ferner betrifft die Erfindung Arzneimittel, die diese Verbindungen sowie pharmakologisch verträgliche Trägerstoffe oder Verdünnungsmittel enthalten.

Die erfindungsgemässen 3-Amino-3-demethoxyfortimicine unterscheiden sich von Fortimicin A, Fortimicin B und Fortimicin B-Derivaten dadurch, dass die normalerweise in der 3-Stellung des Cyclitolrings des Aminoglycosids vorhandene Methoxygruppe durch eine Aminogruppe ersetzt ist. Diese 3-Amino-3-demethoxyfortimicine lassen sich durch die folgende allgemeine Formel wiedergeben

in der R Wasserstoff, nieder-Alkyl, Amino-nieder-alkyl, Diaminonieder-alkyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-alkyl, N,N-Di-niederalkylamino-nieder-alkyl, Hydroxy-nieder-alkyl, Aminohydroxy-nieder-alkyl, N-nieder-Alkylamlnohydroxy-nieder-alkyl, N,N-Di-niederalkylaminohydroxy-nieder-alkyl, nieder-Acyl, Amino-nieder-acyl, Diamino-nieder-acyl, Hydroxy-nieder-alkyl, N-nieder-Alkylaminonieder-alkyl, Ν,Ν-Di-nieder-alkylamino-nieder-acyl oder Aminohydroxy-nieder-acyl bedeutet. Ferner kommen erfindungsgemäss die pharmakologisch verträglichen Salze dieser Verbindungen in Betracht.

— 7 —

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Zwischenprodukte, die sich zur Herstellung der 3-Amino-3-demethoxyfortimicine der vorstehenden Formel eignen, lassen sich durch die folgende allgemeine Formel wiedergeben

/ ί

^R3

NHZ R₅ N-R₄
CH₃

in der R₁ -NHZ bedeutet, R_? Hydroxyl bedeutet oder R. und R„ zusammen einen Carbamatring bilden, R_ Hydroxyl, Methansulfonyl
oder Azido bedeutet, R₁. Wasserstoff, nieder-Alkyl, Hydroxy-nieder alkyl, nieder-Acyl, Hydroxy-nieder-acyl oder durch Monocycloarylmethyloxycarbonyl geschütztes Amino-nieder-alkyl, Diamino-niederalkyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-alkyl, N,N-Di-nieder-alkylamine nieder-alkyl, Aminohydroxy-nieder-alkyl, N-nj eder-Alkylaminohydroxy-nieder-alkyl, N,N-Di-nieder-alkylaminohydroxy-nieder-alkyl, Amino-nieder-alkyl, Diamino-nieder-acyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-acyl, Ν,Ν-Di-nieder-alkylamino-nieder-acyl oder Aminohydroxynieder-acyl bedeutet, R₁- Hydroxy bedeutet oder R_ü und R₁- zusammen einen Oxazolidinring bilden oder R. und R₁- zusammen einen Carbamatring bilden und Z eine Monocycloarylinethoxycarbonyl-Aminodchutzgruppe bedeutet.

Der Ausdruck "nieder-Alkyl" bezieht sich auf geradkettige oder
verzweigte Alkylreste mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, z.B. Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, 2-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, 2,2-Dimethy butyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, n-Heptyl und dergleichen.

Der Ausdruck "nieder-Acyl" bezieht sich auf Acylreste der Formel

It

-C-R

7
- 8 -

« . ο β · ο β .«οο * λ » · Λ Λ <1 Λ π /(' Λ

ο ο a . . ϋ 5. π··« < <■ T. V V Ί Q

♦ «..··■ »· ■· ■«« ·· OO ι £ / IO

39^9 - 9 -

in der R„ nieder-Alkyl der vorstehend angegebenen Bedeutung ist. Spezielle erfindungsgemäss geeignete Acylreste sind Acetyl, Propionyl, Butyryl, Valeryl und dergleichen. Die Ausdrücke "Aminonieder-acyl", "Diamino-nieder-acyl" und dergleichen umfassen die natürlich vorkommenden Aminosäurereste, wie Glycyl, Valyl, AIanyl, Sarcosyl, Leucyl, Isoleucyl, Prolyl, Seryl und dergleichen, sowie andere aminosubstituierte niedere Acylreste, z.B. 2-Hydroxy-Jj-aminobutyryl. Die vorstehend definierten Aminosäurereste können in der L- oder D-Konfiguration oder als ein Gemisch dieser Konfigurationen vorliegen, mit Ausnahme von Glycyl und ß-Alanyl.

Der Ausdruck "Monocycloarylmethyloxycarbonyl" bezieht sich auf Schutzgruppen, wie Benzyloxycarbonyl, p-Methylbenzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxycarbonyl oder o-Nitrobenzyloxycarbonyl, die üblicherweise als N-Schutzgruppen in der Peptidsynthese und auf anderen Gebieten, in denen N-Schutzgruppen erforderlich sind, eingesetzt werden.

Der Ausdruck "pharmakologisch verträgliche Salze" bezieht sich auf nicht-toxische Salze der Verbindungen der Erfindung mit Säuren. Diese Salze können in situ während der endgültigen Isolierung und Reinigung oder durch getrennte Umsetzung der freien Base mit einer entsprechenden organischen oder anorganischen Saure hergestellt werden. Spezielle Beispiele für Salze sind Hydrochloride, Hydrobromide, Sulfate, Hydrogensulfate, Acetate, Oxalate, VaIerate, Oleate, Palmitate, Stearate, Laurate, Borate, Benzoate, Lactate, Phosphate, Tosylate, Citrate, Maleate, Fumarate, Succinate, Tartrate, Napsilate und dergleichen. Für den Fachmann ist es klar, dass die Salze der Erfindung je nach Anzahl der für die Salzbildung zur Verfügung stehenden Aminogruppen als Per-N-salze vorliegen können.

Die 3-Amino-3-demethoxyfortirnieine der Erfindung können gemäss folgendem Reaktionsschema aus tri-N-geschütztem 3-0-Demethylfortimicin B hergestellt werden:

39^9

• Uv«

- 10 -

• *

CH

CHNHZ NHZ ^OH

CH₃ CHNHZ

NHZ OH

in OH

NHZ OH NHCH₃

.N(CH₃J₂

NHZ OH N (CH₃)

(7) (8)

- 10 -

ft (I Ρ« * « β « «Ο

« ft * * β · β Al j« β θ ·

*a ft* te β · ·

- 11 -

NHZ ^OH

/H

0.M^ Vn N₃

'νηζ / \

(9)

CHNHZ NHZ OH

)—0
( ΥηΟ»ι

«ι« N.

NHZ OH NHCH.
(10)

NH- ,OH

ιιι NH.

CH, S^CH2^NH2
(12) O

Gemäss dem vorstehenden Reaktionsschema wird N-gesehütztes 3-0-Demethylfortimicin B (1), wie 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3 O-demethylfortimicin B als Ausgangsmaterial verwendet. Das 1,2* 6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-0-demethylfortimicin B kann durch
Umsetzung von 3-0-demethylfortimicin B mit N-(Benzyloxycarbonyl oxy)-succinimid gemäss den US-PSen 4 "\2H 756 und 4 1θ7 297 oder durch selektive Hydrolyse von 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3-0-demethylfortimicin A erhalten werden.

Durch Behandlung von N-geschütztem 3-0-Demethylfortimicin B (1) mit Formalin in Methanol erhält man das M ,5-Formaldehyd-oxazoli din (2), das nach Behandlung mit Natriumhydrid in N,N-Dimethylformamid in das entsprechende 1,2-Carbamat (3) übergeführt wird Das 1,2-Carbamat-4,5-formaldehyd-oxazolidin (3) wird unter Bildung des entsprechenden 3-Methansulfonats (H) mit Methansulfonylchlorld in Pyridin behandelt. Durch Behandlung des 3-Methan-

-11-

«·· «ν« ei

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sulfonats (4) mit Natriumcyanoborhydrid und Natriumazid in Methanol in Gegenwart von Essigsäure und Formalin erhält man 3-Azido-4-N-methyl-1,2-carbamat (5), das sich in wässrigem Methanol zum entsprechenden 3-Azido-4-N-methyl-1,5-carbamat (6) umlagert. Durch basische Hydrolyse des 1,5-Carbamats (6) erhält man 3-Azido-4-N-methyl-3-demethoxyfortimicin B (7), das in das 1,2',6'— tri-N-geschützte Derivat (8) übergeführt wird, beispielsweise durch Behandlung mit N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid. Nach Behandlung mit Jod und Natriumacetat in Methanol unter Bestrahlung und anschliessender Behandlung mit Formalin erhält man t. das entsprechende 3-Azido-4,5-formaldehyd-oxazolidin (9), das nach milder säurekatalysierter Hydrolyse in Gegenwart von Hydroxylamin-hydrochlorid als Aldehydfänger das tri-N-geschützte 3-Azido-3-demethoxyfortimicin B (10) ergibt.

Das tri-N-geschützte 3-Azido-3-demethoxyfortimicin B (10) kann durch Acylierung mit N-(N-Benzyloxycarbonylglycyloxy)-succinirnid unter Bildung von 1,2',6',2"-tetra-N-geschütztem 3-Azido-3-demethoxyfortimicin A (11) und anschliessende katalytische Hydrierung in 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A (12) übergeführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das tri-N-geschützte 3-Azido-3-demethoxyfortimicin B (10) direkt katalytisch unter Bildung von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin B zu hydrieren. Die tri^w N-geschützten Fortimicin B-Zwischenprodukte können auch nach an sich üblichen Verfahren, z.B. nach den Verfahren der vorerwähnten Druckschriften, in der ^-N-Stellung alkyliert oder acyliert werden,

Das vorstehende Reaktionsschema wird anhand der Beispiele näher erläutert.

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Eine aus 4,02 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-O-demethylfortimicin B (1), 2 ml 37-prozentigem Formalin und 400 ml Metha

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nol hergestellte Lösung wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck verbleiben 4,08 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-0-demethylfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin als weisses Glas. 6(CDCl₃) 1,02 d (J₆,, ₇, = 6,4 Hz, 6'-CH₃), 2,15 (NCH₃).

Beispiel 2

3-0-Demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortiroicin B-1,2-carbamat-4,5-formaldehyd-oxazolidin

Eine magnetisch gerührte Lösung von 6,0 1 g 1 ,2',6^r-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-O-demethylfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin in 120 ml N,N-Dimethylformarnid wird in einem Eisbad gekühlt und mit Stickstoff gespült. 1,84 g einer 57-prozentigen Dispersion von Natriumhydrid in Öl werden zugesetzt. Sodann wird eine weitere Stunde unter Kühlen und sodann 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die erhaltene Lösung wird in einem Eisbad gekühlt und vorsichtig mit 20 ml einer 1:2-Essigsäure-Wasser-Lösung versetzt. Die erhaltene Lösung wird mit einem Gemisch aus 600 ml 5-prozentigem wässrigen Natriumhydrogencarbonat und 300 ml CHCl^ ausgeschüttelt. Die CHC1_,-Lösung wird abgetrennt und 4 mal mit jeweils 240 ml CHCl-. extrahiert. Die CHCl^-Lösungen werden vereinigt und über MgSO₁, getrocknet. Nach Abdampfen des CHCl^ unter vermindertem Druck wird das restliche Ν,Ν-Dimethylformamid durch gemeinsame Destillation mit Toluol unter vermindertem Druck entfernt. Es verbleiben 6,13 g eines braunen Schaums. Dieses Produkt wird an einer mit 450 g Kieselgel gepackten Säule unter Elution mit Essigsäureäthylester/Triäthylamin (20:01) chromatographiert. Man erhält 3,2 1 g 3-0-Demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylf ortimicin B-1,2-carbamat-4,5-formaldehyd-oxazolidin als weisses Glas.
6 (CDCl₃): 1,14 d (6,8 Hz, 6'-CH ), 2,25 (NCH₃), 3,7-8 d, 4,59 d

(J = 2 Hz, 0-CH₉-NCH ) .

⁵ -1

cm

V_max (CDCl₃): 3602, 3440, 3320s, 1770, 1718

- 13 -

3949 ' - 14 -

Beispiel 3

3-0-Methansulfonyl-3-0-demethyl-2' ,6 '-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1 ^-carbamat-^^-formaldehyd-oxazolidin

Eine magnetisch gerührte Lösung von 1,0 1 g 3-O-Demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,2-carbamat~4,5-formaldehydoxazolidin in 18 ml Pyridin wird unter Kühlung in einem Eisbad mit 0,36 ml Methansulfonylchlorid versetzt. Sodann wird eine weitere Stunde unter Kühlung und anschliessend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die erhaltene Lösung wird mit einem Gemisch aus Chloroform und 5-prozentigem wässrigen Natriumhydrogencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSO^, getrocknet. Nach Eindampfen des Chloroforms verbleiben 1,20 g 3-0-Methansulfonyi-3-0-demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1 ,2-carbamat-4 , 5-forrnaldehydoxazolidin als Glas.

(5(CDCl₃): 1,26 d (Jg,, _?f = 6,7 Hz, 6'-CH₃), 2,39 (NCH₃), 3,10 (OSO₂CH ), 3,89 d, 4,62 d (J = 2,6 Hz, OCH-NCH ). Ir (CDCl-): 3443, 3298, 1778, 1715, 1178 cm" .

IHaX j

Beispiel 4

3-Demethoxy-3-azido-4-N-methyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,2-carbamat und 3-Demethoxy-3-azido-4-N-methyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,5-carbamat

Eine aus 1,032 g 3-0-Methansulfonyl-3-0-demethyl-2·,6·-di-N-benzyloxycarbonylf ortimicin B-1,2-carbamat-4,5-formaldehyd-oxazolidin, 0,2357 g Natriumcyanoborhydrid, 0,8 g Natriumazid, 0,8 ml 37-prozentigem Formalin, 0,4 ml Essigsäure und 10 ml Methanol hergestellte Suspension wird 40 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschliessend mit einem Gemisch aus Chloroform und 5 "fo lgern wässrigemNatriumhydrogencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSOj, getrocknet. Nach Abdampfen des Chloroforms unter vermindertem Druck verble.iben 0,8946 g rohes 3-Demethoxy~3-azido-4-N-methyl-2·,6'-di-N-benzyloxyearbony1fortimiein B-1,2-carbamat:

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• · · t*

3949 - 15 -

& (CDCl₃): 1,15 d (J₆,, ₇,.= 6 Hz 6'-CH₃), 2,38 l_ N(CH₃)₂_/. KV (CHCl,) : 3^42, 33.18, 2 106, 1774, 1712 cm"¹.

ΓΠαΧ j

Eine aus 0,832 1 g rohem 3-Demethoxy-3-azido-4-N~methyl-2·,6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,2-carbamat, 80 ml Methanol und 25 ml 5-prozentigem wässrigem Natriumhydrogencarbonat hergestellte milchige Suspension wird 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und sodann mit einem Gemisch aus Chloroform und 5-prozentigem wässrigem Natriumhydrogencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSO₁, getrocknet. Nach Abdampfen des Chloroforms unter vermindertem Druck verbleiben 0,82 44 g 3-Demethoxy-3-azido-4-N-methyl-2',6»-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,5-carbamat.

Eine Probe (9,80 g) des auf die vorstehende Weise hergestellten Produkts wird an einer mit 400 g Kieselgel gepackten Säule unter Elution mit Essigsäureäthylester chrornatographiert. Man erhält 5,61 g reines 3-Demethoxy-3-azido-4-N-methyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,5-carbamat.
£&J p⁸ + 93° (c = 1,0; CH₃OH).

S (CDCl₃) 1,15 d, (J₆,, ₇, = 6,5 Hz, 6'-CH₃)', 2,39 /"N(CH₃)₂_7. Y^L (CHCl,): 3520, 3442, 2112, 1718 cm"¹.

Eine aus 5,61 g 3-Demethoxy-3-azido-4-N-methyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,5-carbamat, 70 ml 6-N-Kaliumhydroxid und 140 ml Äthanol hergestellte Lösung wird über Nacht auf 85 bis 90⁰C erwärmt. Nach Zusatz von 100 ml Wasser wird die erhaltene Lösung durch Zugabe von 1 η Salzsäure auf den pH-Wert

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1 gebracht. Der nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhaltene Rückstand wird mit Methanol verrieben. Unlösliche Salze werden abfiltriert. Nach dem Abdampfen des Methanols aus dem Filtrat erhält man 5,67 g rohes 3-Azido-3-demethoxy-4-N-rnethylfortimicin B, das an einer mit 350 g Kieselgel gepackten Säule unter Elution mit einem Lösungsmittelsystem aus Chloroform/Methanol/Ammoniak (1:1:0,1) chromatographiert wird. Man erhält 2,73 g reines S-Azido-S-demethoxy-^-N-methylfortimicin B.

2,73 g S-Azido-S-demethoxy-M-N-methylfortimicin B werden in 200 ml Methanol gelöst. Die erhaltene Lösung wird durch Zugabe von 0,4 η Chlorwasserstoffsäure in Methanol auf den pH-Wert 1 gebracht. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck abgedampft. Die restliche Chlorwasserstoffsäure wird durch Redestillation unter vermindertem Druck zunächst mit Äthanol und dann mit Methanol entfernt. Man erhält 3»10 g S-Azido-S-demethoxy-^-N-methylfortimiein B-tetrahydrochlorid.

C)(D₂O, PD 4,86): 1,36 d (J₆,, _?, = 6,8 Hz, 6'-CH₃), 3,09 _/~N-(CH₃)₂_7, 5,37 d (J₁,, ₂, = 3,2 Hz, 1'-H).

m/z: M⁺', gemessen 374,2528, berechnet für C₁₅H N O₄ 374,2516; Cyclitol gemessen 234,1413, berechnet für CgH₁₈N₅O₃ 232,1410; Diaminozucker berechnet 143,1184, berechnet für C₇H₁₅N₃O 143,1184.

Beispiel. 6

1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxy^-N-methylfortimicin B

Eine Suspension von 3,07 g des Tetrahydrochlorids von 3-azido~3-demethoxy-4-N-methylfortirnicin B, 4,85 g N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid, 3,63 ml Triäthylamin, 24 ml Wasser und 96 ml Methanol werden 3 Stunden in einem Eisbad gerührt und sodann über Nacht bei Raumtemperatur gekühlt. Die erhaltene Lösung wird mit einem Gemisch aus Chloroform und 5 %-igem wässrigem Natriumhydrcgencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSOj, getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck verbleiben 4,83 g rohes 1,2',6'-Tri-N-

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benzy1oxycarbony1-3-aζido-3-demethoxy-4-N-methy!fortimicin B, das an einer mit 400 g Kieselgel gepackten Säule unter Elution mit einem Lösungsmittelsystem aus Essigsäureäthylester/Hexan/Triäthylamin (4:1:0,1) chromatographiert wird. Man erhält 4,05 g reines 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-azido-3-demethoxy-4-N-methylfortimicin B.

S(CDCl₃): 1,02 d (J₆,, - ₇₁ = 6,0 Hz, 6'-CH₃), 2,41 /"N(CH₃ >₂_7. ^ (CHCl-): 3441, 3341, 2 10 6, 1711 cm"¹.

Beispiel 7

1 ,2 ' , 6 '-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin und 1,2 ^f,o'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-B

Eine gerührte Lösung von 3,71 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-azido-3-demethoxy-4-N-methylfortimicin B, 1,86 g Jod, 6,53 g Natriumacetat-trihydrat und I60 ml Methanol wird 4 Stunden mit einer 150 W-Flutlichtlampe bestrahlt. Nach Zugabe von 295 g Natriumthiosulfat wird weiter gerührt, bis die Lösung farblos wird. Sodann werden 0,7 ml 37-prozentiges Formalin zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird mit einem Gemisch aus Chloroform und 5-prozentigem wässrigem Natriumhydrogenearbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSCv getrocknet. Nach Abdampfen des Chloroforms unter vermindertem Druck verbleiben 3,64 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin als weisses Glas. 5(CDCl₃): 0,99 d (J₆,, ₇, = 6,5 Hz, 6'-CH₃), 2,29 (NCH₃), 3,84d, 4^,58 d (J = 2,5 Hz, OCH₂NCH ).
^_max (CHCl₃): 3570, 3440, 3340, 2108, 1712 cm"¹.

Eine Lösung von 3,60 g 1,2',6^f-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-azido-3-demethoxyfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin, 1,84 g Hydroxylamin-hydrochlorid, 3,8 ml Essigsäure und 130 rnl Methanol wird 1 Stunde unter Rückfluss erwärmt. Die erhaltene Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einem Gemisch aus Chloroform und

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5-prozentigem wässrigem Natriumhydrogencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird abgetrennt und über MgSO₁. getrocknet. Nach Abdampfen des Chloroforms unter vermindertem Druck verbleiben 3,46 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin B.
(S(CDCl₃): 0,99 d (J₆,, = 6,3 Hz, 6'-CH₃), 2,38 (NCH₃).

ΓΠ3.Χ

(CHCl₃): 3440, 3350, 2 110, 1712 cm'

Beispiel 8

1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimiein A

Eine magnetisch gerührte Lösung von 3,42 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3-azido-3-demethoxyfortimicin"B, 2,68 g N-Benzyloxycarbonylglycinanhydrid und 100 ml Tetrahydrofuran wird über Nacht bei Raumtemperatur belassen. Die erhaltene Lösung wird mit einem Gemisch aus Chloroform und 5-prozentigem wässrigem Natriumhydrogencarbonat ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird über MgSOj. getrocknet. Nach dem Abdampfen des Chloroforms unter vermindertem Druck verbleiben 4,92 g rohes 1 ,2 ' , 6' ,2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3~azido-3-demethoxyfortimicin A. Durch Chromatographie von 2,50 g des letztgenannten Produkts an einer mit 250 g Kieselgel gepackten Säule unter Elution mit einem Lösungsmittel- L system aus Essigsäureäthylester/Hexan (4:1) erhält man 1,8 g reines 1,2',6'^"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin A.

(5(CDCl₃): 1,18 d (Jg,,, _?, = 6,2 Hz, 6'-CH ), 2,91 (Hauptbande), 3,06 (Nebenbande) (NCH-, Rotomere).
7 (CHClO: 3438, 3338s, 2110, 1716, 1646 cm"¹.

Beispiel _9_

3 - Arn i no-3-demoth oxy fortimicin Α-pen t a hy d roch lor id

0,876 g 1,2 ',6',2"-Tetrabenzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin A werden katalytisch 3 Stunden bei einem Wasserstoff-

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druck von 3 at in 92 ml 0,2 η Salzsäure in Gegenwart von 0,9 g 5 % Palladium-auf-Aktivkohle hydriert. Man erhält 551 mg des Pentahydrochlorids von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A. Das letztgenannte Produkt wird mit AG1-X2 (S0₄)-Harz in das Salz (C₁₆H₃^NgO₅.5V2 H₂SO₄) übergeführt.

J(D₂O): 1,06 d (Jg₁, _?, = 7,0 Hz), 3,19 (NCH₃), 5,03 d (J₁,, ₂, = 3,5 Hz, H').

m/z: M^+o: gemessen 390,2609, berechnet für C₁₆H₄NgO₅ 390,2591; Cyclitol gemessen 249,1560 , berechnet für C₀H₂₁N₄O₄ 249,1563; Diaminozucker gemessen 143,1176, berechnet für C₇H N₂O 143,1184.

Beispiel 10 Aktivität

Die in vitro-Aktivität des gemäss Beispiel 9 hergestellten Sulfatsalzes von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A wird mittels eines Zweifach-Verdünnungstests unter Verwendung von 10 ml Mueller-Hinton-Agar pro Petri-Schale bestimmt. Die Agarplatten werden jeweils mit etwa 1 χ 10 der in Tabelle I angegebenen Testorganismen angeimpft, die auf die Agarfläche mittels eines Steers-Replikators abgegeben werden. Die beimpften Platten werden 24 Stunden bei 35 C in Gegenwart von verschiedenen Konzentrationen der Sulfatsalze von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A von Beispiel 9 oder von Fortimicin A als Vergleichsantibiotikum inkubiert. Die minimalen Hemmkonzentrationen (MIC) der Antibiotika sind in Tabelle I angegeben (pg/ml).

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- 20 -

Tabelle I

In Vitro-Aktivität

TestOrganismus

Staph. aureus Smith Str,ep. faecalis Enterobacter aerogenes E. coli JUHL
E. coli BL 3676 (Res) E. coli 76-2
Kleb, pneumoniae 10031 Kleb, pneumoniae KY 4262 Providencia 1577 Pseudo. aeruginosa BMH #10 Pseudo, aeruginosa KY 8512 Pseudo, aeruginosa KY 8516 Pseudo. aeruginosa 209 Pseudo. aeruginosa 27853 SaI. typhimurium Ed. #9 Serratia marcescens 4003 Shigella sonnei 9290 Proteus rettgeri U6333 ■ Proteus vulgaris JJ Proteus mirabilis Fin. #9

Fortimicin A-Sulfat	3-Mino-3- demethoxy- fortimicin .5/2 H₂SO₄
1,56	0,78
25	100
³J¹	3,1
	hi
25	25
3,1	3,1
1_?56	1,56
	6,2
1,56	*h^l*
0,78	0,78
6_?2	3,1
6,2	3,1
100	100
6₇2	3,1
3;¹	3,1
1,56	3,1
6,2	6,2
6,2	6_?2
3;¹	3,1

3,1

Aus den vorstehenden Werten ergibt sich, dass die Verbindungen der Erfindung eine antibiotische Aktivität gegen verschiedene empfindliche Mikroorganismenstämme aufweisen, z.B. gegen Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Providencia stuartii, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Proteus rettgeri, Proteus vulgaris und Proteus mirabilis.

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Die Verbindungen der Erfindung können allein oder in Kombination mit einem pharmakologisch verträglichen Trägerstoff oder Verdünnungsmittel verwendet werden.

Die Verbindungen können systemisch durch parenterale Injektion, z.B. intramuskulär,intravenös, intraperitoneal oder subkutan, verabreicht werden. Ferner können die Verbindungen oral verabreicht werden, wenn es erwünscht ist, den Intestinaltrakt zu sterilisieren. Sie können auch topisch und rektal verabreicht werden. Die Verbindungen können auch Reinigungsflüssigkeiten zugesetzt werden, um bakterielles Wachstum an Oberflächen, wie Laboratoriumstischen, Oberflächen in Operationssälen und dergleichen, zu verringern.

Neben den Wirkstoffen können die Arzneimittel der Erfindung für die parenterale Injektion pharmakologisch verträgliche, sterile, wässrige oder nicht-wässrige Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen enthalten. Beispiele für geeignete nicht-wässrige Trägerstoffe, Verdünnungsmittel, Lösungsmittel oder Vehikel sind Propylenglykol, Polyäthylenglykol, pflanzliche Öle, wie Olivenöl, und injizierbare organische Ester, wie Äthyloleat. Diese Mittel können auch Hilfsstoffe, wie Konservierungsmittel, Netzmittel, Emulgiermittel und Dispergiermittel enthalten. Sie können sterilisiert werden, beispielsweise mittels Filtration durch ein bakterienzurückhaltendes Filter, oder durch Einverleiben von Sterilisationsmitteln. Sie können auch zu sterilen festen Präparaten verarbeitet werden, die unmittelbar vor der Verwendung in sterilem Wasser oder anderen sterilen injizierbaren Medien gelöst werden können.

Als feste Dosierungsformen zur oralen Verabreichung kommen Kapseln, Tabletten, Pillen, Pulver und Granulate in Frage. In derartigen festen Präparaten wird der Wirkstoff mit mindestens einem inerten Verdünnungsmittel, wie Saccharose, Lactose oder Stärke, vermischt. Diese Dosierungsformen können

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geraäss üblicher Praxis neben inerten Verdünnungsmitteln auch zusätzliche Substanzen enthalten, beispielsweise Gleitmittel, wie Magnesiumstearat. Im Fall von Kapseln, Tabletten und Pillen können die Dosierungsformen auch puffernde Substanzen enthalten. Tabletten und Pillen können ferner mit erst im Darm löslichen Überzügen versehen sein.

Beispiele für flüssige Dosierungsformen für die orale Verabreichung sind pharmakologisch verträgliche Emulsionen, Lösungen, Suspensionen, Sirups und Elixiere, die übliche inerte Verdünnungsmittel enthalten, z.B. Wasser. Neben solchen inerten Verdünnungsmitteln können die Präparate auch Hilfsstoffe, wie Netzmittel, Emulgiermittel und Suspendiermittel sowie Süsstoffe, Geschmackstoffe und parfümierende Mittel, enthalten.

Bei den Präparaten für die rektale Verabreichung handelt es sich vorzugsweise um Suppositorien, die neben dem Wirkstoff Trägerstoffe, wie Kakaobutter oder ein Suppositoriumswachs, enthalten können.

Die tatsächliche Dosierung des Wirkstoffs in den Arzneimitteln der Erfindung kann so variiert werden, dass eine Wirkstoffmenge gewährleistet wird, die bei einem speziellen Präparat und einem speziellen Verabreichungsweg wirksamerweise das Wachstum eines empfindlichen Mikroorganismus hemmt. Die gewählte Dosierung hängt daher von der gewünschten therapeutischen Wirkung, dem Verabreichungsweg, der Behandlungsdauer und anderen Faktoren ab. Im allgemeinen werden Mengen von etwa 5 bis etwa 200, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 100 und insbesondere von 15 bis etwa 50 mg Wirkstoff pro kg Körpergewicht pro Tag an Säugetiere verabreicht, die an einer durch einen empfindlichen Mikroorganismus verursachten Infektion leiden. Gegebenenfalls kann die Tagesdosis in Mehrfachdosen unterteilt werden, beispielsweise in 2 bis 4 Doyen pro Tag.

Ende der Beschreibung

C-J₂H₁₁₁N₇O

-demethoxy-4-N-methy!fortimicin B

Patentanwälte · European Patent Attorneys

Abilz, Morf, Gritschneder, von Wittgenstein, Postfach 86 01 09,8000 München 86

Dr.-Ing.

D.F. Morf

Dr. Dipl.-Chem.

M. Gritschneder

Dipl.-Phys.

A. Frhr. von Wittgenstein

Dr. Dipl.-Chem.

Postanschrift/Postal Address Postfach 86 01 09 D-8000 München 86

8. April 1983 3949

ABBOTT LABORATORIES

North Chicago, Illinois 60064

V.St.A.

B-Amino-S-demethoxyfortimicine und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel

Pate ntansprüche

1.] 3-Amino-3-demethoxyfortimicine der allgemeinen Formel

in der R Wasserstoff,nieder.-Alkyl, Amino-nieder-alkyl, Diaminonieder-alkyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-alkyl, N,N-Di-niederalkylamino-nieder-alkyl, Hydroxy-nieder-alkyl, Aminohydroxynieder-alkyl, N-nieder-Alkylaminohydroxy-nieder-alkyl, N,N-Di-nieder-alkylaminohydroxy-nieder-alkyl, nieder-Acyl, Amino-

— 1 —

lünchen-Bogenhausen, Poschingerstraße 6 · Telegramm: Chemindus München · Telefon: (089) 98 32 22 · Telex: 5 23 992 (abitz d)

„ _w · ·

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nieder-acyl, Diamino-nieder-acyl, Hydroxy-nieder-acyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-acyl, Ν,Ν-Di-nieder-alkylamino-nied.eracyl oder Aminohydroxy-nieder-acyl bedeutet, und pharmakologisch verträgliche Salze dieser Verbindungen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Glycyl bedeutet.

3- Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Wasserstoff bedeutet.

H. 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A sowie pharmakologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

5. 3-Amino-3~dernethoxyfortimicin B sowie pharmakologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

6. Arzneimittel, enthaltend eine antibakteriell wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 und pharmakologisch verträgliche Trägerstoffe oder Verdünnungsmittel.

7. Arzneimittel, enthaltend eine antibakteriell wirksame Menge an 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A oder ein pharmakologisch verträgliches Salz dieser Verbindung und pharmakologisch ver-

trägliche Trägerstoffe oder Verdünnungsmittel.

8. Verwendung einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Behandlung von Infektionen bei Säugetieren.

9. Verwendung von 3-Amino-3-demethoxyfortimicin A oder eines pharmakologisch verträglichen Salzes dieser Verbindung bei der Behandlung von Infektionen bei Säugetieren.

10. Verbindungen der allgemeinen Formel

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NHZ Rr- N-R

in der R. -NHZ bedeutet, R~ Hydroxyl bedeutet oder R. und R_? zusammen einen Carbamatring bilden, R_ Hydroxyl, Methansulfonyl oder Azido bedeutet, R^ Wasserstoff, nieder-Alkyl, Hydroxy-nieder-alkyl, nieder-Acyl, Hydroxy-nieder-acyl oder durch Monocycloarylmethyloxycarbonyl geschütztes Amino-nieder-alkyl, Diamino-nieder-alkyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-alkyl, N,N-Di-nieder-alkylamino-nieder-alkyl, Aminohydroxy-nieder-alkyl, N-nieder-Alkylaminohydroxy-nieder-alkyl, N,N-Di-nieder-alkylarninohydroxy-nieder-alkyl, Amino-nieder-alkyl, Diamino-niederacyl, N-nieder-Alkylamino-nieder-acyl, N,N-Di-nieder-alkylamino-nieder-acyl oder Aminohydroxy-nieder-acyl bedeutet, R₁-Hydroxy bedeutet oder R^. und R₁- zusammen einen Oxazolidinring bilden oder R₁ und R^ zusammen einen Carbamatring bilden und Z eine Monoeycloarylmethvloxycarbonyl-Aminschutzgruppe bedeutet.

11. Verbindungen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Z Benzyloxycarbonyl bedeutet.

12. Verbindungen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ und Rp zusammen einen Carbamatring bilden und R^ und R-zusammen einen Oxazolidinring bilden.

13. Verbindung nach Anspruch 12, nämlich 3-0-Demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbony!fortimicin B-1,2-carbamate,5-oxazo1 idin.

14. Verbindung nach Anspruch 12, nämlich 3-0-Methansulfonyl-3-0-demethyl-2',6'-di-N-benzyloxycarbonylfortimicin B-1,2 carbamat-4,5-oxazolidin.

- 3 —

9 9
· ·
β ·

Jo IZ/ Io
- 4 -

15. Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
FL und R₂ zusammen einen Carbamatring bilden, R Azido bedeutet, Rj. Methyl bedeutet und R₁- Hydroxyl bedeutet.

16. Verbindungen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
R. und Rf- zusammen einen Carbamatring bilden, R„ Hydroxyl bedeutet, R- Azido bedeutet und R₁. Methyl bedeutet.

17. Verbindung nach Anspruch 11, nämlich 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbony1-3-azid0-3-demethoxy-4-N-methylfortimicin B.

18. Verbindung nach Anspruch 11, nämlich 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-S-azido-S-demethoxyfortimicin B-4,5-formaldehyd-oxazolidin.

19. Verbindung nach Anspruch 11, nämlich 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyI-3-azido-3-demethoxyfortimicin B.

20. Verbindung nach Anspruch 11, nämlich 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbony1-3-azido-3-demethoxyfortimicin A.

21. Arzneimittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer
Verbindung nach Anspruch 1.