NO784005L

NO784005L - Fremgangsmaate for fremstilling av 3-jod- og 3-bromorifamycin s.

Info

Publication number: NO784005L
Application number: NO784005A
Authority: NO
Inventors: Egidio Marchi; Lauretta Montecchi
Original assignee: Alfa Farmaceutici Spa
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1979-05-30
Also published as: ZA786299B; FI783639A; GR71727B; AT360652B; IT1090759B; BE872294A; FR2410000B1; FI65254B; US4179438A; DE2851312A1; NL7811558A; SE7812231L; DK155797C; ATA837078A; JPS625159B2; AU4186778A; CH636619A5; AR219775A1; FR2410000A1; LU80567A1

Description

"Fremgangsmåte for fremstilling av

3- jod- og 3- brom- rifamycin S"

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av 3-halogenderivater av rifamycin S og særlig fremstilling av 3-jod- og 3-bromrifamycin S. 3-halorifamycin S og SV er kjent (M.F. Dampier, C.W. Chen, H.W. Shitlock jr.: Journ. of Am. Chem. Soc. 98:22 (oktober 1976), s. 7065-7066).

Fremgangsmåten som beskrives i ovennevnte artikkel for fremstilling av 3-jodrifamycin S, består i omsetning av 1 mol

rifamycin SV med 1 mol elementært jod i fast tilstand i nærvær av pyridin og ved en temperatur på 2 5°C. Reaksjonsproduktet

behandles derefter med en vandig oppløsning av kaliumjern(III)-- cyanid og renses ved passasje gjennom en kromatografikolonne inneholdende'silikagel. Utbyttet av renset 3-jodrifamycin S er 37% .

I samme artikkel beskrives en fremgangsmåte til fremstilling av 3-bromrifamycin S, som består av en omsetning av lmol rifamycin SV med 1,8 mol pyridinhydrobromidperbromid i etanol ved lav temperatur. Reaksjonsproduktet renses ved kromatografi på en kolonne av silikagel.

Utbyttet av renset 3-bromrifamycin S er 30%.

3-jod- og 3-bromrifamycin S omvandles til henholdsvis 3-jod- og 3-bromrifamycin SV ved behandling i vannholdig 60%ig metanol med askorbinsyre.

3-halogenderivatene av rifamycin S og SV er anvendelige mellomprodukter for syntese av derivater av rifamycin S og SV som har mikrobiologisk virkning. De lave utbytter av 3-halogen-derivat som kan erholdes med de kjente fremgangsmåter, tillater imidlertid ikke en praktisk industriell utnyttelse.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av 3-jod- og 3-bromrifamycin S,

som består av omsetning av rifamycin S med minst to ekvivalenter av et halogen, valgt blant jod og brom, pr. mol rifamycin S

i nærvær av minst 1 mol, pyridin for. hver ekvivalent halogen og

i nærvær av et inert, polart og hydrofilt oppløsningsmiddel ved en temperatur ikke over romtemperatur.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse tillater fremstilling av 3-jod- og 3-bromrifamycin S med meget høye utbytter, i størrelsesorden 85-96% og til og med høyere, og med en så høy renhetsgrad at den tillater direkte anvendelse som mellomprodukter ved fremstilling av derivater uten at det er nødvendig med ytterligere rensning.

Det er imidlertid mulig å utsette 3-jod- og 3-bromrifamycin S som erholdes ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, for et rensningstrinn, som f.eks. kromatografi i en kolonne av silikagel, som beskrevet tidligere, eller krystallisasjon fra et egnet oppløsningsmiddel.

Ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse kan halogen-mengden variere alt efter halogentypen, temperaturen og opp-løsningsmidlet.

Det er faktisk notert at med jod oppnås tilfredsstillende resultater med 2-6 ekvivalenter halogen pr. mol rifamycin S.

De beste resultater oppnås ved anvendelse av 4 ekvivalenter jod. Når det gjelder brom, oppnås tilfredsstillende resultater ved anvendelse av 2-4 ekvivalenter brom pr. mol rifamycin S.

De beste resultater oppnås med 3 ekvivalenter brom.

Den foretrukne mengde pyridin pr. ekvivalent halogen er for broms vedkommende ett mol eller et lite overskudd i forhold til en slik mengde. Når det gjelder jod, er den foretrukne pyridinmengde 1-10 mol. Det er notert at et slikt overskudd av pyridin for jods vedkommende, ikke er skadelig for et gunstig forløp av reaksjonen.

Den foretrukne reaksjonstemperatur er avhengig av den anvendte halogentypen, reaksjonskomponentenes vektforhold og typen og mengden av det anvendte oppløsningsmiddel. Når det gjelder jod er den foretrukne temperatur omtrentlig romtemperatur, mens den for brom ligger innenfor området -10 til +15°C med temperaturer omkring 0°C som særlig foretrukket.

De oppløsningsmidler som kan anvendes ved utførelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er inerte, polare

og hydrofile oppløsningsmidler. Eksempler er metanol, etanol, dioksan, acetonitril, dimetylformamid, tetrahydrofuran, dimetyl-sulfoksyd, blandinger av de ovenstående oppløsningsmidler med vann og, når det gjelder jod, pyridin og vannholdig pyridin.

De foretrukne oppløsningsmidler når det gjelder jod er metanol, etanol og blandinger derav med vann. Når det gjelder brom er de dioksan, metanol, etanol og acetonitril. Ved slutten av reaksjonen er det nødvendig å fjerne fritt halogen. Når det gjelder jod, er det tilstrekkelig å bringe reaksjonsblandingen til tørrhet noen ganger slik at jod sublimerer.

Når det gjelder brom, foretrekkes det å behandle reaksjonsblandingen med reduksjonsmidler for å overføre elementært brom til bromioner, som lett kan fjernes ved vasking. Blant de reduksjonsmidler som er egnet for dette formål er noen (f.eks. alkalimetalltiosulfat i fortynnede vannoppløsninger) som. bare reduserer brom og efterlater det dannede 3-bromrifamycin S uforandret. Andre reduserer derimot (f.eks. askorbinsyre, svoveldioksyd)

også 3-bromrifamycin S til 3-bromrifamycin SV. I det sistnevnte

tilfelle er det nødvendig å gjenopprette S-formen ved passende oksyderende behandlinger (f.eks. med mangandioksyd, kaliumjern(III)-cyanid, jern (III)-klorid, sølvoksyd osv.).

De følgende eksempler skal tjene til å illustrere opp-finnelsen.

Tynnskiktkromatografien (TLC) som er nevnt, er gjennomført på skikt av silikagel 60 F254 ' 0,2 mm tykke, på aluminiumplater (Merck). R^R-verdiene som er gitt for produktene er R f for rifamycin S.

Eksempel 1

Fremstilling av 3- jodrifamycin S

I 8 ml pyridin (99 mmol) oppløses 508 mg (4 mekv.) under avkjøling og omrøring. Efter 5 minutter tilsettes'696 mg (1 mmol) rifamycin S. Efter 40 minutters omrøring ved en temperatur under 15°C tilsettes 200 ml kloroform. Det organiske skikt vaskes med vannholdig 0,1N saltsyre og derefter med vann. Det organiske skikt tørres og bringes til tørrhet. Kloroform tilsettes, og oppløsningen bringes igjen til tørrhet. Operasjonen gjentas mange ganger for å fjerne jodet. Residuet, løst i kloroform, behandles'med n-heksan, som gir en felning av 840 mg råmateriale inneholdende 700 mg 3-jodrifamycin S (utbytte 85%)'. Det rå produkt kan anvendes

direkte som mellomprodukt for videre reaksjoner. Produktet

renses ved å bli oppløst i 3 ml av en blanding av kloroform/metanol 40/1 (volum/volum) inneholdende 0,1% (vekt/volum) oksalsyre og bli ført gjennom en kromatografisk kolonne av silikagel '( 0 = 2,5 cm, høyde 20 cm). Som elueringsmiddel anvendes den samme oppløsnings-middelblanding som er angitt ovenfor.

Fraksjonene inneholdende et oransjebrunt produkt- som

har en R^R= 0,6 (kloroform 40/metanol 1)'på TLC, svarende til 3-jodrifamycin S,■ oppsamles, vaskes først med en sur oppløsning og derefter med vann, tørres til slutt og bringes til tørrhet.

Man får 670 mg rent 3-jodrifamycin S (utbytte 81,5%).

Eksempel 2

508 mg (4 mekv.) jod settes under omrøring til 2 ml

(25 mmol) pyridin. Efter 5 min. tilsettes 8 ml etanol, 696 mg rifamycin S (1 mmol) og 3 ml vann. Efter 40 min. omrøring ved romtemperatur tilsettes 300 ml kloroform.

Kloroformoppløsningen bearbeides som i eksempel 1, hvilket gir 825 mg råmateriale inneholdende 757 mg 3-jodrifamycin S (utbytte 92% av det teoretiske).

Fremstillingen er gjentatt med anvendelse av etylacetat istedenfor kloroform, hvorved det er oppnådd er resultat (utbytte og renhetsgrad) som er praktisk talt likt det foregående.

Eksempel 3

Man arbeider som i eksempel 2. Ved slutten av reaksjonen tilsettes istedenfor kloroform 10. ml av en blanding av metanol og vann 70/30 (volum/volum) inneholdende 0,700 g askorbinsyre.

Efter 15 minutters omrøring konsentreres oppløsningen under vakuum til ca. 1/3 av det opprinnelige volum. 100 ml etylacetat tilsettes, og oppløsningen vaskes gjentatte ganger for å fjerne pyridin. Oppløsningen tørkes på vannfritt natriumsulfat og bringes til tørrhet, hvilket gir 840 mg produkt inneholdende .740 mg 3-jodrifamycin SV (utbytte 90%).

Produktet kan anvendes for videre reaksjoner. For overføring til tilsvarende 3-jodrifamycin S oppløses produktet i et organisk oppløsningsmiddel, oksyderes med mangandioksyd og renses som beskrevet i det foregående eksempel.

Eksempel 4

Fremstilling av 3- bromrifamycin S

2,39 g (30 mekv.) brom settes ved -5°C og under omrøring til 2,37 g. (30 mmol) pyridin. Efter 5 minutter tilsettes 150 ml etanol og 6,96 g (10 mmol) rifamycin S. Efter 15 minutters om-røring ved en temperatur mellom -10 og 0°C stoppes reaksjonen ved tilsetning av 300 ml etylacetat, og det organiske skikt vaskes gjentatte ganger med en 0,1N oppløsning av natriumtiosulfat inntil tilstedeværende brom er fullstendig redusert og derefter med en fortynnet sur oppløsning for å fjerne pyridin og til slutt med vann. Det organiske skikt tørkes og bringes til tørrhet.

3-bromrifamycin S løses i kloroform og utfelles med

n-heksan.

7,82 g råprodukt erholdes inneholdende 7,410 g 3-bromrifamycin S (utbytte 95%). •

Råproduktet kan anvendes direkte som mellomprodukt for

videre reaksjoner.

Produktet kan renses ved kolonnekromatografi på silikagel. Et.analogt resultat oppnås ved at man som oppløsnings-middel anvender kloroform istedenfor etylacetat.

Eksempel 5

Man arbeider som i eksempel 4. Reaksjonen stoppes ved tilsetning av 5,28 g (30 mmol) askorbinsyre oppløst i 100 ml metanol inneholdende 30% vann (volum/volum). Oppløsningen omrøres i 10 min. og konsentreres under vakuum til 1/3 av sitt opprinnelige volum. Residuet fortynnes med etylacetat, og den organiske fasen vaskes med vannholdig 0,1N saltsyre og derefter med vann, tørkes og bringes til tørrhet, og residuet oppløses i kloroform, og 3,5 g (40 mmol) mangandioksyd (fremstilt i henhold til Ros.enkrantz metode) tilsettes.

Efter omrøring i 15 minutter frafiltreres dioksydet, og den organiske fase vaskes med vannholdig 0,1N saltsyre og derefter med vann, tørkes og bringes til tørrhet. Residuet, oppløst i kloroform, utfelles med n-heksan. Utbyttet av 3-bromrifamycin S og dets renhetsgrad er omtrentlig som angitt i eksempel 4.

. Eksempel 6

Ved å arbeide som i eksempel 5, men ved anvendelse av metanol som reaksjonsoppløsningsmiddel istedenfor etanol, er det oppnådd et utbytte på 95%.

Eksempel 7

Ved å arbeide som i eksempel 5, men ved anvendelse av dioksan som reaksjonsoppløsningsmiddel istedenfor metanol, er et utbytte på. 85-90% oppnådd.

Eksempel 8

Man arbeider som i eksempel 5. Reaksjonen stoppes ved tilsetning av en mettet oppløsning av svoveldioksyd i metanol i en mengde som er tilstrekkelig til å redusere det fremdeles tilstedeværende brom og samtidig redusere 3-bromrifamycin S til 3-bromrifamycin SV. Omrøringen gjennomføres i 10 min. Man fortsetter som beskrevet i eksempel 5, hvorved man hovedsakelig får samme resultat.

Eksempel 9

Til 27,8 g (40 mmol) rifamycin S suspendert i 600 ml etanol settes under omrøring 9,6 g (60 mmol) brom og 4,90 g (60 mmol) pyridin. Reaksjonstemperaturen holdes ved -10°C. Gradvis opp-løses reaksjonskomponentene, og suspensjonen blir en klar opp-løsning. Efter 30 min. tilsettes 20 g askorbinsyre. Når reduksjonen av 3-bromrifamycin S og av brom i overskudd er avsluttet, tilsettes 2500 ml etylacetat, og oppløsningen vaskes mange ganger med vann. Den organiske fase behandles derefter med 300 ml av en 20%ig vannoppløsning av jern(III)klorid (vekt/vekt). Efter at oksydasjorien av 3-bromrifamycin SV til 3-bromrifamycin S er avsluttet, separeres fasene, og etylacetatoppløsningen vaskes gjentatte ganger inntil den er nøytral, tørkes og bringes til tørrhet. Residuet krystalliseres fra 60 ml av en blanding av glykolmonometyleter/vann (4/1).

26,5 g av det rene, krystalliserte produkt erholdes (utbytte 85,5%) . Krystallisasjon kan også gjennomføres fra etylacetat.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av 3-jod- og 3-bromrifamycin S, karakterisert ved at rifamycin S bringes til å reagere med minst to ekvivalenter av et halogen valgt blant jod og brom, pr. mol rifamycin S i nærvær av minst ett mol pyridin pr. halogenekvivaient og i nærvær av et inert, polart og hydrofilt oppløsningsmiddel, idet man opererer ved en temperatur ikke over romtemperatur.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 for fremstilling av 3-jodrifamycin S, karakterisert ved at man anvender 2-6 ekvivalenter jod pr. mol rifamycin S, 1-10 mol pyridin pr. ekvivalent jod og at temperaturen er omkring romtemperatur .

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at 4 ekvivalenter jod anvendes pr. mol rifamycin S.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 for fremstilling av 3-bromrifamycin S, karakterisert ved at man anvender 2-4 ekvivalenter brom pr. mol rifamycin S, ett mol eller et lett overskudd av pyridin pr. ekvivalent brom og at temperaturen ligger innenfor området -10 til +15°C, og fortrinnsvis omkring 0°C.

5. Fremgangsmåte som 'angitt i krav 4, karakterisert ved at tre ekvivalenter brom anvendes pr. mol rifamycin S.

6. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det som inerte, polare og hydrofile oppløsningsmidler anvendes metanol, etanol, dioksan, acetonitril, dimetylformamid, tetrahydrofuran, dimetyl-sulfoksyd og blandinger derav med vann og, når det gjelder jod, pyridin og vannholdig pyridin.