DK149860B - Fremgangsmaade til fremstilling af 4-desoxytiazolo(5,4-c)-rifamycinderivater - Google Patents

Description

i 149860

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af hidtil ukendte 4-desoxytiazolo[5,4-c]-rifamycinderivater med den i krav l's indledning viste almene formel If hvor R og har de sammesteds angivne betydninger.

5 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Grundbetegnelsen for den klasse tiazolo[5,4-c]-rifamy-ciner som bærer et hydrogénatom på kulstofatomet i 2'-stillingen i tiazolringen er rifamycin P, en forbindelse der er 10 kendt fra BE-PS 832921 og 855153. Mens førstnævnte beskriver den nye forbindelse og en fremgangsmåde til fremstilling af den ved forgæring af stammerne af Nocardia mediterranea ATCC 31064, 31065 og 31066, beskriver sidstnævnte patentskrift en fremgangsmåde til fremstilling af rifamycin P og rifamy-15 cin Q, det tilsvarende 2'-hydroxymetyIderivat, ved at kondensere rifamycin S med en cysteinester og derefter dekarboxyle-re eller reducere det dannede mellemprodukt. Desuden er nogle kondensationsprodukter af rifamycin S med cysteinestere, -amider eller hydrazider, dvs. tiazolorifamyciner karakteri-20 seret ved en karbalkoxy-, karbamyl- eller hydrazinokarbonyl-gruppe på kulstofatomet i 2'-stillingen, kendt fra DE-08 2720113. Den tidligere litteratur angiver imidlertid ikke nogen tiazolorifamyciner med en iminometylgruppe i 2'-stillingen, og den indeholder heller ingen formodninger om at så-25 danne hidtil ukendte forbindelser kunne fremstilles ved den fremgangsmåde ud fra rifamycin S eller dets 25-desacetylderi-vat med den almene formel II ad følgende reaktionsvej: 149860 2

Me Me

HO Jw JL

E50 \ OH O J

„V OH 0 V^Me Me i μ I

MeO^ 'NlMe X JL .NH

γ^Υ^γ' 1¾ 1 I + HS-CH.-CH-R6 -^ 0——I-111

Me 0 II

Me Me 5 Me T I j E0C> 0H °\A«e

., I OH OH T

Me II

MeO

I - oxydations- _\ 0'^H^^Niii:i^s-CHo_CH"Rb + H?NR -* j Γ z | middel

0--j OH IV

Me 0

V

Me Me 5 Me I J j R 0 ^>1 OH O 1 Λττ ^Me OH OH Ύ

-^ Me II

MeO. >Me i. . X. βΚ

Sff,

o_[_j N —C-CH-NR

Me 0 149860 3

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der i foranstående reaktionsskema er gengivet som en totrinsproces, kan ifølge opfindelsen udføres i ét trin. I begge tilfælde er reaktionsbetingelserne såsom tid, temperatur og opløsningsmidler 5 i hvilke fremgangsmåden kan udføres* analoge med dem der anvendes ved fremstillingen af de forbindelser der er beskrevet i DE-OS 2720113. Nærmere betegnet bringes ved totrinsprocessen ca. ækvimolære mængder af reaktanterne II og III i kontakt med hinanden i et vandblandbart organisk opløsnings-10 middel såsom en lavtkogende alkanol, dioxan, tetrahydrofuran eller dimetylsulfoxyd, hvorved der fremkommer det åbentkædede mellemprodukt V. Temperaturen ved dette første reaktionstrin kan ligge mellem stuetemperatur og reaktionsblandingens kogetemperatur og er fortrinsvis mellem 18 og 45°C. Reaktionsti-15 den, der i det væsentlige afhænger af temperaturen ved reaktionen, bestemmes i almindelighed ved konstatering af at udgangsforbindelsen rifamycin S forsvinder ved tyndtlagskroma-tografi (TLC).

Når dette første trin er fuldført omsættes det på den- i 20 ne måde vundne 3-[(2-aminoætyl)-tio]-rifamycin (V, R = H) g eller 3-[(2-amino-2-karboxyætyl)-tio]-rifamycin (V, R = COOH) ved stuetemperatur under omrøring med en forbindelse med den almene formel IV i nærværelse af mindst den støkiometriske mængde af et passende oxydationsmiddel. Egnede oxyda-25 tionsmidler, som fremmer det andet reaktionstrin, kan udvælges blandt en lang række forskellige stoffer såsom quinoner, organisk nitriler, peroxyder, persulfater, salpetersyrling, tetravalente mangan- og blyderivater, trivalente jernderivater, merkurisalte og kuprisalte.

30 Blandt disse oxydationsmidler foretrækkes ifølge opfindelsen p-quinon, 2,5-dimetyl-p-quinon, 2,6-dimetoxy-p-quinon, tetra-klor-p-quinon (kloranil), diklordicyan-p-quinon, duroquinon, rifamycin S, alkylnitriter, hydrogenperoxyd, alkalimetalper-sulfater, alkalimetalferricyanider, kupriacetat, merkuriace-35 tat og mangandioxyd. Når fremgangsmåden udføres i ét trin, er det ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt at bruge et tetrasub-stitueret quinon eller rifamycin S som oxydationsmiddel.

4 149860 I nogle tilfælde, i afhængighed af det valgte organiske opløsningsmiddel og polariteten af gruppen R, kan det være nyttigt for bedre at opløseliggøre reagenset RNH2 at udføre dette andet reaktionstrin i et opløsningsmiddelsystem bestående af vand og et vandblandbart organisk opløsningsmiddel, idet man sætter vand eller en vandig puffer hvis pH kan ligge i området 2-6,5, til det valgte organiske opløsningsmiddel.

Når reaktionen, der følges ved TLC, er fuldført, oparbejdes blandingen for at eliminere oxydationsmidlet eller dets reaktionsprodukter. Arbejdsbetingelserne afhænger naturligvis af arten af det valgte oxydationsmiddel. Nærmere betegnet kan det, når quinoner bruges som oxydationsmiddel, være nyttigt at eliminere det resulterende hydroquinonderivat ved reoxydation til det oprindelige quinon og samtidig ekstrak-tion af sidstnævnte med et passende opløsningsmiddel. Når først reaktionens biprodukter er elimineret, kan tiazolorifa-mycinet I let udvindes som et krystallinsk produkt ved at man går frem ved sædvanlig teknik.

Den i foranstående reaktionsskema angivne reaktion kan også udføres i et enkelt trin ved at man omsætter ca. ækvimo- 20 lære mængder af udgangsforbindelserne II, III og IV i et vandblandbart organisk opløsningsmiddel i nærværelse af mindst den støkiometriske mængde af et passende oxydationsmiddel der ikke påvirker reaktanterne ugunstigt, som fx et tetrasub-stitueret quinon eller selve forbindelsen rifamycin S. Også i dette tilfælde Overvåges reaktionens forløb ved tyndtlags-kromatografi (eluering med CHCl3/MeOH 9:1), der viser forsvinden af udgangsforbindelsen rifamycin S og tilstedeværelse af en gul fluorescerende plet på grund af det nye tiazolorifamy-cin med formel I. Generelt gælder det at man til udvinding af slutprodukterne med fordel kan følge samme procedure som den er anvendt ved totrinsprocessen.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede forbindelser har antibakteriel virkning. Nærmere betegnet har de fremragende biologisk aktivitet mod grampositive og gramnegative stammer såvel som mycobakterier, hvilket ses af nedenstående tabel som viser den minimale inhiberende koncen- 5 149850 tration (MIC) udtrykt som yg/ml af nogle repræsentative forbindelser blandt de ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede.

5 Stamme Forbindelse ifølge eksempel _1_2_3_4

Staphylococcus aureus 0,0008 0,00078 0,003 0,00078

Staphylococcus aureus Tour 0,003 0,003 0,006 0,001

Streptococcus haemolyticus 0,006 0,01 0,01 0,006 ^ Streptococcus faecalis 0,025 0,006 0,01 0,003

Diplococcus pneumoniae 0,006 0,006 0,003 0,006

Proteus vulgaris 0,8 6,25 6,25 3,12

Escherichia coli 12,5 12,25 6,25 12,5

Klebsiella pneumoniae 25 25 12,5 25

Pseudomonas aeruginosa 6,25 25 25 12,5

Mycobacterium Tuberculosis 0,30 0,60 0,62 0,31

Behovet for nye antibiotika er praktisk endeløst for-di de patogene mikroorganismer har evne til at opnå modstandsevne mod adskillige klasser vidt udbredte antibiotika. Den kendsgerning er bekræftet af mange videnskabsmænd på det mikrobiologiske område, se fx Chem. Eng. News fra 25. september 1978, side 27, venstre spalte.

25

De ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse fremstillede rifamycinderivater er også effektive med hensyn til i lav koncentration at inhibere væksten af mikroorganismer som er resistente mod andre antibiotika, og de har fremragende aktivitet in vivo mod eksperimentelt frem-o o kaldt infektion af Staphylococcus aureus, både ved oral og ved subkutan indgift.

Fx er doser fra ca. 0,3 til ca. 3 mg/kg subkutant af forbindelser der er repræsentative for dem der kan fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen effektive mod infek-tioner af Staphylococcus aureus hos mus.

Nogle eksempler tjéner til nærmere belysning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

6 149860

Eksempel 1 4-Desoxy-2'-[[(fenylmetoxy)-imino]-metyl]tiazolo[5,4-c]-rifa- mycin.__ 4,1 ml triætylamin, 900 mg cystein-hydroklorid og 1,6 g 5 benzylhydroxylamin-hydroklorid sættes til en opløsning af 7 g rifamycin S i 300 ml metanol. Efter 2 timer ved stuetemperatur bringes reaktionsblandingen til tørhed under vakuum, og remanensen renses ved søjlekromatografi (silikagel Merck 0,05-0,20 mm, elueringsmiddel CHCl3/MeOH 98:2).

10 De fraktioner som indeholder den rene forbindelse for enes og bringes til tørhed, og den vundne forbindelse krystalliseres fra ætylacetat/petroleumsæter. Udbytte 400 mg, smp. 139-140°C (sønderdeling).

Beregnet for C46H53N3012S: c 63,36 H 6,13 N 4,82 S 3,68 15 ’ Fundet: C 63,48 H 6,45 N 4,96 S 3,55% UV - synlige absorptionsbånd (puffer pH 7,38), λ max 300 nm <ElL = 2391 100 ™ (Eioe= 204»·

Eksempel 2 4-Desoxy-21-[[(piperidinyl)-imino]-metyl]tiazolo[5,4-c]- 20 rifamycin.__ 1 g cystein og 1 ml N-aminopiperidin sættes ved stuetemperatur under omrøring til en opløsning af 7 g rifamycin S i 300 ml metanol og 20 ml puffer pH 4,6 (vandig opløsning af citronsyre og dinatriumfosfat). Efter 1 time fortyndes reak-25 tionsblandingen med vand, syrnes og ekstraheres med ætylacetat. Den organiske fase vaskes med en pufferopløsning for at fjerne rifamycin SV, hvorefter den gøres vandfri og bringes til tørhed. Det på denne måde vundne materiale renses ved præparativ kromatografering hvorved der vindes 1 g af den 30 rene forbindelse, smp. 238-240°C.

Beregnet for C44H56N40uS: C 62,24 H 6,65 N 6,60 S 3,77 Fundet: C 60,55 H 6,54 N 6,22 S 3,52%.

149860 7 UV-synlige absorptionsbånd (puffer pH 7,38).

1%

Xmax (nm) Elcm 226 488 276 288 5 320 275 405 276

Eksempel 3 4-Desoxy-2'-[[(4-metyl-piperazinyl)-imino]-metyl]-tiazolo- [ 5,4-c] -rifamycin._ ~ ~ ~ .........

10 Den i overskriften angivne forbindelse fremstilles på den måde der er beskrevet i foregående eksempel, men med anvendelse af 1,6 ml N-amino-N'-metylpiperazin i stedet for N-aminopiperidin. Udbytte 450 mg, smp. 180°C (sønderdeling). Beregnet for C^Hg^Nj-O^S: C 61,16 H 6,65 N 8,11 S 3,71 15 Fundet: C 59,78 H 6,54 N 7,88 S 3,52%.

UV-synlige absorptionsbånd (puffer pH 7,38).

Xmax (nm) Elcm 279 334 304 328 20 398 283

Eksempel 3b 4-Desoxy-2'-[((4-metylpiperazinyl)-imino]-metyl]-tiazolo- [ 5,4-c] -rif amycin_' ' ' '..........

er også fremstillet ved en totrinsproces ved tilsætning 25 af 350 mg mangandioxyd og 0,8 ml N-amino-N'-metylpiperazin til en opløsning af 350 mg 3-[(2-aminometyl)-tio]-rifamycin i 15 ml metanol og 1 ml puffer pH 4,6, eller ved omsætning af en opløsning af 3-[(2-aminokarboxyætyl)-tio]-rifamycin i metanol og puffer pH 4,6 med N-amino-N'-metylpiperazin i nær-30 værelse af en ækvimolær mængde af rifamycin S som oxydations-middel. Udbytte 250 mg.

Den åbentkædede udgangsforbindelse kan let fremstilles ved omsætning af ækvimolære mængder rifamycin S og cystein eller cysteamin i et vandblandbart organisk opløsningsmiddel.

8 149860

Eksempel 4 4-Desoxy-2'-[[(Ν,Ν-dimetyl)-hydrazono]-metyl]-tiazolo[5,4-c]- rifamycin.__' _

Den i overskriften angivne forbindelse fremstilles på 5 den i eksempel 2 beskrevne måde, med med anvendelse af 60 mg Ν,Ν-dimetylhydrazin i stedet for N-aminopiperidin. Udbytte 650 mg, smp, >172°C (sønderdeling).

Beregnet for C41H52N40nS: c 6°/87 H 6,48 N 6,93 S 3,96 Fundet: C 59,76 H 6,35 N 6,78 S 3,87%.

10 UV-synlige absorptionsbånd (puffer pH 7,38) 1%

Amax (nm) Elcm 225 540 265 328 322 303 15 ’ 394 288

Eksempel 4b 4-Desoxy-2'-[[(Ν,Ν-dimetyl)-hydrazono]-metyl]-tiazolo[5,4-c]- rifamycin. _' __ er også fremstillet ved omsætning af en dimetylsulfoxydopløsning 20 af 350 mg 3-[(2-aminoætyl)-tio]-rifamycin med en vandig opløsning af kaliumferricyanid og dimetylhydrazin i ca. 15 minutter. Udbytte 150 mg.

Eksempel 5 4-Desoxy-2'-[(acetylhydrazono)-metyl]-tiazolo[5,4-c]-rifamycin.

25 800 mg cystein og 800 mg acetohydrazid sættes ved stue temperatur under omrøring til en opløsning af 7 g rifamycin S i 300 ml metanol. Efter 4 timer viser tyndtlagskromatografe-ring af reaktionsblandingen at udgangsforbindelsen rifamycin S er forsvundet, tilstedeværelse af en gul plet af det ny pro-30 dukt, tilstedeværelse af rifamycin SV samt spormængder af biprodukter; reaktionsblandingen bringes til tørhed under vakuum, opløses i ætylacetat og vaskes med puffer (pH 7,38)j den puf-rede fase syrnes og ekstraheres med ætylacetat og de forenede

1498SO

9 organiske ekstrakter bringes til tørhed og renses yderligere ved søjlekromatografi, hvorved der vindes 1 g ren forbindelse. Snip. 185-187°C (sønderdeling) .

Beregnet for C4iH5oN4°i2S: C 59,84 H 6,12 N 6,81 S 3,90 5 Fundet: C 58,66 H 6,17 N 6,52 S 3,60%.

UV-synlige absorptionsbånd (puffer pH 7,38).

1%

Amax (nm) Elcm 225 581 295 381 10 408 286

Claims (2)

149860 ίο

1. Fremgangsmåde til fremstilling af 4-desoxytiazolo-[5,4-c]-rifamycinderivater med den almene formel Me Me C Me T I 1 R^O ^>1 OH O Me [ f f Me Meet >Me 1 . 1 .nh 2w, o_ I N-- C-CH=NR Me O O hvor R betegner gruppen -OR1, -NR2R3 eller -NH-H-R4, hvor R1 5 betegner C-^_g alkyl, fenyl som eventuelt er substitueret med en eller flere substituenter udvalgt blandt halogen, C^_4 alkyl og C, , alkoxy eller fenyl-C, . alkyl hvor fenyldelen eventuelt er substitueret som nævnt; R og R enten hver for sig betegner hydrogen eller C^_g alkyl eller tilsammen og 10 sammen med det tilknyttede nitrogenatom en 5- til 7-leddet heterocyklisk ring som eventuelt har et yderligere heteroatom udvalgt blandt O, N og S og som eventuelt indeholder C, . 4 x-4 alkyl- eller C4_^ cykloalkylsubstituenter; R betegner C2_g alkyl eller fenyl; og R3 betegner et hydrogenatom eller en 15 acetylgruppe, kendetegnet ved at man omsætter rifa-mycin S eller dets 25-desacetylderivat med et cysteinderivat med den almene formel III HS-CH„-CH-R6 III

2. NH2 c hvor R betegner -H eller -C00H,ellet et salt af cystein i et 20 vandblandbart organisk opløsningsmiddel ved en temperatur mellem stuetemperatur og reaktionsblandingens kogepunkt, hvorved der vindes et 3-[(2-substitueret ætyl)-tio]-rifamycinderivat med den almene formel V