NO127376B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av forbindelser av tetracyclinserien.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en

fremgangsmåte for fremstilling av medlemmer av tetracyclinserien, omfattende 5a-epimer. av tetracyclin som er en ny forbindelse.

Nå for tiden fremstilles tetracyclin i

praksis generelt på en av to måter. Den fremgangsmåte som anvendes mest nå for tiden, omfatter den reduktive avklorering av klortetracyklin.

Vanligvis utføres denne fremgangsmåte ved å redusere klortetracyklin med hydrogen i nærvær av metallisk palladium eller platina på en trekullkatalysator. Reduksjonen utføres vanligvis i et organisk oppløsningsmiddel for klortetracyclin, som f. eks. de lavere alifatiske alkoholer, gly-koletere og lignende. Det er blitt anvendt oppløsningsmidler som 2-etoksyetanol, 2-metoksyetanol, n-butanol, metanol, etanol og blandinger herav. Reaksjonen kan ut-føres ved temperaturer av fra 0° til 100° C og ved hydrogentrykk av størrelsesorden 1—4,2 kg/cm2 absolutt. Vanligvis er det til stede en sur akseptor som f. eks. trietylamin eller en annen organisk base i reaksjonsblandingen i en mengde som er tilstrekkelig til å forene seg med all den klorhydrogensyre, som frigjøres ved hy-drogenolysereaksjonen slik at der dannes tetracyclin, og den utvinnes som den frie base. Etter at reduksjonen til tetracyclin er fullstendig, filtreres katalysatoren fra, og filtratet som inneholder den aktive sub-stans, ansyres, smittes og lagres eller eldes og tetracyclinhydrokloridet utkrystalliseres fra væsken. En hydrogenolyseprosess som angitt ovenfor, er mer spesielt beskrevet i J.A.C.S. 75, 4621 (1953).

Den annen generelle fremgangsmåte går ut på den direkte fermentering ved mikroorganismer av arten Streptomyces aureofaciens i et vandig næringsmedium, som oppviser et lavt innhold av tilgjengelig klorid, hvorved der fåes utbytter av både tetracyclin og klortetracyclin, idet tetracyclinet er det fremherskende produkt ved fermenteringen. En slik fermenteringspro-sess er beskrevet i USA patent nr. 2 734 018.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den erkjennelse at det er mulig å fremstille medlemmer av tetracyclinserien i kom-mersielt brukbare mengder ved 5a(lia)-dehydrotetracycliner med formelen:

hvor Z er hydrogen, klor eller brom, eller et 4-epimer herav, reduseres katalytisk i nærvær av hydrogen og en reduksjons-katalysator inntil ca. 2 mol hydrogen er blitt absorbert pr. mol når Z er klor eller brom og ca. 1 mol når Z er hydrogen.

Disse 5a (1 la) -dehydrotetracycliner som har formelen I, er i seg selv nye antibiotika, som fremstilles ved en fermen-teringsprosess, som er beskrevet i tysk patent nr. 1 089 511. Som beskrevet mer detaljert i nevnte patent, dannes de nye tetracyclinantibiotika, som f. eks. 7-klor-5a(lla)-dehydrotetracyclin, ved en fer-menteringsprosess med visse nye mutante stammer av S. aureofaciens, hvorav enkel-te er blitt gitt numrene S1308, S1308-29, S1308-VI46 og S1308-V237, og kulturer av disse er deponert i American Type Culture Collection i Washington D.S., hvor de er blitt gitt ATCC-rekkefølgetallene 12748, 13749, 12750 og 12751.

Den i det følgende anførte detaljerte beskrivelse vedrører, prinsipielt den katalytiske reduksjon til tetracyclin av 7-klor-5a(lla)-dehydrotetracyclin, da det anta-gelsesvis er det potensielt mest brukbare antibiotikum som fremstilles ved fermentering med de nye mutante stammer av S. aureofaciens. Imidlertid skal det forståes at den katalytiske reduksjon til tetracyclin kan utføres med like stor letthet med de andre nye tetracycliner, som har formelen I, nemlig 5a(lla)-dehydrotetracyc-lin og 7-brom-5a(lla)-dehydrotetracyclin såvel som de tilsvarende 4-epimerer av hver av disse nye antibiotika.

Ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse reduseres f. eks. 7-klor-5a(lla)-de-hydrotetracyclin katalyatisk ved at en opp-løsning av antibiotikumet i et polart opp-løsningsmiddel, og hvori er suspendert en findelt katalysator som metallisk palladium eller et annet metall av platinafa-milien på benkull, bringes i kontakt med hydrogen inntil omtrent 2 mol hydrogen er blitt absorbert. Reduksjonen kan utføres ved temperaturer varierende fra 0°—100° C og ved trykk av fra y2 til 100 atm. Brukbare polare oppløsningsmidler for reaksjonen er dimetylformamid, lavere alifatiske alkoholer som f. eks. etanol, n-butanol etc. og lavere alkoksy-lavere alkanoler

som f. eks. 2-metoksyetanol, 2-etoksyetanol osv. og blandinger herav med lavere alkanoler. Dimetylformamid synes å være det beste oppløsningsmiddel, da reaksjonen i så fall normalt er tilendebrakt i løpet av ca. 45 minutter. Butanol-lavere alkoksy-lavere alkanolsystemer er betydelig lang-sommere, og krever i alminnelighet ca. 18 timer ved romtemperatur for å bevirke at reaksjonen er fullstendig.

Reduksjonen av 7-klor-5a(lla)-de-hydrotetracyclin gir uunngåelig to produk-ter, hvorav et naturligvis er tetracyclin slik som beskrevet, og det annet er en ny forbindelse, som er gitt betegnelsen 5a-epitetracyclin. Denne nye forbindelse har den følgende strukturformel:

og i henhold til den momenklatur som anvendes av Chemical Abstracts, har den det samme systematiske navn som for tetracyclin. Et felles navn, vil som antydet ovenfor, være 5a-epitetracyclin, og dette skal her anvendes.

Den antibakterielle aktivitet av dette nye tetracyclinanalog er ganske lav. Imidlertid kan det omdannes ved en syrened-bygningsprosess med 80—90 pst.'s utbytter til det nyttige produkt, som er kjent som anhydrotetracyclin, som er et antibak-terielt middel, som er effektivt like overfor visse tetracyclinresistente og klortetracyc-linresistente stammer av bakterier.

Utvinningen av tetracyclin fra den reduserte oppløsning av 7-klor-5a(lla)-de-hydrotetracyclin kan bevirkes på en hvil-ken som helst vanlig måte, som ved filtrering av den reduserte oppløsning for å fjerne katalysatoren og vakuumkonsentre-ring av oppløsningen til tørrhet. Residuet oppløses i vann eller alkohol, smittes og oppbevares eller eldes, hvorpå der fra opp-løsningen utfelles krystaller av nøytral tetracyclin. Det er tilfeldig at 5a-epitetracyclin ikke har noen tendens til å sam-krystallisere med tetracyclinet, hverken som hydrokloridet eller som nøytralt. Der foreligger således ikke noe problem med hensyn til utvinning i praksis av brukbare mengder av tetracyclin fra den reduserte oppløsning. Når det er ønskelig å isolere 5a-epitetracyclin kreves der vanligvis ko-lonnekromatografi på Celite under anven-delse av et butanol-kloroformsystem.

Som angitt ovenfor kan 5a(lla)-de-hydrotetracyclin og 7-brom-5a(lla)-de-hydrotetracyclin på lignende måte reduseres til tetracyclin på i det vesentlige den samme måte, som beskrevet detaljert i forbindelse med 7-klor-5a(lla)-dehydro-tetracyclin. Når de uklorerte og bromanalo-ger reduseres til tetracyclin, dannes der også mengder av den nye forbindelse 5a-epitetracyclin, den samme som er beskrevet 1 forbindelse med reduksjonen av 7-klor-5a(lla)-déhydrotetracyclin, og som kan utskilles fra tetracyclinet som beskrevet ovenfor.

Når der anvendes 4-epimerer av 5a-(lla)-dehydrotetracycliner, så er det re-sulterende reduserte produkt 4-epitetracyclin og ikke tetracyclin.

Oppfinnelsen skal i det følgende be-skrives mer detaljert i forbindelse med ek-semplene, hvor utbyttene er uttrykt i gamma pr. milligram (y/mg).

Eksempel 1.

1 g av 7-klor-5a(lla)-dehydrotetra-cyclin-nøytral fremstilles som beskrevet i det nevnte patent, og oppvisende 1000 y/ mg oppløses i 6 ml dimetylformamid, og der tilsettes oppløsningen 0,56 ml trietylamin. 500 mg av 5 pst. palladium på kull-stoff tilsettes, og blandingen rystes i en hydrogenatmosfære i 45 minutter, inntil 2 mol hydrogen er blitt absorbert. Den reduserte oppløsning fortynnes med 6 ml dimetylformamid, filtreres for å fjerne katalysatoren og vakuumkonsentreres til tørrhet. Der tilsettes en minimumsmengde vann for å oppløse residuet og den resul-terende oppløsning smittes med tetracyclin-nøytral for å igangsette krystalliseringen. Etter oppbevaring i 2 timer ved romtemperatur, filtreres krystallene fra, vaskes med vann og vakuumtørkes så at der fåes 0,4 g tetracyclin-nøytral med 900 yl mg.

Eksempel 2.

1 g tetracyclin-nøytral fremstilles ved reduksjonsprosessen i henhold til eksempel 1, oppløses i et minimumsvolum av n-butanol som på forhånd er regulert til en pH av 1,5 med konsentrert hydrogenklorid og oppbevares i 4 timer for å bevirke at

krystalliseringen finner sted. Produktet filtreres, vaskes med butanol og derpå med eter, og tørkes i vakuum så at man får et utbytte av 0,76 g tetracyclinhydrogenklo-rid med 994 y/ mg.

Eksempel 3.

En blanding av 50 ml n-butanol, 50 ml 2-etoksyetanol, 0,6 ml vann og 0,6 ml trietylamin fremstilles. I 12 ml av blandingen oppløses 188 mg 7-klor-5a(lla)-dehydrotetracyclin-nøytral med 1000 y/ mg og der tilsettes 94 ml 5 pst. palladium på kull. Reduksjonen utføres ved rystning i en hydrogenatmosfære ved romtemperatur 1 18 timer. Etter filtrering for å fjerne katalysatoren, vakuum-konsentreres den reduserte oppløsning i vann og den vandige oppløsning frysetørkes. Residuet oppløses i en minimums volummengde av vannmet-tet butanol, som ansyres til en pH 1,5 med konsentrert klorhydrogensyre. Oppløsnin-gen smittes med tetracyclinhydroklorid for å påskynne krystalliseringen, og efter henstand filtreres krystallene, vaskes først med butanol, derpå med eter og vakuum-tørkes derpå. Der fåes et utbytte av 45 mg tetracyclinhydroklorid med 985 y/mg.

Eksempel 4.

Moderluten fra eksempel 3 føres på en 70 g Celite-kolonne med en diameter av

2,5 cm, som er pufferbehandlet med 35 ml 0.01NHC1. Der anvendes en 80 pst. butanol-20 pst. kloroformblanding ekvilibrert med 0,01N HC1 for å fremkalle kolonnen. Der uttas hver gang deler av 10 ml. Delene 4—8 vakuum-konsentreres i vann og den vandige oppløsning frysetørkes. Krystalliseringen av det amorfe residuum bevirkes ved å oppløse det i en minimumsmengde av butanol, pH reguleres til 1,5 med konsentrert klorhydrogensyre og der tilsettes 2 volumdeler eter så at der dannes en

amorf utfelling, som etter smitting kry-stalliserer ved henstand i 3 timer ved romtemperatur. Krystallene filtreres, vaskes med 2 : 1 butanol : eter med pH 1,5, og derpå med eter og vakuumtørkes for å gi 25 mg 5a-epitetracyclinhydroklorid.

Analyse:

Beregnet for C22K,5N2C108 . H20: 52,9 pst. C, 5,42 plt.~H, 5,61 pst. N, 7,11 pst. Cl og 28,8 pst. O.

Funnet: 53,12 pst. C, 5,33 pst. H, 5,36 pst. N, 7,41 pst. Cl og 28,75 pst. O.

Eksempel 5.

En oppløsning av 200 mg 5a-epitetracyclin fremstillet som angitt i eksempel 4

i 0,6 ml konsentrert klorhydrogensyre,

opphetes ved 60° C i 5 minutter. Til opp-løsningen tilsettes 1,5 ml n-butanol, 0,4 ml

vann og 2,5 ml aceton. Oppløsningen smittes med anhydrotetracyclinhydroklorid og

hensettes i 16 timer ved romtemperatur,

hvoretter det krystallinske produkt filtreres fra, vaskes med aceton og vakuumtør-kes, så at man får 145 mg anhydrotetracyclinhydroklorid.

Identiteten av produktet fastslåes ved

sammenligning av dets infrarøde spektrum

og dets sure og alkaliske ultraviolette

spektrum med standard anhydrotetracyc-linkurver.

Eksempel 6.

Fremgangsmåten etter eksempel 1

efterfølges med unntagelse av at der anvendes 5a(lla)-dehydrotetracyclin som

utgangsmateriale. Der dannes tetracyclin.

Eksempel 7.

Fremgangsmåten efter eksempel 1 føl-ges med unntagelse av at der anvendes 7-brom-5a(lla)-dehydrotetracyclin som utgangsmateriale. Der dannes tetracyclin.

Eksempel 8— 10.

Fremgangsmåten efter eksempel 1 ef-terfølges med unntagelse av at der anvendes 7-klor-5a (lia) -dehydro-4-epitetracyclin, 5a(lla)-dehydro-4-epitetracyclin og 7-brom-5a(lia)-dehydro-4-epitetracyclin i en serie av særskilte reduksjonsprosesser. I alle tilfelle dannes 4-epitetracyclin.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å fremstille medlemmer av tetracyclinserien, karakterisert ved at et 5a(lla)-dehydro-tetracyclin med formelen: hvor Z er hydrogen, klor eller brom, eller et 4-epimer herav, reduseres katalytisk i nærvær av hydrogen og en reduksjonskata-lysator inntil ca. 2 mol hydrogen er blitt absorbert pr. mol når Z er klor eller brom og ca. 1 mol når Z er hydrogen.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at re-duksjonskatalysatoren er en findelt edel-metallkatalysator, som metallisk palladium.

3. Fremgangsmåte som angitt i en av påstandene 1 og 2, karakterisert v e d at det anvendes en polar oppløsnings-middeloppløsning av 5a(lla)-dehydrote-tracyclinet.