DK143068B - Analogifremgangsmaade til fremstilling af estere af antibiotikum b-5050 eller antibiotikum tetrahydro-b-5050 - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^3068 DANMARK (ευ mt.ci.3 c 07 η 17/08 §(21) Ansegning nr. 5245/71 (22) Indleveret den 1. jul. 1971 (24) Lebedag 1 . jul. 1971 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelseeekriftet offentliggjort den 25. mar. 1 981

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET <30> Prioritet ‘»«“«i fra den

2. jul. I97O, 5825Ο/7Ο, JP

16. nov. 1970, 101529/70, JP

1. dec. 1970, 106488/70, JP - (71) TAKEDA CHEMICAL INDUSTRIES LTD., 27, Doshomachi 2-Chome, Higashi-ku,

Tis ak a, JP.

(72) Opfinder: Toyokazu Kishi, 5-1¾ Gakuenminami 5-chome, Nara, Nara, jp:

Setsuo Harada, 6-24, Mlnoo 7-chome, Minoo, Osaka, JP: Masayuki Murol, 520, YamadasTilmo, Suita, Osaka, JP: Motoo _Izawa, 520, Yamadashlmo, Sulta,

Osaka, JP.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Kontor for Industriel Eneret ved Svend Schønning.

(54> Analogifremgangsmåde til fremstilling af estere af antibiotikum B-50sn eller antibiotikum tetrahydro-B-5050.

Den foreliggende opfindelse angår en analogifremgangsmåde til fremstilling af α-monoestere af antibiotikum B-5050 med monobasiske mættede eller umættede alifatiske karboxylsyrer med 2-7 kulstofatcmer eller α,γ-diestere af antibiotikum tetrahydro-B-5050 med monobasiske mættede eller umættede alifatiske karboxylsyrer med 2-7 kulstofatomer .

Belgisk patent nr. 754.819 omhandler antibiotika der dannes af en mikroorganisme af slægten Streptomyces. Disse antibiotika, der er benævnt antibiotikum B-5050 A, B, C, D, E og F, hører til macroliderne og er hæmmende over for grampositive bakterier og har den almene formel 2 143068 9H3 ™ ™ ™o * SH°/2\ β 3

^ O OH

, 6' I /^T3 2

OR1 -0R

0/ CH3 1 2 hvor R og R står for følgende grupper R1 R2 B-5050-A Propionyl iso-Valeryl B-5050-B Acetyl iso-Valeryl B-5050-C Propionyl Propionyl B-5050-D Acetyl Propionyl B-5050-E Propionyl Acetyl B-5050-F Acetyl Acetyl

Disse antibiotika samt blandinger heraf vil i den efterfølgende beskrivelse og krav generelt blive betegnet antibiotikum B-5050.

Antibiotikum B-5050 har 2 sekundære hydroxylgrupper i stillinger 9 og 2', der i det efterfølgende vil blive betegnet henholdsvis α-hydroxylgruppen og β-hydroxyIgruppen. Disse hydroxylgrupper kan forestres, hvorved der dannes α-monoestere, β-monoestere eller α,β-diestere af antibiotikum B-5050.

Antibiotikum B-5050 har en dobbeltbinding imellem stillingerne 10 og 11 og en epoxygruppe i stillingerne 12 og 13.

Det har yderligere vist sig, at når antibiotikum B-5050 reduceres katalytisk, omdannes dobbeltbindingen til en enkeltbinding samtidig med at epoxygruppen spaltes reduktivt, hvorved det tilsvarende tetrahydro-B-5050 med en yderligere hydroxylgruppe i 13-stillingen opnås. Tetrahydro-B-5050 A, B, C, D, E og F samt blandinger heraf vil generelt blive betegnet som tetrahydro-B-5050. Antibiotikum tetrahydro-B-5050 er mere stabil end antibiotikum B-5050 over for syre. Antibiotikum tetrahydro-B-5050 har 3 sekundære hydroxylgrupper i de respektive stillinger 9, 2' og 13.

Disse 3 sekundære hydroxylgrupper betegnes som henholdsvis α-, β- og γ-hydroxylgrupper i den foreliggende beskrivelse og 3 143068 krav. Hvis én eller flere af disse α-, β- og γ-hydroxylgrupper esterificeres fås fx β-monoestere, α,β-diestere, α,γ-diestere eller α,β,γ-triestere af antibiotikum-tetrahydro-B-5050.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved at antibiotikum B-5050 eller antibiotikum tetrahydro-B-5050 omsættes med et syrehalogenid af en tilsvarende monobasisk mættet eller umættet karboxyl-syre med 2-7 kulstof atomer. Estrene af antibiotikum B-5050 og antibiotikum tetrahydro-B-5050 kan udvindes direkte eller ved kromatografi eller på anden konventionel måde med ønsket renhed, og de har bedre terapeutisk virkning end antibiotikum B-5050.

Udgangsmaterialet antibiotikum B-5050 fås ved dyrkning af en antibiotikum B-5050-producerende mikroorganisme af slægten Streptomyces i et dyrkningsmedium indeholdende assimilerbare kulstofkilder og nitrogenkilder under aerobe betingelser, indtil antibiotikum B-5050 i væsentlig grad er akkumuleret i dyrkningsvæsken, hvorpå antibiotikum B-5050 udvindes derfra. Eksempler på en anvendelig mikroorganisme er Streptomyces hygroscopicus (IFO 12995) .

Udgangsmaterialet antibiotikum tetrahydro-B-5050 fremstilles ved katalytisk reduktion af antibiotikum B-5050 på i og for sig kendt måde. Antibiotikum B-5050 er fedtopløseligt og derfor opløselig i sådanne organiske opløsningsmidler som metanol, ætanol og ætylacetat. Antibiotikum tetrahydro-B-5050 opnås derfor i godt udbytte når antibiotikum B-5050 opløses i et af de ovennævnte opløsningsmidler og reduceres katalytisk med hydrogen i nærværelse af en katalysator, såsom palladium på trækul og platinoxyd.

Det skal bemærkes at der ved den katalytiske reduktion af antibiotikum B-5050 kun sker reduktion i stillingerne 10 og 12, jfr formel I foran, mens andre stillinger er upåvirkede.

Ved forestringen kan der anvendes syrehalogenider af fx mættede monokarboxylsyrer såsom eddikesyre, propionsyre, n-butyl-syre, iso-butylsyre, n-valerianesyre eller iso-valerianesyre, eller af umættede monokarboxylsyrer såsom crotonsyre.

Forestringen udføres fortrinsvis i et opløsningsmiddel som ikke influerer på esterificeringsreaktionen, og eksempler herpå er pyridin, tetrahydrofuran, acetone og blandinger af disse.

Til dannelse af α-mottoestrene af antibiotikum B-5050 omsættes udgangsmaterialet hensigtsmæssigt med syrehalogenidet ved ca. 5°C eller lavere temperatur i nærværelse af et reaktionsopløs- 4 143068 ningsmiddel såsom pyridin, kinolin eller pikolin. Herved opnås nemlig α-esteren selektivt i godt udbytte. Derfor isoleres den fremstillede forbindelse meget let, og ellers nødvendig fraskil-lelse af α,β-ester, β-ester og/eller uomsat udgangsmateriale undgås.

Til dannelse af α,γ-diestere af antibiotikum tetrahydro-B-5050 omsættes antibiotikum tetrahydro-B-5050 med syrehalogenidet ved ca. 5°C eller lavere temperatur i nærværelse af et reaktionsopløsningsmiddel, fx pyridin.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede estere af antibiotikum B-5050 og antibiotikum tetrahydro-B-5050 kan identificeres og adskilles fra andre estere, fx β-monoestere ved deres NMR signaler (100 MC, i CDClg) som det ses af følgende tabel.

Tabel 1 _ NMR (5, dpm)_

Antibiotikum B-5050_ 5,66 6,03 (olefinsk proton) estere af B-5050 a-monoester 4,00 + ca. 5,0 β-monoester 3,52 + ca. 5,0 α,β-diester (3,52 ca. 5,0 _ (.4,00_

Antibiotikum tetrahydro-B-5050 Forsvinden af olefinske protoner estere af antibiotikum tetrahydro-B-5050 a-monoester 3,9 + ca. 5,0 β-monoester f3,5 + ca. 5,0 (2,5 +2,4 α,γ-diester ca. 3,9+ ca. 5,0 α,β,γ-triester 3,5 + ca. 5,0 3,9 + ca. 5,0 ca. 3,95+ca. 5,0 2,5 + 2,4_

De identificeres tillige ved deres pKa'-værdier, idet pKa1-værdien af antibiotikum B-5050 eller antibiotikum tetrahydro-B-5050, som er basiske stoffer, er 6,6-6,9, medens pKa'-værdien af β-estrene er 4,7-4,8 som vist i tabel 2.

5 143068

Tabel 2 __-pKa1 -værdi

Antibiotikum B-5050 _ca._6,9 estere af B-5050 a-ester ca. 6,6 β-ester ca. 4,7 _α,β-diester_ca._4,7

Antibiotikum tetrahydro-B-5050_ca._6,8 estere af antibiotikum tetrahydro-B-5050 α-ester ca. 6,6 β-ester ca. 4,8 α,γ-diester ca. 6,6 α,β,γ-triester ca. 4,8

Estrene fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen har forskellige Rf-værdier ved tyndlagskromatografi, og reaktionsproduktet kan derfor let fraktioneres. Hvis der fx anvendes kloroform /inetanol som fremkalderopløsningssysten har antibiotikum B-5050, a-propionatet, β-propionatet og α,β-dipropionatet deraf Rf-værdier på henholdsvis 0,1-0,2, 0,37-0,52, 0,25-0,30 og 0,67-0,80.

Hvis der opnås en blanding af antibiotikum B-5050 og dets α-monoester og α,β-diester, kan komponenterne skilles fra hinanden ved søjlekromatografi på silicagel eller aluminiumoxyd under anvendelse af et opløsningsmiddelsystem bestående af fx kloroform/meta-nol, benzen/acetone og benzen-ætylacetat.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede estere af antibiotikum B-5050 og antibiotikum tetrahydro-B-5050 er stærkt hæmmende over for grampositive bakterier in vitro og viser sig også at have fortrinlig terapeutisk virkning ved forsøg med inficerede dyr.

Det har også ved undersøgelse af koncentrationen af de omhandlede estere hos dyr, der er behandlet dermed, vist sig, at de absorberes effektivt i legemet. Nogle af de omhandlede estere er også mere stabile over for syre end antibiotikum B-5050 og endvidere lettere opløselige i fedtstoffer, således at de kan anvendes i form af salver.

Nestående tabel viser de forbedrede fysiokemiske og biologiske egenskaber hos de omhandlede estere i forhold til udgangsmaterialet.

143068 6

Tabel 3

Forbindelse Terapeutisk Blodkon- Akut Stabilitet virkning mod centratio- toxicitet over for

Staphylococ- nen hos hos mus syre cus aureus rotter (intrape- ___(oralt)__(oralt) ri tonealt) B-505Q (kontrol 1 111 B-5050 a-acetat 2 gange 2-3 gange 1/2 ca. det sam-i me B-5050 a-propionat 2-3 gange 2-3 gange 1/2 en lille smule mere B-5050 a-n-butyrat 2-3 gange 2 gange 1/2 2 gange B-5050 a-i-butyrat 2 gange - - 2 gange B-5050 a-crotonat 2 gange - - 2 gange

De omhandlede estre er bedre egnede til oral indgift end udgangsstofferne på grund af deres mindre bitterhed.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal forklares nærmere ved hjælp af et antal udførelseseksempler, hvor forholdet mellem vægtdele og rumfangsdele svarer til forholdet mellem gram og milliliter.

Eksempel 1 g-Propionatet af antibiotikum B-5050 I 480 rumfangsdele pyridin opløses 120 vægtdele krystaller ' af antibiotikum B-5050 og 40 rumfangsdele propionylklorid tilsættes gradvis under afkøling med is og omrøring. Blandingen omrøres ved 0°-5°C i yderligere 20 minutter og får lov at henstå i et køleskab i 2 timer og hældes derefter i 5000 volumendele isvand og ekstrahe-res med 2 x 2500 rumfangsdele ætylacetat. Ætylacetatlaget vaskes med vand og derefter med 1% vandig opløsning af natriumbikarbonat, hvorpå der dehydratiseres og koncentreres under reduceret tryk.

Remanensen opløses i 100 rumfangsdele acetone, hvorefter der tilsættes .5000 rumfangsdele petroleumsæter, hvorved der fås 108 vægtdele af et hvidt krystallinsk pulver. Dette pulver omkrystalliseres ud fra en blanding af acetone og n-hexan.

Beregnet for C 59,65 H 8,08 N 1,58

Fundet: C 59,39 H 8,07 N 1,73 7 143068 [α]^3 -61,4° (c = 1,0, CHC13) -68,6° (c = 1,0, ffitOH).

På tilsvarende måde vindes ud fra de respektive forestrings-midler følgende forbindelser: 1. g-Acetatet af B-5050 Forestringsmiddel: acetylklorid

Beregnet for C43HggN017: C 59,23 H 7,98 N 1,61

Fundet: C 58,94 H 8,04 N 1,86 [a]33 -62,6° (c = 1, CHC13) 2. g-’-n-Butyratet af B-5050 Forestringsmiddel: n-butyrylklorid

Beregnet for C45H73NO]_7; c 60,05 H 8,18 N 1,56

Fundet: C 60,05 H 8,15 N 1,75 [U]p3 -64,3° (C = 1, CHC13) 3. g-Isobutyratet af B-5050 Forestringsmiddel: isobutyrylklorid

Beregnet for C45H73NO]_7: c 60,05 H 8,18 N 1,56

Fundet: C 59,69 H 8,23 N 1,57 [g]33 -62,8° (c = 1,0, CHC13) 4. crn~Va.leratet af B-5050 Forestringsmiddel: n-valeroylklorid

Beregnet for C4gH75N017: C 60,44 H 8,27 N 1,53

Fundet: C 60,46 H 8,37 N 1,76 [g]q3 -59,9° (c = 1,0, chci3) 5. g-Isovaleratet af B-5050 Forestringsmiddel: isovaleroylklorid

Beregnet for C4gH75N017: C 60,44 H 8,27 N 1,53 Fundet: C 60,38 H 8,07 N 1,63 [g]^3 -58,0° (c = 1, CHC13) 6. a-Acetatet af antibiotikum B-5050-A Forestringsmiddel: acetylklorid

Beregnet for C45H73N017: C 60,05 H 8,18 N 1,56

Fundet: C 59,61 H 8,48 N 1,40 [g]35 -62,5° (c = 1,0, CHC13) 7. g-Propionatet af B-5050-A Forestringsmiddel: propionylklorid

Beregnet for C4gH73NO-^7: C 60,44 H 8,27 N 1,53

Fundet: C 59,80 H 8,46 N 1,59 [g]p3 -62,7° (c = 1,00, CHC13) 8 143068 8. α-Propionatet af Β-5050-Β Forestringsmiddel: propionylklorid

Beregnet for C45H73NOi7: C 60,05 H 8,18 N 1,56

Fundet: C 59,29 H 8,17 N 1,55 [a]23 -65,8° (c = 1,0, CHCI3) 9. a-Acetatet af B-5050-A og -B Forestringsmiddel: acetylklorid

Fundet: C 58,97 H 8,34 N 1,67

Beregnet: C 59,04 H 8,52 N 1,65 [a]25 -63,1° (c = 1,02, CHC13) 10. a-Propionatet af B-5050-A og -B Forestringsmiddel: propionylklorid

Fundet: C 59,54 H 8,16 N 1,60

Beregnet: C 59,58 H 8,38 N 1,62 [g]33 -61,2° (c = 0,98, CHC13) 11. g-Propionatet af B-5050-C Forestringsmiddel: propionylklorid

Beregnet for C 59,66 H 8,02 N 1,58

Fundet: C 59,34 H 8,23 N 1,59 [a]22 -60,8° (c = 0,97, CHCLj) 12. α-Acetatet af B-5050-C Forestringsmiddel: acetylklorid

Beregnet for C^HggNO^: C 59,23 H 7,98 N 1,61

Fundet: C 59,47 H 8,09 N 1,77

Eksempel 2 g-Crotonatet af antibiotikum B-5050 På tilsvarende måde som i eksempel 1 fås a-crotonatet af antibiotikum B-5050.

Beregnet for c 60/19 H 7,97 N 1,56

Fundet: C 59,81 H 7,98 N 1,51 [g]23 -73,1° (c = 1,0, CHC13)

Eksempel 3 g,Y-Dipropionatet af antibiotikum tetrahydro-B-5050 I 20 rumfangsdele pyridin opløses 7,0 vægtdele antibiotikum tetrahydro-B-5050, og under tilsætning af 2,0 rumfangsdele propionyl- 9 143068 klorid omrøres opløsningen ved 0°C. Blandingen får lov til at henstå i 2 timer, hvorefter den hældes i 500 rumfangsdele isvand. Blandingen ekstraheres to gange med 250 rumfangsdele ætylacetat, og ekstrakterne samles og vaskes med vand, en 5% vandig natriumbi-karbonatopløsning og derpå med vand, hvorefter der dehydratiseres og koncentreres under reduceret tryk.

Til koncentratet sættes n-hexan-petroleumsæter, hvorpå der fås α,γ-dipropionylesteren af antibiotikum tetrahydro-B-5050 i form af et pulver. Udbytte 3,0 vægtdele.

Beregnet for C^H^gNO^: C 59,66 H 8,42 N 1,45

Fundet: C 58,96 H 8,40 N 1,82 [a]33 -53,5° (c = 1, i CHClg).

På tilsvarende måde fås α,γ-di-n-butyratet af antibiotikum tetrahydro-B-5050, idet der dog anvendes det respektive n-butyryl-klorid som forestringsmiddel.

Beregnet for C4gH83NOi8: c 60'41 H 8»59 N 1,44

Fundet: C 60,62 H 8,49 N 1,50 ία]33 -52,9° (c = 1 i CHClg).