DE1278441B

DE1278441B - Process for the preparation of acyl derivatives of tylosin and desmycosin and their salts

Info

Publication number: DE1278441B
Application number: DEE19398A
Authority: DE
Inventors: Robert L Hamill; Michael Edward Haney Jun; James Myrlin Mcguire; Martha Carolyn Stamper
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1958-10-29
Filing date: 1959-10-21
Publication date: 1968-09-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Acylderivaten von Tylosin und Desmycosin und deren Salzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acylderivaten von Tylosin und Desmycosin und deren Salzen und ist dadurch gekennzeichnet, daß man Tylosin oder Desmycosin mit einem aliphatischen Carbonsäurehalogenid oder Carbonsäurcanhydrid behandelt oder mit einer aliphatischen Carbonsäure in Gegenwart, von N,N-Dicyclohexylcarbodiimid umsetzt und gegebenenfalls die erhaltenen Acylderivate in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels mit einer anorganischen oder organischen Säure in ein Salz überführt.Process for the preparation of acyl derivatives of tylosin and desmycosin and their salts. The invention relates to a process for the preparation of acyl derivatives of tylosin and desmycosin and their salts and is characterized in that one tylosin or desmycosin with an aliphatic carboxylic acid halide or carboxylic acid anhydride treated or with an aliphatic carboxylic acid in the presence of N, N-dicyclohexylcarbodiimide converts and optionally the acyl derivatives obtained in the presence of an organic Solvent converted into a salt with an inorganic or organic acid.

Bei der Acylierung mit beispielsweise einem Halogenid oder dem Anhydrid einer aliphatischen Carbonsäure, z. B. Essigsäure, p-Chloressigsäure, Propionsäure, Acrylsäure, bilden sowohl Tylosin als auch Desmycosin ohne weiteres Acylderivate. Eine aliphatische Carbonsäure selbst kann man zur Acylierung verwenden, wenn N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid dem Reaktionsgemisch zugesetzt wird. Es ist vorteilhaft, als Acylierungsmittel gesättigte aliphatische Carbonsäuren bzw. deren Anhydride oder Halogenide zu verwenden. Die Trennung und Reinigung der neuen Acylderivate erfolgt mittels einer der üblichen Kristallisationsmethoden. Die Acylderivate zeigen je nach Art und Zahl der Acylsubstituenten unterschiedliche Schmelzpunkte und haben gewöhnlich bedeutend niedrigere pKa-Werte als Tylosin und Desmycosin.In the acylation with, for example, a halide or the anhydride of an aliphatic carboxylic acid, e.g. B. acetic acid, p-chloroacetic acid, propionic acid, acrylic acid, both tylosin and desmycosin readily form acyl derivatives. An aliphatic carboxylic acid itself can be used for acylation if N, N'-dicyclohexylcarbodiimide is added to the reaction mixture. It is advantageous to use saturated aliphatic carboxylic acids or their anhydrides or halides as acylating agents. The new acyl derivatives are separated and purified using one of the customary crystallization methods. The acyl derivatives show different melting points depending on the type and number of acyl substituents and usually have significantly lower pKa values than tylosin and desmycosin.

Die Salze der Acylderivate von Tylosin und Desmycosin können erhalten werden, indem man diese mit Mineralsäuren, beispielsweise Schwefel- oder Salzsäure, oder organischen Säuren, beispielsweise Wein-, Glucon-, Oxal- oder Essigsäure, behandelt.The salts of the acyl derivatives of tylosin and desmycosin can be obtained by treating them with mineral acids, for example sulfuric or hydrochloric acid, or organic acids, for example tartaric, gluconic, oxalic or acetic acid treated.

Man kann die freien Acylderivate von Tylosin bzw. Desmycosin in einem entsprechenden Lösungsmittel, wie Aceton oder Äther, auflösen und die Lösung mit etwa der äquimolekularen Menge der gewünschten Säure ansäuern; dabei fällt das Salz normalerweise aus der Lösung aus. Man kann aber auch die Lösung auf ein kleineres Volumen eindampfen oder ein mischbares Lösungsmittel, in dem sich das Salz nicht löst, zugeben.You can use the free acyl derivatives of tylosin or desmycosin in one appropriate solvent, such as acetone or ether, and dissolve the solution with acidify about the equimolecular amount of the desired acid; the salt falls usually out of solution. But you can also reduce the solution to a smaller one Evaporate volume or use a miscible solvent in which the salt is not solves, admit it.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten organischen Basen Tylosin und Desmycosin werden durch die Züchtung eines Tylosin erzeugenden Stammes von Streptomyces fradiae, besonders des Stammes NRRL 2702 oder NRRL 2703, in einem Nährmedium mit assimilierbaren Quellen für Kohlenstoff, Stickstoff und anorganischen Salzen unter submersen aeroben Bedingungen und gegebenenfalls anschließender Säurehydrolyse des erhaltenen Produktes hergestellt.The organic bases tylosin and desmycosin used as starting materials are grown by cultivating a tylosin-producing strain of Streptomyces fradiae, especially the strain NRRL 2702 or NRRL 2703, in a nutrient medium with assimilable sources of carbon, nitrogen and inorganic salts under submerged aerobic conditions and, if necessary, subsequent Acid hydrolysis of the product obtained.

Auf Grund ihres breiten antibakteriellen Wirkungsspektrums und ihrer hochaktiven antibakteriellen Wirkung sind die neuen Produkte nach vielen Richtungen als Sterilisationsmittel brauchbar, sowohl zur Sterilisierung von Laboratoriumsgeräten als auch Haushaltungsgegenständen oder Nahrungsmitteln.Due to their broad spectrum of antibacterial activity and their The new products have a highly active antibacterial effect in many directions useful as a sterilizing agent, both for sterilizing laboratory equipment as well as household items or food.

Außerdem eignen sich die Verbindungen auf veterinärem Gebiet zur Behandlung von Infektionen wie Truthahn-Sinusitis.The compounds are also useful in the veterinary field for treatment from infections like turkey sinusitis.

Die Acylderivate des Tylosins besitzen etwa die gleiche antibakterielle Wirksamkeit wie Tylosin unter Berücksichtigung der erhöhten Molekulargewichte der Acylderivate (s. Tabelle). Konzentration Testorganismus mit verhütender Wirkung (y/ein3) Bakterien Staphylococcus aureus ......... 1,56 ad Staphylococcus albus .......... 3,13 ad Bacillus subtilis ............... 1,56 ad Mycobacterium phlei ....... . - - 0,78 ad Mycobacterium tuberculosis (607) 0,78 ad Mycobacterium avium ......... 0,78 ad Fortsetzung der Tabelle Konzentration Testorganismus mit verhütender Wirk-img Bakterien Escherichia coli ............... >l00,0 ad Proteus vulgaris . .: « * * * ' * « * ... 50,0 ad Pseudomonas aeroginosa ....... >l00,0 ad Aerobacter aerogenes .......... >100,0 ad Klebsiella pneumoniae ......... 12,5 ad Salmonella anteritidis .......... >l00,0 ad Shigella paradysenteriae ....... 100,0 ad Brucella bronehiseptica ........ 25,0 ad Vibrio metschnikovii .......... 50,0 ad Streptococcus pyogenes ........ 0,195 bd Corynebacterium diphtheriae ... 0,0975 bd Diplococcus pneumoniae ....... 0,195 bd Pilanzenpathogene Bakterien Erwinia amylovora ............ 100,0 ad Agrobacterium tumefaciens .... >l00,0 ad Xanthomonas campestris ...... 25,0 ad Xanthomonas malvacearum .... 12,5 ad Xanthomonas phaseoli ........ 6,25 ad Pseudomonas syringae ......... 25,0 ad Corynebacterium insidiosum .... 100,0 ad Corynebaeterium -sepodonicum . . - Beispiel 1 14,3 g Tylosin werden in 97 cm3 Aceton, das 15,3 g Kahumbiearbonat enthält, gelöst. 4,4 cm3 Acetylchlorid in 5 cms Aceton werden unter Umrühren in einem Zeitraum von 25 Minuten langsam zu der Tylosinlösung zugegossen. Das Reaktionsgemisch bleibt 3 Stunden lang bei Zimmertemperatur stehen, muß während dieser Zeit jedoch gerührt werden, dann wird das Gemisch auf Eisstückchen gegossen. Das Gemisch, das acetyliertes Tylosin enthält, wird zweimal mit je 75 cm3 Benzol extrahiert. Die vereinigten Benzolextrakte werden durch Verdunsten allmählich konzentriert, wodurch das Acetylderivat des Tylosins auskristallisiert. Das kristalline Produkt wird aus Benzol umkristallisiert. Ausbeute 60 bis 80 0/,.The acyl derivatives of tylosin have approximately the same antibacterial activity as tylosin, taking into account the increased molecular weights of the acyl derivatives (see table). concentration Test organism with contraceptive effect (y / a3) bacteria Staphylococcus aureus ......... 1.56 ad Staphylococcus albus .......... 3.13 ad Bacillus subtilis ............... 1.56 ad Mycobacterium phlei ........ - - 0.78 ad Mycobacterium tuberculosis (607) 0.78 ad Mycobacterium avium ......... 0.78 ad Continuation of the table concentration Test organism with contraceptive Effective bacteria Escherichia coli ...............> l00.0 ad Proteus vulgaris . .: «* * * '*« * ... 50.0 ad Pseudomonas aeroginosa .......> l00.0 ad Aerobacter aerogenes ..........> 100.0 ad Klebsiella pneumoniae ......... 12.5 ad Salmonella anteritidis ..........> l00.0 ad Shigella paradysenteriae ....... 100.0 ad Brucella bronehiseptica ........ 25.0 ad Vibrio metschnikovii .......... 50.0 ad Streptococcus pyogenes ........ 0.195 bd Corynebacterium diphtheriae ... 0.0975 bd Diplococcus pneumoniae ....... 0.195 bd Fungal pathogenic bacteria Erwinia amylovora ............ 100.0 ad Agrobacterium tumefaciens ....> 100.0 ad Xanthomonas campestris ...... 25.0 ad Xanthomonas malvacearum .... 12.5 ad Xanthomonas phaseoli ........ 6.25 ad Pseudomonas syringae ......... 25.0 ad Corynebacterium insidiosum .... 100.0 ad Corynebaeterium sepodonicum . . - Example 1 14.3 g of tylosin are dissolved in 97 cm 3 of acetone containing 15.3 g of potassium carbonate. 4.4 cm 3 of acetyl chloride in 5 cm of acetone are slowly poured into the tylosin solution over a period of 25 minutes while stirring. The reaction mixture is left to stand for 3 hours at room temperature, but must be stirred during this time, then the mixture is poured onto pieces of ice. The mixture, which contains acetylated tylosin, is extracted twice with 75 cm3 of benzene each time. The combined benzene extracts are gradually concentrated by evaporation, whereby the acetyl derivative of tylosin crystallizes out. The crystalline product is recrystallized from benzene. Yield 60 to 80 %.

Analysen des umkristallisierten Reaktionsproduktes von Tylosinzeigen, daß es etwa 8,22 Gewichtsprozent Acetylgruppen enthält und einen pKa-Wert von etwa 5,1 aufweist. (Dieser sowie andere pK&-Werte der erfindungsgemäßen Verbindungen sind durch elektrometrische Titrationsmethoden in einer Lösung von Dimethylformamid und Wasser im Volumenverhältnis 2: 1 bestimmt worden.) Beispiel 2 2OOg Tylosin werden zu einer Mischung von 467 cm' Essigsäureanhydrid und 200 g geschmolzenem wasserfreiem Natriumacetat gegeben. Das Gemisch läßt man 3 Tage lang bei Zimmertemperatur stehen. Das Reaktionsgemisch gießt man über zerkleinertes Eis und neutralisiert die Mischung durch Zugabe von Kaliumbicarbonat. Die neutralisierte Mischung wird mit 21 Benzol extrahiert. Der Benzolextrakt, der das Acetylderivat von Tylosin enthält, wird mit 50/jger Kahumbiearbonatlösung und anschließend dreimal mit Wasser gewaschen. Der gewaschene Benzolextrakt mit dem Acetylderivat von Tylosin wird im Vakuum auf etwa 100 cm3 eingeengt. Das Benzolkonzentrat wird zu etwa 3 1 Petroläther gegossen, wodurch das Acetylderivat des Tylosins ausgefällt wird. Der Niederschlag an Acetylderivat von Tylosin wird durch Filtrieren abgetrennt und in 210 1 Chloroform gelöst. Die Chloroformlösung wird mit Kohle entfärbt, und das 10fache Volumen Petroläther wird zur Ausfällung des acetylierten Tylosins zugegeben. Der Niederschlag des Acetylderivats von Tylosin wird durch Filtrieren aus dem Gemisch entfernt und in 62 1 Äthylacetat gelöst; diese Äthylacetatlösung wird auf eine Säule von mit Säure gewaschenem Aluminiumoxyd mit einem Durchmesser von 13 cm und einer Höhe von 110 cm gegeben. Das Aluminiumoxyd, von dem das Tylosinacetylderivat adsorbiert wird, wird mit Äthylacetat gewaschen. Das adsorbierte Tylosinacetylderivat wird mit einer Mischung von Methanol und Äthylacetat (1 : 9) eluiert, und das Eluat, das das Aectylderivat von Tylosin enthält, wird im Vakuum zur Trockne verdampft. DertrockeneRückstandbestehtaus amorphem Tylosinacetylderivat und wird gereinigt, indem man ihn in heißem Isopropyläther löst und die Lösung abkühlt, um das Produkt auszufällen. Ausbeute 60 bis 800/,. Analysen des gereinigten Acetylderivats von Tylosin zeigen, daß er etwa 8,91 Gewichtsprozent Acetyl enthält und einen pKw-Wert von etwa 5,2 aufweist.Analyzes of the recrystallized reaction product of tylosin indicate that it contains about 8.22 weight percent acetyl groups and has a pKa of about 5.1 . (This and other pK & values of the compounds according to the invention have been determined by electrometric titration methods in a solution of dimethylformamide and water in a volume ratio of 2: 1. ) Example 2 200 g of tylosin are added to a mixture of 467 cm 'acetic anhydride and 200 g of molten anhydrous sodium acetate . The mixture is allowed to stand at room temperature for 3 days. The reaction mixture is poured over crushed ice and the mixture is neutralized by adding potassium bicarbonate. The neutralized mixture is extracted with 21 benzene. The benzene extract, which contains the acetyl derivative of tylosin, is washed with 50% potassium carbonate solution and then three times with water. The washed benzene extract with the acetyl derivative of tylosin is concentrated in vacuo to about 100 cm3. The benzene concentrate is poured into about 3 liters of petroleum ether, whereby the acetyl derivative of tylosin is precipitated. The precipitate of acetyl derivative of tylosin is separated by filtration and dissolved in 210 1 of chloroform. The chloroform solution is decolorized with charcoal and 10 times the volume of petroleum ether is added to precipitate the acetylated tylosin. The precipitate of the acetyl derivative of tylosin is removed from the mixture by filtration and dissolved in 62 l of ethyl acetate; this ethyl acetate solution is applied to a column of acid-washed alumina 13 cm in diameter and 110 cm in height. The aluminum oxide, on which the tylosin acetyl derivative is adsorbed, is washed with ethyl acetate. The adsorbed tylosin acetyl derivative is eluted with a mixture of methanol and ethyl acetate (1: 9) , and the eluate containing the aectyl derivative of tylosin is evaporated to dryness in vacuo. The dry residue consists of the amorphous tylosin acetyl derivative and is purified by dissolving it in hot isopropyl ether and cooling the solution to precipitate the product. Yield 60 to 800 / ,. Analyzes of the purified acetyl derivative of tylosin show that it contains about 8.91 percent by weight acetyl and has a pKw of about 5.2 .

900 mg Acetylderivat von Tylosin werden in 200 cm3 Äther gelöst. 0,075 cm8 12 n-Salzsäure werden unter Rühren langsam zu der Ätherlösung gegeben. Es bildet sich ein Niederschlag, der aus dem Hydrochloridsalz besteht. Er wird durch Zentrifugieren abgetrennt, mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet. Das Hydrochloridsalz hat einen pKa-Wert von etwa 8,0 und schmilzt bei etwa 122 bis 134'C. 900 mg of the acetyl derivative of tylosin are dissolved in 200 cm3 of ether. 0.075 cm8 of 12N hydrochloric acid are slowly added to the ethereal solution with stirring. A precipitate is formed which consists of the hydrochloride salt. It is separated off by centrifugation, washed with ether and dried in vacuo. The hydrochloride salt has a pKa of about 8.0 and melts at about 122 to 134 ° C.

Beispiel 3 2,5 g kristallines Tylosin und 0,55 g N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid werden in 40 cms Dichlormethan gelöst, 0,4 g Propionsäure werden zugegeben, wobei die Tylosinlösung gerührt wird. Dann läßt man das Reaktionsgemisch 20 Stunden lang stehen. Nach der Reaktion wird das Gemisch zur Entfernung des auftretenden Niederschlages filtriert. Der Niederschlag wird verworfen. Das Filtrat wird im Anschluß daran zweimal mit je 20 cm3 511/jger wäßriger Natriumbicarbonatlösung sowie zweimal mit je 20 cm3 Wasser gewaschen. Das gewaschene Filtrat wird mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Der trockene Rückstand besteht aus dem Propionylderivat des Tylosins, er wird in 20 cm3 heißem Aceton gelöst, diese Lösung auf 5'C abgekühlt und filtriert. Die filtrierte Acetonlösung, die das Propionylderivat von Tylosin enthält, läßt man im Vakuum verdunsten, bis alle Flüssigkeit entwichen ist, und man erhält das Propionylderivat von Tylosin mit einem Schmelzpunkt von etwa 101 bis 111'C und einem pK&-Wert von etwa 5,2. Ausbeute 60 bis 80 0/0. Beispiel 4 1,9g Desmycosin und 0,55g N,N'-Dicyclohexylearbodiimid werden in 40 cm3 Dichlormethan gelöst. OJ3 g Essigsäure werden der Desmycosinlösung unter Rühren zugegeben, und man läßt das Reaktionsgemisch 6 Stunden lang stehen. Das Reaktionsgemisch wird nach dem im Beispiel 3 beschriebenen Verfahren aufgearbeitet. Das Reaktionsprodukt, das aus dem Acetylderivat von Desmycosin besteht, hat einen Schmelzpunkt von etwa 97 bis 127'C und einen pK.-Wert von etwa 6,3. Ausbeute 60 bis 80 0/,.Example 3 2.5 g of crystalline tylosin and 0.55 g of N, N'-dicyclohexylcarbodiimide are dissolved in 40 cms of dichloromethane, 0.4 g of propionic acid are added, the tylosin solution being stirred. The reaction mixture is then left to stand for 20 hours. After the reaction, the mixture is filtered to remove the precipitate that occurs. The precipitate is discarded. The filtrate is washed twice with 20 cm3 thereto 511 / hunter aqueous sodium bicarbonate solution and twice with 20 cm3 of water in the terminal. The washed filtrate is dried with anhydrous magnesium sulfate, filtered and evaporated to dryness. The dry residue consists of the propionyl derivative of tylosin, it is dissolved in 20 cm3 of hot acetone, this solution is cooled to 5 ° C. and filtered. The filtered acetone solution, which contains the propionyl derivative of tylosin, is allowed to evaporate in vacuo until all liquid has escaped, and the propionyl derivative of tylosin is obtained with a melting point of about 101 to 111 ° C. and a pK & value of about 5.2 . Yield 60 to 80 %. Example 4 1.9 g of desmycosin and 0.55 g of N, N'-dicyclohexylearbodiimide are dissolved in 40 cm3 of dichloromethane. OJ3 g of acetic acid are added to the desmycosin solution with stirring, and the reaction mixture is left to stand for 6 hours. The reaction mixture is worked up according to the method described in Example 3. The reaction product, which consists of the acetyl derivative of desmycosin, has a melting point of about 97 to 127 ° C. and a pK value of about 6.3. Yield 60 to 80 %.

100 mg des Acetylderivats des Desmycosins werden in 20 cm" Äther gelöst, und 0,1 cm" 12 n-Salzsäure werden unter Rühren dem Äthergemisch zugegeben. Ein weißer Niederschlag, der aus dem Hydrochloridsalz besteht, bildet sich in dem angesäuerten Äthergemisch, wird durch Zentrifugieren abgetrennt, zweimal mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet. Das Hydrochloridsalz hat einen Schmelzpunkt von ,etwa 146 bis 150'C, einen pK"-Wert von etwa 6,2, ist in Wasser löslich und in Äther relativ unlöslich. Beispiel 5 Das Propionylderivat von Desmycosin wird herge--stellt, indem man Propionsäure mit Desmycosin zur Reaktion bringt, wobei man nach der im Beispiel 4 beschriebenen Methode verfährt. Das Propionylderivat von Desmycosin schmilzt bei etwa 115 bis 127'C und hat einen pK"i-Wert von etwa 6,3. Ausbeute 60 bis 800/,. 100 mg of the acetyl derivative of desmycosin are dissolved in 20 cm "of ether, and 0.1 cm" of 12N hydrochloric acid are added to the ether mixture while stirring. A white precipitate, which consists of the hydrochloride salt, forms in the acidified ether mixture, is separated off by centrifugation, washed twice with ether and dried in vacuo. The hydrochloride salt has a melting point of about 146 to 150 ° C., a pK "value of about 6.2, is soluble in water and relatively insoluble in ether. Example 5 The propionyl derivative of desmycosin is prepared by adding propionic acid reacted with desmycosin, the procedure described in Example 4. The propionyl derivative of desmycosin melts at about 115 to 127 ° C. and has a pK "i value of about 6.3. Yield 60 to 800 / ,.

Das Hydrochloridsalz des Propionylderivats von Desmycosin wird nach dem im Beispiel 7 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das entstehende Hydrochloridsalz hat einen Schmelzpunkt von etwa 146 bis 150'C, einen pK&-Wert von etwa 6,2, ist in Wasser löslich und in Äther praktisch unlöslich.The hydrochloride salt of the propionyl derivative of desmycosin is prepared according to the procedure described in Example 7. The resulting hydrochloride salt has a melting point of about 146 to 150 ° C., a pK & value of about 6.2, is soluble in water and practically insoluble in ether.

Claims

Claim: Process for the preparation of acyl derivatives of tylosin and desmycosin and their salts, characterized in that one tylosin or desmycosin treated with an aliphatic carboxylic acid halide or carboxylic acid anhydride or with an aliphatic carboxylic acid in the presence of NN-dicyclohexylearbodiimide converts and optionally the acyl derivative obtained in the presence of an organic Solvent converted into a salt with an inorganic or organic acid.