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CN1031703A - 10-二氢-10-脱氮杂红霉内酯a类化合物的制备方法 - Google Patents

10-二氢-10-脱氮杂红霉内酯a类化合物的制备方法 Download PDF

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CN1031703A CN88103197A CN88103197A CN1031703A CN 1031703 A CN1031703 A CN 1031703A CN 88103197 A CN88103197 A CN 88103197A CN 88103197 A CN88103197 A CN 88103197A CN 1031703 A CN1031703 A CN 1031703A
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Abstract

制备10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A 类化合物(式I)及其有选择可药用的与酸形成的盐 的方法。式I中R1代表氢原子、低级烷基、或低级 烷酰基，R2、R3和R4有相同或不同的意义，各自代 表氢原子或低级烷酰基。
化合物(I)具有抗炎作用，可以用作药物。

Description

本发明涉及制备具有生物活性的10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A类化合物及其可药用的与酸形成的盐的方法。
众所周知，许多抗菌素除具有基本的抗菌作用外，还具有抗炎作用。但是，抗菌素的这种特性很少被用来治疗不是由病原微生物所引起的炎症。原因是要避免微生物过快地产生抗性和人体对它们可能产生的过敏。所以，有抗炎作用却无抗菌作用的物质一直是很需要的。这些物质的化学结构通常不同于抗菌素，或者在例外情况下，这些物质可用化学转化的方法从抗菌素获得。我们知道D-青霉胺就是由青霉素衍生而来的（见Abraham等，Nature，151，107（1943）和Ruiz-Torres，Arzneimittel-Forsch，24，914（1974））。
按照已知和确定的先有技术，先进行红霉素A肟的贝克曼（Beckmann）重排，然后将得到的红霉素A亚氨基酸还原，合成了10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉素A（美国专利，4328334，5/1982，Djoki 等;J·Chem，Sco.Perkin Trans.1，1986，1881）。按照改良的埃谢韦勒-克莱克（Eschweiler-Clark）方法，将所得胺用甲醛在甲酸存在下还原甲基化，制得N-甲基-11-氮杂-10-脱氧-10-二氢红霉素A（英国专利，2094293，Kobrehel和Djoki ），这是一种新的15员氮杂环内酯的半合成大环内酯抗菌素;这种抗菌素已以迭氮斯罗霉素（azithromycin）的属名进行了临床试验。美国专利4464527（84）叙述了获得10-二氢-10-脱氧杂红霉素A的N-乙基和N-正丙基衍生物的方法。这些衍生物也是有效的抗菌剂。
申请者对先有技术的检索表明，目前还无人报道过10-二氢-11-氮杂红霉内酯A类化合物，尤其是它们的N-烷基衍生物、它们的盐和/或O-和/或N，O-取代的烷酰基衍生物。
本发明旨在提出制备化合物10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（式Ⅰ）及可选择制备的其可药用的与酸形成的盐的方法。结构式（Ⅰ）中，R1代表氢原子、低级烷基或低级烷酰基;R2、R3和R4可以相同也可不同，各自代表氢原子或低级烷酰基。
Figure 881031976_IMG7
这一方法包括：
A）使10-二氢-10-脱氧-11-烷基-11-氮杂红霉素A（式Ⅱ）经一步或二步水解，在
Figure 881031976_IMG8
式Ⅱ中，R1意义同上，R′ 2代表德糖胺基，R′ 3代表克拉定糖基，R′ 4代表氢原子;
或B）使10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（式Ⅲ），在甲酸的存在下，或者在氢及贵金属催化剂的存在下，与式Ⅳ的脂肪醛反应，在式Ⅳ中，R5代表氢或低级烷基（最好是C1-C3烷基）;
和C）如果需要，可将按A）或B）获得的产物用低级脂肪酸酐，最好是C1-3脂肪酸酐进行酰化，并且如果需要，可将按A）、B）或C）得到的产物转化成可作药用的与酸形成的盐。
本发明方法步骤A的水解可以一步完成，也可以二步完成，一步水解具体可以先用高浓度无机酸在惰性溶剂（如氯仿）存在下，加热回流16至60小时，然后在pH值为8至9的条件下，用同一溶剂萃取将产物分离出来。二步水解包括：ⅰ）在室温下，用稀的无机酸将式（Ⅱ）化合物水解10至20小时，然后用有机溶剂（如二氯甲烷、氯仿或乙醚）在pH值为9至11条件下萃取中间产物6-0-德糖胺基-10-二氢-10-脱氧-11-烷基-11-氮杂红霉素A（式Ⅴ），式中R1、R2′意义同上。
Figure 881031976_IMG10
ⅱ）接着按上述“一步”方法水解已分离的中间产物（Ⅴ）。
将化合物Ⅲ还原烷基化的本发明方法B）可按下面两种方式之一进行：B1）使化合物Ⅲ在惰性溶剂中，于甲酸存在条件下，与甲醛反应;B2）使化合物Ⅲ在惰性溶剂中，于氢和贵金属催化剂存在下，与式Ⅳ的醛反应。
按照本发明的B1）方法，在反应混合物的回流温度下，于惰性溶剂（如丙酮、卤代烷（最好是氯仿））中，在至少等量的甲酸存在下，使化合物Ⅲ与过量1-3摩尔的甲醛反应2-8小时，得到化合物Ⅰ（其中R1为甲基，R2、R3和R4各自代表氢原子）。
B2）方法是在惰性溶剂〔如甲醇或乙醇（96%m/m）等低级醇〕中，于贵金属存在下，用式Ⅳ的醛和氢将化合物Ⅲ还原烷基化。具体反应条件是醛过量1-2倍摩尔，贵金属催化剂（最好是钯-炭（5%m/m））为0.5至等摩尔量。还原烷基化反应是在温和的温度下（如18至25℃）和在初始氢压为10至30巴的条件下进行2至10小时。反应完成后，滤去催化剂，然后用常规方法分离产物，最好是在减压条件下蒸发乙醇，再用惰性有机溶剂（如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳）萃取水悬浮液，从而使式（Ⅰ）产物分离，式（Ⅰ）中，R1代表低级烷基，R2、R3和R4均为氢原子。
酰化步骤则可按通用的酰化方法（如Jones等，J.Med.Chem.，15，631（1972）进行。
具体的一组式（Ⅰ）化合物是式ⅠA的新10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A化合物及其可作药用的与酸形成的盐，
其中R′ 1表示除氢原子以外的R1，R3和R4意义同上。
式（Ⅴ）中间体也是新的化合物。
应该指出，当R1为氢原子时，化合物（Ⅰ）本身属于先有技术（见前述S.Djoki
Figure 881031976_IMG12
等，J.Chem.Soc.，PerkinTrans，I，1986，1881）;但本申请人已经发现了它们的新的、明显改进的制备方法（根据上述方法A）和医药用途，这些目前仍是未知的。10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉丙酯A（式Ⅰ）的可作药用的与酸形成的盐也包括在本发明范围内，其制备方法是：使至少等摩尔量合适的酸（如盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、醋酸、丙酸、柠檬酸、琥珀酸和苯甲酸等）与10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A类化合物（式Ⅰ）反应，此反应可选择在于此反应的条件下为惰性的溶剂中进行。与酸形成的盐的分离方法有：若它们不溶于所用的惰性溶剂，就采用过滤法;加入不溶解相应盐的溶剂使该盐沉淀出来;或者蒸发溶剂，最常用的是冷冻干燥法。
根据体外和体内研究发现，上述式（Ⅰ）化合物具有十分显著的抗炎作用。用人体多形核白细胞的溶酶体酶细胞外释放的模型（Weissman等，J.Exp.Med.，134，149（1971）;Carevi
Figure 881031976_IMG13
，Agents and Actions，16，407（1985），通过与已知的抗炎药物双氯芬酸（DICL）和D-青霉胺（D-PEN）进行比较，测定了它们的体外抗炎作用，结果见附图1和2。
图1明显表明，将迭氮斯罗霉素（azithromycin）水解并制备相应6-0-德糖胺基衍生物（DESAZ）得到了具有良好抗炎活性的产物。DESAZ在10-5浓度条件下与浓度为10-7的D-PEN具有大约相等的活性，通过消除双糖基并合成10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（AZER），得到了能显著抑制溶酶体酶从多形核白细胞的细胞外释放的化合物，其活性与D-PEN相近，在浓度为10-7，则活性更强，
在体外试验中，DICL并不影响酶的细胞外释放N-乙基-（AE）或N-（正丙基）衍生物的体外活性与AZER相比要稍低些（见图2）。AZER可以与乙酸酐进行酰化反应，并且制得的4，6，13-三乙酰基-10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（ALA-3）的试管活性无明显的变化。
还对大白鼠进行了佐剂引起的关节炎模型的体内研究（Per-ason等，Arthritis Rhem.，2，440（1959）;Carevi ，Dubl Yug.Acad.of Sci.7，415（1985））。图3的结论是，对于佐剂引起的关节炎的大白鼠，AZER可以显著减少溶酶体酶由细胞外释放进入大白鼠的滑液，AZER的活性水平与D-PEN相当而明显高于DICL。DESAZ的活性稍低于D-PEN和DTCL。
以上结果显然说明体内方法与体外试验是可比的。在这些试验中，体外和体内研究的受试物质都没有显著地影响乳酸脱氢酶（A）的释放，这证明细胞膜没有受到明显的影响。
还用角叉菜胶引起的大白鼠爪水肿（Crunkhorn等，Br.J.Pharm.，42，392（1971））测定了抗炎作用。
化合物（Ⅰ）所得结果（30-40%）没有明显超过D-PEN和Acisal（35-45%）。N-乙基和N-（正丙基）衍生物（Ⅰ）的活性与AZER的抗炎活性属同一水平。但是，与D-PEN比较，O-和/或N，O-取代的化合物（Ⅰ）及其盐具有较强的活性。
下面的实例是对本发明的说明，但本发明决不受下述实例的限制。
实例1.10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A
加热回流10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉素A（100g，136.06mmole）、6M HCl（750ml）和CHCl3（380ml）的混合物16小时。冷却至室温后使液体分层，水层用CHCl3（2×100ml）萃取。加入钠碱液调节水溶液PH至5.0，再用CHCl3（3×100ml）萃取。在PH为8.5时重复同一操作（3×250ml）。PH8.5的氯仿萃取液用K2CO3干燥，然后减压蒸发，得到53.77g（94.2%）10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A粗品。用乙醚（300ml）进行结晶后，得到34.45g纯的产物（TLC（薄层层析），C6H6∶CHCl3∶CH3OH＝40∶55∶5，NH3Rf0.233），其物理化学常数见J.Chem.Soc.，Perkin Trans.，1，1986，1881。
实例2.10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A
将迭氮斯罗霉素（azithromycin）（Ⅱ）（10g，13.35mmole）、6M    HCl（75ml）和氯仿（38ml）的混合物加热回流48小时。冷却至室温后使液体分层，水层用氯仿萃取。用钠碱液调节水溶液PH至5.0，再用氯仿萃取。在PH为8.5时重复相同步骤。将所得PH为8.5的氯仿萃取液真空浓缩至约10ml，静置析出结晶。过滤并干燥后得到4.7g（81.2%）产物，如需要可用氯仿进行重结晶。熔点：208-210℃。
C    H    N
C22H43NO7计算值：60.94 10.00 3.23
测得值：60.72    9.63    2.96
实例3.6-0-德糖胺基-10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉素A
将迭氮斯罗霉素（azithromycin）（10g，13.35mmole）在0.25M HCl（500ml）中的溶液在室温下静置15小时。用氯仿（3×75ml）萃取，然后萃取液用1M HCl和水洗涤。加钠碱液使所得水层PH为10，再用氯仿重新萃取。氯仿萃取液用K2CO3干燥，然后减压蒸发至干。粗产物用乙醚洗涤后得到产物6.9g（87.8%）。熔点：203-205℃。
C    H    N
C30H58N2O9计算值：60.99 9.90 2.96
测定值：60.63    9.58    4.36
实例4.按实例1所述方法，从10g实例3产物得到6.56g（89.4%）实例2产物。
实例5.10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A
向10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（1g，2.38mmole）的CHCl3（20ml）溶液中加入0.184ml（2.38mmole）甲醛（36%）和0.183ml（4.77mmole）甲酸（98-100%），反应混合物搅拌回流8小时。然后冷却至室温，静置24小时，滤出析出的结晶体，用CHCl3洗涤并干燥，得1.0g（96.5%）10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A粗品。如需要可将产物从氯仿中结晶（TLC，Rf0.306）。
熔点：208-210℃。
1H NMR（CD3OD）：2.351ppm（N-CH3）。
实例6.10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉内酯A
向10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（5g，11.92mmole）的乙醇（96%）（50ml）溶液中加入乙醛（7ml，120.5mmole）和钯-炭（5%）（2.5g），在20巴压力和搅拌下将反应混合物氢化10小时。滤出催化剂，用乙醇（20ml）洗涤，通过减压蒸发将合并的液相浓缩至约30ml。向反应混合物中加水（100ml）和CHCl3（50ml），再加2M HCl调节PH至4.5，分层后水相用氯仿（2×50ml）萃取。用钠碱水溶液（3×50ml）调PH至8.5后重复用氯仿萃取步骤。用K2CO3使氯仿萃取液干燥，再减压蒸发，得到4.65g（87.2%）10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉内酯A粗品。把所得产物悬浮在乙醚（10ml）中，室温下搅拌1小时，过滤后用乙醚洗涤沉淀，然后干燥，得到3.2g色谱纯的产物（TLC，Rf0.390），熔点204-206℃。
实例7.10-二氢-10-脱氧-11-正丙基-11-氮杂红霉内酯A
向10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（6g，14.30mmole）的乙醇（96%）（60ml）溶液中加入丙醛（11.4ml，157.31mmole）和钯-炭（5%）（3.0g），在22巴压力和搅拌下将反应混合物氢化10小时。滤除催化剂，将滤液减压蒸发至粘稠浆状，通过PH梯度萃取分离产物。再向反应混合物中加水（100ml）和二氯甲烷（50ml），然后用2M    HCl调节PH至4.5。液体分层后用二氯甲烷（2×50ml）萃取水层。用钠碱水溶液碱化使PH至8.5，再重复二氯甲烷的萃取步骤（1×150ml，2×50ml）。将PH为8.5的合并的有机萃取物过滤，滤液经减压蒸发浓缩成粘稠悬浮液，过滤析出的结晶，用二氯甲烷洗涤并干燥，得到4.3g（65.2%）色谱纯的标题化合物（TLC，Rf0.415）。
熔点：212-216℃。
实例8.4-0-乙酰基-10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A
向10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（5g，11.53mmole）的吡啶（30ml）溶液中加入乙酐（30ml）。反应混合物于室温下静置2小时。加入冰块，酰化反应停止进行，在PH9.0条件下用CHCl3（3×50ml）萃取使产物分离。用K2CO3干燥合并的有机萃取液，再经蒸发，得3.4g粗产物。把粗产物悬浮在乙醚（10ml）中，于室温下搅拌1小时，然后过滤，得到1.75g（53.2%）标题化合物，熔点187-189℃（TLC，Rf 0.564）。
IR（KBr）：1725（C＝0内酯和酯）和1235cm-1（OAC）
1H NMR（CD3OD）：2.343（S，3H，N-CH3），
2.052（S，3H，4-OAC）
和5.227ppm（d，1H，
4-H）。
在上述方法中，仅把乙酐换成丙酸酐而其它不变，可制得相应的4-0-丙基衍生物。
实例9.4，6，13-0-三乙酰基-10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A
向10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（5g，11.53mmole）的吡啶（50ml）溶液中加入乙酐（50ml），室温下将反应混合物静置7天。加冰终止反应，按实例8的方法用氯仿萃取分离产物。合并的有机萃取液用K2CO3干燥后蒸发至干，再在硅胶柱上进行层析，用CH2Cl2/CH3OH/NH4OH（90∶9∶1.5）溶剂系统为洗脱剂。将后流出的部分合并，蒸发除去溶剂并将所得非晶形产物干燥，得到4，6，13，-0-三乙酰基衍生物，熔点：180-182℃（Rf0.337）。
IR（KBr）：1740（C＝0，酯），1715（C＝0，内酯）和1240cm-1（OAC）
13C NMR（CDCl3）：43.1（q，N-CH3），173.5（S，C＝0内酯）和170.2，170.1和169.1
ppm（s，C＝0乙酸酯）。
实例10.11-N，4，6-0-三乙酰基-10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A
按照例8所述方法，从10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（5.0g，11.9mmole）和乙酐（50ml）的吡啶（50ml）溶液通过酰化反应，得到11-N，4，6-0-三乙酰基-10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A的粗品。24小时后使酰化反应终止，产物用常规的CHCl3萃取的方法分离，粗产物纯化的方法是：将所得粗产物悬浮在乙醚（50ml）中并在室温下搅拌悬浮液1小时，最后滤出不溶的标题化合物，产量：4.08g（68.3%）.熔点220-223℃。Rf0.417。
IR（KBr）：1715（C＝0，内酯和酯），1605（NAC）和1240cm-1（OAC）。
1H NMR（CD3OD）：2.115（S，3H，N-Ac），
2.053（S，3H，4-OAc）
和2.040ppm（s，3H，
6-OAc）。
实例11.10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A盐酸盐
将10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（4.34g，10mmole）悬浮在25ml水中，在1小时内于搅拌下滴加0.25N    HCl，把PH调至5.8。将清澈的反应混合物于室温下继续搅拌1小时，然后过滤并冷冻干燥，得4.48g（95.5%）10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A盐酸盐。
1H NMR（CD3OD）：3.03ppm（s，3H，N-
CH3）
元素分析：    Cl
计算值    7.54%
测定值    6.97%
按同样方式，可以用氢溴酸、醋酸、硫酸、磷酸、柠檬酸和苯甲酸等酸代替盐酸，可制得10-二氢-10-脱氧-11-烷基-11-氮杂红霉内酯A和它们的N-和/或N，O-取代衍生物的相应的盐。
实例12.10-二氢-10-脱氧-11-甲基-11-氮杂红霉内酯A（方法B）
按照实例5的方法，以10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A（1g，2.38mmole）、甲醛（36%）（0.184ml，2.38mmole）和甲酸（98-100%）（0.183ml，4.77mmole）为起始原料，在丙酮（20ml）中进行反应，得到0.93g（89.8%）标题化合物。
实例13.10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉内酯A（方法B）
按照实例1所述方法，以10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉素A（5g，6.55mmole）为起始原料，可分离得到2.45g（83.57%）标题化合物，其物化常数与实例6所述相同。
实例14.10-二氢-10-脱氧-11-正丙基-11-氮杂红霉内酯A（方法B）
按实例1所述方法，以10-二氢-10-脱氧-11-正丙基-11-氮杂红霉素A（5g，6.44mmole）为起始原料，可分离得到2.4g（80.7%）标题化合物，其物理化学常数与实例7所述相同。
实例15.6-0-德糖胺基-10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉内酯A
将10-二氢-10-脱氧-11-乙基-11-氮杂红霉素A（1g，1.31mmole）溶于0.25MHCl（50ml），于室温下静置16小时，然后用CHCl3（3×10ml）萃取反应混合物，合并的有机萃取液用1MHCl和水洗涤，合并的水层用钠碱水溶液碱化至PH为10，再用CHCl3（3×20ml）重新萃取。CHCl3萃取液用K2CO3干燥处理后再蒸发至干。用乙醚洗涤粗产物之后，得到0.7g（88.4%）标题化合物。
1H NMR（CDCl3）：2.24ppm（S，6H，
N（CH3）2）。
用同样的方法，将6-0-德糖胺基-10-二氢-10-脱氧-11-正丙基-11-氮杂红霉素A水解可以得到相应的N-正丙基衍生物。

Claims (1)

  1. 制备式I的10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A化合物及可选择制备的其可药用的与酸形成的盐的方法，
    式中R1代表氢原子、低级烷基或低级烷酰基，R2、R3和R4相同或不相同，各自代表氢原子或低级烷酰基，该方法包括：
    A)使10-二氢-10-脱氧-11-烷基-11-氮杂红霉素A(式Ⅱ)一步或二步水解，
    Figure 881031976_IMG3
    其中R1意义同上，R2′表示德糖胺基，R3′表示克拉定糖基，R4′表示氢原子，
    或B)使10-二氢-10-脱氧-11-氮杂红霉内酯A(或Ⅲ)在甲酸存在下与
    Figure 881031976_IMG4
    (Ⅳ)的脂肪醛，或者在氢和贵金属催化剂存在的条件下与式(Ⅳ)的脂肪醛反应，
    其中R5表示氢原子或低级烷基，
    和C)若需要，用低级脂肪族酸酐将A)或B)的产物酰化，并且在需要时，将A)、B)或C)的产物转变为可作药用的与酸形成的盐。
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