SE425664B - Analogiforfarande for framstellning av 3"-n-demetyl-xk-62-2 - Google Patents

Description

(II) ..kännetecknat därav; att XK-62-2 med formeln f 'NHCH3 (I) nomä NH on I Cflà bringas att reagera med ett oxidationsmedel, varefter nämnda förening separeras från erhållen reaktíonsblandning. _ Utgångsföreningen i förfarandet enligt föreliggande uppfinning, dvs-föreningen I, är känd som antíbiotikum XK-62-2 som beskrives i den brittiska patentskriften 1 399 578. Förening I uppvisar två metylaminogrupper i 6'- resp 3"-ställning. Förening I utsättes enligt uppfinningen för reaktion med.ett oxidationsmedel under 10 15 7900842-'1 bildning av föreningen II.

Förening II, 3"-N-demetyl-XK-62-2 är en hittills okänd förening med liknande antibiotisk aktivitet som, men med mindre toxicitet än, XK-62-2 och är dänfiw värdefull som antibiotikum. 3"-aminogruppen i förening II kan metyleras med en radioaktiv metylgrupp 1äCH3 under bildning av radioaktivt XK-62-2, som kan användas för undersökning av fördelningen av XK-62-2 i levande organismer och den metaboliska vandringen av XK-62-2, Vid demetylering av förening I till föreningen II användes företrädesvis milda reaktionsbetingelser eftersom 3“-N-metyl- gruppen har en tendens att avspjälkas lättare än 6'-N-metylgruppen.

När föreningen I utsättas för demetyleringsreaktionen enligt föreliggande uppfinning uppträder emellertid också bireaktioner.

Det totala reaktionsförloppet kan belysas med följande reaktions- schema: ' ï$UÜ842-1 Förening I (XX-62-2) .x Ifleaktion I-, Reaktíon II _Föreníng IIII I¶ (6'-N-demety1~ 2A xx-62-2, gentamicin-Cla) NH2 Fërening II (3"-N-demetyl- _ IXK-62-2) 0 _ CH no _ 3_ " m: 03 CH3 _ Förening IV (6'-N, 3"-N-didemetyl- XK-62-2) _ 10 15 20 25 BO 35 H0 79 008 42-1 f~- a- -,i. 5 Den erhållna reaktionsblandningen innehåller vanligtvis förening II, III och IV även om förhållandet mellan föreningarna är varia- belt beroende på reaktionsbetingelserna. När reaktionsbetíngel- serna är milda är reaktionen I övervägande och därför är då ut- bytet av föreningen II tämligen högt. När reaktionsbetingelserna göres förhållandevis svårare ökas utbytet av förening III. Emel- lertid blir utbytet av förening IV högt och utbytet av förening III ganska lågt när mycket svåra reaktionsbetingelser användes.

Föreningen III (gentamicin-Ia) beskrives i den amerikanska pa- tentskriften 3 091 572.

Allmänt genomföres demetyleringen enligt föreliggande uppfin- ning genom omsättning av utgângsföreningen med ett oxidatíonsmedel i ett inaktivt medium. En sådan reaktionsprocedur är konventionell inom denna teknik.

De oxidationsmedel som användes vid förfarandet enligt före- liggande uppfinning innefattar de konventionella oxidationsmedel och L När- de föreningar som har en potentiell benägenhet till oxidation. mare bestämt kan tungmetallsalter, peroxider, halogener, halogensy- ror, kväveoxider, molekylärt syre, osv användas. Exempelvis kan de konventionella oxidationsmedlen användas, såsom permanganat, manga- nat, mangandioxid, kromsyraanydrid, bikromat, kromat, alkylkromat, -kromylklorid, selendioxid, kobolt-(III)-salter, cerium-(IV)-salter, kalíumhexacyanoferrat(III), koppar(II)oXid, blyoxid, kvicksilver- (II)oxid, blandningar av väteperoxid med ett eller flera reagens ut- valdablandjårn(II)-salter, järn(III)-salter, selendioxid, osmium- tetroxid, vanadater, volframsyra, kromsyra, blytetraacetat, klor, _ brom, jod, hypoklorater, klorater, hypobromater, bromater, perjoda- ter, dikväveoxid, kväveoxid, kvävedioxid, luft, osv. När moleky- lärt syre användes användes företrädesvis ädelmetaller, såsom pla- tina, nickel, palladium, rodíum, rutenium, rhenium, osv, som kata- lysator.

Fastän vart och ett av nämnda oxidationsmedel kan användas för genomförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning användes företrädesvis klor, brom, jod, kaliumhexacyanoferrat(III), permanga-1 nat och luft, och i synnerhet föredrages jod. des 0,5-15,0 mol av oxidationsmedlet per mol av utgångsföreningen.

Om emellertid molekylärt syre eller luft användes som oxidations- medel blåses det genom reaktionsmediet under reaktionen i form av fina bubblor.

Såsom lösningsmedel vid förfarandet enligt föreliggande upp- finning kan lösningsmedel användas som löser reaktanterna och ej 1 Konventionellt använ-H ez9ooa42~1i pe fö _10 _15 20, 25 30 35 H0 väsentlig grad reagerar med dessa. Exempelvis kan man använda vat-i sten enbart eller i blandnin med ett eller flera lösnin smedel som E 8 iutgöres av metanol, etanol, tetrahydrofuran, dimetylacetamid, dimet- t ylformamid, dioxan eller etylenglykoldimetyleter. se __ _ _ Utgângsföreningen löses i lösningsmedlet i en koncentration av_H,5-50 mmol. i_ i ewfieaktionen vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning ge- nomföras i ett medium med ett pH Ü-12 beroende på typen av oxida- e Inställningen av pH uppnås genom tillsats Sådana syror eller baser skall utväl- itionsmedel_somaanvändes. av en lämplig syra eller bas. _jas bland sådana som ej nedbryter vare sig utgångsföreningarna el- ler de demetylerade produkterna och som ej heller nedsätter utan helst främjar oxidationsmedlets aktivitet. Sådana syror exemplifie- ras av oorganiska syror, såsom saltsyra och svavelsyra, och organis- ka_syror¿ såsom ättiksyra och myrsyra. Sådana baser exemplifieras av alkalimetallhydroxider, Jordalkalimetallhydroxider, alkalimetall- i karbonater,pjordalkalimetallkarbonater, alkalimetallalkoxider och. alkalimetall- och jordalkalimetallsalter av karboxylsyror.

'Inställningen av pH kan genomföras antingen före begynnande reaktion eller under reaktionen.

'Reaktionen-i förfarandet enligt föreliggande uppfinning genom- ~ :tree via en temperatur ev från -ao till 1oo°c, företrädesvis o-7o°c, i 0,5-50_timmar. i I _ Z -De praktiska reaktionsbetingelserna skall utväljas med hänsyn tagen till den önskade produktens art, oxidationsmedlets art, osv, sålunda att högsta utbyte av önskvärd produkt uppnås och en icke_' önskvärd reaktion av-andra funktionella grupper undvikas, såsom hydr- oxigrupper och aminogrupper, i utgångsföreningen. Det är uppenbart att sådana reaktionsbetingelser kan utväljas av fackmannen.

Om exempelvis jod väljas såsom oxídationsmedel som är mest 'gynnsamt för reaktionen i förfarandet enligt föreliggande uppfin- ning rekommenderas för reaktion I mängder av 0,7-19,0 mol, företrä- desvis 2,0-6,0 mol,_jod per mol XK-62-2; en reaktionstemperatur av mellan -10 och 90°C¿ företrädesvis H0-60°C; en reaktionstid av 1-24 etimmarg företrädesvis 2-15 timmar. Vidare skall 0,5~6,0 mol, före- trädesvis 2,0-ü,O mol av en stark bas tillsättes eller 5,0-25,0 mol, företrädesvis 7,0-15,0 mol, av en svag bas med hänsyn till pH-in-" ställningen. g ' av Efter fullbordad reaktion genomföras utvinningen av produkten på konventionellt sätt. Exempelvis neutraliseras reaktionsblandningen 7900842~1 7 och koncentreras under reducerat tryck. Koncentratet föres genom en kolonn av katjonbytarharts, på sådant sätt att den icke reage- rade utgângsföreningen och reaktionsprodukterna adsorberas därpå.

Kölonnen tvättas med vatten och utsättas för en eluering med 2,0 N ut- 5 spådd ammoniak. Eluatet koncentreras och utsättes för konventionel- 'la isolerings- och reningsförfarenden, såsom kolonnkromatografi och tyngdlagskromatografi under användning av jonbytarhartser, silikagel, aluminiumoxid, cellulosa, osv.

Följande tabell I visar den akuta toxiciteten (LD50) av före- 10 ningarna I, II, III och IV för möss.

I Tabell I LD mg/ke 5° Förening I 93 Förening II 200 Förening III 88 Förening IV 138 Följande tabell II visar föreningarnas I, II, III och IV antibakteriella spektrum gentemot olika gramposítiva och gramnegaf tive bakterier, uttryckt genom minimal inhiberande koncentration (320) bestämd genom dubbelutspädningsmetoden vid pH 8,0.

Tabell II , ' Minimal inhiberande koncentration (MIC /ug/ml/ stammar Förening I II III IV Pseudomonas aeruginosa BMH l 1,0U 2,08 0,52 0,26 stapnylccoccus aureus ATCC 6538 P 0,008 0,016 <0,oou <0,o0u Eacillus subtilis No. 10707 <0,00ü 0,008 <0,00U <0,00U Proteus vulgaris ATCC 6897 _ 0,065 0,13 0,033 0,033 Shigella sonnei 0,13 0,13 0,065 0,055 Salmonella typhosa ATCC 9992 0,033 0,065 0,016 0,033 Klebsiella pneumoniae ATCC 10031 0,016 0,033 0,008 <0,00H Escnericnia coli ATCC 25 0,065 0,13 0,033 0,016 Eschericnia coli 3,34 2,03 “»17 “,l Escherichia coli KY 3U8 l,0M 2,08 1,00 1,0U 15 '* tebeii 11 bildar zscnericnia C011 Ky 8327 och Ky 83u8 ade- nyltransferas respektive acetyltransferas intracellulërt. Den först- nämnda bakteríen inaktiverer kanamyciner och gentaniciner genom ade- nylering och den sistnämnda inaktiverar gentamiciner genom acetyle- ring. i 10”. 15 20 25 36 35 HO l "Amberlite - med 600 ml vatten, föres 2,0 N vattenhaltig ammoniak genom kolonnen. o7eoos42-1? - a _ s De med föreliggande förfarande framställda produkterna kan om 'iså önskas överföras till farmaceutiskt godtagbara icke-toxiska syra- additionssalter (aminsalter). Sådana icke-toxiska salter innefattar salter med oorganiska syror, såsom saltsyra, bromvätesyra, jodväte- syra, svavelsyra, fosforsyra, kolsyra, osv, och organiska syror, så- som ättiksyra, fumarsyra, äppelsyra, citronsyra, mandelsyra, vin- syra, askorbinsyra, ßsv. Framställning av syraadditionssalterna ut- i gör konventionell teknik.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning belyses närmare i .följande exempel. t Exemnel 1. (2,9 g (6,3 mmol) XK-62-2 och 9,ü g (69,l mmol) natrium- acetat-trihydrat löses i IHS ml vattenhaltig 50-procentig dimetyl- formamid. Till lösningen.sättes 7,3 3 (28,8 mmol) iod, och bland- ningen får reagera vid 55°C under omröring i 15 timmar. Därefter föres reaktionsblandningen genom en kolonn packad med 150 ml IRC-SO" (H+-form). Efter det att kolonnen har tvättats 250-ml fraktioner tillvaratages som är positiva vid färgreaktion_ med ninhydrin och dessa koncentreras under reducerat tryck varvid man erhåller 2,60 g av en svagt gulaktig återstod. DEU på detta sätt er.ållna återstoden utsättas för kolonnkrcmatografi under användning av 130 g kiselgel och ett lösningsmedel bestående av en blandning av isopropanol, kloroform och koncentrerad vattenhaltig ammoniak i vo-a lymförhållandet ü:ü:l." Eluatet tillvaratages i fraktioner på 13 ml.

Fraktionerna nr 55-68 kombineras och koncentreras till torrhet un- der reducerat tryck. Såsom resultat erhålles H50 mg icke reagerad XK-62-2.' Fraktionerna nr 75-85 kombineras och koncentreras till dtcrrhet under reducerat tryck, varvid man uppnår 70_mg 6'-N-demetyl- -xx-6242 (förening ;II,~gen:amicin-ola). smälcpunxc 113-117°c.

Specifik vridning: !47šu = +l7l¿l° (c = 0,98; vatten).

Infrarött absorptionsspektrum (Kšr, cm'l):r3700-3000, 29ü0,-1630, 1575. lhßo, 1380, lšho, 1286, 11u6, 1108, 1052, 1021, 957,82o.

E-Iagnetislå kärnresonansspektrum (i 020): 5 (i ppm från DSS): 12,0 (BH, S), 2,53 (BH, S), 5,13 (IH, d, J=U,0 Hz),-5,23 (le, a, J=u,o Hz). 0 a " - Eiementaranalysz Beräknat för c19a39N5o7.n2o= c h8,81 H 8,8h N 14;9s Funnet t z 39,35 W 3,55 .1",77 t Frakticnerna nr 93-135 koncentreras under reducerat tryck, varvid man erhåller 1,38 g BÛ-N-demetyl-KK-62-2 (förening II). 10 15 20 25 30 35 H0 7900842~1 sme1cpunkt 105-115°c.

Specifik vridning: áklša = +1ü8,5° (c = 0,097, vatten).

Infrarött absorptionsspektrum (KBr, cm_l): 3800-3000, QQHO, 16U0, 1570, 1365, 1379, 1350, 1284, l1fl2, 1110, 1050, 1020, 955, 865, 810 (fig. 1).

Magnetiskt kärnresonansspektrum (i metanol -du) 8(i ppm från TäS): 1,16 (za, S), 2,u3 (sn, S), 5,06 (ln, e, J=3,9 ne), 5,2o (IH, d, j=},8 Hz) (fig. 2).

Elementaranalys: Beräknat för clguærzsorfizo: c 118,81 H 8,84 N 114,98 Funnet : 09,36 8,65 lU,77 Fraktionerna nr 151-179 koncentreras till torrhet under redu- cerat tryck, varvid man erhåller 310 mg 6'-N-3"-N-didemetyl-XK-62-2 smälcpunkc 130-1uo°c, Specifik vridning: låíâg = +97,0° (c = 0,10, vatten).

Infrarött absorptionsspektrum (KBr, cm'1): 3700-3000, 2950, 1630, 1570, 1n8o,1380¿ß33.129fi.11“9, 1113, 1052, 1025, 958 (rig. 3).

Magnetiskt kärnresonansspektrun (i D20) 6(i ppm från DSS):i _ 1,18 (BH, S), 5,12 (IH, d, J=U,0 Hz), 5,29 (IH, d, J=5,9 Hz) (fig. Ä), Elenentaranalys: Beräknat för C18H37N507.H2O: C 37,67 H 8,67 N l5,UU Funnet : 47,54 8,39 15,23 Exemnel 2. H63 mg (1,0 mmol) XK-62-2 och 160 mg (U,0 mmol) natrium- hydroxid löses i 25 ml vattennaltig 50-procentig dimetylacetamid.

Till läsningen sättes 659 ng (2,0 mmol) kaliumhexacyanoferrat-(III), och blandningen får reagera vid 65°C under omröring i 15 timmar.

Därpå fëres reaktionsblandningen genom en kolonn packad med 30 ml "ànberlite ®)IRC-50" (H*-form). Efter det att kolonnen har tvättats med 150 ml vatten, föres 2,0 N vattenhaltig ammoniak genom kolonnen.

Fraktioner på omkring 70 ml tillvaratages som är positiva med avse- ende på färgreaktion med nínhydrin och dessa koncentreras under reducerat tryck varvid 430 mg av en svagt gulaktig återstod erhål- les. Den på detta sätt erhållna återstoden utsättes för kolonnkro- matografi under användning av kiselgel på samma sätt som i exempel 1. (förening IV).

Som resultat erhålles 98 mg icke reagerad KK-62-2 een därefter 20 mg gentamicin-Cla (förening III , 210 mg 3"-ä-denetyl~XK-62-2 (fö- rening II) och 55 mg 6'-N-5"-X-didemetyl-KK-52-2 (förening IV).

Gentamicin Cla (förening III) smä1:punx:= 112-116°c vid lå 20 25 30 35 7900842-1 ' 10 Speoifik vridning: {u)å7 + l70,3° (ç=O,l, vatten)i Elenentaranalys: Beräknat för C19 C=ß8,8l5; H i' N H Funnet: C=U8,90 ; H=É, ox--4 3"-N-demetyl-XK-62-2 (förening II) Smältpunkt: 105-ll6°C i I I specifik vridning: {«}š7 + 1u6¿9° Elementaranalysz ' I ' ' Beräkna: för cl9H39N5o7-H20: g C=h8,8l%;iH=8,8ü%; N:14,98% _Funnet: C=Ä8,9lå; H=8,69%; N=lH,8l% 6*-N,3"-n-diaemeuyl-xx-62-2 (förening Iv) sme1fipunx:=_129-138°c g - _ gSpecifik vridning: fia}š6 + 98,10 (c=0,l, vatten) Elementaranalys: V Beräkna; får ci8H37N5o7-ego: C=ë7,67$; H=8,67â; N=15,hëß Funnecz c=ß7,61%; ë=8,81â; ä=i5,61% šxemnel.3. 232 mg (D¿5 mmol) IK-62-2 löses i 15 ml vatten och till lösningen sättas 293 mg nyberett platinasvart som i förväg aktive- rats med väte. Därefter genomföres reaktionen under UB timmer me- dan temperaturen hållas vid H0-SOOC och fina luftbubblor införes kraftigt i.reaktionsblandningen. Efter fullbordad reaktion avlägs- nas platinesvart genom filtrering och filtratet konoentreras under reducerat tryck varvid en återstod av 211 mg uppnås, Den på detta sätt erhållna återstoden utsätfies för kolonnkromatografi under an- vändning av kiselgel på samme sätt som i exempel 1. Som resultat utvinnes 85 mg icke reagerad XK-62-2 och därefter 17 mg gentamioin- -Cïá (förening III);-82 mg 3"-N-demefiyl-KK-62-2 (förening II) och 2H mg 6'-N-3'-N-didemetyl-KI-62-2 (förening IV).

Gentamicin Cla (förening III) smä1:punkt= 115-119°c .

Specifik vridning: {a}š6 + l70,0° (c = 0J,vattaü "Élementaranalys;.

Beräknat för C193 _ G=U8,8l%; H=8 Funnet: C=Ä8,93; 39N5OT-H2O:_ ,s4;- n=1a,9sz H I =8,8l%; N=lü,69% 10 15 20 25 30 35 ~-- 7900842~1 3”-N-demetyl-XK-62-2 (förening II) smä1tpunk:= 107-118°c Specifik vridning:{a}š7 + 1h7,3° (c=0,l, vatten) Elementaranalys: Beräknat för Cl9H39N5O7-H20: C=h8,8l%; E=8,8ü%; N=14,98% Funnet: C=H9,01%; H=8,9l%; N=lH,73% 6'-N,3"-N-didemetyl-XX-62-2 (förening IV) smä1cpunkt= 131-1uo°c Specifik vridning:{u}š6 + 96,9° (c=0,l, vatten) Elementaranalys: Beräknat för Cl8H37N507°H20: c=H7,67%; H=8,67ß; N=15,uu% Funnet: C=U7,5l%; H=8,92%; N=l5,73% Exemnel U. 465 mg (1,0 mmol) XK-62-2 löses i 25 ml vatten, och till lösningen sättes 929 mg (5,9 mmol) kaliumpermanganat. Bland- ningen får reagera vid rumstemperatur i 17 timmar. Därefter föres reaktíonsblandningen genom en kolonn packad med 30 ml "Amberlite IRC-50" (E+). Efter det att kolonnen har tvåttats med 120 ml vat- ten föres 2,0 N vattenhaltig ammoniak genom kolonnen. Reaktioner på omkring 80 ml utvinnes aom är positiva vid färgreaktion med nin- hydrin och dessa koncentreras under reducerat tryck varvid H26 mg av en svagt gulaktig återstod erhålles. Den på detta sätt erhållna återstoden utsättas för kolonnkromatografi under användning av ki- selgel på samma sätt som i exempel 1. Som resultat erhålles 110 mg icke reagerad XK-62-2 och därefter erhålles 15 mg gentamicin-Cla (förening III), 135 mg.3"-N-demetyl-IK-62-2 (förening II) och 70 mg 6'-N-3"-N-didemetyl-XK-62-2 (förening IV).

Gentamicin-Ola (förening III) smä1cpunxt= 111-116°c Specifik vridning: {a}â5_+ 173,l° (c=0,l, vatten) Elementaranalys: Beräknat för C H 93 O -H 0: 19 3 5 7 2 C=Ä8,8l%; E=8,8U%; N=lU,93% Funnet: C=U5,39%; H=8,43%; N=l5,0l% 3"-N-demetyl-xx-62-2 (förening II) smä1tpunxc= 105-117°c Specifík vridning: (a}âu + 1ü7,h° (c=0,096, vatten) _?9ÛÛ8§zf1HAg_ i Q _"¿u'__! Elementaranalys: g Beräknat för C193 9'507-H20: C=U8,8l%; H=8,8fl%; N= 0,98% l Fuçnet= c=48,73%; H=8,59z; N=15,3oz 5f 6'-N,3"-diâemetyl-XK-62-2 (förening IV) n smä1rpunkt= 131-1u39c g Spedifik vridningzíclâ + 95,9° (c=O,l, vatten) Elementananalys: ' g açgàkngc för cl8H37N5o7-H20: 10 c=u7,67%; n=8,67z; n=15,qug \ ____¿ ___ Funnet: C=H7,8l%; H=8,9l%; N=l5¿23% _ _ Exempel 5. 4,67 g (10,0 mmcl) 3"-N-demetyl-XK-62-2 (förening II) 7 löses i 20 ml vakten. Till lösningen sättas 1,2 g (20,0 mmol) is- ättika. Efter 50 minuter sättes kall etanol till lösningen tills 15 utfällningen_är fullständíg{ Genom isolering av den erhållna vita i_fällningen genom filtrering erhålles diacetatet av 3"-N-demetyl- XK-62-2.

,Elementeránalys: .

Beräknat för c23Hu7N5o1¿ zon _ c=u8,49%; H=8,32%; N=12,29% Funnet:"C=Ä8,56%; H=8,35%; N=12,27%

Claims (1)

1. 79008 42-1 m. 13 _ ï ï Patentkrav Analogíförfarande för framställning av 5"-N-demetvl-XK- 52-Z med formeln T-NHCH- J \/0\ \'H w /,f NH2 \0““*>L/ Ho2§,/“/7š\;// NH? (11) O §^ . cu xo-,/“/\\\T' 3 V os ¶ unz k ä n n e t e c k n a t därav, att XR 62-2 med formeln NHCH5 X- O\ . ïïz Nšz \0,/jr\p///\ _ HO 3//,/ï;~LfCH3 O (I) bringas att reagera med ett oxidatíonsmedel, vareftér nämnda förening separeras från eyhàllen reaktionsblandníng. ÅNFURDA PUBLIKATIONER: