CH626896A5

CH626896A5 -

Info

Publication number: CH626896A5
Application number: CH1140476A
Authority: CH
Inventors: Barney John Magerlein
Original assignee: Upjohn Co
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1981-12-15
Also published as: US3996205A; NL7609874A; JPS5233649A; AU1662676A; PL192253A1; FR2355852A1; DE2638794A1; PL111474B1; AU506262B2; ZA764726B; FR2355852B1; CA1067899A; FR2322608B1; GB1530643A; SU700066A3; FR2322608A1; HU177271B; BE845942A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Aminoglykoside und der nicht-toxischen, pharmazeutisch akzeptablen Säureadditionssalze derselben.

Die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen weisen die folgende Formel auf

Ri Ri

Ri R»

bedeutet, worin

Ri -OH, —NH2 oder NHAlkyl ist, worin

Alkyl einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen darstellt, oder

G ein Rest der Formel

50

55

ch.

I ;

ho-ch h2n-ch

(I)

65 ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren zu ihrer Herstellung ist dadurch gekennzeichnet, dass man

(1) die Aminogruppen des Neamins der Formel

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4

selektiv blockiert,

(2) die 5,6-Hydroxylgruppen des Neamins mit geschützten

Aminogruppen unter Bildung eines Ketals selektiv blockiert,

(3) die 3',4'-Hydroxylgruppen des Neamins mit geschützten

Aminogruppen, in welchem die 5,6-Hydroxylgruppen als Ketal s blockiert sind, selektiv acyliert,

(4) die genannte Ketalgruppe selektiv unter Bildung eines geschützten Aminogruppen enthaltenden Neamins mit 3',4'-acylierten Hydroxylgruppen entfernt,

io (5) das genannte acylierte mit Aminoschutzgruppen versehene Neamin einer Glykosylierungsreaktion mit einem Glyko-sylhalogenid der Formel oder unterwirft, in welchen Formeln Z Chlor oder Brom ist,

Ri, für OAc, O-CO, och2<E>, NHR' oder NR'Alkyl steht, worin

Ri Ri

$ Phenyl ist,

Alkyl einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen darstellt,

R' für Acyl mit 1 bis 8 C-Atomen steht und

Ac Acetyl ist, oder mit einem Glykosylhalogenid der Formel

CH,

I 3

AcOCH

I

NHAc-CH Aco/

OAc worin Ac für Acetyl steht, und

(6) die Aminoschutzgruppen und die Acylreste zur Herstellung der weiter oben genannten Verbindungen durch Hydrolyse bzw. Hydrogenolyse selektiv entfernt. so

Erhaltene Verbindungen können in die entsprechenden Säureadditionssalze überführt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst also 6 Stufen, nämlich (1) die Aminogruppen des Ausgangs-Aglykoneamins werden blockiert; (2) die 5,6-Hydroxylgruppen werden als 55 Ketal blockiert; (3) die 3',4'-Hydroxylgruppen werden acyliert; (4) die Ketalgruppe wird entfernt; (5) die gewünschte Zuckereinheit wird nach einer Variante der bekannten Königs-Knorr-Glykosylierungsreaktion addiert und (6) die blockierenden Gruppen werden entfernt, wobei man letztlich das neue 60 Aminoglykosid-Antibiotikum erhält.

Das neue erfindungsgemässe Verfahren eignet sich aus mehreren Gründen in höchst vorteilhafter Weise zur Herstellung neuer Aminoglykoside. Die Blockierung der Aminogruppen als Trifluoracetate weicht von der üblichen chemischen 65 Praxis einer Verwendung der Carbobenzyloxygruppe als Blok-kierungsmittel ab. Die Trifluoracetylgruppe besitzt gegenüber der Carbobenzyloxygruppe eine Reihe von Vorteilen. So lässt sie sich leichter ausbilden, ist einfacher zu entfernen (mildes Alkali gegenüber einer Hydrogenolyse), sie verleiht der betreffenden Verbindung eine grössere Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln, wodurch deren Handhabung und Reinigung, beispielsweise auf chromatographischem Wege, vereinfacht wird, und sie ermöglicht, da sie stärker flüchtig ist, eine dampf-phasenchromatographische Überwachung der Zwischenprodukte (wodurch die Synthese als Ganzes erleichtert wird). Weiterhin ist die äusserst selektive Bildung eines Ketals im Hinblick auf einschlägige Veröffentlichungen überraschend und unerwartet. So berichten beispielsweise Umezawa und Mitarbeiter in «Bull. Chem. Soc. Japan», Band 42, Seite 537 (1969), dass sich beim Arbeiten mit carbobenzyloxyblockier-tem Neamin ein schwierig zu trennendes Gemisch von Mono-ketalen bildet.

Das erfindungsgemäss sechsstufig und kurz erläuterte Verfahren lässt sich durch folgendes, aus Vereinfachungsgründen einen ganz speziellen Zucker verwendendes Reaktionsschema darstellen. Selbstverständlich können jedoch bei der erfin-dungsgemässen Herstellung der neuen Aminoglykosid-Antibiotika auch andere Zucker verwendet werden.

Stufe 1

Blockierung der Aminogruppen

HO

N

CH2NHT — 0 OH 0

(l)

T = eine die Aminogruppe blockierende Gruppe Stufe 2

ÇH2NHT NHT

-o,

OH

NHT

(2)

HO

NHT

(2)

~\ NHT

OH

f

OH

Umwandlung der 5,6-Hydroxylgruppen in ein HO Monoketal

NHT

OH

MHT

Stufe 3

R = eine Acylgruppe

Stufe 4

NHT

Acylierung der 3',4'-Hydroxylgruppen

CH 2 NHT NHT

Jr~° . Jt- s, nht

MHT

NHT

Entfernung der Ketaleinheit RO\l

NHT

(5)

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Stufe 5

6

Königs-Knorr-Glycosylierung

CH20A<y

NHT

/0\/ Ac = Acetyl"

V A grappe

V-r

OAcOAc

O^cOAc

Stufe 6

Entfernung der Schutzgruppen

OH OH

OH CH

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden neue Aminoglykosid-Antibiotika, bei denen es sich um 6-O-Glyko-sylanaloge von Neamin handelt, hergestellt.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben:

Bei dem neuen Verfahren werden zunächst die vier Aminogruppen im Neaminausgangsmaterial mit einer geeigneten Blockierungsgruppe blockiert. Die bevorzugte Blockierungsgruppe stellt die Trifluoracetylgruppe dar. So wird bei der bevorzugten Ausführungsform dieser Verfahrensstufe (im folgenden aus Vereinfachungsgründen als «Stufe 1» bezeichnet) das Neamin (1) in Form einer Suspension in Acetonitril in

Gegenwart einer organischen Base, z.B. von Triäthylamin, mit Trifluoressigsäureanhydrid umgesetzt. Das Trifluoressigsäure-anhydrid wird zu der Neaminsuspension innerhalb von 30 min «o bei einer Temperatur von 15°C±5°C zugegeben. Hierauf wird das Reaktionsgemisch etwa 1 h lang bei Raumtemperatur gerührt, worauf das Lösungsmittel im Vakuum verdampft wird. Das hierbei erhaltene Reaktionsprodukt (2) wird durch Lösungsmittelextraktion mit Äthylacetat und Umkristallisieren 6s aus Äthanol gewonnen.

Ein geeigneter Ersatz für das in Stufe 1 verwendete Trifluoressigsäureanhydrid ist Pentafluorpropionsäureanhydrid und der Äthylthioester der Trifluoressigsäure, nämlich S-Äthyltri-

fluorthioacetat. Ein geeigneter Ersatz für das in Stufe 1 verwendete Acetonitril ist Äthylacetat oder ein sonstiges Lösungsmittel, in dem die Reaktionsprodukte löslich sind. Die Umsetzung kann über einen Temperaturbereich von 0°C bis zum Siedepunkt der Reaktionsteilnehmer durchgeführt werden. Für den Fachmann dürfte es selbstverständlich sein und keiner weitern Erläuterung mehr bedürfen, dass sich bei niedrigeren Reaktionstemperaturen die Reaktionsdauer verlängert. Die Gewinnung bzw. Reindarstellung des Reaktionsprodukts aus Stufe 1 lässt sich nach üblichen bekannten Massnahmen bewerkstelligen. Anstelle des als Extraktionslösungsmittel bevorzugten Äthylacetats können auch andere wasserunlösliche Lösungsmittel, beispielsweise Butylacetat und dergleichen, verwendet werden.

Die Stufe 2 des erfindungsgemässen Verfahrens ist mit der Bildung des 5,6-Ketals der in Stufe 1 erhaltenen Verbindung befasst.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Stufe 2 des genannten Verfahrens wird das Produkt (2) in Acetonitril und 2,2-Dimethoxypropan in Gegenwart von Trifluoressigsäure etwa 3/4 h auf Rückflusstemperatur erhitzt. Hierauf wird das basische Harz IRA-45 (OH-) zu der Reaktionslösung zugesetzt, um den sauren Katalysator zu entfernen. Schliesslich wird nach üblichen bekannten chromatographischen Verfahren aus dem Reaktionsgemisch eine Monoketalverbindung (3) gewonnen.

Das in Stufe 2 verwendete 2,2-Dimethoxypropan lässt sich auch durch andere kurzkettige Dialkoxyalkane, bei denen sowohl der Alkoxy- als auch Alkanteil 1 bis einschliesslich 8 Kohlenstoffatome aufweisen kann, ersetzen. Vorzugsweise sollten die Alkoxy teile identisch sein, sie können jedoch auch verschieden sein. Beispiele für geeignete kurzkettige Dialkoxyalkane sind 2,2-Diäthoxypropan, 2,2-Dipropoxypropan, 2,2-Dibutoxypropan, 2,2-Dipentoxypropan, 2,2-Dihexoxypro-pan, 2,2-Diheptoxypropan, 2,2-Dioctoxypropan, Dimethoxy-methan, 3,3-Dimethoxypentan, 4,4-Dimethoxyheptan und dergleichen sowie 2-Äthoxy-2-methoxypropan, und dergleichen.

Die in Stufe 2 als saurer Katalysator verwendete Trifluoressigsäure lässt sich auch durch p-Toluolsulfonsäure oder starke anorganische Säuren, z.B. HCl, H2SO4 und dergleichen, ersetzen. Zweckmässigerweise sollte die Menge des verwendeten sauren Katalysators genau überwacht werden, da ein Über-schuss zur Bildung der Diketalverbindung anstelle des gewünschten Monoketals führt. Wenn das Diketal gebildet wurde, lässt es sich nach üblichen bekannten Verfahren unter Verwendung von Methanol und eines sauren Katalysators, z.B. von Trifluoressigsäure, durch selektive Methanolyse in das Monoketal überführen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Stufe 2 des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Entfernung des sauren Katalysators nach Beendigung der Umsetzung durch Vermischen der Reaktionslösung mit dem Ionenaustauscherharz Amberlite IRA-45 (OH-), d.h. einem basischen Harz. Andere verwendbare Harze erhält man beispielsweise durch die auf den Seiten 88 und 97 von Kunin «Ion Exchange Resins», 2. Ausgabe (1958), John Wiley and Sons, Inc., beschriebene Chlormethylierung von gegebenenfalls mit Divinylbenzol vernetztem Polystyrol, das nach dem auf Seite 84 der genannten Literaturstelle von Kunin angegebenen Verfahren hergestellt wurde, und Quaternisieren mit Trimethylamin oder Dimethyläthanolamin nach dem auf Seite 97 der angegebenen Literaturstelle von Kunin beschriebenen Verfahren. Anionen-austauscherharze dieses Typs werden unter den Handelsbezeichnungen Dowex 2, Dowex 20, Amberlite IRA-400 (OH-), Amberlite IRA-410 (OH-), Amberlite IRA-401 (OH"), Duolite A-102 und Permutit S. 1 vertrieben.

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Der in Stufe 2 verwendete saure Katalysator lässt sich auch durch Verwendung unlöslicher basischer Salze, z.B. von Bari-umcarbonat, Bleicarbonat und dergleichen, entfernen.

Die Acylierung der 3'- und 4'-Hydroxylgruppen in Stufe 3 lässt sich nach üblichen bekannten Acylierungsverfahren bewerkstelligen. Vorzugsweise wird bei der Durchführung der Stufe 3 des erfindungsgemässen Verfahrens als Acylierungs-mittel p-Nitrobenzoylchlorid verwendet, da es ein Acylierungs-produkt (4) liefert, das bei der Dünnschichtchromatographie während der Königs-Knorr-Glykosylierung in Stufe 5 bei Belichtung mit UV-Licht sichtbar wird. Selbstverständlich können zur Gewinnung des Acylierungsprodukts auch andere Acylierungsmittel verwendet werden. Die Acylierung wird in Gegenwart eines säurebindenden Mittels durchgeführt. Geeignete säurebindende Mittel sind beispielsweise Amine, wie Pyridin, Chinolin und Isochinolin, sowie Puffersalze, wie Natriumacetat. Vorzugsweise wird als Base Pyridin verwendet. Zur Acylierung geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise (a) gesättigte oder ungesättigte, gerad- oder verzweigtkettige aliphatische Carbonsäuren, wie Essig-, Propion-, Butter-, Isobutter-, tert.-Butylessig-, Valerian-, Isovalerian-, Capron-, Capryl-, Decan-, Dodecan-, Laurin-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Paimitin-, Margarine-, Stearin-, Acryl-, Croton-, Undecylen-, Öl-, Hexyn-, Heptyn- oder Octynsäure; (b) gesättigte oder ungesättigte, alicyclische Carbonsäuren, z.B. Cyclo-butan-, Cyclopentan-, Cyclopenten-, Methylcyclopenten-, Cyclohexan-, Dimethylcyclohexan- oder Dipropyl-cyclohexan-carbonsäure; (c) gesättigte oder ungesättigte alicyclische aliphatische Carbonsäuren, z.B. Cyclopentanessig-, Cyclopentan-propion-, Cyclohexanessig-, Cyclohexanbutter- oder Methylcy-clohexanessigsäure; (d) aromatische Carbonsäuren, z.B. Benzoe-, Toluol-, Naphthoe-, Äthylbenzoe-, Isobutylbenzoe-, oder Methylbutylbenzoesäure; und (e) aliphatische Carbonsäuren, wie Phenylessig-, Phenylpropion-, Phenylvalerian-, Zimt-, Phenylacetylencarbon- und Naphthylessigsäure. Es eignen sich ferner Halogen-, Nitro-, Hydroxy-, Amino-, Cyano-, Thio-cyano- und kurzkettige Alkoxykohlenwasserstoffcarbonsäuren, einschliesslich von Kohlenwasserstoffcarbonsäuren der beschriebenen Art, die durch ein oder mehrere Halogenatome oder eine oder mehrere Nitro-, Hydroxy-, Amino-, Cyano-oder Thiocyano- oder kurzkettige Alkoxygruppen, zweckmässigerweise kurzkettige Alkoxygruppen mit höchstens 6 Koh-lenstoffatomen, z.B. Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, Butoxy-, Amyloxy-, oder Hexyloxygruppen oder (eine) isomere Gruppen hierzu substituiert sind. Beispiele für derartige substituierte Kohlenwasserstoffcarbonsäuren sind Mono-, Di- und Trichloressigsäure, a- und ß-Chlorpropionsäure, a- und y-Brombuttersäure, a,- und ö-Jodvaleriansäure, Mevalonsäure, 2- und 4-Chlorcyclohexancarbonsäure, Shikimisäure, 2-Nitro-1-methylcyclobutancarbonsäure, 1,2,3,4,5,6-Hexachlorcyclo-hexancarbonsäure, 3-Brom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 4- und 5-Brom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 5- und 6-Brom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 2,3-Dibrom-2-methyl-cyclohexancarbonsäure, 2,5-Dibrom-2-methylcyclohexancar-bonsäure, 4,5-Dibrom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 5,6-Dibrom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 3-Brom-3-methylcy-clohexancarbonsäure, 6-Brom-3-methylcyclohexancarbon-säure, l,6-Dibrom-3-methylcyclohexancarbonsäure, 2-Brom-4-methylcyclohexancarbonsäure, l,2-Dibrom-4-methylcyclo-hexancarbonsäure, 3-Brom-2,2,3-trimethylcyclopentancarbon-säure, l-Brom-3,5-dimethylcyclohexancarbonsäure, Homo-gentisinsäure, o-, m- und p-Chlorbenzoesäure, Anissäure, Salicylsäure, p-Hydroxybenzoesäure, ß-Resorcylsäure, Gallussäure, Veratrinsäure, Trimethoxybenzoesäure, Trimethoxy-zimtsäure, 4,4'-Dichlorbenzilsäure, 0-, m- und p-Nitrobenzoe-säure, Cyanoessigsäure, 3,4- und 3,5-Dinitrobenzoesäure. 2,4,6-Trinitrobenzoesäure, Thiocyanoessigsäure, Cyanopro-

7

s

10

15

20

25

30

35

40

45

so

55

60

65

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8

pionsäure, Milchsäure, Äthoxyameisensäure (Äthylwasser-stoffcarbonat) und dergleichen.

Das in Stufe 3 erhaltene Reaktionsprodukt (4) wird zur Entfernung der Ketalgruppe einer milden sauren Hydrolyse unterworfen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der s Stufe 4 des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Lösung des Reaktionsprodukts (4) in einer etwa 66%igen Essigsäurelösung etwa 4 h lang auf eine Temperatur von 65 °C erwärmt. Das gewünschte Reaktionsprodukt (5) erhält man durch Entfernen des Lösungsmittels und Anwendung üblicher chromato- io graphischer Verfahren.

Die in Stufe 4 verwendete Essigsäure lässt sich auch durch andere milde Säuren, beispielsweise Propionsäure oder Oxalsäure, die keine Esterhydrolyse hervorrufen, ersetzen. Bei Verwendung einer stärkeren Säure, z.B. von Trifluoressig- is säure, Chlorwasserstoffsäure, Schwefel- oder Trichloressig-säure, lässt sich die Reaktionsdauer verkürzen und die Reaktionstemperatur erniedrigen. Die Reaktionstemperatur kann sehr verschieden sein und je nach der verwendeten Säure zwischen etwa 10° und etwa 100°C liegen. 20

Die Glykosylierung des Reaktionsprodukts (5) in Stufe 5 erfolgt nach der bekannten Königs-Knorr-Reaktion. Im Hinblick auf akzeptable Ausbeuten muss die Umsetzung in Stufe 5 unter wasserfreien Bedingungen durchgeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Stufe 5 des erfin- 2s dungsgemässen Verfahrens lassen sich wasserfreie Bedingungen dadurch gewährleisten, dass man aus dem Reaktionsgemisch Benzol abdestilliert und unter einer trockenen Stickstoffatmosphäre arbeitet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Stufe 5 des genannten Verfahrens wird eine Nitrome- so than/Benzol-Lösung der gewünschten Zuckereinheit in Form des Bromids oder Chlorids und mit durch Acetylgruppen blockierten Hydroxylgruppen unter Rückflusstemperatur mit der Verbindung (5) in Gegenwart von Hg(CN)2 umgesetzt,

wobei die Verbindung (6) erhalten wird. 35

Andererseits können die Hydroxylgruppen der in Stufe 5 benötigten Zuckereinheit auch durch Benzylgruppen unter Bildung des Benzyläthers blockiert sein. Diese Benzylgruppen werden anschliessend durch Hydrogenolyse entfernt.

Das bevorzugte Lösungsmittel in Stufe 5 ist Nitromethan, da das Quecksilber(II)cyanid in diesem Lösungsmittel relativ gut löslich ist. Anstelle des Nitromethans können jedoch auch andere Lösungsmittel, in denen das Quecksilber(II)cyanid etwas löslich ist, z.B. Äthylacetat, Acetonitril und Dimethyl-formamid, verwendet werden.

Das in Stufe 5 verwendete Quecksilber(II)cyanid kann auch durch andere Quecksilbersalze, z.B. Quecksilber(II)bromid, Quecksilber(II)chlorid, Quecksilber(II)oxid und dergleichen, ersetzt werden. Anstelle des Quecksilber(II)cyanids können auch Silbersalze, beispielsweise Silbercarbonat, Silberperchlo-rat und dergleichen, verwendet werden.

Die Temperatur der Umsetzung in Stufe 5 kann von etwa Raumtemperatur bis etwa zum Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels reichen.

Um in Stufe 5 eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten, muss mit einem Überschuss des Zuckerbromids oder -chlorids gearbeitet werden. So solte das Verhältnis von Zuk-kerbromid oder -chlorid zur Verbindung (5) mindestens 2:1, zweckmässigerweise 10:1 betragen. Ein grosser Überschuss an dem Zuckerbromid oder -chlorid ist nicht wünschenswert, da sich in einem solchen Falle die Gewinnung des gewünschten Produkts schwieriger gestaltet.

In Stufe 6 des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt eine gleichzeitige Hydrolyse der Ester- und Aminoschutzgruppen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Stufe 6 des genannten Verfahrens wird eine Lösung der Verbindung (6) und 2n-NaOH in Methanol etwa 15 min lang auf Rückflusstemperatur erhitzt. Nach Entfernen des Methanols im Vakuum wird die Lösung mit Wasser versetzt, worauf die Verbindung (7) durch ein übliches Ionenaustauschverfahren gewonnen wird. Als Ersatz des Natriumhydroxids kann jedes starke wässrige Alkali, beispielsweise Kaliumhydroxid, Bariumhydroxid, Ammoniumhydroxid und dergleichen, verwendet werden. Das wässrige Alkali kann stärker als 2n verdünnt sein; zweckmässigerweise sollte es jedoch nicht weit stärker sein, damit die Schutzgruppen selektiv entfernt werden.

Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen der Formel I können zur Herstellung von Verbindungen der Formel

40

_ch„nhrt

0

n oh

1 '

.NH-C-CH- (CH2)-CH NE2

worin

G die oben angegebene Bedeutung hat, verwendet werden, indem man

(1) die 6'-Aminogruppe der oben definierten Verbindung der Formel I selektiv blockiert,

(2) selektiv mit L(-) Y-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxy-buttersäure, N-Hydroxysuccinimidester in wässrigem Äthylen-glykol-Dimethyläther 1-N-acyliert und

(3) die genannten 6'- und 7-N-Schutzgruppen selektiv entfernt.

Diese neuen 1-N-AHBA-Derivate werden gewöhnlich nach üblichen Verfahren erhalten. Diese Derivate verstärken die antibakterielle Aktivität und machen das Antibiotikum gegenüber enzymatischer Inaktivierung stärker resistent. Somit können diese Derivate zum selben antibakteriellen Zweck wie die Verbindungen der Formel I verwendet werden.

Glykosylhalogenide sind entsprechend der Definition von Wolfrom und Szarek in «The Carbohydrates», Band 1A, Seite ss 239, Herausgeber Pigman und Horton, Verlag Academic Presse, New York (1972) «Saccharidderivate, bei denen die Hydroxylgruppe des Anomeriezentrums der Aldose oder Ketose durch ein Halogenatom ersetzt ist». Diese Definition wird hier und im folgenden mit folgenden Einschränkungen so verwendet: (a) 5 bis 8 Kohlenstoffatome mit verschiedenen Konfigurationen der Hydroxylgruppen; (b) 1-Chlor- oder 1-Bromzucker liegen entweder in der 1-a- oder 1-ß-Halogen-konfiguration vor; (c) die Hydroxygruppen sind als Acylate (Acetat oder Benzoat) oder als Benzyläther blockiert; und (d) 65 es werden Amino-, Alkylamino- oder Dialkylaminozucker, einschliesslich beispielsweise 2-Amino-2-desoxy-, 3-Amino-3-desoxy-, 4-Amino-4-desoxy-, 5-Amino-5-desoxy-, 6-Amino-6-desoxy-, 2,6-Diamino-2,6-didesoxyzucker und deren N-

9

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Mono- und N,Ni-Dialkyl-substituierten Derivate umfasst.

Eine ziemlich vollständige Erläuterung der Glykosylhaloge-nide findet sich in dem Buch von Jeanloz «The Amino Sugars», Band 1A, Academic Press, New York (1969) und in der Veröffentlichung von L.J. Haynes und F.H. Newth «Gly-cosyl Halides and Their Derivatives», Advances in Carbohy-drate Chemistry, Band 10, Academic Press, 1955, Seiten 247 bis 254.

Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Glyko-sylhalogenide weisen folgende Formeln auf worin bedeuten:

Z ein Chlor- oder Bromatom; Ri' eine Gruppe der Formeln

OAc

NHR' oder NR'-Alkyl, worin Alkyl einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt,

4> Phenyl ist,

R' eine Acylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Ac eine Acetylgruppe bedeuten, oder ch3 I

AcO CH

I

NHAc-CH

AcQ

Br

OAc

OAc worin Ac für eine Acetylgruppe steht.

Weitere Ausgangsverbindungen weisen folgende Formeln r

worin bedeuten:

Z ein Chlor- oder Bromatom

Ri7 eine Gruppe der Formeln OAc oder NHAc, worin Ac für eine Acetylgruppe steht.

Eine weitere Strukturuntergattung der im erfindungegemäs-sen Verfahren zur Herstellung der entsprechenden Aminoglykosid-Antibiotika verwendbaren Glykosylhalogenide lässt sich durch folgende Formel wiedergeben:

CHaOAc

CHaOAc worin bedeuten:

Z ein Chlor- oder Bromatom Ac eine Acetylgruppe.

Beispiele für verwendbare Zuckerglykosylhalogenide sind: 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-altropyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-acetyI-a-D-galactopyranosylchIorid, 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-galactopyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-glucopyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-benzoyl-a-D-glucopyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-glucopyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-mannopyranosylchlorid, 2,3,4,6-Tetra-O-benzyl-a-D-mannopyranosylchlorid,

2.3.5-Tri-O-acetyl-a-D-ribofuranosylchlorid,

2,3,4,6-T etra-O-acetyl- a-D-galactopyranosylbromid,

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-glucopyranosylbromid,

2,3,4-Tri-0-acetyl-6-0-benzoyl-a-D-glucopyranosylbromid,

6-0-Acetyl-2,3,4-tri-0-benzyl-a-D-

glucopyranosylbromid,

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-mannopyranosylbromid, 2,3,4,6-Tetra-O-benzoyl-a-D-mannopyranosylbromid, 2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid,

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-a-D-glucopyranosylchlorid,

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-ß-D-glucopyranosylchlorid,

2-Ben2amido-3,4,6-tri-0-benzoyl-2-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid,

3.4.6-Tri-0-acetyl-2-benzamido-2-desoxy-a-D-glucopyranosylchlorid,

3,4,6-Tri-0-acetyl-2-[(benzyloxycarbonyl)amino]-2-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid, 2-Acetamido-3,4-di-0-acetyl-2-desoxy-D-ribofuranosylchlorid,

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-D-galactopyranosylbromid,

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy- a-D-galactopyranosylchlorid,

3-Acetamido-2,4,6-tri-0-acetyl-3-desoxy-a-D-mannopyranosylbromid, 3-Acetamido-2,4,6-tri-0-acetyl-3-desoxy-a-D-mannopyranosylchlorid,

2,4,6-Tri-0-acetyl-3-[(benzyloxycarbonyl)amino]-

3-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid,

2,3,4-Tri-0-acetyl-6-[(benzoyloxycarbonyl)amino]-

6-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid,

2,4,6-Tri-0-acetyl-3-[(benzyloxycarbonyl)amino]-3-

desoxy-D-glucopyranosylchlorid,

2,3,4-Tri-0-acetyl-6-[(benzyloxycarbonyl)amino]-6-

desoxy-D-glucopyranosylchlorid.

s io

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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10

Die genannten Beispiele für Zuckerglykosylhalogenide stellen bekannte und erhältliche Glykosylhalogenide dar. Sie sind von D. Horton in der Veröffentlichung «Monosaccharide Amino Sugars» in «The Amino Sugars», Band 1A, Herausgeber R.W. Jeanloz, Verlag Acedemic Press, New York (1969), 5 Seite 204 und von L.J. Haynes und F.H. Newth in «Advances in Carbohydrate Chemistry», Band 10, Verlag Academic Press, New York (1955), Seiten 147 bis 154 beschrieben.

Andere im erfindungsgemässen Verfahren verwendbare Glykosylhalogenide sind beispielsweise N-Acetyl-2,3,4,7-tetra-0- 10 acetyl-a- und ß-lincosaminylbromide, die von B. Bannister in «J. Chem. Soc.», Perkin, Seite 3025 (1972) beschrieben sind. Weitere der verwendbaren substituierten Ausgangsverbindungen sind 3-Acetamido-2,4,6-tri-0-benzyl-3-desoxyglucopyra-nosylchlorid (vgl. S. Koto und Mitarbeiter in «Bull. Chem. 15 Soc. Japan», Band 41, Seite 2765,1968); 3-Acetamido-2,4,6-tri-O-acetyl-3-desoxyglucopyranosylbromid (vgl. Shibahara und Mitarbeiter in «J. Amer. Chem. Soc.», Band 94, Seite 4353, 1972) und 3,4,6-Tri-0-acetyl-2-trifluoracetamido-2-desoxy-a-D-glucopyranosylbromid (vgl. Meyer zu Reckendorf und 20 Mitarbeiter in «Chem. Ber.», Band 103, Seite 1792, 1970).

Eine Untergruppe der erfindungsgemäss herstellbaren 6-0-D-Glykosylanalogen des Neamins, in denen die Schutzgruppen noch nicht abgespalten sind, lässt sich durch folgende Formel darstellen: 25

,CH2NHT NHT

NHT

30

NHT

worin bedeuten: 35

T ein Wasserstoffatom oder eine die Aminogruppe blockierende Gruppe;

R ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffcarbonsäu-reacylgruppe mit 2 bis einschliesslich 18 Kohlenstoffatomen oder eine Halogen-, Nitro-, Hydroxy-, Amino-, Cyano-, Thio- io cyano- oder durch einen kurzkettigen Alkoxyrest substituierte Kohlenwasserstoffcarbonsäureacylgruppe mit 2 bis einschliesslich 18 Kohlenstoff atomen und G einen Glykosylrest der Formeln:

45

ch2r oder worin Ri für einen Rest der Formeln -OAc, -OH, -NH2 oder -NHAc, in welchen Ac eine Acetylgruppe darstellt, steht.

Eine weitere Untergruppe der neuen 6-O-D-Glykosylanalo-gen des Neamins, welche ebenfalls noch Schutzgruppen aufweisen, lässt sich durch folgende Formel wiedergeben:

NHT

worin bedeuten:

T ein Wasserstoffatom oder eine die Aminogruppe blockierende Gruppe;

R ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffcarbonsäu-reacylgruppe mit 2 bis einschliesslich 18 Kohlenstoff atomen oder eine Halogen-, Nitro-, Hydroxy-, Amino-, Cyano-, Thio-cyano- oder durch einen kurzkettigen Alkoxyrest substituierte Kohlenwasserstoffcarbonsäureacylgruppe mit 2 bis einschliesslich 18 Kohlenstoff atomen und G einen Glykosylrest der Formeln:

oder

R3O

0r3 or3

OR3 OR3

worin R3 für ein Wasserstoffatom oder eine Acetylgruppe steht.

Wenn bei den verschiedenen 6-O-D-Glykosylanalogen des Neamins (der angegebenen Formeln) der Glykosylrest aus einem 6-gliedrigen Ring besteht, gilt, dass der Rest Ri in 3"-Stellung oder in 3"- und 6"-Stellungen nicht für einen Rest der Formel -NH2 steht, wenn der Rest Ri in den sonstigen Stellungen für einen Rest der Formel -OH steht, und ferner, dass der Glykosylrest kein D-Glykosylrest ist.

Durch Einführung dieses Disclaims werden bekannte Verbindungen ausgeschlossen.

Die beschriebenen neuen Verbindungen eignen sich zur Herstellung neuer Aminoglykosid-Antibiotika. Diese neuen Aminoglykosid-Antibiotika besitzen eine antibakterielle Wirksamkeit und können an den verschiedensten Stellen zur Ausrottung oder Abtötung empfindlicher Bakterien zum Einsatz gebracht werden. Im folgenden sind die Ergebnisse von antibakteriellen in-vitro-Tests mit repräsentativen erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen angegeben. Die Ergebnisse wurden mit Standardplattenversuch unter Verwendung von 12,5 mm-Rundpapieren erhalten.

Inhibierungszone (mm)

50

Testver

B.cereus

B. subtilis bindung

5 mg/ml *

10mg/ml*

5 mg/ml*

10mg/ml

(7ß)

25

34

35

38

(7a)

25

32

34

(9)

29

34

32

34

(11)

-

16

-

* Konzentration der Testverbindung

Die Verbindungen wurden ferner im Rahmen eines Stan-60 dardmikroplattentests in einem Gehirn-Herz-Infusionsagar (BHI) in einer Konzentration von 1 mg/ml getestet. Die Inkubation erfolgte bei einer Temperatur von 37°C. Die Endpunkte wurden nach 20 h abgelesen. Der Gehirn-Herz-Infu-sionsagar bestand aus einem Handelsprodukt und besass fol-65 gende Zusammensetzung:

Kälberhirn, Infusion aus Rinderherz, Infusion aus

200 g 250 g

11

626 896

Baktoproteose-pepton (Handelsprodukt) 10 g

Baktodextrose (Handelsprodukt) 1 g

Natriumchlorid 5 g

Dinatriumphosphat 2,5 g

Agar 15 g

Mindestinhibierungskonzentration (mcg/ml)

Verbindung

Neamin- * Neamin-

vergleichs- Vergleichs-

Organismus (9) (7a) Verbindung *(7ß) Verbindung

S. aureus 284 UC 76

125

1000

125

1000

62,5

S. aureus UC 570

250

500

250

1000

62,5

S. aureus UC 746

250

1000

250

500

62,5

S. hemolyticus UC 152

3,9

31,2

3,9

62,5

7,8

St. faecalis UC 694

> 1000

1000

> 1000

500

E. coli UC 45

250

500

62,5

500

125

P. vulgaris UC 93

500

1000

250

500

125

K. pneumoniae UC 58

62,5

7,8

62,5

15,6

S. schottmuelleri UC 126

250

500

62,5

250

62,5

Ps. aeruginosa UC 95

> 1000

>1000

> 1000

D. pneumoniae UC 41

> 1000

* Der Versuch wurde an einem von den sonstigen Versuchen verschiedenen Tag durchgeführt.

Fussnote: UC ist die Bezeichnung für The Upjohn Company Culture Collection.

Die Verbindungen (7ß), (7a) und (9) wurden unter densel- Nr. (11) und (14ß) gegen eine Neaminvergleichsverbindung ben Bedingungen, wie angegeben, neben den Verbindungen 30 getestet. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Mindestinhibierungskonzentration (mcg/ml)

Verbindung

Neamin- Neamin-

vergleichs- vergleichs-

Organismus (9) (11) (7a) Verbindung (7ß) (14ß) Verbindung

S. aureus UC 76

125

1000

62,5

31,2

500

1000

31,2

S. hemolyticus UC 152

3,9

1000

7,8

2,0

250

1000

3,9

S. faecalis UC 694

1000

500

1000

500

D. pneumoniae UC 41

125

1000

125

62,5

1000

31,2

E. coli UC 45

250

1000

62,5

1000

62,5

K. pneumoniae UC 58

31,2

1000

7,8

250

500

3,9

S. schottmuelleri UC 126

62,5

1000

125

62,5

500

1000

31,2

Ps. aeruginosa UC 95

1000

P. vulgaris UC 93

125

1000

125

15,6

1000

62,5

P. mirabilis A-63

500

1000

500

250

1000

250

P. morgani UC 3186

125

1000

125

31,2

1000

62,5

P. rettgeri UC 339

1000

500

1000

S. marcescens UC 131

500

1000

250

125

1000

250

S. flexneri UC 143

500

1000

125

62,5

1000

62,5

S. typhi TG-3

250

1000

62,5

31,2

1000

15,6

55

Die Verbindung (14ß) wurde ferner noch mit einer Reihe des beschriebenen Typs getestet. Hierbei wurden folgende von Bakterien im Rahmen eines Standardagarplattenversuchs Ergebnisse erhalten:

Agar-Diffusionstest mit 3'-0-ß-D.Ribosylneamin (14ß):

B.cereus

B. subtilis

S. aureus

P. vulgaris

Ps. aeruginosa

E. coli

Verdünnungen

UC3145

UC564

UC76

Verdünnungen

UC93

UC95

UC51

volle Stärke

25,5

37

25

„ volle Stärke

26

20

27

1:2

24

35,5

23

1:2

22

17

24,5

1:4

21

33

21

1:4

19,5

14

22

1:8

18

30,5

17,5

1: 8

16

-

18

626896

12

S. lutea

K. pneumoniae

Verdünnungen

UC 130

UC57

volle Stärke

25

31

1:2

22,5

29

1:4

19

27

1: 8

15

23

Aus den Ergebnissen lässt sich entnehmen, dass die Verbindungen (7a), (7ß), (9), (11) und (14ß) gegen Bacillus cereus aktiv sind. Somit lassen sich diese Verbindungen zur Behandlung von Wollfilzen einsetzen, da B. cereus aus verrotteten Wollfilzen in der Papierindustrie isoliert wurde. Die Verbindungen (7a), (7ß), (9) und (14) sind gegen Bacillus subtilis aktiv. Sie können somit zur Bekämpfung eines Befalls von Seidenwürmern durch Bacillus subtilis zum Einsatz gelangen. Weiterhin können diese Verbindungen zur Unterdrückung oder Verhinderung eines durch B. subtilis bei Fischen und in Fischkörben hervorgerufenen Geruchs verwendet werden. Die Verbindungen (5a), (5ß), (9) und (14ß) sind gegen Staphylo-coccus aureus aktiv, weswegen sie in Desinfektionsmitteln für gewaschene und gestapelte Nahrungsmittelutensilien, die von S. aureus befallen sind, verwendet werden können. Verbindungen, die sich gegen Escherichia coli als aktiv erwiesen haben, können zur Verminderung, Hemmung oder Ausrottung einer durch dieses Bakterium in Papiermühlen bedingten Schleimbildung zum Einsatz gelangen. Ferner können sie zur Verlängerung der Lebensdauer von Kulturen von Trichomonas foetus, Trichomonas hominis und Trichomonas vaginalis durch Befreien derselben von einem E.-coli-Befall beitragen. Da einige der erfindungsgemässen Verbindungen, wie gezeigt, gegen Streptococcus hemolyticus aktiv sind, können sie zur Desinfektion von Instrumenten, Utensilien oder Flächen, bei denen eine Inaktivierung dieses Mikroorganismus gewünscht wird, zum Einsatz gelangen. Die gezeigte Demonstration der antibakteriellen Wirksamkeit der erfindungsgemässen Verbindungen gegenüber anderen Bakterien reicht aus, um den Fachmann zur Verwendung bzw. zum Einsatz dieser Verbindungen bei den verschiedensten Gegebenheiten, bei denen ein Befall mit solchen Bakterien zu erwarten ist, zu befähigen.

Salze der erfindungsgemäss herstellbaren neuen Aminoglykosid-Antibiotika erhält man vorzugsweise durch Umsetzen des Mutterantibiotikums mit einer stöchiometrischen Menge einer nicht-toxischen, pharmazeutisch akzeptablen Säure. Beispiele für solche Säuren sind Essigsäure, Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Maleinsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Bromwasserstoffsäure, Ascorbinsäure, Äpfelsäure, Zitronensäure und dergleichen. Bei deren Verwendung erhält man dann die entsprechenden Säureadditionssalze der amin-haltigen Antibiotika.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. Soweit nicht anders angegeben, bedeuten sämtliche Angaben «Prozente» Gewichtsprozente. Sämtliche Prozentangaben bei Lösungsmittelgemischen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf Volumenprozent.

Die bei den folgenden Herstellungsbeispielen und Beispielen angegebenen Versuchsergebnisse werden wie folgt erhalten:

1. Fp., ermittelt mit einer Thomas-Hoover-Schmelzpunkt-

15

20

50

55

apparatur.

2. Infrarot-Absorptionsspektrum: Die IR-Spektra werden mit Hilfe eines Perkin-Elmer-Infracord-Spektralphotometers aus Mineralölmull (minerai oil mulls) aufgezeichnet.

3. Protonenresonanzspektrum (proton magnetic resonance spectrum): Die Protonenresonanzspektren werden mittels eines Varian-A-60-Spektralphotometers aufgenommen. Sämtliche Proben werden, soweit nicht anders angegeben, in Deute-roaceton gelöst und mit Tetramethylsilan als innerem Standard gemessen. Die chemischen Verschiebungen werden als ô-Werte angegeben (Tetramethylsilan: 0,0).

4. Die optischen Drehungen werden in den angegebenen Lösungsmitteln in einer Konzentration von 1% bei einer Temperatur von 25°C bestimmt.

5. Die dünnschichtchromatographischen Bestimmungen werden mit handelsüblichen dünnschichtchromatographischen Platten einer Grösse von 7,6 cm bzw. 20,3 cm, die mit Silika-gel G beschichtet sind, durchgeführt. Das Sichtbarmachen erfolgt, sofern nicht anders angegeben, durch Verkohlen mit H2SO4. Das dünnschichtchromatographische System J-18 bildet die obere Schicht aus einem Gleichgewichtszustand von Chloroform, Methanol, konzentriertem NH4OH und Wasser (25:25:3:47).

6. Die Säulenchromatographie erfolgt mittels Silikagel 60. Die Fraktionen werden dünnschichtchromatographisch überwacht und miteinander aufgrund des dünnschichtchromatographischen Profils vereinigt.

Herstellung von 2,3,5-Tri-O-acetyl-ß-D-ribofuranosylbro-mid:

OAc ch20ac

OAc OAc

ß :a = 2

0A c 0A c

Durch eine Lösung von 1,908 g (6 mMol) 1,2,3,4-Tetraace-tyl-ß-D-ribofuranose wird bei Raumtemperatur 2 min lang Bromwasserstoff durchgeleitet. Dann wird das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird in 5 ml Toluol gelöst, worauf das Lösungsmittel bei einer Wasserbadtemperatur von 40°C bis zu 1 mMol (at 1 mmol) entfernt wird. Diese Behandlung wird wiederholt. Die Dünnschichtchromatographie auf Silikagel unter Verwendung von Chloroform/Methanol (20:1) zeigt einen sehr starken Fleck (H2SO4) bei einem Rf-Wert von 0,5, einen langsamer gelaufenen schwachen Punkt und eine Spur nahe der Front. (1,2,3,4-Tetraacetyl-ß-D-ribofuranose) liefert in diesem System einen Rf-Wert von 0,9. Das Protonenresonanzspektrum (CDCb) ö 2,05 bis 2,10 (3 Singletts, COCH3), 6,36 (s, anomerisches a H), 6,7 (d, 4, anomerisches ß H) zeigt ein Verhältnis von etwa 2:1 zugunsten eines ß-Bromids (a-Wasserstoff) am C-l. Das Bromid wird ohne weitere Reinigung verwendet.

Beispiel 1

A. l^'^ó'-Tetrakis-N-ftrifluoracetytyneamin (2):

çh2nh2

0

nh2 (1) oh nht (2) 0h

13

626896

In eine Suspension von 9,66 g (30 mMol) Neamin in 100 ml Acetonitril und 22,4 ml (160 mMole) Triäthylamin werden innerhalb von 30 min bei einer Temperatin: von 15°±5°C 33,5 ml (160 mMole) Trifluoressigsäureanhydrid eingetragen. Nach einstündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird mit 150 ml Äthylacetat verdünnt. Die erhaltene Lösung wird mehrmals mit 5% KHC03 - gesättigtem NaCl (1:1) gewaschen, dann getrocknet und eingeengt. Der hierbei angefallene Rückstand wird mit Äther verrieben, worauf die beim Verreiben gebildeten Kristalle aus Äthanol umkristallisiert werden. Hierbei werden in 75,3%iger Ausbeute 15,95 g der Verbindung Nr. (2) mit einem Fp. von 286° bis 288°C (unter Zersetzung) erhalten. Aus der Mutterlauge werden noch weitere 1,2 g (5,2%) der Verbindung Nr. (2) mit einem Fp. von 278° bis 280°C erhalten. Ein Teil wird zweimal aus Äthanol umkristallisiert, wobei eine analysenreine Probe

CH2NHT

erhalten wird. Fp. 304° bis 306°C. [cc]d +63° (Äthanol); Infrarotspektrum: 3600 bis 3300 cm"1 (NH/OH) 1700 (C = O), 1560 (Amidll), 1220,1180,1160 (CF/C-O); Protonenresonanzspektrum: 65,28 (d, 3, anomerisch), 3,2 bis 4,2 (Büschel); Massenspektrum: (von Tetramethylsilan abgeleitet) m/e 974 (M-15), 497, 481.

Eine Elementaranalyse der Verbindung C20H22F12N4O10 ergibt folgende Werte:

1«

berechnet: gefunden:

C

34,00% 33,76%

H

3,14% 3,18%

N

7,93% 8,12%

F

32,28% 32,25%

15 B. 5,6-0-Isoproyliden-l,2',3,6'-tetrakis-N-(trifluoracetyl)-neamin (3) und B'^'^ó-O-Diisopropyliden-l^'^ó'-tetrakis-N-(trifluoracetyl)neamin (3a):

nht nht

Eine Mischung aus 7,06 g (10 mMol) 1,2',3,6'-Tetrakis-N-(trifluoracetyl)neamin (2) in 30 ml Acetonitril und 60 ml Dimethoxypropan wird in Anwesenheit von 0,25 ml Trifluoressigsäure 45 min lang auf Rückflusstemperatur erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch unter Rühren mit 12 g eines handelsüblichen Harzes Amberlite IRA-45 (OH-) versetzt. 10 min später zeigt sich auf einem feuchten Säure/ Base-Indikatorpapier eine neutrale Reaktion. Hierauf wird die Lösung abfiltriert und vakuumeingeengt. Beim Chromatographieren über 500 g Silikagel unter Verwendung von Chloroform/Methanol (10:1) lassen sich 5,68 g (76,25%ige Ausbeute) eines nicht-kristallinen Monoketals (3) isolieren. Beim Rechromatographieren erhält man eine Probe mit folgenden Daten: [cx]d +75° (Äthanol); IR-Spektrum: 3450, 3300, 3100 cm"1 (NH/OH), 1705 (C = O), 1560 (Amidll), 1215, 1185,1160 (CF3/C-O); Protonenresonanzspektrum: ò 5,35 (d, 3, anomerisch), 3,2 bis 4,7 (Büschel), 1,36 (S, >C(CH3)2).

CH.

Eine Elementaranalyse der Verbindung C23H26F12N4O10 ergibt folgende Werte:

45

berechnet: gefunden:

C

37,00% 36,72%

H

3,51% 3,64%

N

7,51% 7,58%

ss

Neben dem Monoketal (3) erhält man ferner noch 1,02 g (12,95 %) einer weniger polaren Fraktion. Die physikalischen Daten zeigen, dass es sich hierbei um ein Diketal (3a) handelt. Massenspektrum: m/e 771 (M-CHs), 767 (M-F), 728 (M-[CH3]2CO), 717 (M-CF3), 673 (M-CF3CONH2), 377, 393; Protonenresonanzspektrum: 05,48 (d, 3, anomerisch), 3,2 bis 4,5 (Büschel), 1,4 (S, 2 >C[CH3]2).

■NHT

NHT

■\

/-°J

N°\ Y

1

NHT

Yo

(3)

X

C. 5,6-0-Isopropyliden-3/,4'-bis-0-(p-nitrobenzoyl)-1,2', 3, ö'-tetrakis-N-^trifluoracetyl)neamin (4) :

■ NHT NHT

NHT

0

R-Î-0

NO2

626 896

14

Eine Lösung von 36,0 g (0,048 Mol) Ketal (3) in 420 ml Pyridin wird unter Kühlen auf eine Temperatur von unter 35°C mit 34,8 g (0,19 Mol) p-Nitrobenzoylchlorid versetzt. Nach 2,5-stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Pyridin unter Vakuum abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird in Äthylacetat gelöst und nacheinander mit verdünnter HCl, H2O und KHC03-Lösung gewaschen. Der nach dem Verdampfen des Lösungsmittels angefallene Rückstand wiegt 63,7 g. Beim Chromatographieren über 5 kg Silikagel unter Verwendung von Chloroform/Methanol (40:1) zum Eluieren erhält man 47,5 g (94,2%) feste Verbindung (4) mit einer optischen Drehung [a]d von -32° (Aceton).

Eine Elementaranalyse der Verbindung C37H32F12N6O16 ergibt folgende Werte:

s

C H N

berechnet: 42,53% 3,09% 8,05%

gefunden: 42,19% 3,01% 7,93%

10 D. 3',4'-Bis-0-(p-nitrobenzoyl)-l,2',3,6'-tetrakis-N-(tri-fluoracetyl)neamin (5):

nht (4) 0 _

= K>»O2

Eine Lösung von 45,5 g (43,6 mMole) Ketal (4) in 450 ml einer 66%igen Essigsäurelösung wird 4 h lang auf eine Temperatur von 65°C erwärmt. Dann wird das Reaktionsgemisch lyophilisiert. Der Rückstand von 37,6 g wird über 3,5 kg Silikagel unter Verwendung von Chloroform/Methanol (10:1) als Eluiermittel chromatographiert, wobei man eine Fraktion von 35,4 g (80,7%) Diester (5) erhält. Er zeigt folgende physikalische Daten: [o]d -43° (Aceton); UV-Spektrum in Äthanol: X max = 258 m(x (e = 26700); IR-Spektrum in Mineralölmull: Maximumbanden bei 3250 3400 cm-1 (NH/OH), 1705, 1750 (C = O), 1620 (C = C), 1575 (Amidll), 1220,1180, 1160 (CF3/C-O); Protonenresonanzspektrum: ô 8,0 bis 8,3 (aromatisch), 5,64 (d, 3, anomerisch), 3,2 bis 4,3 (Büschel).

Eine Elementaranalyse der Verbindung C34H28F12N6O16 ergibt folgende Werte:

berechnet: gefunden:

C

40,65% 40,84%

H

2,81% 2,96%

N

8,37% 8,36%

E. 3/,4'-Bis-0-(p-nitrobenzoyl)-6-0-(2,3,5-tri-0-acetyl-a-D-ribofuranosyl)-l,2/,3,6;-tetrakis-N-(trifluoracetyl)neamin (6a) und 3/,4'-Bis-0-(p-nitrobenzoyl)-6-0-(2,3,5-tri-0-ace-tyl-ß-D-ribofuranosy^-l^'^ö'-tetrakis-N-^rifluoracetytynea-min (6ß):

r = c nht 0

:h2oac

N HT

(6a)

nht 0

ch20a<

(63)

OAc 0A c c oac

Aus einer Lösung von 6,0 g (6 mMole) Diester (5) in 100 ml gereinigtem Nitromethan und 150 ml Benzol werden

50 ml Benzol abdestilliert. Hierauf werden aus 11,8 mMolen Tetraacetat in der beschriebenen Weise hergestelltes 2,3,5-0-

15

626896

Triacetyl-D-ribofuranosylbromid in 6 ml Nitromethan und 2,98 g (11,8 mMole) Hg(CN)2 zugegeben. Dann werden noch - in zwei Schritten - insgesamt 45,4 mMole Bromid und 8,94 g Hg(CN)2 zugegeben, wobei zwischen den einzelnen Zugaben jeweils 2 h lang auf Rückflusstemperatur erhitzt wird. Das Dünnschichtchromatogramm (Chloroform/Methanol = 20:1) zeigt die Abwesenheit des Ausgangsdiesters (5). Nach Zugabe von 250 ml Äthylacetat wird die Lösung zweimal mit einer KHCCb-Lösung extrahiert. Die getrocknete Lösung wird unter Vakuum eingeengt. Beim Chromatographieren über 2 kg Silikagel unter Verwendung von Chloroform/Methanol (30:1) zum Eluieren und anschliessender Rechromatographie der aus Mischungen bestehenden Fraktionen erhält man 4,6 g (66,77%ige Ausbeute) 6ß) und 1,9 g (25%ige Ausbeute)

(6a). Für die Verbindungen (6a) bzw. (6ß) erhält man Drehwerte (Aceton) von -20 bzw. -46 °.

Eine Elementaranalyse der Verbindung C45H42N6F12O23 ergibt folgende Werte:

10

berechnet: gefunden: (6a)

(6ß)

C

42,80%

42,81% 42,85%

H

3,35%

3,53% 3,35%

N

6,66%

6,72% 6,55%

F. 6-0-(ß-D-Ribofuranosyl)neamin (7ß):

r ■£<>

2Hs0Ad ty

<(6ß) OAc CAc

OH OH

Eine Lösung von 2,17 g (1,72 mMole) Glykosid (6ß) und 1,24 g (30,96 mMole) NaOH in 15 ml Methanol und 15 ml Wasser wird 15 min lang auf Rückflusstemperatur erhitzt. Dann wird das Methanol im Vakuum entfernt. Nach Zugabe von 75 ml Wasser wird die Lösung durch 10 ml eines handelsüblichen Harzes Amberlite CG-50 (NHt+) fliessen gelassen. Nach dem Auswaschen der Säule mit 100 ml H2O wird mit

40

einem Gradienten von jeweils 400 ml Wasser und 0,5n-NHtOH verdünnt. Es werden etwa 40 ml Fraktionen aufgefangen. Die Fraktionen werden durch eingetauchte Scheiben (Test auf Bacillus cereus) mittels Dünnschichtchromatographie unter Verwendung des Systems J-18 überwacht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Zusammenstellung zusammenge-fasst:

Fraktion Nr.

Zonengrösse (mMole)

Dünnschichtchromatographie

1-2

_

3-5

-

(orangefarbig, UV+)

6-23

-

24, 25

Spuren

-

26

23

1 Fleck

27

29

maximale Intensität

28

maximale Intensität

29

24

schwächer

30

21

-

31

20

-

32

17

-

33-35

—

-

65

,-1 !

Die Fraktionen 26 bis 29 werden miteinander vereinigt und 20 mg. IR-Spektrum: (Nujol) 3100 bis 3500 cm-1 (NH/CH), lyophilisiert, wobei man 460 mg (58,7%) 7ß) erhält. Die 1600 (NH).

Fraktionen 30 bis 32 liefern beim entsprechenden Aufarbeiten G. 6-0-(a-D-Ribofuranosyl)neamin (7a):

626 896

16

CHsNHT NHT

'0

-K>

NHT 0

CH2CAc

N0a (6a)

In der für das ß-Isomere beschriebenen Art und Weise werden 500 mg des durch physikalische Messungen identifizierten Glykosids mit 200 mg NaOH behandelt und über CG- 20 50 (NH4+) laufengelassen, wobei 94 mg (53%ige Ausbeute) (7a) erhalten werden.

Beispiel 2

Unter Ersatz des 2,3,5-O-Triacetyl-D-ribofuranosylbromids 2s von Beispiel 1 E durch:

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-altropyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-galaktopyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-galaktopyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-glukopyranosylchlorid 30

2,3,4,6-Tetra-O-benzoyl-a-D-glukopyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-glukopyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-mannopyranosylchlorid

2,3,4,6-Tetra-O-benzoyl-a-D-mannopyranosylchlorid

2.3.5-Tri-O-acetyl- a-D-ribofuranosylchlorid 3s 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-galaktopyranosylbromid 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-glukopyranosylbromid 2,3,4-Tri-0-acetyl-6-0-benzoyl-a-D-glukopyranosylbromid

6-0-Acetyl-2,3,4-tri-0-benzyl-a-D- 40

glukopyranosylbromid

2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-a-D-mannopyranosylbromid

2,3,4,6-Tetra-O-benzoyl-a-D-mannopyranosylbromid

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-a-D-

glukopyranosylbromid 4s

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-a-D-

glukopyranosylchlorid

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-ß-D-glukopyranosylchlorid

2-Benzamido-3,4,6-tri-0-benzoyl-2-desoxy-a-D- so glukopyranosylbromid

3.4.6-Tri-0-acetyl-2-benzamido-2-desoxy-a-D-glukopyranosylchlorid

3,4,6-Tri-O-acetyl-2- [(benzyloxycarbonyl) amino] -

2-desoxy- a-D-glukopyranosylbromid 55

2-Acetamido-3,4-di-Ó-acetyl-2-desoxy-D-

ribofuranosylchlorid

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-D-galaktopyranosylbromid

2-Acetamido-3,4,6-tri-0-acetyl-2-desoxy-a-D- 60 galaktopyranosylchlorid

3-Acetamido-2,4,6-tri-0-acetyl-3-desoxy-a-D-mannopyranosylbromid

(7a)

3-Acetamido-2,4,6-tri-0-acetyl-3-desoxy-a-D-mannopyranosylchlorid

2,4,6-Tri-0-acetyl-3-[(benzyloxycarbonyl)amino]-

3-desoxy-u-D-glukopyranosylbromid

2,3,4-Tri-0-acetyl-6-[(benzyIoxycarbonyl)amino]-

6-desoxy-a-D-glukopyranosylbromid

2,4,6-Tri-0-acetyl-3-[(benzyloxycarbonyl)amino]-

3-desoxy-D-glukopyranosylchlorid

2,3,4-Tri-0-acetyl-6-[(benzyloxycarbonyl)amino]-

6-desoxy-D-glukopyranosylchlorid

N-Acetyl-2,3,4,7-tetra-0-acetyl-a- und -ß-

lincosaminylbromid

3-Acetamido-2,4,6-tri-0-benzyl-3-

desoxyglukopyranosylchlorid

3-Acetamido-2,4,6-tri-0-acetyl-3-

desoxyglukopyranosylbromid

3,4,6-Tri-0-acetyl-2-trifluoracetamido-2-desoxy-

a-D-glukopyranosylbromid erhält man die entsprechenden 6-O-D-Glykosylanalogen des Neamins mit Ester- und Aminoschutzgruppen. Diese Schutzgruppen werden entsprechend dem Beispiel 1 E entfernt, wobei man antibakteriell wirksame 6-O-D-Glykosylanaloge des Neamins erhält.

Beispiel 3

1-N-AHBA-Derivate der gemäss den vorhergehenden Beispielen hergestellten 6-O-Glykosylanalogen des Neamins erhält man, indem man zunächst 6'-Aminogruppen des Ami-noglykosids durch Umsetzen mit N-Benzyloxycarbonyloxylsuc-cinimid in wässrigem Dimethylformamid unter Bildung des 6;-N-Carbenzoxyaminoglykosids blockiert. Diese Verbindung wird dann selektiv mit L(-)Y-Benzyloxycarbonylamino-a-hydroxybuttersäure, N-Nydroxysuccinimidester in wässrigem Äthylenglykoldimethyläther selektiv 1-N-acyliert. Die Carbo-benzoxygruppen am 6'-N und y-N werden dann durch Hydrogenolyse unter Verwendung von Palladium auf Holzkohle als Katalysator entfernt.

Herstellung des Neamins:

Das Neamin erhält man nach dem aus der US-PS 2 691 675 bekannten Verfahren aus Neomycin B. Es lässt sich ferner auch nach dem von S. Umezawa und K. Tatsuta in «Bull. Chem. Soc. Japan», Band 40, Seiten 2371 bis 2375 (1967) beschriebenen Verfahren aus Paromamin herstellen.

B

Claims

626896

(1) die 6'-Aminogruppe der in Anspruch 1 definierten 30 Verbindung der Formel I selektiv blockiert,

(1) Neamin in Acetonitril mit Trifluoressigsäureanhydrid in Gegenwart von Triäthylamin zu 1,2', 3,6'-Tetrakis-N-(trifluora-cetyl)-neamin (2) umsetzt,

(1) die Aminogruppen des Neamins der Formel

CH2NH

25

unterwirft, in welchen Formeln Z Chlor oder Brom ist,

Ri' für OAc,

30

35

40

45

O-C®

II o och2<E>, NHR' oder NR'Alkyl steht, worin $ Phenyl ist,

Alkyl einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen darstellt,

R' für Acyl mit 1 bis 8 C-Atomen steht und

Ac Acetyl ist, oder mit einem Glykosylhalogenid der Formel

CH3

I

AcOCH

I

NHAc-CH

AcO

50

55

60

65

selektiv blockiert,

OAc worin Ac für Acetyl steht, und

(6) Aminoschutzgruppen, Acylreste, bzw. Benzylreste zur Herstellung der weiter oben genannten Verbindung durch Hydrolyse bzw. Hydrogenolyse selektiv entfernt und erhaltene Verbindungen gegebenenfalls in die entsprechenden Säureadditionssalze überführt.
(2) selektiv mit L(-) y-benzyloxycarbonylamino-a-hydroxy-buttersäure, N-Hydroxysuccinimidester in wässrigem Äthylen-glykol-Dimethyläther 1-N-acyliert und

(2) die Verbindung (2) in Acetonitril und 2,2-Dimethoxy-propan, das Trifluoressigsäure enthält, am Rückfluss etwa

3

626896

3/4 Stunden lang erhitzt und dann die erhaltene Reaktionsmischung mit einem basischen Harz vermischt, wobei 5,6-0-Isopropyliden-l,2',3,6'-tetrakis-N-(trifluoracetyl)-neamin (3) und 3 ' ,4 ' ,5,6-O-Düsopropyliden-l ,2' ,3,6' -tetrakis-N-(trifluor-acetyl)-neamin (3a) entstehen,

(3) die Verbindung (3) selektiv mit p-Nitrobenzoylchlorid in Gegenwart von Pyridin zu 5,6-0-Isopropyliden-3',4'-bis-0-(p-nitrobenzoyl)-l,2',3,6-tetrakis-N-(trifluoracetyl)-neamin (4) acyliert,

(4) den 5,6-Ketalrest durch eine milde saure Hydrolyse der Verbindung (4) mit Essigsäure entfernt, wobei 3/,4'-Bis-0-(p-nitrobenzoyO-l^S^'-tetrakis-N-CtrifluoracetyO-neamin (5) entsteht,

(5) die Verbindung (5) durch Umsetzung mit 2,3-5-0-

Triacetyl-D-ribofuranosylbromid in Nitromethan und in Gegenwart von Mercuricyanid zu Verbindungen 3',4'-Bis-0-(p-nitrobenzoyl)-6-0-(2,3,5-tri-0-acetyl-a-D-ribofuranosyl)-l,-à'^ô'-tetrakis-N-^rifluoracetylj-neamin (6a) und 3',4'-Bis-0-s (p-nitrobenzoyl)-6-0-(2,3,5-tri-0-acetyl-ß-D-ribofuranosyl)-l,-2/,3,6/-tetrakis-N-(trifluoracetyl)-neamin (6ß), glykosyliert,

und

(7) die Amino- und Esterschutzgruppen aus der Verbindung (6ß) entfernt, indem die Verbindung (6ß) mit 2-normaler io NaOH in Methanol am Rückfluss etwa 15 Minuten lang erhitzt wird, wobei 6-0-(ß-D-Ribofuranosyl)-neamin (7ß) entsteht.

3. Verwendung von Verbindungen der Formel I, die nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 erhalten wurden, zur Herstellung von Verbindungen der Formel

-ch2nh2

OH A,

o oh

I« t •

jra-c-cH- ch2 -ch2nh2

(Ii)

worin

G die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, dadurch gekennzeichnet, dass man

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von 6-0-(ß-D-Ribofuranosyl)-neamin, dadurch gekennzeichnet, dass man

(2) die 5,6-HydroxyIgruppen des Neamins mit geschützten Aminogruppen unter Bildung eines Ketals selektiv blockiert,

(3) die 3',4'-Hydroxylgruppen des Neamins mit geschützten Aminogruppen, in welchem die 5,6-Hydroxylgruppen als Ketal s blockiert sind, selektiv acyliert,

(4) die genannte Ketalgruppe selektiv unter Bildung eines geschützte Aminogruppen enthaltenden Neamins mit 3',4'-acylierten Hydroxylgruppen entfernt,

(5) das genannte acylierte mit Aminoschutzgruppen verse-io hene Neamin einer Glykosylierungsreaktion mit einem Glyko-

sylhalogenid der Formel worin

G ein Glykosylrest der Formeln

CH2Ri oder

20

bedeutet, worin

Ri -OH, -nh2 oder -NHAlkyl ist, worin

Alkyl einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen darstellt, oder

G ein Rest der Formel ch.

I J

ho-ch

I

h2n-ch ist, unter der Voraussetzung, dass, wenn der Glykosylrest G aus einem 6-gliedrigen Ring besteht, der Rest R1 in 3"-Stel-lung oder in 3"- und 6"-Stellungen nicht für einen Rest der Formel -nh2 steht, wenn der Rest R1 in den sonstigen Stellungen für -OH steht, und dass ferner der Glykosylrest kein D-Glykosylrest ist, sowie pharmazeutisch annehmbarer Säureadditionssalze dieser Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung neuer Verbindungen der Formel

-ch2nh2

(I)
(3) die genannten 6'- und y-N-Schutzgruppen selektiv ent- 3s fernt.

worin

G ein Glykosylrest der Formeln

CH2Ri

. a oder er

Auf mikrobiologischem Wege gewonnene und die 2-Des- 40 oxystreptamin-Einheit aufweisende Aminoglykoside weisen entweder einen Pentofuranosylsubstituenten in 5-O-Stellung oder einen Hexopyranosylsubstituenten in 6-O-Stellung auf. Beispiele für Antibiotika mit einem Pentofuranosylsubstituenten in 5-O-Stellung sind Paromomycin, Neomycin, Lividomycin 45 und Ribostamycin. Beispiele für Antibiotika mit einem Hexopyranosylsubstituenten in 6-O-Stellung sind Kanamycin B und Gentamicin Cia. Von T. Ogawa, T. Takamoto und S. Hanes-sian wird in «Tetrahedron Letters», Band 46, Seite 4013 (1974) die Herstellung eines 6-O-Pentofuranosylparomamin-analogen beschrieben. Paromamin unterscheidet sich von Neamin durch eine Hydroxylgruppe in 6'-Stellung anstelle einer Aminogruppe.