Способ получения 6-n-замещенного 3-n-формилканамицина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рн873889 (63) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 060979 (21)2649303/

2807718/23-04 (23) Приоритет 170878 (32)180877 (51)М. Кл.з

С 07 Н 15/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (31) 34808/77 (33) Великобритания

Опубликовано 15.1081.Бюллетень М 38 (53)УДК 547.455 (088.8) Дата опубликования описания 15.1081

1 (54) СПОСОБ ПОЛУтПКИЯ 6 -N-ЗАМЕЩЕННОГО ,3-НФОРИИЛКАНАМИЦИНА

НО

ОН

20 .Нг

Изобретение относится к способу получения новых селективно И-защищенных канамициновых соединений об. щей Формулы

Но Н ИНВ . 0R

t где R - алканоильная группа, содЕр

4 жащая 2-4 атома углерода, или бензоильная группа; й1;-оксигруппа или группа формулы. NHR, где К имеет приведенные выше значения, :полезных в качестве промежуточных

:соединений для получения антибиотиков аминогликоэидного ряда, в частности для получения 1-N-алкил-эамещенных производных .канамицина.

Для того, чтобы осуществить синтез этих соединений, из легко доступ-.

2 ного ферментационного продукта канамицина, желательно, чтобы see аминогруппы, эа исклточением. 1-аминогруппы, были защищены. Затем проводят алкилирование, преимущественно по амнногруппе в положейии 1, и таким образом упрощается выделение конечного 1-N-замещенноко продукта.

® Так, 1-14-алкилзамещенные производные канамицина общей формулы

ИО где R - -амино- или гндроксильная .группа; R> - низшая алкильная гру 25 па, имеющая 1-6 атомов углерода, любой атом углерода которой, отличный от атома углерода, соединенного с атомом азота, может быть необязательно эамещен гидроксильной или

3() аминогруппами

873889 получают путем алкилирования промежуточных соединений общей формулы, 1, где R u R имеют приведенные значения, в результате образуется соединение формулы

СН ЫНВ

НО

КО

КО бНгОН где R", R и R имеют значения, указанные выше, 1 формильная группа и группа В уда.ляются обычными способами и выделяется соединение формулы 1.

Промежуточные б-N-замещенные 3-N1

-формилкамициновые соединения формулы Т, приведенной выше, являются новыми соединениями, и согласно настоящему изобретению, их.получают по способу, основанному на известной реакции формилирования аминов (1).

Согласно способу получения 6—

-N-замеШенного 3-N -формилканамицина общей формулы I, соединение общей формулы

НО бн миз

9.Б

О П. где R и R< имеют указанные выше значения, формилируют 4-нитрофенилформиатом дном растворителе в присутствии в во основания, и полученное соед инение подвергают селективному гидролизу для удаления формильной группы из

1-амино-положения, при этом формильная группа в ппа в 3-положении остается нетронутой. Селективный. гидролиз осуществляют разбавлением раствором гидрата окиси натрия или калия при рН 12,0-12 5.

В качестве исходного соединения обычно используют 3",6 -ди-N-ацетилканамицин А или 2,3,б -три-Nк у

-ацетилканамицин B. .Подходящими растворителями для проведения реакции являются водный диоксан, водный тетрагидрофуран или диметилформамид, реакция осуществляется путем добавления порциями избытка. (например трехкратного) 4-нитрофенилформиата к производному

>канамицина.

Для облегчения протекания реакции в смесь добавляется органическое основание, в качестве которого может быть использован, например, триэтиламин. На каждую реакционноспособную аминную группу предпочтительно вводить не менее одного эквивалента основания. Реакция формилирования обычно заканчивается примерно за

24 ч при комнатной температуре, после чего продукт можно извлекать обыч- ными методами, например упариванием растворителя или осаждением и при необходимости продукт может допол15 нительно очищаться.

Стадия селективного гидролиза обычно осуществляется с использованием 1,3-ди-N-формильного соединения, растворенного в воде или вод2О ном органическом растворителе, например, водном диоксане или вод- . ном тетрагидрофуране, с помощью разбавленного раствора гидрооксида натрия или калия и рН раствора тщательно доводится до значений, лежащих в пределах 12,0-12,5. Раствор перемешивают при комнатной температуре в течение нескольких дней, причем ход реакции контролируется с помощью тонкослойной хроматографии до тех пор, пока не завершится превращение в 3-N-формилпроиэводное формулы Е. Затем раствор нейтрализуют добавлением кислоты или, что более удобно, добавлением ионообмен35 ной смолы в форме Н+. Преимуществом этого является предотвращение накопления неорганического материала в растворе, а также абсорбция смолой любых побочных продуктов, которые могут расщеплять как 1 так и 3-формильные группы. Продукт1наконец,.выделяют обычными методами, например упариванием до небольшого обьема и осаждением органическим растворителем, например, изопропанолом. При необхо45 димости далее можно продукт подверг нуть хроматографической очистке, но в общем он достаточно чист для использования .непосредственно в реакциях получения соединений формулы I,:

Способ получения соединений формулы 1 можно провести с использова- . нием 3", 6 -ди-И-ацетилканамицина A для получения соединения формулы ЕЕ, в которой R - ацетил и R — оксиТ

55 группа. Аналогично для получения соединения формулы Е, s которой

R - группа NHR"è R - ацетил, может быть использован 2, 3, 6 «триII

-_#_-ацетилканамицин В. бО Тонкослойную хроматографию прово» дят на пластинах иэ двуокиси кремний, используя .указанную систему растворителей; Пятна наблюдают после высушивания пластин с помощью распыле»

65,ния на них 5%-ного раствора трет873889

-бутил-гипохлорита в циклогексане, и высушивания пластин при 100 С

10 мин в термостате с вентиляцией, охлаждения и опрыскивания раствором крахмала и иодистого калия.

Тонкослойный электрофорез проводят на 20 см пластинах из двуокиси кремния с разностью потенциалов

900 В 45 мин. Электролит представ» ляет собой смесь муравьиной и уксусной кислот с рН 2, определение производят, как описано выше. l()

Пример 1. Получение 3",6 - .

-ди-N-ацетил-3-N-формилканамицина A.

А). К суспензии 3",б -ди-N --ацетил-. канамицина A (3,9 r) в воде (21 мл) и тетрагидрофурана (21 мл), содержа- 35 щего триэтиламин (6,91 г), на протяжении 45 мин порциями добавляют

4- нитрофенилформиат (6,88 г). Реакционную смесь перемешивают в течение ночи, а затем упаривают до небольшого объема, вытесняя последние сле-. ды воды азеотропной перегонкой с изопропинолом (конечный объем 35 мл).

Из раствора осаждают 3",6 -ди-N-ацетил-1 3-ди-N-формилканамицин A

25 (2,41), который затем фильтруют и сушат. под вакуумом при 50ОС.

При тонкослойном электрофореэе (рН-2) соединение даст величину

0,09, соответствующую канамицину А, Тонкослойной хроматографией при ис- М пользовании .в качестве элюента метанола, этилацетата, аммиака, воды (40:40:1:30) получают значение R

0,42.

В).. Продукт, полученный по пункту З5

A (2,4 r) растворяют в воде (72 мл) и рН раствора доводят до 12,0-12,5 с помощью 2 н. раствора гидроокиси натрия (2,0 мл). Раствор перемешивают при комнатной температуре 7 дн., под- 4() держивая рН между 12,0 и 12,5, а затем нейтрализуют добавлением иоиообменной смолы Амберлит 1R120 (Я+фор ма) (10 мл). Смолу отфильтровывают фильтрат концентрируют до 886GBs 45 шого объема, причем следы воды уда ляют вытеснением диметилформамидом (5 мл), кипячением с обратным холодильником. Затем к раствору диметнлформамида медленно добавляют иэопропанол (30 мл) и осадок 3,6 -ди-N

-ацетил-3-N-формилканамицина A (1,75 г),отфильтровывают и сушат под вакуумом при 40ОС.

Полученное соединение достаточно чисто, чтобы его можно было исаоль . 55 зовать на следующей стадии процесса.

Образец этого соединения подвергают дальнейшей хроматографической очистке на СИ Сефадексе С 25 (Ин Форме), где в качестве элюента используют : у

0,1 N раствор гидроокиси аммония.

С" ЯИР спектр этого соединения пол" ностью отвечает требуемой структуре " и подтверждает моноформилирование амииогруппы методом тонкослойного я электрофореза (рН-2) получено значение 0,43, соответствующее канамицину A. Тонкосло .ной хроматографией, где в качестве элюента используют смесь метанола, этилацетата, аммиака,воды (40:40:1:30),получают значение Rg 0,23.

Пример 2. Получение 2,3",6 -три-N-ацетил-3-N-формилканамицина В.

А). К раствору сульфата канамицина В (80,5 r) и карбоната натрия (76 r) в воде (400 мл) 10 мин добавляют хлорформиат бензила (128 г) и раствор 1 ч перемешивают при комнатной температуре. Осадок собирают фильтрованием, промывают водой, разбавленной соляной кислотой и водой и сушат, получая пента-N-бензилоксикарбонилканамицин В. Выход

125,7 r.

В) . Пента-N-бензилоксикарбонилканамицин В (230,8 г) небольшими порциями 15 мин добавляют к перемешиваемому раствору уксусного ангидри-, да (189 мл) в пиридине (346 ют) и дихлорметане (346.мл), суснензию перемешивают при комнатной температуое 48 ч. Раствор выливают в смесь дихлорметана (1,5 л) и воды (2,3 л).

Органическую фазу. отделяют и промывают разбавленной соляной кислотой (рН 4) и водой. Растворитель упаривают до объема 0,75 л и раствор выливают в диэтиловый эфир (4 л).

Осадок тетра-0-ацетилпента-N-бензилоксикарбонилканамицина В собирают . фильтрованием и сушат под вакуумом.

Выход 244,8 г, 92,6%.

С). Раствор тетра-0-ацетил-пента-N-бензилоксикарбонилканамицина В (33,4 r) в тетрагидрофуране (132 мл), воде (66 мл) и уксусной кислоте (3,3 мл) гидрируют на катализаторе

5Ъ-ного палладия на активированном угле (3,3 г) при 50".С и давлении

13,5 кг/см0 7 Ч,. Катализатор удаляют фильтрованием и фильтрат концентрируют до объема 25 мл. Остаток обрабатывают гидроокисью аммония (7Н, 81,5 мл) и в течение ночи перемешивают при комнатной температуре. Раствор упаривают досуха, и остаток подвергают хроматографии на колонке с ионообменной смолой Амберлит CG-50 в форме ионов аммония (2 л), элюируя водой, а затем 0,01 водным аммиаком.

Фракции, содержащие требуемый продукт, объединяют и упаривают, в резуЛьтате чего получают 2,3",6 -три-N-ацетиЛканамицин В (9,37 г, 61,63),т.пл.l91198ОС (разл),4м,„„ / КВ1 1650, -

1550 см-", Rg 0,11 (6 :3:1с2 - метанол:диэтиловый эфиргвода:0,880 вод- . ный аммиак), R< 0,11 (40:40:30sl ме» танол:этилацетат:вода:0,880 водный аммиак).

Д). К охлажденному раствору

2 3",6 -три-Н-ацетилканамицина В (93 г) в смеси воды (465 мл), тетра

873889

КО

Формула изобретения

Составитель Т. Коннова

Редактор М. Недолуженко Техред Л.Пекарь Корректор Г. Огар

-4МФТираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9092/89

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гидрофурана (558 мл) и триэтиламина (154 г) небольшими порциями 40 мин добавляют 6-нитрофенилформиат (153,1 r}. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение ночи, а затем концентрируют дб небольшого объема под пониженным давлением. Водный концентрат разбавляют изопропанолом до выпадения продукта в осадок, оставшуюся воду удаляют азеотропной перегонкой с изопропанолом. Окончательно продукт собирают фильтрованием, промывают изопропанолом и сушат под вакуумом, получая 2,3,б -три-N-ацетил-1. 3-ди-N-@opxmrrca a gz В (89, 2 r), т.пл. 310-318 С (разл) Мм кс. / КВг $5

:1665, 1545.см, R 0,49 (6:3:1:2 метанолгдиэтиловый эфир:вода:0,880 водный аммиак), Rg0,54 (40:40:30:1 метанол:этилацетат:вода:0,880 водный аммиак). 20

E) . рН раствора 2,3и,б -три-И«ацетил-.l Зщ4-N-формилканамицина

В (86,9 г),ь:.воде (2,61 л) доводят до 12-12 5 -сйомощью 10 н. раствора гидроокиси натрия. Реакционную смЕсь выдержизатоФМтри комнатной температуре 4 дн, .повторно доводя рН раствора до 12 водным раствором гидроокиси натрия, при необходимости затем раствор нейтрализуют добавлением смолы Амберлит 1R 120 (Н+ форма).

Смесь фильтруют и фильтрат подвергают хроматографии на ионообмениой смоле Аберлит 200 (NHФ форма 5.5 л). элюируя водой, а затем - 0,1 н. водным раствором гидроокиси аммония.

После,выпаривания соответствующих фракций получают 2,3",б -три-N«ацетил-3-N-формилканамицин В (55,4 г).

Т.пл. 266- 268 С (раззок) 4мак . КВ

1665, 1555 см", Нр 0,49 (40:40:30з1 40 метанол:этилацетат:вода:0,880 водный аммиак) . Структура подтверждена С-13

ЯМР спектроскопией.

1. Способ получения 6 -И-эамещенного 3-N-формилканамицина общей формулы Х

0К 0 где R представляет собой алканоильную группу, содержащую 2-4 атома углерода, или бензоильную группу

R представляет собой оксигруппу или группу формулы — NHR, где R

1 1 имеет приведенные выше значения, отличающийся тем, что соединение общей формулы 11

НО бн внвФ

0 X где R u Rl имеют значения, указанные ранее, формилируют 4-нитрофенилформиатом в водном органическом растворителе в присутствии основания, и полученное соединение селективно гидролизуют разбавленным раствором гидрата окиси натрия или калия при рН, имею- . щем значения от 12,0 до 12,5.

2. Способ по п. l,.о т л и ч а юшийся тем, что в качестве исходного соединения используют 3",б -ди-N-ацетилканамицин A.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем,; что в качестве исходного соединения используют 2,3, б -три-N-ацетилканамицин В.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Бюлер К., Пирсон Д. Органические синтезы. М., Мир, 1973, ч.l, с. 518.