DE1804392A1 - 9-0-Kalamycinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

The Upjohn Company Kalamazoo, Mich., V.St.A.

9-0-Kalamycinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft 9-0-Kalamycinderivate der allgemeinen Formel

(D

worin R ein C-- bis C.,*-Alkylrest sowie Isomere davon, ein Acylrest einer Cp- bis C-o-Kohlenwasserötoffcarbonsäure, einer .halogen-, nitro-, hydroxy-, amino-, cyan-, thiocyan- oder nieder-alkoxysubstituierten Cp- bis C-g-Eohlenwasserstoffcarbonsäure oder ein niederer Alkoxycarbonylrest ist sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Diese Kalamycinderivate können als fungizide Mittel verwendet werden, z.B. um das Wachstum von Cryptococcus neoformans in Taubenschlägen zu verhindern.

Kalamycin ist ein Antibiotikum, welches aus kalamycinproduzierenden Actinomycetin entsteht. Methoden zur Herstellung,

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Isolierung und Reinigung von Kalamycin sind im U.S. Patent 3.3OO.382 beschrieben. Kalamycin ist insbesondere als fungizides Mittel geeignet, obwohl es auch gegen grampositive und gramnegative Bakterien wirksam ist.

Es wurde nun gefunden, daß man neue 9-O-Kalamycinderivate herstellen kann, welche wie Kalamycin fungizide Wirkung den gleichen Pilzen gegenüber aufweisen, aber unerwarteterweise viel weniger toxisch als Kalamycin sind. So z.B. besitzt 9-O-Methylkalamycin, welches durch Umsetzung von Kalamycin mit Methyljodid hergestellt wird, eine maximal zulässige * Dosis (MTD) von etwa 40 mg/kg, im Vergleich zur MTD von Kalamycin, welche etwa 10 mg/kg beträgt. Diese MTD-Werte wurden in Versuchen mit 18-20 g wiegenden CP-1-Mäusen, in Gruppen von 5 Stück, bestimmt. Man spritzte die zu untersuchenden Verbindungen subcutan ein, und zwar eine Dosis täglich während 4 Tagen.

Die neuen 9-0-alkylierten Kalamycine können erfindungsgemäß hergestellt werden,, indem man Kalamycin mit einem Alky!halogenid, vorzugsweise einem Alkyljodid, in Gegenwart eines jodid- oder halogenidausfällenden Mittels, wie z.B. Silberoxid, umsetzt. Die neuen 9-0-acylierten Kalamycine können durch direkte Acylierung von Kalamycin mit einem Säurehalogenid oder -an- W hydrid einer Kohlenwasserstoffcarbonsäure in Gegenwart eines säurebindenden Mittels hergestellt werden.

9_0-alkylierte Kalamycine werden hergestellt, indem man Kalamycin mit einem Alky!halogenid, vorzugsweise einem Alkyljodid, in Gegenwart eines halogenausfällenden Mittels, wie z.B. Silberoxyd, Silbercarbonat oder ähnlichen Verbindungen umsetzt. Vornehmlich führt man dje Reaktion unter Rückfluß 4-10 Stunden lang durch. Niedrigere Reaktionstemperaturen, z.B. unterhalb der Rückflußtemperatür, können ebenfalls angewandt werden, aber dadurch wird unnötigerweise eine Verlängerung der Reaktionszeit hervorgerufen. Man kann den Reaktionsverlauf durch Dünnschicht-Chromatographie (TLC) unter Verwendung von Silicagel

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verfolgen, welches anschließend durch ein Lösungsmittel-System, das aus Aethylacetat-Cyclohexan (3:5, v:v) besteht, entwickeln. Wenn nach der TLC kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden ist, so kann man die Reaktionsmischung filtrieren und das Filtrat mit einer Mineralsäure, wie z.B. Salzsäure, ansäuren. Anschließend kann man das angesäuerte Piltrat zur Trockne eindampfen und in einen Exsikkator trocknen. Es is-t möglich, kristallines 9-0-alkyliertes Kalamycin aus dem getrockneten Rückstand zu gewinnen, indem man diesen in siedendem Aceton löst. Nach dem Lösen tritt spontan Kristallisation des gewünschten Produktes ein.

Beispiele für Alkylhalogenide, die man in dem erfindungsgemässen Verfahren verwenden kann, sind ;

Methyljodid, Äthyljodid, Äthylbrornid, Äthylchlorid, Propyljodid, Butyljodid, Pentyljodid, Hexyljodid, Heptyljodid, Octyljodid, Nonyljodid, Decyljodid, Undecyljodid, Dodecyljodid, TrideqjjLjodid, Tetradecyljodid, Pentadecyljodid, Hexadecyljodid und ähnliche .

9-0-acylierte Kalamycine kann man durch direkte Acylierung von Kalamycin mit einem Säurehalogenid oder -anhydrid einer Kohlenwasserstoffcarbonsäure in Gegenwart eines schwacfysäurebindenden Mittels erhalten. Geeignete säurebindende Mittel sind Amine wie Pyridin, Chinolin und Isochinolin sowie Puffersalze wie Natriumacetat. Die bevorzugte Base ist x'yridin. Für eine Veresterung geeignete Carbonsäuren sind:

Ca) gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte, aliphatische Carbonsäuren, wie z.B. Essig-, Propion-, Butter-, Isobutter-, tert.-Butylessig-, Valerian-, Isovalerian-, Capron-, Capryl-, Decan-, Dodecan-, Laurin-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Acryl-, Croton-, Undecylen-, Olein-, Hexin-, Heptin-, Octinsäure und ähnliche}

(b) gesättigte oder ungesättigte alicyclische Carbonsäuren, wie z.B. Cyclobutancarbonsäure, Cyclopentancarbonsäure, Cyclopentencarbonsäure, Methylcyclopentencarbonsäure, Cyclohexancarbonsäure, Dimethylcyclohexancarbonsäure, Dipropylcyclohexancarbonsäure und ähnliche;

(c) gesättigte oder ungesättigte, alicyclische aliphatische Car-

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bonsäuren, wie z.B. Cyclopentanessig-, Cyclopentanpropion-, Cyclohexanessig-, Cyclohexanbutter-, Methylcyclohexanessigsäure und ähnliche;

(d) aromatische Carbonsäuren, wie z.B. Benzoe-, Toluyl-, Naphthoe-, Äthylbenzoe-, Isobutylbenzoe-, Methylbutylbenzoesäure und ähnliche 5 und

(e) aromatisch-aliphatische Carbonsäuren, wie z.B. Phenylessig-, Phenylpropion-, Phenylvalerian-, Zimt-, Phenylpropiol- und Naphthylessigsäure und ähnliche. Geeignete Halogen-, Nitro-, Hydroxy-, Amino-, Cyan-, Thiocyan- und Niedrig-alkoxykohlen-

■ wasserstoffcarbonsäuren sind die weiter oben angegebenen Kohlenfc wasserstoffcarbonsäuren, substituiert durch eine oder mehrere Halogen-, Nitro-, Hydroxy-*, Amino-, Cyan-, Thiocyan- oder niedere Alkoxygruppen, vorteilhafterweise niedere Alkoxygruppen mit nicht mehr als 6 C-Atomen, z.B. Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, Butoxy-, Amyloxy-, Hexyloxygfuppen sowie deren isomere Formen. Beispiele für derartige substituierte Kohlenwasserstoffcarbonsäuren sind : Mono-, Di- und Trichloressigsäure, du- und ß-Chlorpropionsäure, aU- und Y -Brombuttersäure, _t;C- und J -Jodvaleriansäure, Mevalonsäure, 2- und 4-Chlorcyclohexancarbonsäure, Shikimisäure, 2-Nitro-1-methyl-cyclobutancarbonsäure, 1,2,3,4,5,6-Hexachlorcyclohexancarbonsäure, 3-»-Brom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 4- und 5-Brom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 5- und e-Brom^-methylcyclohexancarbonsäure, 2,3-Dibrom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 2,5-Dibrom-P . 2-methylcyclohexancarbonsäure, 4,5-Dibrom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 5,6-Dibrom-2-methylcyclohexancarbonsäure, 3-Brom-3-methylcyclohexancarbonsäure, 6-Brom-3-methylcyclohexancarbonsäure, 1,6-Dibrom-3-methylcyclohexancarbonsäure, 2-Brom-4-me thylcyclohexancarbonsäure, 1,2-Dibrom-4-methylcyclohexancarbonsäure, 3-Brom-2,2,3-trimethylcyclo§entancarbonsäure, 1-Brom-3,5-dimethylcyclohexancarbonsäure, Homogentisinsäure, o-, m- und p-Chlorbenzoesäure, Anissäure, Salicylsäure, p-Hydroxybenzoesäure, ß-Resorcylsäure, Gallussäure, Veratrinsäure, Trimethoxybenzoesäure, Trimethoxyzimtsäure, 4,4'-Dichlorbenzilsäure, o-, m- und p-Nitrobenzoesäure, Cyanessigsäure, 3,4- und 3,5-Dinitrobenzoesäure, 2,4,6-Trinitrobenzoesäure, Thiocyanessigsäure, Cyanpropionsäure', Milchsäure, Äthoxyameisensäure (Äthyl-Wasserstoff cärbonat) und ähnliche Säuren. · ■

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Die Acylierung wird zweckmäßigerweise ausgeführt, indem man eine Lösung von Kalamycin in einem Säureanhydrid mit einer geringen Menge einer Base unter Erhitzen der erhaltenen Mischung behandelt und gegebenenfalls kurze Zeit auf etwa 10O⁰C erhitzt, um die Reaktion zu beendigen. Man kann der Reaktionsmischung Wasser hinzufügen, um das Acylierungsmittel zu hydrolysieren. Das gewünschte Produkt kann dann nach bekannten Methoden isoliert werden.

Die neuen, erfindüigsgemäß herstellbaren Verbindungen sind gegen verschiedene Fungi aktiv. So z.B. hat 9-0-Methylkalamycin eine fungizide Wirkung gegen die folgenden Pilze: Nocardia asteroides, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis, Geotrichum sp., Hormodendrum compactum, Phialophora verrucosa, Cryptococcus neoformans, Histoplasma capsulatum, Sporotrichum schenckii, Monosporium apiospermum, Trichophyton rubrum, Microsporum canis, Trichophyton interdigitale, Candida albicans, Trichophyton violaceum, Trichophyton asteroides und Trichophyton mentagrophytes. Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen werden z.B. verwendet, um Taubenschläge zu behandeln und die in den Taubenexkremente enthaltenen Fungi zu inhibieren. Man kann diese Verbindungen als fungizide Mittel für Oberteile von Schuhen nach dem U.S. Patent 3.130.505 anwenden. Die neuen Verbindungen finden auch zum Reinigen von Laboratoriums-Tischen und Ausrüstungen in mykologischen Laboratorien Anwendung; man verwendet sie auch, um das Wachstum von Actinomyceten in Erdverdünnungsplatten auf einem Aglr-Nährmedium anzuregen (vgl. Canadian Journal of Microbiology, Bd. 12, S. 1091, 1966).

Folgende Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben, ohne sie jedoch zu begrenzen. Die Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente und wenn nicht anders angegeben, alle Verhältnisse von Lösungsmittelmischungen auf das Volumen.

Beispiel 1

9-0-Methylkalamycin

(3,4,5,10-Tetrahydro-4-hydroxy-9-methoxy-1-methyl·- 5,IO-dioxo-IH-naphtho/2,3-c7pyran-3-essigsäure- 7Γ -Lacton)

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CH-.O

■Η-

Methyljοdid
Ag₂O

(ID

Kalamycin

9-0-Me thylkalamycin

Zu 3 g (0,01 Mol) Kalamycin in 150 ecm trockenem Aceton gab man 150 ecm Methyljodid. Die Lösung wurde unter Rückfluß zum Sieden gebracht und man fügte 1,5 g Silberoxyd hinzu. Nach einer Stunde gab man nochmals 1,5 g Silberoxyd zur Reaktionsmischung und ein drittes Mal 2 Stunden nach Reaktionsbeginn. Es wurde unter Rückfluß gerührt, und man verfolgte den Reaktionsverlauf durch Dünnschicht-Chromatographie mit Silicagel. Dieses wurde mit Äthylacetat-Cyclohexan (3;5) entwickelt. Nach dem Verschwinden des Ausgangsmaterials filtrierte man die Mischung und säuerte mit 0,1 η HCl an. Das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft und im Exsikkator getrocknet. Man löste den Rückstand in kochendem Aceton und kristallisierte unter Abkühlung$ Ausbeute 1,38 g 9-0-Methylkalamycin. Durch Umkristallisation erhielt man 950 mg 9-0-Methylkalamycinkristalle mit einem Schmelzpunkt von 205° - 215⁰C.

Analyse;

Berechnet für

Gefunden:

64,97;
65,05;

(M = 314,28): 4,4-9? 4,84.

Molekulargewicht nach Massenspektrometrie: 314.

Beispiel 2

Wenn man Methyljodid von Beispiel 1 durch Äthyljedid, Äthylbromid, Propyljodid, Butyljodid, Pentyljodid, Hexyljodid, Heptyljodid, Octyljodid, Nonyljodid, Decyljodid, Undecyljodid, Dodecyljodid,

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Tridecyljodid, Tetradecyljodid, Pentadecyljodid und Hexadecyljodid ersetzte, erhielt man die entsprechenden 9-0-Alkylkalamycine.

Beispiel 3

Man vermischte etwa 40 mg Kalamycin mit Essigsäureanhydrid (2 ml) und fügte 1 Tropfen Pyridin hinzu. Die Mischung wurde auf dem Dampfbad eine halbe Stunde lang erhitzt und danach einen Tag lang bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Anschliessend gab man Eiswasser zu der Mischung und konnte einen orangen Peststoff isolieren. Dieser Feststoff wurde durch Chromatographie an Silicagel gereinigt mad man erhiäLt 9-0-Acetylkalamycin.

Analyse:

Berechnet für C₁₈H₁₄O₇ ; (M = 342,29): cyl 63,16 , *1 0$ 32,72.

Beispiel 4-

In diesem Beispiel ersetzte man das Essigsäureanhydrid von Beispiel 3 durch Anhydride von Kohlenwasserstoffcarbonsäuren mit 3 bis 12 C-Atomen. Man erhielt die entsprechenden 9-0-Acylkalamycine.

Beispiel 5

Das Essigsäureanhydrid von Beispiel 3 wurde durch Anhydride von Wasserstoffcarbonsäuren mit 10 bis 18 C-Atomen ersetzt. Man führte die Reaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels aus, z.B. Diäthyläther, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff und ähnliche. Die entsprechenden 9-0-Acylkalamycine wurden erhalten.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. 9~O-Kalamycinderivate der allgemeinen Formel R

(D

worin R ein C.- bis C.g-Alkylrest sowie Isomere davon, ein Acylrest einer Cp- bis C.g-Kohlenwasserstoffcarbonsäure, einer halogennitro-, hydroxy-, amino-, cyan-, thiocyan- oder nieder-alkoxysubstituierten C„- bis C.o-Kohlenwasserstoffcarbonsäure oder ein niederer Alkoxycarbonylrest ist.

2. Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R eine C^- bis C.g-Alky!gruppe sowie Isomere davon ist.

3. Js^jSjlOy lH-naphtho-/^2,3~£/-pyran-3~essigsäure-V' -lacton, eine Ver bindung gemäß Anspruch 1.

4. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel

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mit einem Alkylhalogenid in Gegenwart änes halogenidausfällenden Mittels umsetzt.

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Verbindung gemäß Anspruch 4 Methyljodid in Gegenwart von Silberoxid mit Kalamycin unter Rückfluss umsetzt.

Für: The Upjohn Company

Rechtsanwalt

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