NO127537B

NO127537B -

Info

Publication number: NO127537B
Application number: NO473470A
Authority: NO
Inventors: A Penttilae; L Andersen; P Hietala; J Sundman
Original assignee: Medica Ab Oy
Priority date: 1969-12-10
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1973-07-09
Also published as: FR2081338B1; DK127925B; FI44240B; AT298483B; SE375309B; GB1329848A; FR2081338A1; DE2060205A1

Description

Analogifremgangsmåte for fremstilling av antibiotisk virksomme benzofuranderivater.

Formålet ved oppfinnelsen er å fremstille nye antibiotisk virksomme dibenzofuranderivater med en usninsyre-lik struktur Ia og/eller dens isomer Ib,

hvor R1 er en alkylgruppe med en lineær eller forgrenet kjede med 1-3 C-atomer og R2 er en acylgruppe av en alifatisk syre med 3-9 C-atomer eller fenylacetylgruppen.

For riindt 20 år siden var usninsyre (la: R, = CH^.

R2 = COCHj), som er utvunnet av renlav, gjenstand for stor interesse som et eventuelt terapeutisk middel. Man håpet i dette stoff å få et effektivt våpen i kampen mot visse mikrober. Resultatet svarte ikke til forventningene. Usninsyrens anvendbar-het ble begrenset av dens tungtoppløselighet og utilstrekkelige terapeutiske éffekt.

Usninsyre er tidligere syntetisert ved oksydasjon av metylacetylfloroglucinol med kaliumjern(III)cyanid i natrium-karbonatoppløsning (Barton et al., J.chem. Soc. 1956, 530). Den derved erholdte dimer hydrousnin-syre er acetylert til usninsyre-diacetat, som efter avspaltning av acetylgruppene gir usninsyre. Man kan også spalte et molekyl vann direkte fra hydrousninsyren

med konsentrert svovelsyre, men utbyttet blir da meget lavt,

bare ca. 2%.

Isousninsyre (Ib: R1 = CH3> R2 = C0CH3) er ikke syntetisert tidligere.

Med foreliggende oppfinnelse har vi forsøkt å få frem

en lønnsom metode til å syntetisere dibenzofuranderivater med like god eller bedre antibiotisk virkning enn usninsyrens.

Våre forsøk resulterte uventet i kjemiske forbindelser, hvis antimikrobielle egenskaper i høy grad overtreffer usninsyrens og er i klasse med, eller til og med bedre enn de hittil anvendte terapeutiske midlers egenskaper. Syntesene er økonomisk gjennom-førbare og kan derfor med fordel utføres i industriell skala.

Tidligere undersøkelser i ulike deler av verden har vist at usninsyre som er utvunnet av naturen, er et effektivt middel mot grampositive bakterier, særlig Mycobacterium-stammer. Også

de i henhold til oppfinnelsen fremstilte dibenzofuranderivater ble funnet å være effektive mot grampositive bakterier i en forsøksserie med bl.a. Staphylococcus aureus, Sarcina lutea, Bacillus subtilis og Streptococcus faecalis som prøveorganismer. Forsøkene ble utført i henhold til agardiffusjonsmetoden.

Platene ble inkubert i 20 timer ved 37°C, hvorefter hemnings-sonene ble oppmålt.

Forsøksresultatene (tabell 1) viser at alle de undersøkte derivater som ble erholdt ved forlengelse av acylsidekjeden, har en bedre antibiotisk effekt enn usninsyre. Ved forlengelse av acylkjeden oppnåes maksimal effekt med butyrylkjeden (1^ = CH3< R2 = COC3H7), hvorefter effekten ved ytterligere forlengelse av kjeden avtar noe, imidlertid er den med kaproylderivatet ( R^ = CH3< R2 = COCgH^) fremdeles bedre enn den man får med usninsyre. Også fenylacetylderivatet har bedre effekt enn usninsyre, men noe dårligere enn butyrylderivatet.

Hvis alkylgruppens (R^ metyl erstattes med f.eks. etyl eller propyl, øker ikke den antibiotiske effekt. I butyrylserien (R^COC-jH^) er f.eks. forholdet mellom metyl-, etyl- og propylderivatenes antibiotiske effekt på Bacillus subtilis lik 100:25:2, og på Micrococcus flavus lik 100:35:10.

I den følgende forsøksserie ble den antibiotiske effekt av butyrylderivatet sammenlignet med effekten av noen kjente og vanlig anvendte antibiotiske midler. Som prøve-organisme ble anvendt Streptococcus pyogenes. Av resultatene (tabell 2) fremgår at butyrylderivatet under forsøksbetingelsene var betydelig mer effektivt enn de fleste kjente antibiotika.

For å bestemme dibenzofuranderivatenes LDC_. ble

do toksikologiske undersøkelser foretatt. 20 mg av prøvesubstanseri ble oppløst i 0,2 ml etanol, og til oppløsningen ble satt 0,5 ml 0,5-N NaOH, samt glykokoll-buffer til et volum på 20 ml.

Som forsøksdyr ble anvendt NMRI-mus som veide mellom 17 og 22 g. Prøveoppløsningene ble injisert i halevenen. Ved doseringen tok man hensyn til musenes individuelle kroppsvekt, som ble bestemt med 0,1 g's nøyaktighet.

Resultatene (tabell 3) ble utregnet ifølge Litchfield &Wilcoxons metode (J. Pharmak. exp. Ther. 96, 1949, 99-113). Pålitelighetsgrensene ble beregnet i henhold til P = 0,05.

Dibenzofuranderivatene fremstilles i henhold til oppfinnelsen fra et floroglucinolderivat som har en alkylgruppe i 1-stilling og en acylgruppe i 3-stilling. Floroglucinolderivatet oksyderes til et hydrousninsyrederivat, fra hvilket et molekyl vann derefter avspaltes.

Oksydasjonen utføres med mangan(III)-acetylacetonat oppløst i et organisk oppløsningsmiddel. Floroglucinolderivatet kan oppløses enten i et organisk oppløsningsmiddel eller i en alkalisk vannoppløsning. Det mest praktiske er å oppløse oksydasjonsmiddel og floroglucinolderivat i samme oppløsnings-middel, f.eks. acetonitril, karbondisulfid eller kloroform. Reaksjonsblandingen, som til 10 - 20% består av den ved oksydasjonen dannede dimer, vaskes med fortynnet syre, hvorved resten av oksydasjonsmiddelet fjernes. Produktet konsentreres derefter ved ekstraksjon med fortynnet natriumkarbonatoppløsning, i hvilken dimeren er oppløselig, mens hovedparten av biproduktene blir tilbake i den organiske fase. Efter senkning av karbonat-oppløsningens pH til en passende verdi, ekstraheres dimeren tilbake med et organisk oppløsningsmiddel, hvorved de surere forurensninger blir tilbake i vannfasen. Når oppløsningsmiddelet er avdampet, får man et 50 - 60%-ig råprodukt.

Oksydasjonen kan utføres ved romtemperatur, men når

et organisk oppløsningsmiddel anvendes, får man et betraktelig bedre utbytte, hvis oksydasjonen skjer ved forhøyet temperatur, f.eks. i kokende oppløsning. Også pH-verdien under ekstraksjonen innvirker på såvel utbyttet som på produktets renhet. Det beste resultat oppnåes ved pH 7,5 - 8,5.

Råproduktet kan eventuelt renses, f.eks. ved

krystallisasjon fra en benzenpetroleterblanding eller ved kromatografering på silikagelkolonner med benzen som eluerings-middel, hvorved dimeren fåes i ren form. Fremstillingen av dibenzofuranderivat skjer imidlertid mest fordelaktig direkte

fra råproduktet ved avspaltning av et molekyl vann. På denne måte unngåes et særlig besværlig og tidskrevende trinn i syntesen.

For å avspalte vannet kokes dimeren i en tolueriopp-løsning, med p-toluensulfonsyre som katalysator, til omsetningen er fullført. Når oppløsningen blir kald, dannes en mørk feining, som består av katalysatoren samt uoppløselige biproduk-ter og forurensninger. Felningen frafUtreres, og filtratet inndampes i vakuum til tørrhet. Til residuet settes 90% alkohol, og oppløsningen får stå i 10 - 15 timer på et kaldt sted, hvorved dibenzofuranderivatet utkrystalliserer. Produktet, som er en blanding av de to isomerer, filtreres og vaskes med 90% alkohol. Totalutbyttet varierer mellom 10 og 30% avhengig av reaksjonsbetingelsene.

Da de to isomerer stort sett har samme antibiotiske effekt og toksisitet, er det mest fordelaktig å anvende blandingen som sådan. Hvis det ønskes, kan imidlertid isbmerene adskilles ved kromatografering og omkrystallisering.

Følgende eksempler illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1

10,5 g metylbutyrylfloroglucihol oppløses i 150 ml acetonitril, og oksygenet fjernes ved å føre nitrogen gjennom oppløsningen. Nitrogenbehandlingen innledes 15 minutter før oksydasjonens begynnelse og pågår under hele oksydasjonsprosessen. 17,6 g mn(III)-acetylacetonat oppløses i 150 ml acetonitril, og den erholdte oppløsning<*>settes gradvis under kontinuerlig om-røring til den førstnevnte oppløsningen. Reaksjonen får pågå ;i ca. 2 timer. Til reaksjonsblandingen settes det dobbelte volum kloroform, hvorefter den vaskes med 0,1-N saltsyre og ekstraheres med 2% Na2C03. Sodaoppløsningens pH innstilles på 8,0, og oppløsningen ekstraheres grundig med kloroform. Dé tørkede kloroformekstrakter inndampes i vakuum til tørrhet. Til residuet som inneholder 50 - 60% hydrobutyrylderivat av usninsyre, ;settes 150 ml toluen og 3,0 g p-toluensulfonsyre• Blandingen kokes under tilbakeløpskjøling og omrøring i 2 1/2 time. Opp-løsningen avkjøles, og felningen frafiltreres. Filtratet inn- ;dampes i vakuum til tørrhet. Til residuet settes 20 - 40 ml 90% alkohol, <p>g oppløsningen får stå over natten i kjøleskap. De krystallinske butyrylderivater av usninsyre frafiltreres og vaskes med 90% alkohol. Utbytte 11%. Det erholdte produkts smeltepunkt beror på forholdet mellom de to isomerer i blandingen. Ren butyryl-derivat av usninsyre, 2,6-dibutyryl-l,9-dihydro-3,7,9-trihydroksy-8,9b-dimetyl-l-dibenzofuranon (la: R^ = CH^, R2 = COC-jH^ smelter ved 156 - 157°C, butyrylderivatet av isousninsyre, 2 ,8^dibutyryl-l,9b-; dihydro-3,7,9-trihydroksy-6,9b-dimetyl-l-dibenzofuranon (Ib: R^ =*H3'

R2 = COC3H7) ved 142 - 144°c. En blanding av f.eks. like deler

av de to isomerer smelter ved 122 - 123°C.

EKSEMPEL 2

5,9 g metylkaproylfloroglucinol oppløses i 100 ml kloro-

form. 8,8 g Mn(lll)-acetylacetonat oppløses i 75 ml kloroform og settes til den førstnevnte oppløsning, fra hvilken oksygenet fjernes som i eksempel 1. Reaksjonstid 2 timer. Oppløsningen renses som i eksempel 1. Råproduktet, som inneholder ca. 50% kaproylderivat av hydrousninsyre, oppløses i 100 ml toluen. 1,5 g p-toluensulfonsyre tilsettes, og oppløsningen kokes i 1/2 time. Det gjenværende avkjøles, felningen frafiltreres, og filtratet inndampes i vakuum til tørrhet. 15 ml 90% alkohol tilsettes, og blandingen får stå

over natten i kjøleskap. De krystallinske kaproylderivatene av usninsyre filtreres og vaskes med 90% alkohol. Utbytte 10%, sm.p.

148 - 150°C.

EKSEMPEL 3

12,9 g metyl-(fenylacetyl)-floroglucinol oppløses i

150 ml acetonitril. 17,6 g Mn(III)-acetylacetonat oppløses i 150 ml acetonitril og settes til den førstnevnte blanding.

Oksydasjon og rensning som i eksempel 2. Det 60 - 70%-ige

råprodukt kokes, i 150 ml toluen med 2,5 g p-toluensulfonsyre. Fortsettelse som i eksempel 2. De krystallinske fenylacetyl-

darivater av usninsyre (I: R^ = CH3, R2 = COCH2C6H5) smelter

ved 132 - 133°c. Utbytte 15%.

EKSEMPEL 4

10,5 g metylbutyrylfloroglucinol oppløses i 300 ml . acetonitril. Oksygenet fjernes som i eksempel 1, og oppløsningen bringes til kokning på vannbad under tilbakeløpskjøling. Derefter fortsettes syntesen som i eksempel 1. Utbytte 27%.

EKSEMPEL 5

5,6 g etylbutyrylfloroglucinol oppløses i 150 ml acetonitril, hvorfra oksygen er fjernet som i eksempel 1. Oppløsningen oppvarmes på vannbad til 80 - 90°C, hvorefter 8,8 g Mn(III)-acetylacetonat oppløst i 150 ml acetonitril tilsettes dråpevis under uavbrutt omrøring. Efter tilsetning av oksydasjonsmiddelet fortsettes oppvarmingen, som bør pågå i sammenlagt to timer. Fortsettelse som i eksempel 2. Det krystallinske reaksjonsprodukt I a,b: R1 = C2Rs' R2 = COC3H7 filtreres og vaskes med 90% alkohol. Sm.p. 124 - 125°C, utbytte 9%.

EKSEMPEL 6

5,95 g propylbutyrylfloroglucinol oppløses i 150 ml acetonitril, hvorefter man fortsetter som i eksempel 5. Det krystallinske reaksjonsprodukt I a,b: R^ = C^H^, R2 = COC^H^ filtreres og vaskes med 90% alkohol. Sm.p. 134 - 135°C,

utbytte 3%.

EKSEMPEL 7

12 g Na2C03 oppløses i 300 ml vann, og oksygenet fjernes som i eksempel 1. 10,5 g metylbutyrylfloroglucinol oppløses i sodaoppløsningen under lett oppvarmning. 17,6 g Mn(III)-acetylacetonat oppløst i 150 ml acetonitril tilsettes den førstnevnte oppløsning under uavbrutt omrøring. Reaksjonen får pågå i ca. 2 timer. Fortsettelse som i éksempel 1.

Sm.p. 118 - 123°C, utbytte 8%.

Claims

Analogifremgangsmåte til fremstilling av antibiotisk virksomme dibenzofuranderivater med den usninsyre-like struktur Ia og/eller dens isomer Ib,

hvor er en alkylgruppe med lineær eller forgrenet kjede med 1-3 C-atomer, og R2 er en acylgruppe fra en alifatisk syre med 3-9 C-atomer eller fenylacetylgruppen,

karakterisert ved at et floroglucinolderivat med en alkylgruppe i 1-stilling og en acylgruppe i 3-stilling, hvor alkyl-og acylgruppene har de ovenfor angitte betydninger, oksyderes ved hjelp av mangan(III)-acetylacetonat til et hydrousninsyrederivat, fra hvilket et molekyl vann derefter avspaltes.