CN1023321C

CN1023321C - 3′-羟基苯并嗪并利福霉素衍生物的制备方法

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Publication number: CN1023321C
Application number: CN89107160.1A
Authority: CN
Inventors: 山根毅彦; 桥爪卓士; 山下胜治; 细江和典; 久世文幸; 渡边清
Original assignee: Zhongyuan Chemical Industry Co ltd
Current assignee: Zhongyuan Chemical Industry Co ltd; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1989-09-16
Publication date: 1993-12-29
Anticipated expiration: 2004-09-16
Also published as: ES2068862T3; EP0366914A3; EP0366914A2; EP0366914B1; CN1042357A; CA1304363C; US4983602A; DE68919650T2; DE68919650D1

Abstract

制备式(I)利福霉素衍生物或其药用盐，式中A为式基团，其中R¹为有4或5个碳原子的烷基，或为有3～5个碳原子的链烯基，或者为式基团，其中n为3或4。该利福霉素衍生物(I)对于革兰氏阳性细菌和耐酸细菌具有显著的抗菌活性，并且对于结核杆菌也具有显著的抗菌活性。

Description

本发明是关于新的利福霉素衍生物或其盐、制备它们的方法和以它们作为有效成分的抗菌剂。更具体地说，本发明是关于式（Ⅰ）新的利福霉素衍生物或其盐、制备它们的方法和以利福霉素衍生物或其药用盐作为有效成分的抗菌剂，

式中A为式

的基团，其中R′为有4或5个碳原子的烷基，或有3到5个碳原子的链烯基;或者为式

的基团，其中n为3或4。

本发明的利福霉素衍生物是文献中尚未报道过的新化合物。

为了研制新的优良的抗菌剂，本申请的发明人合成了式（Ⅰ）新的利福霉素衍生物，并且研究了它们的抗菌活性和药理学特性，结果发现，式（Ⅰ）新的利福霉素衍生物具有明显的抗菌活性和良好的药理学特性。

式中A的定义同上。

本发明提供了式（Ⅰ）新的利福霉素衍生物或其盐，

式中A为具有式

的基团，其中N为3或4。

此外，本发明还提供了制备式（Ⅰ）利福霉素衍生物或其盐的方法，该方法包括使式（Ⅱ）利福霉素衍生物与下式的胺反应，

式中A的定义同上。

另外，本发明还提供了包括式（Ⅰ）利福霉素衍生物或其药学上适用的盐作为有效成分的抗菌组合物。

图1表明了试验中小白鼠的存活率与治疗时间的关系，其中本发明的利福霉素衍生物与其他受试化合物经口给予患结核病的小白鼠。

本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物可溶于各种有机溶剂，例如可溶于卤代烃（如氯仿）、醇（如乙醇）、酯（如乙酸乙酯）、芳香烃（如苯）以及醚（如四氢呋喃）中。

在本发明新的利福霉素衍生物（Ⅰ）中，取代基A的实例如下：

基团的实例：

，其中R′的定义同上，例如A可以是

基团的实例：

，其中n的定义同上，例如A可以是。

本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）可以与碱或者酸形成盐。可以应用能与利福霉素衍生物（Ⅰ）形成盐的任何碱或酸。与碱形成盐的实例有（1）金属盐，尤其是碱金属盐和碱土金属盐，（2）铵盐和（3）胺盐，尤其是与甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、吡咯烷、吗啉或六亚甲基胺等形成的盐。与酸形成盐的实例有（1）与无机酸（例如硫酸和盐酸）形成的盐，（2）与有机酸（例如对-甲苯磺酸、三氟乙酸和乙酸）形成的盐。

本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物可以按下述方法制备：

（A）将3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素（Ⅱ）溶于有机溶剂（如甲醇、乙醇、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜）中，在有酸（例如盐酸）或没有酸存在下，于-20℃到溶剂的沸点温度下和在有氧化剂（例如二氧化锰）或没有氧化剂存在下，使其与下式的胺反应1小时～1个月，可以制得本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物，

其中A的定义同上。3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素（Ⅱ）可以按照USP 4，690，919所述的方法制得。

在上述反应中，对于1mole式（Ⅱ）利福霉素衍生物，式A-H（其中A的定义同上）的胺其用量为0.5～10moles，最好为1～3moles，可以得到较满意的结果。

应用于上述方法的反应溶剂其实例有甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、吡啶、丙酮、乙酸乙酯、氯仿，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜等。其中，最好应用吡啶、N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，可得到较满意的结果。

反应温度的范围是-20℃到所用溶剂的沸点，反应温度范围最好是-5℃～50℃，可得到较满意的结果。

反应时间通常为1小时～1个月。但是，由于反应时间取决于反应条件，例如所应用胺的种类和数量，有或没有氧化剂存在，所应用氧化剂的种类和数量以及反应的温度，所以最合适的反应时间应该根据薄层层析或类似方法检查的反应进展情况而决定。

如果反应在氧化剂存在下进行，作为氧化剂可以应用空气、氧、二氧化锰、二氧化铅、氧化银、铁氰化钾、过氧化氢等。其中，二氧化锰、氧化银和铁氰化钾是较好的，可以得到较满意的结果。

（B）按照上述（A）的方法，应用式（Ⅲ）利福霉素衍生物代替用于方法（A）中的式（Ⅱ）利福霉素衍生物，可以制得本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物，

式中X为卤原子、有1～6个碳原子的烷氧基或硝基。反应条件，例如反应溶剂、反应温度等可以与上述方法（A）相同。

在本发明方法中作为起始原料的式（Ⅲ）利福霉素衍生物，可以按照USP4，690，919中公开的制备3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素的方法，由利福霉素S与下式所示化合物反应制得，

式中X的定义同上。

本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物为深紫色的固体，能够以较容易的方式将它从反应混合物中分离出来并加以纯化。即从反应混合物中除去过量的式A-H（其中A的定义同上）的胺和反应溶剂等，得到粗产品，然后用结晶法、柱层析法等进行纯化。这样，可以得到所需要的利福霉素衍生物。

将式（Ⅰ）利福霉素衍生物用还原剂（例如抗坏血酸或连二亚硫酸钠）还原，可以将本发明的式（Ⅰ）利福霉素衍生物转变成式（Ⅳ）利福霉素衍生物，

式中A的定义同上。式（Ⅳ）利福霉素衍生物也是新的化合物，并且具有显著的抗菌活性。

本发明式（Ⅰ）利福霉素衍生物的典型实例列于表1。用溴化钾压片法测定红外吸收（IR）光谱。用硅胶60F₂₅₄薄层层析板（20cm×20cm，E.Merck co.）进行薄层层析（TLC）。以四甲基硅烷为内标，用氘化的氯仿为溶剂测定核磁共振（NMR）谱。

本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）对于革兰氏阳性细菌和耐酸细菌具有显著的抗菌活性。

按照日本化学治疗学会的标准方法（Chemotherapy（东京），29，76（1981）），测定本发明利福霉素衍生物（Ⅰ）的抗菌活性。关于典型化合物得到的结果列于表2。如表2所示，对于革兰氏阳性细菌和耐酸细菌，本发明利福霉素衍生物（Ⅰ）具有显著的抗菌活性。表2中衍生物的号与表1中衍生物的号一致。

本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）对于结核杆菌也具有显著的抗菌活性。

利福霉素衍生物（Ⅰ）对于结核杆菌的抗菌活性测定如下：在杜博氏培养基中培养结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis H₃₇RV），以便制得含有该细菌的悬浮液，其浓度为1mg/ml。用无菌蒸馏水将悬浮液稀释10倍，将0.05ml上述稀释液接种到2ml含有10%（按体积计）牛血清的Kirchner液体培养基中。以通常的方式评价其抗菌活性。用含10%（按体积计）牛血清的Kirchner液体培养基将各个试验化合物按2倍序列稀释。然后将上述含有细菌的培养基加到试验化合物的各个稀释液中。各个培养基于37℃培养4周之后，用肉眼观察试验细菌的生长情况。在试验细菌的生长完全被抑制的情况下试验化合物的最小浓度称为最小抑制浓度。

结果列于表3。从表3所示结果表明，本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）对于结核杆菌确实具有显著的抗菌活性。表3中衍生物号与表1中衍生物的号一致。

本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）经口服用，对于试验性感染的小白鼠具有很好的治疗效果。

下面叙述用小白鼠检验利福霉素衍生物（Ⅰ）对结核病治疗效果的试验。

各组用20只ddY雄性小白鼠（5周令）。在杜博氏培养基中培养结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis H₃₇RV），以便得到含有该细菌的浓悬浮液，将0.2ml该悬浮液（活菌数：2.4×10⁸）接种到小白鼠的尾静脉中使其感染结核病。用含有0.2%（按重量计）吐温-80的2.5%（按重量计）阿拉伯树胶水溶液配制各个试验化合物的悬浮液。在感染的第2天开始进行治疗。将试验化合物的悬浮液经口给予小白鼠，剂量为0.2ml，即每只小白鼠给予200μg。用含有0.2%（按重量计）吐温-80的2.5%（按重量计）阿拉伯树胶水溶液给小白鼠服用作为对照组，该阿拉伯树胶水溶液不含任何试验化合物。每天给药一次，一周给药6天。根据感染结核病的小白鼠延长存活的时间评价治疗效果。

结果列于图1。在图1中，点a是指感染小白鼠的时间，点b是指开始治疗的时间。从图1所示的结果表明，用本发明的衍生物2进行治疗，从开始治疗起38天没有小白鼠死亡。因此，与作为对比的药物利福平和在USP4，690，919中公开的衍生物A（结构式见下面）相比，很显然衍生物2具有良好的治疗作用。另一方面，对于USP4，690，919中公开的衍生物B（结构式见下面）和EP 0253340中公开的衍生物C（结构式见下面），已经证明在治疗试验中它们的治疗作用低于利福平。

衍生物A：R⁵：-OH，R⁶和R⁸：-H，和

R⁷：

衍生物B：R⁵、R⁶和R⁸：-H，和R⁷：

衍生物C：R⁵和R⁶：-H，R⁷：

，和R⁸：-C₂H₅

此外，除了应用每组10只ddY雄性小白鼠测定试验开始之后第40天的存活率之外，还重复了上述用结核病感染小白鼠的治疗试验。结果列于表4和表5。

从表4所示的结果可看出，给予本发明的2、3、5、7、9或10号衍生物的各组，小白鼠没有死亡。另一方面，未给予任何药物的对照组其存活率为30%，给予利福平一组的存活率为80%。

表5的结果表明，给予本发明1、4、6或8号衍生物的各组，小白鼠没有死亡。另一方面，未给予任何药物的对照组所有的小白鼠均死亡，而给予利福平一组的存活率为40%。该结果表明，本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）作为治疗结核病的药物是非常有效的。

此外，当将表1中所示的利福霉素衍生物以1000mg/kg的剂量经口服给予小白鼠时，它们未表现出任何的毒性。该结果表明，本发明的利福霉素衍生物（Ⅰ）是低毒性的。

以利福霉素衍生物（Ⅰ）作为有效成分的抗菌剂可以是口服或直肠或其他非经胃肠道给药的任何剂型。剂型的实例有例如片剂、胶囊剂、颗粒剂、糖浆剂、栓剂、软膏剂等。本发明抗菌剂的制剂所用的载体为固态或液态的有机或无机药用载体，该载体在通常情况下是无活性的，并适用于口服、直肠或其他非经胃肠道给药。载体的实例有结晶纤维素、明胶、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、滑石、植物或动物脂肪或油类、树胶和聚（亚烷基）二醇。在制剂中利福霉素衍生物（Ⅰ）的含量可以从0.2%～10%（按重量计）变化。本发明的抗菌剂中可以含有其他的药用成分，例如与利福霉素衍生物（Ⅰ）可配伍的其他抗菌剂。在该情况下，利福霉素衍生物（Ⅰ）不一定是该制剂的主要成分。

本发明的抗菌剂可以按这样的剂量服用，以便得到所希望的效果但没有任何的副作用。虽然实际应用的剂量应该根据医生的意见决定，但是利福霉素衍生物（Ⅰ）每天成人常用的剂量约为10mg～10g，最好约为20mg～5g。本发明的抗菌剂可以按含1mg～5g，最好为3mg～1g有效成分的药用剂量单位应用。

本发明新的利福霉素衍生物（Ⅰ）具有显著的抗菌活性和良好的药理学性质。

以下述实例较详细地叙述和说明本发明。但是应该认识到，本发明不限于这些实例，并且在不脱离本发明范围和精神的情况下可以进行不同的变化和改进。

在实例中衍生物号与表1中衍生物号相一致。在柱层析中用作为洗脱剂的溶剂混合比例，或者在薄层层析中用作为展开剂的溶剂混合比例以术语体积比（V/V）表示。

实例1

1号衍生物的合成

按USP4，690，919公开的方法制备8.0g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素，将其溶于80ml二甲基亚砜（以下用“DMSO”来表示）之后，加入2.85g1-正丁基哌嗪的220ml DMSO溶液。向该溶液中加入9.0g二氧化锰，混合物于室温下搅拌40小时。加入600ml乙酸乙酯稀释反应混合物之后，滤去二氧化锰。滤液用饱和氯化钠水溶液洗涤3次，并经无水硫酸钠干燥。于减压下蒸除溶剂，残余物用wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化2次〔洗脱剂：第1次纯化用氯仿-丙酮（4∶1），第2次纯化用氯仿-甲醇（50∶1）〕。然后，产物用乙酸乙酯和正己烷的混合液结晶，得3.58g所需的1号衍生物。

实例2

2号衍生物的合成

将3.0g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于30mlDMSO后，首先向其中加入1.05g1-异丁基哌嗪，然后再加入3.0g二氧化锰。混合物于室温下搅拌25小时。向反应混合物中加入200ml乙酸乙酯，滤去二氧化锰。然后，滤液依次用水和饱和氯化钠水溶液洗涤，经无水硫酸钠干燥过夜。于减压下蒸除溶剂，残余物用wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化〔洗脱剂：氯仿-丙酮（8∶2）〕。产物用乙酸乙酯和正己烷的混合液结晶，得0.82g2号衍生物。

实例3

3号衍生物的合成

将6.0g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于60mlDMSO后，首先向其中加入2.13g1-（环丙基甲基）哌嗪，然后再加入6.0g二氧化锰。混合物于室温下搅拌30小时。按实例2同样的方法处理反应混合物后，残余物用wakogal

c-200的硅胶柱层析纯化3次〔洗脱剂：氯仿-丙酮（8∶2）〕，得4.0g3号衍生物。

实例4

4号衍生物的合成

将4.5g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入1.56g1-仲丁基哌嗪，然后再加入4.5g二氧化锰。混合物于室温下搅拌22小时。反应混合物按实例2同样的方法处理后，残余物用wakogel c-200的硅胶柱层析纯化2次〔洗脱剂：第1次纯化用氯仿-丙酮（8∶2），第2次纯化用氯仿-甲醇（98∶2）〕，得3.9g4号衍生物。

实例5

5号衍生物的合成

将8.0g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于80mlDMSO后，向其中加入3.13g1-异戊基哌嗪的20mlDMSO溶液。向溶液中加入9.0g二氧化锰，混合物于室温下搅拌40小时。反应混合物按实例1同样的方法处理后，将残余物纯化3次〔洗脱剂：第1次纯化用氯仿-丙酮（5∶1），第2次纯化用氯仿-乙酸乙酯（2∶1），第3次纯化用氯仿-乙酸乙酯-甲醇（15∶10∶1）〕，产物用氯仿和正己烷的混合液结晶，得3.38g5号衍生物。

实例6

6号衍生物的合成

将4.38g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于30mlDMSO后，向其中加入3.10g1-叔丁基哌嗪和1.0g二氧化锰，混合物于室温下搅拌21小时。反应混合物用50ml氯仿稀释，滤去不溶物。滤液依次用水和饱和氯化钠水溶液洗涤，经无水硫酸钠干燥。于减压下蒸除氯仿，残余物用wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化〔洗脱剂：氯仿-甲醇（98∶2）〕。产物用乙酸乙酯和正己烷的混合液结晶，得2.97g所需的6号衍生物。

实例7

7号衍生物的合成

将4.5g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于40mlDMSO后，首先向其中加入1.39g1-烯丙基哌嗪，然后再加入4.5g二氧化锰。混合物于室温下搅拌25小时。反应混合物按实例6同样的方法处理后，将残余物用wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化4次〔洗脱剂：氯仿-甲醇（95∶5）〕，得2.7g7号衍生物。

实例8

8号衍生物的合成

将4.5g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入2.0g1-（3-丁烯基）哌嗪，然后再加入4.5g二氧化锰。混合物于室温下搅拌23.5小时。向反应混合物中加入50ml氯仿后，滤去二氧化锰。滤液依次用水和饱和氯化钠水溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥过夜。然后在减压下蒸除溶剂。残余物用Wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化2次〔洗脱剂：第1次纯化用氯仿-丙酮（8∶2），第2次纯化用氯仿-甲醇（99∶1）〕，产物用氯仿和正己烷的混合液结晶，得3.36g所需的8号衍生物。

实例9

9号衍生物的合成

将4.5g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入1.69g1-（3-甲基-2-丁烯基）哌嗪，然后再加入4.5g二氧化锰。混合物于室温下搅拌28小时。反应混合物按实例2同样的方法处理后，残余物用Wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化2次〔洗脱剂：第1次纯化用氯仿-甲醇（98∶2），第2次纯化用乙酸乙酯〕，产物用乙酸乙酯和正己烷的混合液结晶，得1.8g9号衍生物。

实例10

10号衍生物的合成

将1.8g3′-羟基苯并噁嗪并利福霉素溶于18mlDMSO后，首先向其中加入按M.E.Freed等的方法〔Journal of Organic Chemistry，25，2108（1960）〕制备的0.56g1，4-二氮杂双环〔4、3、0〕壬烷，然后再加入1.8g二氧化锰。混合物于室温下搅拌52小时。

反应混合物按实例2同样的方法处理后，残余物用Wakogel

c-200的硅胶柱层析纯化5次〔洗脱剂：氯仿-甲醇（98∶2）〕，得0.3g10号衍生物。

除上述实例中所用的成分以外，其他成分也可用于本申请提出的实例中，得到大体上相同的结果。

Claims

1、制备式(Ⅰ)利福霉素衍生物或其药用盐的方法，

式中A为式

的基团，其中R′为有4或5个碳原子的烷基，或为有3～5个碳原子的链烯基，或者为式

的基团，其中n为3或4；

该方法包括使式(Ⅱ)利福霉素衍生物与式A-H的胺反应，

式中A为式的基团，其中R′为有4或5个碳原子的烷基，或为有3～5个碳原子的链烯基，或者为式的基团，其中n为3或4，且如果需要用一种碱或酸制备式(Ⅰ)衍生物的药用盐。

2、权利要求1所述的方法，其中上述利福霉素衍生物（Ⅱ）与式A-H的胺在氧化剂存在下进行反应，其中A的定义同上。

3、权利要求2所述的方法，其中上述氧化剂为二氧化锰二氧化铅或氧化银。