KR810000539B1 - 아미노 글리코시드 항생물질 유도체의 제조방법 - Google Patents

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Description

아미노 글리코시드 항생물질 유도체의 제조방법

본 발명은 우수한 항미생물 작용을 갖는 신규 아미노 글리코시드 항생물질 유도체, 더욱 상세히는 2-데옥시스트렙타민 골격을 갖는 아미노글리코시드류의 1-아미노기가 피롤리딘 카르복실산 또는 피레리딘카르복실산과 치환된 신규 아미노글리코시드 항생물질 유도체 및 그 염의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터 각종의 아미노 글리코시드 항생 물질의 2-데옥시스트렙타민 골격의 1-아미노기에 특정의 아실기를 도입함으로써 그 항미생물 작용 및 항균성 스펙트럼의 개량이 시도되어 왔었다. 예를 들면, 카나마이신의 유도체인 아미카신은 1-아미노기가 4-아미노-2-히드록시락산으로 아실화된 대표적인 유도체이다. 이와 같은 아미카신은 항 카나마이신 미생물에 유효적이나, 그 독성도는 카나마이신의 그것과 거의 동등한 것으로 알려져 있다[가와구찌 외 1명 저 J.Antibiotic, 25, 695(1972); 미합중국 특허 3,781,268호(1973); 후지사와 외 1명 저 J.Antibiotic, 27, 677(1974)참조].

본 발명자는 아미노글리코시드 항생 물질의 1-아미노기를 피롤리딘-또는 피페리딘-카르복실산 혹은 그들의 N-알킬 유도체로서 보호한 것으로써 항 미생물 작용이 향상되며, 항 아미노글리코시드 균주(菌株)에 대하여 유효적인 항균 작용을 갖게 된다는 사실을 밝혀 내어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

본 발명에 의한 아미노글리코시드 항생물질 유도체는 다음과 같은 일반 구조식(Ⅰ)로 표시된다.

[식중, R은 수소원자, 저급알킬 또는 아랄킬이고, R¹은 아미노메틸, 히드록시메틸, 메틸아미노메틸 또는 1-메틸아미노메틸이고, R², R³및 R⁶은 각각 수소원자 또는 히드록시를 나타내고, R⁴는 히드록시 또는 아미노기이고, R⁵는 아미노 또는 메틸아미노를 나타내고, R⁷은 히드록시 또는 메틸이고, R⁸은 수소원자, 히드록시메틸 또는 카르바모일옥시메틸을 나타내고, 점선은 2중 결합의 존재 또는 부재를 나타내며, n은 1 또는 2의 정수이다.]

본 발명에 있어 출발 물질로 사용되는 아미노 글리코시드류는 2-데옥시스트렙타민 골격을 함유하는 것으로 다음과 같은 일반 구조식(Ⅱ)로 표시되는 것이다.

[식중, R¹R⁸및 점선은 각각 앞서 정의된 바와 동일함]

상기 일반 구조식(Ⅱ)로 표시되는 화합물의 대표적인 것으로는, 토브라마이신 (R¹=CH₂NHz; R²=OH;

등을 들 수 있는데, 이들 화합물(Ⅱ)의 일반명과 그들의 치환분을 제1표에 표시한다.

[표 1]

상기한 일반식(Ⅰ)에 있어, R로 표시한 저급 알킬이라 함은 C₁내지 C₅알킬, 특히 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸 등의 C₁내지 C₃알킬을 의미하고, 아랄킬이라 함을 벤질, 펜에틸, 1-페닐에틸, 3-페닐프로필 등의 C₇내지 C₁₀아랄킬을 의미한다.

본 발명에 의한 신규 아미노글리코시드 항생물질 유도체(Ⅰ)을 그 유리 염기외에 그 염, 특히 비독성의 산부가염을 포함하고, 예컨데 염산, 취화수소산, 옥화수소산, 황산, 인산, 탄산 등의 무기산류, 초산, 푸마르산, 사과산, 주석산, 말레인산, 구연산, 맨델산, 아스코르빈산, 몰식자산(沒食子酸)등의 유기산과의 부가염을 들 수 있다.

이와 같은 화합물(Ⅰ)을 예시하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 화합물은 상기한 아미노글리코시드류에 하기 일반식(Ⅲ), 특히 일반식(Ⅲa) 또는 (Ⅲb)로 표시되는 카르복실산을 반응시킴으로써 용이하게 제조할 수 있다.

출발 물질인 아미노글리코시드류는 아실화 될 1-아미노기 외에 관능기(예컨대 아미노기)를 갖고 있으므로 그들을 적절한 보호기로 보호하여 두는 것이 바람직하다. 사용되는 보호기로서는 1-아미노기의 아실화 후에 용이하게 제거할 수 있는, 펩티드 합성에 있어 통상 사용되는 보호기가 모두 사용될 수 있고, 예로서 벤젠 핵에서 치환될 수 있는 벤질옥시카르보닐, t-부틸옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 토실(p-톨루엔술포닐), 트리틸, 포트밀, 트리플루오로아세틸, 프탈로일, m-니트로페닐티오, 트리페닐메틸티오 등을 들 수 있다.

아실화제로서 사용되는 상기한 바와 같은 카르복실산류의 반응성 유도체로서는, 통상의 펩티드 합성에 있어서 사용되는 각종의 카르복실기에 있어서의 반응성 유도체가 포함되며, 예로서 산할로겐화물, 산아지드, 산무수물, 혼산무수물, 반응성 에스테르등을 들 수 있다. 구체적인 유도체는, 예를 들어 M.Bodanszky등의 Synthesis(1972년) 453면 또는 Peptid synthesis(1966년) 75 내지 135면에 기재되어 있다. 이러한 아실화제는 R가 수소원자인 경우 그 질소 원자 골격을 적당한 보호기, 예컨대 상기한 바 아미노글리코시드류의 보호기와 같은 것을 사용하여 보호해 두는 것이 바람직하다. 이 아실화제는 통상법에 따라 용이하게 제조할 수가 있다. 예를 들어, N-히드록시 숙신이미도 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산염은 N-벤질피페리돈을 무수 테트라히드로푸란 중에서 시안화수소 또는 시안화칼륨과 반응시켜 N-벤질피페리돈시아노히드린을 얻고, 이것을 농염산으로 가수분해하여 카르복실산 유도체를 만들어 접촉환원에 의하여 탈벤질화한 후 벤질옥시카르보닐클로라이드와 반응시켜서 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산을 얻어 이어서 이것에 N-히드록시사크신이미드를 작용시켜서 에스테르화 함으로써 얻어지는 것이다. 그리고, N-히드록시사크신이미도 N-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산염도 상기와 같은 방법으로 합성된다.

본 발명에 의한 아미노글리코시드류의 아실화는, 출발 물질은 1-아미노기 이외의 관능기를 적절한 보호기로 보호한 아미노글리코시드류에 적당한 용매 중에서 전기의 아실화제를 반응시킴으로써 이루어진다. 이때, 아실화제의 사용량은 아미노글리코시드류 1몰당 등(等)몰 내지 과잉량 사용된다. 바람직하게는 아미노글리코시드류 1몰당 약 0.1~2.0몰이고, 반응 온도는 0~35℃, 가급적 20~25℃의 범위에서 선택된다.

사용되는 용매로서는 메타놀, 에타놀 및 에틸렌 글리콜 등의 저급 알코올, 디에틸에테르 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로푸란 및 디옥산 등의 에테르, 아세톤 및 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸아세트아미드, 피페리딘, 물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합 용매로서 사용된다.

아실화 반응 후, 보호기를 통상법, 예컨대 산처리, 접촉환원 등에 의하여 제거하여 목적 화합물을 얻는다.

본 발명에 의하여 제조된 아미노글리코시드 항생물질 유도체 및 그 비독성염은 우수한 항미생물 작용을 나타내는데, 특히 어떤 종류의 그램 음성 및 그램양성균에 대하여 아실화하지 않은 아미노글리코시드 항생물질에 비하여 수배 내지 수십배의 항균활성을 나타낸다. 예를 들어, 1-N-(4-히드록시피페리딘-4-카르보닐)-토브라마이신, 토브라마이신, 겐타만이신, 시소마이신 및 카나마이신 A의 최소저지농도(MIC,㎍/ml)는 각각 제2표에 나타내는 바와 같다. 그리고, 1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)-토브라마이신, 토브라마이신, 1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)카나마이신A, 및 카나마이신A의 (MIC,㎍/ml)를 제3표에 나타낸다.

[표 2]

1) TOB유도체, 2) TOB, 3) GM, 4) SSM 및, 5) KM-A의 (MIC,㎍/ml)

주 : 1) TOB유도체=1-N-(4-히드록시피페리딘-4-카르보닐)-토브라마이신

2) TOB=토브라마이신

3) GM=겐타마이신

4) SSM=시소마이신

5) KM-A=카나마이신 A

*표는 토브라마이신항성균을 나타냄.

[표 3]

1) TOB유도체, 2) TOB, 3) KM-A 유도체 및, 4) KM-A의 (MIC,㎍/ml)

주 : 1) TOB유도체=1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)-토브라마이신

2) TOB=토브라마이신

3) KM-A유도체=1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)-카나마이신

4) KM-A=카나마이신 A

*표는 토브라마아신 항성균을 나타냄.

제2표 및 제3표에 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)은 각종의 그램 음성균 및 그램 양성균에 대하여 유용한 항미생물 약제로서 인간 및 각종 동물에 적용할 수 있다. 즉, 이들 화합물은 그램 양성균(예, Staphylococcus aureus, Bacillus anthracis) 및 그램 음성균(예, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa)으로 인한 각종 질환의 치료 및 예방에 유용하며, 또한 부패물, 사료, 또는 기타 위생 물질내에 있어서의 세균의 번식을 억제하는 살균제로서도 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)은 단독 또는 기타 공동(共

)물질과의 혼합물로서 경구 혹은 비경구적 형태로 투여할 수 있는데, 그 제약 조성은 0.01 내지 99%의 화합물(Ⅰ)을 화합물(Ⅰ)이 용해, 확산 또는 현탁될 수 있는 고형체 또는 액상체의 제약 담체와의 혼합물로 할 수 있고, 또한 단일 투약 형태로 할 수도 있다. 그리고, 고형체 조성으로는 정제, 분말 무수 시럽, 트로치, 과립체, 캡슐, 환약, 좌약 등으로 할 수 있고, 액상체 조성으로는 주사약, 연고, 산제, 흡입제, 현탁제, 유액제, 용액제, 시럽 또는 엘릭서 제로할 수 있다. 모든 희석제(예 : 전분, 백당, 유당, 탄산칼슘, 고령토)와 증량제(예, 유당, 설탕, 식염, 글리신, 전분, 탄산칼슘, 인산칼슘, 고령토, 벤토나이트, 활석, 소트비톨), 결합제(예 : 전분, 아카시아, 겔라틴, 글루코오스, 소듐 아르기네이트, 트라가칸트, 카르복시메틸셀루로오스, 소르비톨, 폴리비닐피롤리딘), 분해제(예, 전분, 한천, 탄산염, 소듐라우릴술페이트), 윤활제(예 : 스테어린산, 활석, 파라핀, 붕산, 실리카, 소듐벤조에이트, 폴리에틸렌글리콜, 카카오유, 마그네슘술페이트); 유화제(예 : 레시틴, 소르비탄모노올레에이트, 아카시아), 현탁제(예 : 소트비톨, 메틸셀루로오스, 글루코오스, 설탕 시럽, 겔라틴, 히드록시에틸셀루로오스, 카르복시메틸셀루로오스, 알루미늄스테어레이트겔, 경화유지), 용제(예 : 물, 낙하생유, 호마유, 메틸오레이트), 보존제(예 : 메틸 또는 에틸 p-히드록시벤조에이트, 소르빈산), 식용 착색제, 방향물질, 안정제, 완충제, 용해제, 확산제, 습윤제, 산화방지제 등은 화합물(Ⅰ)에 악영향을 미치지 않는 한 통상법에 따라 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 화합물(Ⅰ), 특히 그들의 황산염은 물에 쉽게 용해되므로 정맥, 근육내 또는 피하 주사용 용액으로 사용하기가 간편하다. 또한 화합물(Ⅰ)은 수성 또는 유성 용제에 용해되므로 앰푸울 용의 주사용액으로 만들기가 용이한데, 주사약으로서 장기간의 보존이 가능하도록 화합물(Ⅰ)을 결정체, 분말, 미소결정 또는 동결건조체로 함유하는 약병용 조성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 이와 같은 약병용 조성물은 사용에 앞서 상기한 바 용제에 용해하거나 현탁하여 직석에서 주사약으로 만들어 사용할 수 있다. 이와 같은 조성물에 상기한 바 보존제를 함유시킬 수도 있다.

본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)은 또한 좌약으로나, 피부용 혹은 안과용 연고로나, 피부용 분말 기타의 적당한 형태로 이 분야의 공지 방법으로 용이하게 사용할 수 있다. 외용조제로서는 본 발명의 화합물(Ⅰ)을 0.01 내지 99% 범위의 함유량으로 하여 전술한 바 제약 담체의 필요 적절량과 혼합하여 사용된다.

본 발명은 또한 세균으로 인한 인간 및 가축류의 각종 질환에 대한 치료 및 예방 방법을 제공하는 것으로, 즉 본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)을 인간 또는 동물에게 1회 또는 분할로 1일당 0.01 내지 5g/kg 용량 범위의 주사 또는 0.01 내지 10g/kg용량 범위의 경구 투여 또는 0.01 내지 10g용량 범위를 3 내지 12시간 간격으로 피부에 적용할 수 있다.

본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)의 이와 같은 투여로 말미암아 치료와 그 예방에 효과가 있는 세균으로 인한 질환의 예로서는 스태피로성 피부염, 인축전염법, 방광염, 신우염(腎盂炎), 폐렴, 폐장염, 기관지염, 축농증, 비인공염(鼻咽

炎), 편도염, 비염, 피부염, 농포증(膿疱症), 농양(膿瘍), 상처 및 연조직 감염, 중지염, 골수염, 패혈증, 장염, 뇨도염 및 신우신장염 등을 들 수 있다.

본 발명에 의한 화합물(Ⅰ)은 분말, 무수시럽, 정제, 트로우치, 과립체, 캡슐, 환약, 좌약, 주사약, 연고, 분산제, 흡입제, 현탁제, 용액, 유액, 시럽 및 엘릭서 등의 약제 조성물 형태로 환자에 투여하는 것이 바람직한데, 정제, 트로우치, 캡슐, 주사용 엠푸울 등의 단일 용량 형태도 좋으며 개별 포장의 분말이라도 좋다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

[실시예 1]

N-히드록시숙신이미도 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산의 제조

a) 4-벤질피페리돈 10.0g(53밀리몰)을 무수 THF 14ml에 용해하고, 여기에 실온에서 시안화수소의 25%(중량 %, 이하 같음) THF용액 23ml(3.6당량)를 가하여 1시간 방치한다. 이어서 용매와 잔여의 반응제를 감압 유거하면 무색 결정성 잔사로서 N-벤질 피페리돈 시아노히드린 11.50g을 얻는다. 융점 79~95℃

b) 상기 (a)에서 얻은 조제(粗製)의 N-벤질피페리돈 시아노히드린 9.477g(43.9밀리몰)을 농염산 18.4ml(5당량)와 함께 수욕상에서 1시간 가열한다. 그 도중에 염화암모늄의 결정이 석출된다. 이 반응 혼합물을 냉각한 후, 석출된 염화암모늄을 여취하고 냉 아세톤으로 세척한다. 그 여액과 세액을 합쳐서 감압 건고하여 잔사 12.65g을 얻는다.

이 잔사를 물 65ml에 용해하고 초산나트륨 3.97g을 함유하는 물 28ml를 가한 후 감압 건고한다. 얻어진 잔사에 아세톤 150ml를 가하여 충분히 마쇄하고 불용물을 클로로포름-메타놀(9 : 1)로 추출하고 불용부의 염화나트륨을 여거하고 가용부를 감압 유거한다. 얻어진 잔사를 물 46ml에 용해하고 아세톤을 가하여 냉장고에 하룻밤 방치한다. 석출한 결정을 여취하여 냉 아세톤으로 세척하면 N-벤질-4-히드록시피페리딘-4-카르복실 산 8.70g(수율 84.5%)을 얻는다. 융점 260.5~262℃(분해)

이 결정은 1분자의 결정수를 함유하고 있어 이것을 75℃로 5시간 감압 건고하면 그 결정수가 없어져 중량 7.92g(수율 77%)가 된다.

c) 위에서 얻은 N-벤질-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산 2.35g(10밀리몰)을 물 20ml, 메타놀 20ml 및 농염산 2.0ml의 혼합액에 용해하고, 이것에 10% Pd-C1g을 가하여 수소 기류 중에서 23시간 접촉 환원한다. 반응 후 촉매를 여거하고 함수 메타놀로 세척한다. 이 여액과 세액을 합쳐서 용매를 감압 유거하면 담황색 결정성 잔사 1.95g을 얻는다.

이 잔사를 수산화나트륨 1.25g(30밀리몰)을 함유하는 물 15ml에 용해하고, 여기에 실온에서 교반하에 벤질옥시카르보닐클로라이드 2.05g(12밀리몰)을 30분에 걸쳐 첨가한다. 이 혼합액을 실온에서 2시간 방치한 후, 10% 수산화나트륨 수용액 0.5ml를 가하여 에테르로 세척하고 수층을 10% 염산으로 pH2로 조정하면 유상물질이 석출한다. 이것을 에테르로 추출하여 수세후 무수 황산나트륨으로 건조함으로써 담황색 유상 물질의 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산 2.53g(수율 90%)을 얻는다.

d) 전기의 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실산 2.49g (8.92밀리몰) 및 N-히드록시숙신이미드 1.02g(8.92밀리몰)을 무수 초산에틸 40ml에 현탁하고, 여기에 디클로헥실카르보디이미드 1.83g(8.92밀리몰)의 무수 초산에틸 용액 5ml를 가하여 온실에서 하룻밤 교반한다. 이 반응 혼합물을 빙냉시키고 불용부를 여취하여 냉초산에틸로 세척한다. 이 여액과 세액을 합쳐서 용매를 감압 유거하면 목적 화합물인 N-히드록시숙신이미도 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실레이트 3.34g(정량적 수율)을 얻는다.

본품은 그대로 아실화 반응에 사용한다.

[실시예 2]

N-히드록시숙신이미도 DL-1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실레이트의 제조

a) 1-벤질-3-피롤리돈[E. Jaeger 및 J.H. Biel : J. Ong. Chem., 30, 740~744면(1975) 참조] 16.40g(9.45밀리몰)을 THF 5ml에 용해하고, 여기에 실온으로 25% HCN/THF 용액 40ml(343밀리몰)를 가하여 5시간 방치하고, 용매와 과잉의 시약을 감압하에 유거한다. 얻어진 잔사에 농염산 38.5ml를 가하여 수욕상에서 1시간 가열하고, 냉각 후 석출한 염화암모늄을 여취하고, 냉 농염산 4ml로, 이어 아세톤으로 세척한다. 이 여액과 세액을 합쳐서 감압 유거한다. 이 잔사에 초산나트륨 8g을 함유하는 수용액 50ml를 가하여(pH 5로 된다) 다시 감압 유거한다. 잔사에 클로로포름을 가하고 불용물의 염화나트륨을 여취하여 클로로포름으로 세척하여 클로로포름층에 수산화나트륨 4g을 함유하는 수용액 50ml를 가한다(pH 9가 된다). 수층을 다시 클로로포름으로 세척한 후 암버라이트 IR-120B(H⁺) 200ml에 서서히 흡착시켜(1적에 대하여 3~4초), 물 400ml로 세척하고 이어서 1N-수산화암모늄 700ml로 용출한다. 이 유분을 감압유거하고 얻어진 잔사를 80ml의 물에서 재결정시켜 백색침상 결정 12.084g을 얻는다. 융점 184~189℃(분해)

이 결정을 결정수를 함유함으로 70℃로 2일간 감압 건조하면 DL-1-벤질-3-히드록시-피롤리딘-3-카르복실산 10.45g(수율 50.0%)을 얻는다.

b) 상기의 DL-1-벤질-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산 885mg(4.0밀리몰)을 50% 디옥산 수용액에 용해하고 농염산 1ml를 가하여 10% Pd-C 440mg을 사용하여 접촉 환원을 행한다. 촉매를 여거하고 디옥산 수용액으로 세척하여, 여액과 세액을 합쳐서 감압 유거한다. 얻어진 잔사를 아세톤으로 세척하여 무색 프리즘 결정의 DL-3-히드록시 피롤리딘-3-카르복실산 염산염 610mg(수율 91%)을 얻는다. 융점 201~210℃.

c) 상기의 DL-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산 염산염 610mg(3.6밀리몰)을 물 10ml에 용해하고, 수산화나트륨 456mg(3당량)을 함유하는 수용액 6ml를 가한다. 실온에서 교반하에 벤질옥시카르보닐클로라이드 750ml(1.2당량)을 가한 후 다시 2시간 교반한다. 반응액에 10% 수산화나트륨을 가하여 pH 11로 하여 에테르 세척을 2회하고, 10% 염산으로 pH 2로 하여 에테르 추출을 3회 시행한다. 무수 황산나트륨으로 건조 후 에테르를 감압 유거하여 잔사 800mg을 얻는데, 이것을 에테르-석유 에테르 혼합물로 결정화(융점 117~133℃)하고, 이 결정을 에테르-염화메틸렌에서 재결정함으로써 DL-1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산 595mg(수율 61.6%)을 얻는다. 융점 142~144℃(분해)

d) DL-1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산 266mg (1.0밀리몰)을 초산에틸 30ml에 가온 용해한다. 이어서 분말로 한 N-히드록시숙신이미드 115mg(1.0밀리몰)을 가하여 용해하고, 빙냉 교반하에 디클로헥실 카르보디이미드 206mg(1.0밀리몰)을 가하면 직시 백색 결정이 석출된다. 이것을 1.5시간 교반한 후 하룻밤 냉장고에 방치하였다가 결정을 여취하여 불용물을 초산에틸로 세척하고 여액과 세액을 합쳐서 감압 유거하면 390mg의 잔사를 얻는다(융점 154~161℃). 이 조결정을 아세톤-헥산 혼합물에서 재결정함으로써 N-히드록시숙신이미도 DL-1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실레이트 277mg(수율 76.5%)을 얻는다. 융점 159~161℃.

[실시예 3]

1-N-(4-히드록시피페리딘-4-카르보닐) 카나마이신 A의 제조

6'-N-t-부톡시카르보닐-카나마이신 A(일본국 특허 공개 공보 50-140420 참조) 1.55g(2.5밀리몰)을 50% 1,2-디메톡시에탄 24ml에 용해하고, 여기에 N-히드록시숙신이미도 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실레이트 1.53g(4.06밀리몰)의 1,2-디메톡시에탄 용액 24ml를 2℃ 내지 3℃에서 2시간에 걸쳐 적가한다. 이 혼합액을 실온에서 14.5시간 교반한 후, 35℃ 이하에서 용매를 감압 유거하여 백색 포상물(泡狀物) 3.2g을 얻는다. 이 잔사를 90% 트리플루오로 초산 20ml에 용해하여 실온에서 1시간 40분 방치하고, 이어서 트리풀루오로 초산을 감압 유거한다.

얻어진 잔사에 50% 메타놀 수용액 50ml를 가하고 여기에 10% Pd-C 1g을 가하여 수소 분위기 하에서 3시간 접촉환원한다. 반응 후 Pd-C리 여거하고 용매를 감압 유거하여 잔사 4.15g을 얻는다. 이 잔사(4.15g)를 물 10ml에 용해하고 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 100ml에 흡착시켜 물 240ml로 세척한 후 물 1000ml 및 1N-수산화암모눌 1000ml를 사용하여 그라디엔트법으로 용출한다(1획분 : 10g).

획분 91~108의 유분(475mg)을 물 10ml에 용해하고 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 100ml에 흡착시켜 물 20ml로 세척한 후 물 1000ml와 1N-수산화암모눌 1000ml를 하용하여 다시 용출한다.

획분 89~95의 유분(270mg)을 물 6ml에 용해하고 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 100ml에 흡착시켜 물 30ml로 세척한 후 물 1000ml와 0.5N-수산화암모눌 1000ml를 사용하여 다시 용출하고, 획분 159~166을 동결하여 목적 화합물 71mg(수율 6%)을 얻는다.

TLC(Kteselgel 60F₂₅₄; Merck) : Rf=0.45

[용맥계 : 메타놀-농암모니아수(1 : 1)]

(비교, 카나마이신 A : Rf=0.25)

[실시예 4]

1-N-(4-히드록시피페리딘-4-카르보닐) 토브라마이신의 제조

a) 토브라마이신·2H₂O 9.0g(17.9밀리몰)을 물 322ml에 용해하고, 여기에 피리딘 322ml, 트리에틸아민 32ml 및 t-부틸옥카르보닐아지드 2.64g(18.4밀리몰)을 가하여 실온에서 하룻밤 방치한다. 이 혼합물을 40℃의 수욕상에서 용매를 감압 유거하고, 얻어진 잔사에 물 100ml를 가하여 다시 감압 유거한다. 이러한 조작을 3회 반복하여 잔사 11.95g을 얻는다.

이 잔사를 물 60ml에 용해하고 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 450ml에 흡착시켜 물 1500ml로 세척한 후 물 1000ml 및 0.1N-수산화암모늄 1000ml를 사용하여 그라디엔트법에 의해 용출하고, 이어서 0.1N-수산화암모늄 4100ml로 용출한다(1획분 : 15g). 획분 141~200에서 6'-N-t-부틸옥시카르보닐-토브라마이신 4.70g(수율 46.4)을 얻는다.

b) 상기의 6'-N-t-부틸옥시카르보닐-토브라마이신 1.81g(3.0밀리몰)을 물 5ml 및 디메틸포름아미드 5ml의 혼액에 용해하고, 여기에 0° 내지 5℃에서 교반하에 N-벤질옥시카르보닐숙신이미드 0.748g(3.0밀리몰)을 함유하는 디메틸포름아미드 8ml를 2시간에 걸쳐 적하하고 이 혼합액을 동온도에서 하룻밤 교반한다.

이 반응 혼합액에서 용매를 감압 유거하여 얻은 잔사 3.17g을 40ml에 용해하고, 초산에틸을 사용하여 1회 30ml로 4회 추출한다. 그 수층을 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 100ml에 흡착시켜 물 1700ml 및 0.05N-수산화암모늄 1700ml를 사용하여 그라디엔트법으로 용출하고, 이어서 0.1N-수산화암모늄 1500ml로 용출한다(1획분 : 18ml).

획분 13~132에서 6'-N-t-부틸옥시카르보닐-2'-N-벤질옥시 카르보닐토브라마이신 877mg(수율 40%)을 얻는다. 획분 114~132를 동결 건조하여 그 물성을 측정하였다.

TLC(Kieselgel 60F₂₅₄: Merck); Rf=0.19

[용매계 : 이소프로필알코올-농암모니아수-클로로포름(4 : 1 : 1)]

(비교, 6'-N-t-부틸옥시카르보닐-토브라마이신 : Rf=0.08)

c) 상기의 6'-N-t-부틸옥시카르보닐-2'-N-벤질옥시카르보닐-토브라마이신 397mg(0.566밀리몰)을 50% 디메틸포름아미드 수용액에 용해하고 0~3℃에서 교반하에 N-히드록시숙신이미드 N-벤질옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘-4-카르복실레이트 319mg(0.679밀리몰)의 디메틸포름아미드용액 6ml를 1시간 20분에 걸쳐 적가한다. 이 혼합액을 동온도에서 50분, 실온에서 4시간 교반한 후, 용매를 감압 유거하여 무색 포상 물질 787mg을 얻는다. 이 잔사에 90% 트리풀루오로 초산 8ml를 가하여 실온에서 1시간 30분 교반한 후, 트리풀루오로 초산을 감압 유거하고 얻어진 잔사에 초산 3ml, 5% Pd-C 334mg, 물 0.6ml 및 메타놀 3ml를 가하여 접촉 환원을 한다. 반응 후, Pd-C를 제거하고 용매를 감압 유거하여 잔사 1.25g을 얻는다. 이 잔사를 물 4ml에 용해하여 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 30ml에 흡착시켜, 물 300ml로 세척한 후, 물 1000ml 및 1N-수산화암모늄 1000ml를 사용하여 그라디엔트법으로 용출한다(1획분 : 10ml).

획분 68~73의 유분 47mg을 물 1.5ml에 용해하여 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 5ml에 흡착시켜 물 480ml 및 1N-수산화암모늄 480ml를 사용하여 그라디엔트법으로 용출한다(1획분 : 5ml).

획분 40-43의 유분을 동결 건조하여 목적 화합물 16mg(수율 4.9%)을 얻는다.

TLC(Kieselgel 60F₂₅₄: Merck); Rf=0.35

[용매계 : 메타놀-농암모니아수(1 : 1)]

(비교, 토브라마이신 : Rf=0.58)

[실시예 5]

DL-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신의 제조

a) 테트라-N-포르밀토브라마이신(일본국 특허공개 공보 50-35129에 기재된 방법에 따라 제조된 것) 174mg(0.3밀리몰)과 N-히드록시숙신이미도 DL-1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실레이트 131mg(1.2당량)을 디메틸포름아미드 10ml에 용해하고, 실온에서 2시간 방치한 후 반응액을 감압 유거한다. 얻어진 잔사를 초산에틸로 충분히 마쇄하고 나서 여취하여, 초산에틸로 충분히 세척한다. 이라하여 얻어진 잔사(266mg)를 물 10ml, 메타놀 8ml에 용해하고 10% Pd-C 140mg, 초산 1적을 첨가하여 접촉 환원한다. 촉매를 제거하여 조제의 테트라-N-포르밀-DL-N-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)-토브라마이신 204mg을 얻는다.

b) 테트라-N-포르밀-DL-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신의 가수분해

1) 5% 염산 : 메타놀법

상기의 테트라-N-포르밀-DL-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신 204mg을 물 0.22ml에 용해하고, 5% 염산 : 메타놀(농염산 0.55ml와 메타놀 6ml의 용액) 1.96ml를 가하여 36℃의 유욕중에서 22.5시간 가열한다. 반응 종료 후, 암버라이트 IR-456ml를 사용하여 염산을 제거한다. 수지를 여거한 후 수세하고, 여액과 세액을 합쳐서 감압 유거하면 197mg의 잔사를 얻는다. 이 잔사를 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 25ml를 사용하여 컬럼크로마토그래피를 시행하고, 물 500ml와 1N-수산화암모늄 500ml로 그라디엔트법을 사용하여 용출한다. 획분 64~78을 농축 동결 건조함으로써 목적 화합물인 DL-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신 98mg(2H₂CO₃염으로서의 수율 46.4%)을 얻는다.

TLC(Kieselgel 60F₂₅₄: Merck); Rf=0.40

[용매계 : 이소프로필알코올-농암모니아수(1 : 1)]

(비교, 토브라마이신 : Rf=0.56)

ii) 히드라진 히드레이트-초산법

상기의 테트라-N-포르밀-DL-1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신 206mg을 히드라진 모노히드레이트 20ml와 초산 2.63ml에 용해(pH 6이 됨)하고 6시간 교반 환류시킨다. 반응액을 400ml로 희석하여 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺) 100ml에 흡착시켜 물 1ℓ와 0.4% 수산화암모늄 1ℓ로 세척하고 이어서 0.8% 수산화 암모늄으로 용출한다(1획분 : 12ml).

획분을 20~47을 감압 유거한 후 동결 건조하여 목적물 125mg(3H₂CO₃염으로의 수율 54.6%)을 얻는다.

이 화합물과 상기(i)법으로 얻은 화합물은 동일 물질이다.

[실시예 6]

1-N-(1-메틸-3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐) 토브라마이신의 제조

1-벤질옥시카르보닐-3-히드록시피롤리딘-3-카르복실산(2.090g: 7.16밀리몰), 3,2'6',3＂-테트라-N-포르밀-토브라마이신(4.160g : 7.16밀리몰), N-히드록시숙신이미드(910mg) 및 디시클로헥실카르보디이미드(1.870g; 7.16밀리몰)의 혼합물을 N,N-디메틸포름아미드 50ml에 용해하고 실온에서 하룻밤 방치한다. 석출된 디시클로헥실 우레아를 여거하고 N,N-디메틸포름아미드 5ml로 세척한다. 여액과 세액을 합쳐서 여기에 초산에틸을 첨가하여 석출물을 얻는다. 이 석출물을 여취하여 초산에틸로 세척하고 물에 용해하여 감압 유거한다. 얻어진 잔사(6.00g)를 물 70ml와 메타놀 20ml의 혼액에 용해하고 여기에 10% Pd-C 2.00g을 가하여 수소 분위기 하에 접촉 환원시킨다. 소정량의 수소가스가 흡수된 후 촉매를 여거하여 물로 세척하고, 여액과 세액을 합쳐서 감압 유거하여 무색 분말상의 1-N-(3-히드록시피롤리딘-3-카르보닐)-3,2,6,3＂-테트라포르밀-토브라마이신 5.30g을 얻는다.

상기 분말 228mg(0.3밀리몰)을 물 0.5ml에 용해하고 여기에 아세토니트릴 1.0ml를 가하면 2개층으로 분리되는데, 에기에 새로이 증류한 아세트알데히드 수용액(물 50ml에 아세트알데히드 6.77g을 용해한 용액) 0.48ml를 가함으로써 균질적인 것으로 하고, 곧이어서 초산으로 pH 7로 조정하면서 소듐 시아노보로히드라이드 30mg을 가한다. 2시간 후에 이 혼액이 농축되어 잔사를 얻는데, 여기에 초산에틸 4ml를 첨가하여 충분히 교반한다. 얻어진 분말을 여취하여 초산에틸로 세척하고 물 1ml와 이소프로필알코올 1ml를 가한 후 Kieselgel 60(Merck Co. 제) 13.5g에 서서히 흡착시켜, 이소프로필알코올-농수산화암모늄-클로로포름(2 : 1 : 1) 혼합물로 용출한다(1획분 : 10g).

획분 11~30의 유분을 증발시켜 얻은 잔사(138mg를 물 14.6ml에 용해하고 여기에 히드라진히드레이트 1.46ml와 초산 1.73ml를 첨가하고 6시간 환류시켜 물 261ml로 희석한 다음 암버라이트 CG-50(NH₄ ⁺형) 73ml에 흡착시켜 물 680ml로 세척하고 이어서 0.4% 수산화암모늄 수용액으로 용출한다(1획분 : 10g).

획분 70~75의 유분을 탈색 카아본으로 처리한 다음 마이크로 분석용 피렉스 필터(니흥 밀리포사제)를 사용하여 여과하고, 여액을 증발시켜 무색 분말의 표제 화합물 52.2g을 얻는다.

이 화합물을 소량의 물에 용해하고 0.0955N-황산을 사용하여 pH 4.6으로 조정하고 감압 유거한다. 에타놀을 첨가하여 얻은 석출물을 여취하여 에타놀로 세척하고 물을 가하여 탈색카아본(Norit A) 처리한 다음 마이크로 분석용 피렉스 필터(니흥 밀리포사제)로 여과하고 동결 건조함으로써 대응하는 황산염 103mg(전수율 41.9%)을 얻는다.

전술한 바와 같은 방법으로 제조되는 기타 화합물을 제4표에 제시한다.

[표 4]

Claims (1)

1. 위의 아미노기 이외의 관능기를 보호기로 보호한 하기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 아미노글로코시드를 하기 일반식(Ⅱ)로 표시되는 카르복실산 또는 그의 반응성 유도체와 반응시키고 관능기의 보호기를 제거하는 것을 특징으로 하는 하기 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 아미노글리코시드 항생물질 유도체 또는 그의 염의 제조방법.

   

   (식중, R¹은 아미노메틸, 히드록시메틸, 메틸아미노메틸 또는 1-메틸아미노에틸을 나타내고, R², R³및 R⁶은 각각 수소원자 또는 히드록시를 나타내고, R⁴는 히드록시 또는 아미노이고, R⁵는 아미노 또는 메틸아미노이고, R⁷은 히드록시 또는 메틸이고, R⁸은 수소원자, 히드록시메틸 또는 카르바모일옥시메틸을 나타내며, 점선은 2중 결합의 존재 또는 부재를 나타내고, R은 수소원자, 저급 알킬 또는 아랄킬을 나타내며, n은 1 또는 2의 정수이다.)