DE1296626B - Verfahren zur Herstellung von 11a-Fluortetracyclinen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von neuen 1 Ia-Fluortetracyclinen.

Die Tetracyclin-Antibiotika umfassen eine Gruppe von biologisch aktiven Perhydronaphthacen-Derivaten mit folgenden Strukturmerkmalen. Das angegebene Bezifferungssystem ist das in den »Chemical Abstracts« angewandte.

HO O OH O
Die biologisch aktiven Tetracyclinverbindungen enthalten folgende Substituenten:

Substituenten	Gebräuchlicher Name
4-N(CHa)2, 6-OH, 6-CH3, 12a-0H	Tetracyclin
4-N(CHa)2, 5-OH, 6-OH, 6-CH3, 12a-0H	5-Oxytetracyclin
4-N(CHs)2, 6-OH, 6-CH3, 7-Cl, 12a-0H	7-Chlortetracyclin
4-N(CHs)2, 5-OH, 6-CH3, 12a-OH	6-Desoxy-5-oxytetracyclin
5-OH, 6-CH3, 12a-0H, 6-OH	4-Desdimethylamino-5-oxytetracyclin
4-N(CHa)2, 6-CH3, 12a-0H	6-Desoxytetracyclin
4-N(CHa)2, 12a-0H	6-Desoxy-6-desmethyltetracyclin
4-N(CH3J2, 6-OH, 6-CH3, 7-Br, 12a-0H	7-Bromtetracyclin
4-N(CHs)2, 6-OH, 7-Cl, 12a-OH	6-Desmethyl-7-chlortetracyclin
6-OH, 6-CH3, 12a-OH	4-Desdimethylaminotetracyclin
6-OH, 6-CHs, 7-Cl, 12a-0H	4-Desdimethylamino-7-chlortetra- cyclin
4-N(CHs>2, 6-OH, 12a-0H	6-Desmethyltetracyclin
12a-0H	6-Desoxy-6-desmethyl-4-desdimethyl-
	aminotetracyclin

Die neuen lla-Fluortetracycline sind säurestabil und haben mindestens 1 Wasserstoffatom in 6-Stellung. In den Rahmen der Erfindung fällt auch die Herstellung der Salze, Säuren und Basen, insbesondere Mineralsäuresalze und Alkali- sowie Erdalkalisalze. Die säurestabilen Tetracycline umfassen sowohl 6-Desoxy- und 6-Desoxy-6-desmethyltetracycline als auch die entsprechenden 4-Desdimethylaminoverbindungen. Es ist bekannt, daß die Stamm-Tetracycline, wie Tetracyclin, Oxytetracyclin und Chlortetracyclin, nicht säurestabil sind. Sie werden in Gegenwart von Säure leicht in die entsprechenden Anhydrotetracycline umgewandelt.

Die neuen erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen können durch die folgende allgemeine Formel I dargestellt werden:

R R₁ R

OH

in der R = Wasserstoff oder die Methylgruppe bedeutet, Ri = Wasserstoff oder, wenn R die Methylgruppe ist, die OH-Gruppe bedeutet, R₂ = Wasserstoff oder die Dimethylaminogruppe ist und Y und B = Wasserstoff oder Chlor, Brom oder Jod sind.

Die neuen durch die allgemeine Formel I (Y = H; R, Ri, R₂ und B besitzen die vorstehende Bedeutung) dargestellten lla-Monofluortetracycline stellen wertvolle Zwischenprodukte für die weitere Substitution des Tetracyclinkerns, besonders des D-Rings, dar. Wenn R₂ Wasserstoff ist, können weitere Substitutionen am A- und D-Ring erfolgen.

Es ist bekannt, daß die lla-Stellung des Tetracyclinkerns ziemlich reaktionsfähig ist. Wenn Substitutionsreaktionen an anderen Stellen des Tetracyclinkerns vorgenommen werden, ist es daher erwünscht, die lla-Stellung zu blockieren, z. B. durch Verätherung der enolischen Hydroxylgruppe in der 11- oder 12-Stellung oder durch deren Umwandlung in ein sogenanntes Enamin. Hierdurch wird das aktive Wasserstoffatom in 11-, Ha- und 12-Stellung entfernt. Die neuen lla-Fluortetracycline können in gleicher Weise verwendet werden wie die obengenannten Äther und Enamine, jedoch kann das Fluoratom in lla-Stellung mit einfacheren, nachfolgend beschriebenen Methoden leicht in das Tetracyclinmolekül eingeführt und wieder daraus entfernt werden. Die lla-Monofluortetracycline dienen daher z. B. als Zwischenprodukte bei der Herstellung der entsprechenden 7-Halogen-lla-fluortetracycline und 7,9-Dihalogen-lla-fluortetracycline. Sie können auch als Zwischenprodukte bei der Herstellung von in 7-Stellung substituierten Azo-Tetracyclin-Verbindungen verwendet werden. Diejenigen Tetracyclinderivate, in denen R₂ Wasserstoff ist, sind auch als Zwischenprodukte für die Herstellung von Tetracyclinen brauchbar, die im Α-Ring weitersubstituiert sind. Die lla-Monofluortetracycline haben, ver-

glichen mit den Stamm-Tetracyclinen, eine geringere antibakterielle Wirksamkeit in vitro, jedoch häufig eine gute Wirksamkeit in vivo. Diese Eigenschaft macht sie besonders wertvoll für die humane orale Therapie, insbesondere bei Patienten, die für Diarrhöe und andere Verstimmungen des Verdauungstraktes anfällig sind, weil nicht absorbierte Antibiotika im unteren Darmabschnitt relativ inert sind.

Die nach der Standardreihenverdünnung bestimmten biologischen Aktivitäten sind nachfolgend zusammengestellt.

Antibakterielle Wirksamkeit in vitro

A = lla-Fluor-o-desoxy-o-desmethyltetracyclin B = o-Desoxy-o-desmethyltetracyclin

'5

	A	B
Micrococcus pyogenes var.
aureus	6,3	0,19
Streptococcus pyogenes ....	6,3	0,19
Streptococcus faecalis	12,5	0,19
Diplococcus pneumoniae ..	12,5	0,19
Erysipelothrix rhusiopathiae	6,3	0,19
Corynebacterium diphtheriae	12,5	0,02
Listeria monocytogenes ....	12,5	0,19
Bacillus subtilis	3,12	0,04
Lactobacillus casei	12,5	0,19
Bacterium ammoniagenes ..	12,5	0,19
Aerobacter aerogenes	50	1,56
Escherichia coli	12,5	1,56
Proteus vulgaris	>100	100
Pseudomonas aeruginosa ..	>100	100
Salmonella typhosa	100	1,56
Salmonella pullorum	25	0,78
Klebsieila pneumoniae ....	50	1,56
Neisseria genorrhoeae	12,5	0,19
Hemophilus influenzae ....	6,3	0,09
Shigella sonnei	50	1,56
Erwinia amylovora	100
Phytomonas tumefaciens ..	3,12	—
Bruceila bronchiseptica ....	—	0,19
Malleomyces mallei	0,25	—
Vibrio comma	3,12
Pasteurella multocida	12,5	0,39
Mycobacterium 607	>100	—
Macobacterium berolinense	100	—
Candida albicans	>100	—
Pityrosporum ovale 12078 ..	>100	—
Resistente Stämme von Micro
coccus pyogenes var. aureus
376*)	>100	3,12
400**)	50	1.56
*) Resistent gegenüber Tetracyclin	bei einer Konzentration von
luu y/iui. **) Resistent gegenüber Tetracyclin	bei einer Konzentration von
weniger als 50 y/ml.

30

35

40

45

55

60 inaktiviert werden. Wenn sie in vivo sowohl oral als auch parenteral an Mäusen getestet werden, zeigen sie gegenüber tetracyclinempfindlichen Mikroorganismen, z. B. bei durch Micrococcus pyogenes var. aureus hervorgerufenen Infektionen, eine Aktivität, die der von Tetracyclin vergleichbar ist.

Die hohe In-vivo-Wirksamkeit der lla-Fluortetracycline ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen In-vitro-Wirksamkeiten gewiß unerwartet.

Die neuen Verbindungen können wie die Stamm-Tetracycline zu den verschiedensten Präparaten verarbeitet werden. Sie sind in der Therapie besonders deshalb wertvoll, weil sie im Verdauungstrakt keine nennenswerte Aktivität zeigen, während sie einen systemischen Schutz gegen pathogene Mikroorganismen bieten. Sie sind ferner in Futtermitteln anwendbar oder als Wachstumsstimulantien, in der tierärztlichen Praxis und in der Landwirtschaft.

In der Humantherapie liegt die gewöhnliche orale Dosis der lla-Fluortetracycline für den Durchschnittserwachsenen zwischen etwa 0,1 und etwa 2 g pro Tag. Kapseln oder Tabletten enthalten 25 bis 250 mg Antibiotikum auf Aktivitätsbasis. Suspensionen oder Lösungen in verschiedenen Trägern werden mit Konzentrationen von 5 bis 125 mg/ml angesetzt. Bei parenteraler Verabreichung (intramuskulär oder intravenös) wird die tägliche Dosis auf etwa 0,1 bis 1,0 g beschränkt. Intramuskulär zu verabreichende Präparate umfassen Lösungen des Antibiotikums mit Konzentrationen von 50 bis 100 mg/ml. Intravenös werden die Verbindungen in isotonischen Lösungen mit Antibiotikakonzentrationen von etwa 10 mg/ml verabreicht. Beide Arten von parenteralen Verabreichungsformen werden zweckmäßig in fester Form zur Herstellung vor der Anwendung vertrieben. Natürlich wird in allen Fällen der behandelnde Arzt die den Bedürfnissen des jeweiligen Patienten entsprechende Dosis anangeben. Bei Kindern werden gewöhnlich kleinere Dosen angewendet.

Die 7-Halogen-lla-fluortetracycline, die durch die allgemeine Formel I (B = H; R, Ri, R2 und Y besitzen die vorstehende Bedeutung) dargestellt werden, sind als Zwischenprodukte bei der Herstellung der entsprechenden 7-Halogentetracycline und der in 9-Stellung substituierten Azo-Tetracyclin-Verbindungen brauchbar. Die 7,9-Dihalogen-lla-fluordesdimethylaminotetracycline stellen Zwischenprodukte bei der Herstellung der entsprechenden 7,9-Dihalogentetracycline und der Herstellung von im Ring A substituierten Tetracyclinen dar, z. B. solchen, die im Α-Ring weiter durch Halogen, besonders Brom und Jod in 4-Stellung, substituiert sind, wodurch die Einführung einer Dimethylaminogruppe oder anderer Aminogruppen in 4-Stellung ermöglicht wird.

Die lla-Fluortetracycline werden hergestellt, indem man ein entsprechendes säurestabiles Tetracyclin der allgemeinen Formel II

Werden diese In-vitro-Teste in Gegenwart von menschlichem Serum wiederholt, dann werden ähnliche Ergebnisse erhalten, womit bewiesen ist, daß die antiobiotischen Verbindungen im Blut nicht

OH
CONH,

(H)

HO O OH O

in der R, Ri, R2, B und Y die oben angegebene Bedeutung haben, oder dessen Mineralsäuresalz mit mindestens 1 Moläquivalent Perchlorylfluorid in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base, zweckmäßig bei Temperaturen bis zu 30⁰C, umsetzt.

Obwohl die verschiedenartigsten Basen verwendet werden können, werden die Alkalialkoholate niederer Alkanole und die Alkali- und Erdalkalihydroxyde sowie -carbonate und -bicarbonate als Katalysatoren bevorzugt. Auch andere Basen, wie organische tertiäre Amine, z. B. Trialkylamine, wie Triäthylamin, und heterocyclische Stickstoffverbindungen, wie Pyridin, sind brauchbar, bieten jedoch gegenüber den wirtschaftlicheren Alkoholaten keinen Vorteil. Die bevorzugten Basen sind die Alkalialkoholate niederer Alkanole, wie Natriummethylat, Kaliumäthylat und Lithiumpropylat, ferner Natriumhydroxyd, Lithiumhydroxyd, Kaliumcarbonat und Natriumbicarbonst und -carbonat.

Es soll zwar mindestens 1 Moläquivalent Base pro Mol Ausgangsverbindung verwendet werden, indessen ist auch die Verwendung von höheren als äquivalenten Mengen Base möglich, bringt aber keine nennenswerten Vorteile.

Die Reaktionstemperatur scheint nicht kritisch zu sein, da die Umsetzung innerhalb eines weiten Temperaturbereiches durchgeführt werden kann. Es ist jedoch ratsam, Temperaturen über 30⁰C zu vermeiden, da beträchtliche Nebenreaktionen auftreten können, welche die Ausbeute verringern. Die bevorzugte Temperatur liegt zwischen etwa —10 und +10⁰C. Tiefere Temperaturen können angewandt werden, erfordern jedoch längere Reaktionszeiten.

Das Fluorierungsmittel ist unter gewöhnlichen Bedingungen gasförmig, kann aber bei niedrigen Temperaturen in flüssigem Zustand gehalten werden. In beiden Fällen kann das Perchlorylfluorid in Anteilen oder auf einmal in das Reaktionsgemisch eingeführt werden. Zweckmäßig wird es in gasförmigem Zustand angewandt und kann als solches kontinuierlich durch das Reaktionsgemisch geleitet werden, bis die Monofluorierung beendet ist. Das Reaktionsgemisch kann auch mit dem Gas gesättigt werden, worauf man die Umsetzung einfach von selbst vor sich gehen läßt. Nach einem anderen Verfahren führt man das Gas unter Druck ein. Für diesem Zweck sind herkömmliche Druckbehälter als Reaktionsgefäße brauchbar.

Obwohl mindestens 1 Moläquivalent Perchlorylfluorid pro Mol Ausgangssubstanz erforderlich ist, ist ein Überschuß im allgemeinen empfehlenswert, insbesondere wenn das Perchlorylfluorid als Gas angewandt wird.

Inerte Lösungsmittel für die Fluorierung können leicht durch routinemäßige Laboratoriumsversuche ermittelt werden. Natürlich sollte das ausgewählte Lösungsmittel die Tetracyclinausgangsverbindung lösen. Solche Lösungsmittel sind Wasser, Dioxan, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, der Methyläther von Diäthylenglykol und der Methyläther von Äthylenglykol. Bevorzugte Lösungsmittel für das vorliegende Verfahren sind niedere Alkanole, wie Methanol, Äthanol und Propanol, da man damit die besten Ergebnisse erzielt.

Die Salze der neuen amphoteren Tetracycline mit pharmakologisch verträglichen Säuren und Basen und die Salze der neuen sauren Tetracycline, d. h. der 4-Desdimethylaminoverbindungen mit pharmakologisch verträglichen Basen sind zur Verabreichung in geeigneten Dosen brauchbar. Die mit pharmazeutisch nicht anwendbaren Säuren und Basen gebildeten Salze eignen sich für die Isolierung und Reinigung der neuen Tetracycline und auch für die Herstellung der pharmazeutisch anwendbaren Salze. Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.

Beispiel
11 a-Fluox-6-desmethyl-o-desoxy tetracyclin

Eine Suspension von 4,6 g (10 mMol) 6-Desmethylö-desoxytetracyclin-hydrochlorid in 60 ml Methanol wird auf 0⁰C gekühlt, dann wird Stickstoff durch die Suspension geleitet. Eine Lösung von 20 ml einer 1 η-Lösung von Natriummethylat in Methanol (2OmMoI) wird zugegeben und die Mischung mit Perchlorylfluorid gesättigt. Die Mischung wird dann 24 Stunden in einen Kühlschrank gestellt. Während dieser Zeit geht die Suspension in eine gelbe Lösung über, aus der sich 3,5 g des Chlorats in Form cremefarbener Kristalle abscheiden. Das Filtrat ergibt eine zweite Kristallausbeute geringerer Reinheit. Die Ultraviolettanalyse zeigt Maxima bei 270 und 350 πΐμ.

Zur Fluorierung in Ha-Steilung wird die Tetracyclinverbindung im ausgewählten Lösungsmittel, vorzugsweise einem niederen Alkanol, das einen basischen Katalysator, z. B. ein Alkalialkoholat, Natriumhydroxyd, Lithiumhydroxyd, Kaliumcarbonat, Natriumbicarbonat oder -carbonat enthält, bei Atmosphären- oder erhöhtem Druck mit Perchlorylfluorid behandelt. Hierfür ist ein übliches Druckgefäß brauchbar. Das Gemisch wird bei Temperaturen von vorzugsweise —10 bis +10⁰C, gewöhnlich bei 0 bis 5°C stehengelassen. Nach etwa 24 Stunden fallt das Reaktionsprodukt gewöhnlich aus. In manchen Fällen kann es notwendig sein, die Ausfällung durch Einengen und/oder Zugabe eines Nichtlösungsmittels, wie Äther, zu bewirken.

Nach diesem Verfahren können z. B. folgende lla-Fluortetracycline aus den entsprechenden Ausgangsverbindungen hergestellt werden:

lla-Fluor-6-desoxytetracyclin, ■

11 a-Fluor-^-desdimethylamino-o-desoxy-6-desmethyltetracyclin,

1 la-Fluor-o-desoxy-S-oxytetracyclin,
7-Chlor-l 1 a-fluor-6-desoxy tetracyclin,

T-Brom-lla-fluor-o-desoxy-desmethyltetracyclin,

lla-Fluor^desdimethylamino-o-desoxytetracyclin.

Bei der Fluorierung von 4-Desdimethylaminotetracyclinen wird die Umsetzung vorzugsweise in niederen Alkanolen durchgeführt und das Produkt nach einer Reaktionszeit von etwa 10 bis 20 Minuten durch Zugabe von Wasser ausgefällt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Ua-Fluortetracyclinen der allgemeinen Formel

CO-NH₇

HO O

F OH

in der R = Wasserstoff oder die Methylgruppe, R₁ = Wasserstoff oder, wenn R die Methylgruppe ist, die OH-Gruppe bedeutet, R2 = Wasserstoff oder die Dimethylaminogruppe ist und Y und B = Wasserstoff oder Chlor, Brom oder Jod sind, dadurch gekennzeichnet, daß man ein entsprechendes säurestabiles Tetra-

cyclin der allgemeinen Formel

CONH₂

HO O OH O

in der R, Ri, R2, B und Y die oben angegebene Bedeutung haben, oder dessen Mineralsäuresalz mit mindestens 1 Moläquivalent Perchlorylfluorid in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base, zweckmäßig bei Temperaturen bis zu 30⁰C, umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base Natriummethylat verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Methanol verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reaktionstemperatur von - 10 bis +10° C anwendet.

909 523/441