Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von SF-837-Substanz, SF-837-A2-Substanz, SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Sub- stanz oder der einzelnen Komponenten SF-837-A2-Substanz, SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Substanz sowie Säureadditionssalzen davon.
Im Schweizer-Patent No. 563 454 ist ein Verfahren zur Herstellung von SF-837-Substanz und deren Säureadditionssalzen beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen Stamm von Streptomyces mycarofaciens oder dessen Mutanten oder Varianten in einem Kulturmedium, das assimilierbare N- und C-Quellen enthält, unter aeroben Bedingungen züchtet, um die SF-837-Substanz in der Kultur zu erzeugen und anzureichern, und diese sodann aus der Kultur gewinnt. Die SF-837-Substanz weist eine starke wachstumshemmende Wirkung gegenüber grampositiven pathogenen Bakterien und gegen antibiotikaresistente pyogene Bakte rien auf.
Es wurde nun gefunden, dass noch weitere neue Substanzen mit antibiotischer Aktivität aus der Kultur des genannten Mikroorganismus gewonnen werden können und dass diese neuen antibiotischen Substanzen bemerkenswert wirksam sind für die Hemmung des Wachstums verschiedener Arten pathogener Keime, wie Staphylococcus aureaus.
Diese neuen Substanzen nämlich die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 sind wirksam für die Wachstumshemmung von grampositiven Bakterien und pathogener Bakterien, welche gegen die bekannten Antibiotika resistent sind. Die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 sind praktisch nicht toxisch und üben eine therapeutische Wirkung gegen Infektionen durch grampositive Bakterien bei Menschen und Tieren aus.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines
Gemisches von SF-837-Substanz. SF-837-A2-Substanz, SF-837-A3Substanz und SF-837-A4-Substanz oder der einzelnen Komponenten SF-837-A?-Substanz, SF-837-ArSubstanz und SF-837-A4-Substanz sowie Säureadditionssalzen davon ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Stamm von
Streptomyces mycarofaciens oder dessen Mutanten oder Va rianten in einem Kulturmedium, welches assimilierbare Stickstoff- und Kohlenstoffquellen enthält, unter aeroben Bedingungen züchtet, um ein Gemisch von SF-837-Substanz, SF-837-A2-Substanz, SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Substanz in der Kultur zu erzeugen und anzureichern, und dieses Gemisch sodann aus der Kultur gewinnt und gegebenenfalls die SF-837-A2-Substanz,
SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Substanz daraus isoliert.
Die erhaltenen Substanzen lassen sich in die Säureadditionssalze, wie auch in die entsprechenden Acetylderivate umwandeln, z. B. in das Diacetylderivat von SF-837-A2-Substanz, das Monoacetylderivat von SF-837-A3.Substanz und das Monoacetylderivat von SF-837-A4-Substanz, welche dieselbe Wirksamkeit aufweisen.
Jede der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 ist löslich in Methanol, Äthanol, Aceton, Chloroform, Äthylacetat, Butylacetat, angesäuertes Wasser, Benzol, Äthyläther und Kohlenstoff-Tetrachlorid, aber schwach löslich in Petroläther, n-Hexan und neutralem Wasser, stellt eine basische Verbindung dar, bildet mit Säuren Salze, ergibt im Erythromycintest mit 50 /Oiger Schwefelsäure eine psoitive Reaktion, aber eine negative Reaktion mit Ninhydrin und Ferrichlorid, enthält nur die Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff, ist linksdrehend in Äthanol und weist die Charakteristiken der macroliden Antibiotika auf.
Die neuen, erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen weisen aller Voraussicht nach folgende Formeln auf:
EMI1.1
Verbindung Rg R2 R3 R4 Substanz SF-837-A2 COCH2CH3 H H COCH2CH2CH3 Diacetylderivat der Substanz SF-837-A2 COCH2CH3 COCH3 COCH3 COCH2CH2CH3
EMI2.1
Verbindung R1 R3 R4 Substanz SF-837-A3 COCH2CH3 H COCll2CH3 Monoacetylderivat der Substanz SF-837-A3 COCll2CH3 COCH3 COCH2CH3 Substanz SF-837-A4 COCH2CH3 H COCH2CH2CH3 Monoacetylderivat der Substanz SF-837-A4 COCH2CH3 COCH3 COCH2CH2CH3
Gestützt auf diese Formeln können die neuen Verbindungen somit wie folgt bezeichnet werden: SF-837-A2-Substanz:
7-(Formylmethyl)-4,1 0-dihydroxy-5-methoxy-9,1 6 dimethyl-2-oxooxacyclohexadeca-1 1,1 3-dien-6-yl-3,6-dideoxy- 4-0-(2,6-dideoxy-3-C-methyl-a-kribohexopyranosyl)-3- (demethylamino)-ss-D-glucopyranoside-4-monopropionatsäure- ester-4-monobuttersäureester.
SF-837-A3-Substanz: 7-(Formylmethyl)-4-hydroxy-5-methoxy-9,1 6-dimethyl2,10-dioxooxacyclohexadeca-11,13-dien-6-yl-3,6-dideoxy- 40-(2,6-dideoxy-3α-methyl-α-L-ribohexopyranosyl)-3- (dimethylamino)- ss D-glucopyranoside4,4- dipropnonsäureester.
SF-837-A4-Substanz: 7-( Formylmethyl)-4-hydroxy-5-methoxy-9,1 6-dimethyl- 2,10-dioxooxacyclohexadeca-11,13-dien-6-yl-3.6-dideoxy- 4,0-(2,6-dideoxy-3-C-methyl-a-kribohexopyranosyl)- 3-(dimethylamino)-ss-D-glucopyranoside-4-monopropionsäure- ester-4-monobuttersäureester.
Die spezifischen Eigenschaften der SF-837-A2-Substanz bestehen darin, dass sie als freie Base ein weiss gefärbtes Pulver darstellt, welches einen Schmelzpunkt von 125 bis 128 C, einen pKa'-Wert von 6,8 in 50%bigem wässrigem Äthanol aufweist, eine Elementaranalyse von C 60,580/0, H 8,850/0, N 1.720/0 und 0 28,850/o (Rest) ergibt, durch Massenanalyse bestimmt ein Molekulargewicht von 827 ergibt und folglich die empirische Formel C42Hó9OssN besitzt, eine optische Drehung von [rx]22 --68 bei einer Konzentration von 1% in Äthanol aufweist, ein charakteristisches Absorptionsmaximum im Ultraviolettlicht von 232 mu (E% = 320)
in äthanolischer Lösung und Absorptionsbanden im Infrarotlicht als freie
Base in Kaliumbromid bei folgenden Wellenzahlen in cm-' aufweist: 3400, 2970, 2935, 1737, 1460, 1410, 1377, 1360, 1300, 1275,1190, 1170, 1123, 1082, 1052, 1017,990,920,910,860, 840, 805, 780, 740 und 700. Das Diacetylderivat der SF-837-A2 Substanz bildet weissgefärbte Nadeln vom Schmelzpunkt 130 bis 134 C, ergibt eine Elementaranalyse von C 60,680/0, H 8,23%, N 1,490/0 und 0 29,600/0 (Rest) und besitzt folglich die empirische Formel C46H73O,7N.
Die spezifischen Eigenschaften der SF-837-A3-Substanz bestehen darin, dass sie als freie Base ein weissgefärbtes Pulver mit einem Schmelzpunkt von 122 bis 125 C darstellt, einen pKa'-Wert von 7,0 in 50%igem wässrigen Äthanol auf weist, eine Elementaranalyse von C 60,53 /o, H 8,23 /o, N 1,870/0 und 0 29,320/0 (Rest), sowie ein Molekulargewicht von 811, bestimmt durch Massenanalyse, aufweist und folglich die empirische Formel C4,i{65OsN besitzt, eine optische Drehnung von [a]D -42 bei einer Konzentration von 1%igem Äthanol, ein charakteristisches Absorptionsmaxi mum im Ultraviolettlicht bei 280 m (E1 cmê = 295) in äthanoli- scher Lösung und charakteristische Absorptionsbanden im Infrarotlicht in Form der freien Base als Kügelchen in Kaliumbromid bei folgenden Wellenzahlen in cm-Ú aufweist:
3500, 2970, 2930, 1738, 1680, 1640, 1600, 1460, 1378, 1360, 1300,
1275, 1252, 1190, 1,168,1121,1083,1052, 1015, 980, 910, 863, 840, 805 und 780. Das Monoacetylderivat der SF-837-A3-Substanz bildet sandartige Kristalle vom Schmelzpunkt 182 bis 185 C, ergibt eine Elementaranalyse von C 60,560/0, H 7,920/o, N 1,680/0 und 0 29,840/0 (Rest) und besitzt folglich die empiri- sche Formel C43H67O,6N.
Die spezifischen Eigenschaften der SF-837-A4-Substanz bestehen darin, dass sie als freie Base eine weissgefärbtes Pul ver vom Schmelzpunkt 120 bis 122 0C darstellt, einen pKa' Wert von 7,0 in 500/obigem wässrigem Äthanol aufweist, eine Elementaranalyse von C 60,82O/o, H 8,52%, N 1,73% und 0 2893K (Rest) und ein Molekulargewicht von 825.
bestimmt durch Massenanalyse, aufweist und somit die empirische Formel C42H67O,5N besitzt, eine optische Drehung von [t][2,2 -40" bei einer Konzentration von 1% in Äthanol, ein charakteristisches Absorptionsmaximum im Ultraviollettlicht bei 280 m,u (i$/Cm = 285) in äthanolischer Lösung und charakteristische Absorptionsbanden im Infrarotlicht in Form der freien Base als Kügelchen im Kaliumbromid bei folgenden Wellenzahlen in cm-' aufweist: 3500. 2970, 2930, 1738, 1680, 1640, 1600, 1460, 1378, 1360, 1300, 1276, 1252, 1190, 1170, 1120, 1082, 1052, 1017. 980, 920, 910. 863. 840 und 780.
Das Monoacetylderivat der SF-837-A4-Substanz bildet sandartige Kristalle vom Schmelzpunkt 166 bis 168 C, ergibt eine Elementaranalyse von C 60,850/0, H 8,060/0, N 1,650/0 und 0 29,44% (Rest) und besitzt folglich die empirische Formel C44H690,6N
Es wurde gefunden, dass keine der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 die Elemente Schwefel, Phosphor oder Halogen enthält.
Bei der Durchführung des Erythromycintests mit 500/0ihrer Schwefelsäure ergibt die SF-837-A2-Substanz eine bräunliche bzw. rötlich-purpurene Farbe, während die Substanz SF-837-A3 und SF-837-A4 eine hellgeblich-braune Farbe ergeben.
Die Säureadditionssalze der Substanzen SF-837-A,, SF-837-A3 und SF-837-A4 sind z. B. die Salze dieser Substanzen mit ungiftigen organischen und anorganischen Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Zitronensäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Weinsäure, Zimmtsäure, Ascorbinsäure, Glykolsäure und dergleichen.
In den beiliegenden Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Kurve des Ultraviolett-Absorptionsspektrums der SF-837-A2-Substanz als freie Base in Äthanol gelöst,
Fig. 2 eine Kurve des Infrarot-Absorptionsspektrums der SF-837-A2-Substanz als freie Base in Kügelchen in Kaliumbromid,
Fig. 3 eine Kurve des Ultraviolett-Absorptionsspektrums der SF-837-A3-Substanz als freie Base in Äthanol gelöst,
Fig. 4 eine Kurve des Ultraviolett-Absorptionsspektrums der SF-837-A4-Substanz als freie Base in Äthanol gelöst,
Fig. 5 eine Kurve des Infrarot-Absorptionsspektrums der SF-837-A3-Substanz als freie Base in Kügelchen in Kaliumbromid, und
Fig. 6 eine Kurve des lnfrarot-Absorptionsspektrums der SF-837-A4-Substanz als freie Base in Kügelchen in Kaliumbromid.
Wenn man die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A, und SF-837-A4 einer Silicagel- oder Aliullliumoxyd-Dünnschicht- chromatographie unter Verwendung verschiedener Lösungsmittclsystemc unterwirft, ergeben sie einen einzigen Fleck mit verschiedenen Rf-Werten, so dass die Reinheit und l-lomogc- nitrit dieser Substanzen bestätigt werden kann.
Die Rf-Werte dieser Substanzen für verschiedene Lösungsmittelsysteme sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.
Tabelle I Rf-Wert
Lösungsmittel- SF-837-A2- SF-837-A - SF- 37-A4- systeme Substanz Substanz Substanz
Silicagel-Dünn schichtenchromato graphie
Benzol-Aceton (2 1) 0,51 0,50 0,55 n-Butanol-Essig- säure-Wasser (3 :1:1) 0,68 0,68 0,69 Methanol 0,83 0,83 0,84 Aluminiumoxyd.
Dünnschichtchromatographie Äthylacetat Benzol (2 1) 0,40 0,45 0,52 Äthylacetat ¯¯ 0,84 0,87 0,91
Die antibakteriellen Spektra der Substanzen SF-837-A2,
SF-837-A3 und SF-837-A3, sowie ihrer Acetylderivate sind aus der untenstehenden Tabelle 2 ersichtlich. Die minimalen wachstumshemmenden Konzentrationen dieser neuen Anti biotika wurden bestimmt unter Verwendung der Bouillonver dünnungsmethode mit verschiedenen Kulturmedien, wie in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Minimale wachstumshemmende Konzentration (mcglml) Test- SF-837- Diace- SF-837- Mono- SF-837- Mono Mikroorganismus A2-Sub- tyl-SF- A3-Sub- ace- A4-Sub- ace- Kultur stanz 837-A2- stanz tyl-SF- stanz tyl-SF- medium
Sub- 837-A3- 837-A4 stanz Substanz Substanz Staphylococcus aureus 209p 0.39 0,78 0,39 0,78 0,39 0,78 1 Staphylococcus aureus 209p gegen Penicillin resistent 0,39 0,39 0,39 0,37 0,39 0,39 1 Staphylococcus aureus 209p resistent gegen Streptomycin und A-249 Substanz 0,39 0,78 0,39 0,39 0,78 0,78 1
Minimale wachstumshemmende Konzentration (mcg/ml) Test- Sl--837- Diace- SF-837- Mono- SF-837- Mono Mikroorganismus A2-Sub- tyl-SF- A3-Sub- ace- A4-Sub- ace- Kultur- stanz 837-A2- stanz tyl-SF- stanz tyl-SF- medium
Sub- 837-A3- 837-A4 stanz Substanz Substanz Staphylococcus aureus 209p resistent gegen Novobiocin 12,5 12,5 12,5 12,5 12,
5 > 25 1 Staphylococcus aureus 209p resistent gegen Actinomycin - - - - - - 1 Staphylococcus aureus 209p resistent gegen Kanamycin 0,78 1,56 0,78 1,56 0,78 1,56 1 Staphylococcus aureus Smith 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,4 1 Staphylococcus aureus Terajima 0,39 0,78 0,78 1,56 0,78 1,56 1 Staphylococcus aureus resistent gegen Streptomycin, Pencillin und Tetracyclin 0,78 1,56 1,56 3,125 1,56 3,125 1 Staphylococcus aureus 193 1 Bacillus subtillis ATCC 6633 0,2 0,4 0,39 0,78 0,39 1,56 1 Sarcina lutea 0,05 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 1 Escherichia coli > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 1 Pseudomonas aeruginosa > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 1 Proteus vulgaris > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 1 Klebsiella pneumoniae - - - - - - 1 Shigella dysenteriae 1 Mycobacterium smegmatis 607 12,
5 > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 2 Mycobacterium phlei - - - - - - 2 Candida albicans > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 > 25 3 Penicillium chrysogenum > 25 > 25 > 25 25 > 25 > 25 3 Aspergillus niger - - - - - - 3 Saccharomyces cerevisiae - - - - - - 3
Die gemäss Tabelle 2 verwendeten Kulturmedien waren die folgenden: Medium 1 : Herzinfusionsmedium.
Medium 2 : Glycerin-Bouillon-Medium.
Medium : Sabouraud-Medium.
Aus den Resultaten der Tabelle 2 ist klar ersichtlich, dass die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 alle wertvolle antibakterielle Wirksamkeit gegen Gram-positive Bakterien, wie auch gegen pyogene Bakterien aufweisen, welche gegenüber bekannten Antibiotika resistent sind. Ferner konnte festgestellt werden, dass die antibakterielle Wirksamkeit dieser drei Substanzen durch Serum nicht unwirksam gemacht werden kann.
Aus den Resultaten der Toxizitätsuntersuchungen durch orale und parenterale Verabreichung wurde gefunden, dass die Sbustanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 alle eine niedrige Toxizität aufweisen. So ergaben die freien Basen dieser Substanzen nach oraler Verabreichung an Mäuse LD50-Werte von 3100 mg/kg, bzw. 2900 mg/kg bzw.
2850 mg/kg.
Ferner wurde beobachtet, dass die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 als freie Basen wie auch in Form ihrer Acetylderivate alle verwendet werden können wie die gegenwärtige bekannten Antibiotika.
Bei der Behandlung von ICR-Mäusen, welche mit einer Dosis von hundertmal der LD50 von Streptococcus haemolyticus Ti-125 Gr-A Typ I infisziert worden waren, ergab die orale Verabreichung der freien Basen der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 die folgenden CD50-Werte von 120 mg/kg, bzw. 135 mg/kg, bzw. 170 mg/kg und 155 mg/kg.
Die therapeutische Wirksamkeit des Diacetylderivates der SF-837-A2-Substanz, des Monoacetylderivates der SF-87-A3-Substanz und des Monoacetylderivates der SF-837-A4-Substanz wurden ebenfalls auf folgende Weise untersucht:
Eine wässrige Suspension eines Stammes von Staphylococcus aureus Smith wurde intraperitoneal 1CR-Mäusen in einer Dosierung von 100mal mehr als der LDs0-Wert injiziert. 30 Minuten nach dieser Infektion wurden die infiszierten Mäuse durch eine orale Verabreichung einer wässrigen Suspension, welche die aktive Testsubstanz und eine kleine
Menge Gummi arabicum enthielt. behandelt. Zehn Mäuse in jeder Gruppe wurden auf diese Weise behandelt und nach der Behandlung während 7 Tagen gefüttert.
Aus den Resulta ten einer Serie dieser Untersuchungen wurde sodann ge schätzt, dass diese Acetylderivate nützliche CDs0-Wert von
180 mg/kg, bzw. 200 mg/kg, bzw. 200 mg/kg aufweisen.
Für therapeutische Zwecke können die erfindungsge mäss erhältlichen freien Basen, die Säureadditionssalze und die Acetylderivate der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und
SF-837-A4 auf übliche Weise zu Tabletten oder Kapseln für die orale Verabreichung und zu wässrigen Lösungen oder Su- spensionen für Injektionen, mit oder ohne pharmazeutisch an nehmbare Zusätze, wie Träger, Verdünner, Suspensionsmit tel und dergleichen verarbeitet werden. Für die Herstellung wässriger Injektionslösungen werden vorzugsweise die Säure additionssalze, z. B. das Tartarat, verwendet, weil es in Wasser besser löslich ist.
Ferner können die freien Basen, die Säureadditionssalze und die Acetylderivate der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 selbstverständlich nicht nur allein, sondern auch in Form eines Gemisches von zwei oder mehr dieser Substanzen für therapeutische Zwecke verwendet werden.
Der Mikroorganismus, welcher die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 erzeugt, wurde erstmals durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung aus einer Bodenprobe isoliert und als Streptomyces mycarofaciens nov.
sp. bezeichnet und uneingeschränkt in der American Type Culture Collection, Washington, D.C., unter ATCC-Nummer 21454 deponiert.
Streptomyces mycarofaciens weist die folgenden mikrobiologischen Charakteristiken auf: (I) Morphologische Beobachtungen:
1) Luftmycelium: Das Luftmycelium erzeugt in reichli allem Masse offene Spiralen auf Glycerin-Czapek-Agar, Glycerin-Calciummalat-Agar, Stärke-synthetischem Agar, usw.
2) Sporen: Die Sporen sind von kugeliger Gestalt, ovaler Gestalt oder elliptischer Gestalt, ihre Oberflächenstruktur ist dornig (verhältnismässig dünnere und längere Dornen) und die Grösse der Sporen beträgt 0,5 bis 0,7 Mikron auf 0,8 bis 1,0 Mikron.
(II) Charakteristiken von verschiedenen Kulturmedien sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3: Kulturmedium Wachstum Luftmycelium Lösliches Pigment Saccharose- schwaches Wachstum spärlich, watteartig, Czepek-Agar farblos bis cremefarbig weisslich-grau keines Glycerin- weiss bis cremefarbig, teil Czapek-Agar dunkelbraun weise unter Bildung von gräu lich gefärbtem und watteartigem keines oder sehr
Endmycelium schwach rosa Krainsky-Glucose- hellbraun bis weiss mit rosa Stich keines oder schwach Asparagin-Agar rotbraun braun-gelb Ushinsky-Glucose- braun mit rötlichem rosa bis lavendel hellbraun Asparagin-Agar Stich Calciummalat- schwaches Wachstum keines keines Agar cremefarbig Glycerin-Calcium- hellbraun rosa allmählich in gräulich keines malat-Agar übergehend (watteartig) Stärke-syntheti- dunkelbraun mit rosa mit stark rötlichem Stich, keines scher Agar purpur Stich allmählich in gräulich über gehend (watteartig) Bouillon-Agar gelblich-braun sehr spärlich,
weiss keines G,lucose-Bouillon- dick. gut. braun bis weiss bis gelblich Agar dunkelbraun cremefarbig keines Glucose-Pepton-Agar braun spärlich, weiss keines Tyrosin-Agar rötlich-braun weiss keines
Kartoffel- dick, gut und braun reichlich, graubraun schwarzbraun stempel bis schwarzbraun der Kolonie
Karottenstempel braun weiss bis cremefarbig braun am Rand
Abgerahmte ringförmig, Ober- spärlich, weiss keines
Milch flächenwachstum, hellbraun
Ei hellbraun keines keines Kultum1ediulll Wachstulll Lultmyccliuln Lösliches Pigment Löff!icher-koagu- hellbraun keines keines liertes Serum Glucose-Czapek- Oberflächen- und spärlich, weiss keines Lösung Bodenwachstum, hellbraun Gelatine (20 "C)
cremefarbig bis keines keines schwach braun Bennett braun bis schwarzbraun rosa mit rötlichem Stich schwach braun Zellulosemedium kein Wachstum
Anmerkung: Die Inkubationstemperatur betrug im allgemei nen 28 "C sofern nicht anders vermerkt.
(III) Physiologische Eigenschaften:
Erzeugung von Schwefelwasserstoff: negativ
Erzeugung von Tyrosinase: negativ
Erzeugung von Nitirit: positiv
Koagulierung von entrahmter Milch: positiv
Peptonsisierung von entrahmter Milch: negativ
Hydrolyse von Stärke: positiv Verlüssigung von Gelatine: positiv (schwach)
Auflösung von koaguliertem Loeffler-Serum: negativ
Chromogene Wirkung: negativ (IV) Verwendung von Kohienstoffquellen: 1) Geeignet: Glukose, Galactose, Fructose, Maltose, Lac tose, Dextrin, Stärke, Glycerin, Inosit, Mannose, Salicin, Na triumacetat, Natriumcitrat, Natriumsuccinat.
2) Zweifelhaft: Arabinose und Rhamnose.
3) Ungeeignet: Xylose, Saccharose, Raffinose, Dulcit, Sor bit, Mannit und Zellulose.
(V) Temperatur für die Kultur: 15 bis 38 "C.
Die obengenannten mikrobiologischen Charakteristiken des Stammes, welcher die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 erzeugt können wie folgt zusammengefasst werden: Das Conidiophor ist spiralförmig, die Sporen dor nig. Auf synthetischen Kulturmedien werden creme- bis braun- bis rötlich-braungefärbte Kolonien beobachtet, wobei rosagefärbtes Luftmycelium und watteartiges, graugefärbtes
Luftmycelium erzeugt werden. Es wird keine merkliche Bil dung von löslichem Pigment beobachtet, hingegen kann die
Bildung von löslichem Pigment von hellbrauner Farbe auf einer beschränkten Anzahl synthetischer Kulturmedien beob achtet werden. Auf organischen Kulturmedien wird anderer seits im allgemeinen eine braungefärbte Kolonie beobachtet, welche weiss- bis cremegefärbtes Luftmycelium bildet, je doch ohne Erzeugung von löslichem Pigment.
Auf einem Kar toffelstempel wird jedoch ein Luftmycelium von gräulich brauner Farbe in reichlichem Mass gebildet, und die Erzeu gung eines schwärzlich-gefärbten löslichen Pigmentes beob achtet.
Im Hinblick auf die Beschreibung von Waksman (Waks man The Actinomycetes , Vol. 2, 1961) kann festgestellt werden, dass die obgenannten Kulturcharakteristiken des neuen Stammes teilweise nahe verwandt sind mit denjeni gen der Fradiae-Serie, Ruber-Serie und Flavus-Serie der Art
Streptomyces. Dies wird im folgenden näher behandelt.
Erstens kann in Anbetracht dessen, dass der neue Stamm negativ gegen Melaninbildung reagiert und die Bildung eines
Luftmyceliums von rosa Tönung aufweist, der neue Stamm verglichen werden mit den Stämmen der Fradiae-Serie, näm lich Streptomyces fradiae, Streptomyces laridus, Streptomy ces roseus und Streptomyces fuscus. Der neue Stamm unter scheidet sich jedoch von den Stämmen der Fradiae-Serie, indem sein Luftmycelium von rosa Farbe temporär zu Beginn der Inkubation erscheint und in manchen Fällen in den mittleren und späteren Stadien der Inkubation in graugefärbte und watteartiges Luftmycelium umgewandelt wird, während die rosa Farbe der Stämme der Fradiae-Serie sehr beständig ist. Ferner ist das Luftmycelium von Streptomyces fradiae gerade und verschieden von den Spiralen des neuen Stammes.
Ferner unterscheidet sich Streptomyces fradiae klar vom neuen Stamm, indem Streptomyces fradiae eine reichliche Bildung von Luftmycelium auf Saccharose-Czapek Agar und ein farbloses Wachstum auf Stärke-Agar aufweist.
Der neue Stamm unterscheidet sich von Streptomyces fuscus und Streptomyces luridus, indem Streptomyces fuscus keine Bildung von Spiralen aufweist und Streptomyces luridus die Bildung von Spiralen nur auf einer beschränkten Anzahl Kulturmedien aufweist. während der neue Stamm eine reichliche Bildung von Spiralen auf vielen Kulturmedien zeigt. Streptomyces roseus ist weiterhin ähnlich dem neuen Stamm, indem die Bildung von Spiralen ebenfalls beobachtet wird, doch unterscheiden sie sich klar voneinander, indem Streptomyces roseus ein farbloses Wachstum auf Stärke-synthetischem Agar aufweist, jedoch keine Bildung von Luftmycelium auf einem Kartoffelstempel zeigt.
Zweitens kann der neue Stamm in Anbetracht dessen, dass er negativ auf Melaninbildung reagiert und ein Wachstum von roter Farbe zeigt, mit Streptomyces albosporeus, Streptomyces erythraeus, Streptomyces niveoruber und Streptomcyces purpurascene usw. verglichen werden, welche zur Ruber-Serie gehören.
Streptomcyes niveoruber unterscheidet sich klar vom neuen Stamm, indem die Oberflächenstruktur der Sporen des Ersteren glatt ist, während diejenigen des Letzteren dornig ist. Ferner unterscheidet sich Streptomyces albosporeus vom neuen Stamm, indem Streptomyces albosporeus ein Luftmycelium bildet, welches vorwiegend gerade ist, eindeutig rotgefärbtes Wachstum auf Saccharose-Czapek-Agar und auf Glycerin-Calcium-Malat-Agar aufweist, jedoch kein Luftmycel auf Stärke-Agar erzeugt. Streptomyces erythraeus ist insofern verschieden vom neuen Stamm, dass Streptomyces erythraeus ein rotgefärbtes Wachstum auf Saccharose-Cza pek-Agar und auf Kartoffelstempel zeigt und ein cremefarbenes Wachstum auf Glucose-Asparagin-Agar und Stärke-synthetischem Agar, auf welchem der neue Stamm ein eher rötlich getöntes Wachstum erzeugt.
Ferner ist Streptomcyces purpurascens ähnlich dem neuen Stamm infolge der dornigen Struktur der Sporenoberfläche, doch unterscheidet sich der Erstgenannte vom Letzteren, indem der Erstgenannte merklich lösliches Pigment von roter Farbe auf synthetischen Kulturmedien erzeugt, während der Letztere frei ist von solchem löslichen Pigment.
Der Vergleich des neuen Stammes wurde ferner mit Streptomyces microflavus und Streptomyces roseoflavus durchgeführt, welche zu der Flavus-Serie gehören, aber als nahe verwandt dem neuen Stamm betrachtet werden. Im Hin blick auf ihre Kulturcharakteristiken sind Streptomyces microflavus und Streptomyces roseoflavus in gewissen Beziehungen nahe verwandt dem neuen Stamm, doch erzeugen diese beiden Stämme Sporen, deren Oberfläche glatt ist (H. D.
Tresner et al Journal of Bacteriology , Vol. 91, Seiten 1998 bis 2005, 1966), was sich klar von der dornigen Struktur der Sporen des neuen Stammes unterscheidet.
Folglich kann kein Stamm unter den bekannten Arten der Gattung Streptomyces gefunden werden, welcher mit dem neuen Stamm übereinstimmt.
Andererseits sind die neuen Antibiotika SF-837-A2-, SF-837-A3- und SF-837-A4-Substanzen, welche durch den neuen Stamm erzeugt werden, typisch für die macroliden Antibiotika. Unter den neuen antibiotischen Substanzen, welche gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, weist die Substanz SF-837-A2 ein Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge von 232 mu im Ultraviolettlicht auf, und in folgedessen kann diese Substanz als Antibiotikum derselben Serie wie Leucomycin, Josamycin.
Spiramycin, Miamycin und Tertiomycin betrachtet werden Ausserdem weisen die Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 ein hohes Absorptionsmaximum in der Nähe der Wellenlänge von 280 mp im Ultraviolettspektrum auf und infolgedessen können diese beiden Substanzen als Antibiotika derselben Serie, wie Niddamycin, Carbomycin B, Tylosin, Relomycin und Macrocin betrachtet werden.
Die mikrobiologischen Eigenschaften des neuen Stammes werden daher im folgenden mit jenen von solchen Mikroorganismen verglichen, welche die oben erwähnten bekannten Antibiotika erzeugen.
Es ist leicht ersichtlich, dass der neue Stamm verschieden ist vom Leucomycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces kitasatoensis, dem Josamycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces narbonensis var. josamyceticus, dem Spiramycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces ambofaciens, dem Miamycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces ambofaciens. dem Tertiomycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces eurocidicus, dem Niddamycin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces albire ticuli, dem Carbomycin B erzeugenden Mikroorganismus
Streptomyces halstedii. dem Tylosin und Macrocin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces fradiae und dem Relomy cin erzeugenden Mikroorganismus Streptomyces hygroscopi cus, da klare Unterschiede zwischen den morphologischen
Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen, hochfrequenzelektromagnetischen Wellen, radioaktiven Strahlen, Chemikalien, usw. behandelt wird. Alle natürlichen und künstlichen Varianten und Mutationen des neuen Stammes können im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, solange sie ihre Fähigkeit, eine der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 zu erzeugen, beibehalten.
Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann-der neue Stamm oder dessen Varianten oder Mutanten auf bekannte Weise in einem Kulturmedium gezüchtet werden, welches die Nährstoffe enthält, welche von den Mikroorganismen gewöhnlich benötigt werden. Als Nährstoffquellen können alle bekannten Nährstoffe verwendet werden, welche üblicherweise für die Züchtung von Streptomyces verwendet wurden. Beispielsweise eignen sich Glukose, Stärke, Glycerin, Dextrin, Saccharose, verzuckerte Stärke, Melassen und dergleichen als Kohlenstoffquelle. Soyabohnenmehl, Weizenembryo, Fleischextrakt, Pepton, Maiseinweichflüssigkeit, lösliches vegetabiles Protein, getrocknete Hefe, Ammoniumsulfat, Natriumnitrat und dergleichen können als Stickstoffquelle verwendet werden.
Falls notwendig können anorganische Salze, wie Calciumcarbonat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Phosphate und dergleichen dem Kulturmedium zugesetzt werden. Zusätzlich können organische und anorganische Materialien zugesetzt werden, welche das Wachstum des neuen Stammes fördern und die Produktion von mindestens einer der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 unterstützt.
Als Methode für die Züchtung des neuen Stammes ist die flüssige Kultivierung und insbesondere die flüssige Kultivierung unter submersen, aeroben Bedingungen besonders bevorzugt, ähnlich wie die allgemeinen Verfahren für die Erzeugungder bekannten Antibiotika. Die Kultivierung erfolgt unter aeroben Bedingungen, und die geeignete Fermentationstemperatur ist im Bereich von 20 bis 30 C. Für die Produktion der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 in der Industrie oder im Laboratorium wird jedoch oft bevorzugt, die Kultivierung bei einer Temperatur in der Nähe von 28 C durchzuführen.
Unter diesen Bedingungen erreicht die Konzentration an Substanz SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-AA in der Kulturbrühe ein Maximum nach 2 bis 5 Tagen Fermentation, sowohl mit der Schüttelkulturmethode, wie mit der Tankkuiturmethode.
Die Substanz SF-837 ist das Haupt-Stoffwechselprodukt von Streptomyces mycarofaciens, und die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 werden normalerweise in kleineren Mengen erzeugt, welche total im Bereich von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent der erzeugten SF-837-Substanz liegt.
Die Substanzen SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 können gleichzeitig durch Züchtung des neuen Stammes erzeugt werden und weisen ähnliche physikalischchemische Eigenschaften auf wie bereits erwähnt. Sie können aus der Kulturbrühe gewonnen, gereinigt und isoliert werden, wobei im allgemeinen jede bekannte Methode zur Gewinnung, Reinigung und Isolierung bekannter basischer Antibiotika verwendet werden kann.
Die Gewinnung der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 aus der Kulturbrühe kann auf verschiedenen Wegen erfolgen.
Das durch Kultivierung des neuen Stammes erzeugte Gemisch der Substanzen SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 ist in der festen Phase zugegen, welche den Myceliumkuchen enthält, wie auch in der flüssigen Phase der Kultur. Die Kultur kann daher auf bekannte Weise filtriert werden, um den Filterkuchen zu ergeben (d. h. die feste Phase, welche den Myceliumkuchen enthält) und getrennt davon das Filtrat (d. h. die flüssige Phase der Fermentationsbrühe).
Die im Filtrat vorhandenen aktiven Substanzen können mit einem geeigneten, mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z. B. Äthylacetat, Butylacetat, Chloroform, Benzol, Äthyläther, Methylisobutylketon, Butanol, usw.
unter neutralen oder schwach alkalischen Bedingungen extrahiert werden. Die im Filterkuchen vorhandenen aktiven Substanzen können ebenfalls extrahiert werden und zwar mit angesäuertem Wasser oder mit einem geeigneten, mit Wasser mischbarem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Ätha nol, Aceton, usw. Die Kultur kann jedoch auch direkt mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmit tel extrahiert werden, ohne vorgängige Filtrierung des Myce liumkuchens, so dass die aktiven Substanzen sofort aus der
Kultur in das verwendete organische Lösungsmittel übergeführt werden können.
Die in Lösung in das organische Lösungsmittel überge führten aktiven Substanzen können sodann mit angesäuer tem Wasser erneut extrahiert werden. Der erhaltene Extrakt in angesäuertem Wasser kann sodann durch Zusatz alkalischer Substanzen in Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Natriumcarbonat oder Natriumbicarbonat neutralisiert oder schwach alkalisch gemacht werden und anschliessend zusammen mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel geschüttelt werden, so dass die aktiven Substanzen wiederum in die organische Lösungsmittelphase übergehen. Durch Wiederholung dieser Operationen von wechselseitiger Extraktion können die Verunreinigungen von den aktiven Substanzen weitgehend entfernt werden.
Der Extrakt im organischen Lösungsmittel kann sodann unter vermindertem Druck zur Trockene verdampft werden, so dass ein rohes Pulver erhalten wird, welches die Substanzen SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 enthält. Die Lösung der aktiven Substanzen in ungesäuertem Wasser kann jedoch auch entweder als solche gefriergetrocknet werden, um die Säureadditionssalze der aktiven Substanzen zu ergeben, oder die wässrige Lösung kann durch Zusatz eines geeigneten alkalischen Materials neutralisiert oder schwach alkalisch gemacht werden, um die aktiven Substanzen in Form der freien Base auszufällen.
Die Substanzen SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 sind basischer Natur, wie bereits oben erwähnt, und die Kultur oder dessen Filtrat oder Lösung der aktiven Substanzen kann ebenfalls mit lonenaustauschern wie Ionenaustauschharze, z. B. Amberlite IRC-50 , usw. und lonenaustauschzellulose behandelt werden, so dass die aktiven Substanzen vom lonenaustauscher absorbiert werden und anschliessend unter Verwendung eines geeigneten Lösungmittels daraus eluiert werden können.
Das erhaltene rohe Pulver, welches die aktiven Substanzen gemischt enthält, kann ferner gereinigt werden durch Extraktion mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, z. B. Benzol, welches die aktiven Substanzen, nicht aber die Verunreinigungen auflösen kann, durch Waschen mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Petroläther, Ligroin oder n-Hexan, welches die aktiven Substanzen praktisch nicht auflösen kann, die Verunreinigungen jedoch gut löst, und/oder durch Zusatz von Petroläther, Ligroin oder n-Hexan zu einer Lösung der aktiven Substanzen in einem Lösungsmittel, wie z. B. Benzol.
Auf diese Weise kann ein gereinigtes Gemisch von SF-837-Substanz mit den Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 erhalten werden, in welchen die Gesamtmenge an SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4-Substanzen üblicherweise im Bereich von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent des Gehaltes an SF-837-Substanz beträgt, je nach den Fermentationsbedingungen, der Art der Gewinnung, den verwendeten Reinigungsmethoden und verschiedener anderen Faktoren. Dieses gereinigte Gemisch ist als solches bereit für die Verarbeitung zu Arzneimitteln und für die Verabrei chung zu therapeutischen Zwecken ohne Isolierung der ein zelnen Komponenten.
Falls erwünscht, kann das gereinigte Gemisch von
SF-837-Substanz mit kleinen Mengen der Substanzen
SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 direkt in ein Gemisch der Säureadditionssalze der einzelnen Komponenten umge wandelt werden, indem man das Gemisch der freien Basen in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Äthyläther. auflöst, die Lösung mit einer Lösung einer organischen oder anorga nischen Säure, z. B. Salzsäure, Schwefelsäure, Weinsäure, Zi tronensäure, gelöst in einem geeigneten organischen Lösungs mittel, z. B. Äthyläther, behandelt und auf diese Weise die
Säureadditionssalze in Form eines Gemisches ausfällt, wel ches filtriert und getrocknet werden kann und alsdann als sol ches zur Weiterverarbeitung zu Arzneimitteln und zur Verab- reichung für therapeutische Zwecke bereit ist.
Das gerei nigte Gemisch der freien Basen kann aber auch in ein Ge misch der Acetylderivate auf übliche Weise durch Acetylie rung, z. B. durch Auflösen in Pyridin, Behandlung der Lö sung mit Essigsäureanhydrid bei Zimmertemperatur oder schwach erhöhter Temperatur während einer genügenden
Zeit, um die Diacetylderivate der Substanzen SF-837 und
SF-837-A2 und die Monoacetylderivate der Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 zu ergeben, und Ausfällen der Ace tylierungsprodukte durch Zusatz von Eiswasser zum Reak tionsgemisch, umgewandelt werden. Das Gemisch der acety lierten Derivate kann anschliessend filtriert und mit Wasser gewaschen werden, um von den Verunreinigungen gereinigt zu werden, und dieses Gemisch kann sodann als solches für die Weiterverarbeitung und Verabreichung zu therapeuti schen Zwecken verwendet werden.
Um eine Trennung der aktiven Substanzen voneinander zu erzielen, ist es wirksam, chromatographische Methoden unter Verwendung eines geeigneten Adsorbierungsmitteis, z. B. aktiviertes Aluminiumoxyd oder Silicagel und derglei chen, und eines geeigneten Entwicklungslösungsmittels, wie auch verschiedener Arten von Gegenstrom-verteilungsverfah ren, entweder allein oder in Kombination zu verwenden. In gereinigtem Gemisch der aktiven freien Basen, welches nach den oben beschriebenen Verfahren erhalten wurde, bil den die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 üblicherweise die mengenmässig kleineren Komponenten und sind in geringeren Mengen vorhanden als die SF-837-Sub- stanz.
Für die Isolierung der Komponenten ist es daher emp fehlenswert, das gereinigte Gemisch der freien Basen zuerst einer Gegenstromverteilung zu unterziehen um eine an
SF-837-Substanz reiche Fraktion von einer Fraktion, welche reich ist an einem Gemisch der Substanzen SF-837-A2,
SF-837-A3 und SF-837-A4 zu trennen, und diese beiden Frak tionen sodann getrennt der Chromatographie über Silicagel oder Aluminiumoxyd zu unterwerfen, um eine vollständige
Isolierung der Komponenten voneinander zu erzielen.
Im allgemeinen kann die Trennung der aktiven Substan zen mit Vorteil derart durchgeführt werden, dass man z. B.
eine Lösung des oben erwähnten rohen Pulvers, welches die aktiven Substanzen gemischt enthält, in einem geeigneten or ganischen Lösungsmittel der Chromatographie über eine Ko lonne von aktiviertem Aluminiumoxyd oder Silicagel unter wirft unter Verwendung eines Gemisches von Äthylacetat
Benzol (1:1) oder Benzol-Aceton (4 :1) als Entwicklerlö sungsmittel und falls notwendig, dieses chromatographische
Verfahren mehrmals wiederholt. Überlicherweise können die aktiven Substanzen nacheinander von der Aluminium oxydkolonne eluiert werden, und zwar in der Reihenfolge
SF-837-A4, SF-837-A3, SF-837-A2 und schliesslich SF-837-Substanz, wenn das Entwickeln mit Äthylacetat-Benzol (1 :1) er- folgt. Eine kleine Portion von jeder der Fraktionen des Eluates wird gleichzeitig untersucht mittels Aluminiumdünnschichtchromatographie.
Fraktionen, welche hierbei einen einzelnen Flecken ergeben, welcher für eine der aktiven Substanzen charakteristisch ist. und für welche daher bestätigt werden kann, dass sie nur eine einzige der aktiven Substanzen enthalten, werden vereint und dann unter vermindertem Druck zur Trockene verdampft. und diese Operationen werden mit jeder der Fraktionen wiederholt, welche eine der aktiven Substanzen allein enthalten.
Auf diese Weise können die reinen freien Basen der Substanzen SF-837-A2, SF-837-AJ und SF-837-A4 voneinander getrennt und in Form von weissgefärbten Pulvern erhalten werden.
Zur Reinigung und Trennung der Substanzen SF-837-A2.
SF-837-A3 und SF-837-A4 kann auch jede der bekannten Methoden verwendet werden, welche angewandt wurden für die Reinigung und Trennung macrolider Antibiotika, da die neuen Substanzen ebenfalls Glieder der macroliden Antibiotika sind. Vorzugsweise wird jedoch die Herstellung, oder Isolierung, Reinigung und Trennung der Substanzen SF-837-A..
SF-837-A3 und SF-837-A4 von der Kulturbrühe des neuen Stammes und voneinander durch folgende Stufen durchgeführt. Das Züchten des neuen Stammes bei einer Temperatur von 20 bis 30 "C in einem tiefbelüfteten flüssigen Medium, welches bekannte assimilierbare Stickstoff- und Kohlenstoffquellen enthält, bis eine beträchtliche antibakterielle Aktivität in der Kulturbrühe erreicht ist, filtrieren der Kultur, extrahieren des Kulturfiltrates bei einem pH von 7 bis 9, mit einem mit Wasser nicht-mischbaren organischen Lösungsmittel, welches die aktiven Substanzen löst, z. B. Athylacetat, Butylacetat, Chloroform, Äthyläther, Methylisobutylketon und Butanol, dann das erneute Extrahieren des erhaltenen organischen Extraktes, welcher die aktiven Substanzen enthält, mit verdünnter wässriger Säure (bei pH 2 bis 3), z.
B. wässrige Salzsäure, wässrige Schwefelsäure und dergleichen, alkalischmachen des erhaltenen wässrigen Extraktes (vorzugsweise auf pH 7 bis 9) durch Zusatz von Alkali, erneute Extraktion des wässrigen Extraktes mit einem der mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel zwecks Übertragung der aktiven Substanzen in das letztgenannte organische Lösungsmittel, mindestens einmalige Wiederholung dieser Übertragung der aktiven Substanzen von einem organischen Ex- - trakt in einen mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel in eine verdünnte wässrige Säure und anschlies- send in eine weitere Portion des mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels, Konzentrieren der schliesslich erhaltenen organischen Lösung der derart teilweise gereinigten aktiven Substanzen zur Trockene im Vakuum,
Auflösen des erhaltenen rohen Pulvers der gemischten aktiven Substanzen mit Äthylacetat oder Butylacetat, Durchleiten der Lösung durch - eine Säule aus Aktivkohle, Entwickeln mit Äthylacetat oder - Butylacetat, Sammeln der aktiven Fraktionen des Eluates, Konzentrieren der aktiven Fraktionen zu einem kleineren Volumen, Extrahieren des Konzentrates mit wässriger verdünn- -I ter Salzsäure, Alkalischmachen der wässrigen verdünnten Extrakte durch Zusatz eines Alkalis, Trennen des gebildeten Niederschlages, welcher im wesentlichen aus den Gemischen aktiver Substanz besteht, Auflösen des Niederschlages in Benzol, Chromatographieren der Benzol lösung über eine Silicagelsäule unter Verwendung eines Gemisches von Ben- - zol-Aceton als Entwicklerlösungsmittel, Sammeln des Eluates in Fraktionen,
Untersuchen jeder der Fraktionen mittels Aluminiumoxyddünnschichtchromatographie, Vereinigung und Konzentrieren zur Trockene im Vakuum nur je nach Fraktionen, welche einen einzelnen Punkt ergeben, welcher charakteristisch ist für die SF-837-A4-Substanz, wobei die freie Base der SF-837-A4-Substanz in Form eines weissen Pulvers gewonnen wird, vereinen und konzentrieren zur Trok kene im Vakuum je nach Fraktionen, welche einen einzelnen Punkt ergeben, der charakteristisch ist für die SF-837-Substanz, wobei die freie Base der SF-837-Substanz in Form von reinem Pulver gewonnen wird, vereinen und konzentrieren zur Trockene im Vakuum der Fraktionen, welche aus der Silicagelsäule nach den obgenannten SF-837-A4-Fraktionen aber vor den obgenannten SF-837-Fraktionen eluiert werden, und welche in Lösung, sowohl die Substanz SF-837-A2,
wie die Substanz SF-837-A3 zusammen mit kleinen Mengen der Substanz SF-837 enthalten, wobei ein Pulver eines Gemisches von SF-837-A,-Substanz und SF-837-A3-Substanz zusammen mit einer kleinen Menge der SF-837-Substanz erhalten wird, Auflösen dieses Pulvers in Benzol, Chromatographieren der erhaltenen Lösung des Pulvers in Benzol über eine Kolonne aus aktiviertem Aluminiumoxyd unter Verwendung eines Gemisches von Äthylacetat-Benzol und anschliessend eines Gemisches von Äthylacetat-Aceton als Entwicklerlösungsmittel, Sammeln des Eluates in Fraktionen, Untersuchung jeder dieser Fraktionen durch Aluminiumdünnschichtchromatographie.
Vereinen und Konzentrieren im Vakuum nur jener Fraktionen zur Trockene, welche einen einzelnen Flecken, der charakteristisch ist für SF-837-A3-Substanz, ergibt. wobei die freie Base der SF-837-A3-Substanz in Form von reinem Pulver erhalten wird, ebenfalls Vereinen und Konzentrieren zur Trockene im Vakuum der verbleibenden Fraktionen des Eluates, wobei ein Pulver erhalten wird, das hauptsächlich SF-837-A2-Substanz enthält, erneutes Auflösen dieses Pulvers in Benzol, Chromatographieren dieser Benzollösung über eine Säule aus aktiviertem Aluminiumoxyd unter Verwendung eines Gemisches von Äthylacetat-Benzol als Entwickler- lösungsmittel, Sammeln des Eluates in Fraktionen, Untersuchen jeder der Fraktionen durch Aluminiumoxyddünnschichtchromatographie, Vereinen und Konzentrieren zur Trockene im Vakuum nur jener Fraktionen, welche einen einzelnen Flecken,
der charakteristisch ist für die SF-837-A2-Substanz, ergeben, wobei die freie Base der SF-837-A,-Substanz in Form von reinem Pulver erhalten wird.
Die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4, welche voneinander in reinem Zustand wie oben beschrieben getrennt wurden, können jede anschliessend in ihr Säureadditionssalz oder in das oben erwähnte Acetylderivat umgewandelt werden, falls erwünscht. Die Umwandlung in das Säureadditionssalz kann beispielsweise durch Auflösen der freien Base in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Äthyläther, usw. und Zugabe einer gesättigten Lösung einer organischen oder anorganischen Säure, wie Weinsäure, Zitronensäure, Essigsäure, Salzsäure, Schwefelsäure und dergleichen in Äthyläther gelöst, erfolgen.
Die Umwandlung in das Diacetylderivat der Substanz SF-837-A2 oder in die Monoacetylderivate der Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 kann beispielsweise erfolgen, indem man die freie Base in Pyridin löst und diese Lösung sodann mit einem grossen Überschuss Essigsäureanhydrid, wie bereits oben beschrieben, behandelt.
Die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 gehören zur Klasse der macroliden Antibiotika. Die Substanz SF-837-A2 weist ein Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge von 232 mIt im Ultraviolettbereich des Spektrums auf und kann daher mit einigen der bekannten macroliden Antibiotika verglichen werden, nämlich mit der Spiramycingruppe (1, II und 111), der Leucomycingruppe (A, bis Ag und B, bis B4), Josamycin, Tertiomycin (A und B) und Miamycin.
Die Unterschiede zwischen der Substanz SF-837-A2 und diesen bekannten macroliden Antibiotika werden im folgenden erläutert:
Erstens unterscheidet sich Spiramycin von der Substanz SF-837-A2 durch die Unterschiede in ihren Rf-Werten in der Silicageldünnschichtchromatographie, welche in der Tabelle 5 unten zusammengestellt sind, und ferner durch den Vergleich der Werte der optischen Drehung und der pKa' Werte von Spiramycin, welche auf den Seiten 304 bis 317 der Flelvetica Chimica Acta , Vol. 39. erwähnt sind, da Spiramycin I einen Wert [x]n -960 und pKa' 7,7, Spiramycin II [cr], 800 und pKa' 7,6 und Spiramycin III [a]D -79" und pKa' 7,6 aufweist.
Tabelle 5:
Rl-Wert
Antibiotika Entwickler-Lösungsmittel bestehend aus n-Butanol: Essigsäure: Wasser (3:1:1)
SF-837-A,-Substanz 0,68
Spiramycin 1 0,11
Spiramycin II 0,13
Spiramycin III 0,19
Tertiomycin A 0,78
Tertiomycin B 0,76
Zweitens unterscheiden sich Miamycin, Leucomycin- B -Gruppe (B,, B2, B3 und B4) und Leucomycin-A2 von der Substanz SF-837-A2, indem Miamycin einen Wert Null für die optische Drehung [ Antibioties and Chemotherapy , Seiten 37 bis 39 (1957)], indem Leucomycin-B,, B2. B3 und B4 einen Schmelzpunkt von 214 bis 215 "C, bzw. 214 bis 216 "C, bzw.
216 bis 217 "C, bzw. 221 bis 223 C (Gazette of Japanese Patent Publication No. Sho-35-18750) aufweist, und indem Leu comycin-A2 einen Wert von es Er",, = 158 für das Absorptions- maximum im Ultraviolettbereich des Spektrums und ein Molekuiargewicht von 1220 bis 1250 (Gazette of Japanese Patent Publication No. Sho-35-18750) aufweist.
Drittens unterscheiden sich Tertiomycin-A und -B klar von der Substanz SF-837-A2 durch die Unterschiede in ihren Schmelzpunkten, ihren optischen Drehungen und ihren Rf-Werten in der Silicageldünnschichtchromatographie, wie aus Tabelle 5 und Tabelle 6 ersichtlich. Teriomycin-A weist einen Schmelzpunkt von 202 bis 204 "C und eine optische Drehung [a]D -44" ( Journal of Antibiotics , Seiten 105 bis 109 (1955)] und Tertiomycin-B einen Schmelzpunkt von 97 bis 99 "C und eine optische Drehung von [a]D -55" ( Journal of Antibiotics , Seiten 161 bis 163 (1955)] auf.
Viertens unterscheiden sich Leucomycin-As, A3, A4, A5, A6, A7, A8 und Ag und Josamycin von der Substanz SF-837-A2 durch direkten Vergleich ihrer Rf-Werte in der Aluminiumoxyddünschichtchromatographie (unter Verwendung von Äthylacetat als Entwicklerlösungsmittel), wie aus der untenstehenden Tabelle 6 ersichtlich, und durch die bekannten Eigenschaften von Leucomycin-A,, wie sie in der Gazette of Japanese Patent Publication No.
Sho-36-98 beschrieben sind, und ferner dadurch, dass Leucomycin-A3 einen Schmelzpunkt von 120 bis 121 "C und eine optische Drehung von [a]D -55,4 ( Antimicrobial Agents and Chemotherapy , Seiten 631 bis 636 (1967)] aufweist, durch die bekannten Eigenschaften von Leucomycin-A4, A5, A6, A7, A8 und Ag, wie sie im Journal of Antibiotics , Seiten 272 bis 278 (1968) beschrieben sind und dadurch, dass Josamycin einen Schmelzpunkt von 130 bis 133 C und eine optische Drehung von [a]D -70 "C (Gazette of Japanese Patent Publication No.
Sho-41-21759) aufweist.
Tabelle 6: Antibiotika Rf-Werte SF-837-A2-Substanz 0.84 Josamycin 0.65 Leucomycin-A, 0,08 Leucomycin-A5 0,05 Leucomycin-A7 0,01 Leucomyein-A9 0.02 Leucomycin-A3 0,65 Leucomycin-A4 0,60 Leucomycin-A6 Leucomycin-A8 0,53 Tertiomycin-A 0,61 Tertiomycin-B 0,64
Aus den vorstehenden Erklärungen ist es klar ersichtlich, dass die Substanz SF-837-A2 mit keinem der bekannten Antibiotika übereinstimmt und eine neue Substanz darstellt.
Die Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 weisen ein Absorptionsmaximum bei der Wellenlänge 280 myt im Ultraviolettbereich des Spektrums auf, welches verschieden ist von demjenigen der Substanzen SF-837 und SF-837-A2, die ihrerseits eine Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge von 232 tnu im Ultraviolettbereich des Spektrums aufweisen. In Anbetracht der oben erwähnten physikalisch-chemischen Eigenschaften der Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 ist es jedoch klar. dass diese beiden Substanzen ebenfalls zu der Gruppe der macroliden Antibiotika gehören.
Unter der bekannten Gruppe von macroliden Antibiotika können Carbomycin-B, Niddmaycin. Tylosin, Relomycin und Macrocin mit den Substanzen SF-837-As und SF-837-A4 verglichen werden in Anbetracht der Tatsache, dass diese bekannten Antibiotika ebenfalls eine bemerkenswerte Absorption bei einer Wellenlänge von ungefähr 280 m,tt im Ultraviolettbereich des Spektrums aufweisen. Zum Vergleich werden die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Antibiotika in der folgenden Tabelle 7 zusammengestellt.
Tabelle 7:
Absorptionsmaximum Optische Antibiotika Schmelzpunkt im ultravioletten Ab- Bruttoformel Molekular- Drehung sorptlonssp'ktrum bei gewicht (Grad) Carbomycin B 141-144 C 278 mu (EIGzcom 276) C42H6O5N 825 -35 Niddamycin 132-134 C 279 mu (E 275) C40H76O,4N 783 -43 Tylosin 128-132 C 284 mIt (E,m 245) C45H77O,7N 907 -46 Relomycin 172-175 C 282 mu (E1rn 245) C45H79O,7N 909 -44 Macrocin 134-136 C 283 mIt (E, 244) C45H29O17N 921 -52,5
Anmerkung:
Die in Tabelle 7 angeführten Daten basieren auf dem Index of Antibiotics froin Actinomycetes von Um ezawa und Mitarbeitern, veröffentlicht 1967.
Erstens unterscheiden sich Tylosin, Relomycin und Macrosin klar von den Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 durch ihre Bruttoformel und ihre Molekulargewichte, sowie im Fall von Tylosin durch die Rf-Werte, wie aus Tabelle 8 ersichtlich.
Zweitens können Carbomycin-B und Niddamycin bezüglich ihrer allgemeinen physikalisch-chemischen Eigenschaften kaum von den Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 unter schieden werden, Offensichtlich sind sie aber unter sich auf Grund der Verschiedenheit ihrer Rf-Werte der Aluminiumdünnschichtchromatographie, wie aus der Tabelle 8 ersichtlich, unterscheidbar.
Tabelle 8:
Rf-Werte Antibiotika Aluminiumoxyd-Dünn- Silicagel-Dünn schichtchromatogra- schichtchromatogra phie mit Athylace- phie mit Benzol tat-Benzol (2:1) Aceton (2:1) entwickelt entwickelt SF-837-A3-Substanz 0,45 0,50 SF-837-A4-Substanz 0,52 0,55 Carbomycin-B 0,46 0,56 Niddamycin 0,05 0,42 Tylosin 0,02 0,18
Bei der Hydrolyse mit Alkali ergibt ein Molekül der Substanz SF-837-A3 zwei Molekül Propionsäure und ein Molekül der Substanz SF-837-A4 ergibt ein Molekül Propionsäure und ein Molekül n-Buttersäure, während ein Molekül Carbomycin-B Essigsäure und Isovaleriansäure ergibt ( Angewandte Chemie , Seiten 50 bis 58, 1957) und ein Molekül Niddamycin, ein Molekül Isovaleriansäure ergibt ( Arzneimittel Forschung , Vol 12, 1191-5, 1962). Daraus ergibt sich klar,
dass die Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 verschieden sind von Carbomycin-B und Niddamycin.
In Anbetracht dessen, dass keine andere Esterbindung als die Lactonbindung in Tylosin auftritt ( Tetrahedron Letters , Seiten 2339 bis 2345, 1964), und auch nicht in Relomycin, welches das reduzierte Derivat von Tylocin ist ( Antimic- robial Agent and Chemotherapy , Seiten 45 bis 48, 1963) unterscheiden sich Tylosin und Relomycin von den Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4.
Aus dem Obenstehenden ist klar ersichtlich, dass die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 als neue antibiotische Substanzen betrachtet werden können, welche mit keiner der bekannten macroliden Antibiotika übereinstimmen.
Beispiel 1:
Streptomyces mycarofaciens, identifiziert als ATCC No.
21454 wurde in 300 Liter eines flüssigen Kulturmediums geimpft, welches 2,0% Glukose, 1% Pepton, 0,50/0 Fleischextrakt, 0,40/0 Maiseinweichflüssigkeit, 0,2% NaCl, 0,3% CaCO3 und 0,2% Schweinefett enthielt und ein pH von 7,0 aufwies.
und unter Rühren und unter Belüftung bei 28 C während 70
Stunden kultiviert.
Die fermentierte Brühe wurde direkt abfiltriert, und der Filtqrkuchen, welcher den Myceliumkuchen enthielt, mit ver dünnter Salzsäure gewaschen. Das Kulturfiltrat wurde mit den Waschflüssigkeiten vereint, wobei ein totales Volumen von 280 Litern erhalten wurde (Potenz 320 mcg/ml). Das Fil trat wurde mit 70 Litern Äthylacetat extrahiert, und 71 Liter der erhaltenen Äthylacetatphase wurde unter vermindertem
Druck auf etwa 20 Liter eingeengt. Das Konzentrat wurde mit
10 Litern Wasser verdünnt, durch Zusatz von 5N Salzsäure auf pH 2 gebracht und kräftig geschüttelt. Die wässrige Phase wurde von der organischen Phase getrennt, durch Zusatz von
3N Natriumhydroxyd auf pH 9 gebracht und dann mit 4 Litern Äthylacetat extrahiert.
Der erhaltene Extrakt von Äthylacetat wurde sodann ähnlich geschüttelt, mit zwei Litern wässriger
Salzsäure, um die aktiven Substanzen in die letzter überzufüh ren, und dieser Salzsäurextrakt wiederum mit einem Liter Ät- W hylacetat bei pH 8 extrahiert. Dieser Äthylacetatextrakt wurde sodann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, wobei 92 g eines rohen gelb gefärbten Pulvers erhalten wurden.
90 g dieses rohen Pulvers wurden in einem Liter Äthyl acetat gelöst und die Lösung über eine Kolonne von 1,5 Litern Kohlepulver, welches mit Äthylacetat imprägniert wor den war, geführt. Die Entwicklung wurde unter Verwendung von Äthylacetat als Lösungsmittel durchgeführt, und die akti ven Fraktionen des Eluates zu einem totalen Volumen von 5,5 Litern gesammelt, welche sodann unter vermindertem
Druck zur Trockene verdampft wurden und 55 g eines weissgefärbten Pulvers ergaben (Potenz 700 mcg/mg).
Dieses Pulver wurde einer Gegenstromverteilung mit
Benzol und 0,3M Phosphatpuffer (pH 4,4), (2,5 Liter von jedem Lösungsmittel wurden verwendet und die Wanderung der unteren beweglichen Schicht zehnmal durchgeführt) unterzogen. Die SF-837-Substanz wurde im ersten bis dritten
Rohr verteilt und vorwiegend im zweiten Rohr, und grössere Mengen (etwa 800/0) der Substanzen SF-837-A7, SF-837-A3 und SF-837-A4 wurden im ersten Rohr zurückgehalten.
Der Inhalt (2,4 Liter) des ersten Rohres wurde unter ver mindertem Druck eingeengt und ergab 7,7 g eines weissge färbten Pulvers (Potenz 720 mcg/mg). Dieses Pulver wurde in 15 ml Benzol aufgelöst, die unlöslichen Stoffe abfiltriert und die filtrierte Lösung sodann über eine Säule von 800 ml mit Benzol imprägniertem Silicagel geleitet. Die absorbier ten aktiven Substanzen wurden chromatographisch entwik kelt unter Verwendung eines Benzol-Aceton-Gemisches (4 1) und das Eluat wurde in Fraktionen von je 50 ml gesamt melt. Ein kleiner Teil von jeder der erhaltenen Fraktionen wurde der Dünnschichtchromatographie auf Aluminiumoxid unterworfen und mit Äthylacetat-Benzol (2 :1) entwickelt.
Die Fraktionen No. 28 bis 30, welche einen einzigen Flecken im Dünnschichtchromatogramm ergaben, wurden vereint und im Vakuum konzentriert zu 140 mg eines weissen Pul vers mit Schmelzpunkt 120 bis 122 "C, das in der Analyse als die reine freie Basis der SF-837-A4-Substanz identifiziert wurde.
Die Fraktionen No. 38 bis 57, welche in der Dünn schichtchromatographie drei Flecken ergaben, wurden ver eint und im Vakuum konzentriert. Man erhielt 1,1 g eines weissen Pulvers, das bei der Analyse einen Gehalt an
SF-837-A2- und SF-837-A3-Substanzen zusammen mit einer kleinen Menge der SF-837-Substanz ergab.
In 4 ml Benzol wurde 1 g dieses weissen Pulvers gelöst.
Die Lösung wurde der chromatographischen Trennung unter worfen, indem man sie über eine Kolonne von 100 ml mit
Benzol imprägniertem Aluminiumoxid führte und mit einem
Lösungsmittelgemisch von Äthylacetat-Benzol (1:1) entwikkelte. Das Eluat wurde in Fraktionen von je 20 ml entnommen und jede Fraktion mittels Aluminiumoxid-Dünnschichtchromatographie (unter Verwendung von Äthylacetat-Benzol [2 :1] als Entwicklerlösungsmittel) untersucht. Die Fraktionen No. 30 bis 48, welche einen einzigen Flecken in der Dünnschichtchromatographie ergaben, wurden vereint und in Vakuum eingeengt, wobei 230 mg eines weissgefärbten Pulvers vom Schmelzpunkt 122 bis 125 "C erhalten wurden, welche sich in der Analyse als reine freie Base der SF-837-A3 Substanz erwies.
Nachdem die Fraktion No. 80 aus der Säule eluiert worden war, wurde das Entwicklerlösungsmittel geändert in ein Gemisch von Äthylacetat-Benzol (2 1) und die Fraktionen No. 90 bis 125 zusammen gesammelt und im Vakuum eingeengt, wobei 280 mg eines weissgefärbten Pulvers erhalten wurden, dessen Analyse einen Gehalt von etwa 70 Gewichtsprozent der SF-837-A2-Substanz ergaben. 250 mg dieses Pulvers wurden in 3 ml Benzol gelöst und die Lösung erneut der Chromatographie durch eine Säule von mit Benzol imprägniertem Aluminiumoxyd unterworfen und mit 300 ml Athylacetat-Benzol (1: 3) entwickelt und anschliessend mit einem Gemisch von Äthylacetat-Benzol (2 :1). Das Eluat wurde in Fraktionen von je 5 ml gesammelt und jede Fraktion durch Aluminiumoxyddünnschichtchromatoographie untersucht.
Die Fraktionen No. 36 bis 47, welche einen einzigen Flecken in der Dünnschichtchromatographie ergaben, wurden vereint und im Vakuum konzentriert, wobei 80 mg eines weissgefärbten Pulvers vom Schmelzpunkt 125 bis 128 "C erhalten wurden, welches durch Analyse als reine freie Base der SF-837-A2-Substanz identifiziert wurde.
Beispiel 2:
Streptomyces mycarofaciens wurde in 30 Liter eines flüssigen Kulturmediums geimpft, welches 3,00/0 Glukose, 5 /0 lösliches vegetabiles Protein, 0,20/0 KCI und 0,30/0 CaCO3 enthielt und ein pH von 7,0 aufwies, und in einem Fermentiergefäss bei 30 "C während 85 Stunden unter Rühren und Belüftung fermentiert. Die fermentierte Brühe wurde direkt filtriert, und der Filterkuchen, welcher den Myceliumkuchen enthielt, mit verdünnter Salzsäure gewaschen. Das Kulturfiltrat wurde mit den Waschflüssigkeiten vereint und ergab ein Gesamtvolumen von 28 Litern (Potenz 300 mcg/ml).
Das Filtrat (pH 8,4) wurde mit 7 Litern Butylacetat extrahiert und der erhaltene Butylacetatextrakt anschliessend ähnlich wie in Beispiel 1 behandelt, um die wechselseitige Extraktion der aktiven Substanzen durchzuführen, wobei ein rohes, gelbgefärbtes Pulver in einer Ausbeute von 15,2 g erhalten wurden.
In 200 ml Butylacetat wurden 15 g dieses rohen Pulvers aufgelöst und die Lösung der Chromatographie über eine Säule von 400 ml mit Butylacetat imprägnierter Kohle unterworfen und anschliessend mit Butylacetat entwickelt. Die aktiven Fraktionen des Eluates wurden zu einem Totalvolumen von 1,8 Litern gesammelt und anschliessend im Vakuum auf etwa 220 ml eingeengt. Das Konzentrat wurde mit 50 ml destilliertem Wasser verdünnt, durch Zusatz von 6N Salzsäure auf pH 2 eingestellt und dann kräftig geschüttelt. Die wässrige Phase wurde von der organischen Phase getrennt und diese wässrige Lösung wurde durch Zusatz 1N Natriumhydroxyd auf pH 9,0 eingestellt, um einen Niederschlag auszufällen. Dieser Niederschlag wurde filtriert und in einem Exicator getrocknet, wobei 6,3 g eines weissgefärbten Pulvers (Potenz 720 mcg/mg) erhalten wurden.
Dieses Pulver wurde in 12 ml Benzol gelöst und die unlöslichen Stoffe abfiltriert. Die filtrierte Lösung wurde sodann über eine Säule von 600 ml mit Benzol imprägniertem Silicagel chromatographiert und die adsorbierten aktiven Substanzen mit einem Lösungsmittelgemisch von Benzol-Aceton (6 :1) entwickelt. Das Eluat wurde in Fraktionen von je
20 ml gesammelt. Die Substanzen SF-837-A2, SF-837-Aj und SF-837-A4 wurden vor der Substanz SF-837 aus der Säule elu iert. J,ede der Fraktionen wurde durch Silicageldünnschichtchromatographie (unter Verwendung von 2 : 1 Benzol-Aceton als Entwicklerlösungsmittel) untersucht. Die Fraktionen No.
64 bis 82 wurden vereint und im Vakuum konzentriert, wobei 800 mg eines weissgefärbten Pulvers erhalten wurden, dessen Analyse ein Gehalt an Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 zusammen mit einer kleinen Menge der Substanz SF-837 ergab. Dieses weissgefärbte Pulver wurde anschliessend der chromatographischen Trennung über eine Siiicagelsäure. und anschliessend der chromatographischen Trennung mit ciner Aluminiumoxydsäule, wie in Beispiel 1 beschrieben unterworfen wobei 15 mg der reinen SF-837-A2-Substanz als frcie Base, 85 mg der reinen SF-837-A3-Substanz als freie Base und 35 mg der reinen SF-837-A4-Substanz als freie Base in Form von weissgefärbten Pulvern erhalten wurde.
Beispiel 3:
Je 200 mg der freien Basen der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4. welche in den Beispielen 1 und 2 isoliert worden waren, wurden tropfenweise mit einer gesättigten Lösung von Zitronensäure versetzt. Die gebildeten Niederschläge wurden filtriert und getrocknet und ergaben die Zitrate der Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 in Mengen von 210 mg, bzw. 220, bzw. 190 mg.
Beispiel 4:
In 20 ml destilliertem Wasser wurden 300 mg der SF-837-A3-Substanz suspendiert und die Suspension mit einer wässerigen Lösung von Weinsäure versetzt. Das Gemisch wurde gut geschüttelt und auf pH 4 gebracht. Das Gemisch wurde sodann filtriert, um unlösliche Stoffe zu entfernen, und das Filtrat gefriergetrocknet, wobei 340 mg des Tartarates der SF-837-A3-Substanz in Form eines weissen Pulvers vom Schmelzpunkt 115 CC erhalten wurden.
Beispiel 5:
In 1,5 ml Pyridin wurden 300 mg der SF-837-A,-Substanz als freie Base gelöst und dieser Lösung 1,0 ml Essigsäureanhydrid zugesetzt. Das Gemisch wurde geschüttelt und dann bei Zimmertemperatur während 20 Stunden stehen gelassen.
Das Reaktionsgemisch wurde sodann in Eiswasser gegossen und geschüttelt, um einen Niederschlag zu ergeben. Dieser Niederschlag wurde abfiltriert und im Exicator getrocknet, wobei 330 mg eines weissen Pulvers erhalten wurden. Die Umkristallisierung dieses Pulvers aus Kohlenstofftetrachlo- rid ergäbe 310 mg des Diacetylderivates der SF-837-A2-Substanz in Form von weissen Kristallen vom Schmelzpunkt 130 bis 234 "C.
Auf ähnliche Weise wurden je 300 mg der Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 in Form ihrer freien Basen mit einem Überschuss von Essigsäureanhydrid in Lösung in Pyridin behandelt, so dass die Mononeetylderivate der Substanzen SF-837-A3 und SF-837-A4 in Form weisser Kristalle in Mengen von 295 mg (Schmelzpunkt 182 bis 185 C), bzw.
300 mg (Schmelzpunkt 166 bis 168 "C) erhalten wurden.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von SF-837-Substanz, 5 F-837-A2-Substanz, SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Substanz oder der einzelnen Komponenten SF-837-A2-Substanz, SF-837-A3-Substanz und SF-837-A4-Substanz sowie Säureadditionssalzen davon, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Stamm von Streptomyces mycarofaciens oder dessen Mutanten oder Varianten in einem Kulturmedium, welches assimilierbare Stickstoff- und Kohlenstoff- quellen enthält, unter aeroben Bedingungen züchtet. um ein
Gemisch von SF-837-Substanz.
SF-837-A2-Substanz. SF-837-A3-
Substanz und SF-837-A4-Substanz in der Kultur zu erzeugen und anzureichern und dieses Gemisch sodann aus der Kultur gewinnt und gegebenenfalls die SF-837-A,-Substanz, SF-837-A;
Substanz und SF-837-A4-Substanz daraus isoliert.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass man einen Stamm von Streptomyces mycarofa- ciens der ATCC No. 2145t in einen flüssigen Kulttirmcdiuni, welches assimilierbare Kohlenstoff- und Stickstoffquellcn ent- hält, unter aeroben Bedingungen züchtet, um die SF > 837-A,- Substanz, die SF-837-A3-Substanz und die S F-837-A4-Sub- stanz in der Kultur zu erzeugen und anzureichern, und dann das Gemisch der aktiven Substanzen aus dem Kulturmedium isoliert und anschliessend die Substanzen SF-837-A2,
SF-837-AD und SF-837-A4 voneinander trennt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass man einen Stamm von Streptomyces myearofaciens der ATCC No. 21454 in einem flüssigen Kulturmedium, welches assimilierbare Kohlenstoff- und Stickstoffquellen enthält, bei einer Temperatur von 20 bis 30 "C unter aeroben Bedingungen züchtet, bis eine beträchtliche antibakterielle Aktivität in der Kulturbrühe erzielt ist, die Kultur filtriert, das
Kulturfiltrat bei einem pH von 7 bis 9 mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel für die Substanzen SF-837-A2, SF-837-A3 und SF-837-A4 extrahiert, zum Beispiel Äthylacetat, Butylacetat, Chloroform, Äthyläther, Methyl isobutylketon und Butanol, den erhaltenen organischen Extrakt, welcher die aktiven Substanzen enthält, mit verdünnter wässeriger Säure, zum Beispiel wässeriger Salzsäure oder wässeriger Schwefelsäure, extrahiert,
den erhaltenen wässerigen Extrakt durch Zusatz von Alkali alkalisch macht, vorzugsweise auf pH 7 bis 9, den wässerigen Extrakt wie deren mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel extrahiert, um die aktiven Substanzen in dieses organische Lösungsmittel überzuführen, mindestens einmal diesen Übergang der aktiven Substanzen aus einem organischen Extrakt in einem mit Wasser unlöslichen organischen Lösungsmittel in eine verdünnte wässerige Säure und dann in eine weitere Portion des mit Wasser nicht mischba ren organischen Lösungsmittels wiederholt, die schliesslich erhaltene organische Lösung der aktiven Substanzen, wel che auf diese Weise teilweise gereinigt wurde, im Vakuum zur Trockene verdampft, das erhaltene rohe Pulver der gemischten aktiven Substanzen in Äthylacetat oder Butylace tat löst,
die Lösung auf eine Säule aus Aktivkohle gibt, mit Äthylacetat oder Butylacetat eluiert, die aktiven Fraktionen des Eluates sammelt und zu einem kleineren Volumen einengt, das Konzentrat mit wässeriger, verdünnter Salzsäure ex trahiert, den wässerigen Extrakt durch Zusatz von Alkali alkalisch macht, den gebildeten Niederschlag, der im wcsentli chen aus den gemischten aktiven Substanzen besteht, abtrennt, den Niederschlag in Benzol löst, die Benzollösung einer Säulenchromatographie an Kieselsäuregel unter Verwendung eines Gemisches von Benzol-Aceton als Eluierungs mittel unterwirft das Eluat in Fraktionen sammelt, jede dieser Fraktionen mittels Aluminiumoxid-Dünnschichtchromatographie untersucht, jene Fraktionen vereint und im Vakuum zur Trockene verdampft, die in diesem Dünnschichtchromato gramm einen einzelnen Fleck ergeben,
der für SF-837-A4-Substanz charakteristisch ist, wobei die freie Base der SF-837-A4 Substanz in Form eines reinen Pulvers erhalten wird, jene Fraktionen, welche aus der Kieselsäuregelsäule nach den
Fraktionen, welche den für die SF-837-A4-Substanz charakteristischen einzelnen Fleck ergeben, erhalten werden und welche sowohl die Substanzen SF-837-A3, wie SF-837-Aj zusam
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The present invention relates to a method for producing a mixture of SF-837 substance, SF-837-A2 substance, SF-837-A3 substance and SF-837-A4 substance or the individual components SF- 837-A2 substance, SF-837-A3 substance and SF-837-A4 substance, and acid addition salts thereof.
In the Swiss patent no. 563 454 describes a process for the preparation of SF-837 substance and its acid addition salts, which is characterized in that a strain of Streptomyces mycarofaciens or its mutants or variants in a culture medium which contains assimilable N and C sources is shown below cultivates aerobic conditions to produce and accumulate the SF-837 substance in the culture, and then recover it from the culture. The SF-837 substance has a strong growth-inhibiting effect against gram-positive pathogenic bacteria and against antibiotic-resistant pyogenic bacteria.
It has now been found that still other new substances with antibiotic activity can be obtained from the culture of the said microorganism and that these new antibiotic substances are remarkably effective for inhibiting the growth of various kinds of pathogenic germs such as Staphylococcus aureaus.
These new substances, namely the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4, are effective for the growth inhibition of gram-positive bacteria and pathogenic bacteria which are resistant to the known antibiotics. The substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 are practically non-toxic and have a therapeutic effect against infections by gram-positive bacteria in humans and animals.
The inventive method for producing a
Mixture of SF-837 substance. SF-837-A2-substance, SF-837-A3-substance and SF-837-A4-substance or the individual components SF-837-A? -Substance, SF-837-Ar-substance and SF-837-A4-substance as well as acid addition salts thereof is characterized by having a trunk of
Streptomyces mycarofaciens or its mutants or variants in a culture medium which contains assimilable nitrogen and carbon sources, cultured under aerobic conditions to produce a mixture of SF-837 substance, SF-837-A2 substance, SF-837-A3 substance and SF-837-A4 substance in the culture and to accumulate, and this mixture is then obtained from the culture and, if necessary, the SF-837-A2 substance,
SF-837-A3 substance and SF-837-A4 substance isolated therefrom.
The substances obtained can be converted into the acid addition salts as well as into the corresponding acetyl derivatives, e.g. B. the diacetyl derivative of SF-837-A2 substance, the monoacetyl derivative of SF-837-A3.Substoff and the monoacetyl derivative of SF-837-A4 substance, which have the same activity.
Each of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 is soluble in methanol, ethanol, acetone, chloroform, ethyl acetate, butyl acetate, acidified water, benzene, ethyl ether and carbon tetrachloride, but slightly soluble in Petroleum ether, n-hexane and neutral water, is a basic compound, forms salts with acids, results in a positive reaction in the erythromycin test with 50% sulfuric acid, but a negative reaction with ninhydrin and ferric chloride contains only the elements carbon, hydrogen and nitrogen and oxygen, is levorotatory in ethanol and has the characteristics of macrolid antibiotics.
The new compounds prepared according to the invention are likely to have the following formulas:
EMI1.1
Compound Rg R2 R3 R4 Substance SF-837-A2 COCH2CH3 H H COCH2CH2CH3 Diacetyl derivative of Substance SF-837-A2 COCH2CH3 COCH3 COCH3 COCH2CH2CH3
EMI2.1
Compound R1 R3 R4 Substance SF-837-A3 COCH2CH3 H COCll2CH3 Monoacetyl derivative of substance SF-837-A3 COCll2CH3 COCH3 COCH2CH3 Substance SF-837-A4 COCH2CH3 H COCH2CH2CH3 Monoacetyl derivative of substance SF-837-A4 COCH2CH3 COCH2CH3 COCH2CH3
Based on these formulas, the new compounds can be designated as follows: SF-837-A2 substance:
7- (Formylmethyl) -4,1 0-dihydroxy-5-methoxy-9,1 6 dimethyl-2-oxooxacyclohexadeca-1 1,1 3-dien-6-yl-3,6-dideoxy-4-0- ( 2,6-dideoxy-3-C-methyl-a-kribohexopyranosyl) -3- (demethylamino) -ss-D-glucopyranoside-4-monopropionate ester-4-monobutyric acid ester.
SF-837-A3 Substance: 7- (formylmethyl) -4-hydroxy-5-methoxy-9,1 6-dimethyl2,10-dioxooxacyclohexadeca-11,13-dien-6-yl-3,6-dideoxy-40 - (2,6-dideoxy-3α-methyl-α-L-ribohexopyranosyl) -3- (dimethylamino) - ss D-glucopyranoside4,4-dipropnonic acid ester.
SF-837-A4 substance: 7- (formylmethyl) -4-hydroxy-5-methoxy-9,1 6-dimethyl-2,10-dioxooxacyclohexadeca-11,13-dien-6-yl-3,6-dideoxy-4 , 0- (2,6-dideoxy-3-C-methyl-α-kribohexopyranosyl) -3- (dimethylamino) -ss-D-glucopyranoside-4-monopropionic acid ester-4-monobutyric acid ester.
The specific properties of the SF-837-A2 substance are that, as the free base, it is a white colored powder which has a melting point of 125 to 128 C, a pKa 'value of 6.8 in 50% aqueous ethanol , an elemental analysis of C 60,580 / 0, H 8,850 / 0, N 1,720 / 0 and 0 28,850 / o (remainder) gives, determined by mass analysis gives a molecular weight of 827 and consequently has the empirical formula C42Hó9OssN, an optical rotation of [rx ] 22 --68 has a characteristic absorption maximum in ultraviolet light of 232 mu (E% = 320) at a concentration of 1% in ethanol
in ethanol solution and absorption bands in infrared light as free
Base in potassium bromide has the following wave numbers in cm- ': 3400, 2970, 2935, 1737, 1460, 1410, 1377, 1360, 1300, 1275, 1190, 1170, 1123, 1082, 1052, 1017,990,920,910,860, 840, 805, 780, 740 and 700. The diacetyl derivative of the SF-837-A2 substance forms white-colored needles with a melting point of 130 to 134 C, results in an elemental analysis of C 60.680 / 0, H 8.23%, N 1.490 / 0 and 0 29.600 / 0 ( Remainder) and consequently has the empirical formula C46H73O.7N.
The specific properties of the SF-837-A3 substance are that, as a free base, it is a white colored powder with a melting point of 122 to 125 C, has a pKa 'value of 7.0 in 50% aqueous ethanol, has an elemental analysis of C 60.53 / o, H 8.23 / o, N 1.870 / 0 and 0 29.320 / 0 (remainder), and a molecular weight of 811, determined by mass analysis, and consequently the empirical formula C4, i { 65OsN has an optical rotation of [a] D -42 at a concentration of 1% ethanol, a characteristic absorption maximum in ultraviolet light at 280 m (E1 cmê = 295) in ethanolic solution and characteristic absorption bands in infrared light in the form of free base as beads in potassium bromide at the following wave numbers in cm-Ú:
3500, 2970, 2930, 1738, 1680, 1640, 1600, 1460, 1378, 1360, 1300,
1275, 1252, 1190, 1,168,1121,1083,1052, 1015, 980, 910, 863, 840, 805 and 780. The monoacetyl derivative of SF-837-A3 substance forms sand-like crystals, melting point 182 to 185 ° C, gives a Elemental analysis of C 60.560 / 0, H 7.920 / 0, N 1.680 / 0 and 0 29.840 / 0 (remainder) and consequently has the empirical formula C43H67O.6N.
The specific properties of the SF-837-A4 substance are that, as the free base, it is a white-colored powder with a melting point of 120 to 122 ° C., has a pKa 'value of 7.0 in 500 / above aqueous ethanol, an elemental analysis of C 60.82 O / o, H 8.52%, N 1.73% and 0 2893K (balance) and a molecular weight of 825.
determined by mass analysis, and thus has the empirical formula C42H67O.5N, an optical rotation of [t] [2.2 -40 "at a concentration of 1% in ethanol, a characteristic absorption maximum in ultraviolet light at 280 m, u (i $ / Cm = 285) in ethanolic solution and has characteristic absorption bands in infrared light in the form of the free base as spheres in potassium bromide at the following wave numbers in cm- ': 3500, 2970, 2930, 1738, 1680, 1640, 1600, 1460, 1378, 1360, 1300, 1276, 1252, 1190, 1170, 1120, 1082, 1052, 1017, 980, 920, 910, 863, 840 and 780.
The monoacetyl derivative of the SF-837-A4 substance forms sand-like crystals with a melting point of 166 to 168 C, gives an elemental analysis of C 60.850 / 0, H 8.060 / 0, N 1.650 / 0 and 0 29.44% (remainder) and consequently has the empirical formula C44H690.6N
It was found that none of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 contain the elements sulfur, phosphorus or halogen.
When carrying out the erythromycin test with 500/0 of your sulfuric acid, the SF-837-A2 substance gives a brownish or reddish-purple color, while the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 give a pale brown color.
The acid addition salts of the substances SF-837-A, SF-837-A3 and SF-837-A4 are z. B. the salts of these substances with non-toxic organic and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, citric acid, maleic acid, malic acid, tartaric acid, room acid, ascorbic acid, glycolic acid and the like.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a graph of the ultraviolet absorption spectrum of the SF-837-A2 substance dissolved as a free base in ethanol,
Fig. 2 is a graph showing the infrared absorption spectrum of the SF-837-A2 substance as a free base in beads in potassium bromide;
Fig. 3 is a graph showing the ultraviolet absorption spectrum of the SF-837-A3 substance dissolved as a free base in ethanol.
Fig. 4 is a graph showing the ultraviolet absorption spectrum of the SF-837-A4 substance dissolved as a free base in ethanol.
Fig. 5 is a graph showing the infrared absorption spectrum of the SF-837-A3 substance as a free base in beads in potassium bromide;
Fig. 6 is a graph showing the infrared absorption spectrum of the SF-837-A4 substance as a free base in beads in potassium bromide.
When substances SF-837-A2, SF-837-A, and SF-837-A4 are subjected to silica gel or aluminum oxide thin layer chromatography using different solvent systems, they give a single spot with different Rf values, so that the purity and l-lomogc nitrite of these substances can be confirmed.
The Rf values of these substances for various solvent systems are compiled in Table 1 below.
Table I Rf value
Solvent- SF-837-A2- SF-837-A - SF- 37-A4- systems substance substance substance
Silica gel thin layer chromatography
Benzene-acetone (2 1) 0.51 0.50 0.55 n-butanol-acetic acid-water (3: 1: 1) 0.68 0.68 0.69 methanol 0.83 0.83 0, 84 alumina.
Thin layer chromatography ethyl acetate benzene (2 1) 0.40 0.45 0.52 ethyl acetate ¯¯ 0.84 0.87 0.91
The antibacterial spectrum of the substances SF-837-A2,
SF-837-A3 and SF-837-A3, as well as their acetyl derivatives, are shown in Table 2 below. The minimum growth inhibitory concentrations of these new antibiotics were determined using the broth dilution method with various culture media as shown in Table 2.
Table 2
Minimum growth inhibiting concentration (mcglml) Test- SF-837- Diace- SF-837- Mono- SF-837- Mono microorganism A2-Sub- tyl-SF- A3-Sub- ace- A4-Sub- ace- culture 837- A2- stanz tyl-SF- stanz tyl-SF- medium
Sub- 837-A3- 837-A4 punch substance substance Staphylococcus aureus 209p 0.39 0.78 0.39 0.78 0.39 0.78 1 Staphylococcus aureus 209p resistant to penicillin 0.39 0.39 0.39 0.37 0.39 0.39 1 Staphylococcus aureus 209p resistant to streptomycin and A-249 substance 0.39 0.78 0.39 0.39 0.78 0.78 1
Minimum growth inhibiting concentration (mcg / ml) Test- Sl - 837- Diace- SF-837- Mono- SF-837- Mono microorganism A2-Sub- tyl-SF- A3-Sub- ace- A4-Sub-ace- culture - punch 837-A2- punch tyl-SF- punch tyl-SF- medium
Sub- 837-A3- 837-A4 punch substance substance Staphylococcus aureus 209p resistant to novobiocin 12.5 12.5 12.5 12.5 12,
5> 25 1 Staphylococcus aureus 209p resistant to actinomycin - - - - - - 1 Staphylococcus aureus 209p resistant to kanamycin 0.78 1.56 0.78 1.56 0.78 1.56 1 Staphylococcus aureus Smith 0.1 0, 2 0.2 0.2 0.2 0.4 1 Staphylococcus aureus Terajima 0.39 0.78 0.78 1.56 0.78 1.56 1 Staphylococcus aureus resistant to streptomycin, pencillin and tetracycline 0.78 1, 56 1.56 3.125 1.56 3.125 1 Staphylococcus aureus 193 1 Bacillus subtillis ATCC 6633 0.2 0.4 0.39 0.78 0.39 1.56 1 Sarcina lutea 0.05 0.1 0.1 0, 2 0.1 0.1 1 Escherichia coli> 25> 25> 25> 25> 25> 25 1 Pseudomonas aeruginosa> 25> 25> 25> 25> 25> 25 1 Proteus vulgaris> 25> 25> 25> 25> 25 > 25 1 Klebsiella pneumoniae - - - - - - 1 Shigella dysenteriae 1 Mycobacterium smegmatis 607 12,
5> 25> 25> 25> 25> 25 2 Mycobacterium phlei - - - - - - 2 Candida albicans> 25> 25> 25> 25> 25> 25 3 Penicillium chrysogenum> 25> 25> 25 25> 25> 25 3 Aspergillus niger - - - - - - 3 Saccharomyces cerevisiae - - - - - - 3
The culture media used according to Table 2 were as follows: Medium 1: Heart infusion medium.
Medium 2: glycerin broth medium.
Medium: Sabouraud Medium.
The results in Table 2 clearly show that the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 all have valuable antibacterial activity against Gram-positive bacteria, as well as against pyogenic bacteria, which compared to known ones Antibiotics are resistant. It was also found that the antibacterial effectiveness of these three substances cannot be rendered ineffective by serum.
From the results of the toxicity studies by oral and parenteral administration, it was found that the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 all have low toxicity. After oral administration to mice, the free bases of these substances gave LD50 values of 3100 mg / kg, or 2900 mg / kg or
2850 mg / kg.
It has also been observed that the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4, both as free bases and in the form of their acetyl derivatives, can all be used like the currently known antibiotics.
In the treatment of ICR mice which had been infected with a dose of 100 times the LD50 of Streptococcus haemolyticus Ti-125 Gr-A type I, the oral administration of the free bases of the substances SF-837-A2, SF-837- A3 and SF-837-A4 have the following CD50 values of 120 mg / kg, 135 mg / kg, 170 mg / kg and 155 mg / kg, respectively.
The therapeutic efficacy of the diacetyl derivative of the SF-837-A2 substance, the monoacetyl derivative of the SF-87-A3 substance and the monoacetyl derivative of the SF-837-A4 substance were also examined in the following manner:
An aqueous suspension of a strain of Staphylococcus aureus Smith was intraperitoneally injected into 1CR mice at a dosage of 100 times more than the LD 50 value. 30 minutes after this infection, the infected mice were by oral administration of an aqueous suspension containing the test active substance and a small
Amount of gum arabic contained. treated. Ten mice in each group were treated in this way and fed for 7 days after the treatment.
From the results of a series of these studies, it was then estimated that these acetyl derivatives had useful CD0 values of
180 mg / kg, or 200 mg / kg, or 200 mg / kg.
For therapeutic purposes, the free bases available according to the invention, the acid addition salts and the acetyl derivatives of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and
SF-837-A4 can be processed in the usual way into tablets or capsules for oral administration and into aqueous solutions or suspensions for injections, with or without pharmaceutically acceptable additives, such as carriers, diluents, suspending agents and the like. For the preparation of aqueous injection solutions, the acid addition salts, eg. B. the tartarate, used because it is more soluble in water.
Furthermore, the free bases, the acid addition salts and the acetyl derivatives of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can of course not only be used alone but also in the form of a mixture of two or more of these substances for therapeutic purposes be used.
The microorganism which produces the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 was isolated for the first time by the inventors of the present invention from a soil sample and named Streptomyces mycarofaciens nov.
sp. designated and deposited in full in the American Type Culture Collection, Washington, D.C., under ATCC number 21454.
Streptomyces mycarofaciens has the following microbiological characteristics: (I) Morphological observations:
1) Aerial mycelium: The aerial mycelium produces open spirals in abundance on glycerine-Czapek agar, glycerine-calcium malate agar, starch-synthetic agar, etc.
2) Spores: The spores are spherical, oval or elliptical in shape, their surface structure is thorny (relatively thinner and longer thorns) and the size of the spores is 0.5 to 0.7 microns by 0.8 to 1.0 Micron.
(II) Characteristics of various culture media are shown in Table 3 below.
Table 3: Culture medium growth aerial mycelium Soluble pigment Sucrose weak growth sparse, cotton wool-like, Czepek agar colorless to cream-colored whitish-gray none Glycerine-white to cream-colored, partly Czapek agar dark brown with formation of grayish colored and cotton wool-like none or very much
End mycelium weakly pink Krainsky glucose - light brown to white with a pink tinge none or weak asparagine agar red brown brown-yellow Ushinsky glucose brown with reddish pink to lavender light brown asparagine agar sting calcium malate - weak growth none none agar cream colored glycerine calcium light brown pink gradually changing into grayish no malate agar (cotton wool-like) starch-synthetic - dark brown with pink with a strong reddish tinge, none shear agar purple tinge gradually changing into grayish (cotton wool-like) bouillon agar yellowish-brown very sparse,
don't know any G, lucose broth- thick. Good. brown to white to yellowish agar dark brown cream-colored none glucose peptone agar brown sparse, white none tyrosine agar reddish brown white none
Potato thick, good and brown abundant, gray-brown black-brown pistil to black-brown of the colony
Carrot stamp brown white to cream-colored brown on the edge
Framed ring-shaped, sparse, none white
Milk area growth, light brown
Egg light brown none none Kultum1ediulll wax Lultmyccliuln soluble pigment spoon-coagu- light brown none none serum glucose-Czapek- surface and sparse, no white solution soil growth, light brown gelatin (20 "C)
cream-colored to none none pale brown Bennett brown to black-brown pink with a reddish tinge pale brown cellulose medium no growth
Note: The incubation temperature was generally 28 ° C unless otherwise stated.
(III) Physiological properties:
Production of hydrogen sulfide: negative
Tyrosinase generation: negative
Generation of nitirite: positive
Coagulation of skimmed milk: positive
Peptonization of skimmed milk: negative
Hydrolysis of starch: positive Loss of gelatin: positive (weak)
Dissolution of coagulated Loeffler serum: negative
Chromogenic effect: negative (IV) Use of carbon sources: 1) Suitable: glucose, galactose, fructose, maltose, lactose, dextrin, starch, glycerin, inositol, mannose, salicin, sodium acetate, sodium citrate, sodium succinate.
2) Doubtful: arabinose and rhamnose.
3) Unsuitable: xylose, sucrose, raffinose, dulcitol, sorbit, mannitol and cellulose.
(V) Temperature for the culture: 15 to 38 "C.
The above-mentioned microbiological characteristics of the strain which produces the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be summarized as follows: The conidiophore is spiral-shaped, the spores thorny. Cream- to brown- to reddish-brown colonies are observed on synthetic culture media, with pink-colored aerial mycelium and cotton-like, gray-colored ones
Aerial mycelium are generated. No noticeable formation of soluble pigment is observed, but the
Formation of soluble pigment of light brown color can be observed on a limited number of synthetic culture media. On the other hand, a brown-colored colony is generally observed on organic culture media, which forms white to cream-colored aerial mycelium, but without the production of soluble pigment.
On a potato stamp, however, an aerial mycelium of greyish brown color is abundantly formed, and the generation of a blackish-colored soluble pigment is observed.
With regard to the description of Waksman (Waksman The Actinomycetes, Vol. 2, 1961) it can be stated that the above-mentioned cultural characteristics of the new strain are in part closely related to those of the Fradiae series, Ruber series and Flavus series of the Art
Streptomyces. This is discussed in more detail below.
First, considering that the new strain reacts negatively against melanin formation and the formation of a
Having aerial mycelium of pink tint, the new strain can be compared with the strains of the Fradiae series, namely Streptomyces fradiae, Streptomyces laridus, Streptomy ces roseus and Streptomyces fuscus. However, the new strain differs from the strains of the Fradiae series in that its aerial mycelium of pink color appears temporarily at the beginning of the incubation and in some cases, in the middle and later stages of incubation, is transformed into gray-colored and cotton-like aerial mycelium, while the pink The color of the stems of the Fradiae series is very stable. Furthermore, the aerial mycelium of Streptomyces fradiae is straight and different from the spirals of the new strain.
Furthermore, Streptomyces fradiae clearly differs from the new strain in that Streptomyces fradiae shows abundant formation of aerial mycelium on sucrose-Czapek agar and colorless growth on starch agar.
The new strain differs from Streptomyces fuscus and Streptomyces luridus in that Streptomyces fuscus exhibits no formation of spirals and Streptomyces luridus exhibits the formation of spirals only on a limited number of culture media. while the new strain shows copious formation of spirals on many culture media. Streptomyces roseus is still similar to the new strain in that the formation of spirals is also observed, but they clearly differ from each other in that Streptomyces roseus shows colorless growth on starch-synthetic agar, but shows no formation of aerial mycelium on a potato stamp.
Second, in view of the fact that it reacts negatively to melanin formation and shows growth of red color, the new strain can be compared with Streptomyces albosporeus, Streptomyces erythraeus, Streptomyces niveoruber and Streptomcyces purpurascene, etc., which belong to the Ruber series.
Streptomcyes niveoruber clearly differs from the new strain in that the surface structure of the spores of the former is smooth, while those of the latter are thorny. Furthermore, Streptomyces albosporeus differs from the new strain in that Streptomyces albosporeus forms an aerial mycelium, which is predominantly straight, clearly showing red growth on sucrose-Czapek agar and on glycerol-calcium-malate agar, but does not produce aerial mycelium on starch agar. Streptomyces erythraeus is different from the new strain in that Streptomyces erythraeus shows a red-colored growth on sucrose-Cza pek agar and on potato stamps and a cream-colored growth on glucose-asparagine agar and starch-synthetic agar, on which the new strain is more reddish tinted growth produced.
Furthermore, Streptomcyces purpurascens is similar to the new strain due to the thorny structure of the spore surface, but the former differs from the latter in that the former produces noticeably soluble pigment of red color on synthetic culture media, while the latter is devoid of such soluble pigment.
The comparison of the new strain was also carried out with Streptomyces microflavus and Streptomyces roseoflavus, which belong to the Flavus series but are considered to be closely related to the new strain. In terms of their cultural characteristics, Streptomyces microflavus and Streptomyces roseoflavus are closely related to the new strain in certain respects, but these two strains produce spores with smooth surfaces (H. D.
Tresner et al Journal of Bacteriology, Vol. 91, pages 1998 to 2005, 1966), which is clearly different from the thorny structure of the spores of the new strain.
Consequently, no strain can be found among the known species of the genus Streptomyces which matches the new strain.
On the other hand, the new antibiotics SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 substances produced by the new strain are typical of the macrolid antibiotics. Among the novel antibiotic substances produced according to the present invention, the substance SF-837-A2 has an absorption maximum at a wavelength of 232 mu in ultraviolet light, and hence this substance can be used as the antibiotic of the same series as leucomycin, josamycin.
Spiramycin, Miamycin and Tertiomycin are considered.In addition, the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 have a high absorption maximum near the wavelength of 280 mp in the ultraviolet spectrum and as a result, these two substances can be used as antibiotics of the same series, such as niddamycin, Carbomycin B, Tylosin, Relomycin and Macrocin can be considered.
The microbiological properties of the new strain are therefore compared in the following with those of those microorganisms which produce the above-mentioned known antibiotics.
It is easily seen that the new strain is different from the leucomycin producing microorganism Streptomyces kitasatoensis, the josamycin producing microorganism Streptomyces narbonensis var. Josamyceticus, the spiramycin producing microorganism Streptomyces ambofaciens, the Miamycin producing microorganism Streptomyces ambofaciens. the tertiomycin producing microorganism Streptomyces eurocidicus, the niddamycin producing microorganism Streptomyces albire ticuli, the carbomycin B producing microorganism
Streptomyces halstedii. the tylosin and macrocin producing microorganism Streptomyces fradiae and the relomy cin producing microorganism Streptomyces hygroscopi cus, there are clear differences between the morphological ones
Ultraviolet rays, X-rays, high frequency electromagnetic waves, radioactive rays, chemicals, etc. All natural and artificial variants and mutations of the new strain can be used in the method according to the invention as long as they retain their ability to produce one of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4.
According to the method of the present invention, the new strain or its variants or mutants can be cultured in a known manner in a culture medium which contains the nutrients which are usually required by the microorganisms. All known nutrients which have conventionally been used for the cultivation of Streptomyces can be used as nutrient sources. For example, glucose, starch, glycerin, dextrin, sucrose, saccharified starch, molasses and the like are suitable as a carbon source. Soybean meal, wheat embryo, meat extract, peptone, corn steep liquor, soluble vegetable protein, dried yeast, ammonium sulfate, sodium nitrate and the like can be used as the nitrogen source.
If necessary, inorganic salts such as calcium carbonate, sodium chloride, potassium chloride, phosphates and the like can be added to the culture medium. In addition, organic and inorganic materials can be added which promote the growth of the new strain and support the production of at least one of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4.
As a method for culturing the new strain, liquid cultivation, and particularly liquid cultivation under submerged aerobic conditions, is particularly preferable, similar to the general methods for the production of the known antibiotics. The cultivation takes place under aerobic conditions, and the suitable fermentation temperature is in the range of 20 to 30 C. However, for the production of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 in industry or in the laboratory often preferred to carry out the cultivation at a temperature in the vicinity of 28 ° C.
Under these conditions, the concentration of substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-AA in the culture broth reaches a maximum after 2 to 5 days of fermentation, both with the shake culture method and with the tank culture method.
Substance SF-837 is the main metabolic product of Streptomyces mycarofaciens, and Substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 are normally produced in smaller amounts, which total in the range of about 5 to 20 Percent by weight of the produced SF-837 substance.
The substances SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be produced at the same time by cultivating the new strain and have similar physicochemical properties as already mentioned. They can be obtained, purified and isolated from the culture broth, and in general any known method for obtaining, purifying and isolating known basic antibiotics can be used.
The substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be obtained from the culture broth in various ways.
The mixture of substances SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 produced by culturing the new strain is present in the solid phase, which contains the mycelium cake, as well as in the liquid phase of the Culture. The culture can therefore be filtered in a known manner to give the filter cake (i.e. the solid phase containing the mycelium cake) and separately therefrom the filtrate (i.e. the liquid phase of the fermentation broth).
The active substances present in the filtrate can be mixed with a suitable, water-immiscible organic solvent, such as. B. ethyl acetate, butyl acetate, chloroform, benzene, ethyl ether, methyl isobutyl ketone, butanol, etc.
extracted under neutral or weakly alkaline conditions. The active substances present in the filter cake can also be extracted with acidified water or with a suitable water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, etc. The culture can, however, also be extracted directly with a water-immiscible organic solvent tel can be extracted without first filtering the Myce liumkuchens, so that the active substances immediately from the
Culture can be transferred into the organic solvent used.
The active substances carried over in solution into the organic solvent can then be extracted again with acidified water. The extract obtained in acidified water can then be neutralized or made weakly alkaline by adding alkaline substances in sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate or sodium bicarbonate and then shaken together with a suitable organic solvent, so that the active substances again pass into the organic solvent phase. By repeating these mutual extraction operations, the impurities can be largely removed from the active substances.
The extract in the organic solvent can then be evaporated to dryness under reduced pressure, so that a crude powder is obtained which contains the substances SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4. However, the solution of the active substances in unacidified water can either be freeze-dried as such to give the acid addition salts of the active substances, or the aqueous solution can be neutralized or made weakly alkaline by adding a suitable alkaline material to give the active substances in shape to precipitate the free base.
The substances SF-837, SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 are basic in nature, as already mentioned above, and the culture or its filtrate or solution of the active substances can also be mixed with ion exchangers such as ion exchange resins, z. B. Amberlite IRC-50, etc. and ion exchange cellulose are treated so that the active substances are absorbed by the ion exchanger and can then be eluted therefrom using a suitable solvent.
The obtained raw powder containing the active substances mixed can be further purified by extraction with a suitable organic solvent, e.g. B. Benzene, which can dissolve the active substances but not the impurities, by washing with a suitable organic solvent such as petroleum ether, ligroin or n-hexane, which practically cannot dissolve the active substances, but dissolves the impurities well, and / or by adding petroleum ether, ligroin or n-hexane to a solution of the active substances in a solvent, such as. B. benzene.
In this way, a purified mixture of SF-837 substance with substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be obtained, in which the total amount of SF-837-A2, SF-837 -A3 and SF-837-A4 substances is usually in the range of about 5 to 20 percent by weight of the content of SF-837 substance, depending on the fermentation conditions, the type of production, the purification methods used and various other factors. As such, this purified mixture is ready for processing into medicaments and for administration for therapeutic purposes without isolating the individual components.
If desired, the purified mixture of
SF-837 substance with small amounts of the substances
SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be converted directly into a mixture of the acid addition salts of the individual components by converting the mixture of the free bases in an organic solvent, e.g. B. Ethyl ether. dissolves the solution with a solution of an organic or inorganic acid, z. B. hydrochloric acid, sulfuric acid, tartaric acid, Zi tronic acid, dissolved in a suitable organic solvent medium, z. B. ethyl ether, treated and in this way the
Acid addition salts precipitate in the form of a mixture, which can be filtered and dried and then as such is ready for further processing into medicaments and for administration for therapeutic purposes.
The cleaned mixture of the free bases can also tion in a Ge mixture of acetyl derivatives in the usual way by Acetylie, z. B. by dissolving in pyridine, treating the solution with acetic anhydride at room temperature or slightly elevated temperature for a sufficient period
Time to get the diacetyl derivatives of the substances SF-837 and
SF-837-A2 and the monoacetyl derivatives of the substances SF-837-A3 and SF-837-A4, and precipitation of the acetylation products by adding ice water to the reaction mixture, are converted. The mixture of acetylated derivatives can then be filtered and washed with water in order to be cleaned of the impurities, and this mixture can then be used as such for further processing and administration for therapeutic purposes.
In order to achieve separation of the active substances from one another, it is effective to use chromatographic methods using a suitable adsorbent, e.g. Activated alumina or silica gel and the like, and a suitable developing solvent, as well as various types of countercurrent distribution methods, either alone or in combination. In a purified mixture of the active free bases, which was obtained by the method described above, the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 usually the quantitatively smaller components and are present in smaller quantities than the SF-837 substance.
To isolate the components, it is therefore advisable to first subject the purified mixture of the free bases to a countercurrent distribution by an
SF-837 substance-rich fraction from a fraction which is rich in a mixture of substances SF-837-A2,
SF-837-A3 and SF-837-A4 to separate, and these two fractions are then separately subjected to chromatography on silica gel or aluminum oxide in order to obtain a complete
To achieve isolation of the components from each other.
In general, the separation of the active Substan zen can be carried out with advantage such that one z. B.
a solution of the above-mentioned crude powder, which contains the active substances mixed, in a suitable organic solvent of chromatography over a column of activated alumina or silica gel using a mixture of ethyl acetate
Benzene (1: 1) or benzene-acetone (4: 1) as developer solvent and, if necessary, this chromatographic solvent
Procedure repeated several times. Usually, the active substances can be eluted from the alumina column one after the other, in that order
SF-837-A4, SF-837-A3, SF-837-A2 and finally SF-837 substance when developing with ethyl acetate-benzene (1: 1). A small portion of each of the fractions of the eluate is examined simultaneously using aluminum thin layer chromatography.
Fractions which result in a single spot which is characteristic of one of the active substances. and which therefore can be confirmed to contain only a single one of the active substances, are combined and then evaporated to dryness under reduced pressure. and these operations are repeated with each of the fractions containing one of the active substances alone.
In this way, the pure free bases of the substances SF-837-A2, SF-837-AJ and SF-837-A4 can be separated from one another and obtained in the form of white-colored powders.
For cleaning and separating the substances SF-837-A2.
SF-837-A3 and SF-837-A4 can also use any of the known methods that have been used for the purification and separation of macrolid antibiotics, since the new substances are also members of the macrolid antibiotics. However, the production, or isolation, purification and separation of the substances SF-837-A .. is preferred.
SF-837-A3 and SF-837-A4 were carried out from the culture broth of the new strain and from each other through the following steps. Growing the new strain at a temperature of 20-30 "C in a deeply aerated liquid medium containing known assimilable nitrogen and carbon sources until significant antibacterial activity is achieved in the culture broth, filtering the culture, extracting the culture filtrate at pH from 7 to 9, with a water-immiscible organic solvent which dissolves the active substances, e.g. ethyl acetate, butyl acetate, chloroform, ethyl ether, methyl isobutyl ketone and butanol, then re-extracting the organic extract obtained which contains the active substances contains, with dilute aqueous acid (at pH 2 to 3), e.g.
B. aqueous hydrochloric acid, aqueous sulfuric acid and the like, alkalizing the aqueous extract obtained (preferably to pH 7 to 9) by adding alkali, re-extraction of the aqueous extract with one of the water-immiscible organic solvents in order to transfer the active substances into the latter organic solvents, at least one repetition of this transfer of the active substances from an organic extract into a water-immiscible organic solvent into a dilute aqueous acid and then into a further portion of the water-immiscible solvent, concentrating the finally obtained organic solution of the active substances partially purified in this way to dryness in a vacuum,
Dissolving the obtained raw powder of the mixed active substances with ethyl acetate or butyl acetate, passing the solution through - a column of activated carbon, developing with ethyl acetate or - butyl acetate, collecting the active fractions of the eluate, concentrating the active fractions to a smaller volume, extracting the concentrate with aqueous dilute hydrochloric acid, making the aqueous dilute extracts alkaline by adding an alkali, separating the precipitate formed, which consists essentially of the mixtures of active substances, dissolving the precipitate in benzene, chromatographing the benzene solution over a silica gel column using a Mixture of benzene-acetone as developer solvent, collecting the eluate in fractions,
Examine each of the fractions by means of aluminum oxide thin layer chromatography, pooling and concentrating to dryness in vacuo only depending on the fractions which give a single point which is characteristic of the SF-837-A4 substance, the free base of the SF-837-A4 substance is obtained in the form of a white powder, combine and concentrate to dry kene in a vacuum depending on the fractions, which result in a single point that is characteristic of the SF-837 substance, the free base of the SF-837 substance in the form of pure powder is obtained, combine and concentrate to dryness in a vacuum the fractions which are eluted from the silica gel column after the above SF-837-A4 fractions but before the above SF-837 fractions, and which are in solution, both the substance SF -837-A2,
such as the substance SF-837-A3 together with small amounts of the substance SF-837, being a powder of a mixture of SF-837-A, substance and SF-837-A3 substance together with a small amount of the SF-837 -Substance is obtained, dissolving this powder in benzene, chromatographing the resulting solution of the powder in benzene over a column of activated aluminum oxide using a mixture of ethyl acetate-benzene and then a mixture of ethyl acetate-acetone as developer solvent, collecting the eluate in fractions, Examine each of these fractions by aluminum thin layer chromatography.
Combine and concentrate in vacuo only those fractions to dryness which give a single spot characteristic of SF-837-A3 substance. whereby the free base of the SF-837-A3 substance is obtained in the form of pure powder, also combining and concentrating to dryness in vacuo the remaining fractions of the eluate to obtain a powder mainly containing SF-837-A2 substance , redissolving this powder in benzene, chromatographing this benzene solution over a column of activated aluminum oxide using a mixture of ethyl acetate-benzene as the developer solvent, collecting the eluate in fractions, examining each of the fractions by aluminum oxide thin-layer chromatography, combining and concentrating to dryness in vacuo only those factions which have a single spot
which is characteristic of the SF-837-A2 substance, with the free base of the SF-837-A, substance being obtained in the form of pure powder.
The substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4, which have been separated from one another in the pure state as described above, can each subsequently be converted into their acid addition salt or into the above-mentioned acetyl derivative, if desired. The conversion into the acid addition salt can be carried out, for example, by dissolving the free base in a suitable organic solvent, such as ethyl ether, etc. and adding a saturated solution of an organic or inorganic acid, such as tartaric acid, citric acid, acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and the like in ethyl ether, respectively.
The conversion into the diacetyl derivative of the substance SF-837-A2 or into the monoacetyl derivative of the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 can take place, for example, by dissolving the free base in pyridine and then adding a large excess of acetic anhydride to this solution as already described above.
The substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 belong to the class of macrolid antibiotics. The substance SF-837-A2 has an absorption maximum at a wavelength of 232 mIt in the ultraviolet range of the spectrum and can therefore be compared with some of the known macrolid antibiotics, namely with the spiramycin group (1, II and 111), the leucomycin group (A, to Ag and B, to B4), Josamycin, Tertiomycin (A and B) and Miamycin.
The differences between the substance SF-837-A2 and these known macrolid antibiotics are explained below:
First, spiramycin differs from substance SF-837-A2 by the differences in its Rf values in the silica gel thin layer chromatography, which are summarized in Table 5 below, and also by comparing the optical rotation values and the pKa 'values of spiramycin , which are mentioned on pages 304 to 317 of Flelvetica Chimica Acta, Vol. 39., since spiramycin I has a value [x] n -960 and pKa '7.7, spiramycin II [cr], 800 and pKa' 7, 6 and spiramycin III [a] D -79 "and pKa '7.6.
Table 5:
Rl value
Antibiotic developer solvent consisting of n-butanol: acetic acid: water (3: 1: 1)
SF-837-A, substance 0.68
Spiramycin 1 0.11
Spiramycin II 0.13
Spiramycin III 0.19
Tertiomycin A 0.78
Tertiomycin B 0.76
Second, miamycin, leucomycin-B group (B1, B2, B3 and B4) and leucomycin-A2 differ from the substance SF-837-A2 in that miamycin has a zero value for optical rotation [Antibioties and Chemotherapy, pages 37 bis 39 (1957)] by leucomycin-B ,, B2. B3 and B4 have a melting point of 214 to 215 "C, and 214 to 216" C, and
216 to 217 "C, or 221 to 223 C (Gazette of Japanese Patent Publication No. Sho-35-18750), and in that Leu comycin-A2 has a value of es Er" = 158 for the absorption maximum im Ultraviolet portion of the spectrum and a molecular weight of 1220 to 1250 (Gazette of Japanese Patent Publication No. Sho-35-18750).
Third, tertiomycin-A and -B clearly differ from the substance SF-837-A2 by the differences in their melting points, optical rotations and Rf values in silica gel thin layer chromatography, as shown in Table 5 and Table 6. Teriomycin-A has a melting point of 202 to 204 "C and an optical rotation [a] D -44" (Journal of Antibiotics, pp. 105-109 (1955)] and tertiomycin-B has a melting point of 97 to 99 "C and a optical rotation of [a] D -55 "(Journal of Antibiotics, pp. 161 to 163 (1955)].
Fourth, leucomycin-As, A3, A4, A5, A6, A7, A8 and Ag and josamycin differ from the substance SF-837-A2 by direct comparison of their Rf values in alumina thin-layer chromatography (using ethyl acetate as the developing solvent), such as from Table 6 below, and by the known properties of Leucomycin-A ,, as described in the Gazette of Japanese Patent Publication No.
Sho-36-98, and further in that leucomycin-A3 has a melting point of 120 to 121 "C and an optical rotation of [a] D -55.4 (Antimicrobial Agents and Chemotherapy, pages 631 to 636 (1967) ], by the known properties of leucomycin-A4, A5, A6, A7, A8 and Ag, as described in the Journal of Antibiotics, pages 272 to 278 (1968) and by the fact that josamycin has a melting point of 130 to 133 ° C and an optical rotation of [a] D -70 "C (Gazette of Japanese Patent Publication No.
Sho-41-21759).
Table 6: Antibiotics Rf values SF-837-A2 substance 0.84 Josamycin 0.65 Leucomycin-A, 0.08 Leucomycin-A5 0.05 Leucomycin-A7 0.01 Leucomyein-A9 0.02 Leucomycin-A3 0.65 Leucomycin-A4 0 , 60 Leucomycin-A6 Leucomycin-A8 0.53 Tertiomycin-A 0.61 Tertiomycin-B 0.64
From the above explanations, it is clear that the substance SF-837-A2 does not match any of the known antibiotics and is a new substance.
The substances SF-837-A3 and SF-837-A4 have an absorption maximum at the wavelength 280 myt in the ultraviolet range of the spectrum, which is different from that of the substances SF-837 and SF-837-A2, which in turn has an absorption maximum at a Have a wavelength of 232 tnu in the ultraviolet part of the spectrum. However, in view of the above-mentioned physicochemical properties of the substances SF-837-A3 and SF-837-A4, it is clear. that these two substances also belong to the group of macrolid antibiotics.
Among the known group of macrolid antibiotics, carbomycin-B, niddmaycin. Tylosin, relomycin and macrocin are compared with the substances SF-837-As and SF-837-A4 in view of the fact that these known antibiotics also have a remarkable absorption at a wavelength of about 280 m, tt in the ultraviolet region of the spectrum. For comparison, the physico-chemical properties of these antibiotics are summarized in Table 7 below.
Table 7:
Maximum absorption Optical antibiotics Melting point in the ultraviolet ab- Gross formula Molecular rotation Sorptlonssp'ktrum at weight (degrees) Carbomycin B 141-144 C 278 mu (EIGzcom 276) C42H6O5N 825-35 Niddamycin 132-134 C 279 mu (E 275) C40H76O, 4N 783 -43 tylosin 128-132 C 284 with (E, m 245) C45H77O, 7N 907 -46 relomycin 172-175 C 282 mu (E1rn 245) C45H79O, 7N 909 -44 macrocin 134-136 C 283 with (E, 244 ) C45H29O17N 921 -52.5
Annotation:
The data presented in Table 7 are based on the Index of Antibiotics froin Actinomycetes by Um ezawa et al, published in 1967.
First, tylosin, relomycin and macrosin clearly differ from the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 by their gross formula and their molecular weights, and in the case of tylosin by the Rf values, as can be seen from Table 8.
Secondly, carbomycin-B and niddamycin can hardly be distinguished from the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 with regard to their general physicochemical properties, but obviously they are among themselves due to the difference in their Rf values in aluminum thin-layer chromatography, as can be seen from Table 8, distinguishable.
Table 8:
Rf values antibiotics aluminum oxide thin silica gel thin layer chromatography layer chromatography with athylac- phy with benzene tat benzene (2: 1) acetone (2: 1) developed develops SF-837-A3 substance 0.45 0.50 SF-837-A4 substance 0.52 0.55 Carbomycin-B 0.46 0.56 Niddamycin 0.05 0.42 Tylosin 0.02 0.18
When hydrolysed with alkali, one molecule of substance SF-837-A3 gives two molecules of propionic acid and one molecule of substance SF-837-A4 gives one molecule of propionic acid and one molecule of n-butyric acid, while one molecule of carbomycin-B gives acetic acid and isovaleric acid ( Angewandte Chemie, pages 50 to 58, 1957) and one molecule of niddamycin, one molecule of isovaleric acid results (Drugs Research, Vol 12, 1191-5, 1962). This clearly shows
that the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 are different from Carbomycin-B and Niddamycin.
In view of the fact that no ester linkage other than the lactone linkage occurs in tylosin (Tetrahedron Letters, pages 2339-2345, 1964), nor in relomycin, which is the reduced derivative of tylocin (Antimicrobial Agent and Chemotherapy, pages 45 to 48, 1963), tylosin and relomycin differ from the substances SF-837-A3 and SF-837-A4.
From the above it is clear that the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 can be regarded as new antibiotic substances which do not correspond to any of the known macrolid antibiotics.
Example 1:
Streptomyces mycarofaciens identified as ATCC No.
21454 was inoculated into 300 liters of a liquid culture medium containing 2.0% glucose, 1% peptone, 0.50 / 0 meat extract, 0.40 / 0 corn steep liquor, 0.2% NaCl, 0.3% CaCO3 and 0.2 % Pork fat and had a pH of 7.0.
and with stirring and with aeration at 28 C for 70
Hours of cultivation.
The fermented broth was filtered off directly and the filter cake, which contained the mycelium cake, washed with dilute hydrochloric acid. The culture filtrate was combined with the washing liquids, a total volume of 280 liters being obtained (potency 320 mcg / ml). The Fil entered was extracted with 70 liters of ethyl acetate, and 71 liters of the resulting ethyl acetate phase was reduced under reduced
Pressure reduced to about 20 liters. The concentrate was with
Dilute 10 liters of water, bring it to pH 2 by adding 5N hydrochloric acid and shake vigorously. The aqueous phase was separated from the organic phase by adding
3N sodium hydroxide brought to pH 9 and then extracted with 4 liters of ethyl acetate.
The resulting extract of ethyl acetate was then similarly shaken with two liters of aqueous
Hydrochloric acid, in order to transfer the active substances into the latter, and this hydrochloric acid extract in turn is extracted with one liter of ethyl acetate at pH 8. This ethyl acetate extract was then dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure to give 92 g of a crude yellow colored powder.
90 g of this raw powder were dissolved in one liter of ethyl acetate and the solution passed through a column of 1.5 liters of carbon powder which was impregnated with ethyl acetate. Development was carried out using ethyl acetate as the solvent, and the active fractions of the eluate were collected to a total volume of 5.5 liters, which was then reduced under reduced pressure
Pressure were evaporated to dryness and gave 55 g of a white colored powder (potency 700 mcg / mg).
This powder was having a countercurrent distribution
Benzene and 0.3M phosphate buffer (pH 4.4), (2.5 liters of each solvent was used and the migration of the lower mobile layer was performed ten times). The SF-837 substance was the first through third
Tube distributed and predominantly in the second tube, and larger amounts (about 800/0) of the substances SF-837-A7, SF-837-A3 and SF-837-A4 were retained in the first tube.
The contents (2.4 liters) of the first tube were concentrated under reduced pressure and gave 7.7 g of a white powder (potency 720 mcg / mg). This powder was dissolved in 15 ml of benzene, the insolubles were filtered off, and the filtered solution was then passed through a column of 800 ml of silica gel impregnated with benzene. The absorbed active substances were developed chromatographically using a benzene-acetone mixture (4 l) and the eluate was melted as a whole in fractions of 50 ml each. A small part of each of the fractions obtained was subjected to thin layer chromatography on alumina and developed with ethyl acetate-benzene (2: 1).
The factions No. 28 to 30, which gave a single spot in the thin layer chromatogram, were combined and concentrated in vacuo to give 140 mg of a white powder with melting point 120 to 122 "C, which in the analysis as the pure free base of the SF-837-A4 substance was identified.
The factions No. 38 to 57, which gave three spots in thin layer chromatography, were combined and concentrated in vacuo. 1.1 g of a white powder were obtained which, upon analysis, contained
SF-837-A2 and SF-837-A3 substances together with a small amount of the SF-837 substance.
1 g of this white powder was dissolved in 4 ml of benzene.
The solution was subjected to chromatographic separation by passing it through a column of 100 ml
Benzene-impregnated alumina led and with a
Solvent mixture of ethyl acetate-benzene (1: 1) developed. The eluate was taken in fractions of 20 ml each and each fraction was examined by means of aluminum oxide thin-layer chromatography (using ethyl acetate-benzene [2: 1] as developer solvent). The factions No. 30 to 48, which gave a single spot in thin-layer chromatography, were combined and concentrated in vacuo to give 230 mg of a white-colored powder with a melting point of 122 to 125 "C, which in the analysis turned out to be the pure free base of SF-837- A3 substance proved.
After the faction No. 80 was eluted from the column, the developing solvent was changed to a mixture of ethyl acetate-benzene (2 1) and the fractions No. 90 to 125 were collected together and concentrated in vacuo to give 280 mg of a white colored powder, the analysis of which showed a content of about 70 percent by weight of the SF-837-A2 substance. 250 mg of this powder were dissolved in 3 ml of benzene and the solution was again subjected to chromatography through a column of aluminum oxide impregnated with benzene and developed with 300 ml of ethyl acetate-benzene (1: 3) and then with a mixture of ethyl acetate-benzene (2: 1). The eluate was collected in fractions of 5 ml each and each fraction was examined by aluminum oxide thin-layer chromatography.
The factions No. 36 to 47, which gave a single spot in thin layer chromatography, were combined and concentrated in vacuo to give 80 mg of a white colored powder with a melting point of 125 to 128 "C, which was analyzed as the pure free base of SF-837-A2- Substance has been identified.
Example 2:
Streptomyces mycarofaciens was inoculated into 30 liters of a liquid culture medium which contained 3.00 / 0 glucose, 5/0 soluble vegetable protein, 0.20 / 0 KCI and 0.30 / 0 CaCO3 and had a pH of 7.0, and Fermented in a fermentation vessel at 30 "C for 85 hours with stirring and aeration. The fermented broth was filtered directly, and the filter cake, which contained the mycelium cake, washed with dilute hydrochloric acid Liters (potency 300 mcg / ml).
The filtrate (pH 8.4) was extracted with 7 liters of butyl acetate, and the obtained butyl acetate extract was then treated similarly to Example 1 to perform the mutual extraction of active substances, whereby a crude, yellow-colored powder was obtained in a yield of 15.2 g were.
15 g of this crude powder were dissolved in 200 ml of butyl acetate and the solution was subjected to chromatography on a column of 400 ml of carbon impregnated with butyl acetate and then developed with butyl acetate. The active fractions of the eluate were collected to a total volume of 1.8 liters and then concentrated in vacuo to about 220 ml. The concentrate was diluted with 50 ml of distilled water, adjusted to pH 2 by adding 6N hydrochloric acid and then shaken vigorously. The aqueous phase was separated from the organic phase and this aqueous solution was adjusted to pH 9.0 by the addition of 1N sodium hydroxide in order to precipitate a precipitate. This precipitate was filtered and dried in a desicator to give 6.3 g of a white colored powder (potency 720 mcg / mg).
This powder was dissolved in 12 ml of benzene and the insolubles were filtered off. The filtered solution was then chromatographed through a 600 ml column of silica gel impregnated with benzene, and the adsorbed active substances were developed with a mixed solvent of benzene-acetone (6: 1). The eluate was in fractions of each
20 ml collected. The substances SF-837-A2, SF-837-Aj and SF-837-A4 were eluted from the column before the substance SF-837. Each of the fractions was analyzed by silica gel thin layer chromatography (using 2: 1 benzene-acetone as the developing solvent). The factions No.
64 to 82 were combined and concentrated in vacuo to obtain 800 mg of a white colored powder, the analysis of which showed a content of substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 together with a small amount of substance SF -837. This white colored powder was then subjected to chromatographic separation using a silica gel acid. and then subjected to chromatographic separation with an aluminum oxide column, as described in Example 1, 15 mg of the pure SF-837-A2 substance as the free base, 85 mg of the pure SF-837-A3 substance as the free base and 35 mg of the pure SF-837-A4 substance was obtained as a free base in the form of white colored powders.
Example 3:
200 mg each of the free bases of the substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4. which had been isolated in Examples 1 and 2 were added dropwise with a saturated solution of citric acid. The formed precipitates were filtered and dried to give the citrates of substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4 in amounts of 210 mg, 220 and 190 mg, respectively.
Example 4:
300 mg of the SF-837-A3 substance were suspended in 20 ml of distilled water, and an aqueous solution of tartaric acid was added to the suspension. The mixture was shaken well and brought to pH 4. The mixture was then filtered to remove insolubles and the filtrate was freeze-dried to give 340 mg of the tartarate of the SF-837-A3 substance in the form of a white powder with a melting point of 115 ° C.
Example 5:
300 mg of the SF-837-A, substance were dissolved as free base in 1.5 ml of pyridine, and 1.0 ml of acetic anhydride was added to this solution. The mixture was shaken and then allowed to stand at room temperature for 20 hours.
The reaction mixture was then poured into ice water and shaken to give a precipitate. This precipitate was filtered off and dried in a desicator, 330 mg of a white powder being obtained. Recrystallization of this powder from carbon tetrachloride would give 310 mg of the diacetyl derivative of the SF-837-A2 substance in the form of white crystals with a melting point of 130 to 234 "C.
In a similar way, 300 mg each of the substances SF-837-A3 and SF-837-A4 in the form of their free bases were treated with an excess of acetic anhydride in solution in pyridine, so that the mononeetyl derivatives of the substances SF-837-A3 and SF- 837-A4 in the form of white crystals in amounts of 295 mg (melting point 182 to 185 C), or
300 mg (melting point 166 to 168 "C) were obtained.
PATENT CLAIM 1
Process for the preparation of a mixture of SF-837-substance, 5 F-837-A2-substance, SF-837-A3-substance and SF-837-A4-substance or the individual components SF-837-A2-substance, SF- 837-A3 substance and SF-837-A4 substance and acid addition salts thereof, characterized in that a strain of Streptomyces mycarofaciens or its mutants or variants is cultured under aerobic conditions in a culture medium which contains assimilable nitrogen and carbon sources . around a
Mixture of SF-837 substance.
SF-837-A2 substance. SF-837-A3-
To generate and enrich the substance and SF-837-A4 substance in the culture and then this mixture is obtained from the culture and, if necessary, the SF-837-A, substance, SF-837-A;
Substance and SF-837-A4 substance isolated therefrom.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim 1, characterized in that a strain of Streptomyces mycarofaciens of ATCC No. 2145t is cultivated under aerobic conditions in a liquid culture medium which contains assimilable carbon and nitrogen sources in order to produce the SF-837-A, substance, the SF-837-A3-substance and the SF-837-A4-Sub - to generate and enrich punch in the culture, and then the mixture of active substances is isolated from the culture medium and then the substances SF-837-A2,
SF-837-AD and SF-837-A4 separate from each other.
2. The method according to claim 1, characterized in that a strain of Streptomyces myearofaciens of ATCC No. 21454 in a liquid culture medium containing assimilable carbon and nitrogen sources at a temperature of 20 to 30 "C under aerobic conditions until a considerable antibacterial activity is achieved in the culture broth, the culture filters, the
Culture filtrate extracted at a pH of 7 to 9 with a water-immiscible organic solvent for substances SF-837-A2, SF-837-A3 and SF-837-A4, for example ethyl acetate, butyl acetate, chloroform, ethyl ether, methyl isobutyl ketone and butanol, the obtained organic extract containing the active substances, extracted with dilute aqueous acid, for example aqueous hydrochloric acid or aqueous sulfuric acid,
making the obtained aqueous extract alkaline by adding alkali, preferably to pH 7 to 9, extracting the aqueous extract as well as its with a water-immiscible organic solvent in order to convert the active substances into this organic solvent, at least once this transition of the active substances from an organic extract in a water-insoluble organic solvent into a dilute aqueous acid and then into a further portion of the water-immiscible organic solvent, the finally obtained organic solution of the active substances, which was partially purified in this way, evaporated to dryness in a vacuum, dissolving the obtained raw powder of the mixed active substances in ethyl acetate or butyl acetate,
the solution is placed on a column of activated charcoal, eluted with ethyl acetate or butyl acetate, the active fractions of the eluate are collected and concentrated to a smaller volume, the concentrate is extracted with aqueous, dilute hydrochloric acid, the aqueous extract is made alkaline by adding alkali, the formed The precipitate, which consists essentially of the mixed active substances, is separated off, the precipitate is dissolved in benzene, the benzene solution is subjected to column chromatography on silica gel using a mixture of benzene-acetone as the eluent and the eluate is collected in fractions, each of these fractions using aluminum oxide - Thin-layer chromatography examined, those fractions combined and evaporated to dryness in vacuo, which result in a single spot in this thin-layer chromatography,
which is characteristic of SF-837-A4 substance, the free base of SF-837-A4 substance being obtained in the form of a pure powder, those fractions which are obtained from the silica gel column after the
Fractions which give the single spot characteristic of the SF-837-A4 substance are obtained and which contain both the substances SF-837-A3 and SF-837-Aj together
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