<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION formée par
SANDOZ S. A. pour Nouveaux aminoglucosides, leur préparation et leur utilisation comme médicaments Invention de : Hans Loibner, Wolfgang Streicher et
Peter Stütz
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention a pour objet de nouveaux aminoglucosides, leur préparation et leur application en thérapeutique, à titre de principes actifs de médicaments.
L'invention concerne plus particulièrement les composés répondant à la formule I
EMI2.1
dans laquelle R, représente l'hydrogène ou un groupe de formule
II, lia, IIb ou IIc
EMI2.2
R représente un groupe hydroxy ou amino, R3 représente l'nydrogène ou un groupe hydroxy, R4 représente l'hydrogène ou un groupe hydroxy, Rr représente un groupe amino, méthylamino, diméthylamino ou, lorsque R représente un groupe amino, également
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
un groupe hydroxy, et R6 représente l'hydrogène ou un groupe méthyle, 6 sous forme de base libre ou sous forme d'un sel d'addition d'acide.
L'invention concerne également un procédé de préparation des composés de fornule I, procédé selon lequel a) on réduit un composé de formule 111a ou 111b
EMI3.2
dans lesquelles R, à R6 ont les significations données précédemment et X est un groupe éliminable, les groupes amino et/ou hydroxy présents pouvant être sous forme protégée, et, si nécessaire, on élimine les groupes protecteurs des groupes protégés encore présents dans le composé ainsi obtenu, ou b) pour préparer un composé de formule I dans laquelle Rr représente un groupe méthylamino ou diméthylamino, on soumet un composé correspondant de formule I dans laquelle Rr représente un groupe amino,
à une mono-
<Desc/Clms Page number 4>
méthylation ou à une diméthy1ation, ou bien on soumet un composé correspondant de formule I dans laquelle
EMI4.1
Rr représente un groupe méthylamino à une monométhylation, les autres groupes amino présents pouvant être sous forme protégée, et, si nécessaire, on élimine les groupes protecteurs des groupes amino protégés dans le composé ainsi obtenu, et, si on le désire, on récupère le composé de formule I ainsi obtenu sous forme de base libre ou sous forme d'un sel d'addition d'acide.
Le procédé a) peut être effectué de manière classique pour de telles réductions, comme celles connues pour la scission hydrogénolytique d'un cycle aziridine, par exemple en utilisant le nickel de Raney et l'hydrogène dans un solvant inerte tel qu'un alcool, par exemple le méthanol. Il peut être avantageux d'opérer à des pressions supérieures à la pression normale.
Le procédé b) peut être effectué en utilisant des agents de méthylation classiques. L'introduction d'un seul groupe méthyle dans un composé comportant un groupe amino en position 6 peut être réalisée par exemple en faisant d'abord réagir sélectivement ce composé avec un dérivé de l'acide carbonique de formule Y-COORg dans laquelle Y représente un groupe réactif et Rq un groupe alkyle ou aralkyle, pour produire le dérivé correspondant NHCOORg que l'on réduit ensuite selon les méthodes classiques, par exemple avec un hydrure métallique complexe tel que LiAIH,.
L'introduction de deux groupesméthyle dans un composé comportant un groupe NH2 en position 6', peut être effectuée par exemple en protégeant tous les groupes amino sauf celui
<Desc/Clms Page number 5>
situé en position 6', en introduisant les groupes méthyle selon les méthodes classiques, par exemple par réaction avec le formaldéhyde en présence d'un agent réducteur ou de NaHPO-, et en éliminant ensuite les groupes protecteurs dans le produit ainsi obtenu.
L'introduction d'un autre groupe méthyle dans un composé comportant un groupe méthylamino en position 6', peut être effectuée de façon analogue.
Comme groupes protecteurs appropriés, on peut citer par exemple les groupes benzyloxycarbonyle, tert.-butoxycarbonyle et trichloroéthoxycarbonyle. Ces groupes peuvent être introduits et éliminés selon les méthodes connues, par exemple de manière analogue aux méthodes décrites ci-après dans les exemples.
Comme exemples de groupes éliminables X, on peut citer le chlore, le brome, l'iode et les groupes mésyloxy, tosyloxy et trifluorométhanesulfonyloxy.
Les composés de formule 1 ainsi obtenus peuvent ensuite être isolés et purifiés selon les méthodes habituelles. On peut, selon les méthodes connues, transformer les composés de formule 1 en leurs sels d'addition d'acides, et inversement.
Les produits de départ de formule IIIa peuvent être obtenus en introduisant selon les néthodes connues un groupe X dans un composé de formule VI
EMI5.1
<Desc/Clms Page number 6>
dans laquelle R. à R6 ont les significations données précédemment.
Les produits de départ de formule IIIb peuvent être obtenus par cyclisation d'un composé de formule IV
EMI6.1
EMI6.2
dans laquelle R, à R6 les significations données t b ontprécédemment.
Les groupes amino et hydroxy peuvent être protégés, excepté le groupe amino situé en position 1 dans la formule IV.
<Desc/Clms Page number 7>
La cyclisation est effectuée selon les méthodes connues ou en utilisant le triphénylphosphane
EMI7.1
et un ester de l'acide azodicarboxylique, par exemple le diester de l'acide azodicarboxylique, dans un solvant inerte tel qu'un hydrocarbure chlore comme le chloroforme.
Les composés de formule IIIa et IIIb sont des composés nouveaux et font également partie de 1 a présente i nven- tion.
Les composés de formules IV et VI sont décrits dans la demande de brevet européen n 0072351, de même que leur procédé de préparation.
Les produits de départ peuvent être utilisés sous forme de mélanges tels que ceux obtenus lorsqu'on prépare ces produits par fermentation. Lorsqu'on fait réagir de tels mélanges, on obtient les produits intermédiaires ou les produits finals sous forme de mélanges correspondants. De tels mélanges peuvent être séparés en leurs constituants individuels à n'importe quel stade de la synthèse, la séparation étant cependant effectuée de préférence sur des produits finals de formule I non protégés. La séparation peut être effectuée selon les méthodes connues, par exemple comme décrit dans le brevet américain n 3 984 395 ou par K. Byrne'et. co11. dans J. Chromatogr. 131, 191 (1977).
Les composés de formule I possèdent d'intéressantes propriétés chimiothérapeutiques et peuvent par conséquent être utilisés comme médicaments.
En particulier, les composés de formule I exercent une action anti-microbienne comme il ressort des essais in vitro de dilution en série et des essais in vivo effectués sur les souris, en utilisant des
<Desc/Clms Page number 8>
souches bactériennes variées telles que Staph. aureus, Staph. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, E. coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae et Serratia marcescens. On observe cette activité dans les essais in vitro à des concentrations comprises entre environ 0,05 et 50 pg/ml et dans les essais in vivo à des doses comprises entre environ 0,4 et 100 mg/kg. Les composés de formule 1 sont particulièrement efficaces contre les souches résistantes aux aminoglucosides et ont par conséquent un large spectre d'action.
Grâce à cette propriété, les composés de formule 1 peuvent être utilisés en thérapeutique comme agents chimiothérapeutiques, par exemple comme antibiotiques à activité antibactérienne. Pour cette utilisation, une dose quotidienne appropriée sera comprise entre environ 0,1 et 2 g de substance active. Si on le désire, cette dose pourra être administrée en doses fractionnées 2 à 4 fois par jour sous forme de doses unitaires contenant chacune entre environ 25 et 1500 mg de substance active, ou sous une forme à libération retardée.
Les composés de formule 1 peuvent être utilisés sous forme de base libre ou sous forme d'un sel d'addition d'acides acceptable du point de vue chimiothérapeutique, par exemple sous forme de pentachlorhydrate ou de sulfate. De tels sels présentent le même ordre d'activité que les bases libres correspondantes.
L'invention concerne donc les composés de formule I, à l'état de base libre ou sous forme d'un sel d'addition d'acide acceptable du point de vue chimiothérapeutique, pour l'utilisation comme médicaments, en particulier comme agents chimiothérapeutiques, notamment comme antibiotiques à activité antibactérienne.
L'invention concerne également un médicament
<Desc/Clms Page number 9>
contenant, à titre de principe actif, un composé de formule 1 à l'état de base libre ou sous forme d'un sel d'addition d'acide acceptable du point de vue chimiothérapeutique.
En tant que médicaments, les composés de formule 1 peuvent être administrés sous forme de compositions pharmaceutiques appropriées contenant, outre la substance active, les diluants et véhicules acceptables du point de vue pharmaceutique et, éventuellement, d'autres excipients. De telles compositions font également partie de la présente invention.
Les compositions pharmaceutiques selon l'invention peuvent être préparées selon les méthodes galéniques habituelles, par exemple par mélange avec des diluants et véhicules et, éventuellement, d'autres excipients acceptables du point de vue chimiothérapeutique.
De telles compositions pharmaceutiques peuvent se présenter sous les formes habituelles, par exemple sous forme de comprimés, de capsules ou de préparations injectables.
Les significations préférées des substituants présents dans les composés de formule 1 sont les suivantes :
EMI9.1
<tb>
<tb> R-. <SEP> = <SEP> a) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> de <SEP> formule <SEP> lIa <SEP>
<tb> b) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> de <SEP> formule <SEP> II
<tb> R2 <SEP> = <SEP> a) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> hydroxy <SEP> ou <SEP> amino
<tb> b) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> amino
<tb> R3 <SEP> + <SEP> R4 <SEP> = <SEP> a) <SEP> l'hydrogène <SEP>
<tb> b) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> hydroxyRI <SEP> = <SEP> a) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> amino, <SEP> méthylamino, <SEP> diméthylamino
<tb> b) <SEP> un <SEP> groupe <SEP> amino
<tb> R6 <SEP> = <SEP> a) <SEP> l'hydrogène <SEP> ou <SEP> un <SEP> groupe <SEP> méthyle
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
b) l'hydrogène ainsi que leurs combinaisons.
Un groupe particulier de composés de l'invention comprend les composés de formule I dans laquelle R, représente un groupe de formule lia, R2 représente un groupe amino,
EMI10.1
R3 R6 ou un groupe méthyle, et Rr un groupe amino, méthylamino ou diméthyl- amino.
Un autre groupe intéressant comprend les composés de formule I dans laquelle R, représente un groupe de formule II, R2 représente un groupe hydroxy ou amino, R3 et R4 représentent un groupe hydroxy, R-représente un groupe amino et
EMI10.2
R-représente b
Un autre groupe intéressant comprend les composés de formule I dans laquelle R, représente un groupe de formule II ou IIa, R2 représente un groupe hydroxy ou amino,
R3 et R4 représentent l'hydrogène ou un groupe hydroxy, R-représente un groupe amino, méthylamino ou diméthyl- amino, et
EMI10.3
R6 ou un groupe méthyle.
b
Un composé particulièrement préféré est la 1-C-méthylgentamicine C1, sous forme de base libre ou sous forme d'un sel addition d'acide, de préférence sous forme de pentachlorhydrate.
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans aucunement en limiter la portée. Les températures sont toutes indiquées en degrés Celsius.
<Desc/Clms Page number 11>
Exemple 1 1-C-méthy1gentamicine C2, pentach1orhydrate (procédé a)
On dissout 1 9 de 3,2', 6', 3"-tetra-N- tert. -butoxycarbony1-1-désamino-1-nitro-1-C-méthane- sulfonyloxyméthylgentamicine C2 (composé de formule IIIa) dans 30 ml de méthanol et on hydrogène sous 4 atmosphères en présence d'une suspension de nickel de Raney. On sépare le catalyseur par filtration, on reprend la mousse amorphe ainsi obtenue dans du chloroforme, on secout la phase chloroformique à 3 reprises avec de l'ammoniaque diluée et on la lave à neutralité. On élimine le solvant dans un évaporateur rotatif, on dissout le résidu obtenu dans 10 m1 d'acide trifluoroacétique et, après 7 minutes, on dilue avec 200 ml d'éther diéthylique.
On essore le précipité qui s'est formé, on le dissout dans du méthanol et on le transforme en pentachlorhydrate sur IRA 401 S (forme chlorure).
Rf = 0,17 (dans un mélange 70/26/9 de dichlorométhane, de méthanol et d'ammoniaque à 25%).
Spectre RMN : 1,29 (d, J = 7,3H) ; 1,38 (s, 3H) ; 1, 52 (s, 3H) ; 2, 44 (dd, Jl = 13, J2 = 3, 6, lH) ; 2,96 (s, 3H) ; 5, 10 (d, J = 3,6, 1H) ; 5,86 (d, J = 3,6, 1H).
Exemple 2 1-C-méthylgentamicine Ci, pentachlorhydrate (procédé a)
On dissout 0,5 g de l-C-hydroxyméthyl-3, 2', 6', 3"-tétra-N-tert.-butoxycarbony1gentamicine C, et 0,26 g de triphénylphosphane dans 10 ml de chloroforme anhydre, on ajoute 0,2 g d'ester diisopropylique de l'acide azodicarboxylique et on chauffe le mélange au reflux pendant 5 minutes. Le résidu obtenu après évaporation du solvant peut être purifié par chromatographie sur gel de silice avec un mélange 15/1 de dichlorométhane et de méthanol ou ultérieurement être utilisé directement sans purification. Ce résidu est repris dans 10 ml
<Desc/Clms Page number 12>
d'acide trifluoroacétique et, après 7 minutes, dilue avec 200 ml d'éther diéthylique.
On filtre le produit qui a précipité, on le chromatographie sur gel de silice avec le mélange 15/4/1 de dichlorométhane, de méthanol et d'ammoniaque à 30%, et on évapore les fractions contenant le produit désiré. On dissout le produit
EMI12.1
dans de l'acide et on fait avec de l'éther diéthy1ique.
On obtient ainsi une poudre amorphe blanche.
Rf = 0,6 (mélange à parts égales de chloroforme, de méthanol et d'ammoniaque à 33%, phase inférieure).
Spectre RMN : 1,32 (d, J = 7, 3H) ; 1,38 (s, 3H) ; 1,53 (s, 3H) ; 2,43 (dd, J = 13, J2 = 4,2, 1H) ; 2,76 (s, 3H) ; 2, 95 (s, 3H), 5,13 (d, J = 3,8, lH) ; 5,87 (d, J = 3,7, 1H).
Exemple 3
EMI12.2
1-C-méthylgentamicine On obtient le composé du titre en procédant comme décrit à l'exemple 1 ou 2.
Spectre RMN : 1, 37 (s, 3H) ; 1, 53 (s, 3H) ; 2, 44 (dd, = 13, J2 = 4, 1H) ; 2, 95 (s, 3H) ; 5, 13 (d, J = 3, 6, 1H) ; 5,84 (d, J = 3,5, 1H).
Exemple 4 1-C-méthyl-6'-N-méthylgentamicineC1a, pentachlorhydrate (procédé b)
On dissout 220 mg de 1-C-méthyl-6'-N-benzyloxy-
EMI12.3
carbonylgentamicine dans 50 ml de tétrahydrofuranne i a anhydre, on ajoute 500 mg d'hydrure de lithium et d'aluminium et on chauffe le mélange au reflux pendant 3 heures. On ajoute ensuite avec précaution 10 ml de méthanol, on acidifie le mélange avec 1 ml d'acide acétique et on filtre sur célite. On évapore la phase organique et on chromatographie le produit sur gel de silice
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
avec un mélange 15/4/1 de chloroforme, de méthanol et d'ammoniaque à 30%. recueille les fractions ayant une valeur Rf de 0, 21 dans un mélange 70/21/9 de chloro-
Onforme, de méthanol et d'ammoniaque à 30% et on les évapore.
On dissout le produit dans 4m1 d'acide chlorhydrique méthanolique 1N et on fait précipiter le produit par addition de 100 ml d'éther diéthylique. On obtient ainsi le composé du titre sous forme d'une poudre blanche.
Spectre RMN : 1, 36 (s, 3H) ; 1, 52 (s, 3H) ; 2,45 (dd, J = 12, 5 Hz, J 2 = 4 Hz, 1H) ; 2,76 (s, 3H) ; 2,94 (s, 3H) ;
EMI13.2
5, 12 (d, J = 3, 6 Hz, 1H) ; 5, 85 (d, J = 3, 6 Hz, 1H).
Les produits de départ utilisés peuvent être préparés par exemple comme décrit ci-après : A) 3t2't6', 3"-tétra-N-tert. -butoxycarbonyl-l-désamino-
1-nitro-1-C-méthanesulfonyloxyméthylgentamicine C2 a) 3, 2',6',3"-tétra-N-tert.-butoxycarbonyl-1-désamino-
EMI13.3
1-mtrogentamicine l-nitrogentamicine On porte à 750 de 50 g de perman- ganate de potassium et 125 g d'hydrogénophosphate de potassium dans 0, 5 1 d'eau et on ajoute en une fois 25 g de 3, 2', 6', 3"-têtra-N-tert.- butoxycarbonylgentamicine C2 dissous dans 0,5 1 d'acétone. On chauffe le mélange pendant 3 minutes au reflux et on le verse dans un mélange d'eau et de glace contenant 150 g d'hydrogénosulfite de sodium.
On sépare par filtration le dioxyde de manganèse et on extrait la solution avec du chloroforme. Après séchage, on concentre la phase organique dans un évaporateur rotatif et on chromatographie le résidu sur gel de silice avec un mélange 3/2 d'acétate d'éthyle et d'hexane.
On obtient ainsi une mousse incolore ; Rf = 0,17 (mélange 20/1 de dichlorométhane et de méthanol).
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
b) b) lll9llll9TS"ine On dissout 0, 64 g 3, 2', 6', 3"-tétra-Ntert.-butoxycarbony1-1-dêsam'ino-1-mtrogentamicine C2 dans 5 ml de méthanol et, après refroidissement à on ajoute 0, 3 ml de triéthylamine.
EMI14.2
Après 5 minutes, on verse la solution dans 10 ml d'une solution de formaldéhyde à 37% et on laisse la température revenir à la température ambiante.
Après dilution avec de l'eau et acidification avec de l'acide 0, 1 N, on extrait la solution avec du dichlorométhane et on concentre la phase organique dans un évaporateur rotatif.
La substance ayant un Rf de 0, 56 (dans un mélange 10/1 de dichlorométhane et de méthanol) est isolée par chromatographie sur gel de silice avec un mélange de dichlorométhane et de méthanol (100/2-4). c) 3, 6', 3"-têtra-N-tert.-butoxycarbonyl-1-dêsamino-
EMI14.3
1-mtro-1-C-mêthanesu1fony1oxyméthy1gentamicine c) ! : ! : 1 : ! ! : : ! ! : : ! 221 : 1 : ! 2 : Ç2 On dissout 1, 82 g de 3, 2', 6', 3"-tétra-Ntert.-butoxycarbonyl-l-desamino-l-nitro-l-C-hydroxy-
0méthylgentamicine C2 et 0,6 ml de diisopropyléthylamine dans 60 ml de dichlorométhane, on ajoute 0,16 ml de chlorure de méthane-sulfonyle et on chauffe le mélange au reflux pendant 1 heure. Le résidu obtenu après évaporation est chromatographie sur gel de silice avec du chloroforme, ce qui donne une mousse amorphe.
Rf = 0,43 (mélange 9/1/0, 2 de dichlorométhane, de méthanol et d'ammoniaque à 33%.
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
B) 1-C-hydroxyméthyl-3, 21, 6', 3"-tétra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicine C1 a) tra-Ntertbutgxycarbgnydesamino- ontrggentamicine C,
A une solution de 17 9 de 3, 2', 6', 3"-tétraN-tert.-butoxycarbonylgentamicine C1 et de 3,4 9
EMI15.2
de 3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-méthylènephény1sulfure dans 750 ml de 1, 2-dichloroéthane, on ajoute durant l'ébullition 34 g d'acide 3-chloroperbenzofque sous forme solide. Après 30 minutes, on concentre la solution dans un évaporateur rotatif. On secoue le résidu avec une solution à 20% de KHSO-, une solution saturée de NaHC03 et de l'eau, et on chromatographie sur gel de silice avec un mélange 3/2 d'acétate d'éthyle et d'hexane. On isole la substance ayant un Rf de 0,74 (mélange 9/1 de dichlorméthane et de méthanol).
EMI15.3
263tetraNtertbutgxy b)l :CcarbonylgentamicineC1
On dissout 0,8 9 de 3,2', 6'3"-tétra-N-tert. - butoxycarbonyl-1-désamino-1-nitrogentamicine C. dans 20 ml de chloroforme, on ajoute 10 g de paraformaldéhyde et 1 ml de triéthylamine et on chauffe au reflux pendant 30 minutes. On essore ensuite le mélange réactionnel et on chromatographie la liqueur mère sur gel de silice avec un mélange 2/1 d'acétate d'éthyle et d'hexane. Rf = 0,62 (dans un mélange 9/1 de dichlorométhane et de méthanol).
On hydrogène le produit résultant sous 4 atmosphères en utilisant une suspension de nickel de Raney dans 30 ml de méthanol. Après séparation du catalyseur par filtration, on obtient une mousse amorphe que l'on utilise directement pour la réaction ultérieure.
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
C) 1-C-hydroxyméthyl-3, 2', 6', 3"-tétra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicine Le produit est obtenu en procédant comme odécrit à l'exemple B) b) en passant par la 3, 2', 6', 3"tétra-N-tert. -butoxycarbonyl-1-désamino-1-nitrogen-
EMI16.2
tamicine [Rf = 0, 16 dans un mélange 20/1 de t a dichlorométhane et de méthanol].
Rf du produit avant hydrogénation en présence de nickel de Raney = 0,5 (mélange 9/1 de dichlorométhane et de méthanol).
EMI16.3
D) 1-C-méthyl-61-N-benzyloxycarbonylgentamicine la On dissout 740 mg de l-C-méthylgentamicine dans 30 ml de méthanol et on ajoute goutte à goutte, à une solution de 500 mg de N-benzyloxycarbony10xy-5-norbornène-2, 3-dicarboximide dans 5 ml de méthanol et 5 ml de chloroforme. Après une heure, on chauffe à la température ambiante. Après deux heures, on concentre le mélange dans un évaporateur rotatif et on chromatographie le résidu sur gel de silice avec un mélange 15/4/1 de chloroforme, de méthanol et d'ammoniaque à 30%. On receuille le produit ayant un Rf de 0, 66. ( mélange 70/21/9 de
EMI16.4
chloroforme, de méthanol et d'ammoniaque 30%).
E) l-N, l-C-methylènegentamicine Cla -là A 0, 5 g de 1-C-hydroxymethyl-3, 2', 6', 3"-tétra- N-tert. -butoxycarbony1gentamicine Cla et 0,269 g de triphénylphosphane dissous dans 10 ml de chloroforme anhydre, on ajoute 0,2 g d'ester diisopropylique de l'acide azodicarboxylique et on chauffe le tout au reflux pendant 5 minutes. Après évaporation du solvant, on obtient un résidu que l'on chromatographie sur gel de silice (mélange 15/1 de dichlorométhane et de méthanol). On recueille le produit ayant un Rf de 0,49 (mélange 9/1 de dichloromêthane et de
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
méthanol). On dissout 0, 2 g de 1-N, 1-C-méthylène- 3, 2', 6', 3"-tétra-N-tert.
C1a dans 5 ml d'acide trif1uoroacétique et, après la 5 minutes, on dilue avec 100 ml d'éther diéthylique.
On chromatographie le résidu sur gel de silice (mélange 15/4/1 de dichlorométhane, de méthanol et d'ammoniaque à 30%), ce qui donne une poudre amorphe.
Rf = 0,3 (mélange à parts égales de chloroforme, de méthanol et d'ammoniaque à 33%, phase inférieure).
Spectre RMN : 1,2 (s, 3H) ; 1,37 (dd, J1 = 13,8, J2 = 4, 5, 1H) ; 1,56 (s, 1H) ; 2,01 (s, 1H) ; 2,51 (s, 3H) ; 4,91 (d, J = 3,6, 1 H) ; 5,23 (d, J = 3, 6 1H).
EMI17.2
F) l-N, l-C-méthylènegentamicine C-.
On obtient le composé du titre en procédant comme décrit à l'exemple E) en passant par la 1-N, l-C-méthylène-3, 2', 6', 3"-tétra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicine C, [Rf = 0,47 (mélange 9/1 de
EMI17.3
dichlorométhane et de méthanol)].
Caractéristiques du composé du titre Rf = 0, 36 (mélange à parts égales de chloroforme, de méthanol Spectre RMN : 25 (s, 3H) ; 1, 27 (d, J = 7, 3H) ; 1, 39 (dd, J1 5, J2 = 4, 6, 1H) ; 1, 59 (s, 1H) ; 2,01 (s, 1H) ; 2,67 (s, 3H) ; 2,69 (s, 3H) ; 4,96 (d, J = 3,6, 1H) ; 5,33 (d, J = 3,6, 1H).
<Desc / Clms Page number 1>
PATENT OF INVENTION formed by
SANDOZ S. A. for New aminoglucosides, their preparation and their use as medicaments Invention by: Hans Loibner, Wolfgang Streicher and
Peter stütz
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to new aminoglucosides, their preparation and their therapeutic application, as active principles of medicaments.
The invention relates more particularly to the compounds corresponding to formula I
EMI2.1
in which R represents hydrogen or a group of formula
II, lia, IIb or IIc
EMI2.2
R represents a hydroxy or amino group, R3 represents hydrogen or a hydroxy group, R4 represents hydrogen or a hydroxy group, Rr represents an amino, methylamino, dimethylamino group or, when R represents an amino group, also
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
a hydroxy group, and R6 represents hydrogen or a methyl group, 6 in the form of the free base or in the form of an acid addition salt.
The invention also relates to a process for preparing the compounds of formula I, process according to which a) a compound of formula 111a or 111b is reduced
EMI3.2
in which R, to R6 have the meanings given above and X is an eliminable group, the amino and / or hydroxy groups present possibly being in protected form, and, if necessary, the protecting groups are removed from the protected groups still present in the compound thus obtained, or b) to prepare a compound of formula I in which Rr represents a methylamino or dimethylamino group, a corresponding compound of formula I in which Rr represents an amino group is subjected,
to a mono-
<Desc / Clms Page number 4>
methylation or dimethylation, or a corresponding compound of formula I in which
EMI4.1
Rr represents a methylamino group at a monomethylation, the other amino groups present being able to be in protected form, and, if necessary, removing the protecting groups from the protected amino groups in the compound thus obtained, and, if desired, recovering the compound of formula I thus obtained in the form of the free base or in the form of an acid addition salt.
Process a) can be carried out in a conventional manner for such reductions, such as those known for the hydrogenolytic cleavage of an aziridine ring, for example by using Raney nickel and hydrogen in an inert solvent such as an alcohol, for example methanol. It may be advantageous to operate at pressures above normal pressure.
Method b) can be carried out using conventional methylating agents. The introduction of a single methyl group into a compound comprising an amino group in position 6 can be carried out for example by first reacting selectively this compound with a carbonic acid derivative of formula Y-COORg in which Y represents a reactive group and Rq an alkyl or aralkyl group, to produce the corresponding derivative NHCOORg which is then reduced according to conventional methods, for example with a complex metal hydride such as LiAIH ,.
The introduction of two methyl groups into a compound comprising an NH 2 group in the 6 ′ position can be carried out for example by protecting all the amino groups except that
<Desc / Clms Page number 5>
located in position 6 ', by introducing the methyl groups according to conventional methods, for example by reaction with formaldehyde in the presence of a reducing agent or NaHPO-, and then removing the protective groups in the product thus obtained.
The introduction of another methyl group into a compound comprising a methylamino group in the 6 ′ position can be carried out in a similar manner.
Suitable protective groups include, for example, benzyloxycarbonyl, tert.-butoxycarbonyl and trichloroethoxycarbonyl groups. These groups can be introduced and eliminated according to known methods, for example in a manner analogous to the methods described below in the examples.
As examples of eliminable groups X, mention may be made of chlorine, bromine, iodine and the mesyloxy, tosyloxy and trifluoromethanesulfonyloxy groups.
The compounds of formula 1 thus obtained can then be isolated and purified according to the usual methods. It is possible, according to known methods, to transform the compounds of formula 1 into their acid addition salts, and vice versa.
The starting materials of formula IIIa can be obtained by introducing, according to known methods, a group X into a compound of formula VI
EMI5.1
<Desc / Clms Page number 6>
in which R. to R6 have the meanings given above.
The starting materials of formula IIIb can be obtained by cyclization of a compound of formula IV
EMI6.1
EMI6.2
in which R, at R6 the meanings given t b have previously.
The amino and hydroxy groups can be protected, except the amino group located in position 1 in formula IV.
<Desc / Clms Page number 7>
Cyclization is carried out according to known methods or using triphenylphosphane
EMI7.1
and an ester of azodicarboxylic acid, for example the diester of azodicarboxylic acid, in an inert solvent such as a chlorine hydrocarbon such as chloroform.
The compounds of formulas IIIa and IIIb are new compounds and also form part of the present invention.
The compounds of formulas IV and VI are described in European patent application No. 0072351, as well as their method of preparation.
The starting materials can be used in the form of mixtures such as those obtained when these products are prepared by fermentation. When reacting such mixtures, the intermediate products or the end products are obtained in the form of corresponding mixtures. Such mixtures can be separated into their individual constituents at any stage of the synthesis, the separation however being preferably carried out on unprotected final products of formula I. The separation can be carried out according to known methods, for example as described in US Pat. No. 3,984,395 or by K. Byrne'et. co11. in J. Chromatogr. 131, 191 (1977).
The compounds of formula I have interesting chemotherapeutic properties and can therefore be used as medicaments.
In particular, the compounds of formula I exert an antimicrobial action as is apparent from in vitro serial dilution tests and from in vivo tests carried out on mice, using
<Desc / Clms Page number 8>
various bacterial strains such as Staph. aureus, Staph. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, E. coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae and Serratia marcescens. This activity is observed in in vitro tests at concentrations between about 0.05 and 50 pg / ml and in in vivo tests at doses between about 0.4 and 100 mg / kg. The compounds of formula 1 are particularly effective against strains resistant to aminoglucosides and therefore have a broad spectrum of action.
Thanks to this property, the compounds of formula 1 can be used in therapy as chemotherapeutic agents, for example as antibiotics with antibacterial activity. For this use, an appropriate daily dose will be between approximately 0.1 and 2 g of active substance. If desired, this dose may be administered in divided doses 2 to 4 times a day in the form of unit doses each containing between about 25 and 1500 mg of active substance, or in a delayed-release form.
The compounds of formula 1 can be used in the form of a free base or in the form of an acid addition salt acceptable from the chemotherapeutic point of view, for example in the form of pentachlorhydrate or sulfate. Such salts have the same order of activity as the corresponding free bases.
The invention therefore relates to the compounds of formula I, in the free base state or in the form of an acid addition salt acceptable from a chemotherapeutic point of view, for use as medicaments, in particular as chemotherapeutic agents , especially as antibiotics with antibacterial activity.
The invention also relates to a medicament.
<Desc / Clms Page number 9>
containing, as active principle, a compound of formula 1 in the free base state or in the form of an acid addition salt acceptable from the chemotherapeutic point of view.
As medicaments, the compounds of formula 1 can be administered in the form of suitable pharmaceutical compositions containing, in addition to the active substance, pharmaceutically acceptable diluents and carriers and, optionally, other excipients. Such compositions are also part of the present invention.
The pharmaceutical compositions according to the invention can be prepared according to the usual galenical methods, for example by mixing with diluents and vehicles and, optionally, other excipients acceptable from the chemotherapeutic point of view.
Such pharmaceutical compositions can be in the usual forms, for example in the form of tablets, capsules or injectable preparations.
The preferred meanings of the substituents present in the compounds of formula 1 are as follows:
EMI9.1
<tb>
<tb> R-. <SEP> = <SEP> a) <SEP> a <SEP> group <SEP> of <SEP> formula <SEP> lIa <SEP>
<tb> b) <SEP> a <SEP> group <SEP> of <SEP> formula <SEP> II
<tb> R2 <SEP> = <SEP> a) <SEP> a <SEP> <SEP> hydroxy <SEP> or <SEP> amino group
<tb> b) <SEP> an <SEP> amino group <SEP>
<tb> R3 <SEP> + <SEP> R4 <SEP> = <SEP> a) <SEP> hydrogen <SEP>
<tb> b) <SEP> a <SEP> group <SEP> hydroxyRI <SEP> = <SEP> a) <SEP> a <SEP> group <SEP> amino, <SEP> methylamino, <SEP> dimethylamino
<tb> b) <SEP> an <SEP> amino group <SEP>
<tb> R6 <SEP> = <SEP> a) <SEP> hydrogen <SEP> or <SEP> a <SEP> methyl group <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 10>
b) hydrogen and their combinations.
A particular group of compounds of the invention comprises the compounds of formula I in which R represents a group of formula IIa, R2 represents an amino group,
EMI10.1
R3 R6 or a methyl group, and Rr an amino, methylamino or dimethylamino group.
Another group of interest comprises the compounds of formula I in which R represents a group of formula II, R2 represents a hydroxy or amino group, R3 and R4 represent a hydroxy group, R-represents an amino group and
EMI10.2
R-represents b
Another group of interest comprises the compounds of formula I in which R represents a group of formula II or IIa, R2 represents a hydroxy or amino group,
R3 and R4 represent hydrogen or a hydroxy group, R- represents an amino, methylamino or dimethylamino group, and
EMI10.3
R6 or a methyl group.
b
A particularly preferred compound is 1-C-methylgentamicin C1, in the form of the free base or in the form of an acid addition salt, preferably in the form of pentachlorhydrate.
The following examples illustrate the present invention without in any way limiting its scope. The temperatures are all indicated in degrees Celsius.
<Desc / Clms Page number 11>
Example 1 1-C-methy1gentamicin C2, pentach1orhydrate (method a)
1 9 of 3.2 ', 6', 3 "-tetra-N- tert. -Butoxycarbony1-1-desamino-1-nitro-1-C-methane-sulfonyloxymethylgentamicin C2 (compound of formula IIIa) are dissolved in 30 ml of methanol and hydrogenated under 4 atmospheres in the presence of a suspension of Raney nickel. The catalyst is separated by filtration, the amorphous foam thus obtained is taken up in chloroform, the chloroform phase is dried 3 times with ammonia. diluted and washed to neutrality, the solvent is removed in a rotary evaporator, the residue obtained is dissolved in 10 ml of trifluoroacetic acid and, after 7 minutes, diluted with 200 ml of diethyl ether.
The precipitate which has formed is filtered off, dissolved in methanol and transformed into pentachlorhydrate on IRA 401 S (chloride form).
Rf = 0.17 (in a 70/26/9 mixture of dichloromethane, methanol and 25% ammonia).
NMR spectrum: 1.29 (d, J = 7.3H); 1.38 (s, 3H); 1.52 (s, 3H); 2.44 (dd, J1 = 13, J2 = 3.6, 1H); 2.96 (s, 3H); 5.10 (d, J = 3.6, 1H); 5.86 (d, J = 3.6, 1H).
Example 2 1-C-methylgentamicin Ci, pentachlorhydrate (process a)
0.5 g of lC-hydroxymethyl-3, 2 ', 6', 3 "-tetra-N-tert.-butoxycarbony1gentamicin C, and 0.26 g of triphenylphosphane are dissolved in 10 ml of anhydrous chloroform, 0 is added, 2 g of diisopropyl ester of azodicarboxylic acid and the mixture is heated to reflux for 5 minutes The residue obtained after evaporation of the solvent can be purified by chromatography on silica gel with a 15/1 mixture of dichloromethane and methanol or subsequently be used directly without purification. This residue is taken up in 10 ml
<Desc / Clms Page number 12>
trifluoroacetic acid and, after 7 minutes, diluted with 200 ml of diethyl ether.
The product which has precipitated is filtered, chromatographed on silica gel with a 15/4/1 mixture of dichloromethane, methanol and 30% ammonia, and the fractions containing the desired product are evaporated. We dissolve the product
EMI12.1
in acid and made with diethyl ether.
A white amorphous powder is thus obtained.
Rf = 0.6 (equal parts mixture of chloroform, methanol and 33% ammonia, lower phase).
NMR spectrum: 1.32 (d, J = 7.3 H); 1.38 (s, 3H); 1.53 (s, 3H); 2.43 (dd, J = 13, J2 = 4.2, 1H); 2.76 (s, 3H); 2.95 (s, 3H), 5.13 (d, J = 3.8, 1H); 5.87 (d, J = 3.7, 1H).
Example 3
EMI12.2
1-C-methylgentamicin The title compound is obtained by proceeding as described in example 1 or 2.
NMR spectrum: 1.37 (s, 3H); 1.53 (s, 3H); 2.44 (dd, = 13, J2 = 4.1H); 2.95 (s, 3H); 5.13 (d, J = 3.6, 1H); 5.84 (d, J = 3.5, 1H).
Example 4 1-C-methyl-6'-N-methylgentamicin C1a, pentachlorhydrate (method b)
220 mg of 1-C-methyl-6'-N-benzyloxy- are dissolved.
EMI12.3
carbonylgentamicin in 50 ml of anhydrous tetrahydrofuran i, 500 mg of lithium aluminum hydride are added and the mixture is heated at reflux for 3 hours. Then carefully add 10 ml of methanol, acidify the mixture with 1 ml of acetic acid and filter through celite. The organic phase is evaporated and the product is chromatographed on silica gel
<Desc / Clms Page number 13>
EMI13.1
with a 15/4/1 mixture of chloroform, methanol and 30% ammonia. collects the fractions having an Rf value of 0.21 in a 70/21/9 mixture of chloro-
Shaped, methanol and 30% ammonia and evaporated.
The product is dissolved in 4 ml of 1N methanolic hydrochloric acid and the product is precipitated by adding 100 ml of diethyl ether. The title compound is thus obtained in the form of a white powder.
NMR spectrum: 1.36 (s, 3H); 1.52 (s, 3H); 2.45 (dd, J = 12.5 Hz, J 2 = 4 Hz, 1H); 2.76 (s, 3H); 2.94 (s, 3H);
EMI13.2
5.12 (d, J = 3.6 Hz, 1H); 5.85 (d, J = 3.6 Hz, 1H).
The starting materials used can be prepared, for example, as described below: A) 3t2't6 ', 3 "-tetra-N-tert. -Butoxycarbonyl-l-désamino-
1-nitro-1-C-methanesulfonyloxymethylgentamicin C2 a) 3, 2 ', 6', 3 "-tetra-N-tert.-butoxycarbonyl-1-désamino-
EMI13.3
1-mtrogentamicin l-nitrogentamicin We bring to 750 of 50 g of potassium permananate and 125 g of potassium hydrogen phosphate in 0.5 1 of water and 25 g of 3, 2 ', 6 are added all at once. ', 3 "-têtra-N-tert.- butoxycarbonylgentamicin C2 dissolved in 0.5 l of acetone. The mixture is heated for 3 minutes at reflux and poured into a mixture of water and ice containing 150 g of sodium hydrogen sulfite.
The manganese dioxide is filtered off and the solution is extracted with chloroform. After drying, the organic phase is concentrated in a rotary evaporator and the residue is chromatographed on silica gel with a 3/2 mixture of ethyl acetate and hexane.
A colorless foam is thus obtained; Rf = 0.17 (20/1 mixture of dichloromethane and methanol).
<Desc / Clms Page number 14>
EMI14.1
b) b) lll9llll9TS "ine Dissolve 0.64 g 3, 2 ', 6', 3" -tétra-Ntert.-butoxycarbony1-1-désêam'ino-1-mtrogentamicine C2 in 5 ml of methanol and, after cooling to which 0.3 ml of triethylamine is added.
EMI14.2
After 5 minutes, the solution is poured into 10 ml of a 37% formaldehyde solution and the temperature is allowed to return to room temperature.
After dilution with water and acidification with 0.1 N acid, the solution is extracted with dichloromethane and the organic phase is concentrated in a rotary evaporator.
The substance having an Rf of 0.66 (in a 10/1 mixture of dichloromethane and methanol) is isolated by chromatography on silica gel with a mixture of dichloromethane and methanol (100 / 2-4). c) 3, 6 ', 3 "-têtra-N-tert.-butoxycarbonyl-1-désêamino-
EMI14.3
1-mtro-1-C-métthanesu1fony1oxyméthy1gentamicine c)! :! : 1:! ! ::! ! ::! 221: 1:! 2: Ç2 1.82 g of 3, 2 ', 6', 3 "are dissolved. -Tétra-Ntert.-butoxycarbonyl-l-desamino-l-nitro-l-C-hydroxy-
0 methylgentamicin C2 and 0.6 ml of diisopropylethylamine in 60 ml of dichloromethane, 0.16 ml of methane-sulfonyl chloride is added and the mixture is heated at reflux for 1 hour. The residue obtained after evaporation is chromatographed on silica gel with chloroform, which gives an amorphous foam.
Rf = 0.43 (9/1/0, 2 mixture of dichloromethane, methanol and 33% ammonia.
<Desc / Clms Page number 15>
EMI15.1
B) 1-C-hydroxymethyl-3, 21, 6 ', 3 "-tetra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicin C1 a) tra-Ntertbutgxycarbgnydesamino- ontrggentamicin C,
To a 17 9 solution of 3, 2 ', 6', 3 "-tetraN-tert.-butoxycarbonylgentamicin C1 and of 3,4 9
EMI15.2
of 3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylenephenylsulfide in 750 ml of 1,2-dichloroethane, 34 g of 3-chloroperbenzofque acid in solid form are added during boiling. After 30 minutes, the solution is concentrated in a rotary evaporator. The residue is shaken with a 20% solution of KHSO-, a saturated NaHCO3 solution and water, and chromatography on silica gel with a 3/2 mixture of ethyl acetate and hexane. The substance is isolated having an Rf of 0.74 (9/1 mixture of dichlormethane and methanol).
EMI15.3
263tetraNtertbutgxy b) l: CcarbonylgentamicinC1
0.8 9 of 3.2 ', 6'3 "-tetra-N-tert. - butoxycarbonyl-1-desamino-1-nitrogentamicin C. is dissolved in 20 ml of chloroform, 10 g of paraformaldehyde and 1 ml are added of triethylamine and the mixture is heated under reflux for 30 minutes, the reaction mixture is then drained and the mother liquor is chromatographed on silica gel with a 2/1 mixture of ethyl acetate and hexane. Rf = 0.62 ( in a 9/1 mixture of dichloromethane and methanol).
The resulting product is hydrogenated under 4 atmospheres using a suspension of Raney nickel in 30 ml of methanol. After separation of the catalyst by filtration, an amorphous foam is obtained which is used directly for the subsequent reaction.
<Desc / Clms Page number 16>
EMI16.1
C) 1-C-hydroxymethyl-3, 2 ', 6', 3 "-tetra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicin The product is obtained by proceeding as described in Example B) b) passing through 3, 2 ', 6', 3 "tetra-N-tert. -butoxycarbonyl-1-desamino-1-nitrogen-
EMI16.2
tamicin [Rf = 0.16 in a 20/1 mixture of t a dichloromethane and methanol].
Rf of the product before hydrogenation in the presence of Raney nickel = 0.5 (9/1 mixture of dichloromethane and methanol).
EMI16.3
D) 1-C-methyl-61-N-benzyloxycarbonylgentamicin la Dissolve 740 mg of lC-methylgentamicin in 30 ml of methanol and add dropwise to a solution of 500 mg of N-benzyloxycarbony10xy-5-norbornene-2 , 3-dicarboximide in 5 ml of methanol and 5 ml of chloroform. After one hour, the mixture is heated to room temperature. After two hours, the mixture is concentrated in a rotary evaporator and the residue is chromatographed on silica gel with a 15/4/1 mixture of chloroform, methanol and 30% ammonia. We collect the product with an Rf of 0.66. (70/21/9 mixture of
EMI16.4
chloroform, methanol and 30% ammonia).
E) lN, lC-methylenegentamicin Cla -a A 0.5 g of 1-C-hydroxymethyl-3, 2 ', 6', 3 "-tetra- N-tert. -Butoxycarbony1gentamicin Cla and 0.269 g of triphenylphosphane dissolved in 10 ml of anhydrous chloroform, 0.2 g of diisopropyl ester of azodicarboxylic acid is added and the whole is heated under reflux for 5 minutes. After evaporation of the solvent, a residue is obtained which is chromatographed on silica gel ( 15/1 mixture of dichloromethane and methanol) The product having an Rf of 0.49 is collected (9/1 mixture of dichloromethane and
<Desc / Clms Page number 17>
EMI17.1
methanol). 0.2 g of 1-N, 1-C-methylene-3, 2 ', 6', 3 "-tetra-N-tert are dissolved.
C1a in 5 ml of trifluoroacetic acid and, after 5 minutes, diluted with 100 ml of diethyl ether.
The residue is chromatographed on silica gel (15/4/1 mixture of dichloromethane, methanol and 30% ammonia), which gives an amorphous powder.
Rf = 0.3 (equal parts mixture of chloroform, methanol and 33% ammonia, lower phase).
NMR spectrum: 1.2 (s, 3H); 1.37 (dd, J1 = 13.8, J2 = 4.5, 1H); 1.56 (s, 1H); 2.01 (s, 1H); 2.51 (s, 3H); 4.91 (d, J = 3.6, 1H); 5.23 (d, J = 3.6 1H).
EMI17.2
F) l-N, l-C-methylenegentamicin C-.
The title compound is obtained by proceeding as described in Example E) passing through 1-N, 1C-methylene-3, 2 ', 6', 3 "-tetra-N-tert.-butoxycarbonylgentamicin C, [ Rf = 0.47 (9/1 mixture of
EMI17.3
dichloromethane and methanol)].
Characteristics of the title compound Rf = 0.36 (equal parts mixture of chloroform and methanol NMR spectrum: 25 (s, 3H); 1.27 (d, J = 7, 3H); 1.39 (dd, J1 5, J2 = 4, 6, 1H); 1.59 (s, 1H); 2.01 (s, 1H); 2.67 (s, 3H); 2.69 (s, 3H); 4.96 (d, J = 3.6, 1H); 5.33 (d, J = 3.6, 1H).