NO141209B

NO141209B - Analogifremgangsmaate til fremstilling av antibiotiske derivater av antibiotikum xk-62-2

Info

Publication number: NO141209B
Application number: NO762396A
Authority: NO
Inventors: Shinji Tomioka; Uasuki Mori
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Kk
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1979-10-22
Also published as: DE2631462B2; NO141209C; US4097664A; DE2631462A1; AT345458B; AU1512476A; DE2631462C3; FR2317939B1; GB1531569A; SE7607992L; AU503269B2; ATA514776A; MX3676E; CA1077471A; DK314476A; NO762396L; FR2317939A1; AR212595A1; CH621798A5; NL7607845A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av hittil ukjente antibiotiske derivater av antibiotikum XK-62-2 eller farmasøytisk akseptable syreaddisjonssalter derav.

XK-62-2, et kjent antibiotikum, har formelen:

Antibiotikum XK-62-2 og fremgangsmåter til fremstilling derav er angitt i Okachi et al, The Journal of Antibiotics, Vol. XXVII, nr. 10, side 793-800, 197^.

Kort fortalt fremstilles antibiotikum XK-62-2 ved dyrking av actinomyceter, slik som Micromonospora sagamiensis. Mer spesielt' podes stammer av de ovennevnte mikroorganismer slik som Micromonospora sagamiensis ATCC 21826, ATCC 21827, ATCC 21803 og ATCC 21949, i et væskemedium inneholdende en karbonkilde som mikroorganismen kan utnytte, slik som sukker-stoffer, hydrokarboner, alkoholer, organiske syrer osv.; uorganiske eller organiske nitrogenkilder og uorganiske salter og vekstfremmende faktorer, og dyrkes ved 25-40°C i 2-12 dager, inntil det spores vesentlig antibakteriell aktivitet i dyrkningsvæsken. Isolering og rensing av XK-62-2 utføres ved en kombinasjon av adsorbsjon og desorbsjon fra ioneutvekslerharpikser og aktivkull og søylekromatografi under anvendelse av cellulose, "Sephadex" ®, aluminiumoksyd og silisiumdioksydgel. På denne måte kan XK-62-2 oppnås i form av et salt eller som fri base.

XK-62-2 har molekylformelen C2qH141<N>^<O>^ og en mole-kylvekt på 463. Stoffet er fritt oppløselig i vann og metanol, svakt oppløselig i etanol og aceton og uoppløselig i kloroform, benzen, etylacetat og n-heksan.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av hittil ukjente antibiotiske derivater med de generelle formler (I) og (II): hvori n er et helt tall på 1-4;

hvor n er et helt tall på 1-4, og deres farmasøytisk akseptable syreaddisj onssalter.

Ifølge oppfinnelsen fremstilles forbindelsene med formel (I) ved oksydasjon av forbindelser med formel (III):

hvor R1 og R2 betyr H eller CtU og n er et helt tall på 1-4, idet R og R ikke samtidig kan være H.

Forbindelsene med formel (II) fremstilles ved oksydasjon av forbindelser med formel (IV):

hvor n er et helt tall på 1-4.

Forbindelsene med formel (I) (i det følgende betegnet som forbindelser (I) ) inkluderer følgende spesifikke forbindelser: Forbindelse (I-l) 3"-N, 6'-N-didemetyl-l-N-(DL-a-hydroksy^B-

aminopropionyl)-XK-62-2 (dvs. n = 1)

Forbindelse (1-2) 3"-N, 6'-N-didemetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 (dvs. n=2)

Forbindelse (1-3) 3"-N, 6'-N-didemetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-6-aminovaleryl}-XK-62-2 (dvs. n = 3)

Forbindelse (1-4) 3"-N, 6'-N-didemetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-e-aminokaproyl}-XK-62-2 (dvs. n = 4).

Forbindelsene med formel (II) (i det følgende betegnet som forbindelser (II) ) inkluderer de følgende spesifike forbindelser: Forbindelse (II-l) 3"-N-demetyl-l-N-(DL-a-hydroksy-B-amino- propionyl)-XK-62-2 (dvs. n = 1)

Forbindelse (II-2) 3"-N-demetyl-l-N-(l-( -) -ct-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 (dvs. n = 2)

Forbindelse (II-3) 3"-N-demety1-1-N-{L-(-)-a-hydroksy-6-aminovaleryl}-XK-62-2 (dvs. n = 3)

Forbindelse (II-4) 3"-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-e-aminokaproyl}-XK-62-2 (dvs. n = 4)...

Forbindelsene (I) og forbindelsene (II) er hittil ukjente antibiotiske derivater som har sterk antibakteriell aktivitet overfor en lang rekke gram-positive og gram-negative bakterier, og spesielt overfor de bakterier som er resistente "overfor kjente aminoglykosid-antibiotika.

På tegningen viser:

Fig. 1 det magnetiske kjerneresonansspektrum for 3"-N, 6 '-didemetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2 (forbindelse (1-2)), Fig. 2 det kjernemagnetiske resonansspektrum for 3"-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2 (forbindelse (II-2)).

Oksydasjonen til fremstilling av forbindelser (I) fra forbindelsene med formel (III), (i det følgende betegnet forbindelser (III)) og forbindelser II fra forbindelsene med formel (IV) (i det følgende betegnet som forbindelser (IV)) kan utføres under anvendelse av konvensjonelle metoder og materi-aler .

Nærmere betegnet kan forbindelser (I) og (II) fremstilles ved omsetning av henholdsvis forbindelser (III) og (IV) med et oksydasjonsmiddel i et passende inert oppløsningsmiddel under følgende betingelser. Reaksjonstemperaturen er fra -20 til +100°C, vanligvis 0-70°C. Reaksjonstiden er 0,5 - 50 timer. Reaksjonsblandingens pH-verdi er 4,0 - 12,0. Reaksjonsbetingelsene utvelges hensiktsmessig innenfor de ovennevnte områder, alt etter oksydasjonsmidlets art og mengde, og andre reaksjonsbetingelser.

De oksydasjonsmidler som kan benyttes ved foreliggende fremgangsmåte omfatter de konvensjonelle oksydasjonsmidler og forbindelser med potensiell oksydasjonsevne. Nærmere betegnet kan tungmetallsalter, peroksyder, halogener, halogensyrer, nitrogenoksyder, molekylært oksygen og lignende anvendes. Vanligvis benyttes de konvensjonelle oksydasjonsmidler, slik som permanganater, manganater, mangandioksyd, kromsyreanhydrid, dikromater, kromater, alkylkromater, kromylklorid, selendioksyd, koboltsalter, ceriumsalter, kaliumferricyanid, cuprioksyd, blyoksyd, mercurioksyd, blandinger av hydrogenperoksyd med en eller flere reagenser valgt blant ferrosalter, ferrisalter, selendioksyd, osmiumtetroksyd, vanadater, wolframsyre og krom-syre, blytetraacetat, klor, brom, jod, underklorsyrling, klor-syre, underbromsyrling, bromsyre, perjodsyre, dinitrogenoksyd, nitrogenmonoksyd, nitrogendioksyd, luft, osv. Edelmetaller slik som platina, nikkel, palladium, rhodium, ruthenium, rhenium og lignende anvendes fortrinnsvis som katalysator når det anvendes molekylært oksygen.

Selv om ethvert av de ovennevnte oksydasjonsmidler kan anvendes for gjennomføring av foreliggende fremgangsmåte, benyttes fortrinnsvis klor, brom, jod, kaliumferricyanid, kaliumpermanganat og luft, idet jod er mest foretrukket.

Forbindelsene (III) og (IV) inneholder funksjonelle grupper slik som hydroksygrupper og aminogrupper i sine moleky-ler.. Oppfinnelsens formål kan oppnås uten alvorlig tap av disse funksjonelle grupper med riktig kontroll av mengden av oksydasjonsmidlet, reaksjonsblandingens surhetsgrad, reaksjonstemperaturen, reaksjonstiden og mengden av oppløsningsmiddel under reaksjonen med det ovennevnte konvensjonelle oksydasjonsmiddel.

Mengden av oksydasjonsmiddel er 0,5 - 15,0 mol pr. mol av utgangsforbindelsene forbindelse (III) eller (IV), men mengden kan hensiktsmessig velges innen ovennevnte område, avhengig av oksydasjonsmidlets art, reaksjonstemperaturen og andre reaksjonsbetingelser.

Oppløsningsmidler som kan oppløse reaktantene, men reagerer minst mulig med dem, kan anvendes ved foreliggende fremgangsmåte. For eksempel kan det anvendes vann alene eller i kombinasjon med et eller flere oppløsningsmidler valgt blant metanol, etanol, tetrahydrofuran, dimetylacetamid, dimetylformamid, dioksan og etylenglykol-dimetyleter.

Utgangsforbindelsen oppløses i oppløsningsmidlet i en konsentrasjon på 4,5 - 50 millimol.

Fremst illing_av_utgangsforbindelsene_f

De forbindelser hvor R og R begge er CH^. (i det følgende betegnet som forbindelser (III-a)), kan fremstilles ved innføring av den tilsvarende a-hydroksy-u-aminoacylgruppe på aminogruppen bundet til karbonatomet i 1-stillingen av den . kjente forbindelse XK-62-2.

Kort fortalt kan forbindelsene (III-a) fremstilles ved først å beskytte aminogruppene bundet til karbonatomene i 2'- og/eller 6'-stillingene av XK-62-2, deretter omsette den resulterende forbindelse med et acyleringsmiddel, dvs. en forbindelse som er i stand til å innføre en a-hydroksy-w-subs.tituert

-aminoacylgruppe, hvor minst et av hydrogenatomene i w-aminogruppen er substituert med en beskyttende gruppe, for å innføre a-hydroksy-u)-substituert-aminoacylgruppen i amihogruppen bundet til karbonatomet i forbindelsens 1-stilling, og endelig fjerne alle de aminobeskyttende grupper. Vanligvis kan enhver lett fjernbar beskyttende gruppe, som vanligvis anvendes innenfor peptidsyntesen, benyttes, og reaksjonsbetingelsene kan være de som vanligvis anvendes ved kjente aminobeskyttende reaksjoner. Typiske beskyttende grupper og de tilsvarende reagenser er beskrevet i M. Bodanszky et al: Peptide Synthesis, side 21-41

og 75-135, (1966) (John Wiley & Sons, Inc., USA) (i det følgende betegnet som dokument A); A. Kapoor: Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol. 59, side 1-27 (1970) (i det følgende betegnet som dokument B); og M. Bodanszky et al: Synthesis, side 453,463

(1972) (i det følgende betegnet som dokument C).

Eksempler på de foretrukne beskyttende grupper og de tilsvarende forbindelser er angitt nedenfor:

(F<p> og R i de ovenfor angitte formler kan være like eller forskjellige og betyr H, OH, N0?, Cl, Br, I, alkyl med 1-5 karbonatomer eller alkoksy med 1-5 karbonatomer, R betyr H, F, Cl, Br, I eller alkyl med 1-5 karbonatomer og X betyr Cl, Br eller I).

Nærmere bestemt omsettes 1 mol XK-62-2 med 1,0-4,5 mol, fortrinnsvis 1,5-2,6 mol, av beskyttelsesreagensen ved en temperatur på fra -50 til 50°C, fortrinnsvis fra -20 til 30°C,

i et passende oppløsningsmiddel. Egnede oppløsningsmidler er vann;'alkoholer slik som metanol, etanol, 2-propanol, butanol, osv.; amider, slik som dimetylformamid, dimetylacetamid, osv.; tetrahydrofuran; dioksan; etylenglykol-dimetyleter; pyridin; og blandinger av disse. Et blandet oppløsningsmiddel av etanol og vann (i volumforholdet 2:1) er spesielt foretrukket. Den ovenfor angitte fremgangsmåte er beskrevet i ovennevnte dokumenter A, B og C.

Den resulterende forbindelse omsettes deretter med et acyleringsmiddel, dvs. en forbindelse som er istand til å innføre en a-hydroksy-u-substituert-aminoacylgruppe, hvor minst et av hydrogenatomene i w-aminogruppen er substituert med en beskyttende gruppe, eller et funksjonelt derivat derav. Det funksjonelle derivat av karboksygruppen i midlet kan være ethvert av forskjellige kjente funksjonelle derivater av karbok-sygrupper som vanligvis anvendes ved peptidsyntese, slik som syrehalogenider, syreacid, blandede syreanhydrider og reaktive estere; og spesifike eksempler er beskrevet i dokumentene A, B og C.

Som foretrukne funksjonelle derivater kan nevnes de som har en struktur hvori karboksygruppens hydroksydel er substituert med en av følgende grupper:

Cl, Br, I, -N3

eller R^OCOO-, hvor R^ betyr alkyl med 1-7 karbonatomer eller fenyl.

Spesielt foretrukne acyleringsmidler er de som har en struktur hvori karboksygruppens OH-gruppe er substituert med:

Disse forbindelser fremstilles ved omsetning av den tilsvarende a-hydroksy-w-substituert-aminosyre med N-hydroksysuccinimid i nærvær av et dehydratiserings- og kondenseringsmiddel, slik som dicykloheksylkarbodiimid.

Den resulterende reaksjonsblanding inneholdende acyleringsmidlet kan anvendes til acyleringsreaksjonen som den er, selv om acyleringsmidlet også kan isoleres fra reaksjonsblandingen og deretter anvendes til acyleringsreaksjonen.

Andre acyleringsmidler kan naturligvis også anvendes på samme måte som beskrevet ovenfor.

Som oppløsningsmiddel for acyleringsreaksjonen kan anvendes ethvert av de oppløsningsmidler som er nevnt ovenfor i forbindelse med den aminobeskyttende reaksjon.

Denne acyleringsmetode er beskrevet i nevnte dokumenter A, B og C.

De aminobeskyttende grupper i det ved acyleringsreaksjonen oppnådde derivat av XK-62-2, kan fjernes ved hjelp av den kjente måte for fjerning av aminobeskyttende grupper. Hvis f.eks. de aminobeskyttende grupper er ftaloylgrupper, gjennomføres fjerning med hydrazin; hvis de aminobeskyttende grupper er metoksykarbonylgrupper eller etoksykarbonylgrupper, gjennomføres fjerningen med bariumhydroksyd; hvis de aminobeskyttende grupper er tertiære butoksykarbonylgrupper, gjennom-føres fjerningen med maursyre eller trifluoreddiksyre; hvis de beskyttende grupper er tritylgrupper, gjennomføres fjerningen med eddiksyre eller trifluoreddiksyre; hvis de aminobeskyttende grupper er orto-nitrofenylsulfinylgrupper, gjennomføres fjerningen med eddiksyre eller saltsyre; og hvis de aminobeskyttende grupper er kloracetylgrupper, gjennomføres fjerningen med 3-nitropyridin-2-tion (rapportert av K. Undheim et al: Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions Part I, side 829

(1973)).

Hvis de aminobeskyttende grupper er benzyloksykarbo-nylgrupper, utføres fjerningen lett ved en hydrolyse ved romtemperatur under atmosfæretrykk med en liten mengde syre, slik som saltsyre, hydrogenbromidsyre, hydrogenjodidsyre, eddiksyre, osv., i nærvær av en metallkatalysator slik som palladium, platina, osv., i minst et oppløsningsmiddel valgt blant vann, alkoholer, tetrahydrofuran, dioksan, dimetylformamid, dimetylacetamid, etylenglykol-dimetyleter, osv.

Det ønskede produkt kan isoleres og renses fra den således oppnådde reaksjonsblanding ved anvendelse av enten søylekromatografi under anvendelse av adsorbsjonsmidler slik som ioneutvekslerharpikser, silisiumdioksydgel, aluminiumoksyd, cellulose, "Sephadex"®osv . , eller tynnsjiktkromatografi under anvendelse av silisiumdioksydgel, aluminiumoksyd eller cellulose .

Utgangsforbindelsene, forbindelser (III), hvor R1 er H og R p er CH-^ (i det følgende betegnet som forbindelser (III-c)), kan fremstilles på samme måte som forbindelser (III-a) som angitt ovenfor ved acylering av 6'-N-demetyl-XK-62-2 (kjent som genta-micin C,„).

la 1

Utgangsforbindelsene, forbindelser (II), hvor R er CHj og R 2 er H (i det følgende av og til betegnet som forbindelser (III-b)), er de samme som forbindelser (II) og kan fremstilles ved oksydasjonsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Forbindelser (IV) er de samme som forbindelser (III-a) og kan fremstilles som omtalt ovenfor.

Fremstilling av_forbindelser_^I)

Når forbindelser (III-a) oksyderes som beskrevet ovenfor, oppnås en blanding av forbindelser (III-b), (III-c) og (I). Det ønskede produkt, forbindelser (I) kan oppnås ut fra denne blanding. Videre kan forbindelser (I) oppnås ved å isolere forbindelser (III-b) og (III-c) fra blandingen og oksydere dem. For å oppnå det ønskede produkt, forbindelser (I) i et høyt utbytte fra forbindelser (III), foretrekkes anvendelsen av forbindelser (III-c) fordi N-metylgruppen bundet til karbonatomet i 3"-stillingen av forbindelser (III) er mer reaktiv enn den som er bundet til karbonatomet i 6'-stillingen.

Reaksjonsbetingelsene ved fremstillingen av forbindelser (I) når det anvendes jod, som er det mest foretrukne oksydasjonsmiddel, skal forklares mer detaljert i det følgende.

(A) §vntese_av_forbindelser_(III;b)_fra_forbindelser_(111-^2^

Vanligvis benyttes 0,7-10,0 mol, fortrinnsvis 2,0-6,0 mol jod pr. mol forbindelser (III-a) for oppnåelse av forbindelser (III-b) ved fjerning av metylgruppen i metylaminogruppen bundet til karbonatomet i 3"-stillingen av forbindelser (III-a).

De ønskede forbindelser (III-b) kan oppnås i høyt utbytte ved å holde reaksjonsblandingen basisk under denne reaksjon. Som basisk stoff for å holde reaksjonsblandingen basisk, anvendes egnede sådanne, som ikke reagerer med utgangsforbindelsene, oksydasjonsmidlet og reaksjonsproduktene. For eksempel kan anvendes hydroksyder og karbonater av alkalimetaller og jordalkalimetaller, alkoholater av alkalimetaller, alkalimetallsalter av karboksylsyrer og jordalkalimetallsalter av karboksylsyrer. Hva angår mengden av det basiske stoff benyttes 0,5-6,0 mol, fortrinnsvis l,5-3>5 mol, av et sterkt basisk stoff eller 5,0-25,0 mol, fortrinnsvis 5j0-15,0 mol, av et svakt basisk stoff pr. mol av materialet, som skal dimetyle-res. Disse basiske stoffer kan tilsettes ved reaksjonens start eller trinnvis under reaksjonen, og det er ingen vesentlig forskjell mellom disse to måter.

Reaksjonen utføres vanligvis ved en temperatur på fra -10 til 90°C, fortrinnsvis ved 20-50°C, og fullføres i løpet av 1-24 timer, vanligvis 2-15 timer.

(B) Syntese av forbindelser_(III^c)_fra_forbindelser_(III-a}

Denne reaksjon utføres under de samme betingelser

som under (A), unntatt at det vanligvis anvendes 1,0-13,0 mol,

fortrinnsvis 4,0-8,0 mol, jod pr. mol forbindelser (III-a).

(C) §y.2£ese_av_forbindelser_(I)_fra_f

Denne reaksjon utføres under de samme betingelser

som under (A), unntatt at det vanligvis anvendes 2,0-15,0 mol, fortrinnsvis 6,0-11,0 mol, jod pr. mol forbindelser (III-a).

(D) Svntese_av_forbindelser_(I)_£ra_forbindelser_(III=b)

De ønskede forbindelser (I) kan oppnås under de

samme betingelser som under (A), unntatt at forbindelser (Hi-

ta), anvendes som utgangsmaterialer, og det benyttes 2,0-15,0 mol, fortrinnsvis 6,0-20,0 mol, jod pr. mol forbindelser (III-b).

(E) §vntese_av_forbindelser_I_fra_forbindels

De ønskede forbindelser (I) kan oppnås under de

samme betingelser som under (A), unntatt at forbindelser (III-c) anvendes som utgangsmaterialer, og det benyttes vanligvis 0,7-10,0 mol, fortrinnsvis 2,0-6,0 mol, jod pr. mol forbindelser (III-c).

Ved de ovenstående reaksjoner kan reaksjonsblandingen inneholdende forbindelser (III-b) og (III-c) fremstilt fra forbindelser (III-a) anvendes direkte til fremstillingen av forbindelser (I), uten at det er nødvendig å isolere og utvinne forbindelser (III-b) og (III-c).

Isolering og rensing av produktene fra reaksjonsblandingen utføres fortrinnsvis på følgende måte: Etter reaksjonens fullførelse nøytraliseres reaksjonsblandingen. Den nøytraliserte reaksjonsblanding bringes i kontakt med en kationutvekslerharpiks, som den er, eller konsentreres under forminsket.trykk, hvoretter en vandig oppløs-ning av den resulterende rest bringes i kontakt med en kationutvekslerharpiks. Det uomsatte utgangsmateriale og reaksjonsproduktene adsorberes på harpiksen. Deretter vaskes harpiksen med vann og elueres med 2,0 N ammoniakkvann. Etter at eluatet er konsentrert, isoleres, produktene og renses ved konvensjonelle metoder, f:eks. søylekromatografi og tynnsjiktkromatografi under anvendelse av adsorbsjonsmidler, slik som ioneutvekslerharpikser, silisiumdioksyd-gel, aluminiumoksyd, cellulose, osv.

Reaksjonsbetingelsene ved fremstillingen av forbindelser (II), når jod, som er det mest foretrukne oksydasjonsmiddel, anvendes som oksydasjonsmiddel: For effektivt å fremstille forbindelser (II) ved fjerning av metylgruppen på metylaminogruppen bundet til karbonatomet i 3"-stillingen av forbindelser (IV), anvendes jod som oksydasjonsmidlet i en mengde på 0,7-10,0 mol, fortrinnsvis 2,0-6,0 mol, pr. mol forbindelser (IV).

De ønskede forbindelser (II) kan oppnås i høyere utbytter ved å holde reaksjonsblandingen basisk når det anvendes jod som oksydasjonsmiddel. Som basiske stoffer som kan anvendes for å holde reaksjonsblandingen basisk under reaksjonen, er slike som kun har liten mulighet for å dekomponere forbindelser (IV) og deres demetylerte produkter ved reaksjon med dem og for vesentlig å redusere jodets aktivitet ved å reagere med jod, ønskelige. For eksempel er hydroksyder og karbonater av alkalimetaller og jordalkalimetaller, alkoholater av alkalimetaller, alkalimetallsalter av karboksylsyrer og jordalkalimetallsalter av karboksylsyrer basiske stoffer som tilfredsstil-ler de ovennevnte krav.

Hva angår mengden av de basiske stoffer, anvendes 0,5-6,0 mol, fortrinnsvis 1,5-3j5 mol av et sterkt basisk stoff pr. mol av forbindelsen som skal demetyleres, eller 5>0-25,0 mol, fortrinnsvis 5jO-13,0 mol, av et svakt basisk stoff pr. mol av forbindelsen som skal demetyleres. Disse basiske stoffer kan tilsettes enten ved reaksjonens start eller trinnvis under reaksjonen uten noen vesentlig forskjell.

Reaksjonstemperaturen er vanligvis fra -10 til 90°C, fortrinnsvis 20-50°C, og reaksjonen fullføres i løpet av 1-24 timer, vanligvis 2-15 timer.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles, forbindelser (II) neppe selektivt; men forbindelser hvori metylgruppen i metylaminogruppen bundet til karbonatomet i 6'-stillingen av forbindelser (IV) er fjernet (tilsvarende forbindelser (III-c)), og forbindelser hvori metylgruppene i metylaminogrup-pene bundet til karbonatomene i både 6'- og 3"-stillingen av forbindelse (IV) er fjernet (hvilket resulterer- i forbindelser (I)), fremstilles samtidig med fremstillingen av forbindelser

(II).

Isolering og rensing av produktet fra reaksjonsblandingen utføres fortrinnsvis på samme måte som beskrevet ovenfor ved fremstillingen av forbindelser (I).

Antibakteriell_aktivitet

Forbindelser (I) og (II) som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er hittil ukjente antibiotiske derivater og har i seg selv antibakteriell aktivitet. Derfor er de nyttige som antibiotika.

Tabell 1 viser antibakterielle spektere for l-N-{DL-(ct-hydroksy-g-aminopropionyl)} -XK-62-2, 1-N-{L-(- )-a-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2, forbindelser (I-l), 1-2), (II-l) og (II-2) overfor forskjellige gram-negative og gram-positive bakterier, bestemt ved agar-fortynningsmetoden ved pH 7,2.

De ovenstående enzymer produserer intracellulært,

og med enzymene inaktiverer bakteriene antibiotika.

Fra ovenstående tabell 1 fremgår det at forbindelser (I) og (II) viser en bemerkelsesverdig sterk antibakteriell aktivitet overfor en lang rekke gram-positive bakterier og gram-negative bakterier, inkludert de som er resistente overfor aminoglykosid-antibiotika. Derfor forventes de å være effektive til behandling av forskjellige infeksjoner hos mennesker og dyr fremkalt av slike flogogene bakterier. For eksempel forventes disse forbindelser å være effektive for behandling av urinveisinfeksjoner og luftveisinfeksjoner fremkalt av Staphylococcus aureus, Eschericia coli og stammer av slekten Proteus. Forbindelsene er også nyttige for sterilisering av overflater slik som i hospitaler og områder for matvarefremstil-ling.

Tabell 2 viser den akutte toksisitet (LD^Q) av l-N-(DL-ct-hydroksy-g-aminopropionyl)-XK-62-2, l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2, forbindelser (1-2), (II-l) og (II-2) på mus.

Om ønsket kan de ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilte forbindelser (I) og (II) omdannes til deres syreaddisjonssalter (dvs. aminsalter) med farmasøytisk akseptable ikke-toksiske syrer. Ifølge oppfinnelsen inkluderer de ikke-toksiske syrer uorganiske syrer slik som saltsyre, nitrogen-bromidsyre, hydrogenjodidsyre, svovelsyre, fosforsyre, karbon-syre, osv. og organiske syrer slik som eddiksyre, fumarsyre, eplesyre, sitronsyre, mandelsyre, vinsyre, ascorbinsyre osv. Syreaddisjonssaltene fremstilles ved hjelp av kjente metoder innen teknikken.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen belyses nærmere ved de følgende utførelseseksempler.

Eksempel 1

720 mg (1,28 mmol) l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-amino-butyryl}-XK-62-2 og 2,10 (15*4 mmol) natriumacetat-trihydrat oppløses i 55jO ml 50 % vandig dimetylformamidoppløsning. Til denne oppløsning tilsettes 1,8 g (7jl mmol) jod på en gang. Reaksjonen gjennomføres under omrøring ved 55°C i 2,5 timer. Etter fullførelse av reaksjonen helles reaksjonsblandingen gjennom en søyle av 50 ml "Amberlite IRC-50" (H -form), og søylen vaskes med 200 ml vann til avsalting og avfarging. Deretter sendes 2,0 N ammoniakkvann gjennom søylen. 85 ml av de fraksjoner som viser positiv fargereaksjon med ninhydrin kombineres og konsentreres under forminsket trykk for oppnåelse av 670 mg av en svakt gullig rest. Resten underkastes søylekroma-tografi under anvendelse av 25 g silisiumdioksydgel og et oppløsningsmiddel bestående av isopropanol, kloroform og konsentrert ammoniakkvann i volumforholdet 4:1:1. Eluatet opptas i 12 ml porsjoner. Fraksjonene nr. 35~55 kombineres og konsentreres til tørrhet under forminsket trykk, hvorved man oppnår 210 mg uomsatt utgangsmateriale.

Deretter kombineres fraksjonene nr. 61-69 og konsentreres til tørrhet under forminsket trykk, hvilket gir 54 mg 6'-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2.

Deretter kombineres fraksjonene nr. 73-101 og konsentreres under forminsket trykk, hvilket gir 175 mg 3"-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 (dvs. forbindelse (II-2)).

Rf-verdiene for forbindelse (II-2) og utgangsforbindelsen ved silisiumdioksydgel-tynnsjiktkromatografi (plate: silisiumdioksydgel. nr. 5715, utviklingsmiddel: N-butanol /etanol/kloroform/konsentrert ammoniakkvann i volumforholdet 4:5:2:5, utviklet ved romtemperatur i 4 timer) er henholdsvis 0,28 og 0,33. Smeltepunkt: 138-157°C

Spesifikk dreining: [a]<29> + 89,6 (c = 1,05, vann)

Infrarødt absorbsjonsspektrum: vfi = 0 1640 cm<-1>

Magnetisk kjerneresonansspektrum (i D2O, pD = 0,9) <$ (i ppm fra

DSS) (fig. 2): 1,29 (3H,s); 2,29 (3H, s); 5,l8 (1H, d, J = 4,0,

Hz); 5,81 (1H, d, J = 3,5 Hz).

Elementanalyse: Beregnet for C^H^g<NgO>^ .^<0:>

Fraksjonene nr. 109 - 137 kombineres og konsentreres til tørrhet under forminsket trykk hvilket gir 98 mg 3"-N, 6'-N-didemetyl-l-N-{L-(-)-ct-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2 (dvs. forbindelse (1-2)).

Rf-verdien for forbindelse 0>2) ved silisiumdioksyd-gel-tynns j iktskromatograf i under de samme betingelser som ved ovenstående kromatografi av forbindelse (II-2) og utgangsforbindelsen er 0,22.

Smeltepunkt: 136 - 153°C

Spesifikk dreining: [aj^<9> + 89,9° (c = 0,57, vann)

Infrarødt absorbsjonsspektrum: vQ = 0 1640 cm 1

Magnetisk kjerneresonansspektrum: (i D20, pD = 1,0) 6 (i ppm fra DSS) (fig. 1): 1,28 (3H, s); 5,18 (1H, d, J = 3,7 Hz); 5,66 (1H, d, J = 3,5 Hz).

Elementanalyse:

Eksempel 2

169,4 mg (0,3 mmol) 1-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-amino-butyryl}-XK-62-2 og 24,0 mg (0,6 mmol) natriumhydroksyd oppløses i 15 ml 50 % vandig dimetylacetamidoppløsning. Til oppløsningen tilsettes 98,8 mg (0,6 mmol) kaliumferricyanid på en gang og blandingen får lov å reagere under omrøring ved 30°C natten over. Etter fullførelse av reaksjonen sendes reaksjonsblandingen gjennom en søyle av 20 ml "AmberliteC5yiRC-50" (H+-form).

Søylen vaskes med 100 ml vann. Deretter sendes 2,0 N ammoniakkvann gjennom søylen. 25 ml av fraksjoner som viser positiv fargereaksjon med ninhydrin kombineres og konsentreres under forminsket trykk for oppnåelse av 163 mg av en svakt gullig rest. Den således oppnådde rest underkastes silisiumdioksydgel-søylekromatografi på samme måte som i eksempel 1 ovenfor. Som resultat gjenvinnes 53 mg av det uomsatte utgangsmateriale og deretter oppnås 18 mg 6 ' -N-demetyl-l-N-{L- ( -)-ot-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2, 42 mg forbindelse (11-2) og 9 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 3

282,4 mg (0,5 mmol) l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-amino-buryryl}-XK-62-2 oppløses i 20 ml vann og til oppløsningen tilsettes 350 mg frisk platinasvart som i forveien er aktivert med hydrogen. Blandingen får lov å reagere i 30 timer mens temperaturen holdes ved 50°C og det kraftig innføres luft i reaksjonsblandingen som fine bobler. Etter fullførelse av reaksjonen fjernes platinasvart ved filtrering. Filtratet konsentreres under forminsket trykk for oppnåelse av 275 mg rest. Resten underkastes silisiumdioksydgel-søylekromatografi på samme måte

som i eksempel 1 ovenfor. Som resultat gjenvinnes 137 mg av det uomsatte utgangsmateriale, og deretter oppnås 23 mg 6'-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2, 73 mg forbindelse (H-2) og 11 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 4

112,9 mg (0,2 mmol) l-N-{L-(-)-a-hydroksy-yamino-butyryl}-XK-62-2 oppløses i 10 ml vann og til oppløsningen tilsettes l89>6 mg (1,2 mmol) kaliumpermanganat. Blandingen får lov å reagere ved romtemperatur natten over. Etter fullførelse av reaksjonen sendes reaksjonsblandingen gjennom en søyle av 15 ml "Amberlite(5)lRC-50" (H--form). Deretter vaskes søylen med 100 ml vann og det føres 2,0 N ammoniakkvann gjennom søylen.

30 ml av fraksjoner som viser positiv fargereaksjon med ninhydrin kombineres og konsentreres under forminsket trykk for oppnåelse av 108 mg av en svakt gul rest. Resten underkastes silisiumdioksydgel-søylekromatografi på samme måte som i eksempel 1 ovenfor. Som resultat gjenvinnes 29 mg av det uomsatte utgangsmateriale, og deretter oppnås 8 mg 6'-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2, 27 mg forbindelse

(II-2) og 13 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 5

568,7 mg (1,0 mmol) forbindelse (11-2) oppløses i

4,0 ml vann. Til oppløsningen tilsettes en oppløsning ved å oppløse 98 mg (1,0 mmol) svovelsyre i 1,0 ml vann under avkjø-ling. Etter 30 min. tilsettes kald etanol til blandingen inntil utfellingen er fullført. Etter filtrering av blandingen inneholdende et utfelt hvitt fast stoff, oppnås monosulfatet av forbindelse (H-2).

Eksempel 6

170.6 mg (0,3 mmol) forbindelse (11-2) og 408,3 mg (3,0 mmol) natriumacetat-trihydrat oppløses i 15 ml 50 % vandig tetrahydrofuranoppløsning. Til oppløsningen tilsettes 456,9 mg (1,8 mmol) jod, og blandingen får lov å reagere ved 45°C under omrøring i 40 timer. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 1. Som resultat gjenvinnes 75 mg uomsatt forbindelse (11-2) og deretter oppnås 35 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 7

113.7 mg (0,2 mmol) forbindelse (11-2) og 16 mg

(0,4 mmol) natriumhydroksyd oppløses i 10 ml 50 % vandig dimetyl-acetamidoppløsning. Til oppløsningen tilsettes på en gang 131,7 mg (0,4 mmol) kaliumferricyanid og blandingen får lov å reagere ved 30°C under omrøring i 5,0 timer. Etter fullføring av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 2. Som resultat gjenvinnes 41 mg uomsatt forbindelse (11-2) og deretter oppnås 23 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 8

150 mg (0,26 mmol) forbindelse (II-2) oppløses i 10 ml vann og til oppløsningen tilsettes 210 mg frisk platinasvart som i forveien er aktivert med hydrogen. Deretter gjennomføres reaksjonen i 30 timer mens temperaturen holdes ved 50°C og det kraftig innføres fine luftbobler i reaksjonsblandingen. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på

samme måte som i eksempel 3- Som et resultat gjenvinnes 81 mg uomsatt forbindelse (II-2) og deretter oppnås 36 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 9

120 mg (0,21 mmol) forbindelse (11-2) oppløses i 8 ml vann og til oppløsningen tilsettes 199,1 mg (1,26 mmol) kalium-permahganat. Blandingen får lov å reagere ved romtemperatur i 15 timer. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 4. Som resultat gjenvinnes 39 mg uomsatt forbindelse (11-2) og deretter oppnås 21 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 10

113,7 mg (0,2 mmol) 6'-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 og 272,2 mg (2,0 mmol) natriumacetat-trihydrat oppløses i 13 ml 50 % vandig tetrahydrofuran-oppløsning. Til oppløsningen tilsettes 203,1 mg (0,8 mmol) jod og blandingen får lov å reagere ved 40°C under omrøring i 3 timer. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblan--dingen på samme måte som i eksempel 1. Som et resultat gjenvinnes 29 mg av det uomsatte utgangsmateriale og deretter oppnås 63 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 11

113,7 mg (0,2 mmol) 6 *-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydroksy-y-aminobutyryl}-XK-62-2 og 14 mg (0,35 mmol) natriumhydroksyd oppløses i 10 ml 50 % vandig dimetylacetamidoppløs-ning. Til oppløsningen tilsettes på en gang 115,2 mg (0,35 mmol) kaliumferricyanid og blandingen får lov å reagere ved 35°C under omrøring i 5 timer. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 2. Som et resultat gjenvinnes 27 mg av det uomsatte utgangsmateriale og deretter oppnås 48 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 12

130 mg (0,23 mmol) 6'-N-demetyl-l-N-{L-(-)-a-hydrokcy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 oppløses i 10 ml vann og til oppløsningen tilsettes l80 mg frisk platinasvart som i forveien er aktivert med hydrogen. Deretter gjennomføres reaksjonen i 30 timer mens temperaturen holdes ved 50°C, og det kraftig inn-føres fine luftbobler i reaksjonsblandingen. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 3- Som resultat gjenvinnes 4 4 mg av det uomsatte utgangsmateriale, og deretter oppnås 52 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 13

143,0 mg (0,25 mmol) 6 '-N-demetyl-l-N-{L-(-)-ot-hydroksy-Y-aminobutyryl}-XK-62-2 oppløses i 10 ml vann og til oppløsningen tilsettes 197,5 mg (1,25 mmol) kaliumpermanganat. Blandingen får lov å reagere ved romtemperatur i 15 timer. Etter fullførelse av reaksjonen behandles reaksjonsblandingen på samme måte som i eksempel 4. Som resultat gjenvinnes 37 mg av

det uomsatte utgangsmateriale og deretter oppnås 46 mg forbindelse (1-2).

Eksempel 14

554,7 mg (1,0 mmol) forbindelse (1-2) oppløses i 4,0 ml vann. Til oppløsningen tilsettes en oppløsning fremstilt ved å oppløse 98 mg (1,0 mmol) svovelsyre i 1,0 ml vann under avkjøling. Etter 30 min. tilsettes kald etanol til oppløsningen inntil utfellingen er fullstendig. Ved filtrering av blandingen inneholdende det utfelte hvite faste stoff oppnås monosulfatet av forbindelse (1-2).

Eksempel 15

550 mg (1,0 mmol) l-N-(DL-a-hydroksy-3-aminopropionyl)-XK-62-2 og 2,10 g (15,4 mmol) natriumacetat-trihydrat oppløses i 70 ml 50 % vandig dimetylformamidoppløsning. Til oppløsnin-gen tilsettes på en gang 1,8 g (7,1 mmol) jod og blandingen får lov å reagere ved 55°C under omrøring i 5 timer. Deretter

føres reaksjonsblandingen gjennom en kolonne pakket med 50 ml "Amberlite(2/IRC-50" (H+-form). Etter at søylen er vasket med 200 ml vann til fullstendig avsalting og avfarging, føres 2,ON ammoniakkvann gjennom søylen. Omkring 100 ml av fraksjoner som viser positiv fargereaksjon med ninhydrin, kombineres og konsentreres under forminsket trykk for oppnåelse av 510 mg av en svakt gullig rest. Den således oppnådde rest underkastes søyle-kromatografi under anvendelse av 25 mg silisiumdioksydgel og et oppløsningsmiddel bestående av isopropanol, kloroform og

konsentrert ammoniakkvann i volumforholdet 4:1:1. Eluatet opptas i 12 ml porsjoner og fraksjonene nr. 30-50 kombineres og konsentreres til tørrhet under forminsket trykk. Som resultat gjenvinnes 170 mg av det uomsatte utgangsmateriale.

Deretter kombineres fraksjonene nr. 69-95 og konsentreres under forminsket trykk, hvilket gir 147 mg 3"-N-demetyl-l-N-(DL-a-hydroksy-y-aminopropionyl)-XK-62-2 (dvs. forbindelse

(ii-D).

Rf-verdiene for forbindelse (11-1) og utgangsforbin-.deisen ved silisiumdioksydgel-tynnsjiktkromatografi under de samme betingelser som i eksempel 1, er henholdsvis 0,37 og 0,48.

Smeltepunkt: 133 - l40,5°C

Infrarødt absorbsj onsspektrum: vc = 0 1640 cm

Magnetisk kjerneresonansspektrum (i D20 , pD = 1,0) <5 (i ppm fra DSS): 1,29 (3H, s), 2,78 (3H, s), 5,19 (1H, d, J = 4,0 Hz), 5,81 (1H, d, J = 3,5 Hz).

Elementanalyse:

Fraksjonene nr. 97 - 131 kombineres og konsentreres til tørrhet under forminsket trykk, hvilket gir 77 mg 3"-N,6'-N-didemetyl-l-N-(DL-a-hydroksy-3-aminopropionyl)-XK-62-2 (dvs. forbindelse (I-l)).

Rf-verdiene for forbindelse (I-l) og utgangsforbindelsen ved silisiumdioksydgel-tynnsjiktskromatografi under de samme betingelser som i eksempel 1 er henholdsvis 0,29 og 0,48. Smeltepunkt: 184-5 - 195°C.

Infrarødt absorbsjonsspektrum: vc = 0 1640 cm ^

Magnetisk kjerneresonansspektrum (i D20, pD = 0,9) <S (i ppm

fra DSS): 1,28 (3H, s), 5,18 (1H, d, J = 3,8 Hz), 5,67. (1H, d,

J = 3,6 Hz).

Elementanalyse:

Beregnet for C2i<H2j>2<N>6°9<*H>2°

Claims

Analogifremgangsmåte til fremstilling av terapeutisk virksomme forbindelser med formelen:

hvor R betyr et hydrogenatom eller en metylgruppe og n er et helt tall på 1-4, samt farmasøytisk akseptable syreaddisjonssalter derav, karakterisert ved at en forbindelse med formelen:

hvor R og R hver for seg betyr et hydrogenatom eller en metyl-12...

gruppe, idet R og R ikke samtidig kan være hydrogen, og n har den ovenfor angitte betydning, omsettes med et oksydasjonsmiddel, og, om ønsket, en således erholdt forbindelse omdannes til et farmasøytisk akseptabelt syreaddisjonssalt derav.