DE2350203B2

DE2350203B2 - Verfahren zur Herstellung von 1-N- [(S) -2-Hydroxy-4-amino- butyryl] -neamin, -3', 4'-didesoxyneamin,-ribostamycin oder -3',4' -didesoxyribostamycin

Info

Publication number: DE2350203B2
Application number: DE2350203A
Authority: DE
Inventors: Osamu Yokohama Kanagawa Tschuchiya; Hamao Umezawa; Sumio Umezawa
Original assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Current assignee: Microbial Chemistry Research Foundation
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2350203C3; JPS4956953A; JPS5324415B2; DE2350203A1; US3925354A; FR2202078A1; GB1426909A; FR2202078B1

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (A) mit dem jeweiligen Aminoglykosid-Derivat und Natriumhydrid in einem Molverhältnis von 1 :1 bis 3 durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (B) mit einer 4-, Lösung von Bariumhydroxid in einem Gemisch aus Wasser und Dioxan bei einer Temperatur von 70 bis 95°C durchführt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von l-N-[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-neamin,

-3\4'-didesoxyneamin, -ribostamycin oder -3',4'-didesoxyribostamycin, die sich als Wirkstoffe zur Behandlung verschiedener bakterieller Infekte erwiesen haben. _W|

Kanamycine und Neamin, d. h. Neomycin A, sind wohlbekannte Aminoglykosid-Antibiotika. Auch Ribostamycin ist als Aminoglykosid-Antibiotikum bekannt und wurde ursprünglich als Vistamycin oder Antibiotikum SF-733 bezeichnet (»Journal of Antibiotics«, Bd. 23, _h-, 1970. 155-161 und 173-183). Dieses Ribostamycin ist als 5-0-0-D-Ribofuranosyl-neamin identifiziert worden.

Diese Aminoglykosid-Antibiotika sind als wertvolle Chemotherapeutika in weiter Verbreitung angewendet worden, jedoch sind in den letzten Jahren zunehmend mehr gegen diese Mittel resistente Bakterienstämme aufgetreten. Demzufolge wurden die Resistenzmechanismen der gegen die bekannten Aminoglykosid-Antibiotika resistenten Bakterienstämme untersucht. So wurde bereits festgestellt, daß Stämme gramnegativer Bakterien mit dem R-Faktor, und zwar Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa, die von Patienten isoliert wurden, gegenüber der Wirkung von Kanamycinen resistent sind. Diese kanamycinresistenten Stämme sind dadurch resistent, daß sie ein Enzym produzieren, das die 3'-Hydroxylgruppe der Kanamycine phosphorylieren kann und die Kanamycine so inaktiviert (vgl. »Science« 157 (1967), 1559).

Auf der Grundlage dieser Beobachtungen wurde in halbsynthetischer Weise 3'-Desoxykanamycin und 3',4'-Didesoxykanamycin B hergestellt, bei denen die 3'-Hydroxylgruppe des Kanamycinmoleküls entfernt worden war. Gleicherweise wurden 3',4'-Didesoxyneamin und S'^'-Didesoxyribostamycin, nämlich das 3',4'-Didesoxyvistamycin, erhalten (»Journal of Antibiotics«, Serie A (1971), 274-275, 485-487, 711 -712 und (1972), 613-617).

Gegen die genannten kanamycinresistenten Stämme sind die Verbindungen 3'-Desoxykanamycin, 3',4'-Didesoxykanamycin B, 3',4'-Didesoxyneamin und 3',4'-Didesoxyribostamycin zwar wirksam, jedoch wurde beobachtet, daß die genannten Desoxyderivate gegen andere kanamycinresistente Stämme, beispielsweise gegen Escherichia coli JR 66/W 677, die von anderen Patienten isoliert worden waren, praktisch vollkommen inaktiv sind. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß für diese Stämme der Resistenzmechanismus darin zu sehen ist, daß sie ein Enzym erzeugen, das die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins oder des 3'.4'-Didesoxakanamycins mit Adenosintriphosphat adenylieren kann und so sowohl das Kanamycin als auch das 3',4'-Didesoxykanamycin durch die Erzeugung dieses adenylierenden Enzyms inaktiv macht (»Journal of Antibiotics« (1971), 911-913).

Weiterhin wurde gefunden, daß der Resistenzmechanismus für eine Reihe resistenter gramnegativer Bakterien, wie beispielsweise der den R-Faktor tragenden Stämme von Escherichia coli, beispielsweise Escherichia coli JR 66/W 677 und LA 290 R 55, darauf beruht, daß diese Stämme ein Enzym erzeugen, daß die 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycins A und des 3',4'-Didesoxykanamycins B nukleotidyliert und so das Kanamycin und das 3',4'-Didesoxykanamycin B mit Hilfe dieses Enzyms inaktiv macht (»Journal of Antibiotics« (1972), 492).

Auf der anderen Seite ist bekannt, daß Butirosin B, ein Aminoglykosid-Antibiotikum, das von Streptomyces-Arten erzeugt wird, gegenüber kanamycinresistenten Bakterien sowie gegenüber einer Reihe von ribostamycinresistenten Bakterien aktiv ist. Dieses Butirosin B wurde als l-N-((S)-2-Hydroxy-4-amino-n-butyryl)-ribostamycin identifiziert (»Tetrahedron Letters« (1971), 2617-2630; und DE-OS 19 14 527). Der Vergleich der antibakteriellen Aktivität des Ribostamycins mit der des Butirosin B zeigte, daß der (S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl-Substituent an der 1-Aminogruppe des Butirosin-B-Moleküls eine wichtige Rolle bei der dem Ribostamycin möglichen Aktivität sogar gegenüber ribostamycinresistentcn und -empfindlichen Stämmen spielt und daß die Gegenwart des (S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl-Substituenten an der 1-Aminogruppe des Butirosin-B Moleküls zu einer derart großen

sterischen Hinderung des Moleküls führt, daß das Butirosin S nicht durch den Angriff der verschiedenen Inaktivierungsenzyme, die von den verschiedenen kanamycinresistenten Stämmen oder ribostamycinresistenten Stämmen erzeugt werden, inaktiviert werden kann.

Aus dem genannten Stand der Technik leiteten die Erfinder die Hoffnung ab, daß l-N-[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-neamin, -3',4'-didesoxyneamin, -ribostamycin oder -3\4'-didesoxyribostamycin wirksame und nützliche Wirkstoffe gegen Bakterienstämme sein sollten, die gegenüber anderen Antibiotika resistent sind, wenn diese Verbindungen hergestellt werden könnten.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der vorgenannten Verbindungen zu schaffen, das in hoher Ausbeute ohne die Notwendigkeit einer Durchführung komplizierter Isolierungen oder Reinigungen der Zwischen- oder Endprodukte durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das durch die Merkmale des Patentanspruchs I gekennzeichnete Verfahren vorgeschlagen.

Mit einem Cyclohexanring, der an einem Kohlenstoffatom des Ringes eine äquatoriale Aminogruppe und an einem anderen Kohlenstoffatom des Ringes in Nachbarstellung zu dem vorerwähnten Kohlenstoffatom in trans-äquatorialer Stellung relativ zur Aminogruppe eine Hydroxylgruppe trägt und in dem ferner die Aminogruppe in ein Urethan überführt ist, kann ein cyclisches Carbamat zwischen der Aminogruppe und der Hydroxylgruppe gebildet werden, wenn dieser Cyclohexanring mit einer starken Base umgesetzt wird, beispielsweise mit einem Alkalimetallhydroxid, wie Natriumhydroxid, oder mit einem Alkalimetallhydrid, wie Natriumhydrid, in wasserfreiem Dimethylformamid. Wenn darüber hinaus das so gebildete cyclische Carbamat in wäßrigem Medium mil einer schwachen anorganischen Base behandelt wird, die die N-acylierte Bindung nicht zersetzt, beispielsweise mit einem Alkalimetallcarbonat, wie Natriumcarbonat, oder einem Erdalkalimetallhydroxid, wie Bariumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, wird das cyclische Carbamat selektiv unter Rückbildung der freien Aminogruppe und der freien Hydroxylgruppe hydrolysiert. Diese neue Reaktion kann schematisch wie folgt wiedergegeben werden:

NHCOOR' NH

NH₁

C = O

OH

(B)

kum der Formel (11)

CH₂NHCOOR'
O

Auf diesem Reaktionstyp beruht das erfindungsgemäße Verfahren.

Das Symbol (S). das in den Bezeichnungen der chemischen Verbindungen auftritt, bezeichnet in üblicher Nomenklatur die sterische Konfiguration (vgl. »Experientia« 12 (1956), 81-94).

Das als Ausgangsprodukt benutzte tetra-N-alkyloxycarbonylierte, tetra-N-aralkyloxycarbonylierte oder tetra-N-aryloxycarbonylierte Aminoglykosid-Antibioti-

NHCOOR'

OH

wobei R' eine Alkylgruppe mit 1 —4 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe oder eine Arylgruppe ist; R" ein Wasserstoffatom, eine an sich bekannte Hydroxyl-Ii schutzgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte /?-D-Ribofuranosylgruppe der Formel

OZ V)Z

ist, in der Z eine an sich bekannte Hydroxylschutzgruppe oder ein Wasserstoffatom ist; X' und Y' stets die gleiche Bedeutung haben und je ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Gruppe -OZ' ist, in der Z' eine an sich bekannte Hydroxylschutzgruppe ist, ist vorzugsweise das tetra-N-benzyloxycarbonylierte Neamin, 3',4'-Didesoxyneamin, Ribostamycin oder 3',4'-Didesoxyribostamyein. In der Regel kann R' geeigneterweise jedoch ein Alkyl sein, beispielsweise Methyl, Äthyl, tert.-Butyl oder tert.-Amyl. Weiterhin kann R' vorzugsweise ein Aralkyl sein, beispielsweise Benzyl oder p-Nitrobenzyl oder ein Aryl, beispielsweise Phenyl. Die Hydroxylgruppen für OR', X', Y', OZ und die 6-1 lydroxylgruppe der Ausgangsverbindung der Formel (11) können alle in freier Form vorliegen bleiben, jedoch können gewünschtenfalls alle oder ein Teil der Hydroxylgruppen (für OR", X', Y' und OZ), nicht jedoch die 6-Hydroxylgruppe, erforderlichenfalls in der Ausgangsverbindung (II) durch an sich bekannte Hydroxylschutzgruppen geschützt sein, die durch eine Hydrolyse oder Hydrogenolyse unter milden Bedingungen in an sich bekannter Weise wieder abgespalten werden können.

Zur Herstellung der Ausgangsverbindung (II) für das Verfahren gemäß der Erfindung können Neamin, 3',4'-Didesoxyneamin, Ribostamycin oder 3',4'-Didesoxyribostamyein in an sich bekannter Weise tetra-N-alkyloxycarbonyliert, tetra-N-aralkyloxycarbonyliert oder tetra-N-aryloxycarbonyliert werden.

Dieses Reaktionsprodukt kann dann anschließend mit einem an sich bekannten verwendeten Reagenz umgesetzt werden, das geeignet ist, eine ebenfalls an sich bekannte Hydroxylschutzgruppe einzuführen, wenn die Hydroxylgruppen des Reaktionsproduktes mit einer der zuvor erwähnten Hydroxylschutzgruppen geschützt werden sollen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Umsetzung des Alkalimetallhydrids oder -hydroxids, insbesondere des Natriumhydrids, mit der Ausgangsverbindung der Formel (II) in wasserfreiem Dimethylformamid.

Ein Beispiel der für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Alkalimetallhydroxide ist Natriumhydroxid.

Als Alkalimetallhydrid wird das Natriumhydrid vorgezogen. Je Mol der Ausgangsverbindung (II) können 1 bis 3 Mo! der Base eingesetzt werden. Das so erhaltene cyclische Carbamat wird dann durch Neutralisieren des Reaktionsgemisches mit einer Säure, wie beispielsweise Essigsäure, Eingießen des neutralisierten Reaktionsgemisches in eine große Menge eines Gemisches von Chloroform und Wasser, Abtrennen der Chloroformschicht, die das cyclische Carbamat gelöst enthält, u^d Einengen der Chloroformlösung, wobei das cyclische Carbamat als roher Feststoff ausfällt, aufgearbeitet. Das so erhaltene Rohprodukt kann säulenchromatographisch unter Verwendung von Kieselgel und Chloroform-Äthanol gereinigt werden.

Das so erhaltene reine cyclische Carbamat wird dann der partiellen Hydrolyse mit einer schwachen Base unterworfen, um das Aminol der allgemeinen Formel (IV) zu erhalten. Diese partielle Hydrolyse erfolgt in einem wäßrigen Reaktionsmedium, beispielsweise in wäßrigem Dioxan oder wäßrigem Methanol. Geeignete Beispiele für die schwache Base für diese partielle Hydrolyse des cyclischen Carbamats sind die Alkalimetallcarbonate, wie Natriumcarbonat oder die Erdalkalimetallhydroxide, wie Bariumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calciumhydroxid. Das so erhaltene Aminol kann durch Filtrieren des Reaktionsgemisches, Einengen des Filtrates zur Trockne und Extraktion des Rückstandes mit Chloroform und anschließendes Abziehen des Chloroforms als Rohprodukt vom Rer.ktionsgemisch abgetrennt werden. Das so erhaltene Rohprodukt kann säulenchromatographiscL auf einer mit Kieselgel beschickten Säule gereinigt werden.

Das Aminol wird dann in an sich bekannter Weise mit der (S)-2-Hydroxy-4-amino-buttersäure umgesetzt, wobei diese Umsetzung in der für die Acylierung bei der Amidsynthese bekannten Weise durchgeführt wird. So kann das Aminol durch Umsetzen mit besagter Buttersäure in Dimethylformamidlösung, Acetonlösung oder Tetrahyirofuranlösung und in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels, wie beispielsweise Dicyclohexylcarbodiimid, acyliert werden. Die substituierte Aminosäure kann auch in Form des Säurechlorids, als gemischtes Säureanhydrid, aktivierter Ester oder in Form des Azids eingesetzt werden. Es empfiehlt sich durchaus, daß also die substituierte Buttersäure zunächst in eine aktivierte Esterform überführt wird, indem man die substituierte Buttersäure mit N-Hydroxybernsteinsäureimid in Gegenwart von Dicyclohexylcarbodiimid umsetzt, und daß man den so erhaltenen aktivierten Ester dann mit dem Aminol zur I-N-Acylierung des Aminols umsetzt. Die Reaktion der substituierten Buttersäure mit dem Aminol sollte vorzugsweise in praktisch äquimolaren Mengen durchgeführt werden.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Acylierungsprodukt, das durch die Umsetzung des Aminols mit der substituierten Buttersäure erhalten wird, aus dem Reaktionsgemisch durch Filtrieren des Reaktionsgemisches, Einengen des FiI-trats zur Trockne und Isolieren des so erhaltenen Rohproduktes aufgearbeitet werden. Dieses so erhaltene Rohprodukt kann dann auf einer Kieselgelsäule chromatographisch gereinigt werden. Das auf diese Weise erhaltene gereinigte Acylierungsprodukt wird dann in der Weise behandelt, daß man die verbleibenden Alkyloxycarbonyl-, Aralkyloxycarbonyl- oder Aryloxycarbonylgruppen -COOR', die möglicherweise verbleibenden Aminoschutzgruppen und die möglicherweise verbleibenden Hydroxylschutzgruppen für OR", X'. Y' oder OZ des Acyüerungsproduktes ;n die Wasserstoffatome überführt.

Die Umwandlung der Gruppen —COOR' und der Aminoschutzgruppen des Acyüerungsproduktes in die Wasserstoffatome, d.h. die Entfernung der Gruppen —COOR' und der Aminoschutzgruppen aus dem Acylierungsprodukt. kann nach einem der im folgenden beschriebenen verschiedenen Verfahren, die an sich bekannt sind, durchgeführt werden. Die verbleibenden Alkyloxycarbonyl-, Aralkyloxycarbonyl- oder Aryloxycarbonylgruppen —COOR' des Acylierungsproduktes können als eine Art der an sich bekannten Aminoschutzgruppen angesehen werden. Dementsprechend kann die Abspaltung dieser Art der Aminoschutzgruppen von dem Acylierungsprodukt, wenn die Aminoschutzgruppe des Acylierungsproduktes eine Alkyloxycarbonylgruppe, wie beispielsweise tert.-Butoxycarbonyl, eine Cycloalkyloxycarbonylgruppe oder eine Aryloxycarbonylgruppe oder eine Gruppe =CHRs, beispielsweise eine Salicylidengruppe, ist, in der Weise erfolgen, daß man das Acylierungsprodukt einer gemäßigten Hydrolyse mit einer schwachen Säure unterwirft, beispielsweise mit einer wäßrigen Trifluoressigsäure, einer wäßrigen Essigsäure oder einer verdünnten wäßrigen Salzsäure. Wenn die Aminoschutzgruppen eine Aralkyloxycarbonylgruppe, beispielsweise eine Benzyloxycarbonylgruppe ist, kann die Abspaltung dieser Art der Aminoschutzgruppen in der Weise erfolgen, daß man das Acylierungsprodukt der Hydrogenolyse in Gegenwart eines Palladium-Kohlenstoff-Katalysators oder einer Behandlung mit Bromwasserstoffsäure und Essigsäure unterwirft. Die o-Nitrophenoxyacetylgruppe als Aminoschutzgruppe kann durch eine reduktive Behandlung entfernt werden.

J5 Wenn die Aminoschutzgruppe eine Phthaloylgruppe ist, kann diese von dem Acylierungsprodukt wirkungsvoll durch Hydrolyse des Acylierungsproduktes mit Hydrazinhydrat in äthanolischer Lösung unter Erwärmen abgespalten werden. Wenn das Acylierungsprodukt unterschiedliche Arten der Aminoschutzgruppen enthält, so kann es gleichzeitig oder aufeinanderfolgend den verschiedenen Speziaireaktionen für die Entfernung der verschiedenen Aminoschutzgruppen unterworfen werden. Wenn das Acylierungsprodukt beispielsweise die tert.-Butoxycarbonylgruppc und die Benzyloxycarbonylgruppe als Aminoschutzgruppe enthält, können diese beiden Gruppen gleichzeitig entfernt werden, indem man das Acylierungsprodukt einer sauren katalytischen Hydrierung mit 5% Palladium auf

so Kohlenstoff in 90%iger Trifluoressigsäure und Methanol unterwirft.

Wenn das Acylierungsprodukt noch die Hydroxylschutzgruppen vom Acyltyp enthält, kann die Überführung dieser Hydroxylschutzgrupptn vom Acyltyp in ein Wasserstoffatom durch eine Hydrolyse unter milden Bedingungen unter Verwendung einer verdünnten Salzsäure oder einer wäßrigen Essigsäure durchgeführt werden. Mitunter können die Hydroxylschutzgruppen des Acyltyps aber auch schon partiell während der vor-

bo angehenden Stufe der partiellen Hydrolyse des cyclischen Carbamats und bzw. oder gleichzeitig mit der Entfernung der Aminoschutzgruppen des verwandten Acyltyps erfolgen. Wenn dagegen die Hydroxylschutzgruppe vom Benzyltyp ist, kann diese durch katalyti-

b5 sehe Hydrogenolyse in Gegenwart von Palladium auf Kohlenstoff entfernt werden. Wenn das Acylierungsprodukt beispielsweise die Benzylgruppe als Hydroxylschutzgruppe enthält und die Benzyloxycarbonylgruppe

als Aminoschutzgruppe. kann die gleichzeitige Entfernung dieser Arten von Hydroxyl- und Aminoschutzgruppen durch gleichzeitige Debenzylierung und Debenzyloxycarbonylierung in der Weise durchgeführt werden, daß entweder ein solches Acylierungsprodukt in Lösung in einem Gemisch aus Dioxan, Essigsäure und Wasser in Gegenwart eines Palladium-Kohlenstoff-Katalysators hydriert wird, oder daß das Acylierungsprodukt in Lösung in flüssigem Ammoniak mit metallischem Natrium behandelt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das gewünschte Produkt nach der Entfernung der Gruppe —COOR', der Aminoschutzgruppe und der Hydroxylschutzgruppe von dem Acylierungsprodukt erhalten. Die so erhältliche gewünschte Verbindung kann aus dem Reaktionsgemisch, in dem die Aminoschutzgruppe und die Hydroxylschutzgruppe abgespalten wurde, in der Weise erfolgen, daß man das Reaktionsgemisch zur Trockne eindampft und auf diese Weise ein Rohprodukt der gewünschten Verbindung erhält. Dieses Rohprodukt der gewünschten Verbindung kann durch lonenaustauschchromatographie gereinigt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Kationenaustauscherharzes, das Carboxylfunktionen enthält, also beispielsweise mit Hilfe eines Copolymerisats aus Methacrylsäure mit Divinylbenzol in der Ammoniumform, ein Molekularsieb in der Ammoniumform oder CM-Cellulose. Das Eluat der chromatographischen Trennung wird in Fraktionen aufgefangen. Die antibakterielle Aktivität dieser Fraktionen wird mit Hilfe von empfindlichen Bakterien und von resistenten Bakterien als Testmikroorganismen untersucht. Mit Hilfe dieses Nachweises der antibakteriellen Aktivität jeder Fraktion können die aktiven Fraktionen, die die herzustellende Verbindung enthalten, leicht festgestellt werden. Diese Verbindung kann in an sich bekannter Weise aus den aktiven Fraktionen gewonnen werden, wobei die üblichen für die Herstellung und Aufbereitung der bekannten Aminoglykosid-Antibiotika verwendeten Verfahren angewandt werden können.

Nach einer speziellen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verfahren zur Herstellung von l-N-[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-ribostamycin geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Natriumhydrid mit Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3',4'.2",3"-di-0-cyclohexyliden-5"-0-(l-methoxycyclohexyl)-ribostamycin in wasserfreiem Dimethylformamid umsetzt und dabei Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4',2",3"-di-0-cyclohexyliden-5"-0-( 1 -methoxycyclohexylj-ribostamycin-l,6-carbamat erhält. Dieses erste Produkt wird durch Reaktion mit Bariumhydroxid in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel teilweise hydrolysiert, wobei 3,2'.6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4'^"_r3"-di-O-

cyclohexyliden-5"-O-(l-methoxycyclohexyl)-ribostamycin erhalten wird, dieses zweite Produkt mit (S)-2-Hydroxy-4-phthalimidobuttersäure oder deren N-Hydroxybernsteinsäureimidester zu dessen 1-N-[(S)-2-Hydroxy-4-phthaIimidobutyryl]-Derivat umsetzt Das so erhaltene dritte Produkt wird nacheinander zur Abspaltung der Phthaloylgruppe mit Hydrazin in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel und zur Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppen mit Palladium-Kohlenstoff und Wasserstoff behandelt Anschließend wird zur Abspaltung der Cyclohexyliden- und Methoxycyclohexylgruppen des dritten Produktes noch mit verdünnter Mineralsäure behandelt, wobei man das 1 -N-[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-ribostamycin erhält.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verfahren zur Herstellung von l-N[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-3',4'-didesoxyneamin zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Natriumhydrid mit Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3',4'-didesoxyneamin in wasserfreiem Dimethylformamid zu 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4'-didesoxyneamin-1,6-carbamat umsetzt. Dieses Carbamat wird unter Verwendung von Bariumhydroxid in wäßrigem Reaktionsmedium, zu 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4'-didesoxyneamin partiell hydrolysiert. Dieses zweite Reaktionsprodukt wird mit (S)-2-Hydroxy-4-phthalimidobuttersäure oder deren N-Hydroxybernsteinsäureimidester zu dem 3,2',6'-Tri-

N-benzyloxycarbonyl-3'.4'-didesoxy-l-N-f(S)-2-hydroxy-4-phthalimidobutyryl]-neamin umgesetzt. Dieses dritte Produkt wird dann anschließend aufeinanderfolgend mit Hydrazin in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel zur Entfernung der Phthaloylgruppe und mit Palladium/Kohlenstoff und Wasserstoff zur Entfernung der Benzyloxycarbonylgruppen behandelt, wobei man das 3',4'-Didesoxy-1-N-[(S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl]-neamin erhält.

Das 3\4'-Didesoxy-1-N-[(S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl]-ribostamycin und das 3',4'-Didesoxy-l-N-[(S)-2-hydroxy-4-aminobutyry!]-nearr.in sind neue Stoffe.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1

Synthese von l-N-[(S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl]-ribostamycin

(a) Tetra-N-benzyloxycarbonyl-3',4',2",3"-di-0-cyclo-

hexyliden-5"-O-( 1 -methoxycyclohexylj-ribostamycin, dessen Herstellung in »Journal of Antibiotics« 25(1972), 613 beschrieben ist, wurde in einer Menge von 1,3 g in 15 ml wasserfreiem Dimethylformamid gelöst. Zu dieser Lösung wurden 97 mg Natriumhydrid in Form einer Suspension gegeben, die 50 Gew.-% Natriumhydrid in niedrig siedenden Kohlenwasserstoffen enthielt Das Gemisch wurde 3 h unter Eiskühlung gerührt und anschließend durch Zugabe von Essigsäure neutralisiert.

so Das neutralisierte Reaktionsgemisch wurde in ein Gemisch aus Chloroform und Wasser unter Rühren eingegossen. Die Chloroformschicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend unter Abdestillieren des Lösungsmittels eingedampft Das so erhaltene sirupöse Reaktionsprodukt wurde säulenchromatographisch an Kieselgel gereinigt. Das feste Reaktionsprodukt wurde in einer Ausbeute von 930 mg, entsprechend 78% der theoretischen Ausbeute, erhalten. Der Schmelzpunkt lag bei 125—128° C und die spezifische Drehung («)S + 14,4° (c2, in Chloroform} Das erhaltene Reaktionsprodukt zeigte das für fünfgliedrige cyclische Carbamate typische IR-Absorptionsmaximum bei 1760 cm-'.

Elementaranalyse für Q,i H₇₈N₄OiS:
Gefunden: C 63,55, H 7,03, N 4,68%;
berechnet: C 63,42, H 6,80, N 4,85%.

Das so erhaltene feste Reaktionsprodukt wurde als Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4',2",3"-di-O-cyclohexyliden-5"-O-(l -methoxycyclohexylj-ribostamycin-1,6-carbamat der Formel

CH₂NHCbZ

C =

H.,CO

identifiziert, in der Cbz die Benzyloxylcarbonylgruppe bedeutet.

(b) 500 mg des in der vorigen Stufe (a) erhaltenen Carbamats wurden in 4,5 ml eines Wasser-Dioxan-Gemisches (1 :0,8) gelöst. Die so erhaltene Lösung wurde mit 300 mg Bariurnhydroxid-Octahydrat versetzt Das Gemisch wurde 2 h bei 95⁰C gerührt, um die partielle Hydrolyse des Carbamats zu bewirken. Das Reaktionsprodukt wurde zur Entfernung des Niederschlages filtriert und das Dioxan vom Filtrat abgezogen, wobei ein Rückstand erhalten wurde, der anschließend mit Chloroform extrahiert wurde. Der Chloroformextrakt wurde mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend zur Entfernung des Chloroforms destilliert. Der auf diese Weise erhaltene feste Rückstand wurde säulenchromatographisch über Kieselgel gereinigt Das gereinigte Produkt wurde in einer Ausbeute von 303 mg, entsprechend 62% der theoretischen Ausbeute, erhalten. Der Schmelzpunkt betrug 101 -106⁰C, die spezifische Drehung (α)?,⁷+17° (c2, in Chloroform). Das IR-Absorptionsmaximum bei 176 cm -', das für das cyclische Carbamat charakteristisch ist war in dem Absorptionsspektrum des erhaltenen Reaktionsproduktes vollständig verschwunden.

Elementaranalyse für C60H80N4O17:
Gefunden: C 63,69, H 7,28, N W/o;
berechnet: C 63,81, H 7,14, N 4,96%.

Dieses Produkt das als Aminolverbindung vorlag, wurde als 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4'i"₁3"-di-

0-cyclohexyliden-5"-0-(l-methoxycyclohexyl)-ribostamycin identifiziert.

(c) Das in der vorangegangenen Stufe (b) erhaltene Amino! (200 mg) wurde in wasserfreiem Tetrahydrofuran gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit einer Tetrahydrofuranlösung des aktivierten Esters der (S)-2-Hydroxy-4-N-phthalimido-n-buttersäure versetzt, die zuvor durch Umsetzen von 62 mg der substituierten Buttersäure, 27 mg N-Hydroxybernsteinsäureimid und 54 mg Dicyclohexylcarbodiimid in wasserfreiem Tetrahydrofuran erhalten worden war. Das Gemisch wurde bei Umgebungstemperatur über Nacht gerührt. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde zur Entfernung des Niederschlages filtriert. Das Filtrat wurde zur Trockne eingeengt und lieferte das rohe Acylierungsprodukt Dieses Rohprodukt wurde säulenchromatographisch über Kieselgel gereinigt. Das auf diese Weise erhaltene gereinigte Acylierungsprodukt fiel in einer Ausbeute von 161 mg (67%) an. Der Schmelzpunkt betrug 156— 158°C, die spezifische Drehung («)J' + 9,9° (c2, in Chloroform). Das IR-Absorptionsspektrum des erhaltenen Produktes zeigte Maxima bei 1710 und 1655 cm -'.

Elementaranalyse für

Gefunden: C 63,58. H 6,56, N 5,04%;
,, berechnet: C 63,56, H 6,59, N 5,15%.

Dieses Produkt wurde als Tri-N-benzyloxycarbonyl-3\4',2",3"-di-O-cyclohexyIiden-1 -N-((S)-2-hydroxy-4-N-phthalimido-n-butyryl)-5"-O-(l-methoxycyclo-

Ki hexyl)-ribostamycin identifiziert.

(d) 198 mg des in der vorhergehenden Stufe (c) erhaltenen 1 -N-((S)-2-Hydroxy-4-N-phthalimido-n-butyryl)-Derivats wurden in 80%igem wäßrigen Äthanol gelöst und anschließend mit einer geringen Menge Hydrazin-

Γι hydrat versetzt Das Gemisch wurde zwei Stunden lang bei 6O⁰C gerührt. Bei dieser Reaktion wurde die Phthaloylgruppe abgespalten. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft und der feste Rückstand in Chloroform aufgenommen.

4» Die Chloroformlösung wurde mit Wasser gewaschen und erneut zur Trockne eingeengt, wobei das dephthaloylierte Produkt erhalten wurde, das anschließend in 4 ml eines Dioxan-Wasser-Gemisches (3:1) gelöst wurde. Die erhaltene Lösung wurde mit etwas Essig-

4Ί säure versetzt und der Hydrierung mit Wasserstoff unter Verwendung von Platinmohr unterzogen, so daß durch diese Hydrogenolyse die Benzyloxycarbonylgruppe entfernt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde durch Verdampfen des Dioxans und des Wassers eingeengt wobei ein Feststoff erhalten wurde. Dieser Feststoff wurde anschließend mit 1 η Salzsäure zur Abspaltung der Cyclohexyliden- und Methoxycyclohexylgruppen behandelt so daß das rohe Hydrochlorid von 1 -N-( (S)-2-Hydroxy-4-amino-n-butyryl)-ribostamycin
erhalten wurde. Dieses Produkt wurde auf einer Säule mit einem dreidimensionalen Gelgitter von Detran mit Carboxymethyl als schwach saure Ionenaustauschfunktion (Ammoniumform) unter Verwendung von wäßrigem Ammoniak (0—0,5 n) als Laufmittel gereinigt Bei einer Konzentration von 0,4 η Ammoniak wurde das Produkt l-N-((S)-2-Hydroxy-4-amino-n-butyryl)-ribostamycin, in einer Ausbeute von 51 mg (63%) eluiert Die spezifische Drehung betrug («)o⁷+34° (c2, in Wasser).

Elementaranalyse für C21H41N5O12 · H₂O:
Gefunden: C 43,54, H 7,49, N 12,08%;
berechnet: C 43,97, H 7,56, N 12,21%.,

Das 1 -N-((S)-2-Hydroxy-4-amino-n-butyryl)-ribostamycin hat die folgende Formel:

NH,

HO

(S) NHCOCHOH

CH,

NH,

HO OH

und ist mit dem aus dem natürlichen Vorkommen isolierten Butirosin B identisch.

Das antibakterielle Spektrum dieses Produktes des Beispiels 1 wurde bestimmt. Die Ergebnisse zeigten volle Übereinstimmung mit den für das natürliche Butirosin B erhaltenen Ergebnisse. Das antibakterielle Spektrum des erfindungsgemäß hergestellten Produktes nach Beispiel 1 ist in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Antibakterielles Spektrum von synthetischem Butirosin B*)

Testorganismus**)	Mindest-
	Hemmkon-
	zentration
Staphylococcus aureus FDA 209 P
Escherichia coli K-12	0,78
Escherichia coli ML 1629	1,56
Escherichia coli ML 1630	1,56
Escherichia coli ML 1410	0,78
Escherichia coli ML 1410 R 81	3,12
Escherichia coli R 5	6,25
Escherichia coli LA 290 R 55	0,78
Escherichia coli LA 290 R 56	0,78
Escherichia coli LA 290 R 64	0,78
Escherichia coli C 600 R 135	0,78
Escherichia coli J 5 R 11-2	1,56
Escherichia coli W 6^7	0,39
Escherichia coli ]R 66/W 677	>100
Klebsieila pneumoniae Typ 22 # 3038	>100
Pseudomonas aeruginosa A 3	3,12
Pseudomonas aeruginosa No. 12	6,25
Pseudomonas aeruginosa H 9	3,12
Pseudomonas aeruginosa H 11	25
Pseudomonas aeruginosa Tl 13	25
Pseudomonas aeruginosa GN 315	>100
Pseudomonas aeruginosa 99	50
Mycobacterium smegmatis	0,78
ATCC 607···)
·) Die Aktivität für den entsprechenden	Stamm war prak-

tisch identisch mit derjenigen für das natürliche Produkt "JNähragar, 37^aC17h.
·*·) Nähragar, 37"C, 42 h.

Beispiel 2

Synthese von l-N-((S)-2-Hydroxy-4-amino-

n-butyryl)-neamin
■">

(a) Neamin wurde in 7Q%igem wäßrigem Methanol mit Benzyloxycarbonylchlorid quantitativ zu Tetra-N-benzyloxycarbonylneamin umgesetzt. Das erhaltene Produkt wurde ohne weitere Reinigung in der nächsten

κι Stufe eingesetzt. Zwei Gramm des erhaltenen Stoffes wurden in 15 ml Dimethylformamid gelöst und mit 100 mg wasserfreier p-Toluolsulfonsäure und 2,5 ml Cyclohexanondimethylketal versetzt. Die Lösung wurde anschließend 25 min unter 25 mm Hg auf 50⁰C

r> erwärmt. Danach wurde Triäthylamin zugegeben und die Lösung zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde auf einer Kieselgelsäule chromatographiert. Als Laufmittel diente Chloroform. Die das Hauptprodukt enthaltende Fraktion wurde zur Trockne eingedampft

>n und ergab einen Feststoff in einer Ausbeute von 630 mg mit einer spezifischen Drehung von (α) ?' + 36° (c 1, in Methanol).

Elementaranalyse für CsoHw^Ou:
Gefunden: C 64,10, H 6,10, N 5,76%;
berechnet: C 63,95, H 6,23, N 5,97%.

Das so erhaltene Produkt wurde als Tetra-N-benzyloxycarbonyl-S'^'-O-cyclohexyliden-neamin identifiziert, daß die Formel

CH,NHCte

NHCbz

N HCbz

OH

hat, in der Cbz die Benzyloxycarbonylgruppe darstellt, (b) 1,0 g des in der vorhergehenden Stufe (a) erhaltenen Cyclohexylidenderivats wurde in Dimethylformamid gelöst und ähnlich wie im Beispiel l(a) beschrieben behandelt, wobei 640 mg eines Produktes erhalten wurden, dessen spezifische Drehung (λ)ο^ο+45° (c 1, in Chloroform) betrug. Dieses Produkt zeigte im IR-Absorptionsspektrum ein Maximum bei 1760 cm-'.

Elementaranalyse für
Gefunden: C 62,31, H 6,18, N 6,99%;
berechnet: C 62,16, H 6,07, N 6,74%.

Das so in der Stufe (b) erhaltene Produkt wurde als Tri-N-benzyloxycarbonyl-S'^'-O-cyclohexylidenneamin-1,6-carbamat identifiziert

(c) 320 mg des in der vorhergehenden Stufe (b) erhaltenen Carbamate wurden in 6 ml eines wäßrigen Dioxans (1:1) gelöst und nach dem Erwärmen der Lösung auf 70⁰C allmählich mit Bariumhydroxid-Octahydrat versetzt, bis die Lösung alkalisch war. Diese Zugabe erfolgte im Verlauf von etwa 3 h. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch, wie in der Stufe (b) des Beispiels 1 beschrieben, weiterbehandelt, wobei 240 mg eines Feststoffs erhalten wurden, der ohne Zwischenreinigung für die nächste Stufe eingesetzt wurde.

Das so erhaltene Produkt wurde als 3,2',6'-Tn-N-benzyloxycarbonyl-S'^'-O-cyclohexyliden-neamin identifiziert

(d) 220 mg des in der vorhergehenden Stufe (c) erhaltenen Aminols wurden in wasserfreiem Tetrahydrofuran gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit einer Lösung des aktivierten Esters von (S)-2-Hydroxy-4-N-benzyloxycarbonylamido-n-buttersäure in Tetrahydrofuran versetzt. Die Buttersäure wurde zuvor durch Umsetzen von 100 mg der substituierten Buttersäure, 40 mg N-Hydroxybernsteinsäureimid in wasserfreiem Tetrahydrofuran hergestellt. Das Gemisch wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde zur Abtrennung der Niederschläge filtriert. Das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft und lieferte das rohe Acylierungsprodukt. Dieses Rohprodukt wurde säulenchromatographisch über Kieselgel mit einem Chlorfuran-Äthanol-Gemisch (10:1) als Laufmkte! gereinigt. Das so erhaltene gereinigte Produkt fiel in einer Ausbeute von 150 mg an und hatte eine spezifische Drehung von («)i' + 24° (c 0,5, in Chlorfuran).

10

Elementaranalyse für
Gefunden: C 62,42, H 6,27, N 6,77%;
berechnet: C 62,36, H 6,30, N 6,73%.

Dieses Produkt wurde als Tri-N-benzyloxycarbonyl-S'^'-O-cyclohexyliden-l-N-ßS^-Hydroxy^-N-benzyloxycarbonylamido-butyryl)-neamin identifiziert.

(e) 120 mg des in der vorhergehenden Stufe (d) erhaltenen Acylderivats wurden in wäßrigem Dioxan (3:1) gelöst und nach der Zugabe von etwas Essigsäure mit Palladiummohr zur Abspaltung der Benzyloxycar-

bonylgruppe hydriert. Das Produkt wurde anschließend zur Entfernung der Cyclohexylidengruppe mit 1 η Salzsäure behandelt. Das erhaltene Produkt wurde anschließend, wie im Beispiel l(d) beschrieben, gereinigt. Die Ausbeute an gereinigtem Produkt betrug 38 mg, die spezifische Drehung des gereinigten Produktes (i\) :+40° (el, in Wassjr).

Elementaranalyse für CihHjjN-,Ο« · H2O: Gefunden: C 43,38, H 7,71, N 15,96%; berechnet: C 43,54, H 7,93. N 15,86%.

Das l-N-((S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl)-neamin hat die folgende Formel:

NH,

(S) NHCOCHOH

CH, CH, NH,

Beispiel 3

In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wurde das l-N-((S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl)-3',4'-didesoxyjo neamin der Formel

NH, . H

H H \ NHCOCHCH,CH,NH,

OH

H NH,

H OH

ausgehend von 3',4'-Didesoxyneamin synthetisiert. Dazu wurde das 3',4'-Didesoxyneamin mit Benzyloxycarbonylchlorid in 70%igem wäßrigem Methanol zu Tetra-N-benzyloxycarbonylneamin (1) in 80%iger Ausbeute umgesetzt. Die spezifische Drehung des erhaltenen Produkts betrug (λ) >" + 45,4° (c2, in Chloroform). Diese Verbindung wurde dann in der bereits beschriebenen Weise mit Natriumhydrid behandelt. Die Verbindung (1) wurde dann in trocknem Dimethylformamid gelöst und nach Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoff mit 3 Äquivalenten Natriumhydrid versetzt. Das Gemisch wurde 4 h im Eisbad gerührt. Die erhaltene klare Lösung wurde mit Essigsäure neutralisiert und in eine große Menge eines Chloroform-Wasser-Gemisches gegossen. Das aus der organischen Schicht erhaltene Rohprodukt wurde säulenchromatographisch über Kieselgel mit Chloroform-Äthanol (20 :1) gereinigt Das reine Tri-N-benzyloxycarbonyl-3\4'-didesoxyneamin-l,6-carbamat (2) wurde in einer Ausbeute von 62% erhalten, hatte einen Schmelzpunkt von 107—110⁰C und eine spezifische Drehung von (λ) η +58° (c 1,9, in Chloroform). Im IR-Absorptionsspektrum wurde ein Maximum bei 1765 cm-' beobachtet das dem trans-gebundenen cyclischen Carbamat zueeordnet wird.

Elementaranalyse für Cj;H42NUOn: Gefunden: C 61,92, H 5,99, N 7,67%; berechnet: C 61,83, H 5,89, N 7,80%.

Die selektive Hydrolyse des cyclischen Carbamats zum freien Aminol wurde mit Bariumhydroxid in wäßrigem Dioxan gemäß vorstehendem Beispiel 1 durchgeführt. Das dabei erhaltene ninhydrinpositive Produkt, 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-3',4'-didesoxyneamin (3) wurde mit (S)-2-Hydroxy-4-phthalimido-buttersäure in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise kondensiert. Das S^'.e'-Tri-N-benzyloxycarbonyW^'-didesoxy-1 -N-((S)-2-hydroxy-4-phthalimido-butyryl)-neamin (4) wurde in einer Ausbeute von 62% aus (2) erhalten. Der Schmelzpunkt des aus Methanol umkristallisierten Produktes lag bei 228-230⁰C. Die spezifische Drehung

bo (α) "betrug +32° (c 1,5, in Chloroform). Im IR-Spektrum wurden Maxima bei 1705, 1690, 1655, 1535 cm-' beobachtet

Elementaranalyse für C48H53N5O14 · H₂O: Gefunden: C 6134, H 5,93, N 739%; berechnet: C 61,20, H 5,89, N 7,43%.

Die Verbindung (4) wurde zur Abspaltung der PhthalovlgruDDe anschließend 2 h bei 6O⁰C mit einer

vierprozentigen Hydrazinhydratlösung in 80°/oigem Äthanol-Dioxan (1:1) behandelt. Anschließend wurden mit Palladiummohr und Wasserstoff in wäßrigem Dioxan (1 :1) die Benzyloxycarbonylgruppen entfernt und das Endprodukt erhalten, das auf einer CM-Dextrangel-Säule in der Ammoniumform mit Ammoniak (0—0,5 n) als Laufmittel gereinigt wurde. Bei einer Ammoniakkonzentration von 0,4 π wurde das Hauptprodukt eluiert. das, bezogen auf die Verbindung (4) in 53%iger Ausbeute zu dem l-N-((S)-4-Amino-2-hydroxybutyryl)-3',4'-Didesoxyneamin (5) als Monohydrat aufgearbeitet wurde. Die erhaltene Verbindung hatte eine spezifische Drehung von (α)?+ 38° (c 0,85, in

Wasser). Im IR-Absorptionsspektrum traten Maxin bei 1650 und 1560 cm-¹ auf. Papierchromatographis( wurde mit l-ButanoI-Pyridin-Wasser-Essigsäui (6 :4 :3 : 1) ein Rf! 4-Didcso,>nc:.m,n von 0,47 erhalten.

Elementaranalyse für CibHjjNsOb · H2O:
Gefunden: C 46,92, H 8,52, N 17,24%;
berechnet: C 46,93, H 8,62, N 17,10%.

Das für 3',4'-Didesoxy-l-N-((S)-2-hydroxy-4-amini butyryi)-neamin bestimmte antibakterielle. Spektrum i in der nachstehenden Tabelle 2 zusammen mit de Spektren für 3',4'-Didesoxyneamin und Neamin zu Ve gieichszwecken wiedergegeben.

Tabelle 2

Antibakterielles Spektrum von 3',4'-Didesoxy-l-N-((S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl)-neamin, 3',4'-Didesoxyneamin und Neamin

Testorganismus*)

Mindest-HemmkonMntratioji ^g/ml)
3\4'-Didesoxy- 3.4'-Didesoxy- Neamin

I-N-((S)-2-hy-	r *amin	6,25
droxy-4-amino-		> 100
butyryl)-neamin		0.78
3.12	6,25	12,5
25	50	> 100
<0,39	0,39	3,12
6,25	25	12,5
12,5	25	6,25
1,56	3,12	> 100
3,12	12,5	>100
3,12	6.25	>100
50	50	12,5
3,12	12,5	> 100
3,12	12,5	6,25
3,12	6,25	12,5
12,5	25	6,25
3,12	6,25	12,5
3,12	6,25	6,25
3,12	12,5	> 100
12,5	12,5	>100
3,12	6,25	>100
12,5	25	>100
6,25	6,25	>100
6,25	25	> 100
6,25	25	100
> 100	>100	25
25	50	12.5
25	50
12,5	25
6,25	25

Staphylococcus aureus FDA 209 P Sarcina lutea PCI 1001
Bacillus subtilis NRRL B-558 Klebsiella pneumoniae PCI 602 Klebsiella pneumoniae Typ 22 No. 3038 Salmonella typhosa T-63
Escherichia coli NIHJ
Escherichia coli K-12
Escherichia coli K-12 R-5 Escherichia coli K-12 ML 1629 Escherichia coli K-12 ML 1630 Escherichia coli K-12 ML 1410 Escherichia coli K-12ML1410R81 Escherichia coli K-12 LA 290 R 55 Escherichia coli K-12 LA 290 R 56 Escherichia coli K-12 LA 290 R 64 Escherichia coli K-12 C 600 R 135 Escherichia coli K-12 W 677 Escherichia coli K-12 JR 66/W 677 Escherichia coli J 5 R 11-2 Pseudomonas aeruginosa A 3 Pseudomonas aeruginosa No. 12 Pseudomonas aeruginosa GN 315 Pseudomonas aeruginosa 99 Proteus rettgeri GN 311
Proteus rettgeri GN 466
Mycobacterium smegmatis ATCC 607**)

Agarverdünnungsabstrichverfahren (Nähragar, 37°C, 18 h). 48 h.

Beispiel 4

Synthese von 3',4'-Didesoxy-1-N-((S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl)-ribostamycin

(a) 3',4'-Didesoxyribostamycin (»Journal of Antibiotics« 25 (1972), 613—616) wurde in 70%igem Methanol mit Benzyloxycarbonylchlorid zu Tetra-N-benzylox> carbonyl-3',4'-didesoxyribostamycin quantitativ umge b5 setzt. 2,1 g des erhaltenen Produktes wurden in Dirne thylformamid gelöst und nach Zugabe von 100 m; wasserfreier p-ToIuolsulfonsäure und 5 ml Cyclohexa nondimethylketal 1,5 h unter 25 mm Hg auf 50°(

030 121/1E

erwärmt. Die Lösung wurde anschließend in 0,1 η Bariumhydroxidlösung gegossen. Der erhaltene Niederschlag wurde aufgenommen und säulenchromatographisch über Kieselgel mit Benzol-Äthylacetat (1:4) gereinigt, wobei 1,7 g des gereinigten Produktes erhalten wurden, das e^jie spezifische Drehung von 2" (c2, in Chloroform) aufwies.

Elementaranalyse für ι
Gefunden: C 64,71, H 6,90, N 5,07%;
berechnet: C 64,68, H 6,83, N 4,87%.

Dieses Produkt wurde als Tetra-N-benzyloxy_arbonyI-2",3"-0-cyclohexyliden-3',4'-didesoxy-5"-0-( 1 methoxycyclohexylj-ribostamycin der Formel

CH₂NHCbZ NHCbz

NHCbz

NHCbz ο OH

H₁CO OH₂C

Elementaranalyse für

Gefunden: C 63,64, H 7,23, Ν 5,68%;
berechnet: C 63,76, H 7,14, N 5,51%.

Dieses Produkt wurde als 3^',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2"3"-0-cyclohexyliden-3',4'-didesoxy-5"-0-( 1 methoxycyclohexylj-ribostamycin identifiziert

(d) Das in der vorhergehenden Stufe erhaltene Aminol wurde in der im Beispiel l(c) beschriebenen Weise acyliert, wobei ein Feststoff erhalten wurde, dessen spezifische Drehung (x)^+\\° (c 2, in Chloroform) betrug.

ii Elementaranalyse für ι

Gefunden: C 63,79, H 6,58, N 5,74%;
berechnet: C 63,50, H 6,54, N 5,61%.

Dieses Produkt wurde als Tri-N-benzyloxycarbonyl-2"3"-O-cyclohexyIiden-3',4'-didesoxy-1 -N-((S)-2-hydroxy-4-N-phthalimido-n-butyryI)-5"-O-( 1 -methoxycyclohexyl)-ribostamycin identifiziert

(e) 70 mg des so erhaltenen Acylderivats wurden in

der im Beispiel l(d) beschriebenen Weise von den

r. Schutzgruppen befreit, wobei 21 mg eines Feststoffes erhalten wurden, dessen spezifische Drehung («) 2+26° (c 1, in Wasser) betrug.

Elementaranalyse für C₂IH₄IN₅OiO · H₂O:
«> Gefunden: C 46,61, H 7,92, N 12,85%;
berechnet: C 46,57, H 8,00, N 12,93%.

Das erhaltene 3',4'-Didesoxy-l-N-((S)-2-hydroxy-4-amino-n-butyryl)-ribostamycin hat die folgende ti Formel:

NH,

411

identifiziert, in der Cbz die Benzyloxycarbonylgruppe darstellt.

(b) 530 g des in der vorhergehenden Stufe (a) erhaltenen Cyclohexylidenderivats wurden in trocknem 4^r> Dimethylformamid (6 ml) gelöst. Nach Zugabe von 55 mg eines 50% igen Natriumhydrids wurde das Gemisch, wie im Beispiel 1 in der Stufe (a) beschrieben, zu 390 mg eines Produktes aufgearbeitet, das eine spezifische Drehung von (x)i°+18,3° (c 2, in Chloro- ^r>o form) aufwies. Im IR-Absorptionsspektrum wurde ein Maximum bei 1760 cm-' beobachtet.

Elementaranalyse für C55H70N4O16:
Gefunden: C 63,56, H 6,75, N 5,42%;
berechnet: C 63,33, H 6,76, N 5,37%.

Dieses Produkt wurde als 3,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2'\3"-O-cyclohexyliden-3',4'-didesoxy-5"-O-( 1 methoxycyclohexyl)-ribostamycin-l,6-carbamat identifiziert.

(c) 350 mg des in der vorhergehenden Stufe (b) erhaltenen Carbamate wurden in 4 ml wäßrigem Dioxan gelöst und anschließend mit 240 mg Bariumhydroxid-Octahydrat versetzt und in der im Beispiel l(b) beschriebenen Weise zu 210 mg eines festen Stoffes aufgearbeitet, dessen spezifische Drehung (α) 2 +18° (c2, in Chlorfuran) betrug.

(S)
NHCOCHOH

CH,

I "

CH₂
NH,

HO OH

Das synthetische 3',4'-Didesoxy-l-N-((S)-2-hydroxy-4-aminobutyryl)-ribostamycin, d. h. also das 3',4'-Didesoxy-butirosin B, zeigte eine im Vergleich zu Ribostamyein und 3',4'-Didesoxyribostamycin wesentlich verstärkte antibakterielle Aktivität und war in der antibakteriellen Aktivität dem des Butirosin B vergleichbar. Darüber hinaus ist es wirksam gegen Klebsiella pneumoniae Typ 22, Nr. 3038 und Escherichia coli K-12 JR 66/W 677, die gegenüber Butirosin B resistent sind. Von E. coli K.-12 JR 66/W 677 ist bekannt, daß es ein Enzym produziert, das die 3'-Hydroxylgruppe von Butirosin A phosphorylisiert.

	Tabelle 3	23 50 203	20	Butirosin B	3',4'-Didesoxy-	Ribostamycin
19				ribostamycin
	B, 3',4'-Didesoxyribostamycin und	1,56	3,12	Ribosta
Antibakterielles Spektrum von 3',4'-Didesox.ybutirosin B, Butirosin	Mindest-Hemrnkonzentration (ug/ml)	50	>100	mycin
Testorganismus*) .	3',4'-Didesoxy-	0,39	1.56	3,12
	bulirosin B	0,78	3,12	100
	1,56	>100	6,25	3,12
Staphylococcus aureus FDA 209 P	25	0,39	1,56	1,56
Sarcina lutea PCI 1001	<0,39	3,12	6,25	>100
Bacillus subtilis NRRL B-558	0,78	0,78	3.12	1,56
Klebsiella pneumoniae PCI 602	3,12	6,25	100	6.25
Klebsieila pneumoniae Typ 22 No. 3038	0,39	1,56	>100	3,12
Salmonella typhosa T-63	1,56	1,56	>100	50
Escherichia coli NIHJ	1.56	0,78	6,25	>100
Escherichia coli K-12	6,25	3,12	>100	>100
Escherichia coli K-12 R-5	1,56	0,78	3,12	3,12
Escherichia coli K-12 ML 1629	0,78	0,78	1,56	>100
Escheriehia coli K-12 ML 1630	0,78	0,78	3,12	3.12
Escherichia coli K-12 ML 1410	1,56	0,78	3,12	3,12
Escherichia cofi K-12 ML 1410 R 81	1,56	0,39	3.12	1,56
Escherichia coli K-12 LA 290 R 55	<0,39	>100	6.25	1,56
Escherichia coli K-12 LA 290 R 56	1,56	1,56	100	1.56
Escherichia coli K-12 LA 290 R 64	0,78	3,12	6,25	>100
Escherichia coli K-12 C 600 R 135	0,78	6.25	12,5	>100
Escherichia coli K-12 W 677	3,12	>100	>100	>100
Escherichia coli K-12 JR 66/W 677	<0,39	50	50	>100
Escherichia coli J 5 R 11-2	6,25	6,25	6,25	>100
Pseudomonas aeruginosa A 3	6,25	3,12	6,25	>100
Pseudomonas aeruginosa No. 12	>100	0,78	3.12	12.5
Pseudomonas aeruginosa GN 315	25			6,25
Pseudomonas aeruginosa 99	12,5			6,25
Proteus rettgeri GN 311	3,12
Proteus rettgeri GN 466	<0,39
Mycobacterium smegmatis ATCC 607**)	*) Agarverdünnungsabstrichverfahren (Nähragar, 37"C, 18 h).
	") 48 h.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von l-N-[(S)-2-Hydroxy-4-aminobutyryl]-neamin, -3',4'-didesoxyne- ·-, amin, -ribostamycin uder -S'^'-didesoxyribostamycin, dadurch gekennzeichnet, daß man

A) ein tetra-N-alkoxycarbonyliertes, tetra-N-aralkyloxycarbonyliertes oder tetra-N-aryloxycarbonyliertes Neamin, 3\4'-Didesoxyneamin, Ribostamycin oder 3',4'-Didesoxyribostamycin, dessen Hydroxylgruppen in freier odtr geschützter Form vorliegen können, mit einem Alkalimetallhydrid oder einem Alkylimetall- r> hydroxid in wasserfreiem Dimethylformamid bei Raumtemperatur oder unter Eiskühlung umsetzt,

B) das in Stufe (A) gebildete 1,6-Carbamat des tri-N-alkoxycarbonylierten, tri-N-aralkyloxy- μ carbonylierten oder tri-N-aryloxycarbonylierten Neamins, 3',4'-Didesoxyneamins, Ribostamycins oder 3',4'-Didesoxyribostamycins in einem wäßrigen Reaktionsmedium mit einem Aikalimetallcarbonat oder Erdalkalimetall- >■"> hydroxid hydrolysiert,

C) das in Stufe (B) gebildete tri-N-alkyloxycarbonylierte, tri-N-aralkyloxycarbonylierte oder tri-N-aiyloxycarbonylierte Neamin, 3',4'-Didesoxyneamin. Ribostamycin oder 3',4'-Didesoxy- m ribostamycin an der freigesetzten 1-Aminogruppe mit (S)-2-Hydroxy-4-amino-buttersäure in an sich bekannter Weise acyliert und

D) aus dem in Stufe (C) gebildeten l-N-[(S)-2-Hydroxy-4-amino-butyryl]-neamin, -3',4'-dides- r, oxyneamin, -ribostamycin oder -3',4'-didesoxyribostamycin sämtliche Schutzgruppen in an sich bekannter Weise abspaltet.