KR790001020B1 - 항균물질인 2-데옥시 스트렙타민-아미노 배당체류의 제조방법 - Google Patents

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Description

항균물질인 2-데옥시 스트렙타민-아미노 배당체류의 제조방법

본 발명은 항균제에 관한 것으로 특히 새로운 항균 제2-데옥시스트렙타민-아미노 배당체류 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

자연에 존재하는 많은 2-데옥시스트렙타민-아미노 배당체류들은 공통적으로 다음 일반식에서 나타내지는 3개의 환(環) 구조를 가지고 있다.

상기식에서,

환 A는 2' 및/또는 6'의 위치에 아미노기를 가진 헥소피라노즈기의 골격이며, 환 B는 2-데옥시 스트렙타민 기이고, 환 C 는 스트렙타민 환의 5 또는 6위치 중의 한 위치에 글리코사이드 결합에 의해 결합되고 글리코실시를 나타내고, 나머지 위치에는 수산기가 결합된다. 새로운항균제인 본발명은 1-아미노 기에

-하이도록시-W-아미노 알킬-치환제를 갖고, 스트렙타민환 B의 5 또는 6위치에 결합된 글리코실기를 갖는 2-데옥시스트렙타민 아미노 배당체 계열이다. 그러한 화합물은 사람을 포함한 동물에서 요로감염증을 포함하는 여러종류의 그람 양성 또는 그람 음성균의 감염에 효과가 있으며, 자연에 존재하는 가나마이신 A와 B, 네오마이신과 리보스타마이신 처럼 2-데옥시스트렙타민환 B의 1-위치에 치환되지않은 아미노기를 가진 2-데옥시스트렙타민 아미노 배당체를 사용하는 것보다 이점이 있다.

그러므로 본 발명에 의하여 다음에 같은 일반식을 갖는 새로운 화합물이 주어진다.

상기식에서,

R¹는 수소원자나 저급 알킬기를 나타내며 ;

R²는 아미노기가 하이드록시기를 나타낸다 ;

R³와 R⁴중에 하나는 수소원자를 나타내며

다른 하나는 이후에 규정하듯이 글리코실기를 나타낸다 ;

n은 1 또는 2,3,4이다. 그리고 약용으로 쓸 수 있는 산부가염들이다.

R₄가 글리코실기를 나타낼때는 그것은 흔히 아미노기를 포함하는 한개의 헥사피라노실기로 예를들면 가나마이신 A와 B 에서 발견된 3-아미노-3-데옥시-

-D-글루코피라노즈가 있다.

R₃가 글리코실기를 나타낼때는, 그 기는 보통 또 다른 글리코사이드 결합에 의해 헥소피라노실기에 하나 더 임의로 결합된 펜토후라노실기이다. 예를들면 R₃는 리보스타마이신에서 발견된

-D-리보후라노실기 같은 것이다.

저급 알킬기란 것은 C₁-C₄의 직쇄 혹은 축쇄로 된 기를 뜻한다.

본 발명에 의한 화합물중 특정한 그룹의 하나는 R¹이 수소원자이고 n이 1 또는 2인 것이다.

본 발명에 의한 화합물에서 우선적인 것은 R₃가 수소 원자이고 R₄가 3-아미노-3-데옥시-

-D-글루코피라노실기인 화합물류로 예를들면 가나마이신 A와 B의 유도체가 있다. 또한 우선적인 것은 1-N위치의

-하이드록시-W-아미노 알킬기가(S) 배열들 갖고 n이 2 또는 3인 화합물들이다. R¹은 우선적으로 수소원자나 메틸디이다.

본 발명에 의해서, 특히 좋은 단일 화합물은 1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부틸]-가나마이신 A와 1-N-[(S)-5-아미노-2-하이드록시-펠틸]-가나마이신 A이다.

본 발명에 약품으로 쓸수 있는 산 부가염들은 염화수소, 불화수소, 요도수소, 황산염이나 중황산염, 인산염이나 산성인산염, 초산염, 말레인산염, 후마린산염, 수(蓚) 산염, 유산염, 주석산염, 구연산염, 글루콘산염, 사카린산염, P-톨루엔 설폰산염, 탄산염 같은 제약상 적절한 음이온을 함유하는 무독성의 산부가염을 생성하는 산들로 부터 만들어 진다. 다음 일반식(I)의 새로운 화합물을 본 발명에 의하면 다음과 같은 식의 화합물에서 제조된다.

상기식에서,

R₁부터 R₄까지와 n은 앞에서 정의한 바와 같고 X는 CH₂CO이며, N-1의 아마이드 결합 및 X가 카보닐기인 경우의 X를 환원시키기 위해 적당한 용매속에서 환원제와 반응을 시킴으로써 제조된다.

이 공정은 초기단계로서 구조식(II)의 화합물을 유기 용매에 녹이기 위해 적당한 산 부가염을 만들기도 한다.

그러한 반응은 예를 들면 구조식(II)의 화합물을 무수트리후로 초산에 용해시킴으로써 일어나는데 후자는 보통 실온과 0℃ 사이의 온도에서 과량으로 사용한다. 과량의 산은 진공하에서 건조될때까지 증발시킴으로써 제거된다. 다음 이 염은 무수의 반응-불활성 유기용매, 예를들면 테트라하이드로 후란 이나 디메톡시에탄 같은 것에 녹인후 다이보란 같은 환원제로 처리되는데, 편리하게 하기 위해 다이보란의 테트라하이드로 후란 용액을 보통 과량으로 사용하며, 특수한 반응 물질 및 사용 용매의 성질에 따라 실온과 환류온도사이에서 반응 시킨다. X가 CO인 경우는 아마이드 카보닐 양(羊)기의 환원을 확실히 하기 위해 자연히 충분량의 환원제가 사용된다.

반응은 50℃, 테트라하이드로후란중에서 과량의 다이보란을 사용했을 경우 24시간내에 충분히 완결된다. 그런 후 생성물은 물을 가해 미 반응의 다이보란을 파괴하고, 진공에서 증발시킴으로써 유기용매를 제거하여 편리하게 분리된다. 잔류 수용액의 pH를 5로 조정한 후 불순한 생성물은 종래의 크로마토그래프 법에 의해 미 반응의 출발물질과 부산물로부터 정제된다.

X가 CH₂인 구조식(II)의 많은 화합물이 이전에 이미 항생제로 알려져 있으며 예컨데 B B-K8로도 불리우는 N-1(4-아미노-2-하이드록시-부티릴) 가나마이신 A는 미국특허 3,781,268에 공시되어 있다.

X가 CO인 구조식(II)의 화합물은 X가 CH₂인 구조식(II)의 화합물 제조에서 사용한 것과 유사한 방법으로 2-데 옥시 스트렙타민 아미노 배당체의 1-아미노기를 아실화 시켜서 만드나 아실화제로는 다음 일반식을 가진 산의 반응력이 있는 유도체를 사용한다.

본 발명에 의한 구조식(I)의 새로운 화합물은 여러종류의 구조를 가진 형태로 존재하나 본 발명은 그중의 어떤 하나로 제한되지 아니한다. 일반적으로 환 A와 B는 각기 "체어(Chair)형" (의자형)으로 존재하며 R²와, OR³, OR⁴기의 각각과, 아미노기와 하이드록시 기는 환 A와 B에 대해 수평으로 배열되어 있다. 그외에, 헥소피라노실 환 A와 2-데옥시스트렙타민 환 B사이의 글리코사이드 결합은 보통 전자에 대해

-결합이며 특히 구조식(II)의 화합물이 천연의 2-데옥시스트렙타민아미노 배당체에서 유도될 경우 더욱 그렇다.

또한 N-1의

-하이드록시-W-아미노 알킬기는 S 나 R 배열로 되어 있으며 양쪽 광학 이성체의 혼합물로 존재한다.

본 발명의 화합물을 항균제로서의 시험관내에서의 평가는 적당한 배양기에서, 특정한 미생물의 성장이 안되는 시험화합물의 최소 저지농도(M.I.C)를 측정함으로써 이루어진다. 실제로는 각기 그속에 특정농도의 시험화합물을 섞은 한천 평판 배지에 표준 수의 시험 미생물을 접종하고 각 평판을 37℃에서 24시간 배양한다. 다음 평판에 세균의 성장의 유무(有無)를 관찰하며 적절한 M.I.C(최소 저지농도) 값을 기록한다. 그러한 시험에서 사용되는 미생물은 에쉐리히아콜리(Escherichia coli), 클렙실라뉴모리아 (Klebsiella pneumoniae), 프로투스 미라비리스(Proteus mirabilis), 프소이도모나스 에루기노사(Psedomonas aerugi-nosa), 스타펄로코카스 아우레우스(Stophylococcus aureus), 스트렙토코카스훼칼리스(Streptococcus faec-alis)의 균주들이다.

또한 화합물의 생체내 에서의 평가는 좀더 효력있는 화합물에 대해서, 에쉐리히아콜리(Escherichia coli)의 균주에 노출시킨 생쥐에 피하주사로 투여함으로 이루어진다. 각 화합물은 생귀군(群)에 일련의 용량 준위로 투여하고 에쉐리히아 콜리(Escherichia coli)에 대한 치사효과에 대해 72시간에 걸쳐 50%가 살아남는 준위로써, 활성을 측정한다.

사람에게 사용할때는 본 발명품인 항균제는 단독으로 투여할 수 있으나 보통 의도하는 투여경로, 표준약제 관례에 따라 선택된 약품용 담체(Carrier)와 혼합해서 투여한다.

예를들어 전분이나 유당같은 부형제를 함유하는 정제의 형태나, 단독 혹은 부형제와 혼합하여 캡슐로, 혹은 향미제나 착색제를 넣은 엘릭실제나 현탁액 형태로써 경구로 투여 될 수 있다. 또한 비경구적으로 예를들면, 정맥내에 혹은 근육내 혹은 피하에 주사로 주입되기도 한다. 비경구투여 용으로는, 등장용액으로 만들기에 충분한 염류나 포도당같은 다른 용질을 넣은 멸균 수용액의 형태가 가장 잘 쓰인다.

사람에게 환자에 투여하기 위해서는 본 발명품인 항균제의 일일 용량은 현재 쓰이고 있는 아미노 배당체 항균제의 용량과 예컨데, 비경구로 투여될 때는 0.1 내지 50mg/kg(분할 용량) 또는 경구로 투여시의 10내지 100mg/kg(분할 용량)과 비교될 수 있을 것이다.

고로 이 화합물의 정제나 캡슐은 1일 4회까지 경구투여를 위해 활성 화합물을 0.1에서 1g까지 함유하도록 되어 있으며, 비경구 투여시의 용량단위는 활성 화합물을 10에서 500mg까지 함유하도록 한다. 어떤 경우에서건 의사는 개개 환자에 가장 적합한 실제 용량에 결정해야 되는데, 이것은 나이와 체중, 특정 환자의 반응에 따라 변한다. 위의 용량들은 평균적인 숙주에 대한 예들이 된다. 물론 개개의 경우 높은 혹은 낮은 용량 범위가 있을 수 있고 그러한 것은 본 발명의 영역 내에 있다.

다음은 본 발명에 의한 새로운 화합물의 제조에 예이다. 온도는 ℃로 주어졌으며 "암벨라이트(Ambe-rlite)"는 등록상표이다.

[실시예 1]

1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시부티릴]-가나마이신 A (B B-K8, 미국특허 3,781, 268에 기록된대로 제조 (150mg)을 0℃에서 무수트리후로로 초산(10ml)에 용해한다.

용액을 진공에서 건조할때까지 증발시키고 20℃에서 고도의 진공으로 15분간 건조시키면 유리 모양의 고체가 생성된다. 이것을 건조한 테트라하이드로 후란(5ml)에 용해하고 다이보란의 테트라하이드로 후란 1몰 용액(20ml)을 나누어서 가하되 질소기류하에서 한다. 생성된 맑은 용액은 50℃에서 3시간 가열하고 실온에서 16시간 방치한 후 50℃에서 3시간을 더 가열한다. 과량의 다이보란은 서너 방울의 물을 조심스럽게 가하여 파괴시키고, 유기용매는 감압 증발시켜 제거한다. 잔류물을 물(10ml)에 용해하고 1/10 N-소디움 하이 드록사이드 용액으로 염기화 시킨다. 2N-염산을 가해서, 생성된 용액의 pH를 5로 조정한다.

그런다음 용액을 암벨라이트 CG 50이온 교환수지(50ml)가 들어 있는 컬럼에서 크로마토그래피를 하되, 암모니움-이온 형으로 하고, 무기의 고체를 제거하기 위해서는 증류수로 번갈아 유출시킨다음, 암모니움 하이드록사이드 수용액을 0.1에서 1.0N까지 농도를 일정한 변화로 증가시켜 유출시켰다. 생성물을 포함하는 분류액(박층크로마토그래피로 검사된다)은 합쳐서 진공에서 증발하여 1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시부틸]-가나마이신 A를 생성시켰다. (75mg, 50% 수율)

박층 전기영동 Rf=0.6

(전해질은 초산과 개미산의 동비율 혼합물로 pH값이 그를 나타내며, 실리카를 입힌 20cm 나비의 판에 45분동안 900볼트의 전위치가 적용했다. 검출은 판을 건조하여 3급-부틸 하이포 크로라이트의 싸이클로 헥산 용액을 분무하고 건조후, 냉각하여 판을 전분-요도카리 용액과 전개시킴으로써 이루어 졌다.

이런 조건하에서 대조용 표준 B B-K8 은 1.0 의 Rf 값을 나타내며 가나마이신 A는 Rf 값 0.9 를 나타낸다.)

적외 스펙트럼은 B B-K8에서 관찰되었고 1,635cm^-1에서의 아마이드 카보닐 흡수대의 상실을 확실히 해준다.

선광도는 [

]₂₅ ^D+73

(C 1.0, H₂O)

질량 분광 분석 (해착영역)은 m/e 572에서 강한 P+1피크를 나타낸다.

시료를 무수초산 메탄을 용액으로 24시간동안 실온에서 처리하고 24시간동안 헥사메틸디실라잔과 트리메틸크로로실란의 2:1혼합액으로 반응시켜 휘발성의 펜타-N-아세틸-옥타-O- 트리메틸시릴 유도 체로 변화시킨다.

M⁺는 1,357에서 발견되었다. C₅₆H₁₁₉N₅O₁₇Si₈은 M⁺1,357을 요한다.

분석 : - 분석치 : C, 40.1; H, 6.7; N, 9.6% C₂₂H₄₅N₅O₁₂, 2-1/2H₂CO₃는 C, 40.5 ; H, 6.9; N, 9.6%를 필요로 한다.

[실시예 2]

부치로신(1-N [(S)-4-아미노-2-하이드록시 부티릴]리비스토마이신), 을 유리 염기(100mg)로서 실온에서 무수트리후로로초산(5㎖)에 녹인다. 과량이 산을 진공에서 건조할때까지 증발시켜 제거하며 유리상의 트리후로로 초산염을 생성시켰다. 이것을 건조한 디에틸렌글라 이콜 디메틸에테르(디 그라임) (10ml)에 녹이고 다이보란의 테트라 하이드로 후란 1몰 용액(10ml)을 가해 맑은 용액을 만들고 실온에서 18시간동안 방치한다. 다이보란 용액 5ml를 더가하고 실온에서 24시간동안 더 방치한다. 과량의 다이보란은 물을 두 서너 방울 조심스럽게 가해서 파괴시키고, 유기용매는 50℃, 진공으로 해서 제거했다. 잔류물을 두서너 방울의 2-N-소디움 하이드록사이드 용액으로 염기화 시키고 2-N염산을 가해 pH를 5로 조정한다. 생성물은 앞의 예에서 기술했듯이 암벨라이트 CG50 수지의 이온교환 크로마토 그래피에 의해 분리된다. 순수한 형태의 생성물을 포함한 분류액은 합쳐서 진공에서 증발시켜 1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부틸]리보스타마이신을 생성 시켰다.

박층 전기 영동 Rf=0.5

(조건들은 앞에서 기술한 바와 같고, 대조용 표준 물질로 Rf치 1.0의 부티로신이 사용되었다.)

[실시예 3]

1-N [(S)-5-아미노-2-하이드록시-바레릴]-가나마이신 A(0.35g)을 트리후로로 초산염으로 바꾸고 환원시켜 실시예 1에 기술한 바와 같이 크로마토 그래피를 하여 1-N [(S)-5-아미노-2-하이드록시-펜틸]-가나마이신 A를 만든다. (0.12g, 35%) 박층 전기 영동 Rf=0.7

(실시예 1에서 기술한 것과 같은 조건으로하고, 출발물질이 Rf치 1.0의 대조용 표준 물질로 사용되었다.)

[실시예 4]

1-N-(3-아미노-2-하이드록시-프로피오닐)-가나마이신 A(0.15g)을 실시예 1과 유사한 방법으로 환원하여 1-N-(3-아미노-2-하이드록시-프로필)-가나마이신 A를 생성했다. (0.04g, 27%)

박층 전기 영동 Rf=0.6

(조건은 실시예 1에서 기술한 바와 같고, 출발 물질이 Rf치 1.0으로 대조용 표준 물질로 사용되었다.)

[실시예 5]

1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부티릴]-가나마이신 B를 실시예 1의 방법과 유사하게 환원하여 1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부틸]-가나마이신 B가 생성되었다.

[실시예 6]

6'-N-메틸-1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부티릴]-가나마이신 A(J. Antibiotics, 1975, 28,483에 H우매자와씨등에 의해 기술된 대로 제조)를 실시예 1에서 기술한 바와 같이 환원해서 6'-N-메틸-1-N-[(S)-4-아미노-2-하이드록시-부틸]-가나마이신 A가 생성되었다.

박층 전기 영동 Rf=0.7

(조건은 실시예 1에서 기술한 대로 하고, 출발물질을 Rf치 1.0의 대조용 표준물질로 사용했으며, 가나마이신 A는 Rf치가 1.03이 되었다.)

위 예의 화합물질들을 전에 기술한 방법에 의해 항균작용의 시험관내에서의 활성을 시험한 결과 아래와 같은 표가 주어졌다.

표

이외에 실시예 1의 화합물은 앞에서 기술한 방법에 의해 생체내에서의 활성 시험을 했다. 생쥐에서 E.콜리에 대한 PD₅₀은 3.8mg/kg이었다.

Claims (1)

1. 다음 일반식(II)의 화합물을 환원하여 그 생성물질을 분리함을 특징으로 하는 일반식 (I)의 2-데옥시 스트렙타민 아미노 배당체 또는 그의산 부가염의 제조방법.

   

   상기식에서 R₁는 수소원자나 저급 알킬기를 나타내며

   R₂는 아미노기나 수산기를 나타내고

   R₃와 R₄중에 하나는 수소원자를 나타내며,

   다른 하나는 여기에 정의 하듯이 글리코실기를 나타내고 X 는CH₂나CO이고 n은 1,2,3 또는 4이다.