DE2156862C3

DE2156862C3 - Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L-T-Desmethyl-4'-despropyl-4'-alkyI--lincomycinen oder -clindamycinen

Info

Publication number: DE2156862C3
Application number: DE2156862A
Authority: DE
Inventors: Barney John Portage Mich. Magerlein (V.St.A.)
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1970-11-18
Filing date: 1971-11-16
Publication date: 1980-09-04
Also published as: CH565814A5; IL37881A; FR2114830A5; NL162394C; DE2156862B2; DE2156862A1; GB1318488A; CA951313A; NL7115431A; US3715346A; IL37881A0; NL162394B; JPS5527072B1; BE775502A

Description

HO

SCH,

in denen R einen C4- bis Cz-Alkylrest sowohl in trans- als auch in cis-Stellung zur Carbonamidgruppe in Position 2' bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man

A) ein Gemisch aus 1 -Carbobenzoxy^-cis- und -trans-alkyl-L- und -D-prolin, wobei die 4-ständige Alkylgruppe der vorstehenden Definition von R entspricht, in Acetonitril- oder Acetonlösung mit Chlorameisensäureisobutylester und einem Trialkylamin umsetzt,

B) das gemäß Verfahrensstufe A) in situ hergestellte gemischte Anhydrid mit in Aceton, Wasser oder wäßrigem Aceton gelösten Methylthiolincosaminid oder Methyl-7-desoxy-7(S)-chlorthiolincosaminid umsetzt und

Ci) im Zuge der Herstellung von (I) das in Lösung befindliche 1 '-Desmethyl-1 '-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-cis- und -trans-alkyl-L-lincomycin bzw.

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Die Erfindung betrifft das im vorstehenden Patentanspruch aufgezeigte Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L- r-Desmethyl-4'-despropyl-4'-alkyl-lincomycinen oder -clindamycinen, die therapeutisch wirksame Produkte darstellen.

Bestimmte Analoga des Antibiotikums Lincomycin besitzen gegenüber Bakterien ein verbessertes und/oder anderes antibiotisches Wirkungsspektrum wie Lincomycin, ferner vom Lincomycin verschiedene Wirkungen gegen bestimmte Plasmodien, die beim Mensch und/oder Tier Malaria erzeugen. Besonders vorteilhafte Abwandlungen sind: der Ersatz der Propylgruppe am Prolinrest durch einen längerkettigen Alkylrest, z.B. den Butyl-, PentyJ-, Hexyl- oder Heptylrest, der Ersatz der 1'-Methylgruppe durch Wasserstoff und der Ersatz der 7(R)-Hydroxylgruppe durch ein 7(S)-Chloratom. Das 7(S)-Chlor-7-deoxylincomycin ist eine Lincomycin-Verbindung, die unter dem Freinamen »Clindamycin« bekannt ist Diese modifizier-

J5 ten Lincomycine werden vorzugsweise synthetisiert, indem man zunächst ein entsprechendes Prolin herstellt,

(II) z. B. mit einer Pentylgruppe in 4-Stellung, welches dann

mit einem Methyl-thiolincosaminid kondensiert wird.

Da das synthetisch hergestellte Prolin 2 Asymmetrie-Zentren aufweist und daher in 4 isomeren Formen vorliegt, nämlich in den Formen cis-L, cis-D, trans-L und trans-D, erhält man entsprechend 4 Endprodukte. Von diesen ist die trans-L-Form am aktivsten, dann folgt die cis-L-Form, und die beiden D-Formen sind von schwächerer Aktivität oder inaktiv. Unter einer L-Lincomycin-Verbindung wird eine solche verstanden, bei welcher der Prolylrest in der L-Form vorliegt, wie im Lincomycin selbst. Eine D-Lincomycin-Verbindung bezeichnet eine Verbindung, bei welcher der Prolylrest

■50 in der D-Form vorliegt. Die Bezeichnungen eis- und trans- beziehen sich auf die relative Stellung von 4-Alkylrest und 2-Carboxylgruppe des Prolylanteils.

Üblicherweise werden die 4 isomeren substituierten Proline getrennt, beispielsweise als Diastereoisomere,

T> vor der Kondensation mit dem Methyl-thiolincosaminid. Diese Trennung erweist sich als schwierig, sie läuft unvollständig ab und ist teuer.

Im Verfahren vorliegender Erfindung wird das substituierte Prolin, welches am 1-Stickstoffatom durch

w> einen Carbobenzoxyrest geschützt ist, in einem Lösungsmittelsystem mit dem entsprechenden Methylthiolincosaminid kondensiert, welches die resultierende L-cis und L-trans-Form praktisch quantitativ von den D-cis und D-trans-Lincomycinen trennt, indem es eine

b^r> der beiden Fraktionen in Lösung hall, während die andere ausfällt. Für diese Umsetzung geeignete Lösungsmittel sind Aceton und Acetonitril, jeweils in Gegenwart von Wasser. Im Fall der 7(R)-OH-Lincomy-

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cinverbinduiigen bleibt die L-Prolylfonn in Lösung, oxyrestes von der gewünschten L-cis und L-trans-Frak-

während die D-Prolylform ausfällt Im Fall der tion wird ein hochaktives Antibiotikum in guter

7(S)-Cl-Lincomycinverbindungen bleibt die D-Prolyl- Ausbeute erhalten.

form in Lösung und die L-Prolylform scheidet sich ab. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch folgen-

Nach der hydrierenden Abspaltung des Carbobenz- 5 de Formel veranschaulicht werden:

Cbz	Cbz	Cbz I	Cbz I
/^N\COOH	/¹^_nCOOH R	I N V^COOH	I N V^OOH R
D-cis	D-trans	L-trans	L-cis

in Acetonitril oder Aceton

+ Triäthylamin

+ Chlorameisensäureisobutylester

CH₃

H₂N-

HOy,

— O
OH

Filtration

Filtrat
Hydrogenolyse

OH

Niederschlag
Hydrogenolyse

gesondert erhalten

CO-N

SCH₃

D-cis und D-trans

H
CO-N-

CH₃
X

HO

-O

SCH₃

OH

L-cis und L-trans

In den vorstehenden Formeln bezeichnet Cbz den Carbobenzoxyrest, R bedeutet einen Alkylrest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen und X ist 7(R)-OH oder 7(S)-Cl.

Der Alkylrest R mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen umfaßt die Reste η-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, und n-Heptyl sowie verzweigte Alkylreste, z. B. den Isobutyl-, Isopentyl-, 2,3-Dimethylpropyl-, 1,2-Dimethylpropyl-, 2,3-Dimethylbutyl-, Isohexyl-, Isoheptylrest.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen modifizierten Lincomycine sind bekannte Verbindungen (B. ]. Magerlein, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, S. 727 - 736,1966).

Die Ausgangsmaterialien des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bekannt, z. B. aus den US-Patentschriften 34 96 163,35 14 440 und 33 66 624.

_bo Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein l-Carbobenzoxy-4-alkylprolin (sämtliche vier isomeren Formen) in Acetonitril oder Aceton in Gegenwart von Triäthylamin gelöst und dann mit Chlorameisensäure-isobutylester umgesetzt. Nach 10

b5 bis 30 Minuten wird dieser Lösung eine Lösung des betreffenden Methyl-thiolincosaminids in Aceton, Wasser oder wäßrigem Aceton zugegeben. Das Gemisch wird V₂ bis 6 Stunden bei einer Temperatur zwischen 10

und 40⁰C, zweckmäßig bei Raumtemperatur von 22 bis 30⁰C gerührt Die Filtration liefert eine Lösung und einen Feststoff. Durch die Trennung dieser beiden Phasen und gesonderte Hydrogenolyse jeder Phase mit einem Platin- oder Palladium/Kohle-Katalysator und Wasserstoff erhält man das antibiotisch aktive Gemisch aus cis-L- und trans-L-Antibiotika, daneben ein weniger aktives Gemisch aus den cis-D- und trans-D-Antibiotika. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwundet man bei der Hydrogenolyse einen Katalysator mit 5 bis 10% Palladium auf Kohle in einem Verhältnis von 1 Teil Katalysator auf 2 bis 4 Teile der durch den Carbobenzoxyrest geschützten Lincomycinverbindung. Die Reaktion wird gewöhnlich bei Raumtemperatur und Reaktionszeiten von 1 bis 48 Stunden durchgeführt. Nach beendeter Umsetzung wird der Katalysator abfiltriert, das Filtrat wird eingedampft und der Rückstand wird in konventioneller Weise gereinigt, z. B. durch Chromatographieren, Extraktion und Umkristallisieren.

N-Carbobenzoxy-4-pentylprolin (Ausgangssubstanz)

Zu einer Lösung von 27,5 g 4-Pentylprolin-hydrochlorid in 450 ml Wasser und 72,5 ml 4n-wäßriger Natriumhydroxydlösung werden im Verlauf von 30 Minuten gleichzeitig 26 ml Carbobenzoxychlorid mit 415 ml 4n-wäßrige Natriumhydroxydlösung zugegeben. Nach 1 '/2-stündigem Rühren wird die basische Lösung 2 χ mit Äther extrahiert Die wäßrige Lösung wird angesäuert und mehrmals mit Äthylacetat extrahiert. Die Extrakte werden eingedampft und ergaben 37,2 g der Titelverbindung (94%) in Form eines Öls.

Beispiel 1 A) Methyl-(4'-cis-undtrans-pentyl-r-carbo-

benzoxy-L- und D-proIyl)-7-deoxy-7(S)-chlorthiolincosaminid.

Cbz

SCH₃

Cbz

40

45

50

55

fcO

SCH₃

OH

L (Irans und eis)

Zu einer Lösung von 13,3 g eines Gemisches aus 1-Carbobenzoxy-L- und D-4-cis-pentylprolin und 1-Car bobenzoxyl-L- und D-4-trans-pentylprolin in 300 ml Acetonitril, welches 5,3 ml Triäthylamin enthält werden 5,1 ml Chlorameisensäureisobutylester unter Kühlen zugesetzt Nach 15 Minuten wird eine Lösung \on 10,2 g Methyl^-deoxy^SVchlorthiolincosaminid in 250 ml 50%igem wäßrigem Aceton zugesetzt Das Gemisch wird bei Raumtemperatur 3 Stunden lang gerührt, dann abfiltriert, wobei man 3,1 g Methyl-(4'-cLs- und trans-

pentyl-1 '-carbobenzoxy-L-prolyl-7-deoxy-7(S)-chlorthiolincosaminid III vom Schmelzpunkt 199—201°C (Zersetzung) erhält Das Filtrat wird auf etwa die Hälfte seines Volumens eingeengt- Nach dem Filtrieren erhält man etwa 10 g eines klebrigen Feststoffs, und durch Umkristallisieren aus Aceton werden daraus 3,8 g der Verbindung III vom Schmelzpunkt 189 bis 190° C (Zersetzung) erhalten. Eine dritte Kristallfraktion vom Schmelzpunkt 204 bis 206° C (400 mg) fällt beim Stehen aus.

Die Gesamtausbeute der drei Fraktionen beträgt 46,8%. In einem weiteren Versuch erhält man beim Umkristallisieren aus Aceton die Verbindung Methyl-(4'-cis- und trans-pentyl-l'-carbobenzoxy-L-prolyl)-7-deoxy-7(S)-chlor-thiolincosaminid vom Schmelzpunkt 208bis210°C,[«]d+ 132° (Methanol).

Anal. Ber. für C₂₇H₄IClN₂O₅S:

C: 56,58; H: 7,21; N: 4,89; gefunden: C: 56,33; H: 7,26; N: 4,66.

Experimentell wurde festgestellt, daß die Mutterlaugen praktisch nur das D-Isomer enthalten.

B) 1 '-DesmethyM'-despropyW-cis- und transpentyl-clindamycin und dessen Hydrochlorid.

Ein Gemisch aus 10,2 g l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-clindamycin, 190 ml Methanol und 3,8 g 10% Palladium/Kohle wird unter einem Wasserstoffdruck von 2,8 kg pro cm² 18 Stunden geschüttelt. Dann wird das Gemisch filtriert, das Filtrat wird im Vakuum (50 mmHg) destilliert und ergibt einen Rückstand von 7,0g l'-Desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-clindamycin. Dieses Material wird an 700 g Silikagel unter Verwendung von Chloroform-Methanol (4:1) zur Eluierung Chromatographien. Die Fraktionen, die gemäß Dünnschichtenchromatogramm die gewünschte Verbindung enthalten, werden gesammelt, Gesamtgewicht 2,6 g. Die Umwandlung zum Hydrochlorid ergibt 1,9 g l'-Desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-clindamycin-hydrochlorid vom Schmelzpunkt 165 bis 168°C. Durch Umkristallisieren aus wäßrigem Aceton wird der Schmelzpunkt auf 171 bis 173° C erhöht.

Anal. Ber. für Ci₉H₃₆Cl₂N₂O₅S:

C: 47,99; H: 7,63; N: 5,89; S: 6,74; Cl: 14,91;

gefunden: C: 47,83; H: 7,58; N: 5,67; S: 6,78;

Cl: 15,00. (korrig. für 3,50% H₂O)

Beispiel 2 A) 1 '-Carbobenzoxy-1 '-desmethyl-4'-despropyl-4'-cis-

und trans-n-pentyl-lincomycin und 1 '-Carbobenzoxy-

1 '-desmethyM'-despropyl^'-cis- und

trans-n-pentyl-D-lincomycin.

7,1 ml Chlorameisensäureisobutylester werden bei 0°C zu einer Lösung von 16,5 g N-Carbobenzoxy-4-pentylprolin (sämtliche 4 Isomere) und 7,25 m! Triäthylamin

in 300 ml Acetonitril zugegeben. Nach 15 Minuten wird eine Lösung von 13,1 g Methyl-thiolincosaminid in 150 ml Wasser unter kräftigem Rühren zugesetzt. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur (21 bis 24° C) 3 Stunden lang gerührt. Dann werden die sich abscheidenden Kristalle abfiltriert, mit wäßrigem Acetonitril gewaschen und getrocknet Diese Kristalle bestehen aus dem unerwünschten D-Isomer l'-Desmethyl-l'-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-trans- und cis-n-pentyl-D-lincomycin vom Schmelzpunkt 188 bis 197⁰C, Ausbeute 10,75 g (37,6%). Beim Umkristallisieren aus Methanol erhält man 7,65 g der reinen Verbindung vom Schmelzpunkt 198 bis 207° C, [«]_D+ 177°C (Methanol).

Anal. Ber. für C₂₇H₄₂N₂O₈S:

C: 58,46; H: 7,63; N: 5,05; S: 5,7;
gefunden: C: 58,29; H: 7,52; N: 5,07; S: 5,84.

Die Mutterlauge wird im Vakuum eingeengt und abgekühlt Beim Filtrieren erhält man 12,05 g (42,0%) eines gummiartigen Feststoffs vom Schmelzpunkt 150 bis 162° C Nach dem Umkristallisieren aus Aceton-Methanol erhält man daraus 5,75 g des gewünschten 1 '-Carbobenzoxy-1 '-desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-n-pentyl-lincomycin vom Schmelzpunkt

169-173⁰C, [λ]ο-Ι-116° (Methanol). Weitere Produktfraktionen vom Schmelzbereich 157 —180° C, [λ]+ 91°, 2,0 g; und 158-163⁰C, [«]_o+107°, 1,03 g werden erhalten. Alle drei Fraktionen werden in der folgenden Verfahrensstufe eingesetzt.

Anal. Ber. für C₂₆H₄₂N₂O₈S:

C: 58,46; H: 7,63; N: 5,05; S: 5,7;
gefunden: C: 58,37; H: 7,56; N: 4,85; S: 5,57.

B) l'-DesmethyW-despropyM'-cis- und
trans-n-pentyllincomycin und dessen Hydrochlorid.

Ein Gemisch aus 8 g 1 '-Carbobenzoxy- l'-desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-n-pentyl-iincomyciri und 3 g 10% Palladium/Kohle in 150 ml Methanol wird 18 Stunden lang unter Wasserstoffdruck geschüttelt. Dann wird der Katalysator abfiltriert, das Methanol wird im Vakuum abdestilliert und man erhält das l'-Desmethyl-4'-despropyl-4'-cis- und trans-pentyl-lincomycin. Dieses Produkt wird in 60 ml Aceton gelöst, dann werden 3,8 ml 6n-Salzsäure zugegeben. Das kristalline Hydrochlorid der obigen Verbindung wird gesammelt und getrocknet Es besitzt einen Schmelzpunkt von 206 bis 208°C,[«]d+ 135° (H₂O), Ausbeute 5,0 g.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus trans-L- und cis-L-l'-DesmethyW-despropyW-alkyl-lincomycinen (I) oder -clindamycinen (II) der allgemeinen Formel

C2) im Zuge der Herstellung von (II) das sich abscheidende 1 '-Desmethyl-1 '-carbobenzoxy-4'-despropyl-4'-cis- und -trans-alkyl-L-clindamycin gewinnt und

D) die Carbobenzoxygruppe aus der gemäß Verfahrensstufe Ci) bzw. Cj) gewonnenen Fraktion in an sich bekannter Weise durch Hydrogenolyse abspaltet