JPH01186900A - アミカシンの合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 式（■）： り のアミカシン、（０−３−アミノ−３−デスオキ□シー
アルファー〇−グルコピラノシル−（１−−）６）−０
−［６−アミノ−６−ゾスオキシーアルフアーＤ−グル
コピラノシル−（１−−Ｔｈ４）］−Ｎ’−（４−アミ
ノ−２−ヒドロキシ−１−オキシブチル）−２−デスオ
キシ−〇−ストレプトアミン）は治療上広く使用されて
いる半合成抗生物質であり、形式上カナマイシンＡ（Ｉ
Ｉ）６アシル化から誘導されている。

アミカシンの多数の合成方式が既知であり、本出願者の
１９８６年９月２５日付けのヨーロッパ特許出願番号筒
８６．２０１，６６３．１号中に関連する文献と共に引
用されている。

本発明の目的は、有毒な、高価で且つ廃棄の困難な溶剤
及び反応剤の使用を避けて、最も単純な可能性ある方法
を用いる、カナマイシンの適当な誘導体の２−デオキシ
ストレプトアミン核の１の位置のアミノ基の選択的アシ
ル化である。アシル化剤は文献中での既知の方法に従っ
て適当に活性化され且つ保護されたＬ−（−）−４−ア
ミノ−２−ヒドロキシ−酪酸（ｍ）（本文では以後Ｌ−
ＨＡＢＡと称する） の誘導体である。

より詳細には、本発明の方法はベンジルオキシカルボニ
ル基でＮ−６′及びＮ−３の位置が保護された誘導体（
ＩＶ） （Ｎ）：Ｒ＝Ｐｈ　　ＣＭ！　　０ＣＯＲ’−ＨＲ’−
Ｈ （Ｖ）：Ｒ＝Ｐｈ　　ＣＨ！　　０ＣＯＲ””　ＣＦ　
ｓＣＯＲ”＝　Ｈ （Ｖｌ　）：　Ｒ■Ｐｈ　　ＣＨｓ　　ＯＣＯＲ’■Ｈ
Ｒ’　＝　ＣＯＣＨ（ＯＨ）　　ＣＨ！　　ＣＨ！　Ｎ
　Ｈ−Ｃｏ−ＯＣＨ，ｄ から出発する。かような中間体はＴ、　Ｌ、　Ｎａｇａ
ｂｈｕｓｈａｎ等により、Ｊ　、　Ａｍｅｒ、　Ｃｈｅ
ｗ、　　Ｓａｃ、、１００．５２５４（１９７ｇ）及び
関連する米国特許第４．１３６．２５４号に、及びＴｓ
ｕｃｈｉｙａ等の論文Ｔｅｔ、Ｌａｔｔ、　、４９５１
（１９７９）、並びにベルギー特許第８７９．９２５号
に記載されている。゛ 後者の特許においては二箇所保護された中間体（ＩＶ）
がエチルトリフルオロアセテートで対応する３＃−トリ
フルオロアセトアミド化合物（Ｖ）に変換され、引き続
き適当に選択されたＬ−ＨＡＢＡ誘導体で１の位置でア
シル化される。

二つの異なる保護基、トリフルオロアセチル及びベンジ
ルオキシカルボニル基がこの順序でアンモニア及び水素
によりて取り除かれ、最終生成物としてアミカシンが得
られる。

収率は満足すべきものと記載されているが、有毒で高価
な反応剤であるエチルドリブルオロアセテート、及び高
価で、且つその沸点が高いために回収が困難な溶剤であ
るジメチルスルホキシドを使用しなければならないので
、この方法は工業的に好都合なものではない。

又予想される廃棄物はそれ相応の追加経費を要する。

本発明の主な目的は上記に簡単に説明したような問題点
及び欠点が解決されるような方法を提供することである
。

本発明の方法は二箇所保護された中間体（ｍＶ）のアシ
ル化が、溶剤として、経済的観点及び！境的観点の両者
から工業的方法として明らかな利点を有する水のみを用
いることにより行なわれる点を特徴としている。

第二の基本的な特色は、ｌ及び３“の位置にあるアミノ
基の間のアシル化の選択性に主として関係がある反応の
ｐＨを調節することにより、中間体（ｒＶ）が直接アシ
ル化されてトリアジル化中間体（Ｖ１）を与えることで
ある。。

かようなアシル化の選択性は、文献に報告されているも
のに基づいては予見できない独創的な且つ新規な結果で
ある。

事実上Ｊ　、　Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ、　’ｌ　９．
７１４（１９７６）所載のＪ　、　Ｊ　、　Ｗｒｉｇｂ
Ｌの論文は、反応媒体の選択性はｐＨに依存すること、
及び抗生物質化合物のアミノ基が充分にプロトン化され
ている反応条件を選択することによって選択性が劇的に
変化することの可能性を論じている。

事実上、著者により与えられた情報によれば、数種のア
ミノグルコシド（シソマイシン、ヴエルダマイシン、ジ
ェンタマイシンＣｔａ）のＮ−アシル化誘導体が常時３
０％よりも低い収率で得ることができる。

しかし同じ論文において“ジェンタマイシンＢ及びカナ
マイシンのような高度にヒドロキシル化された抗生物質
のアシル化においては、選択性が乏しいことが認められ
た”と明確に述べている。

かような明白な記述に基づけば、本発明の方法において
カナマイシンのジアシル化誘導体のＮ−１の位置におけ
るアシル化が反応ｐＨの関数として極めて選択的である
という事実は完全に新規であり、且つ予見し難いことで
ある。

上記の著者の一部の米国特許第４，１３６，２５４号の
実施例２３において、ＤＭＦに溶解したＮ−ペンゾイル
オキシー力ルポニルＬ−ＨＡＢＡＩＩのＮ−ヒドロキシ
スクシンイミドとの活性エステルを用いて、テトラヒド
ロフランと水との均一な溶液（５０％Ｖ／Ｖ）中での同
じ中間体（ｍＶ）の直接アシル化が取り上げられている
。しかし米国特許中における反応は、反応剤が完全に溶
解している均一相中で行われているのに対し、本発明の
方法においては、テトラヒドロフラン及びジメチルホル
ムアミドのような高価な溶剤を使用することなく、不均
一相中で行なわれる（不均一相とは不混和性溶剤の混合
物又は不混和性溶剤と第三固体相の混合物の存在を意味
する）から、反応状条件は本発明で使用される条件と異
なっている。より詳細には、本発明の方法は、６′−及
び３−位置が保護されたカナマイシンＡから出発して、
それと適当に選択されたＬ−ＨＡＢＡ酸の反応性誘導体
との不均一媒体中での及び調節されたｐＨにおいての反
応から成る。

反応生成物（Ｖ１）は次いで標準的方法によって保護基
を外され、得られる粗製物は最適収量でアミカシンをも
たらすクロマトグラフィーによって精製される。更に詳
細には、出発物質として６−及び３−位置のアミノ基が
、例えばベンジルオキシカルボニル基又はｐ−ニトロベ
ンジルオキシカルボニル又はｐ−メトキシベンジルオキ
シカルボニルのような置換されたベンジルオキシカルボ
ニル基、ｔ−ブトキシカルボニル又はｔ−アミルオキシ
カルボニルのようなアルコキシカルボニル基、トリフル
オロアセチル又はクロロアセチルのようなハロアルキル
カルボニル基、又は他の適当な保護基のようなアシル基
で水素原子を置換することによって保護されているカナ
マイシンＡの任意の誘導体を使用することができる。い
ずれにしても６′及び３の位置のアミノ基は、既に指摘
したように接触還元により反応の終了時に容易に外すこ
とができるので、ベンジルオキシカルボニル又は置換さ
れたベンジルオキシカルボニル基で保護されることが好
ましい。

この種の出発物質はベルギー特許第８５５．７０４号に
記載された方法又はカナダ特許第１．１３１．６２８号
に記載された方法によって製造・することができる。

こうして保護された中間体は、最良の結果はｐＨ４，５
ないし６．５の間で得られるが、３ないしｌＯの間に変
わることができる予め定められたｐＨにおいて水中に懸
濁され、そして非プロトン性の水に難溶性の溶剤中に溶
解したＬ−１（ＡＢＡ酸の選択された活性誘導体を添加
することにより、ｌの位置が選択的にアシル化される。

適当に用いられる有機溶剤の中には、脂肪族炭化水素、
及び塩化メチレン、クロロホルム、１゜２−ジクロロエ
タン等のハロゲン化化合物がある。

反応は或時間にわたって撹拌しながら０℃ないし６０℃
の温度で行なわれる。

反応が終了し時点で、有機溶剤を蒸発し、常法に従って
３及び６′の位置の保護基を除去する。

例えば、本発明の好適な特徴によれば、保護基が恐らく
は置換されたカルボベンジルオキシカルボニル基である
時には、それらは白金、パラジウム、酸化パラジウム又
は酸化白金触媒を用いて通常の接触水素化分解法により
除去され、及びこれらの保護基が７タロイル基である時
には、該基はヒドラジンを用いる加水分解によって容易
に除去され、又はｔ−ブトキシカルボニル保護基であっ
ても蟻酸等によって都合良く除去される。こうしで得ら
れた粗製物は、次いでアミカシンの精製に関する文献で
既知のクロマトグラフ法により精製される。

３．６−ジーＮを保護されたカナマイシンＡに関する本
発明の方法により、ｐＨ条件を調節し且つ不均一相中で
行なわれるアシル化は、好適にはアミカシンがＢＢ−Ｋ
ｔ　１又はＮ−１及びＮ−３′における二重アシル化か
ら誘導される生成物の代わりに生成するので、予期しな
い程高い部位選択性（ｒｅｇｉｏ　−５ｅｌｅｃｔｉｖ
ｉｔｙ）のもの”である。更に本発明によれば、最終生
成物中に恐らく在り得る不純物として、ＢＢ−Ｋｌｌと
呼ばれる生成物及びＮ−１及びＮ−３＃位置をジアシル
化された生成物のみが存在することができ、そしてその
毒性が他の既知の合成方法により形成される可能性のあ
る主な不純物であるＢＢ−に２９と呼ばれる生成物の毒
性よりも低いという事実は、極めて適切なことである。

生成物の収率及び純度の点で大きい特徴を有する本発明
の方法は、殆んど無害な反応剤及び溶剤が使用され、及
び中間体を分離する必要がないので工程が容易に実施さ
れるから、工業衛生の観点から特に安全である。本発明
の方法による選択的アシル化から生じる反応生成物（Ｖ
１）に関しては、米国特許第４，１３６，２５４号に取
り上げられた反応生成物であり、既に引用したＴｓｕｃ
ｈｉｙａの論文に挙げられた分離されなかった中間体で
あるが、その物理的及び化学的性質は従来記載されたこ
とがない。

中間体（ＶＩ）のアミノ基に存在する三つの保護基の除
去を直接実行する代わりに、精製度合を改善し、“副産
物の量を少なくして合成を続行するために、この中間体
を沈殿することができる。

本発明の方法に基本的に重要なこの中間体に対して行な
われた分析的測定によれば、下記の結果が得られた： 一キエルダール法による全窒素二ア、１６％（理論量７
．０９−分子量９８８．０３）、 −０，１Ｎ　ＨＣｌ０．による電位差滴定：理論量の９
６％； 一遊離酸度（蟻酸として表示）：０．５％−遊離アンモ
ニア：無し。

更に薄層（ＴＬＣ）及び液体（ＨＰ　Ｌ　Ｃ）クロマト
グラフィーの両者によるクロマトグラフ的測定がこの中
間体（Ｖ１）について行なわれた。

ＴＬＣの条件は下記の通りであった： 分析的クロマトグラフィー用のメルク（Ｍ　ｅｒｃｋ）
製シリカゲルプレート、溶離液：ｌ　２５ｆｌＡ（容量
）のクロロホルム、６０部のメタノール、５ｍの酢酸及
び１０部の水から成る混合物。

クロマトグラフ室は予め飽和させて置き、実験後”は熱
い空気を流して乾燥する。

目視検出はエタノール中の塩酸溶液（１０％Ｖ／Ｖ）を
用い、室を熱い空気流を流して再度乾燥し、そしてニン
ヒドリンをスプレーする方式で行なわれる。最後に１０
５℃の炉中で５分間保持する。

カナマイシンのテトラアシレート（選択された保護基に
よりブロックされた四つのアミノ基を有する）及びカナ
マイシンのトリアシレート（Ｎ−３及びＮ−６′の二つ
の基以外に、三番目の保護基がＮ−１又はＮ−３＃を置
換している）である生成物による可能性に関連するスポ
ットは、標準試料との比較によれば通常２％以下である
。

ＨＰＬＣ分析に関しては、下記の条件下で行なわれる： カラム：ＲＢ−８，５ｐｍ　；２５０　ｍｍ　Ｘ４．６
　ｗｒｗｒ（ブラウンリー・ラプス［Ｂｒｏｖｎｌｅｅ
　　Ｌａｂｓｌ　）溶離剤：Ａ）２．５におけるＫ）ｉ
！ＰＯ，緩衝液。

（Ｉ　　Ｑの水に１．３６　ｉｐ　（’）ＫＨｚＰＯ４
を溶解Ｌ、５％燐酸で所望のｐＨとし、０．４５　μｍ
の炉材上で一過する） Ｂ）アセトニトリル−ｐ　Ｈ２，５の緩衝液（８０／２
０ｖ／ｖ）、流速２ｙｓＱ１分 傾斜（ｇｒａｄｉｅｎｔ）　：　１５分間にて１５％Ｂ
から９０％Ｂとする。

温度：３０℃ 検出法：　ＵＶ／　３５０ｎｅＩ 誘導（ｄｅｒｉｖａｔｉｚｉｎｇ）液：水−ピリジン（
５０１５０）に溶かした２、４．６−）リニトロベンゼ
ンスルホン酸　、 添付図面において、第１図はＨＰＬＣ図形を示し、第２
図はＫＢｒ中のＩＲスペクトルを示す。

更に本発明の合成方式によれば、アミカシンよりも毒性
が強いＢＢ　　Ｋ２９と呼ばれるアミカシンの異性体生
成物が生じることはない。

存在する可能性がある不純物はＢＢ−ＫＩ　Ｉ及びＮ−
１及びＮ−３′の二重のアシル化から誘導される生成物
である。

ブリストルー？イヤーズ（Ｂ　ｒｉｓｔｏｌ　　Ｍ　ｅ
ｙｅｒｓ）から市販されている生成物（ＢＢ−に８）、
本発明の合成により生成するアミカシン及び存在する可
能性のある不純物（ＢＢ　　Ｋｌ　１１ＢＢ　Ｋ２９及
び、Ｎ−１及びＮ−３＃をＬ−ＨＡＢＡでアシル化され
たジアジレート）の間の致死率、毒性及び急性一般的許
容度の比較のために、１０匹の動物群に静脈（尾の静脈
）注射をすることにより、マウスについて数回の実験を
行った。Ｌ　Ｄ　ｓ　Ｉ値はフインネ−（Ｆ　１ｎｎｅ
ｙ）−プロビット法により計算された。

結果は下記のようである： ＬＤ＊＊　　　　５％信頼限界 （麓ｓｐ　／　ｋｇ　） ＢＢ−に８　　　２０２．３　（１７０−２２８）ブリ
ストル アミカシン　　　２４１　　　（２４１−２７１）ＢＢ
−に２９　　　１２６　　　　（１１８−１３４）ＢＢ
−Ｋｌｌ　　　　３５６　　　　（２６４−４８０）ジ
アジレート　　２６８　　　（２４７−２９０）（Ｎ−
１及びＮ−３つ 最終生成物中には非常に少ない量しか存在しないが、可
能性ある不純物としては、本発明の合成法と異なる合成
法の場合に存在する可能性のあるＢＢ−に２９よりも、
いずれにしても極めて毒性の小さい最終生成物が得られ
るから、上記のデータは疑いもなく本発明の合成法の優
秀性を示している。

本発明の方法を一層良く説明するために、以下に幾つか
実施例を示すが、これらは本発明を限定することを意味
するものではない。

実施例　１ ５３．４　ｇ１７）中間体（ｍＶ）を１０００ｍ＜１の
水中に懸濁し、３８．５ｍｇの酢酸で溶解する；室温で
３０分間撹拌後、３０％ＮａＯＨでｐＨを６に調節する
（約５２ｍｆｆ）。

更に室温で３０分後、１４４２ｍｇの塩化メチシン中に
溶解した３４．９　ｇのＮ−ベンゾイルオキシ−カルボ
ニル−Ｌ−ＨＡＢＡ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドを
一度に添加する。次いで混合物を激しく撹拌しながら一
夜室温に保ち、次いで４０℃よりも低い温度で有機溶剤
を蒸発し、ｐＨを酢酸で最高値４．２に調節する。

三つのベンゾイルオキシカルボニル保護基の脱離は、溶
液に５０　ｇの２．５％Ｐｄ／Ｃを添加し、室温で５０
ｍ（ｌの蟻酸を滴加することにより、常法に従って行な
われる。デカライト（ｄｅｃａｌｉｔｅ）上で炭素を濾
過し且つ水洗した後、下記の組成アミカシン　　　　　
　　１１．５２９／ｇカナ！イシンＡ　　　　　　　２
ｔ／ＩＢＢＫ　　１１　　　　　　　０．２５９／Ｑジ
（ＨＡＢＡ）ＫＡＮＡ　　　　ｌ　、３　　ｌｉｔ　／
　Ｑを有し、ジアジレートから出発して理論量の６５％
の収率に相当する高含量の水溶液１９００ｍＭが得られ
る。

この溶液をｐＨ７，５に調節した後、弱酸形のイオン交
換樹脂、ゼロリット（Ｚ　ｅｒｏｌｉＬ）　　（ローム
（ＲＯＨＭ］　＆ハース［ＨＡＡＳ］社の商標）上に吸
着させる。アンモニアを０．５Ｎから１．５Ｎまでの直
線的傾斜でカナマイシンを溶離させると、始めてカラム
からアミカシンが続いて出てくる。

３００−３５０の分画を集め、総てのアンモニアを除去
するために真空中で濃縮すると、アミカシンとして２０
％の最終濃度に到達する。

ｐＨを２．５に酸性化するために５０％ｐ／ｖのＨ，Ｓ
Ｏ２を使用し、且つカーボンを用いる処理が行なわれる
。

室温で３０分間撹拌後、カーボンを一過し、残渣を洗浄
し、アミカシン二値酸塩をメタノールで沈殿させる。

室温で２時間撹拌後、得られる白色粉末を一過し、洗浄
し及び真空中で４５℃において１６時間乾燥後、該粉末
は３３．３９の重量を有している。

アミカシン塩基の純度（ｔｉｔｌｅ）はＨＰＬＣにより
測定したところ６８％（微生物学的純度は６９０／μｔ
ｉ／ｌｓを有する）であり、他の点はアミカシン硫酸塩
の規格に合格している。

！直男−１ ＨＰＬＣ分析では８９．５％（５９，３ミリモル）水分
含量３．３％を有し、且つ主な不純物として１．３．６
’−トリーＮ−ベンジルオキシカルボニルカナマイシン
Ａを有する、５０　ｇの３−６’−ジ−Ｎ−ベンジルオ
キシカルボニルカナマイシンＡ　（ｍＶ）を１５００禦
ａの脱イオン水中に懸濁する。３０分間撹拌後、ｐＨ値
を６±０．２とするのに必要な量だけ氷酢酸を添加する
。

その点で事実上溶液が得られる。Ｌ−（−）−ガンマ−
ベンジルオキシカルボニルアミノ−アルファーヒドロキ
シ酪酸のＮ−ヒドロスクシンイミドの活性エステルを１
０００ｍｇの塩化メチレンに溶かした溶液（２５ｇが８
０．６ミリモルに相当）として室温で添加する。

混合物の撹拌を約２時間にわたって高速度に維持し、そ
して−夜にわたり混合物を撹拌状態に保持する。

有機相を分離後、３ＮのＮＨ，溶液でｐＨを１０とする
。

こうして生成した白色沈殿を真空下でブフナー上で一過
し、そして水で洗浄する。

僅かに結晶性の固体を約３０時間３０℃において真空乾
燥する。

７０％の純度（ＨＰ　Ｌ　Ｃ）を有する３０．９　ｇの
３．６′−ジ−Ｎ−ベンジルオキシカルボニル１−Ｎ−
Ｌ−（−）−ガンマ−ベンジルオキシカルボニルアミノ
−アルファーヒドロキシブチリル−カナマイシンＡ（ｍ
Ｖ）が得られる。

主な不純物は： 原料のジアジレート（ＩＶ）＜１％ トリアシレート（Ｎ−１，Ｎ−３及びＮ−６′にベンジ
ルオキシカルボニル基を有する）：２％乾燥減量：４．
５％（３時間、１０５℃）硫黄灰分（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ
　　ａｓｈｅｓ）　：　０．１５％である。

本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。

１、下記式 を有するアミカシンの合成のために、下記式を有するカ
ナマイシンＡの二箇所を保護された（ｄｉｐｒｏｔｅｃ
ｔｅｄ）誘導体が、Ｌ−（−）−４−アミノ−２−ヒド
ロキシ−酪酸（Ｌ−ＨＡＢＡ）の誘導体を用いてアシル
化され、次いで反応生成物から出発原料保護基がそれ自
１体既知の方法によって除去される方法において、該ア
シル化が反応溶剤とし１て水のみを使用し、且つｐＨを
３ないしｌＯの間１に調節することにより行なわれ、反
応温度が０ないし６０℃の間であることを特徴とするア
ミカシンの合成方法。

２、前記反応ｐＨが４．５ないし６．５の間である上記
ｌに記載の方法。

３、前記の二箇所を保護されたカナマイシンＡの誘導体
が、ベンジルオキシカルボニル、置換されたベンジルオ
キシカルボニル、アルコキシカルボニル、フタロイル、
ハロアルキルカルボニル基の中から選択されたアシル基
で６′及び３の位置で保護されている上記ｌに記載の方
法。

４、該アシル保護基がベンジルオキシカルボニル、ｐ−
ニトロベンジルオキシカルボニル及びｐ−メトキシベン
ジルオキシカルボニルの中から選択される上記３に記載
の方法。

５、前記Ｌ−ＨＡＢＡの反応性誘導体が水に難溶性の非
プロトン性溶剤中に溶解される上記ｌに記載の方法。

６、該非プロトン性溶剤が脂肪族炭化水素及びハロゲン
化脂肪族炭化水素の中から選択される上記５に記載の方
法。

７．１１１非プロトン性溶剤が塩化メチレン、クロ　′
ロホルム及び１．２−ジクロロエタンの中から選択され
る上記６に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生成物の液体クロマトグラフィー（Ｈ
ＰＬＣ）図形を示し、第２図はＫＢｒ中の赤外スペクト
ルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） を有するアミカシンの合成のために、下記式▲数式、化
   学式、表等があります▼ を有するカナマイシンＡの二箇所を保護した誘導体が、
   Ｌ−（−）−４−アミノ−２−ヒドロキシ−酪酸（Ｌ−
   ＨＡＢＡ）の誘導体を用いてアシル化され、次いで反応
   生成物から出発原料保護基がそれ自体既知の方法によっ
   て除去される方法において、該アシル化が反応溶剤とし
   て水のみを使用し、且つｐＨを３ないし１０の間に調節
   することにより行なわれ、反応温度が０ないし６０℃の
   間であることを特徴とするアミカシンの合成方法。