DE2515630C2 - 4-0-(6-Amino-6-desoxy-alpha-D-glucopyranosyl)-5-0[3-0(2,6-diamino-2,6-didesoxy-ß-L-idophyranosyl)-ß-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-streptamin, Verfahren zu seiner Herstellung und diese Verbindung enthaltende Arzneimittel - Google Patents

Description

a-D-glucopyranosylchlorid

l,3,6-N,N,O-Triacetyl-4-O-(3,4-di-O-acetyI-

2-oximino-6-0-tosyI-α-D-aΓabinoso-

pyranosyI)-5,0-[2,5-di-O-acetyI-3-O-(2,6-diacetamido-3,4-O-diacetyl-

2,6-didesoxy-/?-L-idopyranosyl)-/?-D-ribo-

furanosyl]-2-desoxystreptamin

umsetzt,

f) mit Acetaldehyd und Natriumborhydrid zu

l3.6-N,N,O-TriacetyI-4-O-(23,4-tri-Ü-acetyi-6-0-tosyi-«-D-giucopyranosyi)-5-O-[2,5-di-O-acetyl-3-O-(2,6-diacetamido-3,4-di-0-acetyI-2,6-didesoxyj?-L-idopyranosyl)-j?-D-ribofuranosy]]-2-desoxystreptamin

umsetzt und

g) die erhaltene Verbindung durch Umsetzen mit Natriumazid und Hydrieren in die Verbindung des Anspruches 1 überführt.

3. Arzneimittel, enthaltend mindestens eine Verbindung nach Anspruch 1 neben einem pharmazeutisch verträglichen Träger und/oder üblichen Hilfsmittel.

Die Erfindung betrifft

4-0-(6-Amino-6-desoxy-a-D-glucopyranosyl)-5-O-[3-O-(2,6-diamino-2,6-didesoxy-f?-L-idopyranosyl)-/3-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-streptamin,

ein Verfahren zu seiner Herstellung und diese Verbindung enthaltende Arzneimittel.

Die erfindungsgemäße Verbindung wird hergestellt, indem man

Teira-(N-1.N-3,N-2"\N-6'")-N-acetyI-paromomycin(l)

(vgl. die DE-OS 25 15 629) mit Carbobenzoxychlorid zu

Telra-(N-1. N- 3. N-2"'. N-6'")-N-acetyl-mono-N-2'-carbobenzoxy-paromomycin(II)

umsetzt. Die Verbindung (I I) wird durch Per-O-acetylierung mit Essigsäureanhydrid in Pyridin in das entsprechende Octa-O-acetylderivat (III) überführt. Durch Abspaltung der Carbobenzoxygruppe durch katalytische Hydrierung in Gegenwart von 10%-Palladium-auf-Aktivkohle in säurehaltigem Methanol erhält man

Tetra-(N-l,N-3,N-2'".N-6'")-N-acetyl-octa-Oacetyl-paromomycin (IV)

in Form des Hydrochlorids.

Die Verbindung (IV) deaminiert man mit Natriumnitrit in verdünnter wäßriger Essigsäure zu

13,6-N,N,O-TriacetyI-5-O-t2,5-di-O-acetylj-O-(2,6-diacetamido-3,4-di-O-acetyl-2,6-didesoxy-j?-L-idopyranosyl)-|9-D-ribofuranosy!]
2-desoxy-streptamin (V),

diese Verbindung besitzt eine freie Hydroxylgruppe in 4-StelIung.

Die beschriebene Synthese gemäß nachstehendem Reaklionsschema:

R₃O

NHR₁

HAc

AcO

AcO

AcHN

IX \

0 OAc

In den obigen Formeln haben die Symbole folgende Bedeutungen: Verbindung (I): R₁=Ac R₂=H R₃=H

Verbindung (II): R₁ = Ac R₂=CbZ R₃=H Cbz=C — O — CH₂-Verbindung GII): R₁=Ac R₂=CbZ R₃=Ac

Verbindung (IV): R₁=Ac R₂=H-HCl R₃=Ac (Ac=CHjCO) Die letzte Reaktionsstufe kann schsmatisch wie folgt dargestellt werden:

CH₂OAc

CH₂OAc

AcO

HNO₂ ROH

+ N₂ + HCl + H₂O +

OAc CHO

OR

AcO

AcO

NHAc

Das Pseudotrisaccharid (V) ist ein Zwischenprodukt, das zur Herstellung von neuen antibakterieiien Aminoglycosid-Antibiotika unter Verwendung der Lemieux-Reaktion (R. Lemieux et al., Canad. J. Che.m. 51 [!973], Seite 53) geeignet ist Als andere Reaktionskomponente dient dabei ein Monosaccharid.

Man erhält das erfindungsgemäße

4-O-(6-Amino-6-desoxy-Ä-D-glucopyranosyI)-5-O-[3-O-(2,6-diamino-2,6-didesoxy-j?-L-idopyranosyl)-/?-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-strentamin

durch Umsetzung der Verbindung (V) mit dem Dimeren von

3,4-Di-0-acetyl-2-desoxy-2-nitroso-6-0-tosyl-
Oi- D-gluco-pyranosylchlorid

(T. L. Nagabhushan, Canad. ]. Chem. 48 [1970], Seite 257), Umsetzung des Reaktionsprodukts mit Acetaldehyd, Reduzierung der erhaltenen Schiff'schen Base mit -to Natriumborhydrid sowie Aminierung und Entacetylierung des erhaltenen Produkts (vgl. die folgenden Beispiele 3,4 und 5).

4-O-(6-Amino-6-desoxy-a-D-glucopyi anosyl)-5-O-[3-O-(2,6-diamino-2,6-didesoxy-j?- L-idopyr-

anosyl)-/?-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-streptamin
(nachs-'ehend als »Verbindung ?24« bezeichnet) ist ein neues antibakterielles Aminogly jsid-Antibiotikum. Die Verbindung wurde — sowohl in viin ais auch in vivo — einem Vergleichstest mit Paromomycin (Aminosidin) unterworfen.

Die In-vitro-Tests wurden nach der Verdünnungsreiher-'Tiethode unter Verwendung eines flüssigen Mediums (Difco-Nährbrühe) durchgeführt. Die Mindesthemmkonzentration (MHK) wurde nach 24 Stunden langer Inkubation bei 37°C bestimmt.

Die therapeutische Wirkung .vurde bei Mäusen bestimmt, welche experimentell mit Staphylococcus aureus infiziert und 4 Stunden danach subkutan mit einer Einzeldosis der zu testenden Verbindung behandelt worden waren.

Weitere Tests wurden an Algen und Protozoen durchgeführt, um die Empfindlichkeit von eukaryotischen Mikroorganismen gegenüber der neuen Verbindung zu prüfen. Es wurde die Mindesthemmkonzentration in einem flüssigen Nährmedium bestimm¹..

Schließlich wurde die Verbindung 224 auf ihre Wirkung als Inhibitor der Proteinsynthese an zellfreien Systemen, welche Ribosomen von Escherichia coli (70S) oder Saccharomyces cerevisiae (80S) enthielten, getestet. Die Ergebnisse sind aus den Tabellen I und II ersichtlich.

Tabelle I

Bakterienstamm	antibakterielle Wirkung	Paromomycin	DT50, mg/kg (bei Mäusen)
	MHK^g/ml	3,1	224 Paromomycin
	224	1	50 25
Staphylococcus aureus	6,2	6.2
Klebsiella pneumoniae	2	>500
Escherichia coli B	12,5	500
E: coli 526	100	500
E, coil K12	125	>500
Proteus sp< 1	125	>500
Proteus sp. 2	250	>500
Proteus sp. 3	125	>500
Proteüs sp. 4	125
Proteus S3,5	250

Tabelle II Wirkung (ID*	7 50%)	25	15 630	Entamoeba histolytica (Λ)	8	(°) 80S
	Ochromonas malhamensis (Λ)	Euglena gracilis (Λ)	Tetrahymena geleei (Λ)	224 > 100 >100 > 100 >20 Paromomycin 1,56 12,5 12,5 1 *) Dosis, die 50% ties Wachstums (Λ) oder der Proteinsynthese (0J hemmt.	Ribosomen 70S	>500 65
	40 30

Tabelle I zeigt, daß die Verbindung 224 auch bei gegenüber Paromomycin empfänglichen Bakterien in vitro und in vivo eine beträchtliche antibakterielle Wirkung entfaltet. Außerdem verhindert die Verbindung das Wachstum resistenter Stämme (E. coli, Proteus Sp.) bei Konzentrationen, bei welchen sich Paromomy-

~~i aiS VGÜig J!"-^!r-""'" °r····?

Tabelle II zeigt die Resultate der an eukaryotischen Mikroorganismen vorgenommenen Tests. Man erkennt, daß die Verbindung 2.24 das Wachstum von Algen und Protozoen nicht hemmt; Paromomycin stellt dagegen einen starken Inhibitor gegenüber den getesteten Mikroorganismen dar.

Das unterschiedliche Verhalten der Verbindung 224 gegenüber Schizomycetes und Eukaryotes manifestiert sich in der selektiven Hemmung der Proteinsynthese, die durch 70 S-Robosomen im Vergleich zu 80S-Ribosomen bewirkt wird.

Ferner wurden Vergleichsversuche zur Bestimmung der akuten Toxizität und Ototoxizität durchgeführt.

Bei subkutaner Ve-abreichung wurden an Mäusen folgende LDw-Werte erhalten: Paromomycin 700 mg/kg; Verbindung 224 1000 mg/kg.

Hinsichtlich der Ototoxizität ergaben die audiometrischen Tests an Meerschweinchen (Prayer-Reflex), daß der audiometrische Fehlwert bei einer vorgegebenen Dosis (340 mg/kg) bei der Verbindung 224 geringer als beim Paromomycin ist (Verhältnis I : 2).

Die Tests zeigen, duß die Verbindung 224 ein neues Paromomycinderivat darstellt, dessen antibakterielle Wirkung gegenüber empfänglichen Stämmen in derselben Größenordnung wie jene von Paromomycin selbst liegt, während die neue Verbindung gegenüber resistenten Stämmen eine deutlich überlegene Wirkung entfaltet.

Die Resistenz gegenüber Paromomycin ist im Falle von E. Coli 526 auf die Bildung eines aminogylcosid-inaktivierenden Enzyms (NKT I) zurückzuführen. Die übrigen Stämme sind idinische Isolate mit unbekannten Resistenzmechanismen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Tetra-(N-1, N-3, N-2'". N-6">acetyI-octa-O-acetyl-paromomycinchlorid (IV)

Zu einer Lösung vein 14,5 g Tetra-(N-1, N-3, N-2'", N-6"')-acetyI-paromoriiycin (I) in 550 ml Wasser gibt man 46OmI Aceton und 217 g Natriumbicarbonat und gibt dann nach Abkühlung auf 0⁰C mit Hilfe eines Eis/Salz-Bades unter Rühren eine Lösung von 4,6 ml Carbobenzoxychlorid in 90 ml Aceton zu. Man rührt das Gemisch dann weitere 4 Stunden und hält es danach 3 Tage bei 0⁰C Das Lösungsmittel wird abgedampft, der Rückstand mit Methanol aufgenommen und das Produkt mit Äther ausgefällt. Man erhält 16 g tetra-(N-). N-3. N-2'", N-6'")-acetyl-N-2'-carbobenzoxyparomomycin (II), das bei 198 bis 200⁰C (Zersetzung) schmilzt.

[λ] Γ+ 57" (c= 1. MeOH). Rr = 0.47 (DC auf Silikagel, Lösungsmittel CHCI₁ : ÄtOH : H₂O =4 : 7 :2), Rr = 0,57 (CHC!; : MeOH- ! : !) (DC = D^f.!nn<:chirh«rhrnmalngraphie).

16 g dieser Verbindung, die im Vakuum über P₂O₅ getrocknet ist, werden in 160 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und tropfenweise unter Rühren bei 0°C mit Ϊ2 ml Acetanhydrid versetzt. Man hält die Reaktionsmischung 96 Std. bei Raumtemepratur, gießt sie dann in Eiswasser, säuert mit wäßriger Essigsäure auf pH 5 an und konzentriert auf 200 ml. Aus dieser Lösung fallen bei 0⁰C 13.2 g ',eiße Kristalle von Tetra-(N-1, N-3, N-2'",

N-6'")-acetyl-N-2'-carbobenzoxy-octa-0-acetylparomomycin (III) vom Schmelzpunkt 269 bis 271°C aus.

[α] Γ+56° (c=l. MeOH).

Aus der Mutterlauge erhält man weitere 2,24 g Produkt. Eine Lösung von 14,5 g dieses Produkts in 1000 ml Methanoi, das 11,1ml Chlorwasserstoffsäure enthält, wird bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck unter Verwendung von 10% Palladiumauf-Aktivkohle als Katalysator hydriert. Während der Reaktion wird der pH-Wert durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure in Methanol neutral gehalten. Anschließend filtriert man den Katalysator ab und engt die Lösung im Vakuum ein. Durch Ausfällen mit Äther erhält man 13.2 g der gewünschten Verbindung (IV) mit Schmelzpunkt 200 bis 205° C.

[α] r+62° (c=l. MeOH).

Beispiel 2

Ui-N.N.O-Triacetyl-S-O-^-di-O-acetyl-

3-O-(2,6-di-acetamido-3,4-di-O-acetyl-

2.6-didesoxy-/?-L-idopyranosyl)-/?-D-ribofuranosyI]-

2-desoxystreptamin(V)

Eine Lösung von 12,5 g der gemäß Beispiel 1 erhaltenen Verbindung (IV) in 85 ml Wasser wird auf 0° C abgekühlt und unter Rühren mit 47,5 ml 1 Oprozentiger wäßriger Essigsäure und 2,7 g Natriumnitrit versetzt wobei man den pH-Wert zwischen 3 und 4 hält Die Reaktionsmischung wird 1 Std. bei 0⁰C gerührt einem Stickstoffstrom unterworfen, um die nitrosen Dämpfe zu entfernen, und anschließend lyophilisiert Den Feststoff löst man in einer Mischung von Chloroform : Methanol: Wasser (150 :42 :6) und chromatographiert auf einer Silikagelsäule, wobei man die obige Mischung als Eluiermittel verwendet Dann dampft man das Lösungsmittel ab, nimmt den Rückstand mit Methanol auf und versetzt die Lösung mit einem Oberschuß Diäthyläther. Dabei erhält man 4,85 g der Verbindung (V) mit Schmelzpunkt 157 bis

160° C (Zersetzung).

[λ] Γ+ 17° (c=-1, CHCb), R( 0,45 (DC auf Silikagei, Lösungsmittel CHCI₃ ; MeOIl : H₂O 150 :42 : 6).

Beispiel 3

2-oximino-6'0-losyl-«-Dⁱarabinoso-pyranosyl)-

5^O-i2,5'di-O-acetyl-3-O^(2,6-diacetamido-

3,4-O-diacetyl-2,6-didesöxy^-L-idopyranosyl)-

/J-l>ribofuranosyl]-2-desoxystfeplämin

10

Eine Lösung von 9,4 g der in Beispiel 2 erhaltenen Verbindung in 31 ml wasserfreiem dimethylformamid wird mit 7,1 g des Dinieren von 3,4-Di-O-acetyl-2-des-

oxy-2-nitroso-6-0-toxyl-rt- D-glucopyranoxylchlorid (hergestellt gemäß T. L. Nagabhushan, Canad. J. Chem. 48 [1970], Seile 257) versetzt und die Mischung 50 Std. bei Raumtemepratur gerührt. Bei Zugabe von 600 ml Äther wird ein Feststoff erhalten, der in Methylenchlorid aufgenommen und mit überschüssigem Äther ausgefäiii wird, ΐ 3.5 g dieses Materials wurden auf einer Säule mit Silikagei (500 g) unter Verwendung von Chloroform und Methanol als Eluiermittel Chromatographien. Die 7% Methanol enthaltenden Fraktionen werden gesammelt, und das Lösungsmittel wird eingedampft. Man erhält 7,34 g Produkt, das bei 152 bis 153°C (Zersetzung) schmilzt.

[<x]r+ 18° (C= 0,5,CHCI₃).

Beispiel 4

l,3,6-N,N,O-Triacetyl-4-O-(2,3,4-tri-O-acetyllDllJSO^SdiO

ygpyyJ^
3-O-(2,6-diacetamido-3,4-di-O-acety!-2,6-didesoxy-/?-L-idopyranosyl)-/3-D-ribofuranosyl]-2-desoxystreptamin

30

35

Eine Lösung von 3 g der Verbindung von Beispiel 3 in 18,4 ml Acetonitril wird mit 1,84 ml einer In wäßrigen Chlorwasserstoffsäure und mit 3,7 ml Acetaldehyd versetzt. Nach 5stündigem Rühren bei Raumtemperatur dampft man den überschüssigen Acetaldehyd im Vakuum ab, verdünnt das Gemisch mit 50 ml Methylendichlorid und extrahiert es mit l°/oiger wäßriger Natriumbicarbonatlösung. Die organische Phase wird abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft.

2,75 g des Rückstands werden in eine Mischung von 42 ml Dioxan und 8,5 ml Wasser gegossen und unter Rühren und Kühlen bei O⁰C mit 690 mg Natriumborhydrid versetzt. Die Lösung wird mit einem Sulfonsäure-Äustauscherharz (saure Form) neutralisiert, das Harz wird abfiltriert und die Lösung wird zur Trockene eingedampft. 1,8 g des Rückstands Werden in 30 ml wasserfreiem Pyridin gelöst, mit 20 ml Acetanhydrid versetzt und 16 Std. bei Raumtemperatur gehalten. Der Überschuß an Acetanhydrid wird mit Wasser und Eis zersetzt, und man erhält durch Lyophilisiefen 1,9 g Verbindung, die bei 171 bis 172°C schmilzt.

Beispiel 5

4-0-(6-Amino-6-desoxy-A-D-gIucopyranosyl)-

5-0-[3-0-(2,6-diamino-2,6-didesoxy-

j3-L-idopyranosyl)-/?-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-

streptamin

EiwC Lösung *""*!! ! " Λ*»·* in Rptcntpi A prhaltpnen

Verbindung in 30 ml wasserfreiem Dimethylformamid wird mit 1,1 g Natriumazid versetzt und unter Rühren 7 Std. auf 100⁰C erhitzt. Die Lösung wird dann gekühlt, filtriert und im Vakuum eingedampft. Der in 100 ml Methanol gelöste Rückstand wird mit 1,25ml In Chlorwasserstoffsäure versetzt und bei Raumtemepratur und Atmosphärendruck mit 10%-Palladium-auf-Aktivkohle als Katalysator hydriert. Nach beendeter Reaktion wird der Katalysator abfiltriert, die Lösung wird mit Natriumhydroxid neutralisiert, das Methanol wird abgedampft, 2,5 ml 50%iges Natriumhydroxid werden zugegeben und man erhitzt 6 Std. auf 135⁰C. Nach dem Kühlen wird der pH mit 6n wäßriger Schwefelsäure auf 10,5 eingestellt und die Lösung wird zweimal mit 20 ml n-Butylakohol, der 2,5 ml Benzaldehyd enthält, extrahiert. Aus den Extrakten wird das gewünschte Produkt durch Extraktion mit verdünnter wäßriger Schwefelsäure erhalten. Die wäßrige Phase wird abgetrennt. Die gewünschte Verbindung (freie Base) wird durch Behandlung mit einem Anionenaustauscherharz (Basenform) daraus gewonnen. Durch Lyophilisieren erhält man 0,22 g Produkt, das bei 190° C (Zersetzung) schmilzt.
[«]r+ 46° (C= 0,5, H₂O).

Claims (2)

Patentansprüche:

1.4-O-(6-Amino-6-desoxy-<x-D-g]ucopyranosy])-5-O-[3-O-(2,6-diamino-2,6-didesoxy-0-L-ido- pyranosyI)-/?-D-ribofuranosyI]-2-desoxystreptamin und seine pharmazeutisch verträglichen Säureadditionssalze.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß man

a) Tetra-(N-1, N-3, N-2'", N-6"')-N-acetylparomomycin mit Carbobenzoxychlorid umsetzt,

b) das erhaltene

Tetra-(N-I, N-3, N-2'", N-6"')-N-acetylmono-N-2'-carbobenzoxy-paromomycin

mit Essigsäureanhydrid in Pyridin in das entsprechende Octa-O-acetylderivat überführt,

c) die Carbobenzoxygruppe durch katalytische Hydrierung in Gegenwart von lO°/o-PaIladiumauf-Aktivkohle in säurehaltigem Methanol abspaltet,

d) das erhaltene

Tetra-(N-1, N-3, N-2'", N-6'")-N-acetyl-

octa-O-aeetyl-paromomycin mit Natriumnitrit

in verdünnter wäßriger Essigsäure zu

lJ.ö-N.N.O-Triacetyl-S-O-^.S-di-O-acelyl-3-O-(2,6-diacetamido-3,4-di-O-acetyl-2,6 didesoxy-/?-L-idopyranosyl)-/i-D-ribofuranosyl]-2-desoxy-streptamin

desaminiert.

e) mit dem Dimeren von