NO128212B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av l,2,3,triacyl-oleandomycin.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

til fremstilling av de hittil ukjente forbindelser 1.2.3-triacyloleandomycin, hvoracyl-delen er utledet av en alifatisk monocar-boksylsyre som har fra to til seks, fortrinnsvis fra to til tre carbonatomer.

Oleandomycin er et antibiotikum som

er kommersielt tilgjengelig og som er yt-terst verdifullt som terapevtisk middel, idet det utviser en stor aktivitet mot en lang rekke forskjellige mikroorganismer. Det er især bemerkelsesverdig i sin virkning på gram-positive mikroorganismer.

Oleandomycin i baseform har vist seg å være litt for uoppløselig til en lett fremstilling av parenteralt anvendelige oppløs-ninger. Videre er syreaddisjonssalter av oleandomycin i alminnelighet enten for uoppløselige i vann til å være tilfredsstil-lende, eller også er de så sure hva angår deres egenskaper at den relativt lave pH i deres vandige oppløsninger bevirker et tap i styrkegraden av det syrelabile antibiotikum. I mange tilfeller er den terapevtiske tilførsel av oleandomycin blitt utført peroralt, ettersom parenteral tilførsel ofte er smertefull og irriterende. Det hefter imidlertid visse ulemper ved den perorale ad-ministrasjonsmåte, f. eks. er oleandomycin og dets syreaddisjonssalter ofte meget bitre og har en ubehagelig smak. Oleandomycin er temmelig ustabilt i mavesekken, på grunn av saltsyren som her er tilstede, slik at dets terapevtiske effektivitet ofte redu-seres når det anvendes peroralt på grunn av delvis dekomposisjon i maven.

Det er oppfinnelsens formål å fremstille et oleandomycinderivat som frem-bringer en høyere terapevtisk aktivitet i blodet enn etter anvendelsen av oleandomycinbase eller dens syreaddisjonssalter. Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å fremstille et oleandomycinderivat, som utviser en utmerket stabilitet i vandig oppløsning, slik at det fåes passende dose-ringsformer til intramuskulær eller intra-venøs tilførsel.

De her omhandlede 1,2,3-triacylolean-domyciner har den alminnelige formel hvor R<1>, R<2> og R<3> er en acyldel utledet av en alifatisk monocartaoksylsyre med fra 2 til 6 carbonatomer. Eksempler på slike acylestere av oleandomycin er 1,2,3-triacetyloleandomycin, 1,2,3-tripropionyloleandomycin, 1,2,3-tributyryloleandomycin, 1,2,3-trivaleryloleandomycin og 1,2,3-tricaproyl-oleandomycin. Særlig har det vist seg at de fordeler som 1,2,3-triacyloleandomycin som har fra 2 til 3 carbonatomer i acyldelen er i besittelse av, er mange: De er sta-bile i forbindelser som har liten oppløselig-het i vandige medier og stor oppløselighet i mavesaft. De er relativt ikke-toksiske og er uten smak. De absorberes lett i blodet, og de utskilles i urinen i en betydelig kon-sentrasjon. Derfor er de her beskrevne oleandomycinestere særlig verdifulle i betraktning av de overraskende og uventede egenskaper de har. Foruten å oppfylle de foran nevnte formål for denne oppfinnelse, viser de seg også nyttige som utmerkede ur inveisantiseptika.

De her omhandlede estere oppviser karakteristiske papirkromatografiske van-dringsforhold (Rf-verdier), egenskaper som er nyttige i diagnostisk- og mikroana-lytisk arbeide.

Det er av betydning å påpeke at 1,2,3-triacyloleandomycin utviser et ketonisk ultrafiolett absorbsjonsmaksimum ved 200

m(x (E<*> ^0,5—0,9) hvilket er typisk for den intakte oleandomyclndel. Relevante egenskaper, som angir acylering på spesielle plaseringer er som følger: (R<1>) forholdsvis lav basestyrke, (R<2>) karakteristisk Keller-Killiani-reaksjon og (R<3>) positiv Cottonef-fekt ved opptagelse av rotasj onsdispersjonskurven. En acylsubstituent i desosamindelen (R<1>) har vist seg å gi en forholdsvis lav basestyrke (pKa 6,6) likesom acylsubstituenter i L-oleandrosedelen (R<2>) gir en dyp fiolett farve når de oppløses i iseddikk som inneholder et underlag av konsentrert svovelsyre (modifisert Keller-Kiliani prøve). I motsetning til den rela-tive stabilitet av estere som er acylsubsti-tuert i L-oleandrosedelen (R<2>) med salpetersyre, blir oleandomycinforbindelser som ikke er substituert ved R<2> synlig angrepet av salpetersyre (blå farve). Endelig er det optiske rotasj onsspredningsprinsipp blitt anvendt til å gi direkte bevis for substitu-sjon i den makrolide kjerne, oleandolid (R<3>). Den innbyrdes nære beliggenhet av en aktiv gruppe og R<3> er tidligere diskutert av H. Els et al ved det 130te nasjonale møte i «American Chemical Society» i 1956. Det har vist seg at rotasj onsdispersjonskurven av acylestere av oleandomycin som er usub-

stituert ved R<3>, viser en enkelt negativ Cotton- effektkurve, mens de tilsvarende estere som har substituentene i den makrolide kjerne (oleandolidsubstituert eller R<3>), viser en rotasj onsdispersjonskurve som har en enkelt positiv Cotton-virkning som ligger over en ren negativ kurve. Skjønt de to kvalitativt forskjellige sett rotasj onsdisper-sjonskurver viser spisser ved noenlunde den samme bølgelengde (320—325 mjx) er de iaktatte spesifikke rotasjoner av forskjel-lig størrelsesorden.

De infrarøde spektere (i kloroform) av 1,2,3-triacyloleandomycinforbindelser er også blitt målt, og f. eks. gir en acylsubstituent i desosamindelen (R<1> en karakteristisk båndutvidelse ved 9,4—9,6 m\ i.

I overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles 1,2,3-triacyloleandomycin ved at oleandomycin under i det vesentligste vannfri betingelser behandles med det tilsvarende lavere alifatiske monocarboksylsyreanhydrid i nærvær av en organisk base, fortrinnsvis et tertiært amin, som katalysator og syrebinder, ved en temperatur i området fra 0° C til 50° C i fra 5 til 48 timer. Da det fortrinnsvis anvendes et overskudd av syre-anhydridet, er de tilsvarende 1,2,3-triacyloleandomycin-estere de eneste produkter som oppnåes på dette trinn, dvs. alle tre hydroksylgrupper i oleandomycinmoleky-let acyleres under disse omstendigheter.

De heri beskrevne 1,2,3-triacyloleandomycinforbindelser kan anvendes enten alene eller i forbindelse med en farma-søytisk akseptabelt bærer og både peroralt og parenteralt. Den vanlige dose for anven-delse til mennesker ligger i området mellom ca. 50 til ca. 600 mg pr. dag, og fortrinnsvis i 1 til 4 doser. Denne dose kan imidlertid variere noe med vekten av den person som behandles. I alminnelighet anvendes ca. 1 til ca. 10 mg/kg legemsvekt pr. dag.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen katalyseres fortrinnsvis av en organisk base, idet det sistnevnte middel fremmer reaksjonen ved å bevege likevekten mot triacyl-siden. Skjønt en hvilken som helst organisk base vil være effektiv i denne henseende, er det ønskelig å anvende et tertiært amin. Eksempler på slike tertiære aminer omfatter pyridin, picolin, lutidin, collidin, quinolin, N,N-dimethylanilin, N,N-diethyl-anilin og triethylamin. Det skal bemerkes at passende oleandomycinutgangsmateri-aler inkluderer oleandomycinbasen og ole-andomycinkloroformadduktet såvel som forskj ellige oleandomycinsyreaddisj onssal-ter, f. eks. hydrokloridet, forutsatt at den fri base først frigjøres fra de sistnevnte salter ved tilsetning av en passende mengde av et alkalihydroksyd. Forøvrig fåes kloro-formkomplekset lett fra kloroformekstrak-ter av hele det forgjærede oleandomycin-holdige næringsmedium ved å fordampe kloroformoppløsningsmidlet inntil krystal-lisasjonen begynner.

Ettersom triacyleringsreaksjonen er eksoterm oppnåes de beste resultater når man anvender kjøling for å regulere temperaturen innen det ønskede område. Skjønt reaksjonen passende kan utføres i det førstnevnte område fra 0° C til 50° C, utføres den fortrinnsvis ved en temperatur i området fra 25° C til 38° C. På samme måte, skjønt den kan gjennomføres i et tidsrom av fra 5 til 48 timer som foran nevnt, gjenomføres den fortrinnsvis i et tidsrom av fra 14 til 18 timer. Det anvendes et overskudd av acyleringsmidlet, idet dette ikke bare sikrer fullføringen av reaksjonen, men hindrer også dannelsen av mono-og diacylbiprodukter. Det har imidlertid vist seg at de optimale forhold i alminnelighet oppnåes når vekten av acylan-hydrid tilnærmelsesvis er 2 ganger vekten av oleandomycinutgangsmaterialet og når den organiske basiske katalysator er tilstede i en mengde som i det minste er 5 vektprosent beregnet på acyleringsmidlet. Under hensyn til at både acyleringsmidlet og acyleringsproduktet muligens hydroly-seres i reaksjonens øvre temperaturområ-de, opprettholdes vannfri forhold fortrinnsvis under hele fremgangsmåten. Ytterligere utføres fremgangsmåten fortrinnsvis i en indifferent atmosfære, f. eks. en nitrogenatmosfære, men dette er ikke absolutt nødvendig. Fremgangsmåten kan videre også passende utføres i et indifferent organisk oppløsningsmiddel som benzen eller toluen, eller det kan vise seg ønskelig å anvende et overskudd av den organiske basiske katalysator, f. eks. pyridin, som oppløsningsmiddel for reaksjonen.

Det oppløste triacyloleandomycin ut-vinnes derpå bekvemt av reaksjonsblandingen ved hjelp av kjente standardfrem-gangsmåter. F. eks. kan reaksjonsblandingen først fortynnes med vann, og den resulterende vandige reaksjonsblanding kan derpå ekstraheres med et ikke med vann blandbart organisk oppløsningsmiddel, fortrinnsvis et klorert kullvannstoffoppløs-ningsmiddel, som f. eks. methylendiklorid, kloroform, triklorethylen, triklorethan eller tetraklorethan. Ekstraktet tørkes derpå over et passende tørremiddel, f. eks. vannfritt magnesiumsulfat eller vannfritt na-triumsulfat, og den ønskede triester felles derpå ut fra den tørrede og filtrerte ekstrakt ved tilsetning av et lavere alifatisk kullvannstoffoppløsningsmiddel, som f. eks. petrolether eller ligroin. Alternativt kan den fortynnede vandige reaksjonsblanding inntilles på en pH-verdi på ca. 8,0 ±0,5 ved tilsetning av en fortynnet basisk oppløs-ning, som f. eks. 0.1 N natriumhydroksyd hvorved triacyloleandomycinet utfelles fra det foran nevnte vandige reaksjonsmedi-um. I begge tilfeller fåes råproduktet i et utbytte av mellom 80 % og 90 %. Rensning av dette materiale utføres bekvemt ved omkrystallisering i et passende organisk oppløsningsmiddel, som f. eks. en lavere alkohol, og fortrinnsvis i varm isopropanol eller isopropanolvann (1 : 2). Den rene krystallinske triacyloleandomycinester iso-leres i alminnelighet i et utbytte på mellom 60 % inntil ca. 70 %.

Verdien av de her beskrevne 1,2,3-acyloleandomycinestere illustreres bekvemt ved urinekskresj ons-studier, hvor mennes-kelige forsøkspersoner hver gis en av 1,2,3-triacyloleandomycinforbindelsene i form av en gelatinkapsel. Urinprøvene underkastes derpå en biologisk prøve for oleandomycinaktivitet, og prosenten av den opprinnelige dose som er utskilt i urinen, utregnes derpå. De oppnådde resultater viser at den her beskrevne 1,2,3-triacyloleandomycinester meget lett absorberes, og at den utskilles i vesentlig grad i urinen sammenlignet med oleandomycinbasen. De oppnådde resultater viste at triacylesteren absorberes godt fra gastrointestinalveien, og at det fore-ligger en oleandomycinaktivitet i urinen som er dobbelt så stor som den som oppnåes etter peroral administrasjon av oleandomycinbase. Disse resultater er av særlig betydning i betraktning av den kjens-gjerning at triacyloleandomycin bare har omkring ca. 1/5 av aktiviteten av oleandomycinbasen in vitro. Tripropionyloleando-mycinestrene opptrer på i det vesentlige samme måte. Videre avslører bioautogram-mer av urinprøvene nærvær av diacyloleandomycin, monoacyloleandomycin og oleandomycinbase, hvilket viser at hydrolyse har funnet sted. Følgelig inkluderer den totale biologiske aktivitet som er målt i urinen, både den meget aktive oleandomycinbase og de mindre aktive (in vitro): triacyloleandomycin, diacyloleandomycin og monoacyloleandomycin. Herav følger at det lett kan påvises at triacyloleandomy-cinestrene resorberes utmerket, og at de utviser et ekskresjonsmønster som er betydelig overlegent overfor oleandomycinba-sens. Som det lett forståes av sakkyndige er dette resultat fullstendig uventet. Videre er de blodnivåer som fåes etter peroral administrasjon av de foran nevnte 1,2,3-triacyloleandomycinestere virkelig be-tydelige T31 eks. oppnåes etter peroral ad ministrasjon av 500 mg oleandomycinaktivitet eller dets molare ekvivalent de følg-ende blodnivåer:

Som det sees av tabellen ovenfor er oleandomycinkonsentrasjonsnivået i serum vesentlig større når det er inngitt peroralt som en 1,2,3-triacyloleandomycinester sammenlignet med oleandomycinbasen selv.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen illustreres ytterligere ved de følgende eksempler:

Eksempel 1.

Til en avkjølet oppløsning av 2000 ml eddiksyreanhydrid og 160 ml pyridin ble det trinnvis tilsatt tilnærmet 50 grams porsjo-ner 1000 gram oleandomycin-kloroformad-dukt, idet den nevnte tilsetning ble utført i en nitrogenatmosfære, og idet tilsetnings-hastigheten ble kontrollert slik at den falt sammen med oppløsningshastigheten. Under hele denne tilsetning, som tok omtrent 4y2 time, ble temperaturen holdt 1 området 25° C—38° C, idet det ble anvendt ytre kjøling når det var nødvendig. Etter av-slutning av dette trinn ble omrøringen av reaksjonsblandingen fortsatt i ennu 12 timer, i løpet av hvilken tid reaksjonsopp-løsningen fikk anta romtemperatur. Ved slutten av denne tid ble den foran nevnte reaksjonsblanding fortynnet med 10 liter vann, og den resulterende vandige oppløs-ning ble derpå innstilt på en pH 8,0—8,5 med 10 N natriumhydroksyd, og derpå ekstrahert med 4,0 liter methylenklorid. Ekstraktlaget ble derpå skilt fra den vandige fase og tørret over vannfritt natrium-sulfat (450 gram) for å fjerne alt over-skytende vann. Den tørre ekstrakt ble derpå filtrert, og det resulterende filtrat ble konsentrert til ca. halvdelen av sitt opprinnelige volum ved inndampning ved et trykk på 23 mm Hg. Til det resterende organiske konsentrat ble derpå langsomt tilsatt 9,0 liter petrolether under konstant omrøring. Krystalliseringen av det ønskede produkt kan lett startes ved forsiktig pod-ning av oppløsningen. Etter oppsamlingen av det første krystallinske utbytte ved filt-rering fåes ennu et utbytte, som vektmessig utgjør ca. halvdelen av det første, ved tilsetning av 6,0 liter petrolether til moder-luten. De kombinerte krystallinske frak-sjoner andro til 1,065 gram (90 %). De ble ytterligere renset ved omkrystallisering av 4,5 liter varm isopropanol og ga 550 gram rent krystallinsk 1,2,3-triacetyloleandomycin med følgende egenskaper: Smp. 177° C, (a) V — 23° (C = 1 i MeOH). pk';i 6,6 (EtOH : H20).

Analyse:

Beregnet for CnH^NO,,., : C = 60,50. H=8,30 N = 1.72.

Funnet: C = 60,58. H = 8,02. N = 1,78. CH..CO == 15,7.

Eksempel 2.

Til en avkiølet oppløsning av 1000 ml eddiksyreanhydrid og 50 ml pyridin ble trinnvis under konstant omrøring tilsatt 1000 gram oleandomycinbase i nitrogen-asmosfære og i overensstemmelse med re-aksjonsbetingelsene som beskrevet i eksempel 1. Etter den siste tilsetning av oleandomycin ble ytterligere tilsatt 100 ml eddiksyreanhydrid til reaksjonsblandingen og omrøringen i denne ble fortsatt i ytterligere 24 timer. Isoleringsfremgangsmåten som ble anvendt for å utvinne det ønskede produkt, var den samme som beskrevet i det

tidligere eksempel, og det utbytte av det

rå triacetyloleandomycin som ble oppnådd andro til 910 gram. Omkrystallisering av 4,0 liter vann-isopropanol ga 490 gram rent produkt.

Eksempel 3.

Fremgangsmåten som her ble anvendt var den samme som den som er beskrevet i eksempel 1 og eksempel 2, bortsett fra at isoleringen av sluttproduktet ikke foretas ved væskeekstraksj on, men ved utfelling av sluttproduktet fra reaksjonsblandingen. Dette ble oppnådd ved å innstille den vandige reaksjonsblanding, som tidligere var blitt fortynnet med 10 liter vann, til en pH av 7,5 ved tilsetning av en tilstrekkelig mengde 10 N natriumhydroksyd. Det resulterende bunnfall ble derpå omrørt i iy2 time, og ble sluttelig filtrert og vasket med koldt vann. Den krystallinske kake som ble oppnådd på denne måte ble først luft-tørket og derpå tørket i vakuum ved 65° C til konstant vekt. På denne måte ble oppnådd triacetyloleandomycin-råprodukt. Dette stoff ble renset ved omkrystallisering av 12 liter varm isopropanolvann (1 : 2 etter volum). Det krystallinske stoff som var fremstilt på denne måte var identisk i enhver henseende med det som er beskrevet i eksempel 1.

Eksempel 4.

Fremgangsmåtene som er beskrevet i forbindelse med de tidligere eksempler til fremstilling og isolering av triacetyloleandomycin ble fulgt, bortsett fra at propion-syreanhydrid ble anvendt som acyleringsmiddel, og det produkt som ble oppnådd var 1,2,3-tripropionyloleandomycin (smp. 156—157° C). På samme måte ble oppnådd 1,2,3-tributyryloleandomycin (smp. 99— 101° C), når smørsyreanhydrid ble anvendt som acyleringsmiddel i overensstemmelse med de tidligere beskrevne fremgangsmå-ter.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av 1,2,3-triacyloleandomycin, hvor acyldelen er utledet av en alifatisk monocarboksyl-syre, som har fra to til seks, fortrinnsvis fra to til tre carbonatomer, karakterisert ved at oleandomycin under i det vesentlige vannfri forhold behandles med det tilsvarende lavere alifatiske monocarboksylsyreanhydrid i nærvær av en organiske base, fortrinnsvis et tertiært amin, som katalysator og syrebinder, ved en temperatur i området fra 0° C til 50° C i fra 5 til 48 timer.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 til fremstilling av 1,2,3-triacetyloleandomycin, karakterisert ved at oleandomycin behandles med eddiksyreanhydrid.