NO159154B

NO159154B - Utsetningsanordning for redningsfartoey.

Info

Publication number: NO159154B
Application number: NO861670A
Authority: NO
Inventors: Sigmund Bleie
Original assignee: Harding Safety As
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1988-08-29
Also published as: NO861670L; NO159154C

Description

Analogifremgangsmåte til fremstilling av 3-formyl-rifamicyn SV og funksjonelle derivater derav med antibakteriell aktivitet.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en analogifremgangsmåte til fremstilling av 3-formyl-rifamycin SV og funksjonelle derivater derav

med antibakteriell aktivitet. I norsk patent nr.

103 127 er fremstillingen av det antibiotiske

stoff rifamycin ved fermentering av en stamme

av Str. mediterranei ATCC 13685 beskrevet. Som

angitt i patentet er rifamycin en blanding av

antibiotiske stoffer.

Ett av disse stoffer, rifamycin B, med molekylformelen Ca9H49N014 er en to-verdig syre og

en av syregruppene er en karboksylgruppe. En

av de spesielle egenskaper som dette antibiotiske

stoff har, er at det øker sin aktivitet når det

oppløses i vann, dvs. det omdannes til et annet

stoff som har høyere antibakteriell aktivitet.

Det mer aktive produkt, kalt rifamycin S, har molekylformelen C37H45N012 og ved mild reduksjon kan dette omdannes til et annet nytt anti-biotisk stoff, i rifamycin-klassen, nemlig rifamycin SV (C87H47N012). Fremgangsmåten til fremstilling av rifamycin SV omfatter oksydasjon av rifamycin B til rifamycin O; hydrolyse av rifamycin O til rifamycin S med frigjøring av glykolsyre og reduksjon av rifamycin S til rifamycin SV. Både rifamycin S og rifamycin SV mangler karboksylgruppen som frigjøres i form av glykolsyre under aktiveringstrinnet.

Strukturen til rifamycinene har blitt klar-lagt av Prelog et al. og utgitt i Experientia 20, 336 (1964). Rifamycin B har følgende struktur:

Fra denne formel fremgår det nvordan rifamycin O, S og SV dannes fra rifamycin B.

Rekkefølgen på disse modifikasjoner kan illustreres ved å betrakte den eneste tilstede-værende naftalenring 1 molekylet:

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en analogifremgangsmåte til fremstilling av 3-formyl-rifamycin SV og funksjonelle derivater med antibakteriell aktivitet og med formelen: hvor R er oksygen, -H(OH), di-lavere alkoksy, og gruppen =N-R1, hvor Rt er hydroksy, lavere alkoksy, morfolinoetoksy, fenyl, tolyl, klorfenyl, naftyl eller en gruppe

hvor Rg er hydrogen eller lavere alkyl, og Rg er hydrogen, lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl, fenyl, benzyl, karboksybenzyl, di-lavere al-kylamino-lavere alkyl, karbamoyl, amidino eller p-toluen-sulfonyl, eller R2 og R3 kan sammen med nitrogenatomet de er bundet til, danne et 5 til 7-leddet heterocyklisk radikal med maksimalt 2 ytterligere heteroatomer som ringledd, som kan være nitrogen, oksygen, eller svovel, idet maksimalt ett ringledd kan være oksygen eller svovel, og som kan være substituert med hydroksyd, lavere alkyl, benzyl, di-lavere alkyl-aminoalkyl og piperidino.

Det betydeligste trekk ved foreliggende oppfinnelse ligger i den kjensgjerning at de fremstilte forbindelser hensiktsmessig kan administreres oralt. Nøkkelforbindelsen som anvendes ved fremstillingen av de omtalte derivater er 3-formyl-rifamycin SV, som også faller inn under ovenstående generelle formel. 3-formyl-rifamycin SV kan fremstilles ved å gå ut fra en hvilken som helst av de Mannichbaser av rifamycin SV som er beskrevet i norsk patent nr. 111 693.

Forbindelsen som fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse har en in vitro aktivitet og toksisitet som kan sammenlignes med de samme egenskaper til forbindelse i østerriksk patent nr. 226373, men de foreliggende forbindelser viser en betydelig fordel i forhold til forbindelsene i patentet. Det ble nemlig funnet at de ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilte forbindelser viste god absorbsjon i tarmkanalen og kan derfor hensiktsmessig administreres ad oral vei. Forbindelsene i det østerriske patent ab-sorberes derimot ikke i praktisk anvendelige doser når de administreres ad oral vei, hvilket tydelig vises av de følgende ED50-verdier, som er bestemt hos mus i hvilke det ble indusert en eksperimentell infeksjon med Staphylococcus aureus:

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir et 3-substituert-aminometylderivat av rifamycin SV med formelen:

hvor R4 er hydrogen eller lavere alkyl, R5 er lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl, karboksy-lavere alkyl eller cykloalkylgrupper, X er metylen, etylen, en gruppe -CH20- eller en gruppe -CHgNH-, R0 og R7 er hydrogen, lavere alkyl-, hydroksy-, eller karboksygrupper, underkastes en mild oksydasjon med lavere alkylnitriter, blytetracetat, 1,4-kinoner, persulfater, oksygen 1 nærvær av en katalysator, kaliumferricyanid eller mangandioksyd, hvorved det oppnåes 3-formyl-rifamycin SV, hvoretter det erholdte 3-formyl-rifamycin SV om ønsket a) hydrogeneres med natriumborhydrid for å oppnå 3-hydroksymetylrifamycin SV, eller b) omsettes med lavere-alkanoler ved romtemperatur for å oppnå et lavere dialkyl-acetal av 3-formyl-rifamycin SV, eller c) omsettes med en forbindelse med formelen:

hvor Rj har den ovenfor angitte betydning.

Valget av oppløsningsmiddel ved oksydasjonen avhenger av naturen av det valgte oksydasjonsmiddel, som det må være blandbart med. Når oksydasj onen utføres ved anvendelse av alkylnitriter, og blytetraacetat, gir halogenerte oppløsningsmidler, slik som kloroform og karbontetraklorid, utmerkede resultater. Det er noen ganger nyttig å tilsette katalytiske meng-der av en alifatisk syre, slik som eddiksyre, for å påskynde oksydasjonen. Reaksjonen foregår ved romtemperatur og er fullstendig etter 2 til 24 timer, avhengig av den valgte utgangsfor-bindelse.

De nye rifamycin SV-derivater viser i høy grad antibakteriell aktivitet in vitro, hvilket fremgår av følgende tabell hvori minimumsin-hiberende konsentrasjon i y/ml er gitt like over-for flere patogene organismer. R er den samme som i den ovennevnte generelle formel.

De nye forbindelser som. fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse har meget lav toksisitet. For eksempel viser formyl-rifamycin SV en LD50-verdi på ca. 400 mg/kg intravenøst og ca. 1500 mg/kg oralt hos mus. Sammenlignbare resultater er oppnådd med andre stoffer av denne klasse. Forsøkene in vivo bekreftet de utmerkede antibiotiske egenskaper. Ved eksperimentell infeksjon på grunn av administrering av 450 ganger den letale dose av Staphylococcus aureus hos mus var ED50 av 3-formyl-rifamycin SV 4,6 mg/kg per os og 2,46 mg/kg subcutant. Etter administrering av ca. 800 LD50 av S. aureus var den tilsvarende ED50 for oksimet av 3-formyl-rifamycin SV 5,66 mg/kg per os, og 2,46 mg/kg subcutant. Derivatene med fenylhydrazin og anilin ga følgende tilsvarende verdier: den første 3,03 og 2,0, og den siste 1,74 og 1,15 resp.

Som en indikasjon på antituberculær aktivitet, som er felles for praktisk talt alle forbindelser som dekkes av foreliggende oppfinnelse gir følgende tabell «in vivo aktivitet» av disse derivater hos mus infisert med Mycobacterium tuberculosis, H37RV. I et første forsøk ble mus behandlet oralt en gang om dagen i 30 dager, idet man begynte 2 timer etter infeksjon, og holdt under kontroll i 136 dager. Resultatene var som følger:

I et annet forsøk kontrollert i 68 dager, hvori terapien ble utført i 43 dager idet man begynte 3. dag etter infeksjonen, var resultatene som følger:

Brukbare blodnivåer nås ved administrasjon hos mennesker ved tilsvarende doser som vist i følgende tabell.

Følgende er eksempler på fremstilling av forbindelsene som fåes ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1. 3-formyl-rifamycin SV

En oppløsning av 7,8 g 3-pyrrolidinometyl-rifamycin SV i en blanding av 340 ml karbontetraklorid og 40 ml eddiksyre tilsattes 6 g blytetracetat og blandingen ble holdt ved ca. 20°C i 15 timer. Etter å ha helt massen i 500 ml fosfatpuffer, pH 7, utskilles det organiske lag, vaskes med 1 pst.lg vandig oppløsning av ascor-binsyre og konsentreres til et volum på ca. 150 ml. Etter tilsetning av 150 ml ligroin konsentreres blandingen til meget lite volum. Det røde bunnfall oppsamles og tørkes. Utbytte: 3,5 g. Produktet har sm.p. 180—185°C (spaltning),

U.V. og synlig spektrum Xmak8. ved 327 m^i (Ej^

= 261) og 498 rmi (E \% m = 141,5).

Analyse, beregnet for CggH^NO^:

C 62,88, H 6,53,

funnet:

C 62,59, H 6,84, N 2,05.

For bedre å illustrere oppfinnelsen beskrives som et alternativ en fremstilling hvor det anvendes et nitritt som oksydasjonsmiddel.

En blanding av 78,3 g 3-dietylaminoetyl-rifamycin SV, 390 ml karbontetraklorid, 270 ml eddiksyre og 1,34 ml isoamylnitritt holdes ved 22 °C ± 1° i 8 timer og deretter tilsettes ekstra 1,34 ml isoamylnitritt, og blandingen holdes i videre 16 timer ved ca. 22°C. Blandingen fortynnes med 3800 ml karbontetraklorid, vaskes med 3500 ml vann inneholdende 78 g ascorbin-syre i oppløsning og fordampes til tørrhet. Res-ten omkrystalliseres fra tetrahydrofuran. Utbytte: 31 g.

Det erholdtes analoge resultater idet det ble anvendt som oksydasjonsmiddel enten oksygen i nærvær av Pd som katalysator eller kaliumferricyanid.

Eksempel 2.

Dimetyl-hydrazon av 3-formyl-rifamycin SV.

En mengde på 0,720 g N,N-dimetylhydrazin (0,012 mol), oppløst i 15 ml tetrahydrofuran, settes til en oppløsning av 7,3 g (0,01 mol) f$-formyl-rifamycin SV oppløst i 75 ml tetrahydrofuran, avkjølt i is. Etter tilsetning tillates opp-løsningen å stå ved romtemperatur i 45 minutter, deretter ble den konsentrert til ca. 10 ml. Konsentratet tas opp med ca. 150 ml etylacetat, og like stort volum ligroin tilsettes. Blandingen konsentreres til lite volum og det utfelte produkt filtreres, vaskes med ligroin, tørkes og kry-stalliseres fra tetrahydrofuran. Utbytte: 4 g (51 pst.) av gul-orange krystaller med smeltep. 170

—175°C, (spaltning).

Analyse, beregnet for C40H53N3O12:

C 62,57, H 6,96, N 5,47,

funnet:

C 62,80, H 7,23, N 5,34.

U.V. og synlig spektrum ved pH 7,38: lmilks ved 335 n (Ej^= 304) og 475 m^i (eJ ^= 186).

Eksempel 3.

Semikarbazon av 3-formyl-rifamycin SV.

En mengde på 7,3 g (0,01 mol) Ø-formyl-rifamycin SV suspenderes i 700 ml av en blanding av tetrahydrofuran-vann (1 : 1). Under avkjøling til 0—5°C tilsettes 1,20 g (0,011 mol) semikarbazid-hydroklorid i 10 ml vann, etterfulgt av en oppløsning av 1,8 g natriumacetat i 10 ml vann. Reaksjonen utføres ved 4°C i 15 timer. Oppløsningen blir deretter konsentrert til ca. en tredjedel av det opprinnelige volum og ekstra-hert med etylacetat. Det organiske ekstrakt konsentreres til lite volum: de utfelte gule-orange krystaller vaskes med etylacetat og tør-kes ved 40°C i vakuum. Utbytte: 3,8 g (48 pst.) av produkt som smelter ved 175—270°C (spaltning) .

Analyse, beregnet for C39HS0N,,O13:

C 59,84, H 6,44, N 7,16,

funnet:

C 60,06, H 6,70, N 7,30.

U.V. og synlig spektrum (pH 7,38): A.maks. ved 332 m(i. (E \ ^ = 342,3) og 475 m\ x

Eksempel 4.

3-fenylimino-metylen-rifamycin SV.

En oppløsning av 7,3 g (0,01 mol) av 3-formyl-rifamycin SV i 50 ml tetrahydrofuran, av-kjølt til ca. 5°C, tilsettes en oppløsning av 1 ml

(0,011 mol) frisk, destillert anilin oppløst i 10

ml tetrahydrofuran, porsjonsvis. Ved slutten av tilsetningen holdes oppløsningen omrørt ved romtemperatur i 3 timer, deretter konsentreres den til lite volum og konsentratet opptas i 60—:

70 ml metanol. Etter noen få minutter oppstår krystallisasjon. Det krystallinske bunnfall av rød til dyprød farge oppsamles, vaskes med metanol og tørkes (6,6 g, utbytte 82 pst.). Produktet, igjen omkrystallisert fra MeOH, viser følgende karakteristikk. Smeltep. '240—245° C (spaltning). U.V. og synlig spektrum (CHC13): XmaU8. ved 358 m[x (E \ ^ 318,3) og 500 imi (Elcl= «W-

Eksempel 5.

3-hydroksymetyl-rifamycin SV.

En mengde på 7,3 g (0,01 mol) av 3-formyl-rifamycin SV suspenderes i 100 ml abs. etanol. Under avkjøling tilsettes langsomt under om-røring en oppløsning av 0,410 g (0,04 mol) NaBH4 i 25 ml absolutt etanol. Ved slutten av tilsetningen fortsettes omrøring i 15 minutter, deretter konsentreres oppløsningen til ca. 20 ml og konsentratet opptas med ca. 200 ml etylacetat. Opp-løsningen ekstraheres med fosfatpuffer ved pH 7,3. Den organiske fase kastes. De vandige ek-strakter reguleres til pH ca. 2 og ekstraheres med etylacetat. Ekstraktet konsentreres til ca. 50 ml ligroin og settes deretter til blandingen som igjen konsentreres til ca. 15 ml.

Det dannede gule bunnfall oppsamles (5,8 g) og omkrystalliseres fra etanol., Utbytte. 3,8 g

(52 pst.) av produkt som har følgende karakteristikk. Sm.p. 170°C (spaltning).

Analyse beregnet for C38H49N013:

C 62,71, H 6,69, N 1,92,

funnet:

C 62,57, H 7,08, N 2,10.

U.V og synlig spektrum (pH 7,38): Xmaks ved 307

mV ( ElcL= 260>7) °e 445 ml* <E1 Si= 143'7)-

Eksempel 6.

Dimetylacetal av 3-formyl-rifamycin SV.

En oppløsning av 7,3 g 3-formyl-rifamycin SV i 300 ml metanol står i 3 timer ved romtemperatur, deretter konsentreres den til ca. 40 ml. Ved avkjøling i 10 timer til ca. 0°C oppsamles diacetalet og tørkes. Utbytte: 5,6 g (68 pst.) av orange-gule krystaller som spaltes langsomt over 175 °C. U.V. og synlig spektrum viser maksima ved 315 mii (E \ ^ = 266,4) og 450 m^i (E } ^

= 182,7).

Eksempel 7.

Oksim av 3-formyl-rifamycin SV.

En blanding av 7,3 g 3-formyl-rifamycin SV, 200 ml tetrahydrofuran, 27 ml pyridin og 0,75 g hydroksylamin-hydroklorid omrøres i 3 timer ved romtemperatur. Deretter helles den i ca. 2 liter isvann, gjøres sur med saltsyre og ekstraheres med etylacetat. Det organiske ekstrakt konsentreres til ca. 50 ml og avkjøles, orange krystaller utskilles, hvilke oppsamles og tørkes. Utbytte: 5,7 g (76 pst.), sm.p. 190—193°C. U.V. og synlig spektrum viser maksima ved 323 m^i (<B>lcm = 273'9> og 468 m^ (Blcm = 179-4)-

Eksempel 8.

Hydrazon av 3-formyl-rifamycin SV.

En oppløsning av 0,6 ml hydrazinhydrat i 50 ml tetrahydrofuran tilsettes en oppløsning av 7,3 g 3-formylrifamycin SV i 100 ml tetrahydrofuran langsomt ved 5—10°C. Blandingen konsentreres til ca. 20 ml, fortynnes med en blanding av 200 ml etylacetat og 200 ml ligroin og konsentreres til lite volum. Ved avkjøling utskilles purpurrøde krystaller og disse oppsamles og tørkes. Utbytte: 5 g, (67,5 pst.), sm.p. over 165°C med spaltning. U.V. og synlig spektrum viser to maksima ved 325 my. (Ej£m= 247,3) og 473 m(i (E }^ = 152).

Når de samme utgangsforbindelser som i dette eksempel omsettes ved høyere tempera-turer, f. eks. ved kokepunktet for tetrahydrofuran, oppstår en cyklisering med dannelse av rifamycin- (4,3-c) -pyrazol.

Eksempel 9.

Fenylhydrazon av 3-formyl-rifamycin SV.

Fremstilt ved hjelp av samme fremgangs-måte som i eksempel 8, idet det ble anvendt 1,3 g fenylhydrazin i stedet for hydrazin. Utbytte: 4,8 g (59 pst.), sm.p. 200—205°C (spaltning); orange-gule krystaller. U.V. og synlig spektrum viser maksima ved 358 m\ i (E j ^ m = 208,5) og 484 myi (E J ^ .= 202,1).

Eksempler 10 til 43.

Kondensasjonsproduktene av 3-formyl-rifamycin SV med en serie av aminer og hydraziner viser de egenskaper som er angitt i følgende tabell. Fremgangsmåten for deres fremstilling var praktisk talt den samme som antydet i de foregående eksempler.

Claims

Analogifremgangsmåte til fremstilling av

3-formyl-rifamycin SV og funksjonelle deriva

ter med antibakteriell aktivitet og med forme

len:

hvor R er oksygen, -H(OH), di-lavere alkoksy,

og gruppen = N - Rlt hvor Rt er hydroksy, la-

lavere alkoksy, morfolinoetoksy, fenyl, tolyl,

klorfenyl, naftyl, eller en gruppe

hvor Rg er hydrogen eller lavere alkyl, og R3 er

hydrogen, lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl,

fenyl, benzyl, karboksybenzyl, di-lavere alkyl-

amino-lavere alkyl, karbamoyl, amidino eller p-

toluensulfonyl, eller Rg og R3 kan sammen med

nitrogenatomet de er bundet til, danne et 5 til

7-leddet heterocyklisk radikal med maksimalt 2 ytterligere heteroatomer som ringledd, som

kan være nitrogen, oksygen, eller svovel, idet

maksimalt ett ringledd kan være oksygen eller

svovel, og som kan være substituert med hy

droksy, lavere alkyl, benzyl, di-lavere alkyl-

aminoalkyl og piperidino, karakterisert

ved at et 3-substituert aminometylderivat av ri

famycin SV med formelen:

hvor R4 er hydrogen eller lavere alkyl, R5 er la

vere alkyl, hydroksy-lavere alkyl, karboksy-

lavere alkyl eller cykloalkylgrupper, X er mety

len, etylen, en gruppe -CH2Q- eller en gruppe -CHaNH-, R6 og R7 er hydrogen, lavere alkyl-,

hydroksy- eller karboksygrupper, underkastes en mild oksydasjon med lavere alkylriitriter, blytetracetåt, 1,4-kinoner, persulfater, oksygen i nærvær av en katalysator, kaliumferricyanid eller mangandioksyd, hvorved det oppnåes 3-formyl-rifamycin SV, hvoretter det erholdte 3-formyl-rifamycin SV pm ønsket, a) hydreres med natriumborhydrid for å oppnå 3-hydroksymptyl-rifamycin SV, eller ; b) omsettes med laverp-alkanoler ved romtemperatur for å oppnå et lavere dialkyl-acetal av 3-formyl-rifamycin SV, eller c) omsettes med en forbindelse med formelen: HgN-R, hvor R\ har den ovenfor angitte betydning.

Anførte publikasjoner: Østerriksk patent nr. 226 373 (kl. 30f, 11/01).