Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung neuer Pseudotrisaccharide mit antibakterieller Wirkung
Es sind Mittel mit breitem antibakteriellem Spektrum bekannt, die chemisch als 4,6-Di (aminoglycosylf1,3-diaminocy- clitole klassifiziert werden. Wertvolle antibakterielle Mittel in dieser Gruppe sind jene, worin das Aminocyclitol 2-Deoxy- streptamin mit Aminogruppen in den Stellungen 1 und 3 ist.
Besonders wertvolle antibakterielle Mittel aus der 4,6-DiKami- noglycosyl)-2-deoxystreptamin-Reihe sind jene, worin die Aminoglycosylgruppe in Stellung 6 Garosaminyl darstellt. In der Gruppe der 4-Aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxystrepta- mine befinden sich Antibiotika wie Gentamicin B, Bl, Cl, Csa, C2, C2a, C2b und X2; Sisomicin, Verdamicin, Antibiotikum G-418, Antibiotikum G-52, Antibiotikum JI-20A und Antibiotikum JI-20B.
Diese Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Ver- bindungen, worin die Aminogruppe in Stellung 1 in einem 4,6-Di-(aminoglycosyl)-1,3-diaminocyclitol selektiv substituiert ist. Die 1-N-substituierten Derivate der 4,6-DiAaminoglycosylS 2-deoxystreptamine und anderer ähnlicher Verbindungen sind wertvolle Mittel mit breitem antibakteriellem Spektrum.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen 1-N-substituierten Derivaten der 4,6-DiXami- noglycosyl)-1,3-diaminocyclitole Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin Bl, Gentamicin Ct, Gentamicin Cla, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdamicin, Tobramycin, Antibiotikum G-418, Antibiotikum 66-40B, Antibiotikum 66-40D,
Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B, Antibiotikum G-52, Mutamicin 1, Muta- micin 2, Mutamicin 4, Mutamicin 5 und Mutamicin 6, worin der Substituent -CH2X ist und X Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, N-Alkylaminoalkyl, Aminohydroxyalkyl, N-Alkylaminohydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl oder Toluyl bedeutet, wobei diese aliphatischen Radikale bis zu sieben Kohlenstoffatome haben und, wenn durch Amino und Hydroxy substituiert, diese Substituenten an verschiedenen Kohlenstoffatomen aufweisen, und von deren pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass man ein 1-N-substituiertes Derivat eines der oben genannten 4,6-Di-(aminoglycosyl)-1,3-diaminocyclitole, worin der 1-N-Sub- stituent die Gruppe
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ist und X" Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, N-Alkylaminoalkyl, Aminohydroxyalkyl, N-Alkylaminohydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl, Toluyl oder Kohlenwasserstoffoxy bedeutet, wobei die aliphatischen Radikale bis zu sieben Kohlenstoffatome aufweisen und, falls durch Amino und Hydroxy substituiert, diese Substituenten an verschiedenen Kohlenstoffatomen tragen, und worin eine Amino- und/oder Hydroxy- Gruppe geschützt sein kann, mit einem Wasserstoff-Donor-Amidreduktionsmittel umsetzt, und das Derivat als solches oder als pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz isoliert.
Der Substituent -CH2X in den neuen Verbindungen umfasst gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen wie Äthyl, n-Propyl, butyl, ss-Methylpropyl, n-Pentyl, ss-Methylbutyl, y-Methylbutyl und ss,ss-Dimethylpropyl; n-Hexyl, 6-Methylpen- tyl, ss-Äthylbutyl, y-ÄthylbutylX n-Heptyl, ±-Methylheptyl, ss-Ät- hylpentyl, y-Äthylpentyl, b- thylpentyl, y-Propylbutyl, n-Octyl, iso-Octyl, ss-Äthylhexyl, 6-Äthylhexyl, ±-Äthylhexyl, ss-Pro- pylpentyl, y-Propylpentyl;
Alkenylgruppen wie ss-Propenyl, ss-Methylpropenyl, ss-Butenyl, ss-Methyl-ss-butenyl, ss-Athyl-ss-he- xenyl; cyclische Gruppen, wie Cyclopropylmethyl, Cyclopentylmethyl, Cyclohexylmethyl und Cyclopentyläthyl; Aromatische Gruppen wie o-, m-, p-Methylbenzyl; durch Hydroxy substituierte gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen wie #-Hy- droxypentyl"ss-Hydroxy-y-Methylbutyl, p-Hydroxy-D-Methyl- propyl, b-Hydroxybutyl, ss-Hydroxypropyl, y-Hydroxypropyl, ot-Hydroxyoctyl;
; durch Amino substituierte gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen wie ±-Aminopentyl, ss-Aminopro- pyl, y-Aminopropyl, 6-Aminobutyl, ss-Ainino-y-Methylbutyl und e3-Aminooctyl und deren mono-N-alkylierte Derivate wie N-Methyl-, N-Äthyl- und N-Propylderivate, beispielsweise ±-Methylaminopentyl, ss-Methyl-aminopropyl, ss-Äthyl- aminopropyl, o-Methylaminobutyl, ss-Methylamino-y-methylbu- tyl und (o-Methylaminobutyl;
; durch Amino und Hydroxy substiuierte gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen wie ss-Hy- droxy-±-aminopentyl, y-Hydroxy-y-methyl-6-aminobutyl, ss-Hy- droxy-6-aminobutyl, ssHydroxy-y-aminopropyl und ss-Hydro- xy-ss-methyl-y- aminopropyl; und deren mono-N-alkylierten Derivate wie ss-Hydroxy-#-methylaminopentyl, y-Hydroxy-y- methyl-6-methylaminobutyl, ss-Hydroxy-#-methylaminobutyl, ss-Hydroxy-γ-äthylaminopropyl und ss-Hydroxy-ss-methyl-γ-met- hylaminopropyl.
Die Verbindungen sind bevorzugt 1-N-CH2X-Derivate, die Garosarninyl als 6-Aminoglycosidradikal aufweisen und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 2-Deoxystreptamin als 1,3-Diaminocyclitol enthalten.
2-Deoxystreptamin ist in allen oben genannten Verbindungen ausser in den Mutamicinen vorhanden. Der 1,3-Diaminocyclitolring in jedem der 1-N-CH2X-Mutamicinen 1, 2, 4, 5 und 6 ist Streptamin, 2,5-Dideoxystreptamin, 2-epi-Strepta- min, 5-Amino-2,5-dideoxystreptamin und 5-epi-2-Deoxystrepta- min.
Die 1-N-CH2X-4-Aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxy- streptamine sind die Derivate von Gentamicin B, Gentamicin Bl, Gentamicin Cl, Gentamicin Cla, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Ver- damicin, Antibiotikum G-418, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B und Antibiotikum G-52, die durch folgende allgemeine Formel I dargestellt werden:
EMI1.2
worin X wie oben definiert ist und Y eine der folgenden Aminoglycosylgruppen darstellt:
:
EMI2.1
EMI3.1
Andere wertvolle 1-N-CH2X-4,6-Di-(aminoglycoxyl)-2-de- oxystreptamine umfassen 1-N-CH2X-Tobramycin der Formel:
EMI3.2
worin X wie oben definiert ist;
1-N-CH2X-Antibiotikum 66-40D der Formel III, welches zu den besonders bevorzugten Verbindungen zählt:
EMI3.3
worin wie oben definiert ist; 1-N-CH2X-Gentamicin A und l-N-CH2X-Antibiotikum 66-40B der Formel IV:
EMI4.1
worin X wie oben definiert ist und Y' die Gruppe
EMI4.2
und die Gruppe
EMI4.3
darstellt.
Die l-N-CH2X-Mutamicine umfassen die 1-N-CH2X4-Ami noglycosyl-6-garosaminyl-1 ,3-diaminocyclitole der Formel V
EMI4.4
worin X wie oben definiert ist und, in l-N-CH2X-Mutamicin 1, V2 und W5 Wasserstoff und W2 und V5 Hydroxy, in 1-N-CH2X-Mutamicin 2, W2, V2, W5 und V5 Wasserstoff, in l-N-CH2X-Mutamicin 4, W2 und W5 Wasserstoff und V2 und V5 Hydroxy, in 1-N-CH2X-Mutamicin 5, W2, V2 und W5 Wasserstoff und V5 Amino, und, in 1-N-CH2X-Mutamicin 6,
W2, V2 und V5 Wasserstoff und W5 Hydroxy darstellen.
(In den Strukturformeln bedeuten die nicht weiter gekennzeichneten Linien Bindungen mit Wasserstoffatomen).
Von der Erfindung umfasst wird ebenso die Herstellung der pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze der 1-N-CH2X4,6-Di-(aminoglycosyl)-1,3-diaminocyclitole der Formeln I bis V. Die Salze können nach bekannten Methoden hergestellt werden, beispielsweise durch Neutralisieren der freien Base mit der entsprechenden Säure bis zu einem pH von etwa 5.
Geeignete Säuren sind beispielsweise Chlorwasserstoff-, Schwefel-, Phosphor-, Salpeter-, Bromwasserstoff-, Essig-, Propion-, Malein-, Ascorbin-, Zitronensäure usw. Die Säureadditionssalze der 1 -N-CH2X4,6-Di(aminoglycosyll ,3-diaminocy- clitole sind weisse Feststoffe, die in Wasser löslich, in den meisten polaren organischen Lösungsmitteln schwach löslich und in nicht polaren organischen Lösungsmitteln unlöslich sind.
Die 1-N-CH2X4,6-DiXaminoglycosyl)-1,3-diaminocyclitole, die durch die Formeln I bis V definiert sind, und die nicht toxischen, pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze weisen im allgemeinen ein breites antibakterielles Spektrum auf. Besonders die l-N-Niedrigalkylderivate besitzen günstige antibakterielle Eigenschaften verglichen mit den in Stellung 1 nicht substituierten Antibiotika. Dies zeigt sich in der erhöhten Aktivität der Verbindungen gegen Organismen, die gegen die unsubstituierten Antibiotika resistent sind. Beispielsweise sind die Verbindungen der Erfindung aktiver gegen Organismen, die die unsubstituierten Antibiotika durch Acetylierung der 3-Aminogruppe und/oder Adenylylierung der 2"-Hydroxygruppe inaktivieren. Einige Verbindungen der Erfindung weisen auch Wirkung gegen Protozoen, Amoeben und Helminthen auf.
Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen, hergestellt gemäss der Erfindung, sind die l-N-substituierten Derivate der 4-Aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxystreptamine Gentamicin B, Gentamicin B1, Gentamicin C1, Gentamicin Ca, Gentamicin C2, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdamicin, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B, Antibiotikum G-52 und Antibiotikum G-418, von denen wiederum die Derivate von Gentamicin Cl, Gentamicin Cia, Sisomicin, Verdamicin und Antibiotikum G-52 besonders bevorzugt sind. Andere besonders bevorzugte Verbindungen sind die l-N-substituierten Derivate von Antibiotikum 66-40D.
Im 1-N-Substituent ist X vorzugsweise Wasserstoff, Alkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Aminohydroxyalkyl, Phenyl oder Benzyl, wobei die aliphatischen Radikale bis zu sieben Kohlenstoffatome aufweisen, und, falls durch Amino und Hydroxy substituiert, diese Substituenten an verschiedenen Koh- lenstoffatomen haben. Besonders bevorzugte Radikale sind Wasserstoff, Alkyl, Aminoalkyl und Hydroxyalkyl mit bis zu sieben Kohlenstoffatomen und Aminohydroxyalkyl mit bis zu drei Kohlenstoffatomen, wobei sich die Amino- und Hydroxygruppen an verschiedenen Kohlenstoffatomen befinden.
Besonders wertvolle Verbindungen sind jene, worin X
Wasserstoff, Methyl, Äthyl und Propyl und vorzugsweise Methyl und Äthyl bedeutet. Eine bevorzugte Klasse von Verbindungen sind jene 1 -N-CH2X4-Aminoglycosyl-6-garosami- nyl-2-deoxystreptamine der Formel I, worin X Niedrigalkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, insbesondere die l-N-Nie- drigalkylderivate von Gentamicin C1, Gentamicin C1a Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Sisomicin, Verdamicin und Antibiotikum G-52 als auch l-N-Niedrigalkyl-Antibiotikum 66-40D der Formel III.
Diese Derivate weisen ein antibakterielles Breitbandspektrum auf und sind aktiv gegen gram-prositive Bakterien (zum Beispiel Staphylococcus aureus) und gram-negative Bakterien (zum Beispiel Escherichia coli und Pseudomonas aeruginosa), wie durch Standardtests festgestellt wurde. Sie sind auch aktiv gegen Bakterien, die gegen die l-N-unsubstituierten Verbindungen resistent sind. Besonders wertvoll sind 1-N-Äthylverdamicin und 1 -N-Niedrigalkylsisomicin, zum Beispiel 1-N < n-Propyl > sisomi- cin, 1-N < n-ButylSsisomicin und, bevorzugt, l-N-Äthylsisomi- cin.
Andere wertvolle Verbindungen sind 1-N-Äthylgentami- cin Cia, 1-N-Äthylgentamicin C, 1-N-Äthylantibiotikum G-52, l-N-(n-Propyl)-verdamicin, 1-N46-Aminobutylksisomi- cin, 1 -N-Methylverdamicin, 1-N4n-Butyl)verdamicin, 1-NAS-2- Hydroxy4-aminobutyl)-gentamicin C1, 1-N-(S-2-Hydroxy4ami- nobutylksisomicin und I-N-(S-2-Hydroxy4-aminobutyl)-verda- mtcin.
Das Verfahren der Erfindung wird gewöhnlich in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt, worin die Ausgangsverbindungen und das Reduktionsmittel löslich sind und das Nebenreaktionen nach Möglichkeit unterdrückt. Besonders geeignete Lösungsmittel sind Äther wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Diäthylenglycoldimethyläther usw.
Der Ausdruck Wasserstoff-Donor-Amidreduktionsmittel umfasst alle jene Reduktionsmittel, die in der Literatur bekannt sind zur Reduktion von Amiden zu sekundären Aminen und die durch ihre Eigenschaft, Wasserstoffionen bereitstellen zu können, in der Lage sind, den Sauerstoff aus Carbonylgruppen zu entfernen.
Bevorzugte Reduktionsmittel sind Aluminiumhydride und Borhydride wie Lithium-Aluminium-Hydrid, Lithiumtrimethoxyaluminiumhydrid, Aluminiumhydrid, Diboran, Di-isoamylboran und 9-Borabicyclo [33.1 Nonan.
Im allgemeinen wird bevorzugt Diboran als Reduktionsmittel verwendet, besitzt jedoch die Ausgangsverbindung eine Doppelbindung wie 1-N-Acylsisomicin, 1-N-Acylverdamicin, l-N-Acyl-Antibiotikum 66-40B, 1 -N-Acyl-Antibiotikum 66-40D und 1-N-Acyl-Antibiotikum G-52, verwendet man bevorzugt Lithiumaluminiumhydrid.
Bedeutet X" Kohlenwasserstoffoxy (zum Beispiel t-Bu toxy > , erhält man nach erfolgter Reduktion das entsprechende 1-N-Methylderivat.
Besitzt die Acylseitenkette in dem
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-Di4AminoglycosylS1 ,4-diaminocyclitol ein optisch aktives Zentrum, kann jedes Stereoisomere einzeln oder ein Gemisch davon eingesetzt werden, und man erhält das entsprechende Diastereoisomere oder ein Gemisch davon.
Die Ausgangsverbindungen für das Verfahren der Erfindung werden erhalten, indem eines der genannten 4,6-Di < ami- noglycosylS1,3-diaminocyclitole, welches Aminoschutzgruppen in jeder Stellung ausser Stellung 1 enthalten kann, mit einer Säure der Formel
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worin X" wie oben definiert ist und worin eine vorhandene
Amino- und/oder Hydroxygruppe geschützt sein kann, in Ge genwart eines Carbodiimides, wie Dicyclohexylcarbodiimid, oder mit einem reaktiven Derivat der Säure umgesetzt wird und vorhandene Schutzgruppen entfernt werden.
Die 4,6-Di(aminoglycosyl > 1 ,3.diaminocyclitole, die zur
Herstellung der Ausgangsverbindungen für das Verfahren der Erfindung verwendet werden, können freie oder geschützte Aminogruppen haben. Gewöhnlich ist in den 4,6-Di-(aminoglycosylS1,3-diaminocyclitolen Gentamicin B,
Gentamicin Cia, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum 66-40B,
Antibiotikum 66-40D, Sisomicin, Mutamicin 1, Mutamicin 2,
Mutamicin 4, Mutamicin 5 und Mutamicin 6 die 6'-Amino gruppe geschützt, falls eine Schutzgruppe vorhanden ist. Gen tamicin C1 kann in den Stellungen 2' und 3 geschützt sein.
Der Ausdruck Schutzgruppe bezieht sich auf Grup pen, die die Aminogruppen gegen chemische Reaktionen abschirmen und die nach vollendeter Reaktion wieder leicht entfernt werden können. Beispiele von Aminoschutzgruppen sind Benzyl, 4-Nitrobenzyl, Triphenylmethyl, 2,4-Dinitrophe- nyl; Acylgruppen wie Acetyl, Propionyl und Benzoyl; Alkoxycarbonylgruppen wie Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, 2,2,2-Trichlorätheroxycarbonyl, t-Butoxycarbonyl und 2-Jodäthoxycarbonyl; und Arylalkoxycarbonylgruppen wie Carbobenzyloxy und 4-Methoxybenzyloxycarbonylgruppen.
Die 4,6-DiXaminoglycosyl)-1,3-diaminocyclitole können als Stickstoffbasen (ohne oder mit Aminoschutzgruppen) oder, in einer besonderen Ausführungsform, als Verbindungen eingesetzt werden, worin 1 bis n Aminogruppen des 4,6-DiXaminoglycosylS1,3-diaminocyclitols durch Bildung eines Säureadditionssalzes neutralisiert sind, wobei n die Zahl der Aminogruppen im Molekül darstellt. Das Säureadditionssalz kann auch Aminoschutzgruppen enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform sind (n-1) Aminogruppen durch Salzbildung neutralisiert.
Im allgemeinen wird es bevorzugt, reaktive Derivate der Säure
EMI5.3
als Acylierungsmittel zu verwenden. Reaktive Derivate der Säure umfassen Ester, Azide, Imidazolderivate und Anhydride. Wenn X" unsubstituiert ist, ist das bevorzugte reaktive Derivat das Säureanhydrid, in anderen Fällen kann es besonders vorteilhaft sein, den N-Hydroxysuccinimidylester der Säure zu verwenden.
Die zuvor genannten 1-N-unsubstituierten 4,6-DiAamino- glycosyl)- 1 ,3-diaminocyclitol-Antibiotika, aus denen die
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substituierten Derivate hergestellt werden können, sind in der Literatur beschrieben. Gentamicin X2 ist in der Literatur auch als Gentamicin X bekannt. Gentamicin C2a und Gentamicin C2b sind in der DOS 2 437 160 beschrieben.
Die Herstellung, Eigenschaften und planare Anordung von Gentamicin C2 wird in US-Patent Nr. 3 651 042 beschrieben.
Antibiotikum 66-40B und 66-40D, ihre Herstellung, Isolierung, Eigenschaften und Konfiguration sind im Belgischen Patent Nr. 811 370 beschrieben. Diese Antibiotika werden zusammen mit Sisomicin hergestellt, das das Hauptprodukt bei der Fermentation von Micromonospora inyoensis (beschrieben im Britischen Patent Nr. 1 274 518) ist, und die Antibiotika können aus dem Fermentationsmedium durch Anwendung spezieller chromatographischer Trennungsmethoden isoliert werden.
Die Mutamicine 1, 2, 4, 5 und 6 sind ebenfalls in der DOS 2 437 160 beschrieben.
Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung.
Beispiel i A. l-N-(S-6-Amino-P-hydroxybutyl)gentamicin C:
98 mg 1-N-(S-6-Amino-ss-hydroxybutyryl)gentamicin C1 werden in 8 ml Tetrahydrofuran suspendiert. Dann werden
14 ml 1-N-Diboran in Tetrahydrofuran zugegeben und bei Rückflusstemperatur 6 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre erhitzt. Dann werden sorgfältig 2 ml Wasser zugegeben, um einen Überschuss an Diboran zu ersetzen, und es wird eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird in Hydrazin- hydrat aufgelöst und unter Stickstoffatmosphäre 16 Stunden lang am Rückfluss erhitzt. Die Lösung wird eingedampft und der Rückstand wird mit heissem wässerigen Äthanol extrahiert.
Die kombinierten Äthanolextrakte werden eingedampft und der erhaltene Rückstand über 10 ml Silicagel chromatographiert, wobei mit der unteren Phase eines Chloroform/Methanol/konzentriertes Ammoniumhydroxid (2:1:1) Lösungsmittelsystems eluiert wird. Durch Dünnschichtchromatographie als gleich bestimmte Fraktionen werden vereinigt und eingedampft, wobei 14,5 mg 1-N-(S-6-Amino-p-hy- droxybutyl)gentamicin C, erhalten werden. Es wurden folgende Kenndaten bestimmt: [aD6 +72,4 (c=0,350/o, H2O); pmr(ppmXD2O)61sl8 (3H, d, J=7Hz, CH-CH3); 1,24 (3H, s, C-CH3); 2,49 (3H, s, N-CH3); 2,54 (3H, s, N-CH3); 5,07 (1H, d, J=3,5 Hz, H-1"); 5,24 (1H, d, J=3,5Hz, H- 1').
Massenspektrum: (M + 1)+ m/e 565, weiterhin m/e 528, 516, 490, 437, 434, 410, 397, 278, 250, 232, 160, 157.
1-N-Acetylgentamicin cl 1 -N-Acetyl-Antibiotikum JI-20B
Die erhaltenen Produkte werden wie oben beschrieben isoliert und gereinigt, wobei die folgenden Verbindungen erhalten werden:
1-N-Äthylgentamicin Cia, [a]26 +118 (c=0,30/c, H2O); pmr(ppmXD2O): 61,06 (3H, t, J=7Hz, -CH2CH3); 1,19 (3H, s, -C-CH2); 2,51 (3H, s, -N-CH3); 4,97 (1H, d, J=4Hz, Kl'); 5,16 (1H, d, J=3,5Hz, H1,).
1-N-Athyl-Antibiotikum JI-20B [a]26 + 1 12,5(H2O) C. 1 -N-Äthylsisomicin:
1. 1 g 1-N-Acetylsisomicin wird in 100 ml Tetrahydrofuran suspendiert. Es wird 1 g Lithiumaluminiumhydrid zugegeben, und dann die erhaltene Suspension bei Rückflusstemperatur 24 Stunden lang unter Stickstoff erhitzt. Es wird abgekühlt und das überschüssige Hydrid durch vorsichtige Zugabe von Äthylacetat zersetzt. Die Reaktionsmischung wird auf ein kleines Volumen eingeengt und mit Wasser verdünnt.
Die unlöslichen Feststoffe werden abgefiltert und gut mit Essigsäure gewaschen. Das Filtrat und die Waschlösungen werden vereinigt und der erhaltene Niederschlag wird in Wasser gelöst. Der pH-Wert der wässerigen Lösung wird durch Zusatz von Ammoniumhydroxid auf etwa 7 eingestellt. Die Lösung wird durch eine IRC-S0Harzsäule in der Ammoniumstufe durchgeschickt, und die Säule gut mit Wasser gewaschen. Dann wird mit 0,5 N-Ammoniumhydroxid eluiert, das Eluat eingedampft und der erhaltene Rückstand über 20 g Silicagel chromatographiert, wobei mit der unteren Phase eines Chloroform/MethanoUkonzentriertes Ammoniumhydroxid (2:1:1) Lösungsmittelsystems eluiert wird. Durch Dünnschichtchromatographie als gleich bestimmte Fraktionen werden vereinigt und unter Erhalt von 1-N-Äthylsisomicin eingedampft.
[a]2D6 +1640(0,30/0, H2O); pmr (ppm) (D2O): 6 1,05(3H, t, J=7 Hz, -CH2CH3); 1,19 (3H, s, -C-CH3); 2,5 (3H, s, N-CH3); 4,85 (1H, m, =CH-); 4,95 (1H, d, J=4Hz, H"); 5,33 (1H, d, J=2,5 Hz, H').
Massenspektrum: (M + 1)+ m/e 476, weiterhin m/e 127,
154, 160, 173, 191, 201, 219, 256, 299, 317, 332, 345, 350, 360, 378, 390, 400.
2. Die folgenden 4,6-Diaminoglycosyl-1,3-diaminocyclitole werden wie in Beispiel 1 C(1) behandelt: 1 -N-Acetylverdamicin, 1 -N-Acetyl-Antibiotikum G-52 1 -N-Acetylmutamicin 2, 1-N-Acetylmutamicin 6.
Die erhaltenen Produkte werden wie beschrieben isoliert und gereinigt, wobei die folgenden Verbindungen erhalten werden: 1-N-Äthylverdamicin Massenspektrum: (M + 1)+ m/e 490, weiterhin m/e 141,154, 160, 173, 191, 201, 219, 270, 313, 317(w), 331, 332, 341, 350(w), 357, 359, 360, 378, 390, 414.
1-N-Äthyl-Antibiotikum G-52 [a]2D6 + 122,1 0 (c=0.3%, H2O), pmr(ppmXD2O): 61,06 (3H, t, J=E,5 Hz, lN-CH2CH3); 1,21 (3H, s, 4"-C-CH3); 2,30 (3H, s, 3"-N-CH3); 2,50 (3H, s, 6'-N-CH3); 4,94 (1H, m, H4,); 4,97 (1H, d, J=4,0Hz H"); 5,34 (1H, d, J=2,5Hz, Kl').
Massenspektrum: (M + 1)+ m/e 490, weiterhin m/e 141, 154, 160, 173, 191, 201, 219, 270, 313, 317(w), 331, 332, 341, 350, 359, 360, 378, 390, 414.
1-N-Äthylmutamicin 2, m.p. 80-84 "C, 1-N-Äthylmutamicin 6, m.p. 118-122 "C (Zers.) D. 1-N-Methylgentamicin C1: 1. 2',3-Di-N-Trifluoroacetyl-Gentamicin C a) 2'-N-Trifluoroacetyl-Gentamicin Ct
Man löst 1,7 g Gentamicin C, in 20 ml Methanol, kühlt die Mischung auf 4 "C ab und fügt 0,46 ml (0,563 g) Äthylthioltrifluoroazetat unter Rühren bei. Man belässt die Reaktion für zwei Stunden und konzentriert die Lösung auf einen Rückstand im Vakuum. Man chromatographiert das Produkt auf 80 g Silikagel G mit der unteren Phase einer Mischung aus Chloroform/MethanoVWasser/Ammoniumhydroxid (10:5:4:1) als Eluent.
Man vereinigt und konzentriert die Fraktionen, die den Hauptbestandteil der Reaktion enthalten und erhält 1,4 g der Titelverbindung, m.p. 108-111 "C, [a]D6 +128 b) 2:3-Di-N-Trifluoracetyl Gentamicin C,
Man löst 0,66 g des Produktes von Stufe a) in 10 ml Methanol auf, kühlt die Mischung auf 4 "C ab und fügt 0,148 ml (0,182 g) Äthylthioltrifluorazetat, gelöst in 3 ml Methanol, hinzu. Man rührt die Reaktionsmischung ungefähr 16 Stunden und dampft im Vakuum zu einem Rückstand ein. Man chromatographiert das Produkt auf 30 g Silikagel wie in Stufe a) beschrieben, wobei die Säule durch dünnschichtchromatographische Analyse überwacht wird. Die geeigneten Fraktionen werden vereinigt und eingedampft und man erhält 0,32 g der Titelverbindung.
m.p. 121-129"C [a]D5 = 121 (c=0,3%; H2O).
2. 1 g 2Z,3-di-N-trifluoracetylgentamicin C1 werden in 30 ml 500/obigem wässerigem Methanol gelöst. Es wird auf 5 "C abgekühlt und dann 0,25 g t-Butoxycarbonylacid tropfenweise unter Rühren, und anschliessend 0,155 ml Triäthylamin zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird 18 Stunden lang gerührt, die Reaktionsmischung im Vakuum zum Erhalt eines Rückstandes eingedampft und der Rückstand auf 100 g Silicagel chromatographiert, wobei mit der unteren Phase eines Chloroform/Methanol-konzentriertes Ammoniumhydroxid (2:1:1) Lösungsmittelsystems eluiert wird. Durch Dünnschichtchromatographie als gleich bestimmte Fraktionen wer den vereinigt und eingedampft, wobei 1-N4-Butoxycarbonyl- 2:3-di-N-trifluoracetylgentamicin C, erhalten wird.
3. Das Produkt nach Beispiel 1 D(2) wird in einer Mischung aus 30 ml Methanol und 20 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid gelöst. Die Lösung wird 3 Tage lang bei Raumtemperatur stehen gelassen und dann zum Erhalt eines Rückstandes eingedampft, der 1-N-t-Butoxyearbonylgentamicin Ct enthält.
4. 100 mg 1-N-t-Butoxyearbonylgentamicin Ct werden in 15 ml 1-M-Diboran in Tetrahydrofuran gelöst. Die erhaltene Lösung wird 16 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre am Rückfluss erhitzt. Dann werden 2 ml Wasser zugegeben, um jeden Diboranüberschuss zu zersetzen, und die Mischung zum Erhalt eines Rückstandes eingedampft. Der Rückstand wird in 10 ml Hydrazinhydrat aufgelöst und bei Rückflusstem peratur unter Stickstoffatmosphäre 16 Stunden lang erhitzt.
Die Lösung wird eingedampft, der erhaltene Rückstand mit heissem wässerigem Äthanol extrahiert, die vereinigten Extrakte eingedampft und der erhaltene Rückstand über 10 g Si licagel chromatographiert, wobei mit der unteren Phase einer Chloroform/Methanol/150/o Ammoniumhydroxyd (2:1:1) Mischung eluiert wird. Durch Dünnschichtchromatographie als gleich bestimmte Fraktionen werden vereinigt und eingedampft, wobei 1-N-Methylgentamicin Ct erhalten wird.
3(D2O) 1,04 (3H, d, J=6,5Hz, 6'-CH3); 1,18 (3H, s, 4"-CH3); 2,29 (3H, s, 1-NCH371 2,32 (3H, s, 6-NCH,); 2,49 (3H, s,3" -NCH3; 4,95(1Hz, d, J1,,, 28=4HZ, H1"); und 5,13 ppm (1H, d, J1',2,=3,5Mz, Kl'); M m/e auch 416, 384, 364, 361, 346, 343, 336, 333, 318, 315, 303, 286, 205, 187, 177, 160, 159, 157.
Beispiel 2 1-N-Acetylsisomicin als Ausgangsverbindung im Verfahren der Erfindung.
1,25 g Sisomicinsulfat werden in 200 ml Methanol/Wasser (Volumverhältnis 2:3) gelöst und die Lösung abgekühlt.
Dann werden 1,5 ml Essigsäureanhydrid zugesetzt und nach etwa 10 min 9,125 ml Triäthylamin in 10 ml Methanol innerhalb von 15 min zugegeben. Die Reaktionsmischung wird innerhalb von 2 Stunden auf Raumtemperatur anwärmen gelassen, und dann das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in Wasser gelöst und das Produkt durch Durchschicken seiner wässerigen Lösung durch Amberlite IRA-401S Harz in der Hydroxylionform in die freie Basis umgewandelt. Das Säuleneluat wird lyophilisiert und der Rückstand auf 50 g Silicagel chromatographiert, wobei die untere Phase eines Chloroform/MethanoV7% Ammoniumhydroxid (2:1:1) Lösungsmittelsystems als Eluierungsmittel verwendet wird. Die Fraktionen werden mittels Dünnschichtchromatographie überwacht und gleiche Fraktionen vereinigt, wobei man das 1-N-Acetylsisomicin erhält.
Ausbeute: 0,185 g, F.p. 128"-130 C [a]2D6= 159" (0,3%, H20), NMR:(D20) 6. 1,22 (sH, s, -C-CH3); 2,02 (3H, s, NH-CO-CH3); 2,53 (3H, s, N-CH3); 4,88 (1H, m, =CH-); 5,08 (1H, d, J=4Hz, H"); 5,35 (1H, d, J=2Hz, H,').
Massenspektrum: (M + 1)+ m/e 490, M+ m/e 489.
The invention relates to a process for the production of new pseudotrisaccharides with an antibacterial effect
Broad antibacterial agents are known which are chemically classified as 4,6-di (aminoglycosylf1,3-diaminocyclitols. Valuable antibacterial agents in this group are those in which the aminocyclitol is 2-deoxy-streptamine with amino groups in the positions 1 and 3 is.
Particularly useful antibacterial agents from the 4,6-diKaminoglycosyl) -2-deoxystreptamine series are those in which the aminoglycosyl group in position 6 is garosaminyl. The group of 4-aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxystreptamines includes antibiotics such as gentamicin B, B1, Cl, Csa, C2, C2a, C2b and X2; Sisomicin, Verdamicin, Antibiotic G-418, Antibiotic G-52, Antibiotic JI-20A, and Antibiotic JI-20B.
This invention relates to the preparation of compounds wherein the amino group is selectively substituted at the 1 position in a 4,6-di- (aminoglycosyl) -1,3-diaminocyclitol. The 1-N-substituted derivatives of 4,6-DiAaminoglycosylS 2-deoxystreptamine and other similar compounds are valuable agents with a broad antibacterial spectrum.
The invention relates to a process for the preparation of new 1-N-substituted derivatives of 4,6-diXami- noglycosyl) -1,3-diaminocyclitols Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin Bl, Gentamicin Ct, Gentamicin Cla, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdamicin, Tobramycin, Antibiotic G-418, Antibiotic 66-40B, Antibiotic 66-40D,
Antibiotic JI-20A, Antibiotic JI-20B, Antibiotic G-52, Mutamicin 1, Mutamicin 2, Mutamicin 4, Mutamicin 5 and Mutamicin 6, where the substituent is -CH2X and X is hydrogen, alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, Hydroxyalkyl, aminoalkyl, N-alkylaminoalkyl, aminohydroxyalkyl, N-alkylaminohydroxyalkyl, phenyl, benzyl or toluyl means, these aliphatic radicals having up to seven carbon atoms and, if substituted by amino and hydroxy, these have substituents on different carbon atoms, and of their pharmaceutical acceptable acid addition salts, which is characterized by
that one is a 1-N-substituted derivative of one of the abovementioned 4,6-di- (aminoglycosyl) -1,3-diaminocyclitols in which the 1-N substituent is the group
EMI1.1
and X "is hydrogen, alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, hydroxyalkyl, aminoalkyl, N-alkylaminoalkyl, aminohydroxyalkyl, N-alkylaminohydroxyalkyl, phenyl, benzyl, toluyl or hydrocarbonoxy, the aliphatic radicals having up to seven carbon atoms and, if through Amino and hydroxy substituted, carry these substituents on different carbon atoms, and in which an amino and / or hydroxy group may be protected, reacted with a hydrogen donor amide reducing agent, and the derivative isolated as such or as a pharmaceutically acceptable acid addition salt.
The —CH2X substituent in the new compounds includes straight and branched chain alkyl groups such as ethyl, n-propyl, butyl, ß-methylpropyl, n-pentyl, ß-methylbutyl, γ-methylbutyl and ß, ß-dimethylpropyl; n-Hexyl, 6-methylpentyl, ß-ethylbutyl, γ-ethylbutylX n-heptyl, ± -methylheptyl, ß-ethylpentyl, γ-ethylpentyl, b-ethylpentyl, γ-propylbutyl, n-octyl, iso-octyl , ß-ethylhexyl, 6-ethylhexyl, ± -ethylhexyl, ß-propylpentyl, γ-propylpentyl;
Alkenyl groups such as ß-propenyl, ß-methylpropenyl, ß-butenyl, ß-methyl-ß-butenyl, ß-ethyl-ß-hexenyl; cyclic groups such as cyclopropylmethyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl and cyclopentylethyl; Aromatic groups such as o-, m-, p-methylbenzyl; straight- and branched-chain alkyl groups substituted by hydroxy, such as # -hy- droxypentyl "s-hydroxy-y-methylbutyl, p-hydroxy-D-methyl-propyl, b-hydroxybutyl, s-hydroxypropyl, γ-hydroxypropyl, ot-hydroxyoctyl;
; straight and branched chain alkyl groups substituted by amino such as ± -aminopentyl, ß-aminopropyl, γ-aminopropyl, 6-aminobutyl, ß-ainino-γ-methylbutyl and e3-aminooctyl and their mono-N-alkylated derivatives such as N-methyl -, N-ethyl and N-propyl derivatives, for example ± -methylaminopentyl, ß-methylaminopropyl, ß-ethyl aminopropyl, o-methylaminobutyl, ß-methylamino-y-methylbutyl and (o-methylaminobutyl;
; straight and branched chain alkyl groups substituted by amino and hydroxyl, such as ß-hydroxy- ± aminopentyl, γ-hydroxy-γ-methyl-6-aminobutyl, ß-hydroxy-6-aminobutyl, ss-hydroxy-γ-aminopropyl and ss -Hydro-xy-ss-methyl-y-aminopropyl; and their mono-N-alkylated derivatives such as ss-hydroxy - # - methylaminopentyl, y-hydroxy-y-methyl-6-methylaminobutyl, ss-hydroxy - # - methylaminobutyl, ss-hydroxy- γ-ethylaminopropyl and ss-hydroxy- ss-methyl-γ-methylaminopropyl.
The compounds are preferably 1-N-CH2X derivatives which have garosarninyl as a 6-aminoglycoside radical and in a particularly preferred embodiment contain 2-deoxystreptamine as 1,3-diaminocyclitol.
2-Deoxystreptamine is present in all of the above compounds except in the mutamicins. The 1,3-diaminocyclitol ring in each of the 1-N-CH2X-mutamicins 1, 2, 4, 5 and 6 is streptamine, 2,5-dideoxystreptamine, 2-epi-streptamine, 5-amino-2,5- dideoxystreptamine and 5-epi-2-deoxystreptamine.
The 1-N-CH2X-4-aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxy-streptamine are the derivatives of Gentamicin B, Gentamicin Bl, Gentamicin Cl, Gentamicin Cla, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Damicin, antibiotic G-418, antibiotic JI-20A, antibiotic JI-20B and antibiotic G-52, which are represented by the following general formula I:
EMI1.2
wherein X is as defined above and Y represents one of the following aminoglycosyl groups:
:
EMI2.1
EMI3.1
Other valuable 1-N-CH2X-4,6-di (aminoglycoxyl) -2-de-oxystreptamines include 1-N-CH2X-tobramycin of the formula:
EMI3.2
wherein X is as defined above;
1-N-CH2X antibiotic 66-40D of the formula III, which is one of the particularly preferred compounds:
EMI3.3
wherein is as defined above; 1-N-CH2X gentamicin A and l-N-CH2X antibiotic 66-40B of formula IV:
EMI4.1
wherein X is as defined above and Y 'is the group
EMI4.2
and the group
EMI4.3
represents.
The l-N-CH2X-Mutamicins comprise the 1-N-CH2X4-Ami noglycosyl-6-garosaminyl-1,3-diaminocyclitole of the formula V.
EMI4.4
where X is as defined above and, in IN-CH2X-Mutamicin 1, V2 and W5 hydrogen and W2 and V5 hydroxy, in 1-N-CH2X-Mutamicin 2, W2, V2, W5 and V5 hydrogen, in IN-CH2X- Mutamicin 4, W2 and W5 hydrogen and V2 and V5 hydroxy, in 1-N-CH2X-Mutamicin 5, W2, V2 and W5 hydrogen and V5 amino, and, in 1-N-CH2X-Mutamicin 6,
W2, V2 and V5 represent hydrogen and W5 represent hydroxy.
(In the structural formulas, the lines not marked further denote bonds with hydrogen atoms).
The invention also encompasses the preparation of the pharmaceutically acceptable acid addition salts of the 1-N-CH2X4,6-di- (aminoglycosyl) -1,3-diaminocyclitols of the formulas I to V. The salts can be prepared by known methods, for example by neutralization the free base with the corresponding acid up to a pH of about 5.
Suitable acids are, for example, hydrochloric, sulfuric, phosphoric, nitric, hydrobromic, acetic, propionic, maleic, ascorbic, citric acid, etc. The acid addition salts of 1 -N-CH2X4,6-di (aminoglycosyl, 3 -diaminocy- clitols are white solids which are soluble in water, slightly soluble in most polar organic solvents and insoluble in non-polar organic solvents.
The 1-N-CH2X4,6-diXaminoglycosyl) -1,3-diaminocyclitols defined by the formulas I to V and the nontoxic, pharmaceutically acceptable acid addition salts generally have a broad antibacterial spectrum. The l-N-lower alkyl derivatives in particular have favorable antibacterial properties compared with the antibiotics not substituted in position 1. This is shown in the increased activity of the compounds against organisms which are resistant to the unsubstituted antibiotics. For example, the compounds of the invention are more active against organisms which inactivate the unsubstituted antibiotics by acetylation of the 3-amino group and / or adenylylation of the 2 "-hydroxy group. Some compounds of the invention also have activity against protozoa, amoeba and helminths.
A preferred group of compounds prepared according to the invention are the IN-substituted derivatives of 4-aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxystreptamine gentamicin B, gentamicin B1, gentamicin C1, gentamicin Ca, gentamicin C2, gentamicin X2, sisomicin, verdamicin , Antibiotic JI-20A, antibiotic JI-20B, antibiotic G-52 and antibiotic G-418, of which the derivatives of gentamicin Cl, gentamicin Cia, sisomicin, verdamicin and antibiotic G-52 are particularly preferred. Other particularly preferred compounds are the 1-N-substituted derivatives of antibiotic 66-40D.
In the 1-N substituent, X is preferably hydrogen, alkyl, hydroxyalkyl, aminoalkyl, aminohydroxyalkyl, phenyl or benzyl, the aliphatic radicals having up to seven carbon atoms and, if substituted by amino and hydroxy, these substituents on different carbon atoms . Particularly preferred radicals are hydrogen, alkyl, aminoalkyl and hydroxyalkyl with up to seven carbon atoms and aminohydroxyalkyl with up to three carbon atoms, the amino and hydroxy groups being on different carbon atoms.
Particularly valuable compounds are those in which X
Denotes hydrogen, methyl, ethyl and propyl and preferably methyl and ethyl. A preferred class of compounds are those 1 -N-CH2X4-aminoglycosyl-6-garosaminyl-2-deoxystreptamines of the formula I in which X is lower alkyl having 1 to 3 carbon atoms, in particular the IN-lower alkyl derivatives of gentamicin C1, gentamicin C1a gentamicin C2, gentamicin C2a, gentamicin C2b, sisomicin, verdamicin and antibiotic G-52 as well as IN-lower alkyl antibiotic 66-40D of the formula III.
These derivatives have a broad spectrum antibacterial spectrum and are active against gram-prositive bacteria (for example Staphylococcus aureus) and gram-negative bacteria (for example Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa), as was determined by standard tests. They are also active against bacteria that are resistant to the l-N-unsubstituted compounds. 1-N-Ethylverdamicin and 1-N-lower alkylsisomicin, for example 1-N <n-propyl> sisomicin, 1-N <n-butylSsisomicin and, preferably, 1-N-ethylsisomicin, are particularly valuable.
Other valuable compounds are 1-N-Ethylgentami- cin Cia, 1-N-Ethylgentamicin C, 1-N-Ethylantibiotic G-52, IN- (n-Propyl) -verdamicin, 1-N46-aminobutylksisomicin, 1 -N -Methylverdamicin, 1-N4n-Butyl) verdamicin, 1-NAS-2- Hydroxy4-aminobutyl) -gentamicin C1, 1-N- (S-2-Hydroxy4ami- nobutylksisomicin and IN- (S-2-Hydroxy4-aminobutyl) - verdamcin.
The process of the invention is usually carried out in an inert organic solvent in which the starting compounds and the reducing agent are soluble and which suppresses side reactions as far as possible. Particularly suitable solvents are ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, etc.
The term hydrogen donor amide reducing agent encompasses all those reducing agents which are known in the literature for reducing amides to secondary amines and which, due to their property of being able to provide hydrogen ions, are able to remove the oxygen from carbonyl groups.
Preferred reducing agents are aluminum hydrides and borohydrides such as lithium aluminum hydride, lithium trimethoxyaluminum hydride, aluminum hydride, diborane, di-isoamylborane and 9-borabicyclo [33.1 nonane.
In general, diborane is preferably used as the reducing agent, but the starting compound has a double bond such as 1-N-acylsisomicin, 1-N-acylverdamicin, IN-acyl antibiotic 66-40B, 1 -N-acyl antibiotic 66-40D and 1- N-acyl antibiotic G-52, lithium aluminum hydride is preferred.
If X "means hydrocarbonoxy (for example t-butoxy>, the corresponding 1-N-methyl derivative is obtained after the reduction has taken place.
Has the acyl side chain in the
EMI5.1
-Di4AminoglycosylS1, 4-diaminocyclitol an optically active center, each stereoisomer can be used individually or a mixture thereof, and the corresponding diastereoisomer or a mixture thereof is obtained.
The starting compounds for the process of the invention are obtained by adding one of the said 4,6-di <aminoglycosylS1,3-diaminocyclitole, which can contain amino protective groups in any position other than position 1, with an acid of the formula
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wherein X "is as defined above and wherein is any
Amino and / or hydroxyl group can be protected in the presence of a carbodiimide, such as dicyclohexylcarbodiimide, or is reacted with a reactive derivative of the acid and protective groups present are removed.
The 4,6-di (aminoglycosyl> 1, 3.diaminocyclitole, which for
Preparation of the starting compounds used for the process of the invention can have free or protected amino groups. Usually in the 4,6-di- (aminoglycosylS1,3-diaminocyclitols gentamicin B,
Gentamicin Cia, antibiotic JI-20A, antibiotic 66-40B,
Antibiotic 66-40D, sisomicin, mutamicin 1, mutamicin 2,
Mutamicin 4, Mutamicin 5 and Mutamicin 6 protected the 6'-amino group if a protective group is present. Gene tamicin C1 can be protected in positions 2 'and 3.
The term protective group refers to groups that shield the amino groups from chemical reactions and which can be easily removed again after the reaction is complete. Examples of amino protective groups are benzyl, 4-nitrobenzyl, triphenylmethyl, 2,4-dinitrophenyl; Acyl groups such as acetyl, propionyl and benzoyl; Alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, 2,2,2-trichloroetheroxycarbonyl, t-butoxycarbonyl and 2-iodoethoxycarbonyl; and arylalkoxycarbonyl groups such as carbobenzyloxy and 4-methoxybenzyloxycarbonyl groups.
The 4,6-diXaminoglycosyl) -1,3-diaminocyclitols can be used as nitrogen bases (without or with amino protective groups) or, in a particular embodiment, as compounds in which 1 to n amino groups of 4,6-diXaminoglycosylS1,3-diaminocyclitol are used Formation of an acid addition salt are neutralized, where n is the number of amino groups in the molecule. The acid addition salt can also contain amino protecting groups. In a preferred embodiment, (n-1) amino groups are neutralized by salt formation.
In general, it is preferred to use reactive derivatives of the acid
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to be used as an acylating agent. Reactive derivatives of the acid include esters, azides, imidazole derivatives and anhydrides. If X "is unsubstituted, the preferred reactive derivative is the acid anhydride, in other cases it can be particularly advantageous to use the N-hydroxysuccinimidyl ester of the acid.
The aforementioned 1-N-unsubstituted 4,6-DiAamino- glycosyl) - 1, 3-diaminocyclitol antibiotics from which the
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substituted derivatives can be prepared are described in the literature. Gentamicin X2 is also known as gentamicin X in the literature. Gentamicin C2a and gentamicin C2b are described in DOS 2,437,160.
The manufacture, properties and planarization of gentamicin C2 is described in US Pat. No. 3,651,042.
Antibiotic 66-40B and 66-40D, their preparation, isolation, properties and configuration are described in Belgian Patent No. 811,370. These antibiotics are produced together with sisomicin, which is the main product in the fermentation of Micromonospora inyoensis (described in British Patent No. 1,274,518), and the antibiotics can be isolated from the fermentation medium using special chromatographic separation methods.
The mutamicins 1, 2, 4, 5 and 6 are also described in DOS 2,437,160.
The following examples illustrate the invention.
Example i A. l-N- (S-6-amino-P-hydroxybutyl) gentamicin C:
98 mg of 1-N- (S-6-amino-ss-hydroxybutyryl) gentamicin C1 are suspended in 8 ml of tetrahydrofuran. Then will
14 ml of 1-N-diborane in tetrahydrofuran were added and the mixture was heated at reflux temperature for 6 hours under a nitrogen atmosphere. Then 2 ml of water are carefully added to replace an excess of diborane and it is evaporated. The residue obtained is dissolved in hydrazine hydrate and refluxed for 16 hours under a nitrogen atmosphere. The solution is evaporated and the residue is extracted with hot aqueous ethanol.
The combined ethanol extracts are evaporated and the residue obtained is chromatographed over 10 ml of silica gel, eluting with the lower phase of a chloroform / methanol / concentrated ammonium hydroxide (2: 1: 1) solvent system. Fractions determined to be identical by thin-layer chromatography are combined and evaporated, 14.5 mg of 1-N- (S-6-amino-p-hydroxybutyl) gentamicin C being obtained. The following characteristics were determined: [aD6 +72.4 (c = 0.350 / o, H2O); pmr (ppmXD20) 61s18 (3H, d, J = 7Hz, CH-CH3); 1.24 (3H, s, C-CH3); 2.49 (3H, s, N-CH3); 2.54 (3H, s, N-CH3); 5.07 (1H, d, J = 3.5 Hz, H-1 "); 5.24 (1H, d, J = 3.5 Hz, H-1 ').
Mass spectrum: (M + 1) + m / e 565, furthermore m / e 528, 516, 490, 437, 434, 410, 397, 278, 250, 232, 160, 157.
1-N-acetylgentamicin cl 1 -N-acetyl antibiotic JI-20B
The products obtained are isolated and purified as described above to give the following compounds:
1-N -ethylgentamicin Cia, [a] 26 +118 (c = 0.30 / c, H2O); pmr (ppmXD2O): 61.06 (3H, t, J = 7Hz, -CH2CH3); 1.19 (3H, s, -C-CH2); 2.51 (3H, s, -N-CH3); 4.97 (1H, d, J = 4Hz, Kl '); 5.16 (1H, d, J = 3.5Hz, H1,).
1-N-ethyl antibiotic JI-20B [a] 26 + 1 12.5 (H2O) C. 1 -N-ethylsisomicin:
1. 1 g of 1-N-acetylsisomicin is suspended in 100 ml of tetrahydrofuran. 1 g of lithium aluminum hydride is added and the resulting suspension is then heated at reflux temperature for 24 hours under nitrogen. It is cooled and the excess hydride is decomposed by carefully adding ethyl acetate. The reaction mixture is concentrated to a small volume and diluted with water.
The insoluble solids are filtered off and washed well with acetic acid. The filtrate and washing solutions are combined and the resulting precipitate is dissolved in water. The pH of the aqueous solution is adjusted to about 7 by adding ammonium hydroxide. The solution is passed through an IRC-SO resin column in the ammonium stage, and the column is washed well with water. It is then eluted with 0.5 N ammonium hydroxide, the eluate is evaporated and the residue obtained is chromatographed over 20 g of silica gel, eluting with the lower phase of a chloroform / methanol / concentrated ammonium hydroxide (2: 1: 1) solvent system. Fractions determined to be the same by thin layer chromatography are combined and evaporated to give 1-N-ethylsisomicin.
[a] 2D6 +1640 (0.30 / 0, H2O); pmr (ppm) (D2O): 6 1.05 (3H, t, J = 7 Hz, -CH2CH3); 1.19 (3H, s, -C-CH3); 2.5 (3H, s, N-CH3); 4.85 (1H, m, = CH-); 4.95 (1H, d, J = 4Hz, H "); 5.33 (1H, d, J = 2.5 Hz, H ').
Mass spectrum: (M + 1) + m / e 476, furthermore m / e 127,
154, 160, 173, 191, 201, 219, 256, 299, 317, 332, 345, 350, 360, 378, 390, 400.
2. The following 4,6-diaminoglycosyl-1,3-diaminocyclitols are treated as in Example 1 C (1): 1 -N-acetylverdamicin, 1 -N-acetyl antibiotic G-52 1 -N-acetylmutamicin 2, 1 -N-acetylmutamicin 6.
The products obtained are isolated and purified as described, the following compounds being obtained: 1-N-Ethylverdamicin mass spectrum: (M + 1) + m / e 490, furthermore m / e 141.154, 160, 173, 191, 201, 219 , 270, 313, 317 (w), 331, 332, 341, 350 (w), 357, 359, 360, 378, 390, 414.
1-N-ethyl antibiotic G-52 [a] 2D6 + 122.1 0 (c = 0.3%, H2O), pmr (ppmXD2O): 61.06 (3H, t, J = E, 5 Hz, lN- CH2CH3); 1.21 (3H, s, 4 "-C-CH3); 2.30 (3H, s, 3" -N-CH3); 2.50 (3H, s, 6'-N-CH3); 4.94 (1H, m, H4,); 4.97 (1H, d, J = 4.0Hz H "); 5.34 (1H, d, J = 2.5Hz, Kl ').
Mass spectrum: (M + 1) + m / e 490, furthermore m / e 141, 154, 160, 173, 191, 201, 219, 270, 313, 317 (w), 331, 332, 341, 350, 359, 360, 378, 390, 414.
1-N-ethylmutamicin 2, m.p. 80-84 "C, 1-N-ethylmutamicin 6, mp 118-122" C (dec.) D. 1-N-methylgentamicin C1: 1. 2 ', 3-di-N-trifluoroacetyl-gentamicin C a) 2 '-N-Trifluoroacetyl Gentamicin Ct
1.7 g of gentamicin C are dissolved in 20 ml of methanol, the mixture is cooled to 4 ° C. and 0.46 ml (0.563 g) of ethylthiol trifluoroacetate are added with stirring. The reaction is left for two hours and the solution is concentrated to one The product is chromatographed on 80 g of silica gel G with the lower phase of a mixture of chloroform / methanol / water / ammonium hydroxide (10: 5: 4: 1) as the eluent.
The fractions which contain the main component of the reaction are combined and concentrated. 1.4 g of the title compound are obtained, m.p. 108-111 "C, [a] D6 +128 b) 2: 3-Di-N-trifluoroacetyl gentamicin C,
0.66 g of the product from step a) is dissolved in 10 ml of methanol, the mixture is cooled to 4 ° C. and 0.148 ml (0.182 g) of ethylthiol trifluoroacetate, dissolved in 3 ml of methanol, is added Hours and evaporated in vacuo to a residue. The product is chromatographed on 30 g of silica gel as described in step a), the column being monitored by thin-layer chromatographic analysis, the appropriate fractions are combined and evaporated to give 0.32 g of the title compound .
m.p. 121-129 "C [a] D5 = 121 (c = 0.3%; H2O).
2. 1 g of 2Z, 3-di-N-trifluoroacetylgentamicin C1 are dissolved in 30 ml of 500 ml of the above aqueous methanol. It is cooled to 5 ° C. and then 0.25 g of t-butoxycarbonylacide is added dropwise with stirring, followed by 0.155 ml of triethylamine. The resulting solution is stirred for 18 hours, the reaction mixture is evaporated in vacuo to obtain a residue and the residue is increased to 100% g of silica gel is chromatographed, eluting with the lower phase of a chloroform / methanol-concentrated ammonium hydroxide (2: 1: 1) solvent system. Fractions determined as equal by thin-layer chromatography are combined and evaporated, 1-N4-butoxycarbonyl- 2: 3- di-N-trifluoroacetylgentamicin C is obtained.
3. The product according to Example 1 D (2) is dissolved in a mixture of 30 ml of methanol and 20 ml of concentrated ammonium hydroxide. The solution is allowed to stand at room temperature for 3 days and then evaporated to give a residue containing 1-N-t-butoxyearbonylgentamicin Ct.
4. 100 mg of 1-N-t-butoxyearbonylgentamicin Ct are dissolved in 15 ml of 1-M-diborane in tetrahydrofuran. The resulting solution is refluxed for 16 hours under a nitrogen atmosphere. Then 2 ml of water is added to decompose any excess diborane and the mixture is evaporated to leave a residue. The residue is dissolved in 10 ml of hydrazine hydrate and heated at reflux temperature under a nitrogen atmosphere for 16 hours.
The solution is evaporated, the residue obtained is extracted with hot aqueous ethanol, the combined extracts are evaporated and the residue obtained is chromatographed over 10 g of silica gel, the lower phase of a chloroform / methanol / 150 / o ammonium hydroxide (2: 1: 1) Mixture is eluted. Fractions determined to be the same by thin layer chromatography are combined and evaporated to give 1-N-methylgentamicin Ct.
3 (D20) 1.04 (3H, d, J = 6.5Hz, 6'-CH3); 1.18 (3H, s, 4 "-CH3); 2.29 (3H, s, 1-NCH371 2.32 (3H, s, 6-NCH,); 2.49 (3H, s, 3" - NCH3; 4.95 (1Hz, d, J1 ,,, 28 = 4HZ, H1 "); and 5.13 ppm (1H, d, J1 ', 2, = 3.5Mz, Kl'); M m / e also 416, 384, 364, 361, 346, 343, 336, 333, 318, 315, 303, 286, 205, 187, 177, 160, 159, 157.
Example 2 1-N-acetylsisomicin as starting compound in the process of the invention.
1.25 g of sisomicin sulfate are dissolved in 200 ml of methanol / water (volume ratio 2: 3) and the solution is cooled.
Then 1.5 ml of acetic anhydride are added and, after about 10 minutes, 9.125 ml of triethylamine in 10 ml of methanol are added within 15 minutes. The reaction mixture is allowed to warm to room temperature within 2 hours and then the solvent is removed in vacuo. The residue is dissolved in water and the product is converted to the free base by passing its aqueous solution through Amberlite IRA-401S resin in the hydroxyl ion form. The column eluate is lyophilized and the residue is chromatographed on 50 g of silica gel, the lower phase of a chloroform / methanol / 7% ammonium hydroxide (2: 1: 1) solvent system being used as the eluent. The fractions are monitored by thin layer chromatography and equal fractions are combined to give the 1-N-acetylsisomicin.
Yield: 0.185 g, m.p. 128 "-130 C [a] 2D6 = 159" (0.3%, H2O), NMR: (D20) 6. 1.22 (sH, s, -C-CH3); 2.02 (3H, s, NH-CO-CH3); 2.53 (3H, s, N-CH3); 4.88 (1H, m, = CH-); 5.08 (1H, d, J = 4Hz, H "); 5.35 (1H, d, J = 2Hz, H, ').
Mass spectrum: (M + 1) + m / e 490, M + m / e 489.