Procédé de préparation de nouveaux dérivés de la tétracycline
La présente invention concerne la préparation de nouveaux composés de la famille des tétracyclines, et plus particulièrement de tétracyclines substituées pouvant être représentées par la formule générale suivante :
EMI1.1
et de leurs sels d'addition d'acides, formule dans la quelle Ri où Rg est un groupe amino, alors quel'au- tre radical est de l'hydrogène, un groupe nitro, amino ou halogène, R3 est de l'hydrogène ou un groupe méthyle et R4 est de l'hydrogène ou un groupe hydroxy, le nouveau procédé étant caractérisé par le fait qu'on met en réaction un composé de la formule générale (I),
dans laquelle Ri et/ou R sont des radicaux nitro ou un sel d'addition avec un acide de ce composé, avec un agent réducteur afin de réduire le groupe nitro en un groupe amino.
Les nitro-tétracyclines peuvent être réduites, soit chimiquement, soit catalytiquement, pour former les amino-tétracyclines. On peut conduire la réduction catalytique dans un solvant polaire tel que d'eau, un alcanol inférieur, par exemple le méthanol, l'éthanol, etc., un alcoxy inférieur-alcanol inférieur, par exemple le 2-méthoxyéthanol ou le 2-éthoxyéthanol, ou un acide alcanoique inférieur, par exemple l'acide acéti- que ou l'acide propionique en solution dans un acide minéral, par exemple l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique, et en présence d'un métal noble catalyseur tel que du palladium, du rhodium, ou autre métal de la famille du platine, à l'état finement divisé.
On peut utiliser le métal pur ou sous forme d'un oxyde ou hydroxyde, et de préférence le catalyseur est en suspension dans un véhicule usuel tel que l'alu- mine finement divisée, le charbon de bois activé, la terre de diatomées. On peut conduire la réduction à des températures de l'ordre d'environ 10 à 400 C et, de préférence, à la température ambiante qui est voisine de 250 C et à des pressions d'hydrogène d'environ 1 à 3 atmosphères.
On peut récupérer l'aminotétracycline ainsi prépa- rée du mélange réactionnel par tout moyen désiré, par exemple par élimination du catalyseur et concentrati, on de la solution. On évapore le produit à sec et on obtient l'aminotétracycline purifiée par précipi- tation dans le mélange éthanol-acétate d'éthyle. On peut encore purifier le produit si on le désire par recristallisation dans l'alcool de façon classique.
On peut également réduire les nitrotétracyclines en aminotétracyclines par un processus de réduction chimique dans lequel on met en contact la nitrotétracycline et un mélange producteur d'hydrogène, tel que du zinc métallique dans un milieu modérément acide tel que I'acide chlorhydrique, l'acide acétique, etc., à une température d'environ 10 à 400 C, et pendant environ 15 minutes à environ 2 heures. La concentration de la nitrotétracyoÅaine dans le milieu acide dépend de la solubilité. Le zinc utilisé pour la réaction doit de préférence être sous une forme finement divisée, par exemple en poussière de zinc, et on doit utiliser cette matière à raison d'environ 0, 35 partie en poids de métal par partie en poids de la nitro tétracycline.
Des proportions de métal supérieures à environ 5 parties en poids ne sont généralement pas nécessaires. La solution réduite contient l'aminotétra- cycline désirée, que l'on peut récupérer de manière classique.
Les nouvelles tétracyclines préparées selon l'invention sont des composés amphotères, et par suite on peut facilement en préparer les sels d'addition d'acide, c'est-à-dire les mono-et les di-sels (quand on utilise une aminotétracycline). En général, les acides préférés sont les acides minéraux tels que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et analogues, bien qu'on puisse également utiliser des acides organiques tels que l'acide trichloracé- tique. On peut préparer ces sels d'addition d'acide des nouvelles tétracyclines en traitant le composé am- photere avec environ 2 équivalents ou plus de l'acide choisi. De préférence, on met en suspension la tétracycline dans un solvant convenable pendant l'acidifiction.
Les nouvelles tétracyclines préparées selon l'in- vention sont biologiquement actives, et ont le large spectre d'activité antibactérienne des tétracyclines déjà connues. Le spectre antibactérien de certains de ces composés, représentant la quantité nécessaire pour inhiber la croissance de diverses bactéries typiques, a été déterminé de la façon classique par la technique de dilution sur agar communément utilisé pour 1'essai des nouveaux antibiotiques. Les concentrations inhibitrices minimums, exprimées en gamma par cm3, vis-à-vis de divers organismes d'essai, sont reportés dans le tableau ci-dessous. A titre comparatif, on y a également inclus l'activité antibactérienne de la tétracycline contre les mêmes organismes.
Organisme Tétracycline Amino-6-déméthyl-6-Amino-6-deméthyl-6- dêoxytêtraeydine-A déoxytétracycline-B
Mycobacterium ranae 1 0, 5 0, 5
Mycobacterium. smegmatis ATCC 607 1 0, 5 1
Staphylococcus aureus 209 P 2 1 2
Sarcina Lutea 1001 2 1 1
Bacillus subtilis ATCC 6633 0, 5 0, 25 0, 25 Streptococcus pyogènes C203 0, 5 0, 5 0, 5 Sheptococcus a Nu 11 250 31 125 Streptococcus ss N 80 250 31 62
Staphylococcus aureus NY 104 4 2 1 Bacillus Cereus N 5 0, 25 0, 5 0,
25 Pseudomonas aeruginosa 8 8 8
Proteus vulgaris 8427. 31 8 8
Escherichia coli ATCC 9637 8 15 8
Salmonella gallinarum 8 8 8
Escherichia coli Nu 22. 4 4 1
Les nouveaux composés de la tétracycline obtenus selon l'invention ont une stabilité considérablement plus élevée vis-à-vis des acides et des alcalis que la tétracycline parente. De plus, les aminotétracyclines sont beaucoup plus solubles que le composé parent.
L'invention sera décrite maintenant plus en détail en référence aux exemples particuliers suivants :
Exemple 1
Préparation
de Z'amino-6-demethyl-6-desoxytetracycline-A
On met en suspension 51 mg de base nitro-6-dé- méthyl-6-désoxytétracycline-A, préparée comme dé- crit dans le brevet suisse No 385194, dans 5 cm3 d'éthanol absolu. A cette solution, on ajoute 3 gout- tes d'acide chlorhydrique 6N. Le solide se dissout graduellement. On ajoute 5 mg d'oxyde de platine à la solution jaune limpide.
On secoue vigoureusement le mélange sous atmosphère d'hydrogène pendant 10 minutes, moment auquel un léger excès par rapport au volume théorique d'hydrogène a été absorbé.
On filtre la solution et on lave le catalyseur 2 fois avec des volumes de 2cm3 d'éthanol absolu. On réunit le filtrat et les lavages et on concentre la solution combinée à sec sous vide. On sèche le résidu solide jaune foncé sous vide à 600C pendant une heure. Le rendement en produit est de 40 mg.
XO, l N Hcl 265, 265, 348 mu, mat NNaOH 241, 270, 377 mu. mu : c
Exemple 2
Préparation
de l'amino-6-déméthyl-6-désoxytétracycline-B
On répète le processus de l'exemple précédent, sauf que l'on emploie la base nitro-6-déméthyl-6-dés- oxytétracycline-B, préparée comme décrit dans le brevet suisse No 385194, au lieu de l'isomère A. Le temps nécessaire pour l'hydrogénation est d'environ 1 heure. On isole le produit comme à l'exemple 1 pour obtenir l'amino-6-déméthyl-6-désoxytétracycline-
B biologiquement active.
#max0,1 N NCl 218, 263, 350 m , #max0,1 NaOH 241, 270, 385 m ,
Exemple 3
Préparation de l'amino-6-désoxytétracycline
On agite une solution de 10 mg de sulfate de la nitro-6-désoxytétracycline dans S cm3 d'eau et on ajoute un excès de couple zinc-cuivre. On maintient le pH entre 2 et 3 par addition d'acide chlorhydrique 1, 0 N. On agite le mélange pendant 15 minutes et on débarrasse la solution de l'excès de zinc par filtration pour obtenir I'amino-6-désoxytétracycline.
#max0,1 N HCl 217, 263, 346 m , #max0,1 N HaOH 244, 277, 370 m ,
Exemple 4
Préparation
du disulfate d'amino-6-dsoxyttracycdine
On hydrogène à température ambiante et pression atmosphérique une suspension de 645 mg de sulfate de nitro-6-désoxytétracycline dans 65 cm3 d'éthanol avec 65 mg de dioxyde de platine et 3 gouttes d'acide sulfurique concentré. L'absorption d'hydrogène est de 3 moles par mole de nitro-6-désoxytétracycline. On filtre le catalyseur de la solution que l'on évapore à petit volume. On ajoute un excès d'éther et on recuei, lle le bisulfate d'amino-6-désoxytétracycline pré cipité (600 mg).
Exemple 5
Préparation du bisulfate d'arraino-brorno-6-desoxy-6-demethyltetracycline
A une solution de 20 mg de sulfate de bromo- nitro-6-désoxy-6-déméthyltétracycline dans 3, 0 cm3 d'eau, on ajoute un excès de couple Zn/Cu. On agite le mélange à température ambiante pendant 15 minutes, temps pendant lequel on maintient le pH de la solution à 3 par addition d'acide sulfurique 0, 1 N, si nécessaire. On filtre la solution et on sèche le filtrat par congélation. On triture le résidu avec du métha nol et on le filtre. On évapore le filtrat à sec sous pression réduite, ce qui donne 6, 0 mg de matière.
Rf = 0, 21 (n-butanol ; pH 2 tampon au phosphate).
Process for the preparation of novel tetracycline derivatives
The present invention relates to the preparation of novel compounds of the tetracycline family, and more particularly of substituted tetracyclines which may be represented by the following general formula:
EMI1.1
and their acid addition salts, formula in which R 1 where R 8 is an amino group, while the other radical is hydrogen, a nitro, amino or halogen group, R3 is hydrogen or a methyl group and R4 is hydrogen or a hydroxy group, the new process being characterized in that a compound of general formula (I) is reacted,
wherein R 1 and / or R are nitro groups or an acid addition salt of this compound, with a reducing agent to reduce the nitro group to an amino group.
Nitro-tetracyclines can be reduced, either chemically or catalytically, to form amino-tetracyclines. The catalytic reduction can be carried out in a polar solvent such as water, a lower alkanol, for example methanol, ethanol, etc., a lower alkoxy-lower alkanol, for example 2-methoxyethanol or 2-ethoxyethanol. , or a lower alkanoic acid, for example acetic acid or propionic acid in solution in a mineral acid, for example hydrochloric acid or sulfuric acid, and in the presence of a noble metal catalyst such as palladium, rhodium, or another metal of the platinum family, in the finely divided state.
The metal can be used neat or in the form of an oxide or hydroxide, and preferably the catalyst is suspended in a usual vehicle such as finely divided aluminum, activated charcoal, diatomaceous earth. The reduction can be carried out at temperatures of the order of about 10 to 400 ° C. and, preferably, at room temperature which is in the region of 250 ° C. and at hydrogen pressures of about 1 to 3 atmospheres.
The aminotetracycline thus prepared can be recovered from the reaction mixture by any desired means, for example by removing the catalyst and concentrating the solution. The product is evaporated to dryness and the purified aminotetracycline is obtained by precipitation from an ethanol-ethyl acetate mixture. The product can be further purified if desired by recrystallization from alcohol in a conventional manner.
Nitrotetracyclines can also be reduced to aminotetracyclines by a chemical reduction process in which nitrotetracycline is contacted with a hydrogen-producing mixture, such as metallic zinc in a moderately acidic medium such as hydrochloric acid, acid. acetic, etc., at a temperature of about 10 to 400 C, and for about 15 minutes to about 2 hours. The concentration of nitrotetracyoÅaine in the acidic medium depends on the solubility. The zinc used for the reaction should preferably be in a finely divided form, for example as zinc dust, and this material should be used in an amount of about 0.35 parts by weight of metal per part by weight of the nitro tetracycline. .
Metal proportions greater than about 5 parts by weight are generally not necessary. The reduced solution contains the desired aminotetracyclin, which can be recovered in the conventional manner.
The novel tetracyclines prepared according to the invention are amphoteric compounds, and therefore acid addition salts can easily be prepared, that is to say mono and di-salts (when using a aminotetracycline). In general, the preferred acids are mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like, although organic acids such as trichloroacetic acid can also be used. These acid addition salts of the novel tetracyclines can be prepared by treating the amber compound with about 2 or more equivalents of the selected acid. Preferably, the tetracycline is suspended in a suitable solvent during acidification.
The novel tetracyclines prepared according to the invention are biologically active, and have the broad spectrum of antibacterial activity of the already known tetracyclines. The antibacterial spectrum of some of these compounds, representing the amount required to inhibit the growth of various typical bacteria, was determined in the conventional manner by the agar dilution technique commonly used for testing new antibiotics. The minimum inhibitory concentrations, expressed in gamma per cm3, against various test organisms, are reported in the table below. For comparison, it also included the antibacterial activity of tetracycline against the same organisms.
Organism Tetracycline Amino-6-demethyl-6-Amino-6-demethyl-6- deoxytetraeydine-A deoxytetracycline-B
Mycobacterium ranae 1 0, 5 0, 5
Mycobacterium. smegmatis ATCC 607 1 0, 5 1
Staphylococcus aureus 209 P 2 1 2
Sarcina Lutea 1001 2 1 1
Bacillus subtilis ATCC 6633 0, 5 0, 25 0, 25 Streptococcus pyogenic C203 0, 5 0, 5 0, 5 Sheptococcus a Nu 11 250 31 125 Streptococcus ss N 80 250 31 62
Staphylococcus aureus NY 104 4 2 1 Bacillus Cereus N 5 0, 25 0, 5 0,
25 Pseudomonas aeruginosa 8 8 8
Proteus vulgaris 8427. 31 8 8
Escherichia coli ATCC 9637 8 15 8
Salmonella gallinarum 8 8 8
Escherichia coli Nu 22. 4 4 1
The new tetracycline compounds obtained according to the invention have a considerably higher stability towards acids and alkalis than the parent tetracycline. In addition, aminotetracyclines are much more soluble than the parent compound.
The invention will now be described in more detail with reference to the following specific examples:
Example 1
Preparation
of Z'amino-6-demethyl-6-deoxytetracycline-A
51 mg of nitro-6-demethyl-6-deoxytetracycline-A base, prepared as described in Swiss Patent No. 385194, are suspended in 5 cm3 of absolute ethanol. To this solution are added 3 drops of 6N hydrochloric acid. The solid gradually dissolves. 5 mg of platinum oxide are added to the clear yellow solution.
The mixture is shaken vigorously under a hydrogen atmosphere for 10 minutes, at which time a slight excess over the theoretical volume of hydrogen has been absorbed.
The solution is filtered and the catalyst is washed twice with volumes of 2 cm3 of absolute ethanol. The filtrate and washings are combined and the combined solution is concentrated to dryness in vacuo. The dark yellow solid residue is dried under vacuum at 600C for one hour. The product yield is 40 mg.
XO, 1 N Hcl 265, 265, 348 mu, mat NNaOH 241, 270, 377 mu. mu: c
Example 2
Preparation
amino-6-demethyl-6-deoxytetracycline-B
The procedure of the previous example is repeated, except that the base nitro-6-demethyl-6-de-oxytetracycline-B, prepared as described in Swiss patent No. 385194, is used instead of the isomer A. The time required for the hydrogenation is about 1 hour. The product is isolated as in Example 1 to obtain amino-6-demethyl-6-deoxytetracycline-
Biologically active B.
# max0.1 N NCl 218, 263, 350 m, # max0.1 NaOH 241, 270, 385 m,
Example 3
Preparation of 6-amino-deoxytetracycline
A solution of 10 mg of 6-nitro-deoxytetracycline sulfate in 5 cm3 of water is stirred and an excess of zinc-copper couple is added. The pH is maintained between 2 and 3 by adding 1.0 N hydrochloric acid. The mixture is stirred for 15 minutes and the solution is freed of excess zinc by filtration to obtain amino-6-deoxytetracycline.
# max0.1 N HCl 217, 263, 346 m, # max0.1 N HaOH 244, 277, 370 m,
Example 4
Preparation
amino-6-dsoxyttracycdine disulfate
A suspension of 645 mg of 6-nitro-deoxytetracycline sulfate in 65 cm3 of ethanol is hydrogenated at room temperature and atmospheric pressure with 65 mg of platinum dioxide and 3 drops of concentrated sulfuric acid. Hydrogen uptake is 3 moles per mole of 6-nitro-deoxytetracycline. The catalyst is filtered from the solution which is evaporated off at a small volume. An excess of ether is added and the precipitated 6-amino-deoxytetracycline bisulfate (600 mg) is collected.
Example 5
Preparation of arraino-brorno-6-deoxy-6-demethyltetracycline bisulfate
To a solution of 20 mg of bromonitro-6-deoxy-6-demethyltetracycline sulfate in 3.0 cm3 of water, an excess of Zn / Cu couple is added. The mixture is stirred at room temperature for 15 minutes, during which time the pH of the solution is maintained at 3 by addition of 0.1 N sulfuric acid, if necessary. The solution is filtered and the filtrate dried by freezing. The residue is triturated with methanol and filtered. The filtrate is evaporated to dryness under reduced pressure to give 6.0 mg of material.
Rf = 0.21 (n-butanol; pH 2 phosphate buffer).