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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von 6-O-Alkylderivaten von Erythromycinen
A und B, welche als Zwischenprodukte für die Synthese von antibakteriellen
Mitteln Verwendung haben. Von besonderem Interesse ist die Verwendung
der Erfindung, um 6-O-Methylerythromycin A (d. h. Clarithromycin)
in hoher Ausbeute herzustellen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die 6-O-Methylierung von verschiedenen
Erythromycin-Derivaten ist in mehreren Patenten oder veröffentlichten
Anmeldungen berichtet worden. US-Patent 4.496.717 (erteilt am 25.
Januar 1985) beschreibt die Methylierung eines 2'-O-3'-N-Dibenzyloxycarbonyl-Derivates
von Erythromycin durch Reaktion mit einem Methylierungsmittel in
der Anwesenheit einer Base wie einem Alkalimetallhydrid oder einem
Alkalimetallamid. US-Patent 4.670.549 (erteilt am 2, Juni 1987)
beschreibt die Reaktion eines quartären Salzes eines Erythromycin-A-9-Oxims
mit einem Methylierungsmittel in der Anwesenheit einer Base wie
einem Alkalimetallhydrid, -hydroxid oder -alkoxid. US-Patent 4.672.109
(erteilt am 9. Juni 1987) beschreibt die Reaktion eines Erythromycin-A-9-Oxims
mit einem Methylierungsmittel in der Anwesenheit einer Rase wie
einem Alkalimetallhydrid oder -hydroxid. Die Europäische Anmeldung
EP 260938 (veroffentlicht
am 23. März
1988) beschreibt 6-O-Methylerythromycin-Derivate, die durch Reaktion
von 2'-silylierten
Erythromycin-A-9-Oximen mit einem Methylierungsmittel in der Anwesenheit
einer Base, wie einem Alkalimetallhydrid, -hydroxid oder -alkoxid,
hergestellt werden, von der es heißt, dass sie die unerwünschte Bildung
von quartärem
Salz verhindert. US-Patent 4.990.602 (herausgegeben am 5. Februar
1991) beschreibt zusätzliche
6-O-Methylerythromycin-A-Derivate (breiter
substituiert an der Oximposition als jene von
EP 260938 ), die durch die Reaktion
von derartigen 2'-silylierten
Erythromycin-A-Oximderivaten mit einem Methylierungsmittel in der
Anwesenheit einer Base, wie einem Alkalimetallhydrid, -hydroxid
oder -alkoxid, hergestellt werden, ebenfalls mit der erklärten Absicht,
unerwünschte
quartäre
Salzbildung zu verhindern. Während
das Patent 4.990.602 und die EP-Anmeldung 260938 die Erwünschtheit
herausstellen, quartäre
Salzbildung zu verhindern, bleibt ein Bedarf an alternativen Verfahren
für verbesserte
Ausbeuten.
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Das fortlaufende Erscheinen neuer
Patente, die auf 6-O-Methylerythromycin-Verbindungen
gerichtet sind, ist ein Hinweis auf die Bedeutung von und die fortlaufenden
Anstrengungen in Richtung der Verhinderung unerwünschter Nebenreaktionen und
der Erhöhung
der Ausbeute der erwünschten
antibiotischen Verbindungen (z. B. Clarithromycin).
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Allgemein kann man sich das Verfahren
zur Herstellung von Clarithromycin als ein Vier-Schritt-Verfahren
vorstellen, beginnend mit Erythromycin A als dem Ausgangsmaterial:
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Schritt 1: wahlweise Schutz der 9-Oxogruppe
mit einem Oxim;
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Schritt 2: Schutz der 2'- und 4"-Hydroxylgruppen;
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Schritt 3: Methylieren der 6-Hydroxylgruppe;
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Schritt 4: Aufheben des Schutzes
an den 2'-, 4 " – und 9-Positionen.
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Wir haben jetzt herausgefunden, dass
höhere
Ausbeuten von 6-O-Alkyl-Erythromycin-Derivaten erhalten und Nebenproduktverbindungen
mittels eines 6-O-Alkylierungsverfahrens reduziert werden können, das eine
schwache organische Aminbase nutzt, wie unten definiert, in der
Anwesenheit einer starken Alkalimetallbase, wie unten definiert.
Dieser Alkylierungsschritt entspricht dem allgemeinen Schritt 3,
der oben erwähnt
ist.
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Dieses Verfahren ist besonders nützlich,
wenn eine Mischung von Hydroxy-geschützten Erythromycin-Derivaten
(und besonders von solchen, die mit Silylverbindungen, z. B. Trimethylsilyl,
geschützt
sind) zu methylieren ist. Solche Mischungen von Hydroxy-geschützten Erythromycin-Derivaten
(d. h. Mischungen der 2'-mono-,
4"-mono- und 2',4"-bis-geschützten Derivate)
können
während
großtechnischer
Zubereitungen gebildet werden (d. h. in Schritt 2, der oben erwähnt ist),
wenn der zweifache Schutz nicht vollständig erreicht wird. Die Fähigkeit,
die Alkylierung an einer Mischung von Hydroxy-geschützten Verbindungen
durchzuführen, ist
auch ein besonderer Vorteil, da teure Trennschritte vermieden werden
können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung von 6-O-Alkyl-Erythromycin-Verbindungen,
die folgende Formel (I) haben:
worin:
R
1 eine
Niederalkylgruppe ist, wie unten definiert;
R
2 und
R
3 sind unabhängig Wasserstoff oder eine
Hydroxyschutzgruppe, wie unten definiert, mit der Ausnahme, dass
R
2 und
R
3 nicht
beide gleichzeitig Wasserstoff sein können;
Y ist gewählt aus
der Gruppe bestehend aus:
a) Sauerstoff,
b) einem Oxim,
das die Formel N-O-R
4 hat, worin:
R
4 gewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus:
Wasserstoff,
einer Niederalkenylgruppe,
wie unten definiert,
einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe, wie unten
definiert,
einer substituierten Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe,
wie unten definiert; oder
c) einem Oxim mit der Formel:
worin
R
5 gewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Cycloalkylgruppe, wie unten definiert,
einer Phenylgruppe,
einer
Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder R
5 und
R
6 oder R
5 und R
7 und die Atome, an welche sie angeheftet
sind, werden zusammen genommen, um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring
zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom enthält;
R
6 ist
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Niederalkoxymethylgruppe, wie unten definiert;
oder R
6 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R6 und R
7 und die Atome, an welche sie angeheftet
sind, werden zusammen genommen, um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe
zu bilden; und
R
7 ist gewählt aus
der Gruppe bestehend aus:
einem Wasserstoffatom,
einer
Niederalkylgruppe,
einer Phenylgruppe,
einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder
R
7 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
7 und R
6 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden;
mit
der Bedingung, dass nur ein Paar der Substituenten (R
5 und
R
6), (R
5 und R
7) oder (R
6 und R
7) zusammen genommen werden können mit
den Atomen, an welche sie angeheftet sind, um einen Ring, wie oben
definiert, zu bilden;
und
Z ist Wasserstoff, Hydroxy oder
geschütztes
Hydroxy; wobei das Verfahren folgendes umfasst: Reaktion einer Verbindung
mit der Formel
worin R
2,
R
3, Y und Z wie oben definiert sind, mit
einem Alkylkierungsreagenz, wie unten definiert, in der Anwesenheit
einer starken Alkalimetallbase, gewählt aus der Gruppe bestehend
aus einem Alkalimetallhydrid, Alkalimetallhydroxid und Alkalimetallalkoxid,
und ebenfalls in der Anwesenheit einer schwachen organischen Aminbase,
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin,
Pyridin, 2-Methoxypyridin, 1-Methylpyrrolidin, 1-Methylpiperidin
und 1-Ethylpiperidin, in einem gerührten oder geschüttelten polaren
aprotischen Lösungsmittel,
wie unten definiert, oder in einer Mischung aus solchen polaren
aprotischen Lösungsmitteln,
welche bei einer Reaktionstemperatur gehalten werden für einen
Zeitraum, der ausreichend ist, um die Alkylierung zu bewirken.
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Bei den Verbindungen, die durch das
Verfahren der Erfindung hergestellt werden, wird anschließend an
den 2' (R2) – und
4" (R3) – Positionen
der Schutz aufgehoben, um die kommerziell erwünschte antibakteriellen 6-O-Alkyl-Mittel
zu erbringen.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In einer Ausführungsform
(Ausführungsform
A) der Erfindung erfolgt das Verfahren zur Herstellung von 6-O-Alkyl-Erythromycin-Verbindungen,
die die Formel (I) haben:
worin:
R
1 eine
Niederalkylgruppe ist, wie unten definiert;
R
2 und
R
3 sind unabhängig Wasserstoff oder eine
Hydroxyschutzgruppe, welche Benzyloxycarbonyl, Acetyl oder eine
substituierte Silylgruppe der Formel SiR
8R
9R
10 ist, worin R
8, R
9 und R
10 gleich sind oder unterschiedlich, und
jedes ist ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Phenyl-substituierte
Alkylgruppe, in welcher der Alkylanteil 1 bis 3 Kohlenstoffatome
besitzt, eine Phenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, welche 5 bis 7
Kohlenstoffatome besitzt, oder eine Niederalkylgruppe mit 2 bis
5 Kohlenstoffatomen; mit den Bedingungen, dass mindestens einer
der Reste R
8, R9 und R
10 kein
Wasserstoffatom ist und dass R
10 und R3
nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sein können;
Y ist gewählt als
der Gruppe bestehend aus:
a) Sauerstoff,
b) einem Oxim,
das die Formel N-O-R
4 hat, worin:
R
4 gewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, einer Niederalkenylgruppe,
wie unten definiert, einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe, wie unten
definiert, einer substituierten Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe, wie unten
definiert; oder
c) einem Oxim mit der Formel:
worin
R
5 gewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Cycloalkylgruppe, wie unten definiert,
einer Phenylgruppe,
einer
Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe; oder R
5 und R
6 oder R
5 und R
7 und die Atome, an welche sie angeheftet
sind, werden zusammen genommen, um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring
zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom enthält;
R
6 ist
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Niederalkoxymethylgruppe, wie unten definiert;
oder R
6 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
6 und R
7 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden; und
R
7 ist gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einem Wasserstoffatom,
einer
Niederalkylgruppe,
einer Phenylgruppe,
einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder
R
7 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
7 und R
6 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden;
mit
der Bedingung, dass nur ein Paar der Substituenten (R
5 und
R
6) , (R
5 und R
7) oder (R
6 und R
7) zusammengenommen werden können mit
den Atomen, an welche sie angeheftet sind, um einen Ring, wie oben
definiert, zu bilden;
und
Z ist Wasserstoff, Hydroxy oder
geschütztes
Hydroxy; wobei das Verfahren folgendes umfasst: Reaktion einer Verbindung
mit der Formel
worin R
2,
R
3, Y und Z wie oben definiert sind, mit
einem Alkylkierungsreagenz, das typischerweise Methylbromid, Ethylbromid,
n-Propylbromid, Methyliodid, Ethyliodid, n-Propylbromid, Dimethylsulfat,
Diethylsulfat, di-n-Propylsulfat, Methyl-ptoluensulfonat, Ethylmethansulfonat
und n-Propylmethansulfonat umfasst, in der Anwesenheit einer starken
Alkalimetallbase, gewählt
aus der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetallhydrid, Alkalimetallhydroxid
oder Alkalimetallalkoxid, und ebenfalls in der Anwesenheit einer
schwachen organischen Aminbase, gewählt aus der Gruppe bestehend
aus Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Pyridin, 2-Methoxypyridin,
1-Methylpyrrolidin, 1-Methylpiperidin
und 1-Ethylpiperidin, in einem geeignet gerührten oder geschüttelten
polaren aprotischen Lösungsmittel,
gewählt
zum Beispiel aus der Gruppe bestehend aus N,N-Dimethylformamid,
Dimethylsulfoxid, N-Methyl-2-pyrrolidon, Hexamethylphosphorsäuretriamid,
Tetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyethan, Acetonitril oder Ethylacetat,
oder in einer Mischung aus solchen polaren aprotischen Lösungsmitteln,
welche bei einer Reaktionstemperatur gehalten werden für einen
Zeitraum, der ausreichend ist, um die Alkylierung zu bewirken, vorzugsweise
von –15°C bis Raumtemperatur
für einen
Zeitraum von 8 Stunden.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
B) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin R2 und R3 unabhängig Wasserstoff
sind oder eine substituierte Silylgruppe der Formel SiR8R9R10, worin R8, R9 und R10 gleich sind oder unterschiedlich, und
jedes ist ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Phenyl-substituierte
Alkylgruppe, in welcher der Alkylanteil 1 bis 3 Kohlenstoffatome
besitzt, eine Phenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, welche 5 bis
7 Kohlenstoffatome besitzt, oder eine Niederalkenylgruppe mit 2
bis 5 Kohlenstoffatomen; mit den Bedingungen, dass mindestens einer
der Reste R8, R9 und R10 kein Wasserstoffatom ist und dass R2 und R3 nicht beide
gleichzeitig Wasserstoff sein können.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
C) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin Y ein Oxim
ist mit der Formel:
worin
R
5 gewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Cycloalkylgruppe, wie unten definiert,
einer Phenylgruppe,
einer
Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder R
5 und
R
6 oder R
5 und R
7 und die Atome, an welche sie angeheftet
sind, werden zusammen genommen, um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring
zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom enthält;
R
6 ist
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus: einer Niederalkylgruppe,
einer
Niederalkoxymethylgruppe, wie unten definiert;
oder R
6 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
6 und R
7 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden; und
R
7 ist gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einem Wasserstoffatom,
einer
Niederalkylgruppe,
einer Phenylgruppe,
einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder
R
7 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
7 und R
6 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden;
mit
der Bedingung, dass nur ein Paar der Substituenten (R
5 und
R
6) , (R
5 und R
7) oder (R
6 und R
7) zusammen genommen werden können mit
den Atomen, an welche sie angeheftet sind, um einen Ring, wie oben
definiert, zu bilden.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
D) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin Z Hydroxy
ist.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
E) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin das Alkylierungsreagenz
gewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Methylbromid, Methyliodid, Dimethylsulfat
und Methyl-p-toluensulfonat.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
F) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin die Reaktion
bei einer Temperatur von –5° bis +5°C gehalten
wird.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
G) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin das Lösungsmittel
eine Mischung von Lösungsmitteln
ist, die aus N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methyl-2-pyrrolidon,
Hexamethylphosphorsäuretriamid,
Tetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyethan, Acetonitril und Ethylacetat
besteht.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
H) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin die starke
Alkalimetallbase ein Alkalimetallhydroxid ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
I) erfolgt das Verfahren der Ausführungsform A, worin R
2 und R
3 unabhängig gewählt sind
aus Wasserstoff oder einer substituierten Silylgruppe der Formel
SiR
8R
9R
10,
worin R
8, R
9 und
R
10 gleich sind oder unterschiedlich, und
jedes ist ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Phenyl-substituierte
Alkylgruppe, in welcher der Alkylanteil 1 bis 3 Kohlenstoffatome
besitzt, eine Phenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, welche 5 bis
7 Kohlenstoffatome besitzt, oder eine Niederalkenylgruppe mit 2
bis 5 Kohlenstoffatomen, und mit den Bedingungen, dass mindestens
einer der Reste R
8, R
9 und
R
10 kein Wasserstoffatom ist und dass R
2 und R
3 nicht beide
gleichzeitig Wasserstoff sein können;
Y ist ein Oxim mit der Formel:
worin
R
5 gewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Cycloalkylgruppe, wie unten definiert,
einer Phenylgruppe,
einer
Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder R
5 und
R
6 oder R
5 und R
7 und die Atome, an welche sie angeheftet
sind, werden zusammen genommen, um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring
zu bilden,
welcher ein Sauerstoffatom enthält;
R
6 ist
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einer Niederalkylgruppe,
einer
Niederalkoxymethylgruppe, wie unten definiert;
oder R
6 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
6 und R
7 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden; und
R
7 ist gewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
einem Wasserstoffatom,
einer
Niederalkylgruppe,
einer Phenylgruppe,
einer Aryl-(Niederalkyl)-Gruppe;
oder
R
7 und R
5 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um einen 5- bis 7-gliedrigen Ring zu bilden, welcher ein Sauerstoffatom
enthält;
oder
R
7 und R
6 und die
Atome, an welche sie angeheftet sind, werden zusammen genommen,
um eine 5- bis 7-gliedrige Cycloalkylgruppe zu bilden;
mit
der Bedingung, dass nur ein Paar der Substituenten (R
5 und
R
6) , (R
5 und R
7) oder (R
6 und R
7) zusammengenommen werden können mit
den Atomen, an welche sie angeheftet sind, um einen Ring, wie oben
definiert, zu bilden;
Z ist Hydroxy; das Alkylierungsreagenz
ist ein Methylierungsreagenz bestehend aus Methylbromid, Methyliodid,
Dimethylsulfat oder Methyl-p-toluensulfonat; die starke Alkalimetallbase
ist ein Alkalimetallhydroxid; das Lösungsmittel ist eine Mischung
von Lösungsmitteln
bestehend aus N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methyl-2-pyrrolidon,
Hexamethylphosphorsäuretriamid,
Tetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyethan, Acetonitril und Ethylacetat;
und die Reaktion wird bei einer Temperatur von –5° bis +5°C gehalten.
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In einer bevorzugteren Ausführungsform
der Erfindung (Ausführungsform
J) erfolgt das Verfahren von Ausführungsform A, worin R2 und R3 unabhängig Wasserstoff
oder eine Trimethylsilylgruppe sind, aber R2 und R7 können
nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sein; Y ist eine Isopropylcyclohexylketaloximgruppe;
Z ist Hydroxid; das Alkylierungsreagenz besteht aus Methylbromid,
Methyliodid, Dimethylsulfat oder Methyl-p-toluensulfonat; die starke
Alkalimetallbase ist Kaliumhydroxid; die schwache organische Aminbase
ist Triethylamin; das Lösungsmittel
ist eine Mischung von THF und DMSO; und die Reaktion wird bei einer
Temperatur von –5° bis 0°C gehalten.
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Unter einem anderen Gesichtspunkt
der Erfindung befindet sich die neuartige Zwischenverbindung 4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal.
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Definitionen
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Mehrere definierte Ausdrücke werden
hierin verwendet, um einzelne Elemente der vorliegenden Erfindung
zu bezeichnen. Wenn sie so verwendet werden, sind die folgenden
Bedeutungen beabsichtigt:
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Der Ausdruck "Alkyl" bezeichnet gesättigte geradekettige oder verzweigte
Kohlenwasserstoffradikale, die zwischen ein und zehn Kohlenstoffatome
enthalten, einschließlich
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, tert-Butyl und Neopentyl.
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Der Ausdruck "Alkylierungsreagenz" bezeichnet ein Reagenz, das in der
Lage ist, eine Alkylgruppe auf eine nucleophile Stelle zu setzen,
einschließlich
Alkylhalogenide wie Methylbromid, Ethylbromid, n-Propylbromid, Methyliodid,
Ethyliodid, n-Propylbromid;
Dialkylsulfate wie Dimethylsulfat, Diethylsulfat, di-n-Propylsulfat; und
Alkyl- oder Arylsulfonate wie Methyl-ptoluensulfonat, Ethylmethansulfonat
und n-Propylmethansulfonat.
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Der Ausdruck "Aryl"-(Niederalkyl)" bezeichnet ein Niederalkylradikal,
woran 1–3
aromatische Kohlenwasserstoffgruppen angelagert sind, wie zum Beispiel
Benzyl, Diphenylbenzyl, Trityl und Phenylethyl.
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Der Ausdruck "Aryloxy" bezeichnet ein aromatisches Kohlenwasserstoffradikal,
das an den Rest des Moleküls über eine Etherbindung
(d. h. durch ein Sauerstoffatom) gebunden ist, wie zum Beispiel
Phenoxy.
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Der Ausdruck "Cycloalkyl" bezeichnet ein gesättigtes monocyclisches Kohlenwasserstoffradikal
mit drei bis acht Kohlenstoffatomen in dem Ring und wahlweise substituiert
mit zwischen ein und drei zusätzlichen Radikalen
gewählt
aus Niederalkyl, Halo-(Niederalkyl), Niederalkoxy, Halogen. Beispiele
für Cycloalkylradikale umfassen
Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, 1-Fluorcyclopropyl,
2-Fluorcyclopropyl und 2-Aminocyclopropyl.
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Der Ausdruck "Hydroxyschutzgruppe" ist auf dem Gebiet gut bekannt und
bezeichnet Substituenten an funktionellen Hydroxygruppen von Verbindungen,
die einer chemischen Umwandlung unterworfen werden, welche unerwünschte Reaktionen
und Zersetzungen während
einer Synthese verhindern (siehe zum Beispiel T. H. Greene und P.
G. M Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe, John
Wiley & Sons,
New York (1991)). Beispiele für
Hydroxyschutzgruppen umfassen Benzyloxycarbonyl, Acetyl oder eine
substituierte Silylgruppe der Formel SiR8R9R10, worin R8, R9 und R10 gleich sind oder unterschiedlich, und
jedes ist ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Phenyl-substituierte
Alkylgruppe, in welcher der Alkylanteil 1 bis 3 Kohlenstoffatome
besitzt, eine Phenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, welche 5 bis
7 Kohlenstoffatome besitzt, oder eine Niederalkenylgruppe mit 2
bis 5 Kohlenstoffatomen, und worin mindestens einer der Reste R8, R9 und R10 kein Wasserstoffatom ist.
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Der Ausdruck "Niederalkenyl" bezeichnet ein geradkettiges oder verzweigtes
Kohlenwasserstoffradikal, das zwischen zwei und sechs Kohlenstoffatome
enthält
und mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
besitzt. Beispiele für
Niederalkenylradikale umfassen Vinyl, Allyl, 2- oder 3-Butenyl,
2-, 3- oder 4-Pentenyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Hexenyl und isomere Formen
davon.
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Der Ausdruck "Niederalkoxy" bezeichnet ein Niederalkylradikal,
das an den Rest des Moleküls über eine
Etherbindung (d. h. durch ein Sauerstoffatom) gebunden ist. Beispiele
für Niederalkoxyradikale
umfassen Methoxy und Ethyloxy.
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Der Ausdruck "Niederalkyl" bezeichnet ein Alkylradikal, das ein
bis sechs Kohlenstoffatome enthält, einschließlich Methyl,
Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, tert-Butyl und Neopentyl.
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Der Ausdruck "geschütztes Hydroxy" bezeichnet eine
Hydroxygruppe, die mit einer Hydroxyschutzgruppe, wie oben definiert,
geschützt
ist.
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Der Ausdruck "polares aprotisches Lösungsmittel" bezeichnet polare
organische Lösungsmittel,
denen es an einem leicht entfernbaren Proton mangelt, einschließlich N,N-Dimethylformamid,
Dimethylsulfoxid, N-Methyl-2-pyrrolidon, Hexamethylphosphorsäuretriamid,
Tetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyethan, Acetonitril oder Ethylacetat.
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Der Ausdruck "starke Alkalimetallbase" bezeichnet eine
Alkalimetallbase mit einer schwach konjugierten Säure, gewählt aus
der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetallhydrid, Alkalimetallhydroxid
und Alkalimetallalkoxid, einschließlich Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Natriumhydrid, Kaliumhydrid und Kalium-t-butoxid.
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Der Ausdruck "substituiertes Aryl-(Niederalkyl)" bezeichnet einen
Aryl-(Niederalkyl)-Rest, wie oben definiert, mit zwischen einem
und drei Nichtwasserstoff-Ring-Substituenten, wobei jeder unabhängig gewählt wird
aus Halogen, Niederalkoxy, Niederalkyl, Hydroxy-substituiertem Niederalkyl
und (Niederalkyl)amino. Beispiele für substituerte Aryl-(Niederalkyl)-Radikale
umfassen 2-Fluorphenylmethyl,
4-Fluorphenylethyl und 2,4-Difluorphenylpropyl.
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Der Ausdruck "schwache organische Aminbase" bezeichnet eine
organische Aminbase mit einer starken konjugierten Säure, einschließlich Trimethylamin,
Triethylamin, Tripropylamin, Pyridin, 2-Methoxypyridin, 1-Methylpyrrolidin,
1-Methylpiperidin und 1-Ethylpiperidin.
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Abkürzungen
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Bestimmte Abkürzungen werden wiederholt in
der folgenden Beschreibung verwendet. Diese umfassen: DMSO für Dimethylsulfoxid;
HPLC für
Hochleistungsflüssigchromatographie;
IPCH-Ketal für
Isopropylcyclohexylketal; TEA für
Triethylamin; THF für
Tetrahydrofuran; TMS für
Trimethylsilyl.
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Ausgangsmaterialien
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2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
wurde hergestellt, wie in Beispiel 30 von US-Patent 4.990.602 beschrieben.
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Herstellung von 2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
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2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
wurde hergestellt durch Behandlung von 2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal mit Essigsäure in einer
Mischung von THF, DMSO und Isopropylalkohol bei Raumtemperatur 2
Stunden und 20 Minuten lang, dann Verdünnen der Mischung mit Isopropylacetat
und Quenchen mit überschüssigem 2N
NaOH. Die organische Schicht wurde abgetrennt und getrocknet, und
das Lösungsmittel
wurde unter Vakuum entfernt, um das 2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal zu liefern. 1H NMR-Bestimmungen für den Desosaminabschnitt des
Moleküls
ergibt: 1', 4,57;
2', 3,20; 3', 2,44; 4', 1,69 und 1,21;
5', 3,45; 6', 1,21; OTMS (9H),
0,12. Das Integral des TMS-Signals
(9H) zeigt an, dass eine einzige TMS-Gruppe in dem Molekül vorhanden
ist. Ein NOE in dem ROESY-Spektrum zwischen der TMS-Gruppe bei 0,12
ppm und H2' bei
3,20 ppm zeigt an, dass die TMS-Gruppe an der 2'-Position ist.
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4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
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4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
wurde hergestellt durch Behandlung von 2',4" -bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal mit 0,5 N NaOH
und TEA in 1: 1 THF : DMSO 2,5 Stunden lang bei Raumtemperatur.
Die Reaktion wurde mit Heptan und 2 N NaOH gequencht und die Schichten
wurden getrennt. Die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen
und über
MgSO4 getrocknet, dann wurde das Lösungsmittel
unter Vakuum entfernt, wobei das Heptan zusätzlich mit Stickstoff ausgespült wurde,
um 4" -TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
zu liefern. Die Struktur wurde durch NMR bestätigt. 1H
NMR-Bestimmungen für
den Cladinose-Abschnitt
des Moleküls
ergibt: 1", 4,90;
2 ", 2,36 und 1,50;
3"-Methyl, 1,14;
4", 3, 16; 5", 4, 24; 6", 1, 22; Omethyl,
3, 29; OTMS (9H), 0,14. Das Integral des TMS-Signals (9H) zeigt
an, dass eine einzige TMS-Gruppe in dem Molekül vorhanden ist. Ein NOE in
dem ROESY-Spektrum zwischen der TMS-Gruppe bei 0,14 ppm und H4'' bei 3, 16 ppm zeigt an, dass die TMS-Gruppe
an der 4'' Position ist.
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Beispiele
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Die folgenden Beispiele, welche zur
Veranschaulichung bereitgestellt werden und nicht zur Einschränkung der
Erfindung, werden dazu dienen, das Verfahren und die Vorteile der
Erfindung weiter zu veranschaulichen. Die Beispiele 1, 4, 7 und
9 sind Vergleichsbeispiele.
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Wenn Mischungen von Ausgangsmaterial
verwendet werden, wird das Ausgangsmaterial in dem geeigneten Lösungsmittel
gelöst
und durch HPLC analysiert, wodurch eine genaue Bestimmung jeder
einzelnen Komponente bereitgestellt wird. Eine ähnliche HPLC-Analyse wurde an
den Mischungen von Produkten durchgeführt, um eine genaue Bestimmung
jeder Produktverbindung bereitzustellen.
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Beispiel 1
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Methylierung von 2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
Referenzmethylierunasverfahren mit Base KOH und ohne TEA Eine Lösung von
2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal (4,0 mmol)
in 1 : 1 THF : DMSO (50 ml) wurde hergestellt. Die Lösung wurde
auf 0–5°C gekühlt, und
Methyliodid (2,34 g, 16,5 mmol) und KOH (0,47 g, 8,3 mmol) wurden
in dieser Reihenfolge hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 60
Minuten lang gerührt,
das Reaktionsgemisch wurde durch Zugabe von 100 ml Heptan verdünnt, und 20
ml 2 N NaOH wurden hinzugegeben, um die Reaktion zu quenchen. Die
Schichten wurden getrennt, und die organische Schicht wurde mit
Wasser gewaschen. Die Heptanschicht wurde über MgSO4 getrocknet,
und das Lösungsmittel
wurde unter Vakuum entfernt, um 3,86 g Produkt zu liefern, das 2,99
g 6-O-Methyl-2',4" -bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
enthielt (71% Ausbeute). Die Identität des Produktes wurde bestätigt durch
HPLC-Analyse und
Vergleich mit dem Referenzprodukt (siehe US-Patent 4.990.602). Siehe
Tabelle 1 unten für
eine Zusammenfassung der Beispiele 1, 2 und 3.
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Beispiel 2
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Methylierung von 2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
Methylierungsverfahren mit KOH und geringem Anteil von TEA Das Verfahren
von Beispiel 1 wurde befolgt, außer dass TEA (1,0 g, 10 mmol) vor
der Zugabe von Methyliodid und KOH hinzugegeben wurde. Ein Rohprodukt
(4,14 g) wurde erhalten, welches 3,4 g des 6-O-Methylproduktes enthielt
(81% Ausbeute). Siehe Tabelle 1 unten für eine Zusammenfassung der
Beispiele 1, 2 und 3.
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Beispiel 3
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Methylierung von 2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
Methylierungsverfahren mit KOH und hohem Anteil von TEA Das Verfahren
von Beispiel 1 wurde befolgt, außer dass TEA (3,5 g, 34,6 mmol) vor
der Zugabe von Methyliodid und KOH hinzugegeben wurde. Ein Rohprodukt
(3,84 g) wurde erhalten, welches 3,5 g des 6-O-Methylproduktes enthieht
(83% Ausbeute). Siehe Tabelle 1 unten für eine Zusammenfassung der
Beispiele 1, 2 und 3.
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Tabelle
1 Zusammenfassung der Beispiele 1, 2 und 3
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Diese Daten zeigen, dass höhere Ausbeuten
von Produkt erhalten werden in der Anwesenheit von TEA, und dass
die Ausbeute bei dem größeren TEA-Anteil
am höchsten
ist.
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Beispiel 4
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Methylierung einer Mischung von 2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim IPCH-Ketal und
4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Referenzmethylierungsverfahren
mit Base KOH und ohne TEA
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Eine Lösung einer Mischung von 2',4" -bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
und 4" -TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(3,07 bzw. 1,0 mmol) in 1 : 1 THF : DMSO (50 ml) wurde hergestellt.
Die Lösung wurde
auf 0–5°C gekühlt, und
Methylbromid (0,85 g, 9,0 mmol) und KOH (0,47 g, 8,3 mmol) wurden
in dieser Reihenfolge hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 30
Minuten lang gerührt,
dann wurde das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 100 ml Heptan verdünnt, und
20 ml 2 N NaOH wurden hinzugegeben, um die Reaktion zu quenchen.
Die Schichten wurden getrennt, und die organische Schicht wurde
mit Wasser gewaschen. Die Schichten wurden getrennt und ein gummiartiges
Nebenprodukt wurde aufgefangen. Die Heptanschicht wurde über MgSO4 getrocknet, und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum
entfernt, um 2,95 g Produkt zu liefern, das als das 6-O-Methyl-2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal identifiziert
wurde (Gesamtausbeute 69%). Es wurde kein methyliertes 4"-TMS-Produkt erhalten.
Die Identität
des Produktes wurde bestätigt
durch Vergleich seines NMR-Spektrums
mit dem des Referenzproduktes (siehe US-Patent 4.990.602). Das gummiartige
Nebenprodukt wurde in 25 ml Isopropylacetat gelöst. Die Lösung wurde getrocknet und filtriert,
und das Lösungsmittel
wurde unter Vakuum entfernt, um 0,91 g einer Substanz zu liefern,
die durch NMR-Spektroskopie als ein quartäres Salz identifiziert wurde.
Siehe Tabelle 2 unten für
eine Zusammenfassung der Beispiele 4, 5 und 6.
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Beispiel 5
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Methylierung einer Mischung
von 2',4"-bis-TMS-Ervthromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal und
4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Methylierunasverfahren
mit Base KOH und geringem Anteil von TEA
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Das Verfahren von Beispiel 4 wurde
befolgt, außer
dass die Reihenfolge der Zugabe von Reagenzien zu der Lösung der
Ausgangsmaterialien TEA (1,0 g, 10,0 mmol), Methylbromid, dann KOH
war, um 3,93 g einer Mischung der gewünschten Produkte, 6-O-Methyl-2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
und 6-O- Methyl-4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(2,58 bzw. 0,44 mmol; Gesamtausbeute 74%) zu liefern. Eine bescheidene
Menge des quartären
Beiproduktes (0,41 g) wurde isoliert. Siehe Tabelle 2 unten für eine Zusammenfassung
der Beispiele 4, 5 und 6.
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Beispiel 6
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Methylierung einer Mischung von 2',4" -bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal und
4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
Methylierunasverfahren mit Base KOH und hohem Anteil von TEA Das
Verfahren von Beispiel 4 wurde befolgt, außer dass die Reihenfolge der
Zugabe von Reagenzien zu der Lösung
der Ausgangsmaterialien TEA (3,5 g, 34,6 mmol), Methylbromid, dann
KOH war, um 3,87 g einer Mischung der gewünschten Produkte, 6-O-Methyl-2',4"-bis-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
und 6-O-Methyl-4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(2,48 bzw. 0,72 mmol; Gesamtausbeute 79%) zu liefern. Eine geringe
Menge des quartären
Beiproduktes wurde erhalten. Siehe Tabelle 2 unten für eine Zusammenfassung der
Beispiele 4, 5 und 6.
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Tabelle
2 Zusammenfassung der Beispiele 4, 5 und 6
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Diese Daten zeigen, dass höhere vereinigte
Ausbeuten von Produkt erhalten werden in der Anwesenheit von TEA,
und dass die vereinigten Ausbeuten bei dem größeren TEA-Anteil am höchsten sind.
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Beispiel 7
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Methylierung von mono-geschütztem 4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Methylierunasverfahren
nur mit KOH
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4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(2,1 g, 2,2 mmol) wurde in 1 : 1 THF : DMSO (25 ml) gelöst. Die
Lösung
wurde auf 0–5°C gekühlt, und
Methylbromid (1,5 ml, 27 mmol) und KOH (0,2 g, 3,0 mmol) wurden in
dieser Reihenfolge hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde
lang gerührt,
dann wurde das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 50 ml Heptan verdünnt, und
10 ml 2N NaOH wurden hinzugegeben, um die Reaktion zu quenchen.
Die Schichten wurden getrennt, und ein gummiartiges Nebenprodukt
wurde aufgefangen, und die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen.
Die Heptanschicht wurde über
MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel
wurde unter Vakuum entfernt. Es wurde kein Produkt beobachtet. Das
gummiartige Nebenprodukt wurde in 50 ml Isopropylacetat gelöst. Die
Lösung
wurde getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum
entfernt, um 1,5 g einer Substanz zu liefern, die durch NMR-Spektroskopie als
ein quartäres
Salz identifiziert wurde. Siehe Tabelle 3 unten für eine Zusammenfassung
der Beispiele 7 und 8.
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Beispiel 8
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Methylierung von mono-geschütztem 4"-TMS-Erythromvcin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Methylierunasverfahren
mit KOH und TEA
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Das Verfahren von Beispiel 7 wurde
befolgt, außer
dass die Reihenfolge der Zugabe von Reagenzien zu der Lösung des
Ausgangsmaterials TEA (3,5 g, 34,6 mmol), Methylbromid (0,5 ml,
9 mmol), dann KOH (0,26 g, 3,9 mmol) war, um 1,32 g des gewünschten
Produktes, 6-O-Methyl-4"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(68% Ausbeute), und 0,32 g des quartären Nebenproduktes zu liefern.
Siehe Tabelle 3 unten für
eine Zusammenfassung der Bei spiele 7 und 8.
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Tabelle
3 Zusammenfassung der Beispiele 7 und 8
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Diese Daten zeigen, dass keine Ausbeute
von 4"-monogeschütztem Produkt
ohne die Anwesenheit von TEA erhalten wird.
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Beispiel 9
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Methylierung von mono-geschütztem 2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Methylierungsverfahren
nur mit KOH
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2' -TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal (2,1
g, 2,2 mmol) wurde in 1 : 1 THF : DMSO (25 ml) gelöst. Die
Lösung
wurde auf 0–5°C gekühlt, und
Methylbromid (1,0 ml, 28 mmol) und KOH (0,2 g, 3,0 mmol) wurden in
dieser Reihenfolge hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde
lang gerührt,
das Reaktionsgemisch wurde durch Zugabe von 50 ml Heptan verdünnt, und
10 ml 2 N NaOH wurden hinzugegeben, um die Reaktion zu quenchen.
Die Schichten wurden getrennt, ein gummiartiges Nebenprodukt wurde
aufgefangen, und die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen.
Die Heptanschicht wurde über
MgSO4 getrocknet, und das Lösungsmittel
wurde unter Vakuum entfernt, um 1,54 g 6-O-Methyl-2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal
(69% Ausbeute) zu liefern. Das gummiartige Nebenprodukt wurde in
50 ml Isopropylacetat gelöst.
Die Lösung
wurde getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum
entfernt, um 0,36 g einer Substanz zu liefern, die durch NMR-Spektroskopie
als ein quartäres
Salz identifiziert wurde. Siehe Tabelle 4 unten für eine Zusammenfassung
der Beispiele 9 und 10.
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Beispiel 10
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Methylierung von mono-geschütztem 2'-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal:
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Methylierungsverfahren
mit KOH und TEA
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Das Verfahren von Beispiel 9 wurde
befolgt, außer
dass die Reihenfolge der Zugabe von Reagenzien zu der Lösung des
Ausgangsmaterials TEA (1,75 g, 17,3 mmol), Methylbromid (0,5 ml,
9,0 mmol), dann KOH (0,23 g, 3,0 mmol) war, um 1,84 g des gewünschten
Produktes, 6-O-Methyl-2"-TMS-Erythromycin-A-Oxim-IPCH-Ketal (74,5
Ausbeute), und 0,1 g des quartären
Nebenproduktes zu liefern. Siehe Tabelle 4 unten für eine Zusammenfassung
der Beispiele 9 und 10.
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Tabelle
4 Zusammenfassung der Beispiele 9 und 10
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Diese Daten zeigen, dass höhere Ausbeuten
von 2'-monogeschütztem Produkt
in der Anwesenheit von TEA erhalten werden.