DE2161527C3 - 3'-Desoxykanamycin, seine Herstellung und dieses enthaltende Arzneimittel - Google Patents

Description

(HD

\ K NHCOZ .

in der P und Z die vorstehenden Bedeutungen haben, die Schutzgruppe P in an sich bekannter Weise abspaltet, die Azidogruppe — N₃ in üblicher Weise durch katalytische Hydrierung in die Aminogruppe überführt, die Benzylgruppe in üblicher Weise durch hydrierende Spaltung in Gegenwart eines Palladiumkatalysators und die Amino· Schutzgruppe —COZ in üblicher Weise durch Hydrolyse entfernt.

3. Arzneimittel, bestehend aus einer Verbindung gemäß Anspruch 1 und üblichen Trägerstoffen und/oder Verdünnungsmitteln und/oder Hilfsstoffen.

Die Erfindung betrifft 3'-Desoxykanamycin, seine Herstellung und dieses enthaltende Arzneimittel. Es

CH₂NH₂

HO

O—CH,

besitzt eine antibakterielle Wirkung, insbesondere gej;eniil>cr kanamycinresistenten Staphylokokken (Staphylococcus aureus) und Escherichia coli, die aus Kranken isoliert wurden. Die Erfindung beruht auf Befunden einer Reihe von Untersuchungen von H. Umezawa u.a., die den Mechanismus der Armeimittel-Inaktivierung durch resistente Bakterien aufklärten, die aus kranken Personen isoliert wurden. Auf der Basis dieses aufgefundenen Mechanismus wurde nach neuen antibiotischen Derivaten gegen ar/neimiUelresistente Bakterien geforscht. Hamao U m e ζ a w a und Mitarbeiter haben festgestellt (»Science«, 157, 1559 [1967]), daß arzneimittelresistcnte gramnegative Bakterien von Patienten, die den R-Faktor tragen, arzneimittelresistente Staphylokokken und resistente Pseudomonas aeroginosa ein Enzym produzieren, das Kanamycin inaktiviert, indem der Phosphatrest von Adenosintriphosphat auf die 3'ständige Hydroxylgruppe des Kanamycins übertragen wird.

NH,

Kanamycin R' = OH
3-Desoxykanamyein R' = H

NH,

21 61 52

Auf Grund der obigen Feststellungen wird ange- »ommen, daß der Ersatz der 3'ständigen Hydroxylgruppe des Kanamycins durch Wasserstoff zu einer Hemmung der Phosphorylierung von Kanamycin durch resistente Bakterien führt, wodurch diesem

Antibiotikum die Fähigkeit gegeben wird, kanamycinresistente Bakterien anzugreifen.

Das Verfahren zur Herstellung von 3-Desoxykanamycin ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen 3'-Desoxyzucker der allgemt. inen Formel 1

-CH,- O

O—CH,

inderXein Halogenatom bedeutet, in an sich bekannter Weise mit einem in an sich bekannter Weise geschützten 6-O-(3-Arnino-3-desoxy-u-D-giucopyranosyl)-2-desoxystreptamin der allgemeinen Formel 11

NHCOZ

NHCOZ

(Hl

in der P eine Alkylidengruppe und Z eine Alkoxygruppe bedeutet, kondensiert, aus dem erhaltenen Kondensationsprodukt der allgemeinen Formel 111

CH₂N,

NHCOZ

-CH,- O

NHCOZ

\ |\ NHCOZ O\|__J/ O—CH,-

in der P und Z die vorstehenden Bedeutungen haben, die Schutzgruppe P in an sich bekannter Weise abspaltet, die Azidogruppe — N, in üblicher Weise durch katalytische Hydrierung in die Aminogruppe überführt, die Benzylgruppe in üblicher Weise durch hydrierende Spaltung in Gegenwart eines Palladiumkatalysators und die Amino-Schutzgruppe — COZ in üblicher Weise durch Hydrolyse entfernt. Die Kondensation wird in einem geeigneten Lösungsmittel oder in einem geeigneten l.ösungsmittelgemisch durchgeführt.

Das synthetisch hergestellte 3'-Desoxykanamycin hemmt das Wachstum verschiedenster Baktericnarlcn in einer ähnlichen Größenordnung wie das Kana-

6«, mycin, wie aus der Tabelle zu ersehen ist. Im Gegensal/ zu Kanamycin hemmt es aber außerdem das Wachstum von kanamycinresistenten Staphylokokken, kanamycinresislcnten Escherichia coli und kanamycin-

21 6i

resistenten Pseudomonas aeruginosa. Das 3'-Desoxykanamycin ,hemmt weiterhin die Infektionen, die durch Staphylokokken, Bacillus pneumoniae, Salmonella typhosa und Pseudomonas aeruginosa bei Mäusen verursacht wird.

Seine antibakteriellen Eigenschaften übertreffen auch die des bekannten 6"-Desoxykanamycins, wie dieselbe Tabelle zeigt.

Das 3'-Desoxykanamycin zeigt eine niedrige Toxizität (LD₅₀ > 200 mg/kg bei Mäusen, i.v.) und einen so hohen Blutspiegel nach intravenöser Injektion. Daraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Derivat ein wertvolles chemotherapeutisches Mittel zur Behandlung und Heilung von vielen Infektionsarten darstellt, einschließlich derer, die durch gramnegative und grampositive resistente Bakterien verursacht werden. Die Tabelle zeigt Vergleichsdaten zum bekannten 6"-Desoxykanamycin (JA-AS 8 415/65, J. of Antibiotics [Japan], Ser. A, 16, 173 bis 174).

Antibakterielle Spektren von 3'-Desoxykänamycin
und 6"-Desoxykanamycin

Testorgunismen*)

Mindcsthemmkonzcntration (mcg/ml)

3'-Des- 6"-Desoxykanaoxykanamycin mycin

Beispiel

a) Herstellung von 6'-Azido-2',2",4'-tri-O-benzyl-OilidNN'^^

²5

30

35

Staphylococcus aureus 1,56 1,56

FDA 209 P

Escherichia coli

NIHJ 3,12 1,56

K-12 3.12 1.56

K-12 ML 1629**) 3,12 > 100

K-12 ML 1630**) 3,12 > 100

Salmonella typhosa T-63 0,78 0.78

Pseudomonas aeruginosa Nr. 45 1,56 100

(aus Kranken isoliert)

Proteus rettgeri GN 466 6,25 3.12

*) Nähragar. 37 C. 18 Stunden.

**) Kanamycin hemmt diese Stämme selbst in einer Konzentration von 50 mcg/ml nicht. ^-

In den folgenden Beispielen wird die Herstellung des 3'-Desoxykanamycins im einzelnen erläutert.

50

äthoxycarbonylkanamycin [in den allgemeinen Formeln bedeutet Z = OC₂H₅, P = CH(CH₃)₂] ^M

0,4 g 6 - Azido - 2,4 - di - O - benzyl - 3,6 - didesoxya-D-glucopyranosylchlorid (allgemeine Formel I mit X = Cl) and 0,45 g 6-O-{2-O-Benzyl-3-äthoxycarbonylamido - 3 - desoxy - 4,6 - O - isopropyliden) - N,N' - diäthoxycarbonyl-2-desoxystreptamin [allgemeine Formel II mit Z = OC₂H₅, P = CH(CHj)₂] wurden in einer Mischung aus 16 ml trockenem Benzol — Dioxan (3:1) gelöst. Die Lesung wurde nach Zusatz von 0,6 g Quecksilbercyanid unter Rückfluß erhitzt. Nach 6stündiger Umsetzung wurde ein weiteres Gramm Quecksilbercyanid zugesetzt und die Mischung weitere 10 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde dann, filtriert und der Rückstand mit Chloroform gewaschen. Filtrat und die vereinigten Waschanteile wurden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Man er-I;ielt 0,95 g eines Sirups, der dann über einer Säule mit Siliziumdioxidgel unit Chloroform—Aceton (:i^;: 1) chromatographiert wurde. Die Fraktion, die eine Substanz mit einem Rf-Wert von 0,5 im Dünnschicht-Chromatogramm mit Siliciumdioxid mit der gleichen Lösungsmittelmischuiig zeigte, wurde eingedampft, und man erhielt 0,2 ü g einer festen Substanz mit einem Schmelzpunkt vtjn 263 bis 264° C. [«] S? = 4 97° (c = 0,9; Pyridin); IRSpektrum: 210C cm"¹ (N₃).

Analyse für C₅₁H₆₈N₆O₁₆:

Berechnet ... C 59.98.. H 6,71. N 8,23%;
gefunde-i .... C 59,79, H 6,76, N 7,91%.

b) 0,82 g des nach drm im Beispiel a) beschriebinen Verfahren hergestellten Produktes wurden in 20 ml einer 80%igen wäßrigen Eissigsäure gelöst. Die Lösung wurde 5 Minuten auf 90⁰C erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde danin, in Wasser gegossen und der dabei entstandene Niederschlag abfiltriert und getrocknet. Man erhielt 0.79 g einer festen Substanz. Das Deacetonierungsprodukt wurde in einer heißen Mischung aus 120 ml Äthanol und p-Dioxan (5:1) gelöst und die Lösung 4Stunden lang bei 45"C mit Wasserstoff bei Atmosphärendruck und in Gegenwart von Raney-Nickel geschüttelt. Die Reaktionsmischung wurde dann filtriert und eingedampft. Man erhielt 0.6 g einer festen Substanz. Das Derivat, das keine Azidgruppe besaß, wurde dann in 90 ml einer Äthiinol-Wasser-Mischung (8 : ί) gelöst, die eine geringe Menge Essigsäure enthielt. Eiie Lösung wurde 10 Stunden lang bei 45^rC unter c:inem Druck von einer Almosphäre in Gegenwart von Palladiumschwarz mit Wasserstoff hydriert. Die Reaktionsmischung wurde abfiltriert und eingedampft. Man erhielt 0.3 g einer festen Substanz. Das-debenzylierte Produkt, dessen Struktur mittels IR- und NMR-Spektren identifiziert wurde, wurde 9 Stunden lang bei 90'C mit 10 ml 1 n-Bariurnhydroxid-Lösung erhitzt. Dann wurde Kohlendioxid eingeleitet und nach Abfiltrieren des dabei entstandenen Miederschlags die Lösung konzentriert. Die konzentrierte Lösung wurde auf eine Säule gegeben, die mit »Amberlite IRC-50« (MH^- Form) beladen war und mit 0,3 n-Ammoniumhydroxid entwickelt wurde. Dis Fraktion, die auf dem Kinnschichtchromatogramin mit n-Butanol—Pyridin — Wasser—Essigsäure |6: "4: 3:1) eine Substanz ent hielt, die einen Rf_Kanir,_yon-Wert von 2,2 zeigte, wurd« gesammelt und eingeengt. Durch Zusatz von Ac et or erhielt man 90 mg 3'- De$;oxykanamycin [«]? = + 146° (c = 0,2; Wasser).

Analyse für C₁₈H₃₆N₁O₁₀:

Berechnet .. C 46.14. H 7.75%;
gefunden .... C 46,10. H 7.70%

Claims (2)

Qn 61 527 Patentansprüche:

1. 3-Desoxykanamycin der Formel

CH-,ΝΗ,

HO

³ OH

2. Verfahren zur Herstellung des 3-Desoxykanamycins gemäP Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen 3-Desoxyzucker der allgemeinen Formel I

in der X ein Halogenatom bedeutet, in an sich bekannter Weise mit einem in an sich bekannter Weise geschützten 6-0-l3-Amino-3-desoxy-«-D-glucopyranosyl)-2-desoxystreptamin der allgemeinen Formel II

NHCOZ

NHCOZ

in der P eine Alkylitlengruppc und Z eine Alkoxygruppe bedeutet, kondensiert, aus dem erhaltenen Kondcn-

$ationsprodiikt der allgemeinen Formel 111

CH₂N₃
O

NHCOZ

j \ NHCOZ

*.— CH,- O \