NO741764L - - Google Patents

Description

1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner og fremgangsmåte for fremstilling av disse.

Oppfinnelsen vedrorer ,1,3-oksazino(5,6-c)rifamycin-forbindelser med antibakteriell virkning og er egnet som utgangsforbindelser for fremstilling av 3-iminometyl-derivater av rifamycin SV. 1,3-oksazino(5,6-c)rifamycin-forbindelser fremstilles ved en fremgangsmåte hvor rifamycin S omsettes med bis-(oksymetyl)-eller bis-(alkoksymetyl)-amin i et inert organisk losningsmiddel.

Det er kjent at fenoler og hydrokinoner reagerer med primære aminer i nærvær av to molekvivalenter formaldehyd til å gi benzoksaziner(1,3) eller bisoksaziner(1, 3) (J.Am. Chem. Soc. 71, 609; 1949 - 72, 4691,<*>1950 - 74, 3601,<*>1952 - 76, 1677," 1954 og

J. Org. Chem. 26, 4403,<*>1961).

Det er også kjent (J. Org. Chem. 2J7, 2749," 1962) at bis(alkoksy-metyl)aminer, dvs. de forbindelser som oppnås ved å omsette primære aminer med to molekvivalenter formaldehyd og en alkanol,

er nyttige forbindelser i stand til å overfore hydrokinoner til bis-oksaziner(1,3).

På basis av de ovenstående prosesser har det vært gjort forsok

på å oppnå oksazino-rifamyciner fra rifamycin SV med en hydrokinon-lignende struktur, men det er imidlertid funnet at rifamycin SV overhodet ikke reagerer.

Det er nå overraskende- funnet at rifamycin S, som er en kinon-lignende forbindelse, kan omdannes til et oksazin(l,3) ved omsetning med et bis-(oksymetyl)- eller med et bis-(alkoksymetyl)-amin. Mer spesielt er det funnet at ved å omsette rifamycin S, med den folgende strukturformel I

med et bis-(oksymetyl)- eller et bis-(alkoksymetyl)-amin, oppnås nye rifamycin-forbindelser (1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner med den folgende generelle formel II

hvori R<1>er lavere alkyl, lavere alkenyl, cykloalkyl med 5- til 6 karbonatomer, fenyl, benzyl, - oe- eller (3-fenetyl.

Disse nye rifamycinforbindelser har de folgende fysikalsk-kjemiske egenskaper: U.V.-spektret i puffer pH 7 losning viser tre absorpsjonsmaksima henholdsvis nær 305 rn/t, 355 m/t, og 560 mjjL. NMR-spektret i dimetylsulfoksyd-losning viser blant annet to karakteristiske singletter nær é 14,3 og cf 9,5, Molekylionet tilsvarer ved massespektrografi for hver forbindelse den beregnete molekylvekt. I.R.-spektret i nujol viser blant annet en absorpsjons topp nær 3400 cm<-1>som skyldes -s?NH i amidgruppen. Det er også funnet at disse 1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner med formel (II) er nyttige antibiotiske substanser og er egnet som utgangsforbindelser for fremstilling av 3-iminometyl-derivater av rifamycin SV, spesielt rifampicin.

Betegnelsen "lavere alkyl" som anvendt heri er ment å omfatte rette og forgrenete mettete alifatiske hydrokarbonradikaler med 1-6 karbonatomer som f.eks. metyl, etyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sek.butyl, tert.butyl, n-pentyl, 2-metyl-butyl, n-heksyl, 2-metyl-pentyl og lignende.

Betegnelsen "lavere alkenyl" er ment å omfatte etylenumettete alifatiske hydrokarbonradikaler med 3 til 6 karbonatomer som f.eks. allyl, krotyl, metakryl, 3-pentenyl, 3-heksenyl og lignende.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen omsettes rifamycin S med en forbindelse med formel III

hvori R er lavere alkyl, lavere alkenyl, cykloalkyl med 5. til 6 karbonatomer, fenyl, benzyl, a- eller |3-fenetyl og R<2>er. hydrogen eller lavere alkyl, i et inert organisk losningsmiddel vyed en temperatur på fra 0°C til koketemperaturen for losningsmidlet. Omsetningen gjennomfores foretrukket i et dipolart aprotisk losningsmiddel, men det skal forstås at rifamycin S reagerer med forbindelsene med den ovenstående formel (III) i hvilke som helst andre vanlige organiske løsningsmidler til å gi 1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner med den nevnte formel (II).

Betegnelsen "dipolart aprotisk losningsmiddel" er ment å omfatte et sterkt polart losningsmiddel som ikke er mer enn en meget svak hydrogenbindings-giver (A.J. Parker, Chemical Reviews 69,

1, 1969). Denne betegnelsen inkluderer således losningsmidler som f.eks. dimetyl-sulfoksyd, dimetylacetamid, dimetylformamid, heksametylfosfotriamid, acetonitril, N-metylpyrrolidon, aceton og lignende. Reaksjonstiden avhenger både av det anvendte losningsmiddel og den forbindelse med formel (III) som anvendes som reaksjonskomponent. I praksis vil okning av molekylvekten av aminet (III) og nedsettelse av polariteten av losningsmidlet fore til forlengete reaksjonstider og nedsatte utbytter av produktet (II) på grunn av nærværet av biprodukter fra reaksjonen og/eller uomsatt utgangsmaterial som må fjernes. Når en forbindelse med den ovennevnte formel (III), hvori R<1>f.eks. er metyl, etyl, tert.butyl eller allyl anvendes og omsetningen gjennomfores i et dipolart aprotisk losningsrnddel, som f.eks. dimetyl-sulfoksyd, dimetylacetamid eller dimetylformamid med en temperatur på fra 15 til 100°C, oppnås omtrent ren forbindelse (II) med omtrent kvantitativt utbytte og i Bpet av meget korte reaksjonstider, på fra noen minutter opp til 2 timer. Når en forbindelse med den ovennevnte formel (III), hvori R"'' er en cykloalkyl, fenyl-eller

fenylalkyl-gruppe, anvendes som reaksjonskomponent, kan reaksjonstiden oke

Generelt, når omsetningen gjennomfores i et apolart eller i

et protisk polart losningsmiddel, som f.eks. benzen, dioksan, tetrahydrofuran eller alkoholer, kan reaksjonstiden være så hoy som 3-4 timer og det onskete sluttprodukt bor skilles fra biproduktene ved fraksjonert krystallisering eller ekstraksjon fra egnete losningsmidler.

De oksazino(5,-6-c)rifamyciner med formel (II) oppnådd på denne måte isoleres ved kjente metoder, f.eks. ved enkel filtrering eller ekstrahering, inndamping og krystallisering.

De nye 1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner fremstilt ved den foreliggende oppfinnelse er nyttige antibiotiske substanser som er meget aktive mot patogene bakterier, spesielt mot gram-positive og gram-negative mikro-organismer som f.eks. Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Escherichia coli.

De nye 1,3-oksazino(5,6-c)rifamyciner er også nyttige utgangs-forhhdelser for fremstilling av 3-iminometyl-derivater av rifamycin SV beskrevet i fransk patentskrift nr. 1.457.435, spesielt den meget viktige antibiotiske forbindelse betegnet med rifampiein/ Omdannelsen av oksazino(5,6-c)rifamycinene med formel (II) til 3-iminometyl-derivatene av rifamycin SV gjennomfores ved omsetning med primær-aminer, hydrazin, monosubstituerte hydraziner, asymmetriske disubstituerte hydraziner. For eksempel ved å omsette en forbindelse med formel II med l-amino-4-metyl-piperazin i nærvær av et sekundært eller et tertiært amin, oppnås rifampiein med omtrent kvantitativt utbytte i lopet av meget kort tid, f.eks.

fra 15 minutter til 3 timer. Forbindelsene med den ovenstående formel (III) fremstilles ved å omsette et amin med formel ,R"^-NH2' enten med to ekvivalenter formaldehyd til å gi et bis-hydrpksy-metyl-derivat (formel III, R 2=H) eller med to molekvivalenter av både formaldehyd og en alkohol med formel R OH til å gi et bis-(lavere alkoksymetyl)derivat (formel III, R 2 = lavere alkyl). Fremgangsmåten for dette er beskrevet i J. Chem. Soc. 123, 532,

(1923). De folgende eksempler skal illustrere oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1.

Forbindelse med formel II, R = t.- butyl.

En losning av 6,5 g N,N. -dihydroksymetyl-t-butylamin, 40 ml dimetylformamid og 13,9 g rifamycin S ble omrort i en 100 ml fir-hals-kolbe i 60 minutter ved 33°C. Reaksjonsblandingen ble helt ut"r'£' 300 ml vann syret med 2 ml eddiksyre. Det således oppnådde bunnfall ble filtrert, vasket med vann og torret ved 40°C under vakuum. Utbytte: 14,5 g.

Det infrarode spektrum i kloroformlosning viste topper ved

3500, 1715, 1680, 1650, 1605, 1380, 1325, 975 cm<-1>.

EKSEMPEL 2.

Forbindelse med formel II, R<1>= allyl.

I en 100 ml fir-hals-kolbe, ble 13,9 g rifamycin S opplost i

40 ml dimetylacetamid, og deretter ble 7 g N,N-diisopropoksymetyl-allylamin tilsatt og opplosningen oppvarmet i 15 minutter ved 70°C. Reaksjonsblandingen ble helt ut i 300 ml vann syret med 2 ml eddiksyre og det oppnådde bunnfall ble filtrert, vasket med vann og torret ved 4 0°C under vakuum. Utbytte: 14,3 g.

Det infrarode spektrum i kloroformlosning viste topper ved

3500, 1740, 1720, 1650, 1605, 1380, 13.30 og 975 cm<-1>.

EKSEMPEL 3.

Forbindelse med formel II, R<1>= cykloheksyl.

En blanding av 13,9 g rifamycin S, 6,5 g N,N-dimetoksymetyl-cykloheksylamin og 40 ml dimetylsulfoksyd ble holdt i en 100 ml fir-hals-kolbe ved 50°C i 45 minutter. Reaksjonsblandingen ble helt ut i 300 ml vann syret med 2 ml eddiksyre. Detsåledes oppnådde bunnfall ble filtrert, vasket med vann og torret ved 40°C under vakuum. Utbytte: 15, 3 g.

Det infrarode spektrum i kloroformlosning viste topper ved 3500, 1720, 1610, 1380, 1340 og 980 cm"<1>.

På samme måte ble ved omsetning av rifamycin S med N,N-dimetoksy-metyl-cyklopentylamin den tilsvarende forbindelse med den ovennevnte

1 * o

formel II, hvori R er lik cyklopentyl, oppnådd.

EKSEMPEL 4.

Forbindelse med formel II, R<1>=benzyl.

1 en 100 ml fir-hals-kolbe ble 13,9 g rifamycin S opplost i 40 ml heksametylfosfotriamid, og deretter ble 7,5 g N,N-dietoksymetyl-benzylamin tilsatt og opplosningen ble holdt i 20 minutter ved 60°C. Reaksjonsblandingen ble helt ut i 400 ml vann syret med 2 ml eddiksyre og det således oppnådde bunnfall ble filtrert, vasket med vann og torret ved 40°C under vakuum. Utbytte: 15,8 g.

Det infrarode spektrum i kloroformlosning viste topper ved 3500, 1740 (sh), 1710, 1680, 1650, 1605, 1380, 1320 og 980 cm<-1>. På

samme måte, ved å omsette rifamycin S med N,N-dimetoksymetyl-a-fenetylamin og med N,N-dimetoksymetyl-(3-fenetylamin, ble de-tilsvarende forbindelser med den ovenstående formel II, hvori R1

er lik a-fene tyl eller (3-fene tyl, oppnådd.

EKSEMPEL 5.

Forbindelse med formel II, R<1>= metyl.

I en 100 ml fir-hals-kolbe ble 14 g rifamycin S opplost i 40 ml aceton og deretter ble 5 g N,N-diisobutoksymetyl-metylamin tilsatt, og opplosningen ble omrort i 3 timer ved 40°C. Reaksjonsblandingen ble helt ut i 300 ml vann syret med 3 ml eddiksyre og det således oppnådde bunnfall ble filtrert, vasket med vann og torret ved 40°C under vakuum. Utbytte: 13,8 g råprodukt.

Råproduktet ble blandet med 60 ml toluen i en 100 ml kolbe og blandingen ble omrort i 10 minutter ved 60°C og deretter filtrert til å gi 12,5 g rent produkt.

U.V.-spektret i fosfatpuffer med pH 7 viste de folgende absorpsjonsmaksima ^ max 305 m<y>u-, 354 m^u., 560 nyx. I mas se-spektrome trien hadde ione-molekyltoppen en masse på 750.

Videre viste NMR-spektrum i dimetylsulfoksydlosning singletter ved

6- = 1,65, 1, 92, 1, 99, 2,96, 3,71, 9,49, 14,24. Der var ingen topper i negative områder.

EKSEMPEL 6.

Forbindelse med formel II, R<1>= metyl.

En blanding av 14 g rifamycin S, 50 ml n-propylalkohol og 5,5 g N,N-diisobutoksymetyl-metylamin ble omrort i en 100 ml fir-hals-kolbe ved 60°C i 60 minutter. Reaksjonslosningen ble helt ut i 500 ml vann syret med 5 ml eddiksyre, deretter ble det således oppnådde bunnfall filtrert, vasket med vann og torret ved 40°C under vakuum til å gi 12,2 g råprodukt. Råproduktet ble opplost i 100 ml kloroform og en blanding av 250 ml toluen og 750 ml petroleter ble tilsatt. Bunnfallet oppnådd på denne måte ble filtrert og torret ved 40°C under vakuum og ga 4,2 g rent produkt, identisk med det som er beskrevet i eksempel 5. På samme måte ved å omsette rifamycin S med N,N-diisobutoksymetyl-anilin ble den tilsvarende forbindelse med den ovennevnte formel II, hvori R<1>er lik fenyl, oppnådd.

EK3EMPEL 7.

7,9 g av forbindelsen med formel II, hvori R<1>er lik t.butyl, fremstilt som beskrevet i eksempel 1, ble opplost i 30 ml tetrahydrofuran i en 100 ml firhals-kolbe. En blanding av 2,8 g pyrrolidin og 1,38 g l-amino-4-metylpiperazin ble tilsatt. Etter 20 minutters omroring ved romtemperatur var omsetningen ferdig. Reaksjonsblandingen ble opplost i 100 ml kloroform, syret til pH 5

med fortynnet eddiksyre og vasket med vann. Kloroformfasen ble torret ved natriumsulfat og etter filtrering ble losningsmiddel avdampet. Utbytte: 8,2 g. Omkrystallisering fra aceton ga 7,2 g som tynnskiktkromatografering viste å være et enhetlig produkt. Produktet var identisk med en autentisk prove av rifampiein.

Claims (7)

1. 1,3-oksazino(5,6-c)rifamycin-forbindelser, karakterisert ved at de har formelen

hvori R <1> er lavere alkyl, lavere alkenyl, cykloalkyl. med 5 til 6 karbonatomer, fenyl, benzyl, oc- eller (3-fenetyl.

2. Rifamycinforbindelser som angitt i krav 1, karakterisert ved at R1 er t.butyl.

3. Rifamycinforbindelser som angitt i krav 1, karakterisert ved at R <1> er allyl.

4. Rifamycinforbindelser som angitt i krav 1, karakterisert ved at R <1> er metyl.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av 1,3-oksazino(5,6-c)-rifamyciner med formel

hvori R <1> er laveré alkyl, lavere alkenyl, cykloalkyl med 5 til 6 karbonatomer, fenyl, benzyl eller oe- eller (3-fenetyl, karakterisert ved at rifamycin S omsettes med en forbindelse med formel

1 2 hvori R er som angitt ovenfor og R er hydrogen eller lavere alkyl, i et inert organisk losningsmiddel ved en temperatur på fra 0°C til koketemperaturen for. losningsmidlet til å gi en losning som behandles med vann syret til pH på fra 4 til 6, idet vann og losningsmiddel deretter fjernes for å gi en fast masse av det onskete produkt.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at det som inert organisk losningsmiddel anvendes et dipolart aprotisk losningsraddel og at temperaturen holdes mellom 15 og 100°C.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at det som dipolart aprotisk losningsmiddel anvendes dimetylsulfoksyd, dimetylformamid eller dimetylacetamid.