DE2846321A1

DE2846321A1 - Verfahren zur herstellung von rifamycinen

Info

Publication number: DE2846321A1
Application number: DE19782846321
Authority: DE
Inventors: Tiberio Bruzzese
Original assignee: Holco Investment Inc
Current assignee: Holco Investment Inc
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1979-05-31
Also published as: US4174320A; DE2846321C2; FR2422665A1; IN149404B; YU40836B; PH15017A; IT7830194A0; FR2422665B1; CA1095035A; BE872233A; IT1100590B; JPS5479299A; GB1594134A; AT362062B; ATA833878A; AU524481B2; AU4016878A; GR72969B; IN151954B; FR2438048B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Dr.-Ing.H.Liska

8 MÜNCHEN 86, DEN2 Δ --.j.
POSTFACH S60 820 ' ^Λ'" '°'8

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

F.3696/P. Η/ΐίΕ/rm

HOLCO INVESTOiENT INC.

Calle 36,

Nr. 5-16, Panama

Verfahren zur Herstellung von Rifamyeinen

§09822/0547

Bes chreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rifamycinen, einschließlich Rifampicin.

Es ist bekannt, daß Rifampicin eine Verbindung mit sehr guten antibiotischen Eigenschaften ist, die insbesondere als Antituberkuloseverbindung verwendet wird.

Bis heute sind nur drei Verfahren für die Herstellung von Rifampicin bekannt und diese werden beschrieben in den US-PS'en 3 342 310, 3 542 762 und 3 963 705.

Hach der US-PS 3 342 310 wird Rifampicin hergestellt durch milde Oxidation einer Mannich-Base von Rifamycin SV und dann milder Reduktion des so erhaltenen Gemisches unter Bildung von 3-Formy!rifamycin SV, das dann mit i-Amino-4-methylpiperazin unter 3ildung von Rifampicin umgesetzt wird.

Nach der US-PS 3 542 762 wird Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin S mit Formaldehyd und mit einem primären aliphatischen Amin oder mit seinem Kondensationsprodukt in Anwesenheit von Mangandioxid und dann Behandlung des Reaktionsgemisches mit etv/a 2 Äquivalenten i-Amino-4-methylpiperazin hergestellt.

Nach der US-PS 3 963 705 wird Rifampicin durch Umsetzung von Rifamycin S mit einem N-Bisalkoxymethylamin oder N-Bishydroxymethylamin unter Bildung einer gut definierten Zwischenverbindung, nämlich von 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycin, das zu einer gut definierten Gruppe von Verbindungen gehört, die in dieser Patentschrift aufgeführt werden, und die in basischem Medium mit i-Amino-4-methylpiperazin unter Bildung von Rifampicin reagiert, hergestellt.

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Das in der US-PS 3 342 310 beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß vier aufeinanderfolgende Reaktionen durchgeführt werden müssen, wobei man mit der Ausgangsverbindung Rifamycin S anfängt, und wobei zwei Zwischenprodukte, nämlich die Mannich-Base von Rifamycin SV und von 3-Formylrifamycin SV, isoliert v/erden müssen. Dies bedeutet, daß man verschiedene Reaktoren für die industrielle Herstellung verwenden muß, was hohe Produktionskosten und niedrige Ausbeuten mit sich bringt.

Dies wird ebenfalls durch die PatentInhaberin dieser Patentschrift bestätigt, die in der darauffolgenden US-PS 3 542 762 zugibt, daß das Verfahren wirtschaftlich nicht vorteilhaft ist, und das zweite Verfahren als "wesentlich geeigneter" bezeichnet (vgl. Zeile 53, Spalte 1).

Das Verfahren der US-PS 3 542 762 besitzt den Nachteil, daß die Reaktionen in zwei unterschiedlichen Stufen durchgeführt werden müssen: die Kondensation von Rifamycin S unter Bildung der Mannich-Base und dann die Oxidation zu einer Schiff'sehen Base bei der ersten Stufe; und dann nach dem Abfiltrieren des Mangandioxids (diese Filtration ist erforderlich, da ein möglicher Kontakt selbst von Spuren von Mangandioxid mit 1-Amino-4-methylpiperazin eine Explosion oder Feuer verursachen könnte) wird die zweite Stufe durchgeführt, wobei weitere zwei Reaktionen durchgeführt werden müssen, nämlich die Reduktion der Schiff'sehen Base, die in Chinonform vorliegt, und die Transiminierung der Hydrochinon-Schiff'sehen Base unter Bildung von Rifampicin. Hierbei treten wieder hohe Kosten und niedrige Ausbeuten auf. Sowohl bei dem Verfahren der US-PS 3 342 810 als auch bei dem Verfahren der US-PS 3 542 762 werden Oxidationsreaktionen und darauf folgend Reduktionen durchgeführt, zwischen denen filtriert werden muß. Dies bedeutet, daß unterschiedliche Reaktionen erforderlich sind.

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Nach der US-PS 3 963 705 erhält man bei der Umsetzung von Rifamycin S mit einem N-Bisalkoxymethylamin oder einem N-Bishydroxymethylamin notwendigerweise zusammen mit dem 1,3-0xazino-(5,6-c)-rifamycin zwei Moleküle Alkohol oder Wasser, wodurch die Reaktion gestört wird. Dies wird durch die Tatsache erläutert, daß die Verwendung aprotischer dipolarer Lösungsmittel bevorzugt ist. Wird in der Tat die gleiche Reaktion in Anwesenheit eines aprotischen dipolaren Lösungsmittels (Beispiel 14) durchgeführt, so erhält man eine Ausbeute, die etwa dreimal größer ist als die, die man bei der Verwendung von n-Propanol erhält (Beispiel 15).

Entsprechend der gleichen US-Patentschrift muß das Zwischenprodukt 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycin in festem Zustand isoliert oder mit Wasser unmischbaren Lösungsmitteln extrahiert und dann in einem basischen Medium mit 1-Amino-4-methylpiperazin umgesetzt v/erden, was in der Praxis bedeutet, daß das ganze Verfahren in zwei unterschiedlichen Stufen durchgeführt werden muß.

Es ist bekannt (J. Med. Chem., 1_1, 936/1968), daß die Verwendung eines basischen Mediums eine Entacetylierung und/oder Transacetylierung von Rifampicin bewirkt, wobei man Derivate von Rifampicin erhält, die keine nützliche antimikrobielle Aktivität aufweisen. In der Tat besitzen die Transacetylderivate von Rifampicin praktisch keine antibiotische Aktivität in vitro und das Desacetylderivat wird, obgleich es eine antibiotische Aktivität in vitro aufweist, nicht absorbiert (vgl. Antibiotica et Chemotherapia, 1_6, 317/1970). Man erhält daher bei der Verwendung von basischen Medien unreines Rifampicin, das durch eine darauffolgende Kristallisation gereinigt werden muß, wodurch die Ausbeute erniedrigt wird.

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Unabhängig von den obigen Überlegungen erhält man, wenn man gemäß dem Verfahren der US-PS 3 963 705 arbeitet und die in den Beispielen beschriebenen Verfahren unter Verwendung identischer Versuchsbedingungen wiederholt, im wesentlichen niedrigere Ausbeuten als die, die angegeben werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung von Rifampicin zur Verfügung zu stellen, das einstufig in einem Lösungsmittelsystem durchgeführt werden kann, ohne daß es erforderlich ist, irgendwelche Zwischenverbindungen oder -phasen zu isolieren.

Erfindungsgemäß soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem Rifampicin in honor Ausbeute und Reinheit erhalten werden kann und das insbesondere frei ist von Transacetylierungs- und Desacetylierungsderivaten von Rifampicin.

Gegenstand.der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Rifampicin, gemäß dem Rifamycin S mit 1,3,5-trisubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin in einem aprotischen dipolaren Lösungsmittel und gegebenenfalls in Anwesenheit von Formaldehyd umgesetzt wird, wobei die Umsetzung durchgeführt wird, ohne daß der pH-Wert des Mediums modifiziert wird, und die Umsetzung bevorzugt in Anwesenheit bestimmter saurer Verbindungen unter Verwendung kontrollierter Zeit- und Temperaturbedingungen durchgeführt wird, und gemäß dem i-Amino-4-methylpiperazin dann direkt zu dem Reaktionsgemisch zugegeben wird, während der pH-Wert im Bereich von 5 bis 7 gehalten wird, und dann das gebildete Rifampicin isoliert wird.

Das verwendete 1,3,5-trisubstituierte Hexahydro-1,3,5-triazin ist bevorzugt ein 1,3,5-trialkylsubstituiertes oder 1,3,5-triaminalkylsubstituiertes Hexahydro-1,3»5-triazin.

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In der ersten Stufe des neuen Verfahrens wird die Umsetzung von Rifamycin S mit dem 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5-triazin und mit Formaldehyd durchgeführt, wobei 3-substituierte 1,3-0xazino-(5,6-c)-rifamycine gebildet werden. Diese können gleich sein wie die in der US-PS 3 963 705 beschriebenen, wenn beispielsweise der Substituent eine Alkylgruppe ist, oder sie können sich von diesen unterscheiden, wenn der Substituent eine Aminoalkylgruppe ist. Bei dieser Phase der Reaktion beträgt die Zahl der gebildeten Wassermoleküle nur die Hälfte von denen, die bei dem in der US-PS 3 963 705 beschriebenen Verfahren gebildet wird.

Wenn jedoch Rifamycin S ohne Verwendung von Formaldehyd mit einem Überschuß an 1,3,5-trisubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin verwendet wird, kann die Reaktion auf gleiche Weise ablaufen, wenn geeignete Versuchsbedingungen verwendet werden, wobei man die entsprechenden 3-substituierten 1,3-0xazino-(5,6-c)-rifamycine erhält, jedoch in diesem Fall ohne Wasserbildung. Dies ist überraschend hinsichtlich der Offenbarungen in der US-PS 3 963 705, entsprechend denen die Reaktion von einem Molekül eines N-Bishydroxymethylamins mit einem Molekül Rifamycin S die Bildung von zwei Molekülen Wasser beinhaltet. Es ist weiterhin überraschend, daß im Gegensatz zu dem Stand der Technik, entsprechend dem bei der Umsetzung von 1,3,5-trialkylsubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin (dargestellt durch das Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit einem primären Alkylamin in äquimolaren Mengen) mit einem aktiven Wasserstoff atom, wie dem in der 3-Stellung von Rifamycin S, eine Mannich-Base notwendigerweise erhalten v/erden muß, das oben erwähnte Verfahren stattdessen zur Bildung von 3-alkylsubstituiertem 1,3-Oxazino-r(5,6-c)-rifamycin führt.

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Eine weitere überraschende und extrem nützliche Tatsache ist die, daß das i-Amino-4-methylpiperazin, das den 1,3-Oxazinoring unter Bildung des Rifampicin, das schließlich erhalten wird, öffnet, direkt zu dem Reaktionsgemisch zugegeben werden kann, ohne daß es erforderlich ist, irgendein Zwischenprodukt oder eine Phase zu isolieren, und daß die Art des Lösungsmittels verändert werden muß. Dies steht im Gegensatz zu den Angaben in der US-PS 3 963 705.

Das Verfahren kann außerdem im sauren Medium durchgeführt werden, wodurch die Bildung der Desacotyl- und/oder Transacetylderivate von Rifampicin vermieden wird, was ebenfalls im Gegensatz zu den Angaben in der US-PS 3 963 705 steht.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es wurde gefunden, daß es bei der Anfangsreaktion mit Rifamycin S möglich ist, verschiedene unterschiedliche Hexahydro-1,315-triazine mit verschiedenen Substituenten in den 1,3,5-Stellungen, insbesondere Alkyl- oder Aminoalkylgruppen, zu verwenden. Eine mögliche Verfahrensmodifizierung ist die Herstellung solcher Triazine in situ durch einfache Umsetzung äquimolarer Mengen eines Alkylamins oder Aminoalkylamins mit Formaldehyd. Bevorzugte Alkylgruppen sind solche, die bis zu 6 Kohlenstoffatome enthalten, die geradkettig oder verzweigtkettig sein können. Beispiele für typische Gruppen sind Methyl- und tert.-Butylgruppen, während die Aminoalkylgruppen insbesondere in Abhängigkeit von ihrer Basizität und Struktur ausgewählt werden, damit man die besten Ergebnisse erhält, und im allgemeinen tertiäre Aminogruppen sind, die eine offene oder bevorzugt eine cyclische Struktur besitzen, und Alkylgruppen sind, die bis zu 3 Kohlenstoffatome enthalten; Beispiele für typische Gruppen sind 2-Morpholinoäthyl- und 1-Äthyl-3-piperidylgruppen.

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Bei der ersten Phase der Reaktion wird der 1,3-Oxazinoring durch die Verwendung von Formaldehyd geschlossen, das als Paraformaldehyd oder als gasförmiger monomerer Formaldehyd verwendet werden kann. Zusätzlich wurde überraschenderweise gefunden, daß durch Umsetzung von Rifamycin S mit besonderem Hexahydro-1,3»5-triazin und bei besonderen Versuchsbedingungen die Zugabe von Formaldehyd, polymer oder nicht, vollständig unnötig ist, da die Triazine selbst die gleiche Wirkung zeigen und leicht Formaldehyd freisetzen, wenn sie in geeignetem Überschuß vorhanden sind. Allgemein gesagt, können 1,3,5-trialkylsubstituierte Hexahydro-1,3,5-triazine auf diese Weise umgesetzt werden, unabhängig von dem pH-Wert des Reaktionsmediums , wohingegen 1,3,5-Triaminoalkylverbindungen nur in mehr oder weniger saurem Medium so reagieren.

Der pH-Wert des Mediums spielt ebenfalls eine wichtige Rolle im allgemeineren Sinn, da die Stärke des Mediums durch Zugabe von sauren.Verbindungen, wie Essigsäure oder Oxalsäure, erhöht wird, wodurch nicht nur die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird, sondern - was wichtiger ist - die Bildung bestimmter Nebenprodukte, insbesondere von Rifamycin SV, verringert wird, das sonst am Ende der Synthese unverändert vorliegen Mcürde und in einigen Fällen die Reinheit und/oder die Ausbeute des schließlich erhaltenen Rifampicins verschlechtern würde, wodurch eine zusätzliche Umkristallisation erforderlich wäre. Die obigen Erkenntnisse sind weiterhin ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, und für die Herstellung von 3-Aminoalkylsubstituierten 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycinen ist die Zugabe von Oxalsäure besonders wichtig, damit man gute Ergebnisse erhält.

Bei der ersten Phase der Reaktion ist die Auswahl des Lösungsmittels sehr wichtig. Das verwendete Lösungsmittel ist bevor-

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zugt ein dipolares aprotisches Lösungsmittel, beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid. Diese sind gegenüber den auftretenden Reaktionskomponenten inert, besitzen eine sehr hohe Lösungsmittelkraft, die für die Durchführung der Reaktion in sehr konzentrierten Phasen erforderlich ist, und sie erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit. Außerdem können sie die Selektivität der Reaktion in gewünschten Sinn dirigieren, wohingegen bei Verwendung apolarer, kaum polarer oder protischer Lösungsmittel die Bildung der unerwünschten Nebenprodukte überwiegen kann.

Bei den beschriebenen Bedingungen und beim Arbeiten bei einer Temperatur von 20 bis 100⁰C und bevorzugt von 40 bis 80⁰C ist die erste Phase der Reaktion im allgemeinen in 0,5 bis 4 h beendet.

Es ist offensichtlich, daß, wenn 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycine als solche hergestellt werden sollen, diese zu diesem Zeitpunkt durch Behandlung des Reaktionsgemisches mit Wasser bei einem mäßig sauren pH-Wert und durch Isolierung entweder durch direkte Filtration oder durch Extraktion mit geeigneten Lösungsmitteln erhalten werden können. Insbesondere besitzen die 3-Aminoalkyl-1,3-0xazino-(5,6-c)-rifamycine, die neue Verbindungen sind, eine hohe antibiotische Aktivität gegenüber zahlreichen Bakterienstämmen und sie sind wirkungsvoller als die analogen 3-alkylsubstituierten Derivate.

Wenn andererseits das gewünschte Produkt Rifampicin ist, wird die Reaktion in der zweiten Phase des Verfahrens weitergeführt, bei der 3-Alkyl- oder 3-Aminoalkyl-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin mit 1-Amino-4-methylpiperazin unter Bildung von Rifampicin umgesetzt wird. Eines der charakteristischen Merkmale des neuen Verfahrens ist das, daß das als Zwischenprodukt

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auftretende Oxazinoderivat nicht isoliert werden muß und daß es nicht notwendig ist, die aprotischen dipolaren Lösungsmittel, die zu Beginn verwendet werden, durch ein zweites "inertes organisches Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist" zu ersetzen, wie es bei der US-PS 3 963 705 erforderlich ist. Im Gegensatz kann das 1-Amino-4-methylpiperazin direkt zu dem rohen Zwischenprodukt in dem Herstellungsmedium zugegeben wird und das Lösungsmittel muß nicht ersetzt werden. In dieser Hinsicht begünstigt die Verwendung des gleichen aprotischen dipolaren Lösungsmittels, das bereits bei der ersten Phase der Herstellung verwendet wird, ebenfalls eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit, außer daß es das Verfahren sowohl technologisch als auch wirtschaftlich verbessert.

Auf sehr überraschende Weise wurde dann beobachtet, daß die Reaktion besser abläuft, wenn nicht hinsichtlich der Geschwindigkeit, so doch hinsichtlich der Reinheit (die Bildung von Desacetylierungs- und/oder Transacetylierungsprodukten von Rifampicin wird so vermieden), wenn der pH-Wert des Mediums mäßig sauer ist. Wird daher die erste Phase der Reaktion in saurem Medium durchgeführt, was bevorzugt ist, so wird die Reaktion mit 1-Amino-4-methylpiperazin als solche weitergeführt, sofern nicht zusätzliche Mengen an Säure erforderlich sind, um den pH-Wert auf 5 bis 7 einzustellen. Sonst muß die gesamte Säuremenge zu diesem Zeitpunkt zugegeben werden. Auf jeden Fall wird die Zugabe basischer Verbindungen zur Erzeugung alkalischer Reaktionsbedingungen vermieden.

Wie zuvor erwähnt, können zahlreiche organische Säuren verwendet werden, insbesondere Essigsäure. In besonderen Fällen werden die besten Ergebnisse mit Oxalsäure erhalten und in jedem Fall ergibt ein pH-Wert von 5 bis 7 optimale Ergebnisse. Bei diesen Versuchsbedingungen und bei einer Temperatur von

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20 bis 80⁰C und bevorzugt von 40 bis 50⁰C verläuft die Reaktion, bei der Rifampicin gebildet wird, sehr leicht und schnell innerhalb einer Zeit von 20 bis 60 min. Das Produkt wird dann durch übliche Verfahren isoliert, beispielsweise durch Behandlung des Reaktionsgemisches mit Wasser bei schwach sauren Bedingungen und dann Extraktion mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist, und gutes Waschen des organischen Extrakts. Nach dem Trocknen wird das gewünschte Produkt durch Eindampfen bis zur Trockene in hohen oder sogar quantitativen Ausbeuten und mit hohem Reinheitsgrad erhalten.

Einige der folgenden Beispiele, wie z.B. Beispiel 5, beschreiben für das ganze Verfahren von Rifamycin S eine fast quantitative Ausbeute aus ausreichend reinem Rifampicin und nach einer möglichen Umkristallisation liegt die Ausbeute über 90?o des theoretischen Werts. Diese Ausbeute ist wesentlich höher als die tatsächlichen Ausbeuten, die bei der Wiederholung der zuvor bekannten Verfahren erhältlich sind.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. BeisOiel 1

15 g Rifamycin S werden in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid bei Umgebungstemperatur gelöst und 3,66 g 1,3»5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin und 1,29 g Paraformaldehyd werden dann zu der Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 75⁰C während etwa 3 h gehalten, bis die Umsetzung beendet ist, wobei 3-tert.-Butyl-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 F₂54 (Merck): blauer Fleck mit Rf 0,73; Eluierungsmittel Chloroform : Methanol 9 : 1 V/V) gebildet wird. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 50⁰C abgekühlt und eine Lösung (angesäuert

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auf einen pH-¥ert von 5,5 "bis 6 mit Essigsäure), hergestellt aus 3,65 g 1-Amino-4-methylpiperazin in 15 ml Dimethylformamid, wird zugegeben. Nach dem Rühren während etwa 1 h bei 50⁰C, bis der blaue Fleck im Dunnschichtchromatogramm verschwindet, wird mit 2?oiger Essigsäure angesäuertes Wasser zu der entstehenden Lösung gegeben und anschließend wird mit 400 ml Chloroform in Portionen extrahiert und der Chloroformextrakt wird wiederholt mit Wasser gewaschen. ITach dem Trocknen mit wasserfreiem Natriumsulfat und Filtrieren wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft. Der Rückstand (16 g) wird aus Aceton umkristallisiert und man erhält 10,6 g chromatographisch reines Rifampicin.

Beispiel 2

15 g Rifamycin S werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst und 5,5 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu der Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann bei 75⁰C während etwa 3 h gehalten und 1-Amino-4-methylpiperazin, angesäuert mit Essigsäure, wird direkt entsprechend dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zugegeben. Anschließend wird auf ähnliche Weise, wie dort beschrieben, aufgearbeitet. Man erhält im wesentlichen reines Rifampicin.

Beispiel 3

2,3 g Rifamycin S werden in 10 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid gelöst und dann werden 0,68 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin und 0,24 g Paraformaldehyd zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 75°C während etwa 3 h gehalten, bis die Umsetzung von Rifamycin S beendet ist, und dann wird es auf 50⁰C abgekühlt. Anschließend werden 1,6 g 1-Amino-4-methylpiperazin, verdünnt mit 5 ml Dimethylsulfoxid und angesäuert bis zu einem pH-Wert von 6 mit Essigsäure, direkt zu-

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" rf '

gegeben. Man arbeitet dann weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben, und erhält das gewünschte Rifampicin.

Beispiel 4

1,29 g Paraformaldehyd und 3,66 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden unter Rühren zu einer Lösung aus 15 g Rifamycin S in einem Gemisch aus 50 ml Dimethylformamid und 5 g Essigsäure gegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf 75⁰C während etwa 1 h gehalten. Nach Beendigung der Reaktion wird auf 5O⁰C abgekühlt und dann v/erden 6,68 g 1 -Amino-4-methylpiperazin unter Rühren zugegeben. Die Lösung wird bei 50⁰C während etwa 1 h gehalten und nach Beendigung der Reaktion mit 10 Volumen einer 25-oigen wäßrigen Lösung von Essigsäure verdünnt und mit Chloroform extrahiert. Der organische Extrakt wird dann gut mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft, wobei 17,2 g Rückstand des gewünschten Rifampicins erhalten werden. Das erhaltene Produkt wird aus Aceton/Äthylacetat umkristallisiert und man erhält 13,3 g reines Rifampicin.

Beispiel 5

Zu einer Lösung aus 70 g Rifamycin S in 250 ml Dimethylformamid werden nacheinander unter Rühren 24 g Essigsäure, 6 g Paraformaldehyd und 17 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin, wie im Beispiel 4 beschrieben, zugegeben. Das Gemisch wird bei 50⁰C während etwa 1 h gerührt und es werden bei der gleichen Temperatur 31 g 1-Amino-4-methylpiperazin zugegeben. Nach der Reaktion während einer weiteren h bei 50⁰C wird das Reaktionsprodukt, wie im Beispiel 4 beschrieben, isoliert. Man erhält 81 g Produkt mit hoher Reinheit, das nach

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der Kristallisation, sofern erforderlich, 74,5 g reines Rifampicin ergibt.

Beispiel 6

2,9 g tert.-Butylamin und 1,2 g Paraformaldehyd und dann 14 g Rifamycin S, 4,8 g Essigsäure und 1,2 g Paraformaldehyd werden nacheinander zu 50 ml Dimethylformamid unter Rühren gegeben. Nach der Reaktion während 3 h bei 50⁰C werden 6,2 g 1-Amino-4-methylpiperazin zugegeben und die Reaktion wird, wie im Beispiel 4 beschrieben, weitergeführt, und man erhält, wie oben, reines Rifampicin.

Beispiel 7

Zu einer Lösung aus 2,3 g Rifamycin S in 10 ml Dimethylformamid gibt man 0,36 g Oxalsäure und dann 0,24 g Paraformaldehyd und 0,63 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin. Das Reaktionsgemisch wird bei 75°C während etwa 1 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, dann wird auf 50°C abgekühlt und 1,7 g i-Amino-4-methylpiperazin, verdünnt mit 3 ml Dimethylformamid und angesäuert auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure, werden zugegeben. Die Reaktion wird bei 50 C während etwa 1 h bis zur Beendigung weitergeführt, dann mit Wasser, das mit 2%iger Essigsäure angesäuert ist, verdünnt und das Gemisch wird mit Chloroform extrahiert. Nach dem oben beschriebenen Verfahren wird das gewünschte Rifampicin mit hoher Ausbeute erhalten.

Beispiel 8

0,36 g Oxalsäure und 1,0 g 1,3,5-Tri-(tert.-butyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 2,8 g Rifamycin S in

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10 ml Dimethylformamid gegeben. Das Gemisch wird bei 75°C während etwa 1 h gehalten, dann werden 1,7 g angesäuertes 1-Amino-4-methylpiperazin direkt entsprechend dem im Beispiel 7 beschriebenen Verfahren zugegeben. Der schließlich erhaltene Chloroformextrakt wird auf ein geringes Volumen konzentriert und mit einem geeigneten Gemisch aus Äthylacetat/Aceton verdünnt. Man erhält eine hohe Ausbeute an reinem Rifampicin.

Beispiel 9

7 g Rifamycin S werden in 25 ml Dimethylformamid gelöst und dann werden unter Rühren nacheinander 2,4 g Essigsäure, 0,6 g Paraformaldehyd und 0,85 g 1,3,5-Trimethylhexahydro-1,3,5-triazin zugegeben. Das Gemisch wird bei 50⁰C während 3 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, wobei 3-Methyl-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin gebildet wird (DünnschichtChromatographie auf Silicagel 60 F₂₅^ - Merck: blauer Fleck bei Rf 0,19, Eluierungsmittel Chloroform : Methanol 9 : 1 V/V). 3,1 g 1-Amino-4-methylpiperazin werden dann zugegeben und die Reaktion wird bei 50⁰C während etwa 1 h weitergeführt, bis diese beendet ist, was durch das Verschwinden des blauen Fleckens in der TLC erkennbar ist. Nach der Behandlung auf übliche Weise erhält man eine hohe Ausbeute (7,2 g) an Rifampicin. Es kann leicht durch Kristallisation aus Aceton gereinigt werden.

Beispiel 10

0,72 g Oxalsäure, 0,48 g Paraformaldehyd und 2,28 g 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 5,6 g Rifamycin S in 20 ml Dimethylformamid gegeben. Das Gemisch wird auf 75°C erwärmt und bei dieser Temperatur 1 h gehalten, bis die Reaktion beendet ist, was durch

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das Verschwinden des Rifamycin S (TLC) und der Bildung von 3-(2-Morpholinoäthyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin erkennbar ist (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 Fpc-Λ (Merck): blauer Fleck bei Rf 0,37, Eluierungsiaittel Chloroform : Methanol 9 : 1 V/V) * Das Reaktionsgemisch wird auf 50⁰C abgekühlt und eine Lösung von 3 »4· g 1-Amino-4-methylpiperazin in 5 ml Dimethylformamid, auf geeignete Weise auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure angesäuert, wird direkt zugegeben. Es wird dann unter Rühren während etwa einer weiteren h, bis die Reaktion beendet ist, erhitzt, was durch das Verschwinden des blauen Fleckens in der TLC erkennbar ist. Nach dem Verdünnen mit 2%iger wäßriger Essigsäure und Extraktion der entstehenden Suspension mit Chloroform wird die organische Lösung gut mit Wasser gewaschen und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand (5,5 g) wird dann aus Aceton/Äthylacetat umkristallisiert und man erhält 4 g reines Rifampicin.

Beispiel 11

2,3 g Rifamycin S werden in 10 ml Dimethylformamid gelöst und dann v/erden 0,24 g Paraformaldehyd und 1,4 g 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin-oxalat zugegeben. DasReaktionsgemisch wird auf 75°C erhitzt, bis die Reaktion beendet ist (etwa 4 h), dann auf 50⁰C gekühlt und 1-Amino-4-methylpiperazin, auf geeignete Weise mit Essigsäure angesäuert, wird direkt zugegeben, entsprechend dem im Beispiel 10 beschriebenen Verfahren. Man erhält, wie oben beschrieben, das gewünschte Rifampicin.

Beispiel 12

14 g Rifamycin S werden in 50 ml Dimethylformamid bei 20⁰C gelöst, dann werden 1,8 g Oxalsäure und 5,5 g 1,3,5-(2-Morpho-

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linoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin zu der Lösung zugegeben und ein Strom von monomerem Formaldehyd und trockenem Stickstoff wird während 20 min durchgeperlt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch bei 70⁰C zur Beendigung der Reaktion erhitzt. Eine Lösung aus 3,5 g 1-Amino-4«iethylpiperazin in 10 ml Dimethylformamid, angesäuert auf einen pH-Wert von 5 mit Essigsäure, wird zu der entstehenden Lösung zugegeben, die dann bei 40⁰C gerührt wird, bis der blaue Fleck in dem Dünnschichtchromatogramm verschwindet« 150 ml Dichlormethan werden zu der entstehenden Lösung zugegeben und das Gemisch wird mehrere Male mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach der Filtration wird das Lösungsmittel zur Trockene eingedampft und der Rückstand aus Aceton umkristallisiert. Man erhält 10,7 g chromatographisch reines Rifampicin.

Beispiel 13

0,72 g Oxalsäure und 3,4 g 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Losung aus 5,6 g Rifamycin S in 20 ml Dimethylformamid zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf 75⁰C während etwa 3 h erhitzt und 1-Amino-4-methylpiperazin in einem sauren Medium wird analog dem im Beispiel 10 beschriebenen Verfahren zugegeben. Danach wird die Chloroformlösung destilliert. Man erhält das gewünschte Rifampicin (5,S g), das dann leicht aus Aceton kristallisiert werden kann.

Beispiel 14

Rifamycin S wird mit 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin und mit Paraformaldehyd in Anwesenheit von Oxalsäure umgesetzt und anschließend arbeitet man im wesent-

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lichen nach dem im Beispiel 10 beschriebenen Verfahren, verwendet jedoch Dimethylacetamid als Lösungsmittel. Nach der Zugabe von 1-Amino-4-methylpiperazin arbeitet man im wesentlichen, wie zuvor beschrieben, und isoliert im wesentlichen reines Rifampicin in ähnlicher Ausbeute.

Beispiel 15

Eine ^Lösung aus 2,8g Rifamycin S in 10 ml Dimethylformamid wird mit 0,36 g Oxalsäure, 0,24 g Paraformaldehyd und 1,12 g 1,3,5-Tri-(1-äthyl-3-piperidyl)-hexahydro-1,3,5-triazin behandelt. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 75°C während etwa 1 h erhitzt, bis die Umsetzung beendet ist. Man erhält 3-(1-Äthyl-3-piperidyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin (Dünnschichtchromatographie auf Silicagel 60 Fp54 (Merck): blauer Fleck bei Rf 0,40, Eluierungsmittel Chloroform : Methanol 9 : 1 V/V). Nach dem Kühlen auf 50⁰C werden 1,7 g 1-Amino-4-methylpiperazin, angesäuert auf einen pH-Wert von 6 mit Essigsäure, zugegeben und die Reaktion wird entsprechend Beispiel 10 weitergeführt. Man erhält 3,1 g rohes Rifampicin, das dann aus einem geeigneten Lösungsmittel kristallisiert wird, wodurch eine hohe Ausbeute (2,5 g) an reinem Produkt erhalten wird.

Beispiel 16

0,9 g Oxalsäure, 0,6 g Paraformaldehyd und 2,85 g 1,3,5-Tri-(2-morpholinoäthyl)-hexahydro-1,3,5-triazin werden zu einer Lösung aus 7 g Rifamycin S in 25 ml Dimethylformamid gegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 75°C während 1 h erhitzt, bis das Rifamycin S vollständig reagiert hat (TLC). 10 Volumen einer 2%igen Lösung von Essigsäure in Wasser v/erden zugegeben und die erhaltene Suspension wird mit Chloroform ex-

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trahiert und der Extrakt wird wiederholt mit Wasser gewaschen. ITach dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat und Abdestillieren des Lösungsmittels wird ein Rückstand erhalten, der 7,5 g 3-(2-Korpholinoäthyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin enthält, das dann nit geeigneten Lösungsinittelgamischen gereinigt wird (kleine Mengen an Rifamycin SV werden während der Herstellung gebildet).

Alternativ kann das Produkt nach der Verdünnung des Reaktionsgeinisches mit angesäuertem Wasser durch direkte Filtration der erhaltenen Suspension und gutem Waschen und Trocknen im Vakuum das gesammelten Materials isoliert v/erden. Die Reinigung kann ebenfalls mit Standardverfahren durchgeführt v/erden, wie Säulenchromatographie auf Silicagel (0,05 bis 0,2 mm, Merck), Eluierung zuerst mit Chloroform zur Entfernung möglicher Verunreinigungen und dann mit geeigneten Lösungsmittelgemischen mit maximal 5 Vol.-?o Methanol, damit reines Produkt nach der Abdestillation der Lösungsmittel erhalten wird.

3-(2-I-Iorpholinoäthyl)~1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin wird in Form blauer Kristalle mit einem Rf-Wert von 0,37 auf einem Dünnschientchromatogramm (Silicalgel 60 F054 ~ Κ©^Γο^ί Eluierungsmittel Chloroform : Methanol 9 : 1 V/V) und mit einem charakteristischen IR-Spektrum nit Absorptionspeaks (NuJoI-Suspension) bei 3440, 1720 bis 1703, 1650, I6O6, 1550, 1520, 1253, 123Ο, 1160, 1118, 1063, 970 und 900 cm"¹ erhalten.

Die Substanz besitzt eine hohe antibiotische Aktivität gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen und sie ist wirksamer als die ähnlichen 3-alkylsubstituierten 1,3-Oxazino-(5,6-c)-rifamycine und zeigt beispielsweise die folgenden minimalen Hemmkonzentrationswerte (in Klammern zum Vergleich die Werte, die mit 3-tert.-Butylderivat erhalten werden): Staphylococcus

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aureus, 0,031 mcg/ml (0,125); Streptococcus faecalis, 0,25 mcg/ml (0,5) und Bacillus subtilus, 1£> mcg/ml (2,0).

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Claims

Patentansprüche

Λ,Ι Verfahren zur Herstellung von Rifampicin, dadurch gekennzeichnet , daß Rifamycin S in einem aprotischen dipolaren Lösungsmittel mit einem 1,3,5-trisubstituierten Hexahydro-1,3,5-triazin bei einer Temperatur von 20 bis 100⁰C umgesetzt wird und anschließend mit 1-Amino-4-methylpiperazin, während der pH-¥ert im Bereich von bis 7 gehalten wird, umgesetzt wird und anschließend das Rifampicin isoliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung von Rifamycin S mit 1,3,5-trisubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin in Anwesenheit von Formaldehyd durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formaldehyd in polymerer Form verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formaldehyd in monomerer gasförmiger Form verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Umsetzung von Rifamycin S mit 1,3,5-trisubstituiertem Hexahydro-1,3,5-triazin in Anwesenheit einer organischen Säure durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Säure Essigsäure oder Oxalsäure verwendet.

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ORIGINAL INSPECTED

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als 1,3,5-trisubstituiertes Hexahydro-1,3,5-triazin eines verwendet, bei dem die Substituenten niedere aliphatische Gruppen oder Aminoalkylgruppen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigen aliphatischen Gruppen Methyl- oder tert.-Butylgruppsn sind.

Ί, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η -

veichnet, daß die Aminoalkylgruppen 2-Morpholinoäthyl- oder 1-Äthyl-3-piperidylgruppen sind.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als aprotisches dipolares Lösungsmittel Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid verwendet.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das 1-Amino-4-methylpiperazin in einem aprotischen dipolaren Lösungsmittel gelöst wird, bevor es zu dem Reaktionsgemisch zugegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Lösung von 1-Amino-4-methylpiperazin auf einen pH-Wert von 5 bis 7 durch Zugabe von Essigsäure oder Oxalsäure angesäuert wird.

13· Rifampicin, dadurch gekennzeichnet , daß es nach einem der Ansprüche 1 bis 12 erhalten worden ist.

14. 3-Aminoalkyl-1,3-oxazino-(5,6-c ^rifamycin.

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15. 3-(2-Horpholinoäthyl)-1,3-O3:azino-(5,6-c)-rifamycin. 1δ. 3-(i-Äthyl-3-piperidyl)-1,3-oxazino-(5,6-c)-rifamycin.

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