DE2361159C3

DE2361159C3 - 3'-Desoxy-neamin-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel

Info

Publication number: DE2361159C3
Application number: DE2361159A
Authority: DE
Inventors: Sumio Tokyo Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1982-04-29
Also published as: CA1016165A; AT332543B; DE2366288B2; JPS4980038A; AR201932A1; NL7316777A; ES421251A1; GB1426910A; NL164040C; ATA1031873A; FR2209745B1; FR2209745A1; DE2361159B2; JPS57876B2; DE2366288C3; BE808393A; NL164040B; DE2361159A1

Description

4. Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxy-6'-N-methylneamin nach Ansprach ¹ dadurch gekennleichnet. daß man

(A) Neamin der Formel

NH;

% NH,

OH

HO

ι ()

NHj

Oll

in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit üblichen Aminoschutzgruppen an den vier Aminogruppen überführt.

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit den vier Aminoschutzgruppen und mit einer cyclischen Acetal- oder Ketalgruppe an den 5- und 6-Hydroxylgruppen überführt.

(C) die gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltene Verbindung mit höchstens 1,5 MnI Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50" ( oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylswlfony! oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer lern peratur bis zu etwa 5O⁰C I bis 24 Stunden umsetzt,

(D) den gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen 3''OSulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100" C umsetzt,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene 3'-Jod-Verbindung oder3'-Brom-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt,

(F) aus dem gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-Desoxyneamin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet,

(G) das gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Desoxyneamin mit Benzyloxycaibonylchlorid, Benzyl-(p-nitrophenyl)-carbonat oder N-^BenzyloxycarbonyloxyJ-succinimid umsetzt und

(H) das gemäß Verfahrensstufe (G) erhaltene ö'-N-Benzyloxycarbonyl-S'-desoxy-neamin mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert und das erhaltene 3'-Desoxy-6'-N-methyl-neamin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.

5. Arzneimittel, dadurch gekennzeichnet daß es aus einer Verbindung nach Anspruch 1 und üblichen Trägerstoffen und/oder Verdünnungsmitteln und/ oder Hilfsstoffen besteht

Die Erfindung betrifft antibiotisch wirksame neue 3'-Desoxy-neamin-DiHvate der angegebenen allgemeinen Formel (1), Verfahren zu ihrer Herstellung sowie

jo diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel; sie betrifft insbesondere die neuen 3'-Desoxy-neamin-Derivate 3'-Desoxy-6-N-methyl-neamin, 3'-Desoxy-6'-N-methylkanamycin B, 3'-Desoxy-ribostamycin und 3'-Desoxy-6'-N-methyl-ribostamycin und deren pharmakologisch verträgliche Säureadditionssalze. Verfahren zu ihrer Herstellung sowie diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel, die für die therapeutische Behandlung von durch grampositive und gramnegative Bakterien hervorgerufenen Infektionen verwendbar

jo sind.

Neamin, Kanamycin und Ribostamycin sind bekannte Aminoglykosid-Antibiotika, die wertvolle chemotherapeutische Mittel darstellen und daher in großem Umfange verwendet werden (vgl. »The Journal of Antibiotics«. 1970, Band 23, S. 155 bis 161. und S. 173 bis 183).

In den letzten Jahren treten aber zunehmend Mikroorganismenstämme auf. die gegenüber diesen bekannten Aminoglykosid-Antibiotika resistent sind

in Bei Untersuchungen über den Mechanismus der Resistenz solcher Bakterienstämme haben H. Umezawa und andere gefunden, daß einige von Patienten isolierte Stämme gramnegativer Bakterien, die den R-Faktor tragen, wie Styphylococcus aureus und Pseudomona·.

-,·, aeruginosa, gegenüber Kanamycin resistent sind, wobei die Resistenz darauf beruht, daß von diesen Bakterien Stämmen ein hiizym produziert wird, das die 3'-Hydro xylgruppe des Kanamycins phosphoryliert und durch die Phosphonransferase inaktiviert (vgl. »Science«.

ho Band 157 (1967). S 1559). H Umezawa et al haben daher i -Uesoxyneamin und 3-Desoxy-kanamycin B worin die J -Hydroxylgruppe eliminiert worden ist, sowie das entsprechende 3',4''Didtisoxy-neamin₍ 3',4''Didesoxykariamycin B und 3',4''Didesoxyribostamycin hergestellt (vgl, »Journal of Antibiotics«, Serie A (1971), Band 21, S. 274 bis 275; Band 24 (1971), S. 485 bis 487; Band 24. S. 71t und 712; und Band 25 (1972), S. 613 bis 617; sowie »Antimicrobiel Agent and Chemothera-

py«, 1970, S. 309 bis 313, und »Chemical Abstracts«, Band 75,118 534 d (1971)).

3'-Desoxy-neamin, 3'-Desoxy-kanamycin B, 3',4'-Didesoxyneamin und 3',4'-Didesoxykanamycin B sind zwar gegenüber den obengenannten Kanamycin-resistenten Bakterienstämmen wirksam, 3',4'-Didesoxyribostamycin kann aber durch Phosphorylierung der 5'-Hydroxylgruppe durch Phosphortransferase ^aktiviert werden. Es hat sich auch gezeigt, daß diese Desoxyderivate gegen eine andere Art von Kanamycinresistenten Bakterienstämmen inaktiv sind, wie z. B. Escherichia coli K-12, R-5 und Pseudomonas aeruginosa GN-315, die aus Patienten isoliert wurden. Diese Bakterienstämme bilden ein Enzym, das die obengenannten Desoxyderivate in 6'-N-Stellung acetylieren kann. Daraufhin wurden 6'-N-alkylierte Derivate der genannten Desoxyverbindurigen hergestellt und dabei wurde gefunden, daß diese 6'-N-alkylierten Derivate wirksam gegen E. coli K-12, R-5 und Pseudomonas aeruginosa GN-315 sind (vgl. »Journal of Antibiotics«. Band 25 (1972), S. 743 bis 745).

Aufgabe der Erfindung war es nun, weitere neue 3'-Desoxyneamin-Derivate der genanten Art zu entwickeln, die in der Chemotheraphie für die Behandlung von durch Bakterien hervorgerufenen Infektionen geeignet sind und auch gegen die bisher bekannten Arzneimittel resistent sind. Aufgabe der Erfindung war es ferner, Verfahren zur technisch einfachen und wirtschaftlichen Herstellung solcher Verbindungen und sie enthaltende Arzneimittel zu entwickeln.

Neamin und verwandte Aminoglykosid-Antibiotika sind Polyaminopolyolverbindungen mit einer komplizierten chemischen Struktur. Bekanntlich ist es ziemlich schwierig, bei der chemischen Synthese solcher Verbindungen, die viele funktioneile Hydroxyl- und Aminogruppen im Molekül aufweisen, nur die 3'-Hydroxylgruppe selektiv zu eliminieren. Aus diesem Grunde wurde bisher das 3'-Desoxykanamycin B durch Kondensation von zwei geeigneten Aminozuckerderivaten bergest lit (vgl.»journal of Antibiotics«. Band 21 (1971), S. 274 bis 275). Nach umfangreichen Untersuchungen v/urde nun gefunden, daß die 3'-Hydroxylgruppe des Neamins und seiner verwandten Aminoglykosid-Antiobiotika mit einem Alkylsulfonyl-, Arylsulfonyl- oder Benzylsulfony!halogenid als Sulfonylierungsmittel mit größe er Geschwindigkeit reag ert als die 4'-Hydroxylgruppe der genannten Antibiotika, wenn die Sulfon/Iierungsreaktion so durchgeführt wird, daß alle anderen funktionellen Hydroxyl- und Aminogruppen des Antibiotikums durch Lnkannte Hydroxyl- oder Aminoschutzgruppen geschützt sind. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die einmal bevorzugt aryl- oder benzylsulfonylierte 3'-Hydroxylgruppedie nachfolgende Sulfonylierung der 4'-Hydroxylgruppe sterisch hindert, so daß deren Sulfonierung eine höhere Reaktionstemperatur erfordern würde. Auf diese Weise ist es möglich. 3'·Desoxyderivate des Neamins durch selektive Sulfonylierung der 3'-Hydroxylgruppe zu synthetisieren und danach die Sulfonsäureestergruppo in der 3'-Stellung durch Halogenieren und anschließendes katalytisches Hydrieren in em Wasserstoffatom zu überführen. Nach dem Stand der Technik (A. C. Richardson, »Nucleophilic replacement reactions of sulfonate«, Teil Vl₁A summary of sleric and polar factors«, in »Carbohydrate Research«, Band 10 (1969), S. 395 bis 402) sollte die Verdrängung der 3'-Sulfonsäureestergruppe durch Halogenatome bei Vorliegen eines j3-trans-axialen

ίο

Substituenten an der c-1 '-Stellung, d. h. bei «-glykosidischer Substitution, nicht möglich sein. Erfindungsgemäß wurde nun jedoch gefunden, daß diese Austauschreaktion glatt und ungehindert vor sich geht, wenn die Halogenierung unter Verwendung eines Alkalimetalljodids oder -bromids in Form einer Lösung in einem aprotischen Lösungsmittel, in dem die Konzentration des Alkalimetalljodids oder -bromids 50% oder mehr der Sättigungskonzentration (bei 100⁰C) beträgt und eine Reaktionszeit von 10 bis 30 Stunden und eine Temperatur von 80 bis 150° C angewendet werden, durchgeführt wird.

Gegenstand der Erfindung sind neue 3'-Desoxy-neamin-Derivate der allgemeinen Formel

CH₁NHR

NH,

HO

NH,

(D

NH,

OA

in der die Bedeutungen

²⁾ R = Wasserstoff oder Methyl.

A = Wasserstoff oder 3-Amino-3-desoxy-a-D-gluco-

pyranosyl und
B = Wasserstoff oder ß-D-Ribofuranosyl

den folgenden Verbindungen zuzuordnen sind:

a) 3'-Desoxy-6'-N-methyl-neamycin.

b) 3'-Desoxy-6'-N-methyl-kanamycin B.

c) 3'-Desoxy-ribostamycinund

d) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-ribostamyrin.

sowie deren pharrnakologisch verträgliche Säureadditionssalze.

Bei den einen Gegenstand der Erfindung bildenden neuen Verbindungen der Forme! (I) handelt es sich somit um die folgenden Aminoglykosio-Antiuiotika:

a) 3'-Desoxy-6'-N-methyl-neamin
(A = B = H. R = Methyl):

b) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-kanamycin B

(A = H, B = 3-Amino-3-desoxy-a -D-glucopyranosyl, R = Methyl);

c) 3'-Desoxy-ribostamycin (B = R = H, A-0-D-Ribofuranosyl);und

d) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-ribostamycin

(B = H. R = Methyl, A =,#-D-Ribofuranosyl).

Die erfindungsgemäßen neuen 3'-Desoxy-neamin-Derivate und ihre pharmakologisch verträglichen Säureadditionssalze, bei denen es sich vorzugswe'se um die Hydrochloride, Sulfate, Phosphate, Acetate, Malea- .s, Fumarate, Succinate, Tatrate, Oxalate, Citrate, Methansulfonate und Äthansulfonate handelt, stellen Verbindungen mit einer hohen antibakteriellen Wirksamkeil gegenüber verschiedenen grampositiven und gramnegati ven Bakterien dar, die nicht nur ebenso hoch ist wie diejenige der entsprechenden Stammverbindungen (Neamin, Ribostamycin und Kanamycin B), sondern die auch eine hohe antibakterielle Wirksamkeit gegenüber solchen Mikroorganismenstämmen aufweisen, die gegen Kanamycin resistent sind, wie Staphylococcus aureus, Escherichia coli und Pseudomonai aeruginosa sowie Klebsieila pneumoniae und Salmonella typhosa. Ihre Toxizität ist ebenso gering wie diejenige der entsprechenden Stammverbindungen, ihre LD50-

Werte liegen bei intravenöser Vefäbfeicherung dieser Verbindungen an Mäuse bei über 100 mg/kg.

Die physikalischen und biologischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen 3'-Desoxy-neamin-Derivate der oben angegebenen Formel (I) sind folgende:
3'-Desoxy-6'-N-methy!-neamin ist ein farbloses kristallines wasserlösliches Pulver, [«]f-f 87° (c = 1, Wasser). Diese Verbindung ist sowohl für Tiere als auch für Menschen kaum toxisch; ihre LDw bei intravenöser Verabreichung an Mäuse beträgt mehr als 200 mg/kg;
3'-Desoxy-6'-N-methy]-kanamycin B ist ein farbloses kristallines wasserlösliches Pulver, [<x]f = + 122°C (c = 1, Wasser). Diese Verbindung weist ebenfalls eine geringe Toxizität sowohl gegenüber Tieren als auch gegenüber Menschen auf und ihre LD₅O bei intravenöser Verabreichung an Mäuse beträgt 150 mg/kg;
y-Desoxy-ribostamycin ist ein farbloses kristallines wasserlösliches Pulver, [oc]|^! = +41° (c = 1, Wasser).

Tabelle I

Diese Verbindung ist ebenfalls kaum toxisch für Tier und Mensch und ihre LD50 bei intravenöser Verabreichung an Mäuse beträgt mehr als 200 mg/kg;
S'-Desoxy-ö'-N-methylriboslamycin ist ein farbloses kristallines wasserlösliches Pulver, [α]? = +35° (c= I, Wasser)· Diese Verbindung weist eine geringe Toxizität für Tier und Mensch auf und sie hat eine LD50 bei intravenöser Verabreichung an Mäuse von 200 mg/kg.

Die minimale Hemmkonzentration (MHK), bestimmt in μπ/ίπΙ, der genannten vier 3'-Desoxy-neamin-Deriva-Ie der Formel (I) gegenüber verschiedenen Mikroorganismen wurde unter Anwendung der Standard-Reinverdünnungsmethode durch 18stündige Inkubation in einem Inkubator bei 37°C mit Agar-Agar bestimmt (bei Mycobacterium smegmatis ATCC 607 wurde eine Inkubationszeit von 48 Stunden angewendet). Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Test-Bakterien	MMK (^.g/ml)	3'-Des-	Neamin	N-melhyl-	6,25	3'.4'-	3'-Des-	3'-Des-	Ribo-	3,12	3\4'-
	3'-Des-	oxy-6'-		neamin		Didcs-	oxyri-	oxy-6'-	stamy-		Didesoxy-
	oxyne-			12,5	oxync-	bosta-		N-melhyl- ein	3,12	ribosta-
	amin	6,25		amin	mycin	ribosta		mycin
			3,17			mycin	1,56
		6,25	12,5	6,25	3,12	3,12	6,25	3,12
Staphylococcus aureus	3,12		6,25				3,12
FDA 209P		6,25	>100	0,39	1,56	3,12	>100	3,12
Klebsieila prteumoniae	6,25	6,25
PCI 602		6,25	12,5	25	0,78	1,56	3,12	1,56
Salmonella typhosa T-63	3,12	6,25		12,5	1,56	3,12		6,25
Escherichia coli NIHJ	3,12		>100	6,25	0,78	0,78	>100	3,12
Escherichia coli K-12	6,25	12,5		12,5	100	100		>100
Escherichia coli K-12	6,25		6,25				1,56
ML 1629		100	>100	6,25	1,56	3,12	>100	6,25
Escherichia coli K-12	6,25
ML 1410		6,25	>100	6,25	1,56	1,56	>100	3,12
Escherichia coli K 12	100	100	>100				>100
LA 290 R 55				6,25	1,56	1,56		3,12
Escherichia coli W 677	6,25	6,25	>100	25	6,25	12,5	>100	6,25
Escherichia coli JR 66/	>100	6,25
W 677			100	25	3,12	3,12	>100	6,25
Pseudomonas aeruginosa A	3 6,25	12,5		25	6,25	12,5		12.5
Pseudomonas aeruginosa	6,25
Nr. 12		3,12	>100	>100	12^	>100
Pseudomonas aeruginosa	>100
GW 315			25	0,78	U6	3,12
Mycobacterium smegmatis	3,12

ATCC 607

Tabelle I (Fortsetzung)

Test-Bakterien

MHK (ag/ml)

3'-Desoxykanamvcin B

3'-Desoxy-6'-N-methyI-
kanamyrin B

Kanamycin B

3',4'Didesoxykana- myrin B

Staphylococcus aureus FDA 209P
Klebsieila pneumonia PCI 602

< 0,2 0,39
0,39

3,12
039

146
039

IO

Fortsetzung

Test-Bakterien	MlIK (:*Β/ηιΙ)	3'-Desoxy-	Kanamycin B	3',4'Di-
	3 '-Desoxy-	fi'-N-melhyl-		desoxykana
	kiin:iinycin B	kanamycin B		mycin B
		0,39	0,39	0,39
Eif'nionella typhosa T-63	0,2	1,56	0,78	0,78
Escheriehia coli NIHJ	0,78	1,56	0.78	1,56
Escherichia coli K-12	0,39	!,56	>100	3.12
Escherichia coli K-12 ML 1629	1,56	3,12	1,56	1,56
Escherichia coii K-12 ML 1410	1,56	25	100	>IOO
Escherichia coli K-12 LA 290 R 55	25	1,56	1,56	1,56
Escherichia coli W 677	0,39	50	>100	100
Escherichia coli JR 66/W 677	50	.112	>100	3.12
Pseudomonas asm^ainQsa A 3	1,56	1,56	50	3,12
Pseudomonas aerUginosa Nr. 12	0,78	6,25	>IOO	>100
Pseudomonas aeruginosa GN 315	100	0,78	0,35	0,35
Mycobacterium smegmatis ATCC 607	0,2

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Forme! (I) können intravenös oder intramuskulär in jeder bekannten pharmazeutischen Form und in ähnlicher Weise wie Kanamycin verabreicht werden. So können beispielsweise die Verbindungen der Formel (I) oral in jeder beliebigen Form verabreicht werden. Beispiele für pharmazeutische Formen, die für die orale Verabreichung geeignet sind, sind Pulver, Kapseln, Tabletten und Sirupe. Geeignete Dosen der Verbindung für die Wirksame Behandlung von durch Bakterien hervorgerufene Infektionen liegen in dem Bereich von 0,25 bis 2 g pro Person pro Tag bei oraler Verabreichung. Vorzugsweise werden diese Dosen in 3 bis 4 Teildosen pro Tag verabreicht. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch durch intramuskuläre Injektion in Dosen von 50 bis 200 mg pro Person 1- bis 2mal am

CH₂NH₂

HO

Tage verabreicht werden. Auch können die erfindungsgemäßen Verbindungen für die äußere Behandlung in Form von Salben, welche die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer Konzentration von 0,5 bis 5

Gew.-% in einer bekannten Salbengrundlage, wie z. B. Poiyäthylenglykol, enthalten, verabreicht werden.

Die erfindungsgemäBen Verbindungen der Formel (I) können nach einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren hergestellt werden, die nachfolgend näher beschrieben werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxyribostamycin der Formel (I) ist dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) Ribostamycin der Formel

NH₂

OH

NH₂

in an sich bekannter Weise in ein Ribostamycin mit üblichen Aminoschutzgruppen an d<*n vi;r Aminogruppen überführt

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Ribostamycin mit den vier Aminoschutzgruppen und mit cyclischen Acetal- oder Ketalgruppen an den 3'- und den ^-Hydroxylgruppen sowie den 2"- und 3"-Hydroxylgruppen überführt,

OH

(C) die gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise an den 6- und 5"-Hydroxylgruppen acyliert,

(D) von den geschützten 3'- und 4'-HydroxyIgruppen der gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen Verbindung die cyclische Acetal- oder Ketalgnippe in an sich bekannter Weise abspaltet

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und

4'-StelIung mit höchstens 1,5 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50°C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzoylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50°G1 bis 24 Stunden lang umsetzt,

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'*O-Sulfonsäureester mit einem Alkalirnelälljodid öder •'bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(G) die gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Jod-Verbindung oder 3'-Brom-Verbindung mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators Umsetzt und

JH) aus dem gemäß Verfahrensstufe (G) erhaltenen, Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxyribostamycin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet und das anfallende 3'-Desoxynbostarriycin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung •on S'-Desoxy-ö'-N-methyl-kanamycin B oder 3'-Des-•xy-6'-N-methylribostamycin der Formel (I) ist dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) Kanamycin B der Formel

CH₂NH₂

NH₂

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100⁰C umsetzt,

(G) die gemäß Verfahrensstufe (P) erhaltene 3'-Jod-Vcrbindung oder 3'-Brom-Vefbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt,
(H) aus dem gemäß Verfahrensstufe (G) erhaltenen,

ίο Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxykanamycin B alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet,

(I) das gemäß Verfahrensstufe (H) erhaltene 3'-Desöxykanamycin B oder das nach Anspruch 2 hergestellte 3'-Desoxyribostamycin mit Benzyloxycarbonylchlorid, Benzyl-(p-nitrophenyl)-carbonat oder N-iBenzyloxycarbonylJsuccinimid umsetz* und

(J) das gemäß Verfahrensstufe (I) erhaltene 6°-N-BenzyloxySSrbonyl-S'-dPSO'iykanS'nYij'm R oder 6'-N-Benzyloxycarbonyl^'-desoxyribostamycin mil Lithiumaluminiumhydrid reduziert und das erhaltene 3'-Desoxy-6'-N-methylkanamycin B oder 3'-DeS-oxy-6-N-methylribostamycin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxy-6'-N-methyl-neamin der Formel (1) ist dadurch gekennzeichnet, daß man

5" (A) Neamin der Formel

CHjNH₂ NH₂

NH,

NH₂

OH

40

OH

in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit üblichen Aminoschutzgruppen an den fünf Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit den fünf Aminoschutzgruppen und mit so cyclischen Acetal- oder Ketalgruppen an den 3'- und 5'-Hydroxylgruppen sowie den 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycins B überführt,

(C) die T- Hydroxylgruppe des gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltenen geschützten Kanamycins B in an sich bekannter Weise acyliert,

(D) von den geschützten l'- und 4'-Hydroxylgruppen der gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen Verbindung die cyclische Acetal- oder Ketalgruppe in an sich bekannter Weise abspaltet 6"

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und 4'-Stellung mit höchstens 15 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50° C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50° C1 bis 24 Stunden lang umsetzt,

in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit üblichen Aminoschutzgruppen an den vier Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Neamin mit den vier Aminoschutzgruppen und mit einer cyclischen Acetal- oder Ketalgruppe an den 5- und 6-Hydroxylgruppen überführt,

(C) die gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltene Verbindung mit höchstens 1,5 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50° C 1 bis 24 Stunden lang umsetzt,

(D) den gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureesfer mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene 3'-Jod-Verbindung oder 3'-Brom-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt,

(F) aus dem gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-Desoxyneamin alle Schutzgruppen in Mi sich bekannter Weise abspaltet,

(G) das gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Des oxyneamin mit Benzyloxycarbonylchlorid, Ben-

zyl(p-w.trophenyl)carbonat oder N-(Benzyloxycarbonyloxy)succinimid umsetzt und
(H) das gemäß Verfahrensstufe (G) erhaltene 6'-N-Benzyloxycarbonyl-S'-desoxy-neamin mit Liihiumaluminiumhydrid reduziert und das erhaltene 3'-Desoxy-6'-N-methyI-neamin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren wird das geschützte Derivat der Ausgangsverbindungen (II), (IP) oder (II") hergestellt, indem alle funktionellen Gruppen außer den 3'- und 4'-Hydroxylgruppen der Aüsgahgsverbindungen geschützt werden. Eu diesem Zweck werden alle Aminogruppen der Ausgangsverbindungen durch Acylierung, Alkoxycarbonylierung, Aryloxycarbonylierung, Arylmethoxycarbonylierung, Alkylidenierung oder Arylidenierung der Aminogruppen mit einem bekannten Reagens gefcchützt, wie es in der Peptidsynthese für die Bildung von Aminoschutzgruppen des Typs C-OR oder =CHR, «••A»ir» D A'ia r>Y\i*n α η rr ρπρΚρηρη R*»fii»iltiinopn hat

"Vl IH 1* ^U1V «L·*».!« U..Q VQ W·...·.. — — — ··..». .q .. . . ......

Verwendet wird. Die Ausgangsverbindungen mit den Aminoswiutzgruppen werden dann mit einem bekannten Hydroxylschutzgruppen-Reagens behandelt, um bei Neamin ein paar der 5- und 6-Hydroxylgruppen, beim Kanamycin B ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen lind beim Ribostamycin ein Paar der 2"- und 3"-Hydroxylgruppen zu schützen, während die anderen Hydroxylgruppen ungeschützt bleiben, während die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins B aktiver ist und Vorzugsweise acyliert, aryl-neth>'iert, alkyl-sulfonyliert, •ralkyl-sulfnnyliert oder aryl-sulfonyliert wird, so daß sie durch eine entsprechende Hydroxylschutzgruppe geschützt wird. Es ist aber auch möglich, die 2'-Hydroxylgruppe des Kanamycins B ungeschützt zu lassen und sie in der nächsten Stufe zu sulfonylieren.

Die 5"-Hydroxylgruppe des Ribostamycin wird durch Acylierung oder Arylmethylierung geschützt, während die 6-Hydroxylgruppe weniger reaktionsfähig ist und ungeschützt bleiben kann. Gegebenenfalls kann auch die 6-Hydroxylgruppe des Ribostamycins durch Acylierung oder Arylmethylierung geschützt werden.

Auf diese Weise erhält man Neamin-, Kanamycin B- und Ribostamycin-Derivate mit geschützten Amino- und Hydroxylgruppen, in denen jedoch die 3'-Hydroxyl- und 4'-Hydroxylgruppe ungeschützt bleibt, während alle Aminogruppen und alle anderen oder ein Teil der anderen funktionellen Hydroxylgruppen geschützt sind. Zur Acylierung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung (Neamin, Kanamycin B bzw. Ribostamycin) wird die Ausgangsverbindung (II), (IP) bzw. (II") in einem Lösungsmittel, z. B. in wäßrigem Dioxan, in an sich bekannter Weise mit einer Carbonsäure oder einem geeigneten Derivat der genannten Carbonsäure, beispielsweise einem Acylhalogenid oder einem Säureanhydrid, umgesetzt. Für diesen Zweck bevorzugt verwendete Acylierungsmittel sind Acetylchlorid und Benzoylchlorid.

Bei der Alkyloxycarbonylierung, Aryloxycarbonylierung oder Arylmethoxycarbonylierung der Aminogruppen der Ausgangsverbindung kann diese mit einem Chlorameisensäureester oder p-Nitrophenylcarbonat oder N-Hydroxysuccinimidester oder einem Azid eines Ameisensäureesters umgesetzt werden, wobei die veresterte Gruppe eine Alkyl-, Aryl- oder Arylmethylgruppe ist. Die Umsetzung kann in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. in Wasser, Äthanol, Aceton oder in einem Gemisch davon, unter neutralen oder basischen Bedingungen in einer für die Peptidsynthese bekannten Weise durchgeführt werden.

Für die Alkylidenierung oder Arylidenierung der

Aminogruppen der Ausgangsverbindung (II), (IP) bzw. (ti") kann diese mit einem Aldehyd in einer für die Herstellung von Schiffschen Basen bekannten Weise umgesetzt werden, um die Aminogruopen durch die Gruppe =CHR zu schützen. Geeignete Alkylidenierungs- oder Arylidenierungsmittel sind z. B. Acetaldehyd, Anisaldehyd, p-Nitrobenzaldehyd und Salicylaldehyd.

Nachdem die Aminogruppen der Ausgangsverbindurtg geschützt worden sind, werden alle oder ein Teil der funktionellen Hydroxylgruppen außer den 3'- und 4'-Hydroxylgruppen der Ausgangsverbindung geschützt. Wenn es sich bei der Ausgangsverbindung um ein Neaminderivat handelt, werden die 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neamins durch Cyclohexylidehierung und Tetrahydropyranylidenierung, Alkylidertierung oder Arylidenierung dieser Hydroxylgruppen in an sich bsksnritsr Wsise geschützt. Wenn es sich b?i der Ausgangsverbindung um ein Ribostamycinderivat handelt, werden die 2"- und 3"-Hydroxylgruppen des Ribostamycins durch Cyclohexylidenierung, Tetrahydropyranylidenierung, Alkylidenierung oder Arylidenierung dieser Hydroxylgruppen in an sich bekannter Weise geschützt. Wenn es sich bei der Ausgangsverbindung um ein Kanamycin B-Derivat handelt, werden die 4"- und 6"-Hydro):ylgruppen des Kanamycins B durch Cyclohexylidenierung, Tetrahydropyranylidenierung, Alkylidenierung oder Arylidenierung dieser Hydroxylgruppen in an sich bekannter Weise geschützt.

Zu geeigneten Cyclohexylidenierungs-, Tetrahydropyranylidenierungs-, Alkylidenierungs- oder Arylidenierungsmitteln gehören die Verbindungen 1,1 -Dimethoxycyclohexan, 1,1-Dimethoxytetrahydropyran, 2,2'-Dimethoxypropan und Anisaldehyd. Dieses Reagens wird vorzugsweise mit der Ausgangsverbindung mit geschützten Aminogruppen in einem geeigneten organisehen Lösungsmittel, z. B. in Dimethylformamid, bei einer Temperatur vor bis zu 100⁰C in Gegenwart von katalytischen Mengen einer Säure, wie Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure, unter Ausschluß von Wasser umgesetzt

Wenn die 5- und 6-Hydroxylgruppen des Neaminderivats, die 2"- und 3"-Hydroxylgruppen des Ribostamycinderivats oder die 4"- oder 6"-Hydroxylgruppe des Kanamycin B-Derivats in der vorstehend angegebenen Weise umgesetzt werden, kommt es gelegentlich vor. so daß die 3"- und 4"-Hydroxylgruppen der Ausgangsverbindung ebenfalls reagieren. Die dabei entstehenden Schutzgruppen können aber durch milde Hydrolyse i.. einem niederen Alkohol, wie Methanol oder Äthanol, der eine geringe Menge einer schwachen Säure, wie Essigsäure oder verdünnte Salzsäure, enthält, selektiv wieder entfernt werden, während die 5,6- oder 2"3"- bzw. 4", 6"-Schutzgruppen in dem Molekül verbleiben.

Die Acylierung der 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycinderivats B oder der 6- und 5"-Hydroxylgruppen des Ribostamycin-Derivats wird mit einer Carbonsäure oder einem reaktionsfähigen Derivat davon, wie z. B. einem Acylhalogenid oder Säureanhydrid, in einem basischen Medium, z. B. in Pyridin, bei Raumtemperatur durchgeführt Das bevorzugt verwendete Acylierungsmittel ist Acetylchlorid, Essigsäureanhydrid oder Benzoylchlorid. Um die 2"-HydroxyIgruppe des Kanamycins B oder die 6- und 5"-HydroxyIgruppen des Ribostamycins zu aryimethyiieren, kann die Benzyiie-

rung in an sich bekannter Weise mit einem Benzylhalogenid durchgeführt werden. Gegebenenfalls kann die 5-HydroxyIgruppe des Kanamycins B durch Acylierung in der gleichen Weise geschützt werden wie die 2"-HydroxyIgruppe des Kanamycins B. Die 6-Hydroxylgruppe des Ribostamycin kann durch Arylmethylierung ebenso geschützt werden wie die 5"-Hydroxyigruppe des Ribostamycins.

Wenn sich, wie oben erwähnt, gelegentlich die 3',4'-0-SChUtZgTUpPe bildet, ist es auch möglich, die 2"-HydroxyIgruppe des Kanamycins B durch Alkylsulfunierung oder Arytsulfonierung zu schützen, bevor die 3',4'-O-Schutzgruppe selektiv entfernt wird. Die Alkylsulfonierung oder Arylstilfonierung der 2"-HydroxyI-gruope des Kanamycins B kann durch Umsetzung mit einem Alkylsulfonylhalogenid, wie Methansulfonylchlorid oder -bromid oder Äthansulfonylchlorid oder -bromid, ode/ unem Arylsulfonylhalogenid, wie Benzolsulfonylchlorid, p-Tuluolsulfonylchlorid oder p-Brombenzolsulfonylchlorid. in einem basischen Lösungsmittel. z. B in Pyridin oder Picolin, bei einer Temperatur von 0 bis 6Q~C durchgeführt werden. Die 2"-Su!fonsäureesiergruppe des Kanamycins B ist gegen die anschließend durchgeführte Jodierung und Bromierung unempfindlich, so daß die 2"-Sulfonsäureestergruppe des Kanamycins B als Schutzgruppe für die 2"-Hydroxylgruppe dient.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ausgangsverbindung mit geschützten Amino- und Hydroxylgruppen mit einem üblichen Sulfonylierungsmittel umgesetzt, um die 3-Hydroxylgruppe des genannten geschützten Derivats zur !'-Hydroxylgruppe zu Alkylsulfonieren. Benzylsulfonieren oder Arylsulfonieren. Die bevorzugt angewendete Alkylsulfonierung der 3'-Hydroxylgruppe der geschützten Ausgangsverbindung kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß das geschützte Derivat mit einem üblichen Alkylsulfonierungsmittel umgesetzt wird. Die Umsetzung wird in einem Molverhältnis von höchstens 1,5 in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder Picolin. bei einer Temperatur von bis zu etwa 5O^C C I bis 24 Stunden lang durchgeführt. Die bevorzugt durchgeführte Benzolsulfonylierung oder Arylsulfonylierung der 3'-Hydroxylgruppe des geschützten Derivats kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß das geschützte Derivat mit einem üblichen Benzolsulfonierungs- oder Arylsulfonierungsmittel umgeseui wird. Die Umsetzung wird in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder Picolin. bei einer Temperatur bis zu 50" C 1 bis 24 Stunden lang durchgeführt. Das Benzolsulforvlienings ode^r Arvlsulfonylierungsmittei kann in einem mindestens äquimolaren Verhältnis, bezogen auf das eingesetzt geschützte Derivat, verwendet werden

Wenn ein Kanamycin B-Denvai mit einer ungeschützten 2 Hydroxylgruppe aK Ausgangsverbindung eirgesetzt und mit dem Sulfonylierungsmittel umgesetzt vvrd. kann die ungeschützte 2" Hydroxylgruppe auch gelegentlich zu dem 2" Sulfonsäureester sulfonyliert werden Diese 2 ' Siilfonsaiireestergruppe ist icduch. wie oben angeg'^en. gegenüber der nachfolgend durchgeführten Halogenierung und Hydrierung unempfindlich, so daß die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch nicht gestört wird.

fn dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die T-Sulfonsäureestergruppe des Sulfonylierungsprodukts durch 3'-Jodierung oder 3'-Bromierung und anschließende Hydrierung des 3'-Jodierungs- oder 3'-Bromierungsprodukts entfernt. Zur Jodierung oder Bromierung der 3'-Sulfonsäureestergruppe des Sulfonyljerungsprodukies wird dieses vorzugsweise mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid, wie Natriumiodid oder Natriumbromid, in einem aprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, bei einer Temperatur von etwa 100° C umgesetzt, wobei man das 3'-Jodierungs- oder 3'-Bromierungsprodukt erhält. Vorzugsweise wird das Alkalimetalljodid oder -bromid in Form einer mindestens 5O°/oigen gesättigten Lösung (unter Verwendung eines aprotischen Lösungsmittels) eingesetzt. Um das 3'-Jodierungs- oder 3'-Bromierungsprodukt zur 3'-Desoxyverbindung des amino- und hydroxylgeschützten Derivats zu reduzieren, wird es in Gegenwart eines bekannten Hydrierkatalysators, wie Raney-Nickel, Platin oder Palladium, hydriert.

Die Abspaltung der Amino- und Hydroxylschutzgruppen von der genannten 3^;-Desoxyverbindung kann auf verschiedene bekannte Weise erfolgen. Wenn die Aminoschutzgruppe eine Acyl-, Alkyloxycarbonyl- oder Aryloxycarbonylgruppe darstellt, kann die Abspaltung von der 3' Desoxyverbindung durch Behandlung derselben mit einer wäßrigen Natriumhydroxid- oder Bariumhydroxidlösung erfolgen. Wenn die Atninoschutzgruppe eine Aryliden- oder Alkylidengruppe darstellt, kann die Abspaltung von der 3'-Desoxyverbindung durch milde Hydrolyse mit einer Säure, wie wäßrige Trifluoressigsäure, wäßrige Essigsäure odei verdünnte Salzsäure, erfolgen. Wenn die Aminoschutzgruppe eine Arylmethoxycarbonylgruppe, z. B. eine Benzyloxycarbonylgruppe, darstellt, kann die Abspaltung durch Hydrierung in Gegenwart von Palladiummohr als Katalysator oder durch alkalische Behandlung wie vorstehend angegeben, erfolgen. Wenn ein Acylresi die Hydroxylschutzgruppe darstellt, kann die Abspaltung einer solchen Alkanoyl- oder Aroylgruppe durch alkalische Hydrolyse mit wäßrigen Natriumhydroxid Ammoniak in Methylalkohol oder Natriummethylat in Methylalkohol erfolgen. Wenn die Hydroxylschutzgrup· pe eine Isopropyliden-. Cyclohexyliden-. Benz\liden-Tetrahydropyranyl- oder Methoxycyclohexylgruppe darstellt, kann die Abspaltung der Schutzgruppe durch milde Hydrolvse mit verdünnter Salzsäure odei wäßriger Essigsäure erfolgen. Gelegentlich kann eine Acyl-Hydroxylschutzgruppe schon zum Teil bei dei Abspaltung einer ähnlichen Aminoschutzgruppe elimi niert werden. Eine Benzyl-Hydroxvlschutzgruppe kanr durch katalytische Hydrierung in Gegenwart vor Palladium auf Kohlenstoff eliminiert werden

Die Abspaltung der restlichen Amino- und Hydroxyl Schutzgruppen von der 3 -Desoxyverbindung ergibt da« 3-Desoxyderivat. Dieses 3-Desoxvderivat wird an schließend gegebenenfalls *> -N-alkyliert zur Herste! lung der gewünschten Verbindung

Die 6' N-Alkvlierung des \ Desoxvderivai.i kann au verschiedene Weise erfulgcn.

/um Beispiel k.inn das 3-Desoxycterivat selektiv 6-N alkvlierl werden durih I Umsetzung des 3 Desoxv denvats mit einem A₁ vlierungsmittel. wie ζ B. einen Acvlhdlogcnid. Inter den vielen Aminogruppen de' 3' Des(uvden\ii's ist die h Aminogruppe die für du Acylierung reaktivste, so daß vorzugsweise da: 6'-N-acylierle Produkt des 3'-Desoxyderivats entsteht wenn das 3'-Desoxyderivat mit dem Acylieruiigsmitte behandelt wird. Das dabei gebildete 6'*N-acyliertc Produkt kann dann in an sich bekannter Weise mi Lithiumaluminiumhydrid oder Diboran hydriert werdet unter Bildung der entsprechenden 3'-Desoxy-6'-N-al

230 217/191

kylverbindung.

Die selektive 6'-N-Methylierung des 3'-Desoxyderivats kann mit Erfolg durchgeführt werden durch Umsetzung des 3'-Desoxyderivats m·' Benzyloxycarbonylchlorid, Benzyl-p-nitrophenylcarbonat oder N-(Benzyloxycarbonyloxyjsuccinimid, wobei das dabei entstehende 6'-N-BenzyloxycarbonyIierungsprodukt des 3'-Desoxyderivats anschließend mit Lithiumaluminiumhydrid oder Diboran in einem inerten Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, hydriert wird unter Bildung des entsprechenden S'-Desoxy-e'-methylaminoderivats.

Die dabei erhaltene Verbindung wird dann auf an sich bekannte Weise gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert

Beispiel 1
Synthese des 3'-Desoxyribostamycin

(a) Herstellung des
Tetra-N-äthoxycarbonylribostamycins

5 g Ribostamycinsulfat werden in 100 ml eines Wasser/Aceton {1 :1)-Gemisches suspendiert und die Suspension wird nach Zugabe von 3,5 g wasserfreiem Natriumcarbonat und 4,15 g des Äthylesters der Chlorameisensäure 1 Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt Das Reaktionsgemisch wird zur Trockne eingedampft und die erhaltene Substanz wird mit heißem trockenen Aceton extrahiert. Der Extrakt wird eingeengt, wobei man 5,7 g der festen Titelverbindung erhält; F. 143- 145° C. [et] ' +43° (c = 2, Aceton).

(b) Herstellung des Tetra-N-äthoxycarbonyl-3',4';2",3"-di-O-cyclohexylidenribostamycins

2,5 g Tetra-N-äthoxycarbonyiribostamycin, das nach dem vorstehenden Verfahren (a) hergestellt wurde, werden in 25 ml Dimethylformamid gelöst und die Lösung wird nach Zugabe von 5,1 ml Cyclohexanondimethylketal und 0,07 g wasserfreier p-ToluoIsulfonsäure 1 Stunde lang bei 50°C unter vermindertem Druck (25 Torr) erhitzt, um die 3',4': 2",3"-Di-O-cyclohexyIidenierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird in eine 0,1 π Bariumhydroxidlösung geschüttet und der ausgefallene Niederschlag v/ird filtriert, getrocknet und an einer Säule mit 100 g Kieselgel unter Verwendung einer Benzol/Äthylacetat (1 :4)-Entwicklungslösung Chromatographien. Die Eluatfraktionen. welche die Titelverbindung enthalten, werden vereinigt und zur Trockne eingeengt. Nach der Umkristallisation aus Benzol/n-Hexan erhält man 1,8 g der Titelverbindung, F. 133-136'C.[α] +4Γ (c = 2. Aceton).

Elementar-Analyse für C₄IH₆₆NiOn:
Gef: C 54.69, H 7,60. N 6.04%
Ber.: C 54,54, H 7.37. N 6,20%

(c) Herstellung des

6,5"Di-O acetyl tetra-N äthoxy-carbonyl-3'.4' : 2"J"-di-()-cyclohexylidenribostamycins

3.0 g des Ribostamycinderivates. das nach dem vorstehenden Verfahren (b) hergestellt wurde, werden in 60 ml Pyridin gelöst und die Lösung wird nach Zugabe Von 2,2 g Acetylchlorid über Nacht auf 3O⁰C erwärmt, um die Aceiylierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird eingeengt Und der feste Rückstand in Chloroform aufgenommen. Die Lösung wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat

getrocknet und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft Der Rückstand wird wiederum in Methanol gelöst und mit Aktivkohle entfärbt und dann zur Trockne eingelegt Der feste Rückstand wird aus Benzol/n-Hexan umkristallisiert, wobei man 2,7 g der festen Titelverbindung erhält, [α] κ +43° (c = 1, Aceton).

(d) Herstellung des
o.S^Di-O-acetyl-tetra-N-athoxy-earbonyl-

2",3"-O-cyclohexylidenribostamycins

3,0 g des Ribostamycinderivats, das nach dem vorstehenden Verfahren (c) hergestellt wurde, werden in 60 ml einer Aceton/Essigsäure/Wasser^ : 3 :2)-Mischung gelöst und die Lösung wird 15 Minuten lang auf 80⁰C erhitzt um eine milde Hydrolyse zu bewirken, bei der die selektive Entfernung des 3',4'-Cyclohexylidenrests stattfindet Das Reaktionsgemisch wird bei etwa 5° C eingeengt und der Rückstand im Chloroform aufgenommen. Die Lösung wird mit einer wäßrigen Bicarbonatlösung und dann mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt Nach der Umkristallisalion der erhaltenen Substanz aus Benzol/n-Hexan erhält man 2,1 g der Titelverbindung, [α] + 44° (c = 1, Aceton).

(e) Herstellung des
5",6-Di-O-acetyl-tetra-N-äthoxy-carbonyI-

2"_r3"-0-cyclohexyliden-3'-0-tosylribostamycins

3,8 g 5",6-Di-O-acetyl-tetra-N-äthoxycarbonyl-2"3"-O-cyclohexylidenribostamycin, das nach dem Verfahren (d) hergestellt wurde, werden in 70 ml Pyridin gelöst und die Lösung wird nach Zugabe von 3 g Tosylchlorid über Nacht bei 25° C stehengelassen, um die 3'-Tosylierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird dann wie in Beispiel 1, (b) beschrieben behandelt, wobei man 1,2 g der Titelverbindung in fester Form erhält, [α] - 3° (c = !,Chloroform).

Elementar-Analyse für C^Hegl
Gef.: C 52,15, H 6.72, N 5,11. S 2,85%
Ber.: C 52,07, H 6.46, N 5.28, S 3.02%

(f) Herstellung des

S^o-Di-O-acetyl-S'-desoxy-tetra-N-athoxycarbonyl-2".3"-O-cyc!ohexylidenribostamycins

J 53 mg S'-O-Tosylribostamycin-Derivat, das nach dem vorstehenden Verfahren (e) hergestellt wurde, werden in 2 ml Dimethylformamid gelöst und die Lösung wird nach Zugabe von 1.1 <? Natriumjodid 24 Stunden lang auf 95°C erhitzt, um die 3'-Jodierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird dann wie in Beispiel 1. (c) beschrieben, behandelt, wobei man 58 mg der Titelverbindung erhält. [>x} + b5° (c = 1,

ii Chloroform).

F.lementar-Analyse für C^HoiNaOio:
Gef.: C 52.29. H 7.13, N 6.33%
Ber.: C 52.58. H 7.01. N 6.29%

(g) Herstellung von 3'-Desoxyribostamycin

153 mg des 3''DesöXyderivats, das nach dem vorstehenden Verfahren (f) hergestellt wurde, werden wie in Beispiel 1 (d) beschrieben behandelt; um die Entfernung der ÄthoxycarbonyU, Acetyl* und Cyclone* xylidengruppen zu bewirken* 23 mg S'-Oesoxyribostamyein werden erhalten, [<%]„ + 31° (c - 1, Wasser), Die weitere Behandlung des Produktes an einer Säule

mit einem lonenaustauscherharz ergibt die Titelverbindung; F. 139- 144° C (Zersetzung) [α] + 41° (c = ], Wasser).

Beispiel 2
Synthese von 3'-Desoxyribostamycin

(a) Herstellung des
Tetra-N-benzyloxycarbonylribostamycins

Zu einem Gemisch von 10 g Ribostamycinsulfat und 9 g wasserfreiem Natriumcarbonat in 300 ml 70%igem wäßrigem Methanol werden 15 g Benzylester der Chlorameisensäure zugegeben und das Gemisch wird unter Rühren 1 Stunde lang bei Raumtemperatur aufbewahrt. Dann wird das Reaktionsgemisch zur Trockne eingedampft Der Rückstand wird mit heißem Aceton extrahiert Nach dem Eindampfen der Lösung erhält man 153 g einer festen Substanz; F. 115 -118° C.

Elementar-Analyse für C^H^sN-tOis · HiO:

Gef.- C 58,29, H 5,80, N 537%
Ber.: C 5833, H 5,99, N 5,55%

(b) Herstellung des
Tetra-N-benzyloxycarbonyl-

3',4';2"3"-Di-O-isopropylidennbostamycins

Zu einer Lösung von 3 g des vorstehenden Reaktionsproduktes (a) werden 100 mg p-ToIuolsulfonsäure in 40 ml trocknen Dimethylformamid und 4 ml 2,2-Dimethoxyprooan

[(CH₁O)₂-C(CHO₂]

hinzugefügt und die Lösung vvird eine Stunde lang auf 50⁰C erhitzt, und dann auf zwei Dritt:. des Ausgangsvohjmens eingeengt. Wiederum wird 2,2-Dimethoxypropan hinzugegeben und die Lösung wie vorstehend behandelt Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand an einer Säule mit Silicagel mit Chloroform/Methylacetat (3 : 2), das 0,5% Triäthylamin enthält, Chromatographien. Die Eluatfraktionen, welche die Titelverbindung enthalten, werden eingedampft, wobei man 1.1 g einer festen Substanz [a]< +21° (c= !,Chloroform), erhält.

Elementar-Analyse für C55H66N4O18:
Gef.: C 6137. H 6.00. N 5,51%
Ben: C 61,67. H 6.21. N 5,23%

(c) Herstellung des 6_r5"-Di-O-acetyl-tetra-N-benzyIoxycarbonyl-3',4' : 2",3"-di-O-isopro-

pylidenribostamycins

Das Produkt des vorstehenden Verfahrens (b) wird mit Essigsäureanhydrid in Pyridin wie im Verfahren des Beispiels 1 (c) behandelt, wobei man die Titelverbindung in praktisch quantitativer Ausbeute erhält, [«] + 24° (c - 0.5. Chloroform).

Elementar-Analyse für CsgHrnNiiChn:
Gef.: C 61.11. H 6.29. N 4,90%
Ber.. C 61,34, H 5,11, N 4,85%

(d) Herstellung des e^Di-O-acetyl-tetra^
N'benzyloxycarbonyl-2"3"-'Ö-isöpropyIiden·'

ribostamycin

Eine Lösung von 320 mg des Produktes des Vorstehenden Verfahrens (c) in 10 ml Acetön'60% Essigsäure(l : IJwird 1 Stunde lang auf 50° C erhitzt, um die selektive Entfernung des 3',4'-Isopropylidenrestes zu bewirken. Die Lösung wird dann mit Toluol versetzt und das Gemisch wird mit dem Toluol eingedampft, wobei man eine feste Substanz erhält, die in Chloroform wieder gelöst wird. Die Lösung wird dann mit einer wäßrigen Bicarbonatlösung und y.\t Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend eingedampft, wobei man 270 mg der festen Titelverbindung erhält, [α] + 10° (fc = Ι,ΟιΙογοΓογπι).

Elementar-Analyse für C56H60N4O20:
Gef.: C 60,73, H 5,73, N 5,14%
Ber.: C 60,31, H 5,97, N 5,02%

'³ (e) Herstellung des 6,5"-Di-O-acetyl-tetra-

N-benzyloxycarbonyl-2",3"-O-isopropyliden-3'-O-mesy[ribostamycins

Zu einer Lösung von 300 mg des Produktes des vorstehenden Verfahrens (d) in 5 ml Pyridin werden 40 mg Mesylchiorid hinzugefügt und die Lösung bleibt über Nacht bei Raumtemperatur stehen. Dann wird die Lösung eingedampft und der Rückstand in Chloroform gelöst Die Lösung wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreies Natriumsulfat getrocknet und zu einer festen Substanz eingedampft, die mehrmals aus BenzoI/n-Hexan umgefällt wird, wobei man 120 mg der Titelverbindungerhäl» [α] —5°,(c = !,Chloroform).

Elementar-Analyse für C17H6SN4O22S :
Gef.: C 57,42, H 5,88, N 4,76, S 2,74%
Ber.: C 57,37, H 574, N 4,70, S 2,69%

(f) Herstellung des 6,5"-Di-O-acetyl-tetra-

N-benzyloxycarbonyI-3'-desoxy-2"3"-O-isopro-

pylidenribostamycins

Das Produkt des vorstehenden Verfahrens (e) wird wie in Beispiel 7 (J), mit Natriumjodid versetzt und anschließend hydriert. Dabei erhält man die Titelverbindung,[a] + 8" (c = !,Chloroform).

Elementar-Analyse für CsöHöo^Oiq:
Gef.: C 6133, H 6,21. N 5,08%
Ber.: C 61,19, H 6,05, N 5,10%

(g) Herstellung von 3'-Desoxyribostamycin

150 mg des Produktes nach dem vorstehenden Verfahren (f) werden in 2 ml Methanol, die 10%

so Ammoniumhydrid enthält, gelöst und die Lösung wird über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen, um die Acetylgruppen zu entfernen. Die Lösung wird dann eingedampft und der Rückstand wird zuerst mit Wasserstoff und wäßrigem Dioxan in Anwesenheit von Palladiummohr, um die Benzyloxycarbonylgruppen durch Hydrierung zu entfernen, und dann mit In Salzsäure, um den Isopropylidenrest hydrolytisch zu entfernen, behandelt. Das so gebildete Produkt, wird auf einer Säule mit einem Ionenaustauscher (NH4*-Form) mit wäßrigem Ammoniak Chromatographien, dessen Konzentration von 0.0 η bis 0,3 η ansteigt. Die Eluatfraktionen, die das gewünschte Produkt enthalten, Werden eingedampft^ wobei man 3'ⁱDesöxyribostamy·' ein als farbloses Pulver erhält F, 134 bis 144" (Zersetzung),[«]£< +41°/C=* 1, Wasser). NMR (in D₂O bei 100 M Hz): τ 8,83 (1 H Quartett, j 13 Hz, H-2_ax), 8,40 (1 H Quartett, j 12 Hz, H-3'«), 8,2*7,9 (2 H Multiplen, H'2eqUndH-3'_eq),

Elementar-Analyse für Ci₇HhN-(O,,
Gef.: C 43,59, H 8,07, N 11,75%
Ber.: C «,03, H 8,07, N 11,80%

2 HaO:

Beispiel 3
Synthese von 3'-Desoxy-6'-N-methylkanamycin B

100 mg 3'-Desoxykanamycin B, werden in 5 ml eines Wasser/Dioxan (1 :2)-Gemisches gelöst; die Lösung wird nach Zugabe von 62 mg Benzyl-p-nitrophenylcarbonat

(C₆H₅CH₂OCOOC₆H₄ - NO₂),

5 Stunden lang bei 0^GC unter Rühren behandelt, um die N-Benzyloxycarbonylierung zu bewirken. Das Reaktionsgemisch wird zur Trockne eingedampft und die erhaltene feste Substanz wird mit Wasser extrahiert Der wäßrige Extrakt wird eingeengt und die Lösung auf einer Säule eines Kationenaustauschers, der im wesentlichen aus einem Copolymeren von Methacrylsäure und Divinylbenzol mit Carboxylsäuregruppen besteht, mit wäßrigem Ammoniak bei steigender Konzentration (0 η bis 0,05 n) Chromatographien. Die wirksamen Fraktionen des Eluats werden vereinigt und zur Trockne eingeengt, wobei man ein festes Produkt erhält das hauptsächlich aus ö'-N-Benzyloxycarbonyl-S'-desoxykanamycin B besteht (Ausbeute 32 mg). Diese feste Substanz wird in Tetrahydrofuran suspendiert und nach Zugabe von 20 mg Lithium-AIuminiumhydrid wird die Suspension 20 Stunden lang am Rückfluß gekocht Das Reaktionsgemisch wird in Wasser gegossen und der ausfallende Niederschlag wird abfiltriert Das wäßrige Filtrat wird eingeengt und mit Anisaldehyd versetzt, wobei man einen Niederschlag erhält, der hauptsächlich aus Tetra-N-anisyliden-ö'-N-benzyloxycarbonyl-S'-desoxykanamycin B besteht Der Niederschlag wird entfernt, mit Petroläther gewaschen und dann in Chloroform gelöst. Die erhaltene Lösung wird mit Wasser gewaschen und 0,2 η Salzsäure versetzt, so daß das gewünschte Produkt in die wäßrige Phase überführt

wird. Die wäßrige Lösung wird anschließend eingeengt und an einer Säule mit einem stark basischen Anionenaustauscher mit Wasser Chromatographien, der im wesentlichen aus einem Polystyrol mit quatemären Ammoniumgruppen-N-(CHj)]OH als funktionel-Ie Gruppen besteht. Die Eluatfraktionen, welche die gesuchte Verbindung enthalten, werden vereinigt und zur Trockne eingedampft Der Rückstand wird dann an einer Säule mit einem Ionenaustauscher mit wäßrigem Ammoniak von steigender Konzentration (0,02 η bis 0,1 n) Chromatographien. Die gesuchte Verbindung 3'-Desoxy-6'-N-methylkanamycin B wird in einer Ausbeute von 5,6 mg erhalten, [α] + 122° (c = 1, Wasser).

Elementar-AnalysefürCiqHjgNsOi ■ HiO: Gef.: C 45,48. H 8,19, N 14,31% Ber.: C 45,67, H 8,27, N 14.02%

Beispiel 4 Synthese von 3'-Desoxy-6'-N-methyIneamin

3'-Desoxyneamin wird wie in bt-'spiel 3 weiterverarbeitet und man erhält 3'-Desoxy-6'-N-methylamin in 35%iger Ausbeute.[\] -i- 87' (c — I, Wasser).

Elementar-Analyse für Ci sH^iNiOi G of.: C 46.43, H 9,03, N 16,48% Ben: C 46.13, H 8,94, N 16.56%

HjO:

JO Beispiel5

Synthese von S'-Desoxy-ö'-N-methylribostamycin

3'-Desoxyribostamycin (Beispiel 1) wird wie in Beispiel 3 weiterverarbeitet und man erhält 3'-Desoxy-6'-N-methylribostamycin in 48%iger Ausbeute; [*] 35⁰C 1. Wasser).

q · 2 HjO:

Elementar-Analyse für C

Gef.: C 44,46, H 8.09. N 11,50% Ber.: C 44.25. H 8,25, N 11,47%

Claims

Patentansprüche;

1,3'-Desoxy-neamin-Derivate, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel

NH,

HO

NH₃

0) ίο

NH,

OA

15

in der die Bedeutungen

R = Wasserstoff oder Methyl,

A = Wasserstoff oder 3-Amino-3-desoxy-a-D-gIu-

copyranosyl und
B = Wasserstoff oder jS-D-Ribofuranosyl

folgenden Verbindungen zuzuordnen sind:

a) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-neamin,

b) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-kanamycin B,

c) 3'-Desoxy-ribostamycin und

d) S'-Desoxy-ö'-N-methyl-ribostamycin,

sowie deren pharmakologisch verträgliche Säureadditionssalze.
2. Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxyribostamycin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) Ribostamycin der Formel

NH₃

NH;

(II)

NH;

CH₂OH
O

OH

OH

OH

20

25

in an sich bekannter Weise in ein Ribostamycin mit üblichen Aminoschutzgruppen an den vier Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Ribostamycin mit den vier Aminoschutzgruppen und mit cyclischen Acetal- oder Ketalgrup pen an den 3'- und den «»'-Hydroxylgruppen sowie den 2"- und 3"-Hydroxylgruppen über führt.

(C) die gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltene Verbindung in äri sich bekannter Weise art den 6-UfId ^Hydroxylgruppen acyliert,

(D) von den geschützten 3'* und 4'-Hydroxylgfuppen der gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen Verbindung die cyclische Acetal- oder Ketalgruppe in an sich bekannter Weise abspaltet,

(E) die gemäß Verfahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'- und 4^r-SteIlung mit höchstens 1,5 Mol Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzoylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50⁰C 1 bis 24 Stunden umsetzt,

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(G) die gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Jod-Verbindung oder 3'-Brom-Verbindung mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators umsetzt und

(H) aus dem gemäß Verfahrensstufe (o) erhaltenen, Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxyribostamycin alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet und das erhaltene 3'-Desoxyribostamycin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.
3. Verfahren zur Herstellung von 3'-Desoxy-6'-N-methylkanamycin B oder 3'-Desoxy-6'-N-methyI-ribostamycin nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) Kanamycin B der Formel

CH₂NH

NH₂

HO

OH

in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit üblichen Aminoschutzpruppen an den fünf Aminogruppen überführt,

(B) die gemäß Verfahrensstufe (A) erhaltene Verbindung in an sich bekannter Weise in ein Kanamycin B mit den fünf Aminoschutzgruppen und mit cyclischen Acetal- oder Ketalgruppcn an den 3- und 4'-Hydroxylgruppen sowie den 4"· und 6"Hydroxylgruppen des Kanamycins B überführt,

(C) die 2'-Hydroxylgruppe des gemäß Verfahrensstufe (B) erhaltenen geschützten Kanamycins B in an sirh bekannter Weise acyliert.

(D) von den geschützten 3'- und 4'*Hydroxylgruppen der gemäß Verfahrensstufe (C) erhaltenen Verbindung die cyclische Acetal* öder Ketal* gruppe in an sich bekannter Weise abspaltet,

(E) die gemäß Veffahrensstufe (D) erhaltene Verbindung ohne Schutz der Hydroxylgruppen in 3'· und 4'-Slellung mit höchstens 1,5 Mol

Alkylsulfonylhalogenid bei einer Temperatur bis zu etwa 5Q^DC oder mit wenigstens äquimolaren Mengen Benzylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid in einem basischen Lösungsmittel bei einer Temperatur bis zu etwa 50° C1 bis 24 Stunden umsetzt,

(F) den gemäß Verfahrensstufe (E) erhaltenen 3'-O-Sulfonsäureester mit einem Alkalimetalljodid oder -bromid in einem aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 100° C umsetzt,

(G) die gemäß Verfahrensstufe (F) erhaltene 3'-Jod-Verbindung oder 3'-Brom-Verbindung in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt,

(H) aus dem gemäß Verfahrensstufe (G) erhaltenen, Schutzgruppen enthaltenden 3'-Desoxykanamycin B alle Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet,

(I) das gemäß Verfahrensstufe (H) erhaltene 3'-Descykanamycin B oder das nach Anspruch 2 hergestellte 3'-Desoxyribostamycin mit Benzyloxycarbonylchlorid, Benzyl-(p-nitrophenyl)-carbonat oder N-(Benzyloxycarbonyl)-succinimid umsetzt und

(J) das gemäß Verfahrensstufe (I) erhaltene 6'-N-BenzyloxycarbonyW-desoxykanamycin B oder ö'-N-Benzyloxycarbonyl-j'-desoxyribostamycin mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert und das erhaltene S'-Desoxy-ö'-N-methylkanamycin B oder S'-Desoxy-ö'-N-methylribostamycin gegebenenfalls in ein Säureadditionssalz überführt.