DK159787B

DK159787B - Fremgangsmaade til fremstilling af 3',4'-dideoxykanamycin b

Info

Publication number: DK159787B
Application number: DK554076A
Authority: DK
Inventors: Hamao Umezawa; Sumio Umezawa; Tsutomu Tsughiya
Original assignee: Zaidan Hojin Biseibutsu
Priority date: 1975-12-11
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1990-12-03
Also published as: YU299776A; JPS6029720B2; FR2336412A1; DK554076A; DE2655731A1; YU42129B; JPS5271446A; NL7613706A; YU41292B; YU146385A; US4156078A; BE849311A; FR2336412B1; HU176356B; DE2655731B2; YU146285A; YU42084B; DE2655731C3; DK159787C; CA1075684A

Description

DK 159787 B

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til syntese af 3',4'-dideoxykanamycin B ud fra kanamycin B, via en ny syntesevej, med forbedret udbytte, via hidtil ukendte mellemprodukter af kanamycin B, hvor alle aminogrupper og evt. 2"-hydroxylgruppen beskyttes med 5 sulfonylgrupper, nærmere betegnet laval kyl-, aryl- og aral kyl sul fonyl - grupper.

3',4'-dideoxykanamycin B er et semisyntetisk antibiotikum med en høj antibakteriel aktivitet mod medicin-resistente bakterier, og det anvendes derfor i vid udstrækning klinisk (britisk patentskrift nr.

10 1.349.302 og "Journal of Antibiotics" Vol. 24 (1971), s. 485).

3',4'-dideoxykanamycin B har den følgende strukturformel: 61 CH2NK2 m2 2 ">') o ''>) v bh, -¾ ‘ 3' I" 5 1 6 NH2 6" / 20 CH2OH / 5* J— O o

4» l \Z

HoWT.

1 2"

711 I

25 5 OH

Kendt teknik til fremstilling af 3',4'-dideoxykanamycin B, hvortil der heri i det følgende henvises som DKB, omfatter de følgende to fremgangsmåder: 30 1) Idet der begyndes ud fra kanamycin B, omsættes dette med et alkoxycarbonylhalogenid til beskyttelse af de 5 aminogrupper i kanamycin B, og derpå beskyttes hydroxylgrupperne i 3'-, 4'-, 4"- og 6"-stillin-gerne ved omdannelse af et par af 3'- og 4'-hydroxyl grupperne såvel som et par af 4"- og 6"-hydroxylgrupperne til acetal- eller ketalform. 2"- 35 hydroxyl gruppen beskyttes derefter med en alkanoyl- eller aroylgruppe, og den beskyttende gruppe for 3'- og 4'-hydroxylgrupperne fjernes selektivt ved behandling med en fortyndet syre, hvorpå sulfonylering af 3'-og 4'-hydroxylgrupperne, dannelse af en dobbeltbinding mellem 3'- og 4'-carbonatomerne ved behandling med et al kalimetal bromid eller -iodid og

DK 159787 B

2 zinkpulver og hydrogenering af dobbeltbindingen udføres i rækkefølge.

Derefter fjernes de beskyttende grupper for 4"- og 6"-hydroxylgrupperne ved behandling med en syre, og endelig fjernes de resterende beskyttende grupper til dannelse af DKB (se britisk patentskrift nr. 1.349.302).

5 2) Aminogrupperne i det som udgangsmateriale anvendte kanamycin B

beskyttes ved omdannelse til en gruppe af Schiff-basetype, og et par af 3'- og 4'-hydroxylgrupperne såvel som et par af 4"- og 6"-hydroxyl-grupperne beskyttes ved omdannelse til acetal- eller ketalform. Det således opnåede beskyttede derivat underkastes behandlinger i rækkefølge 10 som netop omtalt ovenfor til dannelse af DKB (se det ovennævnte britiske patentskrift).

Denne kendte teknik kræver indviklede trin til beskyttelse af amino- og hydroxyl grupperne og fjernelse af de beskyttende grupper og giver DKB i et kun ringe totaludbytte, der er så lavt som 10%.

15 Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en til syntese af DKB særlig fremgangsmåde, som er fri for de ovennævnte ulemper ved den kendte teknik. I et særligt aspekt tilvejebringes en til syntetisering af DKB ud fra kanamycin B ny forbedret fremgangsmåde, som kan udføres med et formindsket antal omsætningstrin og er i stand til at give DKB i 20 et forbedret total udbytte.

Som et resultat af videre undersøgelser har det nu vist sig, at de 5 aminogrupper i kanamycin B også kan beskyttes ved hjælp af en amino-beskyttende gruppe af alkylsulfonyl-, arylsulfonyl- eller aral kyl sul-fonyltype ved omsætning af kanamycin B med et al kyl sul fonsyre-, arylsul -25 fonsyre- eller aral kyl sulfonsyrehalogenid i et organisk oløsningsmiddel, enten vandigt eller vandfrit, såsom vandig dioxan eller vandig acetone i nærværelse af en base, f.eks. en al kalimetal base, såsom natriumcarbonat.

Det har yderligere vist sig, at parret af 4"- og 6"-hydroxylgrupperne i det således opnåede penta-N-sulfonylerede kanamycin B kan beskyttes 30 selektivt ved omsætning med et alkylidenerings-, arylidenerings-, cyclo-hexylidenerings- eller tetrahydropyranylideneringsmiddel, som vides at indføre et divalent hydroxyl-beskyttende radikal, som beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.349.302, og ved forholdsvis lav temperatur på f.eks. 10-80°C uden blokering af parret af 3'- og 4'-hydroxylgrupperne.

35 Det resulterende 4",6"-0-beskyttede derivat af det penta-N-sulfonyle-rede kanamycin B kan omdannes til det tilsvarende 3',4'-di-0-1 aval kyl-, -aryl- eller -aral kyl sulfonylerede derivat, eventuelt sammen med det tilsvarende 3',4',2"-tri-0-1 aval kyl-, -aryl- eller -aral kyl sulfonylerede derivat, når dette 4",6"-0-beskyttede derivat omsættes med lavere al kyl-,

DK 159787 B

3 aryl eller aral kyl sulfonsyrechlorid, fortrinsvis benzyl sulfonylchlorid i et opløsningsmiddel, såsom pyridin, ved en lav temperatur-på f.eks.

-30°C til 30°C. Når det 3',4'-di-0-1 aval kyl-, -aryl- eller -aralkyl-sulfonylerede derivat eller det 3',4',2"-tri-0-lavalkyl-, -aryl- eller 5 -aral kyl sulfonylerede derivat behandles med et metal i odid, såsom natriumiodid eller lithiumiodid, i et organisk opløsningsmiddel, såsom Ν,Ν-dimethylformamid, ved en temperatur på f.eks. 50-150°C fjernes 3'-og 4'-al kyl-, -aryl- eller -aral kyl sulfonyloxygrupperne til dannelse af det tilsvarende 3',4'-umættede derivat (dvs. det tilsvarende 3'-eno-10 derivat). S'^'-enoderivatet kan derefter omdannes til det mættede derivat ved hydrogenering og beskyttelsesgrupperne fjernes, således at man opnår S'^'-dideoxykanamycin B. De hertil nødvendige fremgangsmådetrin gennemføres på konventionel måde. Hvad angår rækkefølgen, så kan fremgangsmåderne udføres i to forskellige udførelsesformer. Når 3',4'-15 umættede derivat hydrogeneres i første udførelsesform, omdannes det til det tilsvarende 3',4'-mættede derivat, dvs. 3',4'-dideoxykanamycin B, hvori de 5 aminogrupper og eventuelt 2"-hydroxylgruppen stadig er sulfonylerede, og hvori parret af 4"- og 6"-hydroxylgrupperne stadig er beskyttet ved hjælp af det divalente hydroxyl-beskyttende radikal. Ved 20 behandling med en fortyndet syre fjernes den beskyttende gruppe for 4"-og 6"-hydroxylgrupperne.

De amino-beskyttende radikaler af den førnævnte sulfonyltype og den eventuelle 2"-hydroxyl-beskyttende gruppe af den førnævnte sulfonyltype kan fjernes på én gang ved behandling af de ovennævnte beskyttede deri-25 vater med et alkalimetal eller jordal kalimetal i ammoniak og/eller med en alkylamin.

Ifølge den anden udførelsesform af fremgangsmåden fjernes dernæst den dival ente hydroxyl beskyttende gruppe fra det 3',4'-umættede derivat, hvorefter de resterende beskyttelsesgrupper fjernes og først derefter 30 gennemføres hydrogeneringen.

1 2

Eksempler på de beskyttende radikaler R og R i formel (II) (i kravene) er en laval kyl sulfonylgruppe, f.eks. methyl-, ethyl-, propyl-, isopropyl- og butyl sulfonyl; en aryl sulfonylgruppe, f.eks. p-toluen-, o- nitrobenzen-, p-nitrobenzen-, pmethoxybenzen- og 1- eller 2-naphthalen- 35 sulfonyl; og en aral kyl sulfonylgruppe, f.eks. benzyl sul fonyl. Foretrukne 1 2 beskyttende radikaler R og R er en methyl sulfonyl-, en tosyl- og en benzyl sulfonylgruppe.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udføres under anvendelse af et alkalimetal, i form af lithium, natrium eller kalium, eller et jord-

DK 159787 B

4 alkalimetal, i form af calcium, magnesium eller barium, eller en blanding deraf i ammoniak, og/eller under anvendelse af en laval kylamin. Det er bekvemt at anvende lithium eller natrium. Laval kyl aminen kan være i form af en mono-, di- eller tri-lavalkylamin, f.eks. methyl-, ethyl-5 eller propylamin, dimethyl- eller diethylamin og trimethyl- eller tri-ethylamin; en aromatisk amin, f.eks. anilin, laval kyl-anil in, såsom methyl-, dimethyl-, ethyl- og diethyl anil in, toluidin, benzylamin, dibenzylamin, diphenylamin og/eller naphthylamin. Det foretrækkes at anvende flydende ammoniak, methyl amin og/eller ethylamin. Omsætningen kan 10 om ønsket udføres i nærværelse af et organisk opløsningsmiddel, f.eks. methanol, ether og benzen.

En temperatur, ved hvilken omsætningen udføres, kan ligge i intervallet fra -80°C til +50°C. Når omsætningen udføres ved stuetemperatur eller højere, udføres den fortrinsvis i et forseglet rør. Omsætningen 15 fortsættes passende i 0,5 til 24 timer.

En mængde af alkalimetallet eller jordal kalimetal let, som skal anvendes, er passende omkring 10 til 100 mol pr. mol af forbindelsen med den ovennævnte formel (I). Metallet kan tilsættes i to eller flere portioner og i form af delte stykker.

20 Efter fuldførelse af omsætningen sættes ammoniumchlorid eller en dermed ækvivalent forbindelse til reaktionsblandingen til nedbrydning af det resterende alkalimetal eller jordal akalimetal, derpå fjernes opløsningsmidlet, og remanensen optages i vand. Det resulterende produkt kan renses ved hjælp af en konventionel teknik, f.eks. ved søjlechromato-25 grafi, til dannelse af den ønskede forbindelse SM'-dideoxykanamycin B. Behandling af denne forbindelse med en syre ved en sædvanlig fremgangsmåde kan give forbindelsens syreadditionssalt, f.eks. i form af sulfat, hydrochlorid eller methansulfonat.

Det har også vist sig, at når det 3',4'-umættede derivat svarende 30 til forbindelsen med formlen (II) behandles med et alkalimetal eller jordal kalimetal på samme måde som ovenfor, kan de beskyttende grupper R1 2 og R fjernes sideløbende, og at produktet, som er fri for de beskyttende grupper og som har en dobbeltbinding mellem 3'- og 4'-stillingen, kan underkastes hydrogenering til dannelse af DKB.

35 Hydrogenerings-reduktion af det fremstillede 3',4'-dideoxy-3'-eno-kanamycin B, kan udføres under tilsætning af hydrogengas i et passende opløsningsmiddel i nærværelse af en konventionel hydrogeneringskatalysator, f.eks. Raney-nikkel, platin, platinoxid, palladium-carbon, cobolt, rhodium-kompleks, kobber og jern. Eksempler på opløsningsmidlet, som

DK 159787 B

5 skal anvendes, er vand, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, dioxan, pyridin, tetrahydrofuran, dimethylformamid, cyclohexan og/eller ethyl-acetat.

Reduktionen kan udføres ved en temperatur på fra -40°C til +120°C, 5 skønt et foretrukket interval er fra omgivel sestemperatur til 100°C.

Skønt reduktionen let kan forløbe under atmosfæretryk, kan den også ud- 2 føres under et tryk på fra 5 til 100 kp/cm . Omsætningstiden er passende fra 0,5 til 48 timer.

Det på denne måde opnåede 3',4'-dideoxykanamycin B kan renses som 10 allerede anført og omdannes til dets syreadditionssalte, f.eks. sulfat, hydrochlorid, methansulfonat og lignende.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer et nyt forløb for syntese af 3',4'-dideoxykanamycin B fra kanamycin B i gode udbytter, og dette forløb har de følgende store fordele: 15 1) De respektive trin, hvoraf det nye forløb består, er forenklede, og total udbyttet af DKB kan nå 40% eller mere på basis af det oprindelige kanamycin B-materiale.

2) Trinet til beskyttelse af 2"-hydroxylgruppen med f.eks. en acyl-gruppe kan udelades, hvad der fører til formindskelse i antallet af 20 trin.

3) Fjernelsen af de beskyttende radikaler for amino- og hydroxyl-grupperne kan udføres på én gang, og ingen sidereaktioner optræder.

4) Fremgangsmåden kan undgå anvendelse af zink, som hidtil har været krævet til dannelse af dobbeltbindingen mellem 3'og 4'-stillin- 25 gerne, hvad der resulterer i formindskelse i omkostning og eliminering af bortskaffelsesproblem.

For hele syntesen af DKB ud fra kanamycin B tilvejebringes derfor en fremgangsmåde til fremstilling af 3',4'-dideoxykanamycin B ud fra kanamycin B, hvilken fremgangsmåde omfatter, at man i rækkefølge til og 30 med trin D: A) omsætter kanamycin B med en i det væsentlige støkiometrisk mængde af et sulfonsyrehalogenid, som har formlen: r3so2x 35 o hvori R betegner en laval kyl-, aryl- eller aral kylgruppe, og X betegner et halogenatom, ved en temperatur fra -30°C til +50°C i et i givet fald organisk opløsningsmiddel, i nærværelse af en base til dannelse af et penta-N-sulfonyleret kanamycin B, som.har den almene formel:

DK 159787 B

6 ch-,μ1 NHr1

Ja ΛΥ 5 ( OH A_1 o -\0H / \ / M_/ (V)

no I I

CH„OH / C-0 o7 “ Λ'ν K π HO ^--j

OH

15 1 3 3 hvori hver R betegner -S02R , hvori R har den ovenfor anførte betydning; B) omsætter den sulfonylerede forbindelse, som har formlen (V), med 20 et alkylidenerings-, arylidenerings-, cyclohexylidenerings- eller tetra-hydropyranylideneringsmiddel ved en temperatur fra 10-80°C til beskyttelse af 4"- og 6"-hydroxylgrupperne til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel: oc CHpNHR1 NHR1 25 >-0 /—Λ**! / \ / ^ KL/— ο-1/!// H0 -1 I (VI) 30 NHR1 ) OH9C / / J-o o < / l \/ *

OH

7

DK 159787 B

hvori R* har den ovenfor anførte betydning, og Z betegner en al kyl iden-, aryliden-, cyclohexyliden- eller tetrahydropyranylidengruppe; C) yderligere omsætter forbindelsen, som har formlen (VI), med et sulfonsyrehalogenid, som har formlen: 5 r3so2x 3 hvori R og X har de ovenfor anførte betydninger, ved en temperatur fra -30°C til +30°C i et opløsningsmiddel, såsom 10 pyridin, og hvor dette sulfonsyrehalogenid kan være det samme som eller forskelligt fra det for den første sulfonylering anvendte, til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel: CH2NHR1 NHR1 ” ΓΛ /S"*1 NHR1 / 20 oh2c / / /7\/°

25 O I

OR2 hvori R^ og Z har de ovenfor anførte betydninger, R* har den samme 1 a betydning som R , men kan dog være det samme som eller forskellig fra 12 1 30 R , og R betegner et hydrogenatom eller en R -gruppe; α D) behandler forbindelsen, som har formlen (VII), med natrium-eller 1 i thi umi odid i et opløsningsmiddel, såsom dimethyl formamid, ved en temperatur fra 50-150°C til dannelse af en 3',4'-umættet forbindelse, som har den almene formel: 35

DK 159787 B

8 CK2I-iKR1 NHR1

) ° \ - / W

5 ( /- o -Af/ NHR1 / OGH2 ' (VIII)

" <W

0^ OR2 15 1 2 hvori R , Z og R har de ovenfor anførte betydninger; E) udsætter den umættede forbindelse, som har formlen (VIII), for hydrogenering til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel: 20 ! ' 1

CH NHR1 NHR

/— / \ NKR1 / \ / N (XX)

W^-'-TV

= / NHR / OHpC / / h\/° 30 jVyNHR1 h/ OR2 1 2 35 hvori R , Z og R har de ovenfor anførte betydninger; F) behandler forbindelsen, som har formlen (XI), til fjernelse af det beskyttende radikal Z til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel:

DK 159787 B

9 CH2Wffil HKR1 )-o i-. NHR1 ( \ / Si \ /— o —\οκ / 5 W *—/ .

L1 ) (ii) CHpOH / j-0 o tø»1 y

KO “I

OR^ 1 2 15 hvori R og R har de ovenfor anførte betydninger; og G) omsætter forbindelsen, som har formlen (II), med et alkalimetal eller jordal kalimetal i flydende ammoniak og/eller i en laval kylamin til fjernelse af alle de beskyttende grupper R1 og R2, eller også behandler den 3',4'-umættede forbindelse, som har formlen (VIII), til fjernelse af 20 hydroxyl beskyttelsesgruppen, og omsætter den således opnåede forbindelse, som har formlen (III): ' Ci^liHR1 ItHR1 25 ) ) XfR1 “ \ /— o-(III)

t i I

NHR·1· ) 30 CH2OH / \fRl/l/

HO I

35 qR2 1 2 hvori R og R har de ovenfor anførte betydninger, med et alkalimetal eller jordal kalimetal i flydende ammoniak og/eller i 1 2

en laval kylamin til fjernelse af de beskyttende radikaler R og R

DK 159787 B

10 derfra, og den derved dannede 3',4'-dideoxy-3'-eno-kanamycin B, som har den almene formel (IV): P ch9nh9 5 i 1 1 i 2 / \ Γ'Ψ

Vyu o —i/ <iv) 10 nh2 ) CHoOH / J-o ° / \/ K2 y 15 HO Ί-/

OH

hydrogeneres.

Opfindelsen skal yderligere belyses, men ikke begrænses, ud fra en 20 foretrukken udførelsesform af opfindelsen ved hjælp af de følgende eksempler.

Eksempel 1.

25 1) Penta-N-tosyl-kanamycin B

CH2NKTs NHTs

r\ tT

HO '-f NET s / CH2OIi /

„ j-O O

/ · y K tffl'Is / / I \l /Y (Ts=tosyl) HO N-j

OH

s .

11

DK 159787 B

5,4 g kanamycin B (fri base) opløstes i 55 ml vand, hvortil der sattes 6,7 g natriumcarbonat, efterfulgt af 110 ml dioxan.-Efter isafkøling tilsattes 13 g tosylchlorid (ækvivalent med ca. 6 mol pr. mol kanamycin B), og den resulterende blanding omrørtes i 10 timer under is- 5 afkøling. Reaktionsopløsningen koncentreredes derefter under reduceret tryk ved omkring 45°C, og koncentratet hældtes i vand. Den således dannede opslæmning filtreredes, udvaskedes med vand, indtil den var neutral, og derefter med ether og tørredes til dannelse af 13,8 g af råproduktet. Produktet rensedes ved søjlechromatografi på silicagel ved 10 eluering med chloroform-ethanol (10:1) til dannelse af 10,2 g (73%) af titel forbindel sen.

2) Penta-N-tosyl-4ll,6//-0-cyclohexyliden-kanamycin B

15 CK2MTs NHTs \ /l—\r-

5L/-° -tJ

20 NHTs ) och2 / __^ J-O 0 25 o i

OH

170 g penta-N-tosyl-kanamycin B opløstes i 17 ml dimethyl formamid, 30 hvortil der sattes 53 mg grundigt tørret p-toluensulfonsyre og 0,6 ml cyclohexanon-dimethylketal. Blandingen holdtes ved 50°C under et tryk på 30 mmHg i 30 minutter for at bringe den i omsætning. En prøve af reaktionsblandingen testedes ved tyndt!agschromatografi på silicagel ved udvikling med ethyl acetat-benzen (3:1).

35 Når der ses forsvinden af pletten med Rf = 0,04 og dannelse af pletterne med Rf = 0,38 (som kan tillægges den omhandlede forbindelse) og med Rf = 0,56 (som kan tillægges dicyclohexylidenproduktet) med et forhold på 2:1, sattes 0,01 ml vand opløste i dimethyl formamid til reaktionsblandingen, og den resulterende blanding henstilledes ved omgivel-

DK 159787B

12 sestemperatur natten over.

Derefter tilsattes en vandig mættet opløsning af 125 mg natrium-hydrogencarbonat på én gang under grundig omrøring, og den opnåede opløsning koncentreredes under reduceret tryk og hældtes derpå i vand. Det 5 således dannede faststof frafiltreredes, udvaskedes med vand og tørredes til dannelse af 1,80 g af titel forbindel sen. Smeltepunkt 175-176°C

(dekomponering), [a]25 = + 13° (c=l i DMF).

D

Analyse beregnet for Csg^NgOgøSij: 10 C 53,10; H 5,66; N 5,25; S 12,01% fundet: C 52,73; H 5,51; N 4,83; S 11,68%.

3) 3',4'-di-Q-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-c.yclohexyl iden-kanamycin B og 3/,4',2"-tri-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6,l-0-15 cyclohexyliden-kanamycin B

CH2NHTs NHTg } 0. / \ NHTs

/ \ / N

\OBs /-O-/ 20 bsoN-/ N-/ NHTs / OH o C / / \/ j-o 7° 0\ (Zy

OQ

30 q = H eller Bs Bs = S02CH2^ ^ 1,76 g penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-kanamycin B opløstes i 36 ml pyridin, hvortil der var tilsat 505 mg (2 molære forhold) benzyl-sulfonylchlorid, og blandingen holdtes ved en temperatur på -3 til -5°C 35 i 2,5 timer. Derefter tilsattes yderligere 253 mg benzyl sulfonylchlorid, og den resulterende blanding henstilledes ved omkring 3°C natten over, efterfulgt af tilsætning af 0,4 ml vand. Reaktionsopløsningen koncentreredes til efter!adel se af en mørkerød sirup, som opløstes i 120 ml chloroform. Opløsningen udvaskedes i rækkefølge med 10% kaliumhydrogen- 13 .*.··* ·. ... . ·»'- · DK 159787 £ sulfatopløsning, 5% vandig natriumhydrogencarbonat og vand og tørredes over magnesiumsulfat. Chloroformen afdestilieredes til efter!adel se af 2,16 g af et brunt faststof, som i det væsentlige bestod af en blanding af titel forbindelserne.

5 Denne blanding rensedes ved at lade den passere gennem en søjle af silicagel ("Wacogel C-200", 140 g) under anvendelse af benzen-ethyl - acetat (3:2) som elueringsmiddel til dannelse af 1,31 g (61%) 3',4'-di- 0-benzyl sulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyli den-kanamyci η B med 25 smeltepunkt 169-170°C (dekomponer!ng) og [a] = 0° (c=l i chloroform)

10 D

samt 473 mg (20%) 3',4',2"-tri-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0- cyclohexyliden-kanamycin B med smeltepunkt 163-164°C (dekomponer!ng og 25 [a] = +20° (c=l i chloroform). Disse to produkter kunne anvendes

D

15 sammen, uden adskillelse som ovenfor, i det følgende omsætningstrin med de samme resultater.

4) Penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3'^'dideoxy-S'-enokanamycin B

20 CH9NHTs NHTs l—O ) \NHIs 25 I \ i'lHTs / OCH.; /

o<7V

30 X oM_-/

OH

199 mg 3',4'-di-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-35 cyclohexyliden-kanamycin B, fremstilledes som beskrevet i fremgangsmåde 3), opløstes i 4 ml dimethyl formamid, hvortil der sattes 2,03 g tør natriumiodid, og blandingen holdtes ved 100°C i 30 minutter under omrøring. Reaktionsopløsningen blev homogen på 2 minutter-og skiftede gradvist fra rødligt brun til mørkebrun på grund af dannelse af i od. Medens

DK 159787 B

14 reaktionsopløsningen holdtes varm, sattes chloroform dertil, og bundfaldet fraskiltes ved filtrering. Faststoffet udvaskedes godt med chloroform, og udvaskningsmidlet kombineredes med filtratet. Den kombinerede chloroformopløsning koncentreredes under reduceret tryk, og det 5 med chloroform forbundne dimethyl formamid fjernedes. Remanensen optoges i chloroform og udvaskedes med 5% vand hypochlori topløsning til fjernelse af iodet og udvaskedes yderligere med vand. Chloroformopløsningen tørredes derefter over vandfri magnesiumsulfat, og opløsningsmidlet af-destilieredes til dannelse af 137 mg (87%) af titel forbi ndel sen.

10 Analyse beregnet for Cgg^NgØjgSg: C 54,49; H 5,66; N 5,39; S 12,33% fundet C 54,32; H 5,51; N 5,16; S 11,97%.

5) 2"-0-benzylsulfon.y1-penta-N-tosyl-4",6ll-0-c,yclohex.yliden-3',4/-15 dideoxy-S'-enokanamycin B

CHpNHTs NHTs tig \--KHTs 2° \ ^- O -ΜΗ j NHTs / OH9C /

“ θ\ h"V

N\KHTs p/

o I

OBs 30 232 mg 3', 4',2"-tri-0-benzylsulfonyl -penta-N-tosyl -4",6"-0-cyclo-hexyliden-kanamycin B opløstes i 4,6 ml dimethyl formamid, hvortil der sattes 2,44 g natriumiodid, og blandingen holdtes ved 100°C i 1 time til 35 udvirkning af omsætningen. Derefter tilsattes 20 ml chloroform efterfulgt af 5% vandig hypochloritopløsning, og den resulterende blanding rystedes grundigt. Chloroformlaget fraskiltes, udvaskedes med vand, tørredes over magnesiumsulfat og koncentreredes derefter. Det hermed forbundne dimethyl formamid fjernedes ved azeotrop destillation med

DK 159787 B

15 toluen til efter!adel se af 197 mg af et lysebrunt faststof. Dette faststof rensedes ved passage gennem en søjle af silicagel ("Wacogel C-200", 10 g) under anvendelse af benzen-ethylacetat (2:1) til dannelse af 164 mg (87%) af titel forbinde!sen som farveløst faststof. Smeltepunkt 156- 5 157°C (dekomponering), [a]23 = -15° (c=l i chloroform)

D

Analyse beregnet for C66H79N5°20S6: C 54,49; H 5,47; N 4,81; S 13,22% fundet: C 54,17; H 5,49; N 4,50; S 12,95%.

10

6) Penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3/,4/dideoxykanamycin B

CH2HHTs · NHTs 1—0 J-viiKTs Q—jw NKTs / OH'·, C / 20 / f-\ 0 l—V / ° / W\K;^y

25 0H

157 mg penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3,-enokanamycin B

opløstes i en blanding af 1,5 ml ethyl acetat og 0,5 ml dioxan. 30 mg platinoxid sattes til opløsningen, og blandingen holdtes ved omgivel- 30 sestemperatur under et hydrogentryk på 3,5 atmosfærer i en time. Til reaktionsopløsningen sattes dioxan, som var opvarmet til muliggørelse af opløsningen, hvorefter der filtreredes til fjernelse af platinoxidet.

Koncentrering af filtratet gav en sirup, hvortil der sattes vand. Det således dannede udfældede stof fraskiltes ved centrifugering og tørredes 35 til dannelse af 124 mg (84%) af titel forbi ndel sen som hvidt faststof.

Smeltepunkt 155 - 156°C, [a]23 = 0° (c=0,4 i dimethyl formamid).

D

16

DK 159787 B

Analyse beregnet for C59H75N5°18S5: C 54,40; H 5,80; N 5,38; S 12,31% fundet: C 53,91; H 5,79; N 4,96; S 11,74%.

5 7) 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3',4f-

dideoxykanamycin B

CH2NHT s ρτ S

\_γ—T_/ NHTs / OH pC / o< /~°x / - \0TTs i' Ί OBs 20 112 mg V -0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3'-enokanamycin B, fremstillet som beskrevet i den ovenfor anførte fremgangsmåde 5), opløstes i 2 ml dioxan, hvortil der sattes 30 mg platin-25 oxid, og blandingen holdtes ved omgivelsestemperatur under hydrogen ved 3,5 atmosfærer i 1 time. Katalysatoren fjernedes derefter ved passage gennem en søjle af silicagél, efterfulgt af udvaskning med dioxan.

Fjernelse af dioxanen ved destillation gav 113 mg af titel forbindelsen som farveløst fasstof. Smeltepunkt 156-157°C (dekomponering), 30 [a]^ = +16° (c=l i chloroform).

D

Analyse beregnet for cggH8iN5°20S6: C 54,42; H 5,60; N 4,81; S 13,20%. fundet: C 54,56; H 5,57; N 4,69; S 13,01%.

35

DK 159787 B

17

8) Penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B

CH2NHTs NHTs ) \NHTs

5 / \ / N

\_/—0 NHTs / /

10 CH^OH O

\NHTs // HO ^---/

15 OH

39,0 mg penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3',4'-dideoxykanamycin B, fremstillet som beskrevet i den ovenfor anførte fremgangsmåde 6), opstemmedes i en blanding af 1,1 ml eddikesyre og 0,3 ml vand, og opslæm-20 ningen holdtes ved 80°C i 1 time. Reaktionsblandingen antog omtrent tilstand af en opløsning på omkring 10 minutter, og de uopløselige stoffer fjernedes ved filtrering. Filtratet koncentreredes og tørredes til dannelse af 31,0 mg (85%) penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B.

25 9) 2"-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3',4'dideoxykanamycin B

CH2NHTs - NHTs

/ 0 , / 0 v NHTS

/ \ / \ =. V-A-»-AL·/ NHTs j CHoOH 0 35 ! / \NHTs N HO^——( OBs 18

DK 159787 B

113 mg 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3',4'-dideoxykanamycin B, fremstillet som beskrevet i fremgangsmåden 7), behandledes med 2 ml 80% eddikesyre ved 80°C i 1,5 timer. Efter at opslæmningen var blevet homogen, koncentreredes reaktionsopløsningen under 5 reduceret tryk og underkastedes azeotrop destillation med toluen til dannelse af 104 mg (97%) af titel forbi ndel sen.

10) Penta-N-tosyl-3/,4/-dideoxy-3/-enokanamyciη B

10 CH2NHTs KHTs

(\ /~TS

\ A—° —%/ 1 ^—i 15 NHTS ! / /

CH-OH O

20 l~° \J

|\NHTs N

On ^-/

OH

25 42 mg penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3'-enokanamycin B, fremstillet som beskrevet i fremgangsmåden 4), opslæmmedes i en blanding af 1 ml eddikesyre og 0,3 ml vand, og opslæmningen holdtes ved 80°C i 1 time. Efter at omsætningen var fuldført, fjernedes de uopløselige stoffer ved filtrering, og filtratet, koncentreredes og tørredes til dannelse 30 af 32 mg af titel forbindel sen.

35

DK 159787 B

19

11) 2"-0-benzylsu1fonyl-penta-N-tosyl-3' ^'dideoxy-S'-enokanamycin B

ch2nhts ψ£5 J-o / \NHTs O·-4-) i ) NHTs / 10 /

O

ch2°h r\ |\ ΝΗΪ s /1/ 15 0H\Z__/ -1 OBs 38 mg 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-4",6"-0-cyclohexyliden-3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B, fremstillet som beskrevet i den oven-20 nævnte fremgangsmåde 5), behandledes ved den samme fremgangsmåde som anført i fremgangsmåden 10) til dannelse af 27 mg af titel forbi ndel sen.

Eksempel 2

3',4'-dideoxy-kanam.ycin B

25 26,3 mg penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B, fremstillet som i

Eksempel 1, 8), opløstes i 5 ml flydende ammoniak ved -60°C, hvortil der var sat ca. 5 mg natriummetal. Omkring 15 minutter senere opløstes natriummet fuldstændigt, og opløsningen blev bleggul, hvorefter der tilsattes yderligere ca. 5 mg natrium. Efter 30 minutters forløb blev reak-30 tionsopløsningen mørkeblå, hvad der viste fuldendelsen af omsætningen.

Derpå tilsattes ammoniumchlorid i små portioner for at gøre opløsningen gul. Opløsningen opvarmedes langsomt til stuetemperatur til fjernelse af ammoniak, og remanensen optoges i vand. Den således opnåede opløsning neutraliseredes med eddikesyre og anbragtes derefter i en søjle af "CM-35 Sephadex C-25" (Pharmacia Co.Sweden). Søjlen udvaskedes med 30 ml vand og gradient-chromatograferedes derefter med 0,03 til 0,3 N vandig ammoniak.

Eluatet samledes i fraktioner, og de aktive fraktioner kombineredes og koncentreredes til tørhed til dannelse af 10 mg 3',4'-dideoxykana- 20

DK 1S9787B

mycin B-monocarbonat. Dannelsen af monocarbonatet skyldtes tilsyneladende absorption af carbondioxid fra atmosfæren.

Dette produkt udviste Rf=0,19 i tyndtlagschromatografi på silicagel under anvendelse af n-butanol/ethanol/chloroform/17% ammoniak (4:4:2:3) 5 som elueringsmiddel. Værdien Rf=0,19 var identisk med Rf-værdien af autentisk 3',4'-dideoxykanamycin B.

Antibakterielt spektrum af dette produkt var også identisk med spektret for 3',4'-dideoxykanamycin B.

10 Eksempel 3.

Fremgangsmåden i Eksempel 2 gentoges, men ud fra 21,9 mg 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B, fremstillet som i Eksempel 1, 9), hvilket opløstes i 2 ml flydende ammoniak. Der opnåedes derved 80 mg 3',4'-dideoxykanamycin B-monocarbonat som farveløst fast-15 stof, hvoraf tyndtlagschromatogram og antibakterielt spektrum begge var identiske med chromatogrammet og spektret for den autentiske prøve.

Eksempel 4.

32 mg 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3,,4,-dideoxykanamycin B 20 opløstes i en afkølet blanding (omkring -30°C) af 2,5 ml ethylamin og 3 ml flydende ammoniak, hvortil der derefter sattes ca. 10 mg natriummetal. Den resulterende blanding opvarmedes langsomt under omrøring til muliggørelse af gradvis opløsning af natriummet, hvorved omsætningen forløb meget mildt. Efter 3 timers forløb opvarmedes reaktionsopiøs-25 ningen til fjernelse af opløsningsmidlet, og remanensen optoges i vand.

Opløsningen neutral i seredes med p-toluensulfonsyre og koncentreredes til tørhed til dannelse af et faststof, som tørredes godt og ekstra-heredes 3 gange med dimethyl formamid ved omkring 50°C. Den kombinerede ekstrakt koncentreredes til tørhed. Det således opnåede i det væsent-30 lige afsaltede stof anbragtes i en søjle af "CM-Sephadex C-25", som derefter udvaskedes med vand og gradient-chromatograferedes med 0,03 til 0,3 N vandig ammoniak. Eluatet samledes i fraktioner, og de aktive fraktioner kombineredes og koncentreredes til tørhed til dannelse af 11,5 mg 3',4'-dideoxykanamycin B-monocarbonat.

35

Eksempel 5.

Den i Eksempel 4 beskrevne fremgangsmåde gentoges, bortset fra, at 31,7 mg 2"-0-benzylsu1fonyl-penta-N-tosyl-3',4'-dideoxykanamycin B opløstes i 4 ml ethylamin ved 0 oC, hvortil der derefter sattes omkring 10

DK 159787B

21 mg lithiummetal. Der opnåedes således 11 mg 3',4'-dideoxykanamycin B-monocarbonat.

Eksempel 6.

5 Ved at følge den i Eksempel 4 beskrevne fremgangsmåde, med undta gelse af, at 31,3 mg 2"-0-benzylsulfonyl-penta-N-tosyl-3/,4,-dideoxy-kanamycin B opløstes i 4 ml ethylamin ved 0°C, efterfulgt af tilsætning af omkring 10 mg kaliummetal, opnåedes der 10,8 mg 3',4'-dideoxykana-mycin B-monocarbonat.

10

Eksempel 7.

1) 26 mg penta-N-tosyl-3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B, fremstillet som beskrevet i Eksempel 1, 10), opløstes i 4 ml ethylamin ved 0°C, 15 hvortil der sattes omkring 5 mg lithiumsalt, og blandingen holdtes ved denne temperatur i 3 timer. Den efterfølgende behandling i overensstemmelse med Eksempel 7 gav 9,6 mg 3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B-mono-carbonat.

20 2) 11,0 mg 3',4'-dideoxy-3'-enokanamycin B-monocarbonat, frem stillet som ovenfor, opløstes i 0,5 ml vand, hvortil der sattes en dråbe eddikesyre, efterfulgt af 2 mg platinoxid. Blandingen omrørtes ved omgivelsestemperatur i 1 time under en hydrogenatmosfære ved et tryk på 3,5 atmosfære. Reaktionsopløsningen filtreredes derefter, og filtratet kon-25 centreredes til dannelse af et faststof, som anbragtes i en søjle af "CM-Sephadex C-25". Søjlen udvaskedes med vand og gradient-chromatogra-feredes med 0,03 til 0,3 N vandig ammoniak. Eluatet samledes i fraktioner, og de aktive fraktioner kombineredes og koncentreredes til tørhed.

Der opnåedes 9,8 mg 3',4'-dideoxykanamycin B-monocarbonat, som viste sig 30 at være identisk med det autentiske 3',4'-dideoxykanamycin B-mono-carbonat med hensyn til forbindelsernes tyndtlagschromatogram og anti-bakterielle spektrum.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af 3',4'-dideoxy-kanamycin B fra kanamycin B, k e n d e t e g n e t ved, at man i rækkefølge til og med trin D

5 A) omsætter kanamycin B med en i det væsentlige støkiometrisk mængde af et sulfonsyrehalogenid, som har formlen r3so2x 10 hvori R betegner en laval kyl-, aryl- eller aral kylgruppe, og X betegner et halogenatom, ved en temperatur fra -30°C til +50°C i et i givet fald organisk opløsningsmiddel, i nærværelse af en base til dannelse af et penta-N-sulfony-leret kanamycin B, som har den almene formel: 15 CH..NHR1 NHR1 r\ Mf » / ΗΟλ| J / (v) NHR ch2ch / j-0 o7 25 ΚΓ1 /V no V--1 OH i 3 3 30 hvori hver R betegner -SO^R , hvori R har den ovenfor anførte betydning, og B) omsætter den sulfonylerede forbindelse, som har formlen (V), med et alkylidenerings-, arylidenerings-, cyclohexylidenerings- eller tetra-hydropyranylideneringsmiddel ved en temnperatur fra 10-80°C til beskyt-35 telse af 4"- og 6"-hydroxylgrupperne til dannelse af en forbindelse, som har den almeme formel: DK 159787 B ch2nkr]- nhr1 i-o J--\ NHR1 / \ / \ s fr_/—«—Nr / HO ^-1 -, , 4 I η (VI) NHR1 ) oh2c / / )— O O

10 Z{ / i \ / \ \ y i OH hvori R1 har den ovenfor anførte betydning, og Z betegner en alkyliden-, 15 aryliden-, cyclohexyliden- eller tetrahydropyranylidengruppe; og C) yderligere omsætter forbindelsen, som har formlen (VI), med et sulfonsyrehalogenid, som har formlen: r3so2x 20 3 hvori R og X har de ovenfor anførte betydninger, ved en temperatur fra -30°C til +30°C i et opløsningsmiddel, såsom pyridin, og hvor dette sulfonsyrehalogenid kan være det samme som eller forskelligt fra det for den første sulfonylering anvendte, til dannelse 25 af en forbindelse, som har den almene formel: CH2HHR1 NHR1 O /~T 30 \^Ra /-O-f\OH y Ra° ^-1 I (ViI) NHR1 / OH^C / * / h\/ O I OR2 DK 159787 B hvori R1 og Z har de ovenfor anførte betydninger, R1 har den samme betydning som R*, men kan dog være det samme som eller forskellig fra

12. R , og R betegner et hydrogenatom eller R .-gruppe; og O D) behandler forbindelsen, som har formlen (VII), med natrium- 5 eller lithiumiodid i et opløsningsmiddel, såsom dimethyl formamid, ved en temperatur fra 50-150°C til dannelse af en 3',4'-umættet forbindelse, som har den almene formel: CHjjKHR1 MHR1 10 ) ° , / N^NHR1 \_/ ° KKR1 / 15 / » \ fe)/ OR2 1 2 hvori R , Z og R har de ovenfor anførte betydninger; og E) udsætter den umættede forbindelse, som har formlen (VIII), for 25 hydrogenering til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel: CI^NHR1 NHR1 /\ /~~^jmRl

30. A-o--J (XI) NHR1 / OH-jC / * / h\/° \ncl/ . 0R? DK 159787 B 1 2 hvori R , Z og R har de ovenfor anførte betydninger; og F) behandler forbindelsen som har formlen (XI), til fjernelse af det beskyttende radikal Z til dannelse af en forbindelse, som har den almene formel:

5 CHpNHR1 NHR1 M λ-f - ° 'L_/ 10 11 J (II> NHR·1- / ch2oh / J— O 0 Λ V 15 \NHR Af N_/ HO

1. OR" 1 2 hvori R og R har de ovenfor anførte betydninger; og 20 G) omsætter forbindelsen, som har formlen (II), med et alkalimetal eller jordalkalimetal i flydende ammoniak og/eller i en lavalkylamin til fjernelse af alle de beskyttende grupper R og R , eller også H) behandler den 3',4'-umættede forbindelse, som har formlen (VIII), til fjernelse af hydroxylbeskyttelsesgruppen, og 25 I) omsætter den således opnåede forbindelse, som har den almene formel (III): CH2NHR1 NHR1 / 0 / \ NHR1 {j—Q- NHR1 / / (III) 35 / ch2oh O )—O / / , V Knhr1 // Ηθ\' / Ar2 DK 159787 B 1 2 hvori R og R har de ovenfor anførte betydninger, med et alkalimetal eller jordal kalimetal i flydende ammoniak og/eller i Γ 2 en laval kylamin til fjernelse af de beskyttende grupper R og R derfra, og den derved dannede S'^'dideoxy-S'-enokanamycin B, som har den almene 5 formel (IV): CH?NHp m0 K Λλ- „ \-/-» nh2 / CH20H o (IV) Ay f\NH2 // HO \ / OH 20 hydreres. 25 30