[0001] Die Erfindung betrifft neue, selektiv acylierte oder sulfenylierte 4,6-Di-o-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole,
die als Zwischenprodukte zur Herstellung wertvoller neuer und bekannter Antibiotika
dienen, sowie ein Verfahren zur Herstellung der selektiv geschützten Verbindungen.
[0002] Die neuen Acyl- oder Sulfenylderivate der 4,6-D1-O-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole
lassen sich durch Formel (I) wiedergeben

in der X für einen Rest

steht,
Y einen Reat

oder

bezeichnet; und
U, V, W für Wasserstoff oder Hydroxy stehen, und
Z Wasserstoff, Hydroxy oder Amino bedeutet und
R1,R2,R3,R4,R5 -Wasserstoff, einen Rest -SR' oder -CO-A, bezeichnen, mit der Maßgabe, daß ein bis vier der Reste R1 bis R5 für Wasserstoff stehen, wobei
R' für Phenyl, substituiertes Phenyl, Di- oder Triphenylmethyl steht und

bezeichnet, in denen
B, D für Wasserstoff, Phenyl oder substituiertes Phenyl stehen und
n,n1,n2,n3 unabhängig voneinander für eine Zahl von O bis 5 stehen.
R' in der Bedeutung von "substituiertes Phenyl" steht bevorzugt für einen Phenylrest,
der durch einen bis drei Substituenten aus der Reihe Nitro-, C1-C4-Alkyl-, C1-C4-Alkoxy-, C1-C4-Alkoxycarbonyl- oder Phenylreste oder 1 bis 5 Halogenatome vorzugsweise Chloratome
substituiert ist. Als Beispiele seien der o-Nitrophenylsulfenylrest und der 2,4,5-Trichlorphenylsulfenylrest
genannt.
[0003] B und D in der Bedeutung von "substituiertes Phenyl" stehen bevorzugt für Phenylreste,
die durch einen oder zwei Substituenten aus der Reihe Nitro-, C
1-C
4-Alkyl-, C
1-C
4-Alkoxy-, oder Phenylreste oder Halogenatome vorzugsweise Chloratome substituiert
sind.
[0004] Von besonderem Interesse sind die erfindungsgemäßen N-geschützten Verbindungen, gemäß
Formel (I), die sich von den Antibiotika Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin B
1, Gentamicin C
1, Gentamicin C
1a, Gentamicin C
2, Gentamicin C
2a, Gentamicin C
2b, Gentamicin X2, Sisomicin, Verdamicin, Tobramycin, G-418, 66-40B, 66-40D, JI-20A,
JI-2QB, G52, Mutamicin 1 Mutamicin 2,
Mutamicin 4, Mutamicin 5 und Mutamicin 6 ableiten, die also an den Stickstoffatomen
dieser Antibiotika die Reste R
1,R
2,R
3,R
4 und R
5 tragen.
[0005] Von diesen sind die durch Formel (II) wiedergegebenen Derivate von Sisomicin

in der
R1,R2,R3,R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung haben, besonders wertvoll.
[0006] Des weiteren wurde gefunden, daß man die neuen selektiv acylierten oder sulfenylierten
4,6-Di-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole der Formel (I)

in der
R3,R4,U,V,W,X,Y und Z die oben angegebene Bedeutung besitzen, erhält, wenn man
[0007] Verbindungen der Formel (III)

oder deren Säureadditionssalze
in der
U,V,W und Z die oben angegebene Bedeutung besitzen und
X' für einen Rest







steht und Y' einen Rest


bezeichnet, in dem
R'5 die im Vorhergehenden für R5 angegebene Bedeutung besitzt,
mit etwa 3 bis 4 Äquivalenten einer Verbindung der Formel (IV)

in der
R' die oben angegebene Bedeutung besitzt und
G Halogen oder eine bei Sulfenylierungsreaktionen gebräuchliche Abgangsgruppe, vorzugsweise
einen aktivierenden Esterrest bezeichnet, oder mit etwa 3 bis 4 Äquivalenten einer
Verbindung der Formel (V)

in der
A die obengenannte Bedeutung besitzt und
G' Halogen oder eine bei Acylierungsreaktionen gebräuchliche Abgangsgruppe, vorzugsweise
einen aktivierenden Esterrest, oder eine Gruppe -0-CO-A mit der obigen Bedeutung für
A bezeichnet in einem inerten Lösungsmittel gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser
bei Temperaturen zwischen etwa -30°C und +50°C,vorzugsweise zwischen etwa 0°C und
etwa +25°C,in Gegenwart einer Base umsetzt und das Reaktionsprodukt in üblicher Weise
aufarbeitet.
[0008] Verwendet man Sisomicin und o-Nitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester als Ausgangsstoffe,
so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Schema wiedergegeben werden:

[0009] Für die Darstellung der Verbindungen der Formel (I) auf dem oben geschilderten Wege
durch Umsetzung der un- oder teilgeschützten 4,6-
Di-0-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole der Formel (III) mit einem Reagenz der Formel'(IV),
finden vorzugsweise die Verbindungen der Formel (IV) Verwendung, in denen G Chlor
oder den p-Nitrophenyloxyrest bezeichnet. Als Beispiele seine genannt: Tritylsulfenylchlorid,
o-Nitrophenylsulfenylchlorid, 2,4-Dinitrophenylsulfenylchlorid, 2,4,5-Trichlorphenylsulfenylchlorid,
Pentachlorphenylsulfenylchlorid und o-Nitrophenylsulfenseure-p-nitrophenylester, 2,4-Dinitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester,
2,4,5-Trichlorphenylsulfensäure-p-nitrophenylester und Pentachlorphenylsulfensäure-p-nitrophenylester.
[0010] Diese reaktiven Sulfensäurederivate sind entweder bereits bekannt (siehe z.B. Houben-Weyl,
Methoden der Organischen Chemie, Band XV, 1, Seite 203-222, Georg Thieme Verlag, Stuttgart,
1974) oder können nach analogen Verfahren wie die bereits bekannten Verbindungen hergestellt
werden.
[0011] Bevorzugte Ausgangsstoffe der Formel (V) sind solche, bei denen G' Chlor oder den
Rest -O-CO-A, mit der oben angegebenen Bedeutung für A, bezeichnet. Beispielhaft seien
genannt: Acetanhydrid, Acetylchlorid und-Di-t-Butylpyrocarbonat, wobei zur Darstellung
von N-Alkyl-oxycarbonyl-derivaten des Sisomicins die Verwendung von
Dialkylpyrocarbonaten als Blockierungsreagenzie allgemein besonders zu bevorzugen ist.
[0012] Als Verdünnungsmittel für die Umsetzung mitSulfensäurehalogeniden kommen sowohl inerte
organische Lösungsmittel wie Chloroform und Toluol, vorzugsweise aber mit Wasser mischbare
Lösungsmittel wie Dioxan, DMF und Dimethoxyäthan sowie deren Gemische mit Wasser in
Frage.
[0013] Die Umsetzungen mit aktivierten Estern der obengenannten Sulfensäuren erfolgen vorzugsweise
in inerten organischen Lösungsmitteln wie CHCl
3, DMF, Pyridin oder Gemischen von solchen Lösungsmittelnmit Alkoholen, vorzugsweise
Methanol oder Äthanol. Die Darstellung der erfindungsgemäBen-Acylverbindungen erfolgt
in beliebigen inerten organischen Lösungsmitteln oder in Gemischen organischer Lösungsmittel
mit Wasser, wobei Gemische von Methanol, Äthanol oder Aceton mit Wasser zu bevorzugen
sind.
[0014] Als Basen können alle in der organischen Chemie üblichen basischen Verbindungen wie
z.B. Triäthylamin, Pyridin, Diazabicyclononen eingesetzt werden; vorzugsweise werden
aber Alkali-hydroxide bzw. -carbonate wie z.B. Natronlauge oder Natriumcarbonat verwendet.
[0015] Die Sulfenylierungen bzw. Acylierungen werden bei Temperaturen zwischen etwa -30°
und etwa +50°C, vorzugsweise zwischen etwa 0° und +25°C, durchgeführt.
[0016] Die Umsetzungen können sowohl bei Normaldruck, aber auch bei erhöhtem Druck durchgeführt
werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Normaldruck.
[0017] Bei der Sulfenylierung bzw. Acylierung der Aminoglycoside setzt man für jede umzusetzende
NH
2-Gruppe 1 Mol Reagens ein. Bei der Darstellung von Penta-N-geschützten Aminoglycosiden
kann auch ein 2- bis 3-facher Überschuß an Reagens eingesetzt werden. Es können auch
die Säureadditionssalze aus den 4,6-Di-O-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitolen mit
anorganischen und organischen Säuren, vorzugsweise die Chloride und Sulfate, eingesetzt
werden.
[0018] In diesem Falle muß die Menge der verwendeten Hilfsbase entsprechend der Zahl der
in Salzform vorliegenden Aminogruppen variiert werden.
[0019] Die neuen Verbindungen der Formel (I) sind wertvolle Zwischenprodukte auf dem Wege
der Darstellung von Derivaten der 4,6-Di-o-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole, insbesondere
von Derivaten der Antibiotika Gentamicin A, Gentamicin B, Gentamicin B
1, Gentamicin C
1, Gentamicin C
1a, Gentamicin C
2, Gentamicin C
2a, Gentamicin C2b, Gentamicin X
2, Sisomicin, Verdamicin, Tobramycin, Antibiotikum G-418, Antibiotikum 66-40B, Antibiotikum
66-40D, Antibiotikum JI-20A, Antibiotikum JI-20B, Antibiotikum G-52, Mutamicin 1,
Mutamicin 2, Mutamicin 4, Mutamicin 5 und Mutamicin 6.
Diese Antibiotika sind wertvolle Substanzen zur wirkungsvollen Bekämpfung bakterieller
Infektionen. Ihre hohe Wirksamkeit ist jedoch häufig verbunden mit relativ großer
Nephro- und Ototoxizität; hinzu kommt Resistenzbildung der bekämpften Keime. Aus diesen
Gründen ist es wünschenswert, Derivate der Aminoglykosid-Antibiotika mit verbesserten
Eigenschaften herzustellen, die bei verringerter Toxizität eventuell auch die Bekämpfung
resistenter Keime ermöglichen. Als Substanzen mit derartig verbesserten Eigenschaften
sind Verbindungen wie 1-N-Acetylsisomicin und 1-N-Äthylsisomicin bekannt geworden
(DT-OS 2 437 160).
[0020] Die Darstellung mono-N-substituierter Sisomicin-Derivate erweist sich jedoch ausgehend
von ungeschütztem Sisomicin als schwierig, da im Sisomicin-Molekül fünf Aminogruppen
vergleichbarer Reaktivität vorhanden sind. Man gelangt daher immer zu Reaktionsgemischen,
was aufwendige chromatographische Verfahren zur Isolierung der gewünschten Verbindung
notwendig macht.
[0021] Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Darstellung von Derivaten
von Aminoglykosid-Antibiotika mit einer oder zwei selektiv ungeschützten Aminogruppen,
wobei die Natur der Schutzgruppen so beschaffen ist, daß sowohl Alkylierungen als
auch Acylierungen an den freien Stickstoffatomen möglich sind und eine anschließende
schonende Entblockierung durchgeführt werden kann.
[0022] Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte zur Herstellung wertvoller
neuer und bekannter Derivate von 4,6-Di-o-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitolen sei
im folgenden erläutert:
Die 4,6-Di-0-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole gemäß Formel (I), die am 3"-C-Atom
und/oder an einem der C-Atome 1,2',3 oder 6' eine ungeschützte Amino- oder Methylaminofunktion
tragen, lassen sich in glatter Weise an den genannten, ungeschützten Stellen alkylieren
oder acylieren, wobei N-(Di)-Mono-N-alkyl- oder N-(Di)-Di-N-acyl-Derivate der 4,6-Di-o-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitole
entstehen.
[0023] Die Sulfenyl-Schutzgruppen können sowohl
mit Nucleophilen wie z.B. H
2S Thiophenol etc. als auch durch Schwache Säuren abgespalten werden, d.h. unter Bedingungen,
unter denen die neu eingeführten Acyl- oder Alkylreste stabil sind. Werden Acylreste,
wie z.B. Aoetyl-, Äthyloxycarbonyl- oder t-Butyloxycarbonylgruppen als Schutzgruppen
verwendet, kann die Deblockierung mit wäßrigem Alkali- oder Erdalkalihydroxid oder
mit Säuren wie Trifluoressigsäure, Perchlorsäure oder Bortrifluoridätherat in organischen
Lösungsmitteln bzw. Mischungen von organischen Lösungsmitteln mit Wasser erfolgen.
Auch hier werden bei entsprechender Wahl von Acyl-Schutzgruppen und Abspaltungsreagenzien
neu eingeführte Alkyl-.bzw. Acylreste bei der Deblockierung nicht angegriffen.
[0024] Die selektive Abspaltung der Schutzgruppen kann sowohl mit äquivalenten Mengen Abspaltungsreagens
als auch mit einem Überschuß erfolgen, vorzugsweise aber mit einem 20-50-fachen Überschuß.
Dabei wird die optimale Reaktionszeit dünnschichtchromatographisch ermittelt.
[0025] Zur Herstellung von 1-N-Acetyl-sisomicin unter Verwendung eines der erfindungsgemäßen
Zwischenprodukte geht man z.B. so vor, daß man ein geschütztes Sisomicinderivat der
Formel (II), in der R
1, R
2, R
3 und R
5 den o-Nitrophenylsulfenylrest bezeichnen,mit 1 Äquivalent Essigsäure-p-nitrophenylester
in Pyridin umsetzt, die o-Nitrophenylsulfenylschutzgruppen mit überschüssigem Schwefelwasserstoff
in Alkohol bei pH 1-3 abspaltet und 1-N-Acetylsisomicin durch Behandlung mit einem
basischen Ionenaustauscher isoliert.
[0026] Zur Darstellung von 2'-N-Acetylsisomicin setzt man z.B. 1 Mol einer Verbindung der
Formel (II), in der R
1,R
3,R
4 und R
5 tert.-Butyloxycarbonyl-Reste bezeichnen,mit 1 Äquivalent Essigsäureanhydrid in Methanol
um und spaltet nach Beendigung der Acylierungsreaktion die Schutzgruppen mit überschüssigem
Bortrifluorid-Ätherat in Aceton ab und isoliert das entstandene 2'-N-Acetylsisomicin
durch Behandlung mit einem basischen Ionenaustauscher.
[0027] Besonders vorteilhaft gelingt die Herstellung von 1-N-Formylsisomicin: Dazu setzt
man 2', 3, 3", 6'-Tetra-N-(6-nitro-phenylsulfenyl)-sisomicin, das durch Sulfenylierung
von Sisomicin bzw. dessen Säureadditionssalzen zugängich ist, mit etwa einem bis etwa
5 Mol Formylierungsmittel umspaltet die o-Nitrophenylsulfenylgruppen mit schwefelhaltigen,
nucleophilen Reagentien wie z. B. H
2S oder Thiophenol und arbeitet den Reaktionsansatz in üblicher Weise auf das freie
1-N-Formylderivat hin auf und überführt dieses gegebenenfalls in die pharmazeutisch
verwendbaren Salze.
[0028] Die Formylierung des Sulfenylderivates erfolgt vorzugsweise in Pyridin als Verdünnungsmittel.
Verwendet man bei der zuvor beschriebenen Umsetzung Ameisensäure-p-nitrophenylester
als Formylierungsmittel, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema
wiedergegeben werden:

[0029] Anstelle der o-Nitrophenylsulfenyl-Derivate können mit gutem Erfolg auch andere Sulfenylderivate,
die in analoger Weise durch Umsetzung von Sisomicin mit entsprechenden Sulfonsäurechloriden
bzw. den Sulfonsäuren-p-nitrophenylestern erhältlich sind, eingesetzt werden. Als
Beispiele seien genannt: Tritylsulfenyl-, Pentachlorphenylsulfenyl-, 2,4-Dinitrophenylsulfenyl-sisomicin-Derivate.
[0030] An Stelle von Ameisensäure-p-nitrophenylester eignet sich auch Ameisensäure-essigsäure-anhydrid
besonders gut zur Formylierung des Sulfenylderivates.
[0031] Somit weist die Verwendung der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte zur Herstellung
von neuen und bekannten Derivaten von 4,6-Di-(aminoglykosyl)-1,3-diaminocyclitolen
eine Reihe von Vorteilen auf. So können die Zwischenprodukte in glatter Reaktion mit
hohen Ausbeuten alkyliert oder acyliert werden. Nach der Abspaltung der Schutzgruppen,
die auf einfache und schonende Weise erfolgt, erhält man die gewünschten einheitlichen
Endprodukte, ohne daß aufwendige chromatographische Reinigungsoperationen erforderlich
werden.
Beispiel 1
1,3,3",6'-Tetra-N-(butoxvcarbonyl-sisomicin
[0032] 450 mg Sisomicin werden in 10 ml Wasser gelöst. Nach Zugabe von 10 ml Methanol versetzt
man unter gutem Rühren mit 870 mg Pyrokohlensäure-di-t-butylester. Nach 1,3 Stunden
Rühren bei Raumtemperatur versetzt man mit 5 ml Wasser, filtriert und dampft das Filtrat
im Vakuum zur Trockene ein. Man löst den Rückstand in Methanol und fällt das gewünschte
Produkt durch Zugabe von Äther und Petroläther. Ausbeute = 600 mg.
[0033] 13C-NMR (CD
2OD):
δ= 66.01 (C-3"); 52.23 (C-1);
51.67 (C-3); 48.23 (C-2'); 43.74
(C-6'); 157.69 (c=o) ppm.
Beispiel 2
1,3,6'-Tri-N-(äthoxycarbonyl-sisomicin
[0034] 0,77 g Sisomicin werden mit 70 ml Wasser gelöst. Man versetzt mit 7
0 ml Äther und kühlt auf 0°C ab. Nun werden unter starken Rühren 1,75 ml Pyrokohlensäurediäthylester
zugetropft. Nach beendeter Zugabe wird weitere 10 Minuten bei 0°C gerührt. Die Wasserphase
wird dann abgetrennt, zweimal mit je 50 ml Äther gewaschen und anschließend im Vakuum
zur Trockene eingedampft. Man erhält so 1,1 g Rohprodukt, welches zur Reinigung in
10 ml Methanol gelöst wird; man versetzt mit 20 ml Äther und fällt auf diese Weise
das gewünschte Produkt aus.
[0035] 13C-NMR (CD
3OD):
δ= 52.12(C-1); 50.93 (C-3);
48.31 (C-2'); 43.66 C-2'); 43.66 (C-6');
158.98, 158.69 u. 158.33
(c=o) ppm.
Beispiel 3
1,2',3,6'-Tetra-N-(äthoxvcarbonyl-sisomicin
[0036] 1,1 g Sisomicin werden in 50 ml Äthanol und 70 ml Wasser gelöst. Nach Abkühlen auf
-10°C tropft man unter gutem Rühren 1,35 ml Pyrokohlensäurediäthylester dazu. Nach
weiteren 2 1/2 Stunden bei -10°C wird mit 100 ml Wasser versetzt. Man extrahiert anschließend
mit 150 ml Petroläther und dampft die wäßrige Phase im Vakuum zur Trockene ein. Der
Rückstand wird im Methanol gelöst. Durch Zugabe von überschüssigem Äther und Petroläther
wird das gewünschte Produkt ausgefällt. Ausbeute = 1,5 g (91 %)
[0037] 13C-NMR(CD
3OD/CDCl
3): δ=
50.86(
C-1); 49.90 (C-2); 46.33(C-2'); 42.87 (C-6'); 157.94, 157,73, 157.29 und 157.22 (c=o)
ppm.
Beispiel 4
1,2',3,6'-Tetra-N-acetyl-sisomicin
[0038] 1,1 g Sisomicin werden in 120 ml Wasser gelöst. Nach Zusatz von 60 ml Methanol tropft
man unter Rühren 2,5 ml Acetanhydrid dazu. Nach 15 Minuten wird im Vakuum zur Trockene
eingedampft. Den Rückstand löst man in 10 ml Methanol und tropft diese Lösung in eine
Mischung von 30 ml Äther und 30 ml Petroläther wobei das gewünschte Produkt ausfällt.
Ausbeute = 1,43 g, MS: m/e = 615.
[0039] 13C-NMR (CD
3OD);
δ= 50,14 (C-1); 49.20 (C-3);
46.88(C-2'); 42.26(C-6')
173.24, 173.13, 172.63 (c=o)ppm.
Beispiel 5
3"-N-p-Aminobenzylsisomicin
[0040] 1,3 g des Produktes von Beispiel 4 in 20 ml Dimethylformamid werden mit 2,5 g Silberoxid
und 2,2 g p-Nitrobenzylbromid für 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend
verdünnt man mit 50 ml Chloroform, rührt kurz mit wenig Holzkohle und filtriert. Das
Filtrat wird im Vakuum zur Trockene eingedampft und der Rückstand aus Chloroform mit
Petroläther umgefällt. Ausbeute = 1,1 g.
[0041] Zur Reduktion der Nitrogruppe löst man 200 mg des oben erhaltenen Produktes in 2
ml Wasser und gibt nach Zusatz von 0,06 ml Essigsäure 400 mg Eisenpulver dazu. Man
erhitzt für 10 Minuten auf 70°C und läßt anschließend noch 1 Stunde bei Raumtemperatur
reagieren. Zur Aufarbeitung wird filtriert, das Filtrat eingedampft und der Rückstand
in 5 ml Methanol und 5 ml Wasser mit Holzkohle entfärbt. Nach Filtrieren der Lösung
wird im Vakuum eingedampft. Zur Abspaltung der N-Acetylgruppen erhitzt man den so
erhaltenen Rückstand in 2 ml Wasser mit 1 g Bariumhydroxidoctahydrat für 8 Stunden
am Rückfluß.
Man läßt erkalten, fällt die Bariumsalze mit Kohlendioxid und filtriert. Eindampfen
des Filtrats und Fällen des erhaltenen Rückstanda aus Methanol mit Äther liefert die
Titelverbindung.
Ausbeute - 95 mg.
Beispiel 6
2'-N-Acetyl-1,3,3",6'-tetra-N-butoxycarbonyl-sisomicin
[0042] 175 mg 1,3,3",6'-Tetra-N-butoxycarbonyl-sisomicin werden in 7 ml Methanol gelöst.
Diese Lösung versetzt man nacheinander mit 7 ml Aceton sowie 2 ml Acetanhydrid. Nach
2 Stunden wird im Vakuum vom Lösungsmittel befreit und der dabei erhaltene Rückstand
in Methanol gelöst. Man fällt das gewünschte Produkt durch Zugabe von überschüssigem
Äther und Petroläther.
Ausbeute = 170 mg.
[0043] 13C-
NMR (CD
3OD/CDCl
3):
δ= 56.72 (C-2'); 23.14
und 175.80 (Acetyl) ppm.
Beispiel 7
2'-N-Acetylsisomicin (Methode 1)
[0044] Zur Abspaltung der Butoxycarbonylschutzgruppen löst man 150 mg des nach Beispiel
6 erhaltenen Produktes in 3 ml Aceton und versetzt mit 0,6 ml Bortrifluorid-Diäthyläther-Komplex.
Nach 1 Stunde gießt man in eine Mischung von 15 ml Äther und 5 ml Petroläther, wobei
das gewünschte Produkt ausfällt. Man entionisiert durch Rühren mit einem basischen
Ionenaustauscher (OH
⊖-Form) in wäßriger Lösung. Das Harz wird abfiltriert und das Filtrat im Vakuum vom
Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wird in wenig Methanol gelöst und durch Eingießen
in überschüssigen Äther gefällt. Ausbeute = 60 mg.
[0045] 13C-NMR (D
2O/Dioxan):
δ= 56.67 (C-2'); 21.62 und
177.01 (Acetyl) ppm.
Beispiel 8
2'N-Acetylaisomicin (Methode 2)
[0046] 265 mg (0,25 mmol) 1,3,3",6'-Tetra-N-NPS-Sisomicin und 47 mg Essigsäure-p-nitrophenylester
werden in 1,25 ml absol. Pyridin 1 Stunde'bei Raumtemperatur gerührt, das Lösungsmittel
abgedampft, der Rückstand in 5 ml Dichlormethan aufgenommen und mit 5 ml einer methanolischen
Schwefelwasserstofflösung (bei 0°C gesätt.) sowie 0,7 ml einer gesätt. (20°) Lösung
von HCl in Methanol 1 Minute bei Raumtemperatur geschüttelt, das Reaktionsgemisch
eingedampft und der Rückstand mit 20 ml Wasser digeriert. Das Digerat wird filtriert,
das Filtrat zweimal mit Äther ausgeschüttelt, die wäßrige Phase über 10 ml basischem
Ionenaustauscher (OH
⊖-Form) filtriert und eingedampft. Der farblose Eindampfrückstand besteht aus dem reinen
2'-N-Acetylsisomicin.
Beispiel 9
Penta-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin
[0047] 13,84 g (20 mmol) Sisomicinsulfat in 100 ml 1 n NaOH und 450 ml frisch destilliertem
Dioxan werden mit 38 g (0,20 Mol) o-Nitrophenylsulfenylchlorid in 200 ml Dioxan und
mit 260 ml 1n-NaOH versetzt, so daß der pH zwischen 12 und 14 liegt. Der Niederschlag
wird abfiltriert, in CH
2Cl
2/H
2O gelöst, und die CH
2C1
2-Phase mit Na
2SO
4 getrocknet.
[0048] Das Filtrat wird mit CH
2C1
2 versetzt, die wäßrige Phase verworfen und die organische Phase über Na
2SO
4 getrocknet. Die vereinigten organischen Phasen werden zur Trockne eingedampft und
über 250 g Kieselgel (Säulendurchmesser 8 cm) zuerst mit CH
2Cl
2, dann mit CH
2Cl
2/MeOH=97,5/2,5 filtriert. Das Eluat liefert nach dem Abdampfen des Lösungsmittels
22 g (91 %) Penta-N-(o-Nitrophenylsulfenyl)-sisomicin als orangefarbenem Schaum.
[0049] 13-C-NMR(CDC1
3)
:
δ= 124-148 (arom. H);
102.30 (-1"); 99.00 (C-1'),
97.92 (C-4'); 89.05(C-6);
82.33 (C-4); 57.31 (C-1)
56.73 (C-3) ppm.
Beispiel 10
1,2',3,6'-Tetra-N-(o-nitroohenylsulfenyl)-sisomicin
[0050] 4,5 g Sisomicin in 10 ml Methanol und 90 ml Dichlormethan werden mit 13 g o-Nitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester
versetzt, das Reaktionsgemisch nach 1 Stunde auf 300 ml Methanol gegossen, der Niederschlag
mit 50 ml Dichlormethan digeriert und das unlösliche Produkt (3,6 g) getrocknet. Filtrat
und Digerat werden vereinigt und an einer 6 x 15 cm SiO
2-Säule chromatographiert (Laufmittel: Dichlormethan mit steigendem Methanol-Zusatz,
zuletzt 10 % Methanol).
[0051] Nach Abdampfen des Lösungsmittels werden aus dem Eluat 3,4 1,2',3,6'-Tetra-NPS-sisomicin
(Gesamtausbeute 7,0 g= 66 %) und 2,5 g (21 %) Penta-NPS-sisomicin isoliert.
[0052] 13-C-NMR(δ-6-DMSO):
63.87(C-3"); 146.07,
145.28,145.67,145,11
(jeweils C-1 der arom.
Ringe) ppm
Beispiel 11
3"-N-(o-Nitrophenylsulfenyl)-sisomicin
[0053] 16,0 g (13,2 mmol) Penta-N-NPS-sisomicin in 80 ml absol. Pyridin werden mit 160 ml
Thiophenol versetzt, nach 1 Stunde auf 500 ml Diäthyläther gegossen, der Niederschlag
in Dichlormethan/Methanol = 8/2 aufgenommen und über Kieselgel filtriert (Säule 5,5
x 12 cm, Laufmittel Dichlormethan/ Methanol = 8/2, steigender Zusatz des Laufmittelgemisches
Methanol/Dichlormethan/20 proz. Ammoniak = 4/2/1); die rote Zone liefert nach dem
Abdampfen des Lösungsmittels 6,6 g (83 %) 3"-N-o-Nitrophenylsulfenyl-sisomicin als
tiefroten Schaum.
[0054] 13-C-NMR(CD
3OD):
33.59(CH3N); 52.23 (C-1);
51,16 (C-3); 53(C-2')
43.84 (C-6') ppm
Beispiel 12
2',3,3",6'-Tetra-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin und 1,2',3",6'-Tetra-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin
[0055] 3,0 g (5,0 mmol) 3"-N-NPS-sisomicin in 5 ml Methanol und 45 ml Dichlormethan werden
mit 4,4 g (15,0 mmol) o-Nitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester in 85 ml Dichlormethan
versetzt, das Reaktionsgemisch sofort zur Trockne eingedampft, in Dichlormethan aufgenommen
und an Kieselgel (Säule 5,5 x 30 cm) mit 200 ml Dichlormethan, dann mit Dichlormethan/Methanol
- chromatographiert. Es werden 500 Fraktionen aufgefangen, wobei aus den vereinigten
Fraktionen 150 bis 250 das 1,2',3",6'-Tetra-NPS-sisomicin und aus den Fraktionen 270
bis 500 das 2',3,3",6'-Tetra-NPS-Derivat jeweils als orangefarbener Schaum erhalten
wird.
1,2',3",6'-Tetra-NPS-sisomicin
RF (CH2Cl2/CH3OH = 9/1): 0.62
IR(KBr): 1501, 1360, 1,300 (stark); 1587, 1562, 755 (mittel); 1442, 780, 890 (schwach)
[0056] 2', 3, 3", 6'-Tetra-NPS-sisomicin:
RF(CH2CH/CH3OH = 9/1): 0,42
IR (KBr): 1500, 1358, 1296 (stark); 1586, 1560, 753 (mittel); 1442, 890, 779 (schwach)
Beispiel 13
1,3,3",6'-Tetra-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin
[0057] 9 g Sisomicin in 20 ml Methanol/180 ml Dichlormethan werden mit 45 g o-Nitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester
in 500 ml Dichlormethan versetzt, 10 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, auf ein Volumen
von 100 ml eingedampft und mit Cyclohexan im Überschuß versetzt. Der Niederschlag
(37 g) wird abfiltriert, in 150 ml absol. Pyridin gelöst, das Gemisch mit 200 ml Thiophenol
versetzt und nach 1 Stunde auf 500 ml Diäthyläther gegossen. Der Niederschlag wird
in Dichlormethan/Methanol = 8/2 aufgenommen und über Kieselgel filtriert (Säule 5,5
x 12 cm, Laufmittel Dichlormethan/ Methanol - 8/2, steigender Zusatz des Laufmittelgemisches
Methanol/Dichlormethan/20 proz. Ammoniak = 4/2/1). Die rote Zone wird eingedampft;
1800 mg des entstandenen Schaums werden in 3 ml Methanol und 27 ml Dichlormethan gelöst,
mit
2,
7 g o-Nitrophenylsulfensäure-p-nitrophenylester und 100 ml Methanol versetzt, eingedampft
und der Rückstand an 100 g Kieselgel mit Dichlormethan/Methanol - 98/2 chromatographiert.
Die gelbe Zone liefert nach dem Eindampfen 1,5 g 1,3,3",6'-Tetra-NPS-sisomicin.
[0058]
RF(CH2Cl2/CH3OH = 9/1) : 0,57
13-C-NMR(d-6-Dioxan): 124-147 (arom.C)
146.8 (C-5'); 103.85(C-1"); 102.40 (C-1');
88.89 (C-6); 76.48 (C-5) ppm
Beispiel 14
1-N-Methoxyacetyl-sisomicin
[0059] 265 mg (0,25 mmol) 2',3,3",6'-Tetra-NPS-sisomicin und 58 mg Methoxyessigsäure-p-nitrophenylester
werden in 1,25 ml absol, Pyridin 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt, das Lösungsmittel
abgedampft, der Rückstand in 5 ml Dichlormethan aufgenommen und mit 5 ml einer methanolischen
Schwefelwasserstofflösung (bei 0° gesätt.) sowie 0,7 ml einer gesätt. (20°) Lösung
von HCl in Methanol 1 Minute bei Raumtemperatur geschüttelt, das Reaktionsgemisch
mit einigen Tropfen wäßriger Ammoniaklösung neutralisiert, eingedampft und der Rückstand
mit 20 ml Wasser digeriert. Das Digerat wird filtriert, das Filtrat zweimal mit Äther
ausgeschüttelt, die wäßrige Phase über 10 ml basischem Ionenaustauscher (OH
⊖-Form) filtriert und eingedampft. Der farblose Eindampfrückstand besteht aus dem reinen
1-N-Methoxy-acetyl-sisomicin.
[0060]
RF(CHCl3/CH3OH) 20 % NH4OH = 2/4/1); 0.53
IR (KBr): 1650, 1105, 1048, 1000 (stark)
Beispiel 15
1-N-Acetyl-aiaomicin
[0061] 265 mg (0,25 mmol) 2',3,3",6'-Tetra-NPS-sisomicin werden mit 47 mg Essigsäure-p-nitrophenylester
wie für das 1-N-Methoxyacetylsisomicin beschrieben, umgesetzt. Nach Aufarbeitung des
Reaktionsansatzes wird ganz analog das reine 1-N-Acetylsisomicin durch Eindampfen
des wäßrigen Ionenaustauscher-Eluate erhalten.
[0062] 13-C-NMR (CD
3OD):
23.03 (CH3CO)173.94
(C - O); 51.14 (C - 3), 48.41
(C-2'), 150.62 (C - 5')
44.21 (C - 6'), 65.89
(C - 3")
Beispiel 16
3-N-Acetylsisomicin
[0063] 265 mg (0,25 mmol) 1,3,3",6'-Tetra-NPS-sisomicin werden mit 47 mg Essigsäure-p-nitrophenylester
wie für das 1-N-Acetyl- sisomicin beschrieben umgesetzt. Nach identischer Aufarbeitung
des Ansatzes wird das reine 3-N-Acetylsisomicin als einziges Produkt isoliert.
[0064]
13-C-NMR(CD3OD): 23.22 (CH3CO), 173.13 (CO);
35.33 (C - 2), 81.23 (C - 4);
48.50 (C - 2'); 148.42 (C - 5')
43.73 (C - 6'), 66.01 (C - 3")
Beispiel 17
3"-N-Acetylsisomicin
[0065] 265 mg (0,25 mmol) 1,2',3,6'-Tetra-NPS-
si
so
mi
cin werden mit 47 mg Essigsäure-paranitrophenylester wie für das 1-N-Acetyl- sisomicin
beschrieben umgesetzt. Nach identischer Aufarbeitung des Ansatzes wird das reine 3"-N-Acetylsisomicin
als einziges Produkt isoliert.
[0066] 13-C-NMR-(D
2O/d-6-Dioxan):
Rotamerengemisch:
22.37/22.18(CH3CO);
177.13/176.76 (CO);
65.67/52.06 (C-3");
21.59/21.36 (C(OH)-CH3)
32.97/30.35 (CH3N)
Beispiel 18
1-N-Formvlsisomicin
[0067] 265 mg des nach Beispiel 12 erhaltenen 2',3,3",6'-Tetra-(N- o-nitro-phenylsulfenyl)-sisomicin
und 44 mg Ameisensäure-p-nitrophenylester werden in 1 ml Pyridin gelöst. Man läßt
1 Stunde bei Raumtemperatur stehen, dampft den Ansatz im Vakuum ein und nimmt in 2
ml Dichlormethan auf. Die Lösung wird mit 7,5 ml einer methanolischen, bei 0°C-gesättigten
H
2S-Lösung sowie 0,75 ml einer bei 20°C gesättigten, methanolischen Chlorwasserstofflösung
versetzt und nach 1 Minute mit konz. Ammoniaklösung neutralisiert. Man dampft den
Ansatz im Vakuum ein, digeriert den Rückstand mit 1o ml Wasser und filtriert. Das
Filtrat wird zweimal mit Äther gewaschen, die wäßrige Phase über 12 ml basischen Ionenaustauscher
in der OH
⊖-Form filtriert und eingedampft.
Ausbeute: 102 mg 1-N-Formylsisomicin
IR(KBr-PreBling):H-C-Bande bei 1663 cm-1. O
1. Verbindung der Formel (I)

in der X für einen Rest

steht,
Y einen Rest

oder

bezeichnet; und
U, V, W für Wasserstoff oder Hydroxy stehen, und
Z Wasserstoff, Hydroxy oder Amino bedeutet und
R1,R2,R3,R4,R5- Wasserstoff, einen Rest -SR'oder -CO-A, bezeichnen, mit der Maßgabe, daß ein bis
vier der Reste R1 bis R5 für Wasserstoff stehen, wobei
R' für rhenyl substituiertes Phenyl, Di- oder Triphenylmethyl steht und

bezeichnet, in denen
B,D für Wasserstoff, Phenyl oder substituiertes Phenyl stehen, und
n,n1,n2,n3 unabhängig voneinander für eine Zahl von O bis 5 stehen,
2. Verbindungen gemäß Anspruch 1, bei denen R' in der Bedeutung von "substituiertes
Phenyl" für einen Phenylrest steht, der durch einen bis drei Substituenten aus der
Reihe Nitro, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkoxycarbonyl, Phenyl oder 1 bis 5 Halogenatome substituiert ist.
3. Verbindungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2, bei denen B und D in der Bedeutung von
"substituiertes Phenyl" für Phenylreste stehen, die durch eine oder zwei Substituenten
aus der Reihe Nitro, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Phenyl oder Halogen substituiert sind.
4.. Verbindungen gemäß Anspruch 1-3 der Formel (II)

in der
R1, R2, R3, R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
5. 1,2',3,6'-Tetra-N-acetyl-sisomicin.
6. 1,2',3,6'-Tetra-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin.
7. 2',3,3",6'-Tetra-N-(o-nitrophenylsulfenyl)-sisomicin.
8. 1,2',3",6'-Tetra-N-o-(nitrophenylsulfenyl)-sisomicin.
9. 1,3,3",6'-Tetra-N-o-(nitrophenylsulfenyl)-sisomicin.
10. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I)

in der
R3, R4, U, V, W, X, Y und Z die oben angegebene Bedeutung besitzen,
dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel (III)

oder deren Säureadditionssalze
in der
U, V, W und Z die oben angegebene Bedeutung besitzen und
X' für einen Rest







steht und Y' einen Rest

oder

bezeichnet, in dem
R'S die im Vorhergehenden für R5 angegebene Bedeutung besitzt,
mit etwa 3 bis etwa 4 Äquivalenten einer Verbindung der Formel (IV)

in der
R' die oben angegebene Bedeutung besitzt und
G Halogen oder eine bei Sulfenylierungsreaktion in gebräuchliche Abgangsgruppe, vorzugsweise
einen aktivierenden Ester bezeichnet, oder mit etwa 3 bis etwa 4 Äquivalenten einer
Verbindung der Formel (V)

in der
A die oben angegebene Bedeutung besitzt und
G' Halogen oder eine bei Acylierungsreaktionen gebräuchliche Abgangsgruppe, vorzugsweise
einen aktivierenden. Ester, oder eine Gruppe -O-CO-A- mit der obigen Bedeutung für
A bezeichnet in einem inerten Lösungsmittel gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser
bei Temperaturen zwischen etwa -30°C und +50°C vorzugsweise zwischen etwa 0°C und
etwa +25°C in Gegenwart einer Base umsetzt und das Reaktionsprodukt in üblicher Weise
aufarbeitet.
11. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in der
R1, R2, R3, R4, R5 einen Rest -CO-A bezeichnen, mit der Maßgabe, daß ein bis vier der Reste R1 bis R5 für Wasserstoff stehen, wobei
A eine Gruppe

bezeichnet, in der D für Wasserstoff, Phenyl oder substituiertes Phenyl steht und
n1, n2, n3 unabhängig voneinander für eine Zahl von O bis 5 stehen, gemäß Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel (III) mit einer Verbindung der Formel

in der A die oben angegebene Bedeutung besitzt, umsetzt.
12. Verfahren zur Herstellung von 1-N-Formylsisomicin sowie seiner pharmazeutisch
verwendbaren Salze, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel VI

mit etwa 1 bis etwa 5 Mol Formylierungsmittel, vorzugsweise Ameisensäure-p-nitrophenylester,
oder Ameisensäure-essigsäure-anhydrid, in einem organischen Lösungsmittel umsetzt,
nach beendeter Reaktion die o-Nitrophenylsulfenylschutzgruppen mit einem nucleophilen
Reagenz, vorzugsweise Schwefelwasserstofflösung, oder Thiophenol abspaltet und anschließend
den Reaktionsansatz auf die Formylverbindung oder eines ihrer pharmazeutisch verwendbaren
Salze hin aufarbeitet.