FI63030B - Foerfarande foer framstaellning av som antibioter anvaendbara substituerade n-metylenderivat av tienamycin - Google Patents

Description

1 63030

Menetelmä antibioottisina aineina käyttökelpoisten tienamysiinin substituoitujen N-metyleeni-johdannaisten valmistamiseksi

Jakamalla erotettu patenttihakemuksesta nro 763308 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä antibioottisina aineina käyttökelpoisten tienamysiinin substituoitujen N-mety-leeni-johdannaisten valmistamiseksi, joiden kaava on

10 OH

-/N--SCH-CH_N=C-R

I 2 2 I 1 2 I

I NR R

- --COOR'

15 O

jossa R on vetyatomi, alempi alkyyliryhmä, fenyyli-, pyri-dyyli-, tiatsolyyli-, trifluorimetyyli-, amino-, atsido- ^»NH .1 20 alkyyli- tai aminoalkyy li ryhmä tai ryhmä -C^ ' on ^och3 vetyatomi, alempi alkyyliryhmä, alempi alkenyyliryhmä, alempi alkyylitioalkyyliryhmä, bentsyyli-, dialkyyliamino-, trifluorietyyli-, karboksimetyyli-, alkoksi- tai nitroryh-

2 12 25 mä ja R on vetyatomi tai alempi alkyyliryhmä tai R ja R

muodostavat yhdessä typpiatomin kanssa piperidyylirenkaan ja R1 on alkyylibentsyyli-, alkenyyli- tai asyloksialkyyli- ryhmä.

Tienamysiini on kuvattu US-patenttijulkaisussa nro 30 3 950 357.

Tienamysiinillä on seuraava rakenne:

OH

-SCH_CH_NH_ 35 I I 2 2 2 I II'

-N-U COOH

2 63030

Substituoituja N-metyleenitienamysiini-johdannaisia voidaan myös esittää sisäisenä suolana, jonka kaava on

OH O

5 I Cf) 1 H'—1 2

- SCH2CH2N^ C -^NR R

I l rs * 11,1 ^-N- -C00 10 Yksinkertaisuuden vuoksi keksinnön mukaisesti valmis tettuja estereitä esitetään esimerkeissä symbolilla:

QH

15 Th--N=C-X 1'

Y

*— coor' jossa "Th" tarkoittaa tienamysiinin bisyklistä runkoa ja 20 jossa yhdisteen hydroksyyli-, amino- ja karboksyyliryhmät on osoitettu.

Jatkuvasti tarvitaan uusia antibiootteja. Valitettavasti ei ole olemassa tietyn antibiootin mitään staattista tehokkuutta, koska minkä tahansa sellaisen antibiootin jat-25 kuva suurimittainen käyttö selektiivisesti johtaa patogeenien vastustuskykyisten kantojen syntymiseen. Lisäksi tunnettujen antibioottien haittana on se, että ne ovat tehokkaita ainoastaan mikro-organismien määrättyjä lajeja vastaan. Näin ollen tutkimus uusien antibioottien löytämiseksi 30 jatkuu.

Yllättäen on todettu, että keksinnön mukaisesti valmistetut yhdisteet ovat laajan vaikutusspektrin omaavia antibiootteja, joita voidaan käyttää eläin- ja ihmistera-piassa ja ei-elollisissa järjestelmissä. Uudet antibiootit 35 ovat hyvin laajaspektrisiä ja ne tehoavat sekä gram-posi-tiivisiin bakteereihin (kuten S. aureus, Strep. Pyogenes ja 3 63030 B. subtilis) että gram-negatiivisiin bakteereihin (kuten E. coli, Proteus morganii, Klebsiella/ Serratia ja Pseudomonas) .

Lähtöaineyhdiste valmistetaan saattamalla yhdiste, 5 jonka kaava on

X

-ΓΤ—SCH-CH.NH.

I I 2 2 2 III

10 J-N-—COOH

O

tai sen sopivaa O- ja/tai karboksyyli-johdannaista reagoimaan kaavan 15 NR1R2

« o IV

R-C-X°R" 20 mukaisen imidoesterin kanssa, jossa kaavassa X°R" on poistuva ryhmä, jolloin X° on O tai S ja R" on alempi alkyyli 1 2 tai vastaava ja R, R ja R merkitsevät samaa kuin edellä tai kaavan R1R2N ®»C-X' £) I x' · v

R

30 mukaisen imidohalogenidin kanssa, jossa kaavassa R, R1 ja 2 R merkitsevät samaa kuin edellä tai kaavan X°R"

35 r1r2n-c=n-r VI

4 63030 mukaisen yhdisteen kanssa, jossa kaavassa X°, R", R, R1 ja 2 R merkitsevät samaa kuin edellä.

Tienamysiinin kokonaissynteesi on kuvattu kantaha-kemuksessa nro 763308 (patentti nro 62 306).

5 Farmakologisten kokeiden tulokset Määritettiin uusien tienamysiinien ja vertailuyhdis-teiden pienin vaikuttava pitoisuus käyttäen tavanomaisia gram-positiivisia ja gram-negatiivisia bakteereja. Tulokset on esitetty seuraavissa taulukoissa.

5 63030 o m vo •'Τ n vo ro r- vo 'd' tOtOco^^^^^ nJlOCQ O T- cm ro o C O 2 O C B P O Cr m Ό 3 m en in 3 ^ co vo ro r" m «n (1) tl) CM «· - - - -

10 CO K O r- CM ro O

Λ 2

VO

σι t- cm vo p VO CO CM CO "S' *“ 1) 03 CM »· «· » « *·

P (0 ffl O O O O O

0 0 2 m co • Λ O

to o P Γ" 3 -—· pop *- r~ oo r- 3 P Cl) VO I— t— CM CM . r- C0 E 4-3 CM * “ » * -

P C CO O O O O O

> tn W 2 P ^

M P

(0 to vo co r- co cm en 3 on CM T- CM ro o C 3 cm ^ » s » v

φ 10 P « O O O O O

C -H rH 2

•H O O

P P O

H Q) -H · CM

<DCUWcor~co on ro OP p p ro p vo *— .¾ ,y (0 cm ·* ·* » ^ «· X cd > m o o o o o 3 X! (0 2

P P P

3 P P

«0 3 3

^ ^ P

Ή r* T- i" r* (N

C <0 CO O O O O O

<i) > tn cm - - - - - P 3 ra o o o o o CC Φ 2

P P P

P e 3 to φ (0 m

>1 P OO ΓΟ P CM P CM

Era · ση o o o o o (0C/1CM "»****

C ra O O O O O

Φ 2

P

P

Φ

C P

Φ to cm ro •HP ra ra a a a ra to 3 u 3 Λ ra >1 —

H

to H

φ φ '"ra ra a a a a p > u

P Φ P (0 M X

P — ro cm e _ a Y Λ a h ra a uija a 63030

CO

3 a co -h

«H iH

O O r- m o 4J υ - «. - s *. i

•H · O O "Sf O . O

ή °* M V

2 2 > Ή “ «e Τί +) \ > c +j Cn = 3 a.

Ti os Λί >-

ti cc «H

·% 2(0 oo «0 <N > CO *.

te a o- o m S U aajroino oor- OJ fsj -H p « - v | .. ..

5 W C 3 o o ** oo 71 U <D m rr

^ CO K -H

$ I CN * W O

: i <y

X Ή s__V--Z

.¾ -p a e

rH flJ

S e Ϊ _/ ö H

H A s tJ a os co ® tn

g· -H (0 CO CO CO (A

§ cp a C

2 a cd co cd co co o· a O M ·Η Jm -h -h 5 « -p υ -p υ υ r|

-P

a 0) •o a ro m en m ro m

·£· sKSSKtCW

2 <D=UCJUUUU

g -P OS I I I I I I

S W oooooo P -rt uuuuuu f· X! >1 a ta k P ro ro

-P = KKMOOW

•H OS O O O CO CO

Λ5 O O

U > a E-e 7 63030

Uudet yhdisteet ovat siis vähintään yhtä aktiiviset kuin tunnetut tienamysiinit.

Kuten tunnettua, tienamysiinillä on erinomainen an-tibakteerinen vaikutus. Valitettavasti sen kemiallinen pysy-5 vyys on kuitenkin huono ja lisäksi se on kääntäen verrannollinen väkevyyteen (Kropp, H. et ai., "Thienamycin, A new ^r-laktam Antibiotic. II. In vitro- and in vivo Evaluation", 16th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Chicago, 111., 1976). Tienamysiinin amidii-10 nijohdannaisilla on 5-10 kertaa parempi pysyvyys kuin tienamysiinillä ja yhtä hyvä /3-laktamaasipysyvyys.

Uudet yhdisteet ovat siten arvokkaita antibiootteja erilaisia gram-positiivisia ja gram-negatiivisia bakteereja vastaan ja siten niitä voidaan käyttää ihmis- ja eläinlääk-15 keinä. Keksinnön mukaisesti valmistettuja yhdisteitä voidaan käyttää bakteerinvastaisina lääkkeinä infektioiden hoitamiseksi, joita aiheuttavat gram-positiiviset tai gram-negatiiviset bakteerit, esim. bakteereja Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Serratia, 20 Salmonella typhosa, Pseudomonas ja Bacterium proteus vastaan. Niitä voidaan myös käyttää vesipitoisina koostumuksina väkevyyksissä 0,1 - 100 osaa antibioottia miljoonaa osaa kohti liuosta tarkoituksella estää haitallisten bakteerien kasvu lääkärin ja hammaslääkärin laitteissa samoin kuin bak-25 terisideina teollisuuskäytössä, esim. vesipohjaisissa maaleissa ja paperitehtaiden kiertovedessä haitallisten bakteerien kasvun estämiseksi.

Keksinnön mukaisesti valmistettuja yhdisteitä voidaan käyttää yksinään tai yhdistelmissä aktiivisena aine-30 osana erilaisissa farmaseuttisissa valmisteissa. Näitä antibiootteja ja niiden vastaavia suoloja voidaan käyttää kapseleina tai tabletteina, jauheina tai nesteliuoksina tai suspensioina tai eliksiireinä. Niitä voidaan annostella suun kautta, laskimonsisäisesti tai lihaksensisäisesti.

35 Annosteltava määrä riippuu suuresti käsiteltävän kohteen tilasta ja potilaan painosta, annostavasta ja -tiheydestä, jolloin parenteraalinen annostus on edullinen 8 63030 tavanomaisia infektioita varten ja suun kautta tapahtuva annostus suolistoinfektioita varten. Yleensä päivittäinen suiin kautta annettava annos käsittää noin 2-600 mg aktiivista aineosaa/kg kehon painoa annettavaksi yhtenä tai 5 useampana annoksena päivässä. Edullinen päivittäinen annos täysikasvuista ihmistä varten on noin 15-150 mg aktiivista aineosaa/kg kehon painoa.

Keksinnön mukaisesti valmistettuja yhdisteitä voidaan annostella useina yksikköannosmuotoina esim. kiinteänä 10 tai nestemäisenä suun kautta annettavana annosmuotona. Yk-sikköannostuksena käytetyt koostumukset joko nestemäisenä tai kiinteänä voivat sisältää 0,1 - 99 % aktiivista ainetta, edullisesti noin 10-60 %. Koostumus sisältää tavallisesti noin 15 - 1 500 mg aktiivista aineosaa? kuitenkin 15 yleensä on edullista käyttää annosmäärää noin 100 - 1 000 mg. Parenteraalista annostelua varten yksikköannostus käsittää tavallisesti puhtaan yhdisteen lievästi happameksi tehdyssä steriilissä vesiliuoksessa tai liukenevan jauheen, joka on tarkoitettu liuotettavaksi ennen käyttöä.

20 Esimerkki 1 Γ0Η NH Tr «

Th-NHC^ BrCHj“(0^—C(CH3)3 Th--NHC^ 2 ^2) -> 25 LC02H LC02CH2 (9 b(CH3)3 Br® 1 2 3 4 5 6 N-bentslmidoyyli-tienamysiinin p-tert-butyyli-bentsyy- 2 liesterln valmistus 3 N-bentsimidoyyli-tienamysiiniä (3,2 g) suspendoidaan 4 heksametyylifosforamidiin (75 ^,ul), joka sisältää p-tert-bu- 5 tyyli-bentsyyli-bromidia (3,8 ^ul) ja sekoitetaan magneetti- 6 sesti 22°C:ssa. 45 minuutin kuluttua saadaan liuos, jota sekoitetaan vielä yksi tunti. Sen jälkeen tuote saostetaan eetteriliuoksella ja raakatuote kromatografoidaan käyttäen 9 63030 250 ^um paksua silikageelilevyä, joka kehitetään klorofor-mi/etanolilla (7:3). Nauha, jonka R^-arvo on 0,6, poistetaan ja eluoidaan etanolilla, jolloin saadaan N-bentsimido-yyli-tienaraysiinin p-tert-butyylibentsyyli-esterihydrobro-5 midi. Massaspektrometrinen analyysi: m/e 521 (M+) 487, 444, 418, 341, 323, 297, 226, 147.

Lähtöaineen, N-bentsimidoyyli-tienamysiinii} valmistus 10 »h Γ0Η .

H3C-O-C-0 ? 2 —=--> Th--N-C^ lp 15

Tienamysiini (59 mg, 212 ^umol) liuotetaan 33-%risen Ν,Ν-dimetyyliformamidin ja 0,05-n (pH 7,0) fosfaattipuskurin liuokseen (4,5 ml) ja pH säädetään arvoon 9,5 käyttäen 2,5-n natriumhydroksidia ja automaattista annostusbyrettiä.

20 Liuosta sekoitetaan magneettisesti 25°C:ssa ja lisätään yhdellä kertaa metyylibentsimidaattihydrokloridia (340 mg, 1 981 yumol). 30 minuutin kuluttua liuos uutetaan kahdesti yhtä suurella tilavuudella kloroformia ja pH säädetään laimealla fosforihappoliuoksella arvoon 7,0. Puskuroitu liuos 25 kromatografoidaan käyttäen XAD-2 hartsia (65 ml). Kolonni eluoidaan ensin vedellä ja sen jälkeen 10-%:isen tetra-hydrofuraanin vesiliuoksella. Tämä fraktio väkevöidään puoleen tilavuuteen ja jäähdytyskuivataan, jolloin saadaan 50 mg tuotetta. Elektroforeettinen liikkuvuus (50 V/cm, 30 20 min, pH 7/0,1-n fosfaattipuskuri) on 1,5 cm kohti ano dia. UV Xjuaks = 300 nm (£ 6960) , pH 7/0,1-n fosfaattipuskuri .

10 63030

Esimerkki 2 r-OH © 5 NH2

Th—nhc<_ cöjCHj αι3 H CH, Br 10 j N-bentsimidoyyli-tlenamysiinin 3-metyyli-2-buten-l-yyliesterin valmistus 15 N-bentsimidoyyli-tienamysiiniä (5,9 mg) liuotetaan heksametyylifosforamidiin (100 ^ul) , joka sisältää 1-bromi- 3-metyyll-2-buteenia (4,8 ,ul) ja trietyyliamiinia (0,5 .ui) • o ' ja sekoitetaan magneettisesti 22 C:ssa. Tunnin kuluttua reaktiotuote kromatografoidaan käyttäen 250 ^-um paksua si- 20 likageelilevyä, joka kehitetään kloroformi/etanolilla (8:2).

Nuha, jonka Rf-arvo on 0,1 - 0,3, poistetaan ja uutetaan etanolilla. Bentsimidoyyli-tienamysiinin 3-metyyli-2-buten- 1-yyliesterihydrobromidi erotetaan kiinteänä aineena saos- tamisen jälkeen etanoli/kloroformi-liuoksesta heksaanilla.

25 Esimerkki 3

r-OH o f—0H

+ ^NH2 f + .NH2Br

Th--NHC BrCH,OCC(CH.,) , Th--NHC' 3° nh —2-^-> 0 9 _C-0-CH20CC(CH3)3 N-formimidoyyli-tienamysiinin pivaloksimetyyliesteri-hydrobromldin valmistus 35 N-aminometyleeni-tienamysiini (10 mg) liuotetaan hek- sametyylifosforamidiin (200 yul), joka sisältää bromimetyy- lipivalaattia (10 .ui) ja trietyyliamiinia (1 .ui) ja - ! f f 11 63030 sekoitetaan magneettisesti 22°C:ssa. Kahden tunnin kuluttua heksametyylifosforamidiliuos liuotetaan 2 ml:aan metyleeni-kloridia ja tuote saostetaan heksaani/eetteri-liuoksella (1:1). Sakka liuotetaan tetrahydrofuraanin 10-%:iseen vesi-5 liuokseen ja kromatografoidaan käyttäen XAD-2 hartsikolon-nia. N-formimidoyyli-tienamysiinin pivaloksimetyyliesteri erotetaan kiinteässä muodossa eluoimalla kolonni tetrahyd-rofuraanilla ja lyofiloimalla.

Lähtöaineen, N-formimidoyyli^tienamysiinin valmistus 10

OH

—-SCH.CH-N^C-NH-I 2 2 | 2

1 I H

^-N--COOH

15

Tienamysiini (517 mg) liuotetaan 0,1-n fosfaattipuskuriin (pH 7, 25 ml) ja jäähdytetään jäähauteella samalla magneettisesti sekoittaen. Liuos säädetään pH-arvoon 8,5 käyttäen 2,5-n natriumhydroksidiliuosta (automaattisesta 20 byretistä). Samalla kun pH pidetään arvossa 8,5, lisätään annoksittain metyyli-formimidaattihydrokloridia (711 mg) 2-3 minuutin aikana. Kun on kulunut 10 minuuttia, saatetaan liuoksen pH arvoon 7,0 käyttäen 2,5-n kloorivetyhappoa. Liuos kromatografoidaan XAD-2 hartsikolonnissa (150 ml), 25 joka eluoidaan vedellä. N-formimidoyyli-tienamysiini-johdannainen aluoidaan 1,5 - 2,0 kolonnitilavuuksissa (200-300 ml) ja lyofilisoidaan valkeaksi aineeksi (217 mg). UV (pH 7, 0,1-n fosfaattipuskuri) Xmaks = 297 nm (8590). IR (Nujoli) 1767 cm"*^ (/3-laktaami) . NMR (D20) S 1,37 (d, 30 J = 6 Hz, CH3-CH), 3,0 - 3,75 (m, -CH2-), 4,2 - 4,8 (m,

NH

C^jj, Cgjj, C^jj) , 7,86 (s, —C—H) .

i

Claims (1)

12 63030 Patenttivaatimus: Menetelmä antibioottisina aineina käyttökelpoisten tienamysiinin substituoitujen N-metyleeni-johdannaisten 5 valmistamiseksi, joiden kaava on OH -/N.-SCH-CH N=C-R 10 [| NR1R2 —N--COOR1 O jossa R on vetyatomi, alempi alkyyliryhmä, fenyyli-, pyri-15 dyyli-, tiatsolyyli-, trifluorimetyyli-, amino-, atsido- ^NH 1 alkyyli- tai aminoalkyyliryhmä tai ryhmä-C, R on ^0CH3 vetyatomi, alempi alkyyliryhmä, alempi alkenyyliryhmä, alem-20 pi alkyylitioalkyyliryhmä, bentsyyli-, dialkyyliamino-, trifluorietyyli-, karboksimetyyli-, alkoksi- tai nitroryh- 2. mä ja R on vetyatomi tai alempi alkyyliryhmä tai R ja 2 R muodostavat yhdessä typpiatomin kanssa piperidyyliren-kaan ja R' on alkyylibentsyyli-, alkenyyli- tai asyloksi- 25 alkyyliryhmä, tunnettu siitä, että esteröidään yhdiste, jonka kaava on OH 30 —SCH CH-N-C-R il kV 11 I- N-L-COOH CY 35 2 2 jossa R, R ja R merkitsevät samaa kuin edellä.