DK161706B - Fremgangsmaade til fremstilling af pyrido-imidazo-rifamyciner - Google Patents

Description

DK 161706 B

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af pyrido-imidazo-rifamyciner med formlen , : Pil’ ^yVyi °CH3 I Ih oh L i I t J ch7

10 OH OH CO

c H 3 ^ Η H

0 ιΟύ 2 15 °—I-Ν» \^/ CH p 3 R1 hvor Rj og R2 uafhængigt betegner hydrogen, (Cj^J-alkyl, eller halogen, 20 eller Rj og R2 sammen med to nabocarbonatomer i pyridinkernen danner en benzenring.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at man omsætter én molækvivalent rifamycin B med formlen 25 CH CH ch f 3 I 3 I 3

C H 3 C O

OCH I OH OH I

v 3 l II

30 s? \

^ OH OH CO CH

„ .. [Yr

35 \ O— CH —COOH

xO 2 CH3

DK 161706 B

2 med fra 1 til 9 molækvival enter 2-aminopyridin med formlen s I 111 E2 hvor Rj og Rg har de ovenfor anførte betydninger, og med fra 1 til 4 10 molækvivalenter af et passende oxidationsmiddel i nærvær af et opløsningsmiddel eller et opløsningsmiddel system ved en temperatur imellem stuetemperatur og kogepunktet for reaktionsblandingen i et tidsrum imellem 10 og 100 timer og om nødvendigt derefter behandler reaktionsblandingen med et passende reduktionsmiddel.

15 Nogle af forbindelserne med formel (I), nærmere betegnet de forbindelser, hvori Rj og Rg uafhængigt betegner hydrogen eller (Cj^)-alkyl, eller R^ og Rg sammen med to nabocarbonatomer i pyridinkernen danner en benzenring, er kendte inden for patentlittera-turen, se f.eks.

US patentskrift nr. 4.341.785.

20 Andre forbindelser med formel (I), nærmere betegnet de forbindelser, hvori mindst én af Rj eller Rg betegner halogen, er beskrevet i den offentligt tilgængelige italienske patentansøgning nr. 3626 A/82.

I disse to referencer beskrives også en fremgangsmåde til fremstilling af forbindelserne med formel (I).

25 I korthed udførtes den kendte fremgangsmåde ved omsætning af en molær mængde 3-halogen rifamycin S med formlen

p ii C H CH

i 3 i 3 I 3

30 OCH OH OH L

X/ C'! I

^ CO CH3

°k o I

CH3 1 X .NR

halo °4-A °.

ch3

35 VVV

DK 161706 B

3 hvor R betegner hydrogen eller acetyl og halo fortrinsvis betegner brom eller iod, med fra 2 til 8 molækvival enter af en passende 2-amino-pyridin med formel (III).

Herved opnås en forbindelse med formlen 5 ?H3 ^3 fH3 RO .A.

OCH3 OH oh cHo il 10 1 3 Jl J n (5o"CH3 æv *1 20 hvori R, Rj og Rg har de ovenfor anførte betydninger, hvilken forbindelse fortrinsvis isoleres og karakteriseres og dernæst behandles med ascorbinsyre til opnåelse af slutprodukterne med formel (I) eller de tilsvarende deacetylforbi ndel ser.

Selv om udbyttet fra de to nævnte trin beregnet i forhold til 25 udgangsforbindelsen (IV) undertiden er temmeligt godt (mellem cirka 45% og cirka 75%), har fremgangsmåden beskrevet i US patentskrift nr.

4.341.785 alvorlige begrænsninger, idet udgangsforbindelsen (IV) ikke er et kommercielt produkt, men hver gang skal fremstilles ud fra rifamycin S ved passende halogeneringsprocesser, f.eks. den fra DK 30 patentansøgning nr. 5309/78 kendte. Fra DK patentansøgning nr. 5309/78 kendes således en fremgangsmåde til fremstilling af 3-iod-rifamycin S og 3-brom-rifamycin S i et udbytte på hhv. 81,5% og 85,5%. Kombineres den fra DK patentansøgning nr. 5309/78 kendte fremgangsmåde med den fra ovennævnte US patentskrift nr. 4.341.785 kendte opnås en tretrinsproces, 35 hvor f.eks. udbyttet af 4-deoxy-4,-methyl-pyrido[r,2/;l,2]imidazo[5,4- c]rifamycin SV bliver 62,5%, hvilket er væsentligt ringere end udbyt-tet opnået ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, specielt i betragtning af, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen er industrielt mere attraktiv, da

DK 161706 B

4 den forløber i et enkelt trin og ikke kræver anvendelse af kostbare og toxiske reagenser som brom og iod.

I det foreliggende betegner (Cj^J-alkyl ligekædede eller forgrenede alkylgrupper, nemlig methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, 5 sec.-butyl, isobutyl og tert.-butyl.

Forbindelserne med formel (I) har fremragende anti bakterielle egenskaber både in vitro og in vivo. På grund af deres ringe absorption i dyrs organer og væv ved oral administrering har de vist sig at være særligt egnede til behandling af microbielle infektioner i mave- og 10 tarmkanalen.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er en betydelig forbedring sammenlignet med den hidtil kendte fremgangsmåde. Rifamycin B, der er et kommercielt produkt, anvendes ifølge opfindelsen som udgangsforbindelse. Denne forbindelse opnås let ved fermentation af 15 Streptomyces mediterrane! som beskrevet i Antibiotics Annual 1959-1960, pp. 262-270, 1960 og i tysk patentskrift nr. 1.113.288 og af Streptomyces mediterrane! ATCC 21789 som beskrevet i belgisk patentskrift nr. 799.122.

Rifamycin B omsættes ifølge opfindelsen under milde betingelser med 20 en udvalgt 2-aminopyridin med formel (III) og med et passende oxidationsmiddel i et egnet opløsningsmiddel eller opløsningsmiddel system, hvorfra der ved hjælp af metoder, som er kendte for fagmanden, isoleres de ønskede slutprodukter med formel (I), hvor Rj og R^ ^ar de ovenfor anførte betydninger, i udbytter, der varierer fra cirka 65% til cirka 25 80% beregnet ud fra det som udgangsmateriale anvendte rifamycin B.

Omsætningen af forbindelserne med formel (II) og (III) i nærvær af et egnet oxidationsmiddel forløber i kun ét trin og belyses med følgende reaktionsskema, hvor Rj og R£ har de ovenfor anførte betydninger.

i

DK 161706 B

5 skema i

CH CH CH

I 3 I 3 I 3

CH^COO

°CH3 i

jv· “ S

OH OH 9° CH3 CH3 Jh

MM

/y* + j oxidations- 0 I Γ ^ ~T~R2 middel *

0 χ 0-CH2—COOH

ch3 III

II

CH„ CH„ CH I 3 I 3 i 3 ^“^ΛΛΛ «, I T T i

T\ OH OH

CH3 I

°H 0H Cq'^' CH3

CH3 Jv NH

0~ίΑ V

DK 161706 B

6 I praksis omsættes en molær mængde rifamycin B med formel (II) med fra 1 til 9 molækvival enter af en 2-aminopyridin med formel (III) og fortrinsvis fra 2 til 4 molækvival enter af den nævnte aminopyridin og fra 1 til 4 molækvival enter af et passende oxidationsmiddel.

5 Oxidationsmidlet kan anvendes enten i opløsning i reaktionsmediet, i suspension eller opløst i et opløsningsmiddel, der ikke er blandbart med reaktionsopløsningsmidlet. Når et molært overskud af oxidationsmiddel i forhold til rifamycin B anvendes, skal siutreaktionsblandingen behandles med et egnet reduktionsmiddel, almindeligvis en vandig opløs-10 ning af ascorbinsyre, for at opnå slutproduktet med formel (I).

Mange oxidationssystemer kan anvendes med fordel, enten organiske eller uorganiske, såsom al kyl nitritter, quinoner, organiske peroxider, hydrogenperoxid, luft og oxygen eventuelt i nærvær af katalysatorer, iod, mangandioxid, blytetracetat, al kali persulfater, ferrisalte, kupri-15 salte, mercurisalte, al kali ferri cyanider, mercurioxid og alkalihypo-chloritter. lod, mangandioxid, kaliumferricyanid og natriumhypochlorit i vandig opløsning foretrækkes.

Reaktionen udføres i nærvær af et opløsningsmiddel eller et opløsningsmiddelsystem, der generelt er udvalgt blandt dem, der almindeligvis 20 anvendes i rifamycin-kemien. For eksempel anvendes med fordel aromatiske hydrocarboner såsom benzen og toluen, lavere halogenerede hydrocarboner såsom methylenchlorid, chloroform, 1,2-dichlorethan og analoge, lavere al kano!er såsom methanol, ethanol, propanol, isopropanol eller n-butanol. Lavere alkylestere af lavere alifatiske syrer, acetonitril, 25 dioxan og tetrahydrofuran kan med fordel også anvendes. Disse opløsningsmidler kan anvendes alene, blandet med hinanden eller blandet med vand i forskellige volumetriske forhold. De opløsningsmidler, der har givet de bedste resultater, er benzen, toluen, lavere halogenerede hydrocarboner, lavere al kanoler alene eller blandet med vand, aceto-30 nitril, dioxan og tetrahydrofuran.

Reaktionen finder sted ved normalt tryk og inden for vide temperaturgrænser, nemlig mellem stuetemperatur og reaktionsblandingens kogepunkt. En temperatur mellem stuetemperatur og cirka 60°C giver normalt absolut tilfredsstillende resultater.

35 Reaktionen løber til ende inden for en tidsperiode, der hovedsage ligt er afhængig af beskaffenheden af aminopyridinen med formel (III) og de forhold, hvorunder reaktionen udføres. Der kræves fra 10 til 100 timer for at opnå slutprodukterne med formel (I) i de ønskede udbytter.

DK 161706 B

7

De således opnåede forbindelser med formel (I) isoleres fra reaktionsmediet i overensstemmelse med konven-tionelle teknikker.

Således fjernes for eksempel overskuddet af uomsat aminopyridin med formel (III) fra den organiske fase ved hjælp af en vandig opløsning af 5 en mi neral syre. Den organiske fase separeres dernæst og tørres eventuelt over et egnet middel som for eksempel natriumsulfat, og slutproduktet med formel (I) opnås ved at afdampe opløsningsmidlet. Alternativt opnås de ønskede forbindelser ved krystallisation fra reak-tionsmediet ved en temperatur på cirka 0°C til 10°C, når der anvendes 10 opløsningsmiddel systemer indeholdende vand.

Forbindelserne med formel (I) kan, om nødvendigt, renses ved krystallisation fra egnede opløsningsmidler eller opløsningsmiddelsy stemer.

Opfindelsen belyses i det følgende nærmere ved hjælp af eksempler.

15 IR spektra blev foretaget i KBr med et "Perkin-Elmer 281-B"- spektrofotometer.

1 13 H-NMR og C-NMR spektra foretoges i deuterochloroform med et "Varian XL 100"-spektrofotometer under anvendelse af tetramethylsilan som intern standard. UV spektra foretoges i absolut methanol med et 20 "Perkin-Elmer 552"-spektrofotometer.

Eksempel 1

4-deoxy-4,-meth.yl-pyrido[r,2/:l,21imidazo[5,4-c1rifamycin SV

7,5 g (0,01 mol) rifamycin B, 4,3 g (0,04 mol) 2-amino-4-methyl-25 pyridin og 2,5 g (0,01 mol) iod opløstes i 60 ml methylenchlorid, og den således opnåede opløsning henstod ved stuetemperatur i 15 timer. Efter at reaktionsblandingen var blevet vasket, først med 40 ml af en vandig 2N opløsning af saltsyre og dernæst med vand, og den organiske fase var blevet tørret over natriumsulfat, fjernedes methylenchloridet ved 30 afdampning under vakuum.

Der opnåedes en remanens, som krystalliseredes med ethanol og vand 7:3 (vol/vol). Udbytte 5,3 g (67% af det teoretiske). Smp. 200°-205°C (dekomponer!ng).

DK 161706 B

8 UV Spektrum: λ max (m/i) E*lcm 232 489 5 260 339 292 295 320 216 370 119 450 159 10 IR Spektrum: karakteristiske absorptionsbånd observeredes ved følgende frekvenser (i cm"1): 3440 (b), 2960 (st), 2920 (st), 2860 (sv), 2820 (msv), 1705 (st), 1640 (st), 1580 (st), 1500 (st). b = bred, s = stærk, sv = svag, msv = meget svag.

15 ^-NMR Spektrum: karakteristiske resonanstoppe observeredes ved følgende δ (udtrykt som ppm): -0,56 (d,3H); 0,14 (d,3H), 0,74 (d,3H), 0,94 (d,3H), 1,94 (s,3H), 1,98 (s,3H), 2,02 (s,3H), 2,26 (s,3H), 2,63 (s,3H), 3,00 (s,3H), 3,2-3,9 (m,3H), 4,15-5,20 (m,2H), 5,9-6,9 (m,4H), 7,06 20 (dd,lH), 7,38 (s,IH), 8,39 (s,IH), 8,43 (d,lH), 11,0 (s,IH), 13,12 (s,IH).

s = singlet, d = dublet, m = multiplet, dd = dublet af dublet.

13 C-NMR Spektrum: karakteristiske resonanstoppe observeredes ved 25 følgende δ (udtrykt som ppm): 6,98, 8,06, 8,21, 10,76, 17,56, 20,43, 20,78, 21,44, 22,35, 32,91, 36,93, 37,78, 38,59, 56,99, 72,65, 73,91, 76.75, 77,86, 97,83, 103,86, 104,09, 108,97, 109,99, 112,03, 114,96, 115,52, 117,61, 119,26, 122,99, 125,35, 128,44, 128,96, 136,21, 138,87, 141.75, 142,10, 147,74, 155,10, 170,63, 171,89, 182,19, 188,84.

30

Eksempel 2

4-deox.y-isoquinolinor2/,r:l,21imidazor5,4-clrifamycin SV

Ved i alt væsentligt at følge det foregående eksempel opnåedes ud fra 7,5 (0,01 mol) rifamycin B og 4,3 g (0,03 mol) 1-amino-35 i soquinolin og 2,5 g (0,01 mol) iod, 5,8 g af titel forbindel sen (71% af det teoretiske). Smp. 181-186°C (dekomponering).

DK 161706 B

9 UV Spektrum: λ max (m/j) E^crn 253 532 5 288 363 300 346 320 290 382 120 430 129 10 IR Spektrum: karakteristiske absorptionsbånd observeredes ved følgende frekvenser (i cm-1): 3440 (b), 3140 (b), 2910 (st), 2850 (sv), 1700 (st), 1630 (b), 1610 (b), 1580 (sv), 1555 (msv), 1535 (msv). b = bred, s = stærk, sv = svag, msv = meget svag.

15 *H-NMR Spektrum: karakteristiske resonanstoppe observeredes ved følgende 8 (udtrykt som ppm): -0,65 (d,3H), 0,04 (d,3H), 0,7 (d,3H), 0,88 (d,3H), 1,55 (s,3H), 1,92 (s,3H), 2,02 (s,3H), 2,27 (s,3H), 2,77 (d,lH), 2,94 (s,3H), 3,00-3,90 (m,4H), 4,78 (d,lH), 4,93 (q,lH), 5,75-7,00 (m,4H), 20 7,34 (d,IH), 7,6-8,0 (m,6H), 16,6 (m,lH).

s = singlet, d = dublet, m = multiplet, q - kvartet.

Eksempel 3 3/-brom-4-deoxy-p.yridori/,2':l,2]imidazo[5,4-clrifamycin SV 25 Ved at følge eksempel 1 opnåedes ud fra 7,5 g (0,01 mol) rifamycin B, 3,5 g (0,02 mol) 2-amino-5-brom-pyridin og 2,5 g (0,01 mol) iod 6,4 g (udbytte 75% af det teoretiske) af titel forbi ndel sen.

UV Spektrum: 30 λ max (πιμ) Ejlcm 225 481 238 502 298 345 35 330 185 378 107 450 133

DK 161706 B

10 IR Spektrum: karakteristiske absorptionsbånd observeredes ved følgende frekvenser (i cm-1): 3440 (b), 3220 (sv), 2960 (st), 2925 (m), 2870 (m), 1725 (sv), 1715 (st), 1655 (sv), 1635 (st), 1600 (mst). b - bred, m = medium, sv = svag, st = stærk, mst = meget stærk.

5 *H-NMR Spektrum: karakteristiske resonanstoppe observeredes ved følgende δ (udtrykt som ppm): -0,56 (d,3H), 0,13 (d,3H), 0,80 (d,3H), 0,85 (d,3H), 1,91 (s,3H), 1,94 (s,3H), 2,02 (s,3H), 2,26 (s,3H), 2,98 (s,3H), 2,60-3,00 (m,lH), 3,25 (d,lH), 3,56 (s,IH), 3,38-3,80 (m,2H), 4,84 10 (d,lH), 5,00 (q,IH), 6,02 (d,lH), 6,00-7,00 (m,3H), 7,60 (d,lH), 7,87 (q,lH), 8,39 (s,IH), 8,56 (d,lH), 16,80 (s,IH) s * singlet, d = dublet, q = kvartet, m = multiplet.

13 C-NMR Spektrum: karakteristiske resonanstoppe observeredes ved 15 følgende δ (udtrykt som ppm): 7,13, 8,17, 10,86, 17,47, 20,41, 20,73, 21,28, 33,07, 37,12, 38,08, 38,77, 57,01, 72,94, 73,92, 76,80, 77,88, 98,48, 103,82, 105,11, 108,96, 109,28, 112,59, 112,81, 115,57, 116,33, 120,94, 123,38, 125,22, 129,06, 136,03, 136,80, 137,46, 141,96, 170,92, 171,59, 171,81, 182,62, 187,68.

20

Eksempel 4

4-deoxy-4'-methyl-pyridoTl',2':1,21imidazo[5,4-c]rifamycin SV

En opløsning af 7,5 g (0,01 mol) rifamycin B og af 3,2 g (0,03 mol) 2-amino-4-methyl-pyridin i 60 ml methylenchlorid tilsattes 3,3 g (0,01 25 mol) kaliumferricyanid, og reaktionsblandingen omrørtes ved stuetemperatur i 24 timer. Reaktionsblandingen vaskedes først med 40 ml IN vandig opløsning af saltsyre og dernæst med vand til neutralisering. Det organiske lag isoleredes, tørredes over natriumsulfat, opløsningsmidlet afdampedes under vakuum, og der opnåedes en remanens, som krystalli-30 seredes fra ethanol/vand - 7/3 (vol/vol). Udbytte 5,9 g (75% af det teoretiske).

Det opnåede produkt har samme kemisk-fysiske karakteristika som det i eksempel 1 opnåede.

35

DK 161706 B

11

Eksempel 5

4-deoxy-4'-methyl-pyridolT ,2' :l,2]imidazor5,4-c]rifamycin SV

7,5 g (0,01 mol) rifamycin B og 4,3 g (0,04 mol) 2-amino-4-methyl-pyridin opløst i 75 ml methylenchlorid tilsattes 10 ml 1M vandig 5 opløsning af natriumhypochlorit, og den resulterende reaktionsblanding omrørtes ved stuetemperatur i 15 timer. Dernæst fraskiltes det vandige lag, og det organiske lag vaskedes først med 50 ml 2N vandig opløsning af saltsyre og dernæst med vand til neutralisering. Efter tørring over natriumsulfat afdampedes det organiske lag under vakuum, og remanensen 10 krystalliseredes fra 7/3 (vol/vol) ethanol/vand-blånding, og der opnåedes 5,2 g (66% af det teoretiske) produkt med samme kemisk-fysiske karakteristika som det i eksempel 1 opnåede.

Eksempel 6

15 4-deoxy-4'-methyl-pyridoFl',2':1,21imidazor5,4-clrifamycin SV

En suspension af 75 g (0,1 mol) rifamycin B, 43 g (0,4 mol) 2-amino-4-methyl-pyridin og 26 g (0,3 mol) mangandioxid i 250 ml aceo-nitri 1 omrørtes ved stuetemperatur i 24 timer. Reaktionsblandingen filtreredes, fortyndedes med 800 ml methylenchlorid og behandledes i 15 20 minutter med 100 ml 25% (vægt/vol) vandig opløsning af ascorbinsyre.

Dernæst vaskedes det organiske lag med 400 ml 2N vandig opløsning af saltsyre og dernæst med vand til neutralisering. Efter tørring over natriumsulfat afdampedes opløsningsmidlet, remanensen krystalliseredes fra 7/3 (vol/vol) ethanol/vand, og der opnåedes efter tørring 61 g (78% 25 af det teoretiske) produkt med de samme kemisk-fysiske karakteristika som det, der opnåedes i eksempel 1.

i

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af pyrido-imidazo-rifamyciner med formlen e CH Ch ch 5 ch3- 1^1^ OCH3 f OH OH II V^CH, i I J CO^CH 10 /S OH OH i 3 VyY I T-/^f 15 o—I—s. ~\J CH3 T R1 hvor Rj og R2 uafhængigt betegner hydrogen, (Cj_^)-al kyl eller halogen, 20 eller Rj og R2 sammen med to nabocarbonatomer i pyridi nkernen danner en benzenring, KENDETEGNET ved, AT man omsætter én mol-ækvivalent rifamycin B med formlen

25 F**3 T*3 j^3 OCH OH OH I I]; j’ 1

30. OH OH CO CH3 • "iyvV1" \\ O— CH„-COOH 35 0 2 CH3 DK 161706 B ' med fra 1 til 9 molækvival enter 2-aminopyridin med formlen η N Ό " p R Rn 2 10 hvori Rj og R2 har de ovenfor anførte betydninger, og med fra 1 til 4 molækvival enter af et passende oxidationsmiddel i nærvær af et opløsningsmiddel eller et opløsningsmiddel system ved en temperatur imellem stuetemperatur og kogepunktet for reaktionsblandingen i et tidsrum imellem 10 og 100 timer og om nødvendigt derefter behandler 15 reaktionsblandingen med et passende reduktionsmiddel.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, AT der for hvert molækvivalent rifamycin B anvendes fra 2 til 4 molækvival enter 2-aminopyridin med formel (III).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, AT oxidations- 20 midlet er udvalgt blandt alkylnitritter, quinoner, organiske peroxider, hydrogenperoxid, luft og oxygen eventuelt i nærvær af katalysatorer, iod, mangandioxid, blytetraacetat, al kalipersulfater, ferrisalte, kuprisalte, mercurisalte, alkaliferricyanider, mercurioxid og alkali-hypochloritter.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, KENDETEGNET ved, AT oxidations- midlet er udvalgt blandt iod, kaliumferricyanid, natriumhypochlorit i vandig opløsning og mangandioxid.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, AT opløsningsmidlet eller opløsningsmiddel systemet er udvalgt blandt lavere haloge- 30 nerede hydrocarboner, lavere al kano!er, lavere al kyl estere af lavere alifatiske syrer, acetonitril, dioxan og tetrahydrofuran alene, blandet med hinanden eller blandet med vand i forskellige volumetriske forhold.