CH618986A5 - Process for the preparation of aminoglycoside antibiotics. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 5-Epi-Derivaten von 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-de-oxystreptaminen, welche die Gentamicine, Sisomicin, Verdamicin, Tobramycin, die Kanamycine, Antibiotika G-418,6640B, 6640D, JI-20A, JI-20B und G-52 und deren 1-N-Alkyl-Derivate umfassen.

In der Literatur sind Breitbandantibiotika bekannt, die chemisch als 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-l,3-diaminocyclitole zu klassifizieren sind. Wertvolle, antibiotisch aktive Mittel sind solche, worin das Aminocyclitol 2-Deoxystreptamin ist. Innerhalb der Gruppe der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystrepta-mine sind jene Verbindungen, worin die Gruppe in Stellung 6 eine Garosaminylgruppe ist, besonders bevorzugt. Die 4-0-Aminoglycosyl-6-0-garosaminyl-2-deoxystreptamine umfassen Antibiotika wie Gentamicine B, Bi, Ci, Cla, C2, C2a, C2b, und X2; Verdamicin, Sisomicin, Antibiotikum G418, Antibiotikum G-52, Antibiotikum JI-20A und Antibiotikum JI-20B.

In der Literatur sind auch die 1-N-Alkyl-Derivate der zuvor genannten 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-l,3-diaminocyclitole bekannt, welche im allgemeinen ein Breitbandspektrum aufweisen und insbesondere gegen solche Mikroorganismen aktiv sind, die gegen das 1-N-unsubstituierte Antibiotikum resistent sind.

Die Pseudotrisaccaride, hergestellt gemäss dem Verfahren der Erfindung, sind Derivate der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin Bi, Gentamicin Ci, Gentamicin C)a, Gentamicin C2, Gentamicin

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C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Tobramycin, Verdamicin, Kanamycin A, Kanamycin B, 3',4'-Dideoxykanamycin B, Antibiotikum G-52, Antibiotikum 6640B, Antibiotikum 6640D, Antibiotikum G418, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B und Sisomicin, worin die 2-Deoxystreptamingruppe durch ein 1,3-Diaminocyclitol der Formel I ersetzt nh2

ist, und in der Formel R Wasserstoff oder die Gruppe -CH2Y ist, wobei Y Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Cycloalkyl-alkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, N-Alkylaminoalkyl, Aminohy-droxyalkyl, N-Alkylaminohydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl oder Tolyl bedeutet und die aliphatischen Radikale bis zu sieben Kohlenstoffatome haben und, falls durch Amino und Hydroxy substituiert, diese Substituenten an verschiedenen Kohlenstoffatomen aufweisen, und X Hydroxy, darstellt, und deren pharmazeutisch annehmbare Säureadditionssalze.

Besonders wertvolle antibakterielle Verbindungen sind Derivate der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl>2-deoxystreptamine, worin der Aminoglycosidteil in Stellung 6 Garosaminyl ist.

Typische Derivate von 4-0-Aminoglycosyl-6-0-garosaminyl-2-deoxystreptaminen sind Derivate von Gentamicin B, Gentamicin Bi, Gentamicin Ci, Gentamicin Qa, Gentamicin C2, Gentamicin C2a> Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdami-5 ein, Antibiotikum G418, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B und Antibiotikum G-52, welche Verbindungen durch die folgende Formel X definiert sind:

30

und worin X und R wie oben für Formel I definiert sind und AGi eines der folgenden Aminoglycosyle darstellt:

ch nh 6'j 2 2 5/ o

/ \ (in Derivaten von "^/oH Gentamicin B)

H0

NH

çh.

oh ch3NH~

"Ti

-o

(Gentamicin C^)

_.h ch3 2

nh:

h "0,

(Gentamicin C^)

(Gentamicin B^)

(Gentamicin C^)

nh,

ch.

h

-nh,

(Gentamicin C )

nh,

nh,

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4

;h2nhch3

(Gentamicin C^)

ch2oh

O.

HO

(Gentamicin X^)

nh ch2nhj

/

~0.

(Sisomicin)

H-

ch3 ^2

NH„

/

(Verdamicin)

nh. £

ch2nh2

oh

(Antibiotikum ji-20a)

HO

nh.

ch.

h-

nh,

M

oh

(Antibiotikum ji-20b)

ho nh,

ch2nhch3

ch.

h0-

h

(Antibiotikum G-52)

oh

(in Derivaten von Antibiotikum G-418)

ho nh

NH,

2 2

Andere Derivate von 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxy-streptaminen sind Derivate von Tobramycin, Kanamycin A, Kanamycin B und 3',4'-Dideoxykanamycin B der Formel XI:

NH„

AG,

NHR

O.

ch2oh nh,

ho oh

XI

worin X und R wie für Formel I definiert sind und AG2 eines der folgenden Aminoglycosyle darstellt:

ch2nh2

CH2NH2

-0

(in Derivaten von Tobramycin)

HO

OH

(Kanamycin A)

HO

NH,

OH

ch2nh2

HO

(Kanamycin B)

ch2nh2

(in Derivaten von

' 3 ' , 4 '-Di — deoxykanamycin B) ;

NH,

Derivate von Antibiotikum 66-40D der Formel XII:

ch2NH2

NH.

XII

OH

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6

worin X und R wie oben für Formel I definiert sind; und Derivate von Gentamicin A und Antibiotikum 66-40B der Formel XIII:

OH

worin X und R wie oben für Formel I definiert sind und AG3 ein Aminoglycosyl mit einer der folgenden Formeln darstellt

CH2OH 9H2m2

( in Derivaten // \ ( in Derivaten von Gentamicin \ von Antibiotikum A) , und \ / 66-40b).

Die Derivate der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystrepta- und Cyclopentyläthyl; aromatische Gruppen wie o-, m-, p-Me-mine, die durch Formel I und durch Formeln X-XIII definiert thylbenzyl; durch Hydroxy substituierte gerad- und verzweigtwerden, sind weisse, amorphe Pulver. kettige Alkylgruppen wie ß-Hydroxyäthyl, e-Hydroxypentyl,

Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze von ß-Hydroxy- y-Methylbutyl, ß-Hydroxy-ß-Methylpropyl,

den Derivaten der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl>2-deoxystrepta- 45 ô-Hydroxybutyl, ß-Hydroxypropyl, y-Hydroxypropyl, co-Hydro-

mine werden nach bekannten Methoden hergestellt, beispiels- xyoctyl, ß-Hydroxy- S-pentenyl; durch Amino substituierte weise durch Neutralisieren der freien Base mit den geeigneten gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen wie e-Aminopentyl,

Säuren bis zu einem pH von ungefähr 5. Geeignete Säuren sind ß-Aminopropyl, y-Aminopropyl, 5-Aminobutyl, ß-Amino- y-Me-

z. B. Chlorwasserstoff-, Schwefel-, Phosphor- und Bromwasser- thylbutyl und ra-Aminooctyl und deren mono-N-alkylierte Deri-

stoffsäure. Die Säureadditionssalze sind gewöhnlich weisse 50 vate wie N-Methyl-, N-Äthyl und N-Propylderivate, beispiels-

Feststoffe, die in Wasser löslich und in den meisten polaren und weise e-Methylammopentyl, ß-Methylaminopropyl, ß-Äthylami-

unpolaren Lösungsmittel unlöslich sind. Die Verbindungen die- nopropyl, 5-Methylaminobutyl, ß-Methylamino- y-methylbutyl ser Erfindung, wie durch Formeln X-XIII definiert, und insbe- und o-Methylaminobutyl; durch Amino und Hydroxy substitu-

sondere jene, worin das 6-0-Aminoglycosyl 6-O-Garosaminyl ierte gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen, wie ist, und die nicht toxischen, pharmazeutisch annehmbaren Säu- 55 ß-Hydroxy- e-aminopentyl, y-Hydroxy- y-methyl- 8-aminobutyl,

readditionssalze haben im allgemeinen antibakterielle Aktivität S-ß-Hydroxy- 8-aminobutyl, S-ß-Hydroxy- y-aminopropyl und mit breitem Spektrum und besitzen ein vorteilhafteres Spek- ß-Hydroxy-ß-methyl- y-aminopropyl; und deren mono-N-alky-

trum als die underivatisierten Antibiotika. lierte Derivate wie ß-Hydroxy- e-methylaminopentyl,

Der Substituent -CH2Y in den Verbindungen umfasst y-Hydroxy- y-methyl- 8-methylaminobutyl, ß-Hydroxy- s-methy-

gerad- und verzweigtkettige Alkylgruppen, wie Äthyl, n-Propyl, m laminobutyl, ß-Hydroxy- y-äthylaminopropyl und ß-Hydroxy-ß-

n-Butyl, ß-Methylpropyl, n-Pentyl, ß-Methylbutyl, y-Methylbutyl methyl- y-methylaminopropyl.

und ß,ß-Dimethylpropyl ; n-Hexyl, ô-Methylpentyl, ß-Äthylbutyl, In einer bevorzugten Gruppe von Verbindungen stellt R in y-Äthylbutyl, n-Heptyl, e-Methylheptyl, ß-Äthylpentyl, y-Äthyl- der Formel I Wasserstoff oder Alkyl mit bis zu vier Kohlen-

pentyl, ö-Äthylpentyl, y-Propylbutyl, n-Octyl, iso-Octyl, ß-Äthyl- stoffatomen (vorzugsweise 2-4 Kohlenstoffatome) dar, wobei hexyl, 8-Äthylhexyl, e-Äthylhexyl, ß-Propylpentyl, y-Propylpen- b5 Wasserstoff und Äthyl und auch Propyl besonders bevorzugt tyl; Alkenylgruppen wie ß-Propenyl, ß-Methylpropenyl, ß-Bute- sind.

nyl, ß-Methyl-ß-butenyl, ß-Äthyl-ß-hexenyl; cyclische Gruppen, Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekenn-

wie Cyclopropylmethyl, Cyclopentylmethyl, Cyclohexylmethyl zeichnet, dass ein Derivat von einem der oben genannten

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4,6-Di-0-{aminoglycosyl>2-deoxystreptamine, in welchen der 2-Deoxystreptamin-Teil durch 1,3-Diaminocyclitol der Formel II ersetzt ist

NH.

NHR

, (» )

in welcher R obige Bedeutung hat und X' für unsubstituiertes oder substituiertes Kohlenwasserstoffsulfonyloxy steht, und die Hydroxyl- und Aminogruppen in dem 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamin-Derivat durch Gruppen geschützt sind, die einer reduktiven Verseifung oder basischen oder schwach sauren Hydrolyse zugänglich sind, mit Dimethylformamid bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 155 °C behandelt wird, die Schutzgruppen in dem erhaltenen Produkt entfernt werden und das Derivat als solches oder als ein pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz isoliert wird.

Die Per-N-geschützten-per-O-geschützten-5-O-hydrocar-bonsulfonyl-4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine, welche Ausgangsmaterialien für das Verfahren dieser Erfindung sind, leiten sich von bekannten ungeschützten 4,6-Di-O-(aminoglycosyl)-2-deoxy-streptaminen einschliesslich 4-O-Ami-noglycosyl-6-Ò-garosaminyl-2-deoxystreptamin-Antibiotika, z. B. Gentamicin B, Gentamicin Bi, Gentamicin Ci, Gentamicin Cia, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdamicin, Antibiotikum G418, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B und Antibiotikum G-52, und 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptaminen, z. B. Gentamicin A, Tobramycin, Antibiotikum 6640B, Antibiotikum 6640D, Kanamycin A, Kanamycin B und 3',4'-Dideoxykanamycin B,

ab.

Die angeführten 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystrepta-min-Antibiotika sind bekannt. Von den Gentamicinen ist die als Gentamicin X2 benannte Ausgangsverbindung auch als Gentamicin X bekannt. Die als Gentamicin C2b benannte Ausgangsverbindung mit der gezeigten Strukturformel ist in manchen Vorveröffentlichungen als Gentamicin C2a bezeichnet.

Wenn die 1-N-CH2Y-Derivate dieser Erfindung über die entsprechenden Ausgangsmaterialien hergestellt werden, leiten sich die l-N-CH2Y-Per-N-geschützten-per-0-geschützten-5-0-hydrocarbonsulfonyl4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystrep-tamin-Vorprodukte auch von den 1-N-CH2Y-Derivaten der vorgenannten 1 -N-unsubstituierten4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine ab. Diese Verbindungen sind bekannt.

Wenn die Per-N-geschützten-per-O-geschützten-5-O-hydro-carbonsulfonyl4,6-di-0-{aminogIycosyl)-2-deoxystreptamin-Verbindungen hergestellt werden, werden die Aminogruppen zunächst durch die Bildung von Amiden, die der reduktiven Verseifung oder basischen Hydrolyse zugänglich sind, geschützt. Für das Verfahren dieser Erfindung wird es bevorzugt, die Aminogruppen durch Bildung von N-Benzyloxcycar-bonyl-Derivaten(z. B. l,3,6',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonylgen-tamicin B und l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylgentami-cin Ci) zu schützen.

Die dadurch gebildeten Per-N-geschützten Aminoglyco-side, welche einen Garosaminyloxyrest am C-6-Atom aufweisen, werden dann mit einem Alkalimetallhydrid, gewöhnlich Natriumhydrid in Dimethylformamid, behandelt, wodurch die

3"-N-Hydrocarbonyloxycarbonyl-Schutzgruppe mit der 4"-Hydroxyfunktion cyclisiert wird, um ein Oxazolidinon-Deri-vat, d. h. ein 3",4"-N,0-Carbonyl-Derivat, zu bilden. In Amino-glycosiden, in welchen andere Aminogruppen zu einer Hydro-5 xylgruppe benachbart sind (z. B. das 6'-Amino und 4'-Hydroxyl in Gentamicin B), werden andere N.O-Carbonyl-Derivate gebildet. Auf diese Weise werden nach Reaktion von 1,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylgentamicin Ci und von 1,3,6',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonylgentamicin B mit Natriumhydrid in 10 Dimethylformamid Oxazolidinon-Derivate, d. h. 1,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3",4"-N.O-carbonylgentamicin Ci und l,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-6',4' ; 3",4"-di-N,0-carbonylgenta-micin B, gebildet.

Wenn Aminogruppen von Bakteriziden geschützt werden, 15 welche kein 3",4"-N,0-Carbonyl-Derivat bilden können (z. B. Zwischenprodukte, die keinen 6-O-Garosaminyl-Substituenten aufweisen, wie Gentamicin A und 3',4'-Di-deoxykanamycin B), werden die Aminogruppen zweckmässigerweise durch Nieder-alkanoylgruppen, z. B. Acetyl und Propionyl, geschützt, wobei 20 das Bakterizid mit dem entsprechenden Säureanhydrid in Äthanol behandelt wird, wodurch das entsprechende Per-N-nieder-alkanoyl-aminoglycosid hergestellt wird. Auf diese Weise erhält z. B. durch Behandlung von G entamicin A mit Essigsäureanhydrid in Äthanol Per-N-acetylgentamicin A. 25 Obwohl jede Aminoschutzgruppe verwendet werden kann, umfassen besonders geeignete Aminoschutzgruppen für die Ausgangsverbindungen des erfindungsgemässen Verfahrens Nieder-alkoxycarbonyle (vorzugsweise mit bis zu 8 C-Atomen, z. B. Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, n-Propyloxycarbonyl, 30 Iso-Propyloxycarbonyl, n-Butyloxycarbonyl, tert.-Butoxycarbo-nyl, Octyloxycarebonyl und dergleichen), substituiertes Benzy-loxycarbonyl (einschliesslich o-, m- und p-Methoxybenzyloxy-carbonyl und dergleichen) und vorzugsweise Benzyloxycarbo-nyl. Niederalkanoyle mit vorzugsweise bis zu 8 C-Atomen (z. B. 35 Acetyl, Propionyl, Valeryl, Caprylyl) sind auch geeignete Aminoschutzgruppen, insbesondere für Verbindungen, die sich von Bakteriziden ableiten, welche kein 3",4"-N,0-Carbonylderivat bilden können (z. B. Verbindungen, welche keinen 6-0-Garosa-minyl-Substituenten haben, wie Derivate von Gentamicin A 40 und des Kanamycins).

Die vorgenannten Aminoschutzgruppen sind durch Behandlung mit Base (z. B. mit Natriumhydroxid) oder, im Fall von Benzyloxycarbonyl, durch bekannte reduktive Versei-fungsmethoden entfernbar. Benzyloxycarbonyl wird als Ami-45 noschutzgruppe für die Ausgangsverbindung in diesem Verfahren bevorzugt, da in Aminoglycosiden mit einer Hydroxylfunk-tion benachbart einer Aminofunktion, z. B. in den Stellungen 3" und 4" in dem 6-O-Garosaminyl-Rest der Aminoglycoside der Formel X, das N-Benzyloxycarbonyl-Derivat (z. B. die 3"-N-50 Benzyloxycarbonyl-Derivate der Verbindungen der Formel X),-wenn es basischen Bedingungen (z. B. mit Natriumhydrid in Dimethylformamid) unterworfen wird, ein Oxazolidinon mit der benachbarten Hydroxylfunktion (z. B. ein 3",4"-N,0-Carbo-nyl-Derivat von Verbindungen der Formel X) unter gleichzeiti-55 ger Eliminierung von Benzylalkohol bildet. In ähnlicher Weise bilden N-Alkoxycarbonyl-Derivat'e Oxazolidinone mit einer benachbarten Hydroxylfunktion. Wenn eine Ausgangsverbindung einen 1-N-CH2Y-Substituenten hat, welcher eine Hydroxylgruppe in a- oder ß-Stellung zu einer Aminoschutzgruppe, bo welche Benzyloxycarbonyl oder Alkoxycarbonyl ist, aufweist, bildet die Hydroxylgruppe zusammen mit der Schutzgruppe ein Oxazolidinon bzw. Tetrahydro-l,3-oxazin-2-on.

Hydroxylfunktionen in den Ausgangsverbindungen dieses Verfahrens werden zweckmässigerweise durch O-Acyl-Reste 65 von Hydrocarboncarboxysäuren, vorzugsweise mit bis zu 8 C-Atomen oder durch O-Hydrocarbonyliden-Reste von Keto-nen und Aldehyden, vorzugsweise mit bis zu 8 C-Atomen, geschützt, wobei Ketale bzw. Acetale einschliesslich cyclische

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Ketale und Acetale gebildet werden, obwohl jede andere Hydroxyschutzgruppe zum Schutz der Hydroxylfunktionen angewendet werden kann.

Im allgemeinen werden benachbarte Hydroxylgruppen in den Aminoglycosid-Vorprodukten der Ausgangsverbindungen dieses Verfahrens zweckmässigerweise durch cyclische Ketale oder Acetale geschützt. Unter benachbarten Hydroxylgruppen werden vicinale und nicht-vicinale Hydroxylgruppen verstanden, welche so angeordnet sind, dass sie zusammen mit Keto-nen oder Aldehyden oder deren Derivaten eine cyclische Ketal- oder cyclische Acetalfunktion bilden. Beispiele solcher benachbarter Hydroxylgruppen sind die 2',3'-Hydroxylgruppen in Gentamicinen B und Bi und in Kanamycin A (welche 2',3'-0-Hydrocarbonyliden-Derivate bilden), die ^^'-Hydroxylgruppen in Gentamicinen A und X2 und in Antibiotikum G418 (welche 4',6'-0-Hydrocarbonyliden-Derivate bilden), die 3',4'-Hydroxylgruppen in Antibiotika JI-20A und JI-20B und in Kanamycin B (welche 3',4'-0-Hydrocarbonyliden-Derivate bilden) und die 4",6"-Hydroxylgruppen in Tobramycin, Kanamy-cinen A und B und 3',4'-Dideoxykanamycin B (welche 4",6"-0-Hydrocarbonyliden-Derivate bilden).

Die cyclischen Ketal- und Acetal-Derivate der benachbarten Hydroxylgruppen umfassen O-Alkyliden- (z. B. O-Iso-propy-liden), O-Cycloalkyliden- (z. B. O-Cyclohexyliden) und O-Aryl-alkyliden- (z. B. O-Benzyliden) Derivate, welche alle durch Behandlung mit verdünnter, wässriger, schwacher Säure (z. B. durch 50 bis 80%ige Essigsäure) entfernbar sind. Die Art der Hydrocarbon- oder substituierten Hydrocarbon-«yliden»-Reste der cyclischen Ketale und Acetale ist unwesentlich, da sie nur als Blockierungsgruppen wirken und nicht in das erfindungsge-mässe Verfahren eintreten und nachfolgend entfernt werden, so dass die freien Hydroxyle in ihrer ursprünglichen Form wieder hergestellt werden.

In den Ausgangsverbindungen des Verfahrens dieser Erfindung werden isolierte Hydroxylgruppen ausser der 5-Hydroxyl-gruppe, z. B. das 2"-Hydroxy in allen Aminoglycosid-Vorprodukten, das 4'-Hydroxy in Tobramycin und das 4"-Hydroxy in Antibiotikum 6640B und in Gentamicin A sowie andere Hydroxylgruppen, welche nicht durch cyclische Ketal- oder Acetal-funktionen geschützt werden (z. B. das 3'-Hydroxy in Gentamicin A und das 2'- und 4'-Hydroxyl in Kanamycin A) zweckmässigerweise durch Hydrocarboncarbonyl-Reste geschützt,

wobei das Hydrocarbon vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatome aufweist. Gut verwendbare Hydrocarboncarbonyl-Reste sind Acylreste, die sich von niederen Alkansäuren mit bis zu 8 C-Atomen ableiten, wie Acetyl, Propionyl, n-Butyryl, Vale-ryl und Caprylyl, sowie Acylreste, die sich von Aralkansäuren ableiten, z. B. Phenylacetyl, und Acylreste, die sich von Arylcar-boxylsäuren ableiten, z. B. o-, m- und p-Toluoyl, Mesitoyl und vorzugsweise Benzoyl.

Gewöhnlich werden nach der Einführung der Aminoschutzgruppen benachbarte Hydroxylgruppen geschützt, welche nach Behandlung mit einem Keton oder Aldehyd oder einem Derivat derselben in Dimethylformamid in Gegenwart katalytischen Mengen einer starken Säure, z. B. p-Toluolsulfon-säure, unter Verwendung bekannter Methoden eine Ketal-oder Acetalgruppe bilden. Auf diese Weise erhält man aus dem genannten Zwischenprodukt des Gentamicins B nach Behandlung mit 1,1-Dimethoxycyclohexan in Dimethylformamid in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure ein Ketal an den 2'- und 3'-Hydroxylen, d. h. l,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-2',3'-0-cycIo-hexyliden-6' ,4' ; 3",4"-di-N.O-carbonylgentamicin B. Schliesslich wird jede isolierte Hydroxylfunktion (ausgenommen die 5-Hydroxylgruppe), welche in den teilweise geschützten Ami-noglycosid-Derivaten verbleibt, durch Behandlung mit einem Säurechlorid der Hydrocarboncarboxylsäure in einem tertiären Amin (vorzugsweise Pyridin), wobei die molare Menge des Säurehalides auf die Anzahl der zu veresternden Hydroxylgruppen bezogen ist, zu den entsprechenden Hydrocarboncar-bonyl-Derivaten umgewandelt. Wenn ausser dem 5-Hydroxy nur eine Hydroxylgruppe in dem Molekül verbleibt (z. B. das 2' '-Hydroxy), wird eine äquivalente Menge des Säurehalides zur molaren Menge des Aminoglycosides verwendet; wenn zwei verbliebene Hydroxylgruppen zu schützen sind, werden pro Mol Aminoglycosid zwei Moläquivalente Säurehalid verwendet. Vorzugsweise werden Säurehalide von Hydrocarbo-xylsäuren mit bis zu 8 C-Atomen verwendet, wie z. B. Säurechloride von Niederalkansäuren, z. B. Essig-, Propion-, Valerian-und Caprylsäure, von Aralkansäuren, z. B. Phenylessigsäure, und von Arylcarboxylsäuren, z. B. Toluyl- und vorzugsweise Benzoesäure. Auf diese Weise erhält man aus den vorgenannten Zwischenprodukten von Gentamicin Ci und B nach Behandlung mit äquimolaren Mengen Benzoylchlorid in Pyridin das entsprechende 2' '-O-Benzoyl-Derivat, d. h. 1,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2' '-O-benzoyl-3' ',4' '-N,0-carbo-nylgentamicin Ci und l,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-2',3'-0-cyclohexyliden-6',4' ; 3",4' '-di-N,0-carbonyl-2' '-O-benzoylgen-tamicin B, wobei beide nach Behandlung mit Methansulfo-nylchlorid in Triäthylamin die entsprechenden 5-O-Methansul-fonyl-Derivate ergeben.

Nach dem Schutz der Aminogruppe mittels N-Benzyloxy-carbonyl-Derivaten und der zu den geschützten Aminogruppen benachbarten Hydroxylgruppen über N,0-Carbonyl-Derivate können alternativ alle anderen Hydroxylgruppen mit Ausnahme der 5-Hydroxylgruppe durch Umwandlung zu einer Hydrocarbonylgruppe geschützt werden, ohne dass zunächst benachbarte Hydroxylgruppen durch Acetal- oder Ketalgrup-pen geschützt werden. Auf diese Weise erhält man aus 1,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-6',4' ; 3",4"-di-N,0-carbonylgentamicin B nach Reaktion mit drei Moläquivalenten Benzoylchlorid in Pyridin das entsprechende 2',3',2"-Tri-0-benzoat-Derivat, welches nach Reaktion mit Methansulfonylchlorid in Pyridin zu einer erfindungsgemäss brauchbaren Verbindung, d. h. l,3^Bi-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2',3',2"-tri-0-ben-zoyl-6',4' ; 3",3"-di-N,0-carbonylgentamicin B, umgewandelt wird.

Die erfindungsgemässe Reaktion wird in Dimethylformamid allein oder vorzugsweise auch in Gegenwart eines Tetraal-kylammoniumalkanoats durchgeführt. Die Behandlung eines 5-O-Hydrocarbonsulfonyl-Zwischenproduktesmit Dimethylformamid allein wird meist bei Rückflusstemperatur (d. h. etwa 155 °C) durchgeführt, da die Reaktionsgeschwindigkeit in diesem Fall grösser ist als bei Ausführen der Reaktion bei niedrigeren Temperaturen; wenn jedoch die Reaktion in Gegenwart eines Tetraalkylammoniumalkanoates durchgeführt wird, verläuft die Reaktion gut bei niedrigeren Temperaturen (z. B. 100-140 °C), um gute Ausbeuten eines reineren Produktes zu erhalten. Tetra-n-butylammoniumacetat wird gewöhnlich gewählt, es können aber auch andere Tetraalkylammoniumalkanoate, z. B. Tetraäthylammoniumace-tat, Tetramethylammoniumacetat, Tetraäthylammoniumfor-miat, Tetra-n-butylammoniumformiat und dergleichen, verwendet werden. Die molare Menge des Tetraalkylammoniumalkanoates per Mol Aminoglycosid liegt gewöhnlich zwischen etwa 1,5 und etwa 5 Molen.

Die nach Reaktion des N-geschützten-O-geschützten-5-O-Hydrocarbonsulfonyl (oder substituierten Hydrocarbonylsulfo-nyl)4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamins mit Dimethylformamid hergestellten Zwischenprodukte ergeben nach Hydrolyse eine 5-Epi-Verbindung.

Wenn Tetra-n-butylammoniumacetat zusammen mit Dimethylformamid verwendet wird, ist das hergestellte Zwischenprodukt das entsprechende N-geschütztere-5-Epi-O-ace-tyl-Derivat, welches nach Hydrolyse eine 5-Epi-Verbindung ergibt.

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Der reduktiven Verseifung zugängliche Schutzgruppen benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-werden bei der Durchführung des Verfahrens meist bevorzugt, N.O-carbonylsisomicin, in Dimethylformamid, zu welchem da sie leicht nach Epimerisation an der 5-Stellung durch reduk- Tetra-n-butylammoniumacetat zugefügt wurde, bei 120 °C 16 h tive Methoden entfernt werden können. Andere Schutzgrup- erhitzt und die Lösung eingedampft, wobei das entsprechende pen werden jedoch nach der Reduktionsstufe verbleiben, z. B. 5 5-Epiacetyl-Derivat, z. B. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-

N,0-Carbonylgruppen, welche durch Behandlung mit wässeri- 5-epi-0-acetyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin und ger Base bei erhöhten Temperaturen entfernt werden. Darüber das entsprechende 1-N-Äthyl-Derivat, erhalten wird, welches hinaus ist es erforderlich, Acetale oder Ketale durch Säurehy- nach Behandlung mit wässerigem Kaliumhydroxid, anschlies-

drolyse zu entfernen. sender Neutralisation, Isolierung und Reinigung mittels chro-

Wenn Schutzgruppen, welche einer reduktiven Verseifung io matographischer Methoden eine 5-Epi-Verbindung, z. B. 5-Epi-zugänglich sind, aus den in diesem Verfahren hergestellten Zwi- sisomicin und l-N-Äthyl-5-episisomicin, ergibt.

schenprodukten entfernt werden, ist die Reduktion mit Wasser- Acetal- oder Ketalschutzgruppen in den Zwischenproduk-stoff in Gegenwart eines Katalysators bevorzugt, wenn die her- ten werden nach Entfernung der N-Schutzgruppen durch gestellten 5-Epi-4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamin-N- Behandlung mit verdünnter Säure, z. B. verdünnten Mineralsäu-geschützten-O-geschützten-Zwischenprodukte nicht gesättigt 15 ren, verdünnter Trifluoressigsäure oder gewöhnlich mit versind, z. B. wenn die Zwischenprodukte durch Behandlung von dünnten Alkansäuren, z. B. Essigsäure, entfernt. 0- und N-geschützten Derivaten der Gentamicine A, B, Bi, Ci, Wenn Carbobenzyloxyschutzgruppen aus einem Per-N-Cja, C2, C2a, C2b und X2, von Tobramycin, Kanamycinen A und B, geschützten-per-O-geschützten-Aminoglycosid-Zwischenpro-3',4'-Dideoxykanamycin B und Antibiotika G418, JI-20A und dukt mit einer Doppelbindung (z. B. das Zwischenprodukt, das JI-20B mit Dimethylformamid erhalten werden. Wenn Schutz- 20 sich von l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-benzoyl-gruppen, die einer reduktiven Verseifung zugänglich sind, aus 3",4"-N,0-carbonylverdamicin nach Behandlung mit Dimethyl-N-geschützten-0-geschützten-5-Epi-4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2- formamid ableitet) durch Reaktion mit einem Alkalimetall (z. B. deoxystreptamin-Zwischenprodukten entfernt werden, in wel- Kalium, Lithium und vorzugsweise Natrium) in flüssigem chen eine Doppelbindung vorhanden ist, z. B. jenen die sich von Ammoniak entfernt werden, wird das Zwischenprodukt Sisomicin, Verdamicin, Antibiotikum G-52, Antibiotika 6640B 25 gewöhnlich in einem Mischlösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran und 6640D ableiten, wird die Reduktion vorzugsweise mittels und flüssigem Ammoniak, dem das Alkalimetall (z. B. N atrium) eines Alkalimetalls in flüssigem Ammoniak durchgeführt, um zugefügt ist, gelöst, und die Reaktionsmischung einige Stunden die Reduktion der Doppelbindung zu verhindern. gerührt. Man lässt den Ammoniak abdampfen, entfernt alle verWenn in einem Zwischenprodukt die Schutzgruppen mit bliebenen O- und N-Schutzgruppen (z. B. die 3",4"-N,0-Carbo-Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators entfernt werden, 30 nyl- und 2"-0-Benzoylgruppe) durch Zusatz von Wasser zu der ist der meist verwendete Katalysator Palladium, vorzugsweise Reaktionsmischung, wobei sich Natriumhydroxid bildet, und Palladium auf Kohle. Die Hydrogenolyse der Schutzgruppen Erhitzen auf höhere Temperaturen (z. B. 100 °C). Die Reinigung wird gewöhnlich bei Zimmertemperatur in Niederalkansäuren, des erhaltenen Produktes erfolgt mittels chromatographischer vorzugsweise Essigsäure, durchgeführt, obwohl andere Methoden, wobei ein antibakteriell wirksames 5-Epi-aminogly-Lösungsmittel, z. B. niedere Alkanole, verwendet werden kön- 35 cosid, z. B. 5-Epiverdamicin, erhalten wird.

nen. Die Hydrogenierung wird fortgesetzt, bis kein weiterer Die Schutzgruppen können auch aus dem nach Behandlung erkennbarer Abfall im Wasserstoffdruck feststellbar ist, und eines N- und 0-geschützten-5-0-Hydrocarbonsulfonyl4,6-di-0-

das 5-Epi4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamin wird (aminoglycosyl)-2-deoxystreptamins mit Dimethylformamid dann gewöhnlich durch Entfernung des Lösungsmittels, z. B. erhaltenen N- und O-geschützten Zwischenprodukt durch durch Destillation, isoliert, und danach wird das N- und 40 Reaktion desselben mit Base bei erhöhten Temperaturen und,

0-geschützte-5-Epi-2-deoxystreptamin-Zwischenprodukt mit wenn Acetale oder Ketale vorhanden sind, durch Behandlung

Base behandelt, und, wenn auch Acetale oder Ketale vorhan- mit wässeriger Säure entfernt werden.

den sind, mit wässeriger Säure, um die verbliebenen Schutz- Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der gruppen zu entfernen. nach dem obigen Verfahren hergestellten Verbindung der Forin einer typischen Ausführungsform dieses Verfahrens wird 45 mei I, worin R Wasserstoff ist, zur Herstellung von Verbindun-ein 5-O-Hydrocarbonsulfonyl-per-N-geschütztes-per-O- gen der Formel I, worin R die Gruppe -CH2Y darstellt, welche geschütztes-Zwischenprodukt, z. B. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyl- dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Ausgangsverbindung oxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-car- mit einem Aldehyd der Formel Y-CHO, worin Y die obige bonylgentamicin Ci, in Dimethylformamid gelöst und 18 h bei Bedeutung hat, in Gegenwart eines Wasserstoff-Donor-Reduk-Rückflusstemperatur erhitzt, dann wird die Lösung zu einem 50 tionsmittels und unter gegebenenfalls intermediärem Schutz 1 Rückstand, enthaltend ein 5-Epi-N-geschütztes-O-geschütztes- von Aminogruppen in der Verbindung der Formel I mit Aus-4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamin-Zwischenprodukt, nähme der Aminogruppe in Stellung 1, und einer jeden vorhan-eingedampft, welches in Essigsäure gelöst und bei Zimmertem- denen Amino- oder Hydroxygruppe im Aldehyd der Formel peratur und 4 atm Ausgangswasserstoffdruck in Gegenwart Y-CHO umsetzt und die erhaltene Verbindung als solche oder eines 30%igen Palladium-Kohle-Katalysators hydrogeniert 55 als pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz isoliert, wird. Wenn kein weiterer Abfall im Wasserstoffdruck feststell- Dieses Verfahren, bei welchem die 1-Aminofunktion in bar ist, wird der Katalysator durch Filtration entfernt, das einem 1-N-unsubstituierten Derivat eines 4,6-Di-0-{aminoglyco-Lösungsmittel durch Destillation im Vakuum entfernt, der ent- Syl)-1,3-diaminocyclitol-Bakterizids selektiv mit einem Aldehyd standene Rückstand mit 2n Natriumhydroxid bei erhöhten kondensiert und gleichzeitig in situ reduziert wird, um ein Temperaturen (z. B. 100 °C) behandelt, dann mit Essigsäure eo l-N-CH2Y-Derivat des 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-l,3-diaminocy-neutralisiert und anschliessend unter Anwendung bekannter clitol-Bakterizids zu bilden, wird gewöhnlich bei Zimmertempe-Methoden isoliert und gereinigt, wobei 5-Epigentamicin Ci ratur in Gegenwart von Luft durchgeführt, obwohl es vorteilerhalten wird. hafterweise unter einer inerten Atmosphäre (z. B. Argon oder

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform die- Stickstoff) ausgeführt werden kann.

ses Verfahrens wird ein 5-O-HydrocarbonsuIfonyl-per-N- 65 Die hydridabgebenden Reduktionsmittel umfassen Dialkyl-

geschütztes-per-O-geschütztes-Zwischenprodukt, z. B. 1,3,2 ' ,6 ' - aminoborane (z. B. Dimethylaminoboran, Diäthylaminoboran

Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-Methansulfonyl-2"-0-benzoyl- und vorzugsweise Morpholinoboran), Tetraalkylammoniumcy-

3",4"-N,0-carbonyl-sisomicin und l-N-Äthyl-l,3,2',6'-tetra-N- anborhydride (z. B. Tetrabutylammoniumcyanborhydrid), Alka-

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limetallborhydride (z. B. Natriumborhydrid) und vorzugsweise Alkalimetallcyanborhydride (z. B. Lithiumcyanborhydrid und Natriumcyanborhydrid).

Dieses Verfahren wird zweckmässigerweise in einem inerten Lösungsmittel ausgeführt. Obwohl wasserfreie, aprotische Lösungsmittel manchmal in diesen Verfahren vorteilhaft verwendet werden können (z. B. Tetrahydrofuran, wenn Morpho-linboran als hydridabgebendes Reduktionsmittel verwendet wird), wird dieses Verfahren gewöhnlich in protischen Lösungsmitteln, z. B. in einem niederen Alkanol oder vorzugsweise in Wasser oder in einem wässerigen, niederen Alkanol (z. B. wässerigem Methanol, wässerigem Äthanol), ausgeführt, obwohl andere mit Wasser mischbare Mischlösungsmittelsy-steme verwendet werden können, z. B. wässeriges Dimethylformamid, wässeriges Hexamethylphosphoramid, wässeriges Tetrahydrofuran und wässeriges Äthylenglycoldimethyläther.

Das Verfahren wird zweckmässigerweise bei einem pH-Wert im Bereich von 1 bis 11, vorzugsweise von 2 bis 5, insbesondere von 2,5 bis 3,5, ausgeführt. Das bevorzugte saure Medium kann durch Zusatz einer organischen Säure, z. B. Essigsäure, Trifluoressigsäure, oder p-Toluolsulfonsäure, oder einer anorganischen Säure, z. B. Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure, zu dem Aminocy-clitolderivat erhalten werden. Dadurch werden Säureadditionssalze gebildet, und es ist gewöhnlich sehr zweckmässig, die Additionssalze zu verwenden, die sich von Schwefelsäure ableiten. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn alle im Molekül vorhandenen Aminogruppen vollständig neutralisiert werden. Es ist gewöhnlich zweckmässig, die erforderliche Säuread-ditionssalz-Ausgangsverbindung in situ durch Zusatz der gewünschten Säure (z. B. Schwefelsäure) zu einer Lösung oder Suspension des Derivates des 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-l,3-di-aminocyclitols in einem protischen Lösungsmittel (z. B. Wasser), bis der pH-Wert der Lösung auf den gewünschten Wert eingestellt ist, herzustellen.

Um Nebenreaktionen auf ein Minimum zu halten, wenn ein Aminoaldehyd als Reagenz verwendet wird, wird es vorgezogen, die Aminofunktion in dem Aldehyd zu schützen, z. B. mit einer Acylblockierungsgruppe, wie Acetamido, Phthalimido oder dergleichen, bevor dieses Verfahren ausgeführt wird, und danach die N-Schutzgruppe in dem erhaltenen Produkt zu entfernen. Es kann auch vorteilhaft sein, bei Durchführung dieses Verfahrens die Hydroxylgruppe in hydroxylenhaltenden Aldehyden zu schützen, jedoch ist dies nicht allgemein notwendig.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:

Beispiel 1 :

Per-N-Benzyloxycarbonylaminoglycoside

A. l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylgentamicin Qa

40 g Gentamicin Cia werden in 200 ml Methanol und 20 ml gesättigter Natriumbicarbonatlösung gelöst und die Lösung wird auf 0 °C gekühlt. Während die Lösung gerührt wird, werden während 2 h 88 ml Carbobenzyloxychlorid tropfenweise hinzugefügt und die Reaktionstemperatur wird zwischen 0 °C und 5 °C gehalten. Die Mischung wird über Nacht gerührt, wobei man die Reaktionstemperatur auf Raumtemperatur ansteigen lässt. 500 ml Chloroform werden der Reaktionsmischung zugefügt, welche sich dann in 2 Schichten trennt. Die organische Phase wird mit 4x 100 ml Wasser gewaschen und über 100 g Natriumsulfat getrocknet. Die organische Phase wird unter Vakuum bei einer Temperatur unterhalb 40 °C eingedampft Das erhaltene Rohprodukt wird in 100 ml Chloroform gelöst und tropfenweise zu 250 ml 75% Hexan/Äther hinzugefügt. Der erhaltene Niederschlag wird filtriert, mit 100 ml Hexan gewaschen und luftgetrocknet; man erhält 87 g (87%) l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylgentamicin C)a, Fp. = 185-190 °C,[a]g6 + 71,2 (CHsOH), Infrarot (IR) (KCl): 3300, 3500 cm -1, PMR (CDCL): 5 1,2 (C-Me), 3,0 (N-Me), 7,25 (aromatischer H).

B. 1,3,2',6',3' '-Penta-N-benzyloxycarbonylsisomicin

25 g Sisomicin und 13 g Natriumcarbonat werden in 625 ml 5 Wasser gelöst. Während die Lösung gerührt wird, werden 100 ml Carbobenzyloxychlorid bei 25 °C hinzugefügt. Die Mischung wird 16 h gerührt und dann der Feststoff abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der Feststoff wird unter Vakuum getrocknet, und dann mit Hexan gewaschen und luftgetrock-10 net; man erhält 62 g 1,3,2',6',3' '-Penta-N-benzyloxycarbonylsi-somicin. Fp. = 165-173 °C;[aß6 + 96,2(CH30H), Infrarot (IR) = v max (CHCb), 3600,1720,1515,1215,1050,695 cm"1; PMR Ô (CDCb) 1,03 (3H, breites Singlet, 4"-C-CH3), 3,02 (3H, breites Singlet, 3"-N-CH3), 5,02 (10H, breites Singlet -CHîCsHs), 3,28, 15 3,30 ppm. (25H, breite Singleten -CHîCsHs).

Beispiel 2:

Per-N-benzyloxycarbonyl-3",4"-N,0-carbonylaminoglycoside

A. 1,3,2' ,6 ' -Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3 " ,4"-N,0-carbo-20 nylgentamicin Cia

Zu einer gerührten Mischung von 60 mg Natriumhydrid in 5 ml trockenem Dimethylformamid wird eine Lösung von 2 g des Produktes nach Beispiel 1A in 50 ml trockenem Dimethylformamid während einer Vi h bei Raumtemperatur unter Stick-25 stoff zugefügt. Die Reaktionsmischung wird 2 h gerührt und dann vom Unlöslichen abfiltriert. Zum Filtrat werden 100 ml Chloroform hinzugefügt und die organische Phase mit 3x50 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase wird über 25 g Natriumsulfat getrocknet und dann unter vermindertem Druck ein-30 gedampft. Der erhaltene Rückstand wird in 15 ml Chloroform gelöst und tropfenweise zu 75% Hexan/Äther (15 ml) hinzugefügt. Der Niederschlag wird abfiltriert und mit 25 ml Hexan gewaschen, wobei 1,82 g (>95%) l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxy-carbonyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin Cia erhalten werden. 35 Fp. = 215 °C (Zers.) [a]ß6 + 63,4 Infrarot (IR) - (KCl) = 3300, 3500,1680,1545, PMR (CDCb) 5 1,28 (C-Me), 2,58 (N-Me), 7,25 (aromatischer H).

B. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3",4"-carbonylsisomi-40 ein

Zu einer gerührten Lösung von 5 g des Produktes nach Beispiel 1B in 50 ml Dimethylformamid werden 250 mg Natriumhydrid hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird unter Argon 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Es wird abfiltriert und 2 ml 45 Eisessig werden dem Filtrat zugefügt. Das Filtrat wird im Vakuum eingeengt und der Rückstand mit 200 ml Chloroform (gereinigt durch Hindurchführen durch basisches Aluminiumoxyd) extrahiert. Die Chloroformextrakte werden mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet und einge-50 dampft, wobei 3,5 g l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3",4"-N.O-carbonylsisomicin erhalten werden. Fp. = 210-213 °C; [a]g6 + 68,8 (c 0,22) Infrarot (IR) v max (Nujol) 3550,1760,1580, enr1 PMR 5 (CDCb) 1,34 (3H, Singlet-4"-CH3), 2,68 (3H, Singlet-3"-N-CH3), 5,04 (8H, breites Singlet-CT^CsHs).

55

Beispiel 3 :

Per-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-hydrocarboncärbonyl-3",4"-N.O-carbonylaminoglycoside

A. 1,3,2 ' ,6 ' -Tetr a-N-benzyloxycarbonyl-2 " -O-benzoyl-3 " ,4 " -60 N.O-carbonylgentamicin Cla

Zu einer gerührten Lösung von 10 g l,3,2',6'-Tetra-N-ben-zyloxycarbonyl-3' ',4' '-N,0-carbonylgentamicin Ciain 50 ml trockenem Pyridin werden während 10 bis 15 min unter einer Stickstoffatmosphäre 2 ml Benzoylchlorid tropfenweise hinzu-65 gefügt. Die Reaktionsmischung wird Vi h gerührt und dann das Pyridin über einen Rotationsverdampfer entfernt, wobei die Badtemperatur unter 30 °C gehalten wird. Der hellgelbe ölige Rückstand wird in 100 ml Chloroform gelöst. Diese organische

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Phase wird mit 3 x 50 ml Wasser gewaschen und dann über 25 g Natriumsulfat getrocknet. Das Chloroform wird unter Vakuum abgedampft. Der zurückbleibende gelbe Schaum wird mit einem kleinen Volumen Äther verrieben, wobei 11,0 g (>95%) 1,3,2 ' ,6 ' -T etra-N-benzyloxycarbonyl-2 ' ' -O-benzoyl-3 " ,4 " -N,0-carbonylgentamicin CIa erhalten werden. Fp. = 120-123 °C [ctB6 + 73,8.

B. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2' '-O-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin

Zu einer gerührten Lösung von 3 g des Produktes nach Beispiel 2B in 20 ml trockenem Pyridin werden bei 25 °C unter einer Argonatmosphäre während 10 min 1,7 ml Benzoylchlorid hinzugefügt. Es wird bei Zimmertemperatur gerührt, bis das gesamte Ausgangsmaterial reagiert hat (Überprüfung durch Dünnschichtchromatographie). Die Mischung wird bei Raumtemperatur unter hohem Vakuum eingedampft; der feste Rückstand mit 100 ml Chloroform (das vorher durch basisches Aluminiumoxyd geleitet wurde) extrahiert. Die Chloroformextrakte werden mit 5%igem wässerigen Natriumbicarbonat und Wasser gewaschen und dann über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird abgedampft, wobei 2,8 g 1,3',2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-benzoyI-3",4"-N,0-carbonyl-sisomicin erhalten werden. Fp. = 157-160 °C,[a]£6 + 86, (c 0,2) Infrarot (IR) v max (Nujol) 3325,1780,1680,1560 cm-1 PMR 8 (CDCb) 1,35 (4"-C-CH3), 2,74 (3"-N-CH3), 5,03 (CHz-CeHs).

C. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acetyl-3"-N,0-car-bonylgentamicin Qa

1. l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acetylgen-tamicin Cla

Zu einer gerührten Lösung von 10 g 1,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylgentamicin Cla in 50 ml trockenem Pyridin werden während 10 bis 15 min unter einer Stickstoffatmo-sphäre 1,4 ml Essigsäureanhydrid tropfenweise hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird Vi h gerührt und dann das Pyridin über einen Rotationsverdampfer entfernt, wobei die Badtemperatur unter 30 °C gehalten wird. Der entstandene Rückstand wird in 100 ml säurefreiem Chloroform gelöst. Die organische Lösung wird mit 3x50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der entstandene Rückstand wird durch Verreiben mit kleinen Volumina Äther gereinigt, es wird l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acetylgentamicin Cia erhalten.

2. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acetyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin Cia

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 2A beschrieben, wird 1,3,2 ' ,6' ,3" -Penta-N-benzyloxycarbonyl-2 "-O-acetylgentamicin Cla in trockenem Dimethylformamid mit Natriumhydrid behandelt. Das entstandene Produkt wird wie in Beispiel 2A beschrieben, isoliert und gereinigt, wobei l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxy-carbonyl-2"-0-acetyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin Qa erhalten wird.

D. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acetyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin

1. In ähnlicher Weise wie in Beispiel 3C1. beschrieben, wird l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonylisomicin mit Essigsäureanhydrid in Pyridin behandelt. Das entstandene Produkt wird wie in Beispiel 3C1. beschrieben, isoliert und gereinigt, wobei 1,3,2' ,6 ' -T etra-N-benzyloxycarbonyl-2" -O-acetsisomicin erhalten wird.

2. In ähnlicher Weise wie in Beispiel 2B beschrieben, wird 1,3,2' ,6 ' ,3 "-Penta-N-jenzyloxycarbonyl-2 "-O-acetylsisomicin mit Natriumhydrid in Dimethylformamid behandelt. Das Produkt wird wie in Beispiel 2B beschrieben, isoliert und gereinigt, wobei l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-acètyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin erhalten wird.

Beispiel 4:

Per-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-hydrocarboncarbonyl-5-0-hydrocarbonsulfonyl-3",4"-N,0-carbonylaminoglycoside

A. 1,3,2' ,6 ' -T etra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2 "-O-benzoyl-3 " ,4" -N.O-carbonylgentamicin Q a

Eine Lösung von 1 g l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin Cla in 5 ml Tri-äthylamin und 15 ml Tetrahydrofuran wird auf 0 °C gekühlt. Die Lösung wird gerührt, und es wird ihr während 15 min eine Lösung von 1 ml Methansulfonylchlorid in 5 ml Tetrahydrofuran zugefügt. Die Reaktionsmischung wird 2 h bei 0 °C gerührt. Die Reaktionsmischung wird in 25 ml Wasser und 25 ml Chloroform gegossen. Die organische Phase wird mit 2 x 15 ml Wasser gewaschen und dann wird die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet. Das Chloroform wird abgedampft und der entstandene gelbe Schaum mit kleinen Mengen Äther verrieben, wobei 1,2 g (>95%) l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycar-bonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-gentamicin Cla erhalten werden. Fp. = 130 °C [a]g5 + 53,4 (CHCh) PMR (CHCb) Ô 1,35 (C-Me), 2,74 (N-Me), 2,99 (OSO2CH3), 7,28 (4x Cbz und Benzoyl).

In ähnlicher Weise wird l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbo-nyl-2"-0-acetyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin, Qa in Triäthyla-min und Tetrahydrofuran mit Methansulfonylchlorid behandelt, wobei l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansul-fonyl-2"-0-acetyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin Qa erhalten wird.

B. l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin

2,5 g des Produktes nach Beispiel 3B werden in 15 ml trok-kenem Pyridin gelöst. Die Lösung wird auf 10 °C gekühlt, und es werden während 10 min 4 ml Methansulfonylchlorid hinzugefügt, die Reaktionsmischung wird über Nacht stehen gelassen und dann unter Vakuum bei 25 °C eingeengt. Der Rückstand wird mit 150 ml säurefreiem Chloroform extrahiert. Der Chloroformextrakt wird mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Chloroform wird abgedampft, wobei man 2,4 g l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-me-thansulfonyl-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin erhält; Fp. = 84-88 °C, [aß6 + 21,3 (c 0,29) Infrarot (IR) v max (Nujol) 3325,1750,1540 cm"1; PMR a (CDCb) 1,32 (4"-C-CH3), 2,68 (3"-N-CH3),3,04 0

(5,0-^-ch3) , 5,00(-chzcéhs).

O

Beispiel 5:

5-Epigentamicin Ci

A. Zu 15 ml Dimethylformamid werden 2 g 1,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2" -O-benzoyl-3 " ,4" -N.O-carbonylgentamicin Ci gegeben, es wird bei Rückflusstemperatur 18 h erhitzt und dann die Lösung zu einem Rückstand eingedampft, der N-geschütztes-O-geschütztes-Zwischenpro-dukt enthält.

B. Dieser Rückstand wird in Essigsäure gelöst, und es werden 500 mg eines 30%igen Palladium-Holzkohle-Katalysators hinzugefügt und bei Raumtemperatur ausgehend von 4 atm Wasserstoffdruck hydrogeniert. Der Katalysator wird durch Filtration abgetrennt und das Filtrat zu einem Rückstand eingedampft. Der Rückstand wird in 25 ml 5%igem Natriumhydroxid gelöst und bei 100 °C 4 h erhitzt. Die Lösung wird gekühlt und durch eine IRC-50 (H+-Form)-Säule geleitet, die Harzsäule gut mit Wasser gewaschen und dann das Produkt mit 200 ml In Ammoniumhydroxid eluiert. Das Ammoniumhydroxideluat wird zu einem Rückstand eingeengt, der 5-Epigentamicin Ci enthält. Das Produkt wird durch Chromatographie an einer Silicagelsäule und Eluieren mit der unteren Schicht eines Chlo-roform/Methanol/15%iges Ammoniumhydroxid (2 :1 : 1>

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Lösungsmittelsystems gereinigt. Die ähnlichen Eluate, die durch Dünnschichtchromatographie bestimmt werden, werden gesammelt und zu einem Rückstand lyophilisiert, wobei man als Rückstand 5-Epigentamicin Ci als weissen Feststoff erhält; Fp. = 115-120 °C, [aß6 + 136,5° (c 0,32 Wasser); Massenspektrum: (M) m/e477,(M + 1)+ m/e 478; Monosaccaride m/e 157 - Purpu-risamin A-ion, m/e 160,142-Garosamin-ion,m/e 191,173,163, 145-5-Epi-2-deoxystreptamin-ion. Disaccharide 350,322,304, 347,319,301.

NMR: 0 (100 MHz, D2O)

5,08, d, J = 3,8 Hz

H'-l'und H-l

4,99 d, J = 3 Hz

4,39, breites Singlet

H-5

3,93 d, J = 12,5 Hz

H-5" eq

3,77, dd, J = 11, J = ~ 3,6

HzH-2"

3,30, d,J = 12,5 Hz

H-5" ax

2,66, d,J= 10,5 Hz

H-3"

2,53, Singlet

N-CH3 (3")

2,33, Singlet

N-CH3 (6')

2,05, m

H-2 eq

1,23, s

C-CHs (4")

1,04, d,J = 7 Hz

CH-CH3(6')

30

35

C. Die N- und O-Schutzgruppen in den nach Beispiel 5 hergestellten Zwischenprodukten werden durch Erhitzen der Zwischenprodukte mit 1 bis 2n Natriumhydroxid bei 100 °C bis Dünnschichtchromatographieanalysen von aliquoten Teilen der Reaktionsmischung anzeigen, dass die Schutzgruppen entfernt wurden (gewöhnlich 24 bis 48 h), entfernt Das erhaltene Produkt wird wie in Beispiel 5B beschrieben, isoliert und gereinigt.

D. Die N- und O-Schutzgruppen können von den nach Beispiel 5A hergestellten Zwischenprodukten in folgender Weise entfernt werden. Das Produkt nach Beispiel 5A wird in einer Mischung aus 10 ml Tetrahydrofuran und 50 ml flüssigem Ammoniak gelöst Zu der gerührten Mischung werden langsam 2 g Natrium gegeben und die Mischung 2 h kontinuierlich gerührt. Der Ammoniak wird durch Erwärmen auf Raumtem- 40 peratur über Nacht abdampfen gelassen. Der entstehende Rückstand wird in 10 ml 5%igem Natriumhydroxid gelöst und 4 h bei 100 °C erhitzt. Die Lösung wird abgekühlt und durch IRC-50 (H+1>Harz geleitet. Das Harz wird gut mit Wasser gewaschen und das Produkt mit 100 ml 1 n Ammoniumhydro- 45 xid eluiert. Das Ammoniumhydroxideluat wird zu einem Rückstand eingeengt und dieser Rückstand wird wie in Beispiel 5B beschrieben gereinigt, man erhält 5-Epigentamicin Ci.

Beispiel 6: 50

Andere 5-Epi-4,6-di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine

A. 1. In ähnlicher Weise wie in den Beispielen 5A und 5B beschrieben wird jedes der folgenden Aminoglycosidderivate mit Dimethylformamid bei Rückflusstemperatur behandelt,

dann jedes der entstandenen O-geschützten-N-geschützten- 55 Zwischenprodukte in Essigsäure in Gegenwart von Palladium auf Holzkohle hydrogeniert und schliesslich jedes der entstandenen 2"-0-Benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-5-epiaminoglycoside mit Natriumhydroxid bei 100 °C behandelt:

60

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-

benzoyl-3 " ,4" -N.O-carbonylgentamicin C]a,

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-

benzoyl-3",4"-N.O-carbonylgentamicinC2,

1,3,2' ,6' -Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2 " -O- 65

benzoyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicinC2a,

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-

0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicinC2b.

Jedes der erhaltenen Produkte wird wie in Beispiel 5B beschrieben, isoliert und gereinigt, wobei man erhält: 5-Epigen-tamicin Qa, 5-Epigentamicin C2, 5-Epigentamicin C2a bzw. 5-Epigentamicin C2b-

2. Nach Behandlung jedes der Ausgangsmaterialien nach Beispiel 6A mit Dimethylformamid bei Rückflusstemperatur können die Schutzgruppen in jedem der dadurch gebildeten Zwischenprodukte durch Behandlung mit Natriumhydroxid nach dem Verfahren des Beispieles 5C oder durch Reduktion mit Natrium in Ammoniak und anschliessender Behandlung mit Natriumhydroxid gemäss Beispiel 5D entfernt werden.

B.l. In ähnlicher Weise wie in den Beispielen 5A und 5D beschrieben, wird jedes der folgenden Aminoglycosidderivate mit Dimethylformamid bei Rückflusstemperatur behandelt, dann das entstandene N-geschützte-O-geschützte-Zwischen-produkt mit Natrium in flüssigem Ammoniak und anschliessend mit Natriumhydroxid bei 100 °C behandelt:

1,3,2' ,6 ' -T etra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2" -O-

benzoyl-3",4"-N,0-carbonylsisomicin,

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-

benzoyl-3",4"-N,0-carbonylverdamicin,

1,3,2', 6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-

benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-Antibiotikum G-52,

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-

benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-Antibiotikum 66-40D,

l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-

2",4"-di-0-benzoyl-Antibiotikum 6640B.

Jedes der erhaltenen Produkte wird wie in Beispiel 5D beschrieben, isoliert und gereinigt, wobei man erhält: 5-Episisomicin Fp. = 135-138 °C(Zers.)

5-Epiverdamicin Fp. = 110-113 °C[a]g6 + 159,7 (H2O) 5-Epi-Antibiotikum G-52,

5-Epi-Antibiotikum 6640D bzw.

5-Epi-Antibiotikum 6640B.

2. Nach Behandlung mit Dimethylformamid bei Rückflusstemperatur können die Schutzgruppen in jedem dadurch gebildeten Zwischenprodukt durch Behandlung mit Natriumhydroxid gemäss Beispiel 5C entfernt werden, wobei man das entsprechende 5-Epiaminoglycosid erhält.

C. 1. In ähnlicher Weise wie in den Beispielen 5A und 5B beschrieben, wird jedes der folgenden Aminoglycosidderivate mit Dimethylformamid bei Rückflusstemperatur behandelt, dann wird jedes der erhaltenen Zwischenprodukte in Essigsäure über Palladium auf Holzkohle hydrogeniert und anschliessend das erhaltene Produkt mit Natriumhydroxid behandelt:

l,3,2',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-3',2",4"-tri-0-benzoyl4',6'-0-benzylidengentamicinA, 1,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2' ,3 ' -O-cycIo-hexyliden-6',4'; 3",4"-di-N,0-carbonyl-2"-0-benzoylgentamicin B,

1,3-Di-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2 ' ,3 ' -O-cyclo-hexyliden-6',4'; 3",4"-di-N,0-carbonyl-2"-0-benzoylgentamicin Bi,

l,3,2'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl4',6'-0-cyclohexyIiden-2"-O-benzoyl-3",4"-N,0-carbonylgentamicin X2,

1,3,2 ' -Tri-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl4' ,6' -O-cyclohexyliden-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonyI-Antibiotikum G418,

l,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-3',4'-0-benzyliden-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-Antibiotikum JI-20A,

1,3,2 ' ,6 ' -Tetr a-N-benzyloxy carbonyl-5-O-methansulfonyl-3 ' ,4 ' -0-benzyliden-2"-0-benzoyl-3",4"-N,0-carbonyl-Antibiotikum JI-20B,

13

618986

1,3,2' ,6 ' ,3 " -Penta-N-benzyloxycarbonyl-5-O-methansulfonyI-3' ,4' ; 4",6"-di-0-benzyliden-2"-0-benzoylkanamycin B,

1,3,2' ,6' ,3"-Penta-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-4 ' ,2 " -di-O-benzoyl-4 " ,6 " -O-benzylidentobramycin, l,3,6',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2',3'; 4",6"-di-0-benzyliden-4',2"-di-0-benzoylkanamycin A in Mischung mit l,3,6',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-me-thansulfonyl-3',4';4",6"-di-0-benzyliden-2',2"-di-0-benzoylka-namycin A,

l,3,2',6',3"-Penta-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl4",6"-0-benzyliden-3',4'-di-deoxykanamycin B.

2. Jedes der nach Beispiel 6 Cl erhaltenen O-Yliden-5-epiamino-glycoside werden in 50%iger wässeriger Essigsäure gelöst und die Lösung wird am Dampfbad 1 h erwärmt. Die Reaktionsmischung wird im Vakuum zu einem Rückstand eingedampft und enthält jeweils das entsprechende 5-Epiaminoglycosid. Jede dieser Verbindungen wird mittels chromatographischer Methoden wie sie in Beispiel 5B beschrieben sind gereinigt, wobei man erhält:

5-Epigentamicin A,

5-Epigentamicin B,

5-Epigentamicin Bi,

5-Epigentamicin X2,

5-Epi-Antibiotikum G418,

5-Epi-Antibiotikum JI-20A,

5-Epi-Antibiotikum JI-20B,

NMR: (D2O ext. TMS): 5,17 (d. J = 4 Hz, 1 " -M); 5,13 (d. J = 3 Hz, l'-H); 2,62 (N-Me); 1,20 (d. J-Hz, Ce-'-CHa); 1,20 5 (Ct, -CH3).

CMR: (D2O, diox, réf.): 102 (Ci'): 96,4 (Ci"); 85,8 und 80,5 ppm

(Ct und Ce).

5-Epikanamycin B,

5-Epitobramycin,

5-Epikanamycin A bzw.

5-Epi-3',4'-dideoxykanamycin B.

Beispiel 7 :

5-Episisomicin und l-N-Alkyl-5-episisomicin A. 5-Episisomicin

1. Zu 10 ml Dimethylformamid werden 1,2 g 1,3,2',6'-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2 ' ' -O-benzoyl-

3",4' '-N,0-carbonylsisomicin und 1,0 g Tetra-n-butylammoniumacetat gegeben. Es wird 16 h bei 120 °C erhitzt, zu einem Rückstand eingedampft und der Rückstand mit Chloroform extrahiert. Die Chloroformlösung wird mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und dann im Vakuum zu einem Rückstand, enthaltend l,3,2',6'-Tetra-n-benzyloxycarbo-nyl-5-epi-0-acetyl-2"-0-benzoyI-3' ',4' '-N,0-carbonylsisomicin, eingedampft.

2. Der nach Beispiel 7A1. erhaltene Rückstand wird in 10 ml Dimethylsulfoxid gelöst. Es wird eine Lösung von 2 g Kaliumhydroxid in 4 ml Wasser hinzugefügt und 24 h bei 100 °C erhitzt. Die Reaktionsmischung wird gekühlt, 80 ml Amberlite IRC-50 (H+) werden zugefügt, die Mischung 1 h gerührt, das Harz agetrennt, mit Wasser gewaschen und dann mit 10 n Ammoniumhydroxid eluiert. Die vereinigten Ammoniumhy-droxideluate werden im Vakuum eingeengt und der erhaltene Rückstand über 25 g Silicagel chromatographiert und mit der unteren Schicht eines 2 :1 : l-Chloroform/Methanol/10 n Ammoniumhydroxid-Lösungsmittelsystems eluiert. Die ähnlichen durch Dünnschichtchromatographie bestimmten Eluate enthaltend 5-Episisomicin, werden gesammelt und die vereinigten Eluate zu einem Rückstand von 5-Episisomicin eingedampft. Fp. = 135-13& °C (Zers.); [aß6 + 187,3 (D2O); Massenspektrum (M)+ m/e 447, (M + 1)+ m/e 448. Monosaccharide m/e 160,127.2-Deoxy-5-epistreptamine m/e 191,173,163,145. Disaccharide m/e 317,289,271, m/e 350,322,304.

PMR(a)D20:

5,14

d, J = 2,5 Hz l'-H

5,07

d, J = 4,0 Hz

1"-H

4,89

breites Singlet

4'-H

4,37

breites Singlet

5-H

3,94

d,J= 12,5 Hz

5" e-H

3,77

q-

2"-H

3,39

d, J = 12,0 Hz

5' ' a-H

3,21 (2H)

breites Singlet

6'-H

2,65

d, J = 11 Hz

3"-H

2,52

Singlet

3"-N-CH3

1,23

Singlet

4"-C-CH3

CMR(D20):

PPM: ct 150,3,102,6,97,1 (2C), 85,8,80,9,73,3,70,3,69,7,68,5,64,0, 48,1,47,2,47,1,43,2,37,7,36,4,25,6,22,4.

B. l-N-Äthyl-5-episisomicin

1. Das erforderliche Zwischenprodukt, d. h. 1-N-Äthyl-l,3,2',6'-tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-0-methansulfonyl-2"-0-benzoyl-3' ',4' '-N.O-carbonylsisomicin wird durch Reaktion von 1-N-Äthylsisomicin gemäss den Verfahren nach den Beispielen 1 bis 4 hergestellt.

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 7 A beschrieben wird 1 -N-Äthyl-1,3,2 ' ' ,6' -tetra-N-benzyloxycarbonyl-5-O-methansul-fonyl-2' '-O-benzoyl-3' ',4' '-N.O-carbonylsisomicin in Dimethylformamid in Gegenwart von Tetra-n-butylammoniumacetat bei 120 °C 16 h behandelt. Das entstandene 5-Epi-O-acetatderivat wird wie in Beispiel 7A1 beschrieben abgetrennt, dann wird dieses Derivat mit wässerigem Kaliumhydroxid entsprechend Beispiel 7A2 behandelt und anschliessend mittels beschriebener chromatographischer Methoden gereinigt, man erhält l-N-Äthyl-5-episisomicin. Fp. = 118-122 °C (Zers.); Massenspektrum (M)+ m/e 475, (M + 1)+ m/e 476. Monosaccharide m/e 160,127. l-N-Äthyl-2-Deoxy-5-epistreptamine m/e 219,201,191, 173. Disacccaride m/e 345,317,299, m/e 378,350,322.

PMR(ct)D20:

5,14

d, J = 2,5 Hz l'-H

5,0

d, J = 4,1 Hz

1"-H

4,9

breites Singlet

4'-H

4,38

breites Singlet

5-H

3,93

d, J = 12,5 Hz

5"e-H

3,78

q-

2"-H

3,38

d, J = 12,5 Hz

5" a-H

3,21 (1H)

breites Singlet

6'-H

2,65

d, J = 11,0 Hz

3"-H

2,52

Singlet

3"-N-CH3

1,22

Singlet

4"-C-CH3

1,07

Triplet

I-N-CH2-CH3

CMR(D20):

PPM: 149,8,102,9,

97,4,97,0,83,9,80,5,73,2,70,1,69,6,68,5,63,9,

54,5,47,1,47,0,43,1,40,8,37,5,33,0,25,6,22,4,14,6.

C. Andere l-N-Alkyl-5-epiaminoglycosilderivate

1. In ähnlicher Weise wie in Beispiel 7A beschrieben, erhält man aus dem entsprechenden 5-Epi-O-acetylderivat: l-N-Propyl-5-episisomicin,

1 -N-(n-Butyl-5-episisomicin,

l-N-(CT-Aminobutyl)-5-episisomicin, l-N-(Y-Aminopropyl)-5-episisomicin, l-N-(ß-Methylpropyl)-5-episisomicin, l-N-{n-Pentyl)-5-episisomicin, 1-N< y-Methylbutyl)-5-episisomicin, l-N-(ß-Methylbutyl>5-episisomicin, l-N-(ß,ß-Dimethylpropyl)-5-episisomicin, l-N<ß-Äthylbutyl>5-episisomicin,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

618986

14

l-N-(n-Octyl)-5-episisomicin, der Behandlung von Mastitis in Rindern und Salmonella,

l-N-(ß-Propenyl)-5-episisomicin, welche in Haustieren, z. B. dem Hund und der Katze, Diarrhoe l-N-(ß-Äthyl-ß-hexenyl)-5-episisomicin, bewirken.

l-N-Benzyl-5-episisomicin, Das verbesserte Spektrum der Verbindungen dieser Erfin-

l-N-Phenäthyl-5-episisomicin, 5 dung besteht in der erhöhten Wirksamkeit gegen viele Organis-

l-N-CyclohexyhnethyI-5-episisomicin, men, welche gegen die Stammverbindung resistent sind. Bei-

l-N-(5-Hydroxybutyl)-5-episisomicin, spielsweise sind die Verbindungen aktiver gegen viele Organis-

l-N-(a)-hydroxyoctyl)-5-episisomicin, men, welche die Stammantibiotika durch Acetylierung der l-N-(ß-Aminoäthyl)-5-episisomicin, 3-Aminogruppe und/oder durch Adenylylierung der 2"-Hydro-

l-N-Äthyl-5-epigentamicin Qa, 10 xylgruppe inaktivieren. Einige zeigen auch Wirksamkeit gegen l-N-Äthyl-5-epigentamicin Ci, Protozoen und Amöben und anthelmintische Eigenschaften.

l-N-Äthyl-5-epigentamicin C2, Die 1-N-Alkylderivate, insbesondere die l-N-Äthyl-5-epi-4-0-

l-N-Äthyl-5-epigentamicin C2a, aminoglycosyl-6-0-garosaminyl-2-deoxystreptamine, zeigen l-N-Äthyl-5-epigentamicin C2b, auch verbesserte Wirksamkeit gegen Pseudomonas im Ver-

l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum G-52, 15 gleich zu ihren 1-N-unsubstituierten Vorprodukten mit der nor-

1 -N-Äthyl-5-epiverdamicin bzw. malen Konfiguration am C-5-Atom.

l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum 66-40D. Im allgemeinen hängt die zu verabreichende Dosis an Deri-

2. Eine äquivalente Menge des 1-N-Äthylderivates von vaten der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine vom 5-0-Methansulfonyl-2"-0-benzoyl-0-yliden-N-benzyloxycarbo- Alter und Gewicht der zu behandelnden Tierarten, der Art der nyl-Zwischenprodukten wird gemäss Beispiel 7A1 mit Di-2o Verabreichung und der Art und Schwere der zu verhindernden methylformamid in Gegenwart von Tetra-n-butylammonium- oder abzuschwächenden bakteriellen Infektion ab. Im allgemei-acetat behandelt, anschliessend das entstandene 5-Epi-O-acetyl- nen ist die zur Bekämpfung einer bakteriellen Infektion anzu-N-geschützte-O-geschützte-Zwischenprodukt mit wässerigem wendende Dosis der Derivate der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-Kaliumhydroxid gemäss Beispiel 7A2, behandelt und anschlies- deoxystreptamine ähnlich der erforderlichen Dosis der entsend die dadurch erhaltenen 0-Yliden-5-epi-4,6-di-0-(aminögly- 25 sprechenden 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine. cosyl)-2-deoxystreptamine mit 50%iger wässeriger Essigsäure Die Derivate der 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystrept-gemäss Beispiel 6C behandelt, wobei man erhält: amine und der pharmazeutisch annehmbaren Säureadditions-

l-N-Äthyl-5-epi-3',4'-dideoxykanamycin B, salze können oral verabreicht werden. Sie können auch äusser-

l-N-Äthyl-5-epigentamicin B, lieh in Form von Salben, hydrophil oder hydrophob, in Form l-N-Äthyl-5-epigentamicin Bi, 30 von Lotionen, welche wässerig oder nichtwässerig sein oder als l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum JI-20A, Emulsion vorliegen können, oder in Form von Cremen aufge-

l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum JI-20B, bracht werden. Pharmazeutische für die Herstellung solcher l-N-Äthyl-5-epikanamycinB, Formulierungen brauchbare Träger sind z.B. Wasser, öle,

l-N-Äthyl-5-epitobramycin, Fette, Polyester, Polyole und dergleichen.

l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum 66-40B, 35 Für die orale Verabreichung können die Verbindungen die-

l-N-Äthyl-5-epigentamicin X2, ser Erfindung zu Tabletten, Kapseln, Elixieren oder derglei-

l-N-Äthyl-5-epi-Antibiotikum G-418, chen verarbeitet werden, oder sie können auch mit Tierfutter l-N-Äthyl-5-epikanamycin A bzw. vermischt werden. Es sind dies jene Dosisformen, in welchen l-N-Äthyl-5-epigentamicin A. die Bakterizide am wirksamsten zur Behandlung von bakteriel-

Die Verbindungen hergestellt gemäss dieser Erfindung und 40 len Infektionen des Gastroindestinaltraktes, welche Infektio-deren nichttoxische pharmazeutisch annehmbare Säureaddi- nen Diarrhoe bewirken, sind.

tionssalze sind antibakterielle Mittel mit breitem Spektrum, Im allgemeinen enthalten äusserlich anzuwendende Präpa-welche vorteilhafterweise Wirksamkeit gegen viele Organis- rate etwa 0,1 bis etwa 3,0 g wirksamen Bestandteil pro 100 g der men zeigen, welche gegenüber ihren 5-Hydroxy-Vorprodukten Salbe, der Creme oder der Lotion. Äusserlich anzuwendende resistent sind. Die Verbindungen können daher allein oder in45 Präparate werden gewöhnlich sachte etwa 2 bis etwa 5 mal pro Kombination mit anderen Bakteriziden verwendet werden, um Tag auf Wunden aufgebracht.

das Wachstum von Bakterien in verschiedenen Medien zu verhindern oder deren Anzahl zu vermindern. Sie können z. B. zur Die Bakterizide dieser Erfindung können in flüssiger Form, Desinfektion von Laboratoriumsglaswaren, zahnärztlichen und z. B. als Lösungen, Suspensionen und dergleichen, in der Ohrenmedizinischen Einrichtungen verwendet werden, welche mit 50 und Augenheilkunde angewendet werden und können auch Staphylococcus aureus oder anderen Bakterien infiziert sind, parenteral durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden, welche durch die Aminoglycoside dieser Erfindung gehemmt Die injizierbare Lösung oder Suspension wird gewöhnlich in werden. Die Wirksamkeit der Verbindungen gegen gramnega- Mengen von etwa 1 mg bis etwa 10 mg Bakterizid pro kg Kör-tive Bakterien macht sie zur Bekämpfung von Infektionen, pergewicht pro Tag, aufgeteilt in etwa 2 bis etwa 4 Dosen, verweiche durch gramnegative Organismen, z. B. Species von Pro-55 abreicht. Die genaue Dosis hängt vom Stadium und der teus und Pseudomonas, hervorgerufen werden, geeignet. Die Schwere der Infektion, der Empfindlichkeit des infizierten Verbindungen, z.B. 5-Epigentamicin Ci und 5-Epigentamicin Organismus gegen das Bakterizid und den individuellen Cia, finden Anwendung in der Tierheilkunde, insbesondere bei Charakteristika der zu behandelnden Tierart ab.

Claims (10)

1. 618 986

   PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Derivaten der 4,6-Di-O-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin Bi, Gentamicin Ci, Gentamicin Cla, Gentamicin C2, Gentamicin C2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X2, Tobra-mycin, Verdamicin, Kanamycin A, Kanamycin B, 3' ,4'-Dide-oxykanamycin B, Antibiotikum G-52, Antibiotikum 6640B, Antibiotikum 6640D, Antibiotikum G-418, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B und Sisomicin, worin die 2-Deoxy-streptamingruppe durch ein 1,3-Diaminocyclitol der Formel nh,

   nhr x

   0

   ersetzt ist und in der Formel R Wasserstoff oder die Gruppe -CH2Y ist, wobei Y Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, N-Alkylaminoalkyl, Aminohydroxyalkyl, N-Alkylaminohydroxyalkyl, Phenyl, Ben-zyl oder Tolyl bedeutet und die aliphatischen Radikale bis zu sieben Kohlenstoffatome haben und, falls durch Amino und Hydroxy substituiert, diese Substituenten an verschiedenen Kohlenstoff atomen aufweisen, und X Hydroxy darstellt, und von deren pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Derivat eines der oben genannten 4,6-Di-0-(aminoglycosyl)-2-deoxystreptamine, worin die 2-Deoxystreptamingruppe durch ein 1,3-Diaminocyclitol der Formel nh,

   nhr

   0

   0

   ersetzt ist und in der Formel R wie oben definiert ist und X' unsubstituiertes oder substituiertes Kohlenwasserstoffsulfony-loxy darstellt, und wobei die Hydroxy- und Aminogruppen in dem 4,6-Di-0-(aminoglycosyl>2-deoxystreptaminderivat durch Gruppen geschützt sind, die durch reduktive Spaltung oder basische oder schwach saure Hydrolyse entfernbar sind, mit Dimethylformamid in einem Temperaturbereich von 80 °C bis 155 °C umsetzt, die Schutzgruppen entfernt und das erhaltene Derivat als solches oder als pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz isoliert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion mit Dimethylformamid in der Gegenwart eines Tetraalkylammoniumalkanoates durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Tetraalkylammoniumalkanoat Tetra-n-butylammo-niumacetat verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass X' Kohlenwasserstoffsulfonyloxy mit bis zu acht Kohlenstoffatomen oder ein Halogenderivat davon ist oder Nitrobenzolsulfonyloxy darstellt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass X' Methansulfonyloxy darstellt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der Schutzgruppen mit wässriger Base oder, falls die Schutzgruppen durch reduktive Spaltung entfernbar sind, mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators oder mit einem Alkalimetall in flüssigem Ammoniak und darauffolgender Behandlung mit wässeriger Base erfolgt und, falls Acetale oder Ketale vorhanden sind, diese danach mit wässeriger Säure entfernt werden.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Derivat von Sisomicin verwendet wird und R in dem 1,3-Diaminocyclitol der Formel II Wasserstoff ist.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Derivat von Sisomicin verwendet wird und R in dem 1,3-Diaminocyclitol der Formel II die Gruppe -CH2Y ist und Y wie in Anspruch 1 definiert ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe -CH2Y Äthyl darstellt.
10. 10. Verwendung der nach dem Verfahren des Patentanspruches 1 hergestellten Verbindungen der Formel I, worin R Wasserstoff ist, zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R die Gruppe -CH2Y darstellt, wobei Y die in Anspruch

    1 gegebene Bedeutung hat, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung mit einem Aldehyd der Formel Y-CHO, worin Y die in Anspruch 1 gegebene Bedeutung hat, in Gegenwart eines Wasserstoff-Donor-Reduktionsmittels und unter gegebenenfalls intermediärem Schutz von Aminogruppen in der Verbindung der Formel I mit Ausnahme der Aminogruppe in Stellung 1 und unter gegebenenfalls intermediärem Schutz einer jeden vorhandenen Amino- oder Hydroxygruppe im Aldehyd der Formel Y-CHO umsetzt und die erhaltene Verbindung als solche oder als pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz isoliert.