DE1595876A1 - Verfahren zur Herstellung von Aminomethylderivaten von Rifamycin SV - Google Patents

Description

Lepetit S.p.A.
Mailand / Italien

Verfahren zur Herstellung von Aminomethylderivaten von

Rifamycin SV

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen antibiotischen Substanzen, in der US-Patentschrift 3 150 046 ist die Herstellung des Antibiotikums Rifamycin durch Fermentation eines Stammes von Str. mediterrä'nei ATCC 13658 beschrieben. Wie in dieser US-Patentschrift angegeben ist, besteht Rifamycin aus einer Mischung von antibiotischen Substanzen. Eine dieser Substanzen, Rifamycin B-, das die Summenformel CzqH-qNO-,. hat, ist eine zweiwertige Säure (pH 1 1/2 = 2,8, pH 2 1/2 = 6,7) und einer der Säurereste ist eine Carboxylgruppe. Eine der besonderen Eigenschaften dieses Antibiotikums besteht darin, dass seine Wirksamkeit sich erhöht, wenn es in Wasser gelöst ist, d.h. dass es sich in eine andere Substanz mit höherer antibakterieller Wirksamkeit umwandölt. Das wirksamere produkt, genannt Rifamycin S, hat die Summenformel ^-/H^eUOto ^{und kann} durch milde Reduktion in ein neues Antibiotikum der Rifamyeinklasse, Rifamycin SV (Ο,γΗ.γΝΟ-^) umgewandelt werden. Das Verfahren zur Herstellung von Rifamycin SV umfasst die Oxydation von Rifamycin B zu Rifamycin 0, die Hydrolyse von Rifamycin 0 zu Rifamycin S unter

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Freisetzung von Glycolsäure und die Reduktion von Rifamycin S zu Rifamycin SV. Sowohl Rifamycin S als auch. Rifamycin SV fehlt die Carboxylgruppe, die in Form von Glycolsäure während der Aktivierungsstufe freigesetzt wird.

Die Struktur der Rifamycine wurde kürzlich durch Prelog und Mitarbeiter geklärt (Mitteilung des Kongresses über die Chemie und Biochemie von Fungi und Hefen, aer in Dublin am 18. Juli 1962 gehalten wurde), wobei für Rifamycin B die folgende Struktur angegeben wurde:

MeO

OCH₂COOH

Die obige Formel erklärt, wie Rifamycin 0, S und ST aus Rifamycin B hergestellt werden. Die Reihenfolge der Modifizierungen kann erläutert werden, indem man den einzigen im Molekül enthaltenen Naphthalinring beachtet:

OH

.. OCH₂COOH

Rifamycin B

Oaydation

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Hydrolyse

NH

Beduktio
mittel

ι- Me

Bifamycin S

OH Eifamycin SV

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von neuen Derivaten von Eifamycin SV, bei denen das Wasserstoffatom in 3-Stellung durch die Gruppe -CH₂NEB¹ substituiert ist, in der E und E¹ substituierte oder unsubstituiert, gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl, Aralkylj Cycloalkyl oder aber zusammen mit dem Stickstoffatom.heterocyclische Gruppen bedeuten, die ein oder mehrere Heteroatome enthalten.

Dag Verfahren zur Herstellung der neuen Derivate besteht darin, dass man Eifamycin S in einem inerten organischen Lösungsmittel mit mindestens äquimolaren. Mengen Formaldehyd und einem Überschuss über eine äquimolaren Menge einer sekundären Stickstoffbase am Eückflusskühler behandelt bei der es sich um ein Ami η der allgemeinen Formel

NH

in der E Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest und E¹ einen niederen Alkylrest, niedere Hydroxyalkylgruppe, niederen Carboxyalkylrest oder einen Cycloalkylrest bedeuten, oder um eine heterocyclische Verbindung der allgemeinen Formel

RIM

BAD ORIGINAL

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handelt, in der X Methylen, Äthylen, eine -CHgO-G-ruppe oder eine -CHgNH-Gruppe und E" und R"¹ Wasserstoff, niedere Alkyl-, Hydroxy- oder Carboxyreste bedeuten, und man das erhaltene Aminomethylderivat von Rifamycin S mit einer wässrigen Lösung von Ascorbinsäure zusammenbringt.

Die neuen Rifamycinderivate sind rötlich orangefarbene Substanzen mit einem nicht sehr gut definierten Zersetzungspunkt. Sie sind in Wasser sehr wenig löslich und zeigen im Vergleich zu Rifamycin S eine erhöhte Wirksamkeit gegen gram-positive Mikroorganismen. Weiterhin besitzen sie eine sehr geringe Toxizität und ergeben bei oraler Verabreichung hohe Blutkonzentrationen.

In Tabelle I sind die antibakteriellen werte aufgeführt, die die Wirksamkeit der neuen Verbindungen zeigen. Die mahlen geben die geringste wachstumshemmende Konzentration der Substanzen in ^/ecm an.

Tabelle I

co

_Ei

uox . Str. B.sub- ττ _R

R R¹ M.aureus hemol. faecal, tilis 37

0.1 0.2 0.1

-C₂H₅ "⁰^ °·⁰² 0.045 0.37 0.18 0.18

0.5 0.5 0.05

0.5 0.2 0.1

-(CH₂)₂-0-(CH₂)₂- 0.1 0.1 0.5 0.5 0.1

-(OHg)₂-JSr-^ Uh^)₂- 0.02 · 0.2 0.5 0.2

CH,

0 9813/1874 ■ &AO

Es wurden auch Tierversuche durchgeführt. In der nächsten Tabelle ergeben die ED₁-Q bei Ratten mit experimenteller Infektion durch Staphylococcus aureus und die LD^₀ bei Ratten wichtige Daten über die gute therapeutische Wirkung in vivo und die geringe akute Toxizität der hergestellten Verbindungen.

Tabelle II

Experimentelle Infektion von Ratten durch Staphyl. aureus (EDc₀ mg/kg)

R	-	R1	-CH,	subcutan	4
-CH3	- -	f\ TT	2	29
-C2H5	(nti ^ — ν '-'■" 0 /	V wll r\ J λ ""**	6.
-(OH.)	V wXl *\ J 1— *■"*	4.	19
2-0-(CH2)2-	4	VJl
2-H·-( OHp)2-	9.
6.

per	OS	LD	50 mg/kg
13	.9
12	.1	205	(i.V.)
16		I90	(i.V.)
7	.47	183	(i.v.)
9	.85	188	(i.v.)
16

Die D-Oxyde dieser Verbindungen wurden ebenfalls hergestellt und besitzen eine vergleichbare Wirkung, wie in der folgenden Tabelle gezeigt ist.

Tabelle III

	U-Oxyde der	in	den	002	Tabellen I	und II aufgeführten Vi	B.sub-	srbind
				005	Str.	Str.	tilis
B	R« M.	aureus	002	hemol.	faecal.	0.5	H,„Rv
-OH3	-CH3	0.	005	0.2	0.05	0.5	1
	-O2H5	0.	001	0.05	0.1	0.2	1
	-(CH2)^-	0.	002	0.2	0.05	0.1	2
	-(CH2)5	0.	0.05	0.01	0.2	2
-(CH2	)2-0-(0H2)2-	0.	0.1	0.05	1	2
-(CH2	)2-K-(CH2)2-	0.	0.05	0.01	0.5

CH,

BAD OBIGlHAL

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Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert.

Beispiel 1 3--Dimethylaminomethyl-rif amycin SV und dessen ■

N-Oxyd-derivat.

Es werden 7 g Rifamycin S (0,01 Mol) in 90 com Tetrahydrofuran, gelöst. Dann werden 18 ocm einer 10-prozentigen äthanolischen Lösung von Dim ethyl ami η (0,04 Mol) und anschliessend 2,3 ecm einer 38-40-prozentigen wässrigen Formaldehydlösung (0,03 Mol) zugegeben. Nach vierstündiger Behandlung am Rückflusskühler werden die Lösungsmittel im Vacuum konzentriert und dann 200 ecm Äthylacetat zugesetzt. Die Lösung wird mit 200 ecm einer 2-prozentigen wässrigen Ascorbinsäurelösung behandelt und gründlich gerührt. Nach zweimaligem Waschen mit Wasser wird die Äthylacetatschicht mit der Hälfte ihres Volumens an Ligroin behandelt und dann auf 100 ecm eingeengt, es wird ein Rohprodukt (7,1 g) erhalten, das chromatographisch über Kieselgur gereinigt wird (Eluents Äthylacetat/Äthanol 1:1). Die Ausbeute beträgt 1,3 g reines produkt (17 %). Schmelzpunkt 189⁰C (Zersetzung)} Λ max = 314 mu (E^L = 240,0) und 448 m

Zu einer Lösung von 20 g 3-Dimethyiaminomethylrifamycin SV in 230 ecm Äthylacetat werden 2,2 ecm 35#iges HpO^ und 3*5 ecm Triäthylamin bei 0 C unter Rühren zugesetzt. Die Mischung wird 3 Tage bei 4⁰C stehen gelassen und dann mit 230 ecm Phosphatpufferlösung bei einem pH Wert von 7,3 geschüttelt. Die organische schicht wird wieder mit einer gleichen Menge Pufferlösung extrahiert, und die vereinigten wässrigen Extrakte werden mit Äthylacetat gewaschen. Dann werden 20 g Ascorbinsäure zugegeben und die saure Form des N-Oxyds mit Äthylacetat extra" hiert. Die Lösung wird getrocknet und auf ein kleines Volumen eingedampft, eine gleiche Menge Ligroin zugesetzt und nach dem Eindampfen auf ein kleines Volumen das Produkt abfiltriert. Die Ausbeute beträgt 4,4 g, Schmelzpunkt 165⁰O (Zersetzung), Λ max = 316 mu (^_0n 217,2) und 452 mu ("^_cm 159,5). Alle Absorptionen in diesem Beispiel und den folgenden Beispielen wurden in dem Phosphat puff er bei einem pH-Wert von 7,28 durchgeführt. 009813/1874

OFfI

_ 7—

Beispiel 2 3-Dimethylaminomethyl-rifamycin SV

Es werden 7 g (0,01 Mol) Rifamycin S in 50 ecm absolutem Äthanol gelöst; dann werden 2,>1 com Diäthylamin (0,02 Mol) und 2,3 com 38-40-prozentige wässrige Formaldehydlösung zugesetzt." Nach fünfstündiger Behandlung am Rüok flusskühl er wird die Lösung auf 10 ecm konzentriert und mit 100 ecm Äthylacetat verdünnt. Die organische Lösung wird 5 bis 6 mal mit dem gleichen Volumen Wasser extrahiert, das durch Zusatz eines Puffermittels auf einen pH-Wert von 7τ7»5 eingestellt wurde und Fatriuinascorbat (2-3?£) enthält um Rifamycin SV zu entfernen, das sich während der Umsetzung gebildet haben kann. Nach dreimaligem Waschen mit Wasser wird die Äthyl ac et at lösung auf die Hälfte ihres Volumens eingeengt. Fach Küfilen auf 0-5⁰C kristallisieren 1,6 g 3-Diäthylaminomethyl-rifamycin SV (Ausbeute 20$) aus. Die Verbindung ist gelblich-orange und besitzt folgende Eigenschaften: Schmelzpunkt 186-8⁰C (Zersetzung), A- max= 315 mu ⁽4^ ) (^° )

= 236,7) und 44-5 mu (E^⁷°_cm = 180).

Beispiel 3 3-Pyrrolidinomethyl-rifamycin SV und dessen ~ F-Oxyd-derivat.

Zu einer Lösung von 7 g Rifamycin S (0,01 Mol) in 50 ecm Tetrahydrofuran werden 1,7 ecm (0,02 Mol) Pyrrolidin und dann 2,3 ecm (0,03 Mol) einer 38-40-prozentigen wässrigen Formaldehydlösung zugesetzt.

Nach 42 Stunden bei Raumtemperatur wird die Lösung auf etwa 15 cem eingeengt. Das Konzentrat wird in 35 ecm einer 10-prozentigen wässrigen Ascorbinsäurelösung mit einer Temperatur von 5-10⁰C gegossen. Fach einigen Minuten wird die Lösung mit Äthylacetat extrahiert und der Extrakt nach cer Zugabe der Hälfte seines Volumens an Ligroi η konzentriert. Die erste sehr unreine Ausbeute wird verworfen und dann wird durch weitere Konzentration die Mannich-base erhalten, die anschliessend aus H₂0-Äthanol kristallisiert wird.

Die gelblich-orangefarbene Verbindung, die in einer Jüisb-eute ~ ,

. " ' ' · BAD ORIGINAL

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von 1,6 g (20 #) erhalten wurde, hat folgende Eigenschaften: Schmelzpunkt 160⁰C (Zersi
und 445 mu (e}*_= 172).

Schmelzpunkt 160⁰C (Zersetzung), Λ max 314 mu (^ _cm = 228)

Zu einer Lösung von 3-PyrrolidinDmethyl-rifamycin SV in Äthylacetat, die auf O⁰C gekühlt wird, werden 2,38 ecm 35%iges H₂Op und 3,48 ecm Triethylamin unter Rühren gegeben. Die Lösung wird 24 Stunden bei 4° C gehalten und dann in 130 ecm Phosphatpufferlösung mit einem pH-Wert von 7,3 gegossen. Die wässrige Schicht wird abgetrennt und die Äthyl ac et at lösung mit einer zweiten Menge Phosphatpufferlösung behandelt. Die vereinigten Extrakte werden mit Äthylacetat gewaschen und dann mit 10 g Ascorbinsäure behandelt. Die saure Form des N-Oxyds wird mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Lösung wird gezrocknet und auf ein kleines Volumen eingedampft. Das 3-Pyrrolidinomethyl-rifamycin SV-IT-oxyd kristallisiert, wird abfiltriert und im Vacuum getrocknet. Die Ausbeute beträgt 5,2 g (26 #). Das produkt zersetzt sich bei 180⁰G;

max = 316 mu (E^crn ²³⁶*^{9) und 455 m (E}l^cm ¹⁶⁷>⁶⁾·

Beispiel 4 3-Piperidinomethyl-rifamycin SV und dessen lf-Oxydderivat.

Zu einer Lösung von 7 g Bifamyein S (0,01 Mol) in 50 com Tetrahydrofuran werden 1,97 ecm (0,02 Mol) Piperidin und dann 2,3 ecm einer 38-40-prozentigen wässrigen Formaldehydlösung (0,03 Mol) zugesetzt.

Nach 6 Tagen bei Baumtemperatur wird, die Lösung in 70 ecm einer 10—prozentigen wässrigen Lösung von Ascorbinsäure mit einer Temperatur von 5-10⁰C geschüttet. Nach 10 bis 15 Minuten Rühren wird die Lösung auf etwa die Hälfte ihres Volumens eingeengt und das Produkt mit Äthylacetat extrahiert. Der organische Extrakt (etwa 300 ecm) wird nach dem waschen mit Wasser und Zugabe von etwa der Hälfte seines Volumens an Ligroi η teilweise konzentriertj eine erste unreine Ausbeute wird verworfen. Bei weiterem Eonzentrieren fällt ein gelbes Produkt aus, das gewonnen, gewaschen und getrocknet wird und eine Ausbeute von 3,6 g (45 #) ergibt. E^* = 448 mu = 168,5.

JL CIQ' f

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Beispiele 5 bis 14- :

Nach' einem · Verfahr en, "das im'wesentlichen mit dem in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Verfahren identisch ist, wurden die. pa.%npmethylderivate von Bifamyein SV mit folgenden Basen hergestellt., deren .Eigenschaften in- der Tabelle? angegeben,.s±ncjL : , _ ,-., ^ - - ' - ■_ . . . ·

Mit-Rifamycin 53 bonden- ' Schmelzpunkt X max sierte.Base,..-.,,;..- - . . / Qq (_Zersetzg.) in mi *1 cm

5. Morpholin , , , - - ■-- ΥΡ~ϊ®°

6. Mi-Methyl-K-C^-^iydroxy- '

7. 2,6-Dime-t;hylpiperidin ·. · 200-205

8. 1-Methylpip,erazin .

9. 4-Piperidincarboiisäur e

10. 2,5-Dihydroxymethyl- 190-195

parrolidin > . ...■-,.->■■

11. If-Methyl-cyclohexyl ami η 202-2.0.5·

12. 2-Methylpip:eiridiii ^! ■ 200-203

14. K-Methylglycin (TÄA-Salz) 160-180

45Ö :-	, ..251.8, -,- 176.6
447.;	241.8 183^9
314 450- .	234.1 179.3
314 450	. 260,5 174.6
314 450	207.5 ' 157.5
314 .447 ,.	207.5 152.1
314 446	217.7 170.3
314" 448 .	225.2 .174-.O
314 448	219.O 174.9.
314 448	201.0 152.9.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   veriahren zur Herstellung von Aminomethyl derivaten des Rifamycin SV, dadurch gekennzeichnet, dass man Rifamycin S in einem inerten organischen Lösungsmittel mit mindestens zwei äquimolaren Anteilen Formaldehyd und einem Überschuss über die äquimolare Menge einer sekundären Stickstoffbase am Rückflusskühler behandölt, bei der es sich um ein Amiη der allgemeinen Formel

   HN

   in der R Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest und R¹ einen niederen Alkylrest, niedere Hydroxyalkylgruppe, niederen Carboxyalkylrest oder Cycloalkylrest bedeuten oder um eine heterocyclische Verbindung der allgemeinen Formel

   R"»

   R"

   handelt, in der X Methylen, Äthylen, eine -CHgO-Gruppe oder eine -CHgBH-Gruppe, R" und R^MI Wasserstoff, niedere Alkylreste, Hydroxy- und Carboxygruppen bedeuten, und das erhaltene Aminomethyl derivat von Rifamycin S mit einer wässrigen Ascorbinsäurelösung zusammenbringt und gegebenenfalls zur Herstellung des N-Oxyds das erhaltene Aminomethylderivat von Rifamycin SV mit einer wässrigen Wasserstoffperoxydlösung bei Raumtemperatur in Gegenwart einer tertiären aliphatischen Stickstoffbase oxydiert.

   Für lepetit S.p.A.

   Mailand / Italien

   009813/1874 ■*„.,», -.^

   Rechtsanwalt