NO157497B - Fremgangsm te for dekarbonylering av et alkylformat - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av nye, antibiotisk virksomme 3-aminometyl-derivater av rifamycin SV, samt deres N-oksyder.

Foreliggende oppfinnelse vedrører nye

antibiotika og fremgangsmåter til deres

fremstilling. I U.S. patent 3 150 046 er be-skrevet fremstillingen av antibiotikaene

rifamycin ved fermentering av en art av

Str. mediterranei ATCC 13658. Som fast-slått i U.S. patentet er rifamycin en blanding

av antibiotiske forbindelser. En av disse

forbindelser, rifamycin B, med bruttoformelen C39<H>49N014 er en toverdig syre (pHj 0,5

= 2,8, pH2 0,5 = 6.7), og en av de sure grup-per er en karboksylgruppe. En av anti-biotikumets spesielle egenskaper er at det

får øket aktivitet når den oppløses i vann,

det vil si at den omdannes til en annen

forbindelse med høyere antibakteriell

aktivitet. Det sterkere aktive produkt, kalt

rifamycin S, har bruttoformelen C37H45N012,

og kan ved mild reduksjon omdannes til et

annet nytt antibiotikum i rifamycin-klas-sen, nemlig rifamycin SV (C37H47N012).

Fremgangsmåten for fremstilling av rifamycin SV består i oksydasjon av rifamycin

B til rifamycin O, hydrolyse av rifamycin O til rifamycin S under av-spaltning av glycol-syre og reduksjon

av rifamycin S til rifamycin SV.

Både rifamycin S og rifamycin SV

mangler karboksyl-gruppen, som frigjøres i

form av glycol-syre under aktiveringstrin-net.

Strukturene for rifamycin-preparatene er nylig oppklart av Prelog og medarbei-dere (meddelelse fra «The Chemistry and Biochemistry of fungi and yeasts Congress» holdt i Dublin 18. juli 1963), som for rifamycin B fastslo følgende struktur:

På grunnlag av ovenstående formel kan forløpet av de modifikasjoner som fører til rifamycin O, S og SV illustreres ved hjelp av reaksjonene ved den eneste naftalen-ring som finnes i molekylet:

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter til fremstilling av nye derivater av rifamycin SV med den generelle formel hvor B betegner gruppen hvori R betegner hydrogen eller lavere alkyl, R' betegner lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl, karboksy-lavere alkyl eller cycloalkyl og X betegner methylen, ethylen, gruppen -CH20- eller gruppen -CH2NH-, R" og R'" betegner hydrogen, lavere alkyl, hydroksy eller karboksy, samt fremstilling av deres N-oksyder. Fremgangsmåten til fremstilling av disse nye derivater består i at rifamycin S omsettes under tilbakeløp i et inert organisk oppløsningsmiddel med minst to ganger den teoretiske mengde formaldehyd og et overskudd av et sekundært amin med formel hvori R og R' har ovenstående betydning, eller med en heterocyklisk forbindelse med formel

hvori X, R" og R'" har ovenstående betydning og at det dannede aminometylderivat av rifamycin S behandles med en vandig oppløsning av askorbinsyre, hvoretter det fremstilte aminometyl-derivat av rifamycin SV eventuelt oksyderes med vandig hydrogenperoksyd ved værelsestempera-

tur i nærvær av en tertiær alifatisk nitro-gen-base.

De nye derivater av rifamycin er orange-røde forbindelser uten veldefinert dekom ponerings-punkt. De er meget lite opp-løslige i vann og viser, sammenlignet med rifamycin S, en øket aktivitet overfor gram-negative bakterier, og har samtidig beholdt aktiviteten mot gram-positive mikroorga-nismer. Videre har forbindelsene en meget lav toksisitet og gir et høyt innhold i blodet etter oral administrasjon.

I tabell 1 er oppført de antibakterielle data som viser aktiviteten for de nye forbindelser. Tallene viser den minimale inhi-berende konsentrasjon av substansene ut-trykt i y/ ml.

Det har også vært utført eksperimen-ter på dyr. Fra nedenstående tabell fremgår dosene EDno for rotter utsatt for eks-perimentell infeksjon indusert ved Stap-hylococcus aureus, og LD-0 for rotter gir viktige data vedrørende den gode tera-peutiske virkning «in vivo» og vedrørende den lave, akutte toksisitet for de fremstilte forbindelser.

N-oksydene av disse forbindelser er også fremstilt, og viser en lignende aktivitet, hvilket fremgår av følgende tabell.

Eksempel 1.

3-Diemetylaminometyl-rifamycin SV og N-oksyd-derivatet av denne. 7 gram rifamycin S (0,01 mol) opp-løses i 90 ml. tetrahydrofuran. 18 ml. 10 pst.ig oppløsning av dimetylamin (0,04 mol) i etanol tilsettes deretter, fulgt av 2.3 ml. 38—40 pst.ig vandig formaldehyd (0,03 mol). Etter koking under tilbakeløp i 4 timer konsentreres oppløsningsmidlene i vakuum, og 200 ml. etylacetat tilsettes. Oppløsningen behandles med 200 ml. 2 pst.ig askorbinsyre i vandig oppløsning og ristes nøye. Etter to vaskinger med vann behandles etylacetat-laget med det halve volum ligroin og oppkonsentreres til 100 ml. Det oppnås et råprodukt (7,1 g) som renses kromatografisk på Kieselgel (eluent: etylacetat/etanol 1 : 1). Utbytte 1.3 g rent produkt (17 pst.). Smeltepunkt 189° C (dekomponering) l max = 314 m\ i (E /°i= 240.0) Og 488 mjx (E /<%> = 189.9).

Til en oppløsning av 20 g 3-dimetylamino-metyl-rifamycin SV i 230 ml etylacetat, tilsettes 2,2 ml 35 pst.ig H202 og 3,5 ml trietylamin ved 0° C under røring. Blandin-gen settes tilside i 3 dager og ved 4° C og rystes deretter med 230 ml fosfat-buffer ved pH 7.3. Det organiske lag ekstraheres igjen med et like stort volum buffer-oppløsning og de samlede vandige ekstrakter vaskes med etylacetat. Derpå tilsettes 20 g askorbinsyre, og den sure form av N-oksydet ekstraheres med etylacetat. Opp-løsningen tørkes og inndampes til et lite volum man tilsetter det samme volum ligroin, og etter inndampning til et lite volum oppsamles prodktet ved filtrering. Utbytte 4.4 g smeltepunkt 165° C (dec.) % max = 316 mn (E 217,2) og 452 m^ (E 159,5). Alle absorpsjoner i dette eksempel og i følgende er bestemt i fosfat-buffer ved pH 7,28.

Eksempel 2.

3-dietylaminometyl-rifamycin SV.

7 g (0,01) mol rifamycin S oppløses i 50 ml absolutt etanol, deretter tilsettes 2,1

ml dietylamin (0,02 mol) og 2,3 ml 30—40 pst.ig vandig formaldehyd-oppløsning.

Etter koking under tilbakeløp i 5 timer, konsentreres oppløsningen til 10 ml, og fortynnes med 100 ml etylacetat. Den organiske oppløsning ekstraheres 5—6 ganger med like stort volum vann bufret ved pH 7—7.5, inneholdende natrium-askorbat (2—3 pst.), for å eliminere rifamycin SV som kan være dannet under reak-sjonen. Etter 3 vaskinger med vann, konsentreres etylacetat-oppløsningen til halvparten av volumet. Ved kjøling til 0—5° C, krystalliserer det ut 1,6 g 3-dietylamino-metylrifamycin SV (utbytte 20 pst.). For-bindelsen er orangegul og oppviser de føl-gende karakteristika: Smeltepunkt 186—

188° C (dec.) X max = 315 (E/°^ =

236,7) og 445 m^ (E = 180).

Eksempel 3.

3-pyrrolidinometyl-rifamycin SV og N-oksyd-derivatet av denne.

Til en oppløsning av 7 g rifamycin S (0,01 mol) i 50 ml tetrahydrofuran, tilsettes 1,7 ml (0,02 mol) pyrrolidin, og deretter 2,3 ml (0,03 mol) vandig formaldehyd-oppløsning i 38—40 pst. styrke. Etter 42 timer ved romtemperatur konsentreres oppløsningen til ca. 15 ml. Konsentratet helles opp i 35 ml av en 10 pst.ig vandig oppløsning av askorbinsyre ved 5—10° C. Oppløsningen ekstraheres etter noen minutter ved etylacetat og ekstraktet konsentreres etter tilsetning av det halve volum ligroin. Det første, og meget urene produkt kastes, og ved videre konsentrering fås Mannich-basen som deretter krystalli-seres fra H20-etanol.

Det orangegule produkt oppnås i bytte 1,6 g (20 pst.), og har de følgende karakteristika: Smeltepunkt 160° C (dec.)

X max = 314 mjj, (E = 228) og 445 m^i

(E ut = 172). Til en oppløsning av 3-pyrrolidinometyl-rifamycin SV i etylacetat nedkjølt til 0° C, tilsettes 2,38 ml 35 pst.ig H202 og 3,48 ml trietylamin under røring. Oppløsningen holdes ved 4° C i 24 timer, helles deretter i 130 ml fosfatpuffer ved pH 7.3. Det vandige lag fraskilles og etylacetat-oppløsningen behandles med en ytterligere porsjon fosfat-puffer-oppløs-ning. De samlede ekstrakter vaskes med etylacetat og behandles deretter med 10 g askorbinsyre. Den sure form av N-oksydet ekstraheres med etylacetatet. Den organiske oppløsning tørkes og inndampes til et lite volum. 3-pyrrolidinometyl-rifamycin SV i N-oksydform krystalliserer og oppsamles etter filtrering, hvoretter det tør-kes i våkum. Utbytte 5,2 g (= 26 pst.). Produktet dekomponerer ved 180° C, X max = 316 mn (E /*, 236,9) og 453 m^ (E 167,6).

Eksempel 4.

3-piperidinometyl-rifamycin SV

Til en oppløsning bestående av 7 g rifamycin S (0,01 mol) i 50 ml tetrahydrofuran, tilsettes 1,97 ml (0,02 mol) piperidin og 2,3 ml vandig oppløsning av formaldehyd i en styrke mellom 38—40 pst. (0,03 mol).

Etter 6 dager ved romtemperatur helles oppløsningen i 70 ml 10 pst.ig vandig oppløsning av askorbinsyre ved 5—10° C. Etter 10—15 minutters røring konsentreres oppløsningen til ca. halvparten av volumet og produktet ekstraheres med etylacetat.

Det organiske ekstrakt (ca. 300 ml) oppkonsentreres delvis etter vasking med vann og tilsetning av det halve volum ligroin, og man får en første uren forbindelse som kastes. Etter ytterligere konsentrasjon felles det ut et gult produkt som oppsamles, vaskes og tørkes til et utbytte på 3,6 g (45 pst.). E /c^,= 448 m^i = 168,5.

Eksempel 4 til 14.

I henhold til en fremgangsmåte som i det vesentlige er identisk med de ovenfor beskrevne fremgangsmåter, fremstilles 3-aminometyl-derivatene av rifamycin SV med de følgende baser, og basenes egenskaper finnes oppført i tabellen.

Claims (1)

1. Patentpåstand: Fremgangsmåte til fremstilling av nye,

   antibiotisk aktive 3-aminometylderivater

   rifamycin SV, med den generelle formel

   hvor B betegner gruppen I

   hvori R betegner hydrogen eller lavere alkyl, R' betegner lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl, karboksy-lavere alkyl eller

   cycloalkyl, X betegner metylen, etylen,

   gruppen -CH20- eller gruppen -CH2NH-,

   R" og R'" betegner hydrogen, lavere alkyl, hydroksy, eller karboksy, samt deres N-oksyder, karakterisert ved at rifamycin S under tilbakeløp i et inert organisk oppløsningsmiddel omsettes med minst den dobbelte teoretiske mengde formaldehyd og et overskudd av en nitrogen-base med formel

   hvori R og R" har ovennevnte betydning,

   eller en heterocyklisk forbindelse med formel

   hvori X, R" og R'" har ovennevnte betydning, og at det fremstilte aminometyl-derivat av rifamycin S behandles med en vandig oppløsning av ascorbinsyre, hvoretter det fremstilte aminometylderivat av rifamycin SV eventuelt oksyderes med 111 693

   vandig hydrogenperoksyd ved romtemperatur i nærvær av en tertiær alifatisk nitro-genbase.

   Anførte publikasjoner: