DK155797B

DK155797B - Fremgangsmaade til fremstilling af 3-jod- og 3-bromrifamycin s

Info

Publication number: DK155797B
Application number: DK530978AA
Authority: DK
Inventors: Egidio Marchi; Lauretta Montecchi
Original assignee: Alfa Farmaceutici Spa
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1989-05-16
Also published as: ZA786299B; FI783639A; GR71727B; AT360652B; IT1090759B; BE872294A; FR2410000B1; FI65254B; US4179438A; DE2851312A1; NL7811558A; SE7812231L; DK155797C; ATA837078A; JPS625159B2; AU4186778A; CH636619A5; AR219775A1; FR2410000A1; LU80567A1

Description

1 DK 155797 B

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af 3“halogenderivater af rifamy-cin S, nærmere betegnet fremstilling af 3-jod- og 3-brom-rifamycin S. 3-Halogenrifamycin S og SV er kendte forbin-5 delser (M.F. Dampier, C.W. Chen, H.W. Shitlock Jr.:

Journ. Am. Chem. Soc. 98:22 (oktober 1976) side 7065-7066).

Den fremgangsmåde som i nævnte afhandling beskrives til fremstilling af 3-jodrifamycin S består i omsætning af 1 mol rifamycin SV med 1 mol elementært jod i fast tilstand 10 i nærværelse af pyridin og ved en temperatur på 25°C. Reaktionsproduktet behandles derefter med en vandig opløsning af kaliumferricyanid og renses ved passage gennem en kroma-

DK 155797B

2 tografikolonne indeholdende silikagel. Udbyttet af renset 3-jodrifamycin S er 37%.

I samme afhandling beskrives en fremgangsmåde til fremstilling af 3-bromrifamycin S, der består i omsætning 5 af 1 mol rifamycin SV med 1,8 mol pyridiniumhydrobromid-perbromid i ætanol ved lav temperatur. Reaktionsproduktet renses ved kromatografering på en kolonne af silikagel. Udbyttet af renset 3-bromrifamycin S er 30%.

3-Jod- og 3-bromrifamycin S omdannes til 3-jod- hen-10 holdsvis 3-bromrifamycin SV ved behandling i 60%s vandigt metanol med askorbinsyre.

3-Halogenderivaterne af rifamycin S og SV er anvendelige mellemprodukter til syntese af derivater af rifamycin S og SV, der har mikrobiologisk virkning. Imidlertid muliggør 15 de lave udbytter af 3-halogenderivater, der kan opnås ved de kendte fremgangsmåder, ikke nogen praktisk industriel udnyttelse . 4

Det er den foreliggende opfindelses formål at tilvejebringe en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af 20 3-jod- og 3-bromrifamycin S, og denne fremgangsmåde er ejen dommelig ved at rifamycin S omsættes med mindst to ækviva- . lenter jod eller brom pr. mol rifamycin S i nærværelse af mindst ét mol pyridin pr. askvi valent halogen og i nærværelse af et inert polært og hydrofilt opløsningsmiddel ved en 25 temperatur der ikke overstiger stuetemperatur.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen medfører at man kan opnå 3-jod- og 3-bromrifamycin S i meget høje udhytter, af * størrelsesordenen 85-96% og endog højere, og med en så høj renhedsgrad at det er muligt at anvende produktet direkte 30 som mellemprodukt ved fremstilling af et derivat uden at der behøves yderligere rensning.

Det er dog også muligt at underkaste det 3-jod- eller 3-bromrifamycin S, som vindes ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, en rensningsbehandling som fx kro-35 matografering på en kolonne af silikagel som tidligere be skrevet, eller krystallisation fra et passende opløsningsmiddel.

3

DK 155797 B

Ved udøvelsen af den foreliggende fremgangsmåde kan halogenmængden variere alt efter arten af halogen, temperaturen og opløsningsmidlet.

Det er faktisk konstateret at det i tilfældet af jod 5 opnås tilfredsstillende resultater med 2-6 ækvivalenter halogen pr. mol rifamycin S. De bedste resultater opnås ved anvendelse af 4 askvi valen ter jod.

I tilfælde af brom opnås der tilfredsstillende resultater ved anvendelse af 2-4 ækvivalenter brom pr. mol rifa-10 mycin S. De bedste resultater opnås med 3 askvivalenter brom.

Den foretrukne mængde pyridin pr. ækvivalent halogen er i tilfælde af brom 1 mol eller et ringe overskud i forhold til mængden 1 mol pyridin pr. ækvivalent brom. I tilfælde af jod er den foretrukne pyridinmængde 1-10 mol. Faktisk er det 15 konstateret at et sådant overskud af pyridin i tilfælde af jod ikke er skadeligt for reaktionens rigtige forløb.

Den foretrukne reaktionstemperatur tilpasses til den anvendte art halogen, til reaktanternes vægtforhold og til arten og mængden af det anvendte opløsningsmiddel. I tilfæl-20 de af jod er den foretrukne temperatur ca. stuetemperatur, mens temperaturen i tilfælde af brom hensigtsmæssigt ligger inden for området fra -10 til +15°C og således at det særligt foretrækkes at temperaturen er ca. 0°C.

De opløsningsmidler som kan anvendes ved udøvelse af 25 fremgangsmåden ifølge opfindelsen er inerte, polære og hydrofile opløsningsmidler. Eksempler er metanol, ætanol, dioxan, acetonitril, dimetylformamid, tetrahydrofuran, dime tylsulfoxyd, blandinger af de ovennævnte opløsningsmidler med vand og i tilfælde af omsætning med jod, pyridin og vand-30 holdigt pyridin. De foretrukne opløsningsmidler ved omsætning med jod er metanol, ætanol og blandinger deraf med vand. I tilfælde af omsætning med brom er de foretrukne opløsningsmidler dioxan, metanol, ætanol og acetonitril. Ved afslutningen af reaktionen er det nødvendigt at eliminere det fri 35 halogen. I tilfælde af jod er det tilstrækkeligt at bringe reaktionsbiåndingen til tørhed nogle gange, så at jod sublimerer.

DK 155797 B

4 I tilfælde af omsætning med brom foretrækkes det at behandle reaktionsblandingen med et reduktionsmiddel for at omdanne overskydende elementært brom til bromioner, der let kan fjernes ved rensningsmetoder. Blandt de reduktionsmidler 5 som er egnede til formålet er der nogle (fx alkalimetaltio-sulfat i fortyndet vandig opløsning) der kun reducerer brom og lader det dannede 3-bromrifamycin uforandret. Andre reduktionsmidler (fx askorbinsyre og svovldioxyd) reducerer på den anden side også 3-bromrifamycin S til 3-bromrifamycin SV.

10 I sidstnævnte tilfælde er det nødvendigt at gendanne S-formen ved hjælp af en passende oxygerende behandling, fx med man-gandioxyd, kaliumferricyanid, ferriklorid eller sølvoxyd.

Nogle eksempler tjener til nærmere belysning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

15 Tyndtlagskromatografering (TLC) som nævnt deri er gennemført på lag af silikagel 60 ^254' 111111 ^-Y^ke og på alu miniumplader (Merck) . De R^-værdier som angives for produkterne, henfører til R^ for rifamycin S.

Eksempel 1

20 3-Jodrifamycin S

I 8 ml pyridin (99 mmol) opløses der 508 mg (4 mækv) i kulde og under omrøring. Efter 5 minutters forløb tilsættes der 696 mg (1 mmol) rifamycin S. Efter 40 minutters omrøring ved en temperatur under 15°C tilsættes der 200 ml klo-25 roform. Det organiske lag vaskes med 0,1 N vandig saltsyre og derefter med vand. Det organiske lag tørres og bringes til tørhed. Der tilsættes kloroform og opløsningen bringes til tørhed på ny. Denne operation gentages mange gange for at fjerne jodet. Remanensen opløst i kloroform behandles med n-30 hexan, hvilket medfører udfældning af 840 mg råmateriale indeholdende 700 mg 3-jodrifamycin S (udbytte 85%) . Dette råprodukt kan anvendes direkte som mellemprodukt til videre reaktioner. Produktet renses ved at blive opløst i 3 ml af en blanding af kloroform/metanol 40:1 (rumfang/rumfang) inde-35 holdende 0,1% (vægt/rumfang) oxalsyre og passage gennem en kromatografisk kolonne af silikagel (diameter 2,5 cm, højde

DK 155797B

5 20 cm). Som eluering anvendes samme opløsningsmiddelblanding som anført ovenfor.

De fraktioner som indeholder et orangebrunt produkt som har en FfR 0 ,6 (kloroform/metanol 40:1) ved TLC, sva- 5 rende til 3-jodrifamycin S, opsamles, vaskes først med en sur opløsning og derefter med vand, tørres til slut og bringes til tørhed.

Der vindes 670 mg rent 3-jodrifamycin S, svarende til et udbytte på 81,5%.

10 Eksempel 2

3-Jodrifamycin S

508 mg (4 mækv) jod sættes under omrøring til 2 ml (25 mmol) pyridin. Efter 5 minutter tilsættes der 8 ml ætanol, 696 mg rifamycin S (1 mmol) og 3 ml vand. Efter 40 mi- 15 nutters omrøring ved stuetemperatur tilsættes der 300 ml kloroform.

Kloroformopløsningen behandles som i eksempel 1, hvorved der vindes 825 mg råmateriale indeholdende 757 mg 3-jodrifamycin S (udbytte 92% af det teoretiske).

20 Denne fremstillingsproces blev gentaget med anvendel se af ætylacetat i stedet for kloroform, hvorved der opnås et resultat (udbytte og renhedsgrad) som er praktisk talt det samme som foran nævnte.

Eksempel 3

25 3-Jodrifamycin S

Der gås frem som beskrevet i eksempel 2. Ved afslutning af reaktionen tilsættes i stedet for kloroform 10 ml af en blanding af metanol og vand 70:30 (rumfang/rumfang) indeholdende 0,700 g askorbinsyre. Efter 15 minutters omrøring 30 koncentreres opløsningen under vakuum til ca. en tredjedel af det oprindelige rumfang. Der tilsættes 100 ml ætylacetat og opløsningen vaskes gentagne gange til fjernelse af pyridin. Opløsningen tørres over vandfrit natriumsulfat og bringes til tørhed, hvilket giver 840 mg produkt indeholdende

DK 155797B

6 740 mg 3-jodrifamycin SV (udbytte 90%).

Produktet kan anvendes til videre reaktioner. Til omdannelse til det tilsvarende 3-jodrifamycin S opløses produktet i et organisk opløsningsmiddel, oxyderes med mangandioxyd 5 og renses som beskrevet i de foregående eksempler.

Eksempel 4

3-Bromrifamycin S

2,39 g (30 mækv) brom sættes ved -5°C og under omrøring til 2,37 g (30 mmol) pyridin. Efter 5 minutter tilsættes 10 der 150 ml ætanol og 6,96 g (10 mmol) rifamycin S. Efter 15 minutters omrøring ved en temperatur i området mellem -10 og 0°C standses reaktionen ved tilsætning af 300 ml ætylacetat og vask af det organiske lag gentagne gange med en 0,1 N opløsning af natriumtiosulfat op til fuldstændig reduktion af 15 bromet og derefter med en fortyndet sur opløsning for at fjerne pyridinet og til slut med vand. Det organiske lag tørres og inddampes til tørhed.

3-Bromrifamycin S opløses i kloroform og udfældes med n-hexan. Der vindes 7,82 g råprodukt indeholdende 7,410 g 20 3-bromrifamycin S (udbytte 95%).

Råproduktet kan anvendes direkte som mellemprodukt til videre reaktioner.

Produktet kan renses ved søjlekromatografering på si-likagel.

25 Tilsvarende resultat opnås ved at man som opløsnings middel anvender kloroform i stedet for ætylacetat.

Eksempel 5

3-Bromrifamycin S

Der gås frem som beskrevet i eksempel 4. Reaktionen 30 standses ved tilsætning af 5,28 g (30 mmol) askorbinsyre opløst i 100 ml metanol indeholdende 30% vand (rumfang/rum-fang). Opløsningen omrøres i 10 minutter og koncentreres under vakuum til en tredjedel af det oprindelige rumfang. Remanensen fortyndes med ætylacetat og den organiske fase vaskes

DK 155797B

7 med 0,1 N vandig saltsyre og derefter med vand, tørres og inddampes til tørhed, og remanensen opløses i kloroform hvorpå der tilsættes 3,5 g (40 mmol) mangandioxyd (fremstillet ved Rosenkrantz' metode).

5 Efter omrøring i 15 minutter frafiltreres dioxydet og den organiske fase vaskes med 0,1 N vandig saltsyre og derefter med vand, tørres og inddampes til tørhed. Remanensen opløst i klorofom udfældes med n-hexan. Udbyttet af 3-brom-rifamycin S og renhedsgraden deraf er lignende dem der er op-10 nået i eksempel 4.

Eksempel 6

Ved at arbejde som i eksempel 5, men med anvendelse af metanol som reaktionsopløsningsmiddel i stedet for ætanol er der opnået et udbytte på 95%.

15 Eksempel 7

Ved at arbejde som i eksempel 5, men med anvendelse af dioxan som reaktionsopløsningsmiddel i stedet for metanol er der opnået et udbytte på 85-90%.

Eksempel 8 20 Man går frem som i eksempel 5. Reaktionen standses ved tilsætning af en mættet opløsning af svovldioxyd i metanol i en tilstrækkelig mængde til at reducere det stadigvæk tilstedeværende frie brom og samtidig reducere 3-bromrifamycin S til 3-bromrifamycin SV. Omrøringen gennemføres i 10 minutter.

25 Man fortsætter som beskrevet i eksempel 5, hvorved der opnås i det væsentlige tilsvarende resultat.

Eksempel 9

3-Bromrifamyciri S

Til 27,8 g (40 mmol) rifamycin S suspenderet i 600 ml 30 ætanol sættes under omrøring 9,6 g (60 mmol) brom og 4,90 g (60 mmol) pyridin. Reaktionstemperaturen holdes på -10°C.

8

DK 155797 B

Gradvis opløses reaktanterne og suspensionen omdannes herved til en klar opløsning. Efter 30 minutter tilsættes der 20 g askorbinsyre. Når reduktionen af 3-bromrifamycin S og af brom i overskud er afsluttet tilsættes der 2500 ml ætylacetat og 5 opløsningen vaskes mange gange med vand. Den organiske fase behandles derefter med 300 ml 20 vægt% vandig opløsning af ferriklorid. Efter at oxydationen af 3-bromrifamycin SV til 3-bromrifamycin S er afsluttet adskilles faserne og ætylace-tatopløsningen vaskes flere gange indtil den er neutral, hvor-10 på den tørres og inddampes til tørhed. Remanensen krystalliseres fra 60 ml af en blanding af glykolmonometylæter og vand 4:1.

Der vindes 26,5 g af det rene krystalliserede produkt svarende til et udbytte på 85,5%. Krystallisationen kan også 15 gennemføres fra ætylacetat.

%

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af 3-jod- eller 3-brom-rifamycin S, kendetegnet ved at rifamycin S omsættes med mindst to ækvivalenter jod eller brom pr. mol rifamycin S i nærværelse af mindst ét mol pyridin pr. halogenækvivalent og i nærværelse af et inert, polært og hydrofilt opløsningsmiddel, idet der arbejdes ved en temperatur som ikke overstiger stuetemperatur.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af 3-jod-rifamycin S, kendetegnet ved at man anvender 2-6 ækvivalenter jod pr. mol rifamycin S og 1-10 mol pyridin pr. ækvivalent jod og at temperaturen er ca. stuetemperatur.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved at der anvendes 4 ækvivalenter jod pr. mol rifamycin S.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af 3-brom-rifamycin S, kendetegnet ved at der anvendes 2-4 ækvivalenter brom pr. mol rifamycin S og et pyridin eller et svagt overskud herudover pr. ækvivalent brom og at temperaturen holdes i området -10 til +15°C og fortrinsvis på ca. 0°C.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved at der anvendes tre ækvivalenter brom pr. mol rifamycin S.

6. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved at der som inert, polært og hydrofilt opløsningsmiddel anvendes metanol, ætanol, dioxan, acetonitril, dimetylformamid, tetrahydrofuran, dimetylsulf-oxyd eller blandinger deraf med vand eller ved omsætning med jod, pyridin eller vandigt pyridin.