DE3036172A1

DE3036172A1 - 2-desoxy-3-0-demethylfortimicine und diese verbindungen enthaltende arzneimittel

Info

Publication number: DE3036172A1
Application number: DE19803036172
Authority: DE
Inventors: Paulette Zion Ill. Johnson; Jerry Roy Martin; John Soloman Waukegan Ill. Tadanier
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1981-04-16
Also published as: GB2059956A; JPS5646899A; AU6207080A; BE885400A; US4251516A; GR70194B; FR2465731A1; ES8200118A1; ES495311A0; PH14817A

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte

München. 25. September 1980 Postanschrift / Postal Address Postfach 86O1O9, 8OOO München 86

Pienzenauerstraße 28 Telefon 98 3222

Telegramme: Chemindus München Telex; CO) 6 23ΘΘ2

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ABBOTT LABORATORIES

North Chicago, Illinois 60064 V.St.A.

2-Desoxy-3-0-demethylfortimieine und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel

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Beschreibung

Aminoglycosid-Antibiotika sind eine wertvolle Klasse von Antibiotika. Dazu gehören die Streptomycine, Kanamycine, Neomycine, Gentamicine, Tobramycine, Amikacin und die erst in jüngerer Zeit entdeckten Fortimicine. Die antibakteriellen und pharmakologischen Eigenschaften von vielen natürlich gebildeten Aminoglycosid-Antibiotika können durch strukturelle Modifikationen in vorteilhafter Weise geändert werden. Beispielsweise ergeben sich durch bestimmte chemische Modifikationen bei Gentamicinen und Kanamycinen Verbindungen, die im Vergleich zum Ausgangsantibiotikum weniger toxisch sind oder eine höhere Aktivität zeigen, und zwar entweder aufgrund eines geänderten antibiotischen Wirkungsspektrums, durch eine erhöhte Aktivität gegenüber resistenten Stämmen oder durch eine Erhöhung der Grundaktivität des natürlich gebildeten Antibiotikums .

Auch bei Fortimicinen haben sich chemische Modifikationen als wertvoll erwiesen. Die aktivsten Modifikationsprodukte von Fortimicin A sind 2-Desoxyfortimicine (vgl. DE-OS 28 55 144 und US 4 169 198) und 3-O-Demethylfortimicine (vgl. US 4 124 756) .

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Obgleich hochaktive Fortimicinderivate zur Verfügung stehen, besteht aufgrund der bei der Therapie mit Arainoglycosiden rasch auftretenden Resistenzprobleme ein Bedarf nach neuen Wirkstoffen mit verbesserter Wirkung oder mit einem vergleichbaren antibakteriellen Wirkungsspektrum, die für den Fall in Reserve gehalten werden.können, dass sich aufgrund laufender Therapiemassnahmen resistente Mikroorganismen entwickeln.

Erfindungsgemäss wird eine neue Klasse von Fortimicinen zur Verfügung gestellt, die den vorstehenden Anforderungen genügt.

Gegenstand der Erfindung sind 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A und B sowie die 4-N-Acyl- und Alkylderivate davon der allgemeinen Formel I

/IH O im ^ ^₁₁₁ Qjj

ΊΤ/"\ χτ τ-»

NHo

in der R Wasserstoff, Acyl, Aminoacyl, Diaminoacyl, N-Mononieder-alkylaminoalkyl, N,N-Di-nieder-alkylaminoalkyl, hydr oxysubstituiertes Aminoacyl, nieder-Alkyl, Amino-nieder-alkyl, N-Mono-nieder-alkylamino-nieder-alkyl, Ν,Ν-Di-nieder-alkylamino-nieder-alkyl oder hydroxysubstituiertes Amino-niederalkyl bedeutet, sowie pharmakologisch verträgliche "Salze dieser Verbindungen.

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Die Verbindungen der Erfindung sind wertvolle Breitband-Antibiotika, überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Verbindungen der Erfindung gegenüber bestimmten Mikroorganis-. menstämmen, die gegenüber einer Therapie durch Fortimicin empfindlich sind, wirksamer sind als Fortimicin A, 2-Desoxyfortimicin A oder 3-O-Demethylfortimicin A, die bisher als die am stärksten wirkenden Fortimicine galten.

Der Ausdruck "nieder-Alkyl" betrifft geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, 1-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl und 2-Methylpentyl. Der Ausdruck "Acyl" im Rahmen von R bedeutet Acylreste von niederen Alkylcarbonsäuren der allgemeinen Formel ₀

Il

- C - R

wobei R einen niederen Alkylrest bedeutet. Beispiele für entsprechende Acylreste sind Acetyl, Propionyl, Butyryl und Valeryl.

Die Ausdrücke Aminoacyl, hydroxysubstituiertes Aminoacyl und dergleichen umfassen die Reste von natürlich vorkommenden Amino_%-säuren, wie Glycyl, Valyl, Alanyl, Sarcosyl, Leucyl, Isoleucyl, Prolyl, Seryl, Histidyl und ähnliche Aminosäurereste, sowie Gruppen, wie 2-Hydroxy-4-aminobutyryl. Diese Aminosäurereste können mit Ausnahme von Glycin, das kein asymmetrisches Zentrum aufweist, in der D- oder L-Konfiguration oder in Form von Gemischen vorliegen. Sofern nichts anderes angegeben ist, liegt die L-Konfiguration vor.

Der Ausdruck "pharmakologisch verträgliche Salze" bezieht sich auf nicht-toxische Salze der Verbindungen der allgemeinen Formel I mit Säuren, die entweder in situ während der abschliessenden

Isolation oder durch Umsetzung der freien Base mit einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure nach üblichen Verfahren hergestellt werden können. Beispiele für entsprechende Salze sind die mono-, di-, tri-, tetra- oder andere per-Salze, wie Hydrochloride, Hydrobromide, Sulfate, Hydrogensulfate, Acetate, Oxalate, Valerate, Oleate, Palmitate, Stearate, Laurate, Borate, Benzoate, Lactate, Phosphate, Tosylate, Citrate, Maleate, Fumarate, Succinate, Tartrate und Napsylate.

Die Verbindungen der Erfindung erweisen sich als antibakterielle Wirkstoffe gegen empfindliche Stämme von gram-negativen und gram-positiven Mikroorganismen, wie Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli, Klebsiell pneumoniae, Providencia stuartii, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Serratia marcescens, Shigella sonnei, Proteus vulgaris und Proteus mirabilis. Vorzugsweise werden die Verbindungen der Erfindung parenteral, im allgemeinen in unterteilten Dosen von 1 bis 100 mg/kg Körpergewicht pro Tag und vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 20 mg/kg pro Tag, bezogen auf fettfreies Körpergewicht, verabfolgt. Die Verbindungen können aber auch oral zur Sterilisation des Intestinaltrakts und in Form von Suppositorien verabfolgt werden.

Der Ausdruck "empfindliche Stämme" betrifft Stämme von Bazillen von Mikroorganismen, die sich bei einem in vitro durchgeführten Standard-Empfindlichkeitstest als empfindlich erwiesen haben, wobei somit in vitro-Aktivität für ein bestimmtes Antibiotikum gegen einen oder mehreren speziellen Stamm von einem oder "mehreren Mikroorganismen festgestellt worden ist.

Die Verbindungen der Erfindung lassen sich nach dem nachstehend erläuterten allgemeinen Verfahren herstellen.

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2-Desoxyfortiraicin A, 2-Desoxyfortimicin B oder beliebige andere geeignete 2-Desoxyfortimicin B-Derivate werden der O-Demethylierung unterworfen, indem man den 2-Desoxyfortaminrest mit einem Bortrihalogenid in einem entsprechenden Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, umsetzt. Die Reaktionsteilnehmer werden in Lösungsmitteln vermischt. Die Reaktion wird über die gewünschte Zeitdauer hinweg bei einer geeigneten Temperatur durchgeführt. Das erhaltene 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin wird durch herkömmliche Säulenchromatographie isoliert. Eine andere Möglichkeit zur Isolierung des 2-Desoxy-3-O-demethylfortiraicins besteht darin, das rohe Reaktionsgemisch nach Passage über eine ausreichende Menge eines Anionenaustauscherharzes, um die Brcmidionen zu entfernen, mit einem geeigneten N-Schutzgruppenrt,-agens, wie N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succiniiaid zu behandeln. Das erhaltene, N-geschützte .Derivat wird durch Säulenchromatographie isoliert. Die in situ-Bildung des N-geschützten Γ-rivats ist besonders vorteilhaft, wenn Derivate isoliert werden, die labile 4-M-Acylreste enthalten, da ungeschützte 4-N-Acyl~2-desoxy-3-0-demethylfortimicine als freie Basen instabil sind, während sie als per-M-geschützte Derivate oder als Salze mit Säuren stabil sind.

Das auf die vorstehende Weise hergestellte 2-Desoxy-3-0-dimethylfortimicin B in Form der freien Base wird mit N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid gemäss US 4 091 032 umgesetzt. Man erhält 1 ,2' , 6 ' -Tri-N-benzyloxycarbonyl^-desoxy-S-O-demethylfortimicin B. Das Produkt wird durch herkömmliche chromatographische Verfahren isoliert und gemäss US 4 091 032 mit geeigneten N-geschützten Aminosäuren in der 4-N-Stellung acyliert. In diesem speziellen Fall betrifft der Ausdruck "Acyl" Reste von speziellen Säuren innerhalb der Definition der verschiedenen Acylreste für die allgemeine Formel I, wobei aber die Hydroxylreste, die dort enthalten sind, abgespalten sind. Selbstverständlich gilt aber in den Patentansprüchen die

BAD ORIGINAL

frühere für Acylreste gegebene Definition. Die auf die vorstehende Weise hergestellten Benzyloxycarbonyl-4-N-acyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimicine können mit Diboran zu den entsprechenden 4-N-Alkylderivaten reduziert werden. Nach säulenchromatographischer Isolierung werden die Benzyloxycarbonylgruppen der 4-N-Acyl- und 4-N-Alkylderivate zweckmässigerweise durch katalytische Hydrierung entfernt. Die Produkte können als Salze, beispielsweise als Hydrochloride*, gemäss US 4 091 isoliert werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonylfortimicin B

Eine Lösung von 2,0 g Fortimicin B in 30 ml Wasser und 60 ml Methanol wird unter Rühren und unter Kühlung mit einem Eisbad mit 4,44 g N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid versetzt. Der Rührvorgang wird 3 Stunden bei 0°C und sodann 22 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Die Hauptmenge des Methanols wird unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wird mi⁴" einem Gemisch aus Chloroform und Wasser ausgeschüttelt. Die Chloroformlösung wird mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Der nach dem Abdampfen des Chloroforms erhaltene Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert. Zur Elution wird ein Lösungsmittelsystem aus Chloroform, Methanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,4 : 1,4 : 0,1) verwendet. Man erhält 1,05 g Produkt.

£ρϋψ ^{+ 16>5}° ^{(c = 1|0; CH}3^0H)'
IR-Spektrum (CDCl₃) 1712 und 1507 cm"¹ NMR-Spektr.um (CDCl₃) <5 1,03 (Cg₁-CH₃ , Jg, = 6,0 Hz),

2,32 (C₄-NCH₃), 3,41 (OCH₃)

13001-6/076«

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Beispiel 2

1 ,2 ' , 6 ' -Tri-N-benzyloxycarbonyl-4 ,5-salicylaldehyd-oxazolidinfortimicin B

Eine Lösung von 22 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonylfortimicin B in 396 ml Methanol wird mit 3,96 ml Salicylaldehyd behandelt und 1 Stunde unter Rückfluss erwärmt. Nach dem Eindampfen des Reaktionsgemisches unter vermindertem Druck erhält man 26 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-4,5-salicylaldehyd-oxazolidinfortimicin B als bräunlich-gelben Feststoff. NMR-Spektrum (CDCl₃)C) 0,94 (C₅₁-CH , J_{51 ?},= 7,0 Hz), 2,34

(C₄-NCH₃), 3,49 (C₃-OCH₃), 7,31 (Cbz).

Beispiel 3

1,2*,6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-4,5-(2-0-methansulfonylsalicylaldehyd)-oxazolidin-2-O-methansulfonylfortimicin B

Eine Lösung von 26 g der Verbindung von Beispiel 2 in 154 ml wasserfreiem Pyridin wird unter Rühren mit 12,26 ml frisch destilliertem Methansulfonylchlorid behandelt. Nach 20-stündigem Rühren wird das Reaktionsgemisch in 2000 ml 5-prozentige Natriumhydrogencarbonatlösung gegossen und sodann 2 mal mit je 1000 ml Chloroform extrahiert. Das Chloroform wird unter vermindertem Druck abgedampft und das Pyridin durch wiederholte Redestillation mit Benzol entfernt. Man erhält 31,2 g des gewünschten Produkts.

NMR-Spektrum (CDCl₃)O 1,0 (C₅₁-CH , Jg, ^, = 7,0 Hz), 2,19

(C₄-NCH₃), 2,94 (C₂-OSO₂CH₃), 3,15 (Ar-OSO₂CH₃), 3,60 (C₃-OCH₃), 7,33 (Cbz).

Beispiel 4

1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-O-methansulfonylfortimicin B

Eine Lösung von 31,2 g der Verbindung von Beispiel 3 in 1000 ml Tetrahydrofuran wird unter Rühren mit 262 ml 0,4 η Salzsäure behandelt. Nach 4-stündigem Rühren wird das Reaktionsgemisch

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in 5700 ml 6 η Ammoniaklösung gegossen und 2 mal mit je 1*100 ml Chloroform extrahiert. Der vereinigte Chloroformextrakt wird mit 5700 ml 7-prozentiger Natriumhydrogensulfitlösung und sodann 2 mal mit je 118O ml Wasser gewaschen. Nach Entfernen des Chloroforms unter vermindertem Druck erhält man 27,35 g rohes 1,2·,6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-O-methansulfonylfortimicin B. Das Rohmaterial wird an einer mit Sephadex LH-20-GeI gepackten Säule der Abmessungen 6,0 χ 80 cm chromatographiert und mit 95-prozentigem Äthanol eluiert. Die das gewünschte Material enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält das reine Produkt in Form eines Glases. A*_7Jp + 18,5° (c = 1,0; CH₃OH);

IR-Spektrum (CDCl₃) 3436, 3350, 1703, 1502, 1354 und 1173 cm"¹; NMR-Spektrum (CDCl₃) /i,07.(Cg,-CH , Jg, = 7,0 Hz), 2,34

(C₄-NCH₃), 2,87 (OSO₂CH₃), 3,48 (OCH₃).

Beispiel 5

2-0-Methansulfonylfortimicin B-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 4,42 g der Verbindung von Beispiel 4 in 310 ml 0,2 η methanolischer Salzsäure wird 4 Stunden mit 4,5 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff bei einem Wasserstoffdruck von 3 at behandelt. Der Katalysator wird abfiltriert und mit Äthanol gewaschen. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft, 'überschüssige Salzsäure wird durch wiederholte Kodestillation mit Methanol entfernt. Man erhält 2,79 g Produkt in Form eines weissen Glases.

ZlL⁷D^{5 + 91}'⁷° ^(c " ¹»⁰¹' ^CH3^0H);

IR-Spektrum (KBr) 3400, 2920, 1590, 1330 und 1165· cm"¹.

Beispiel 6 "· 1,2-Epiminofortimicin B

Eine Lösung von 2,8 g 2-0-Methansulfonylfortimicin B-tetrahydrochlorid in 20 ml Wasser wird über eine mit einem Anionen-

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austauscherharz vom quaternären Ammonium-Styrol-Typ (z.B. AG 2X, 50 bis 100 mesh, OH"-Form, der Bio Rad Laboratories) gepackte Säule (2,2 χ 20 cm) gegeben,wobei die Menge des Anionenaustauscherharzes ausreicht, um die Chloridionen zu entfernen. Die basischen Eluate werden vereinigt und 72 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach dem Abdampfen des Wassers unter vermindertem Druck erhält man 3,0 g Produkt. NMR-Spektrum (D₂O)(J 1,55 (Cg₁-CH₃, Jg, ₇, = 7,0 Hz), 2,83

(C₄-NCH₃), 4,02 (C₃-OCH₃), 5,42 (C₁,,

H,J = 3,0 Hz).

Beispiel 7

2-Desoxyfortimicin B und 1-Desamino-2-desoxy-2-epi-aminofortimicin B

Eine Lösung von 3,22 g 1,2(R)-Epiminofortimicin B in 250 ml "feuchtem Äthanol wird 24 Stunden mit 12 g Raney-Nickel bei einem Wasserstoffdruck von 3 at behandelt. Der Katalysator wird abfiltriert und mit Äthanol gewaschen. Das Filtrat'wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält 2,90 g eines Gemisches aus 2-Desoxyfortimicin B und 1-Desamino-2-desoxy-2-epi-aminofortimicin B in Form eines weissen Schaums. Das Gemisch wird an einer mit einem Kationenaustauscherharz in der NH^-Form (Bio-Rad 70, 100 bis 200 mesh, Carbonsäure-Styrol-Typ, der Bio-Rad Laboratories) gepackten Säule der Abmessungen 2,9 x 50 cm chromatographiertund mit einem Wasser/ 1 η Ammoniak-Gradienten eluiert. Die zunächst erhaltenen Eluate werden unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält 1,347 g reines 2-Desoxyfortimicin B. NMR-Spektrum: (D₂O)£1,5 (Cg₁-CH₃, Jg, ₇, = 7,0 Hz), 2,82

(C₄-NCH₃) 3,86 (C₃-OCH₃), 5,48 (H₁,,

J₁,_>2. = 3,5 Hz).

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Beispiel 8

1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxyfortimicin B

Eine mit einem Eisbad gekühlte Lösung von 0,843 g 2-Desoxyfortimicin B in 12,6 ml Wasser und 25,3 ml Methanol wird unter Rühren mit 2,09 g N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid behandelt. Nach 3-stündigem Rühren in der Kälte und anschliessendem 20-stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird die Hauptmenge des Methanols unter vermindertem Druck abgedampft. Nach Zusatz von ml Wasser wird das Produkt mit Τ8θ ml Chloroform extrahiert. Der wässrige Anteil wird weitere 2 mal mit je 60 ml Chloroform extrahiert. Der vereinigte Chloroformextrakt wird mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abdampfen unter vermindertem Druck erhält man einen Schaum, der an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 2,3 x 70 cm chromatographiert und mit einem aus Chloroform, Methanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,4 : 1,4 : 0,1) bestehenden Lösungsmittelsystem eluiert wird. Die das gewünschte Material enthaltenden Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,936 g Produkt in Form eines farblosen Schaums.
NMR-Spektrum (DpO)O 1,12 (Cg₁, Jg, „, = 6,0 Hz), 2,26 (C₄-NCH₃);

3,29 (C₃-OCH₃)^ 4,78 (C₁,, H, J = 4,0 Hz),

7,31 (Cbz).

Beispiel 9 Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxyfortimicin A

Eine Lösung von 0,807 g des vorstehenden Materials in 14 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran wird unter Rühren 18 Stunden mit 0,439 g N-Hydroxysuccinimidester von N-Benzyloxycarbonylglycin behandelt. Nach dem Abdampfen des Tetrahydrofurans unter vermindertem Druck erhält man 1,231 g eines farblosen Schaums. Dieser Schaum wird an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 2,0 χ 44 cm chromatographiert und mit einem aus Benzol, Methanol, 95-prozentigem Äthanol und konzen-

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triertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,5 : 1,5 : 1,9 : 0,2) bestehenden Lösungsmittelsystem eluiert. Die Fraktionen mit einem Gehalt an Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxyfortimicin A werden unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft und an einer mit Sephadex LH-20 gepackten Säule rechromatographiert und mit 95-prozentigem Äthanol eluiert. Die das Hauptprodukt enthaltenden Eluate werden zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,623 g des gewünschten Produkts. NMR-Spektrum (CDCl₃)/ 1,17 (C₆₁-CH₃), 2,86 (C₄-NCH ), 3,26 (C₃-

OCH₃), 4,83 (C₁,, H, J = 4,0 Hz), 7,30

(Cbz).

Beispiel 10

2-Desoxyfortimicin A-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 0,463 g Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxyfortimicin A in 60 ml 0,2 η methanolischer Salzsäure wird 4 Stunden mit 0,463 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff bei einem Wasserstoffdruck von 3 at behandelt. Der Katalysator wird abfiltriert und mit mehreren kleinen Portionen Methanol gewaschen. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält einen weissen Feststoff, überschüssige Salzsäure wird durch wiederholte Redestillation mit Methanol entfernt. Man erhält 0,305 g 2-Desoxyfortimicin A-tetrahydrochlorid.

NMR-Spektrum (D₂O)cf1,79 (Cg₁-CH₃, J = 7,0 Hz), 3,58 (C₄-NCH₃),

3,90 (C₃-OCH₃), 5,82 (C₁,,H, J = 4,0 Hz).

Beispiel 11

1,2*,6 ^r,2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-Q-demethylfortimicin A

Eine wässrige Lösung mit einem Gehalt an 0,293 g 2-Desoxyfortimicin A-tetrahydrochlorid wird über eine mit einem Anionenaustauscherhärz (AG 2x8, 50 bis 100 mesh, OH~-Form,

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der Bio-Rad Laboratories) gepackte Säule gegeben, wobei die Menge des Anionenaustauscherharzes zur Entfernung der Chloridionen ausreicht. Die basischen Eluate werden gewonnen und lyophilisiert. Man erhält 0,205 g 2-Desoxyfortimicin A in Form der freien Base. Dieses frisch hergestellte 2-Desoxyfortimicin A in Form der freien Base wird sofort zu 10,3 ml Methylenchlorid, das über einem Molekularsieb (Linde-Type 4A der Union Carbide Corporation) getrocknet worden ist, gegeben. Die Lösung von 2-Desoxyfortimicin A in Methylenchlorid wird mit weiteren Molekularsieb-Pellets behandelt und 18 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Sodann werden die Pellets entfernt. Die Lösung wird mit 0,53 ml Bortribromid behandelt. Sodann wird 1/2 Stunde in der Kälte und weitere 22 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhaltene Rückstand wird wiederholt mit Methanol kodestilliert. Eine wässrige Lösung des Rückstands wird über eine mit dem Ionenaustauscherharz AG 2x8, 50 bis 100 mesh,OH~-Form, gepackte Säule gegeben. Die basischen Eluate werden gewonnen und zur Trockne eingedampft. Eine Lösung des erhaltenen Feststoffs in 4,3 ml Wasser und 8,6 ml Methanol wird unter Rühren und unter Kühlen mit einem Eisbad mit 0,526 g N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid behandelt. Der Rührvorgang wird 3 Stunden in der Kälte und anschliessend 20 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Mach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man ein Öl, das mit einem Gemisch aus Chloroform und Wasser ausgeschüttelt wird. Die Chloroformphase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Man erhält 0,420 g Feststoff, der an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 1,9 x 65 cm chromatographiert und mit einem aus Essigsäureäthylester und Hexan (Volumenverhältnis 98 : 2) bestehenden Lösungsmittelsystem eluiert wird. Die den Hauptbestandteil enthaltenden Fraktionen werden zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,121 g 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin A.

IR-Spektrum (CDCl₃) 3605, 3425, 088, 3065, 3032, 2945, 1705,

1636, 1500, 1452, 1402, 1306, 1216, 1165, 1100, 1040 und 1013 em"¹;

PMR-Spektrum (CDCl₃)Cf 1,16 (nicht aufgelöstes d, Cg₁-CH₃)

2,91 (s, C₄-NCH₃).

Beispiel 12

2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 0,5 g 2-Desoxyfortimicin B in 25 ml Methylenchlorid (getrocknet über Linde Type A-Molekularsieb der Union Carbide Corporation) wird unter Rühren und unter Kühlen mit einem Eisbad mit 1,3 ml Bortribromid behandelt. Das Reaktionsgemisch wird 1/2 Stunde in der Kälte und anschliessend 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wird der wiederholten Kodestillation mit Methanol unterzogen. Der erhaltene Feststoff wird an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 1,2 χ 72 cm chromatographiert und mit einem aus Methylenchlorid, Methanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 1:2:1) bestehenden Lösungsmittelsystem eluiert. Die die Hauptbestandteile enthaltenden Fraktionen werden unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Man erhält 1,02 g eines Gemisches aus 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B, 2-Desoxy-3-O-demethylfortamin und Ausgangsmaterial.

1,85 g des vorstehenden Gemisches (aus 2 Ansätzen) werden an einer mit einem Kationenaustauscherharz (Bio Rex 70, 100 bis 200 mesh, NH|, -Form, der Bio Rad Laboratories) gepackten Säule der Abmessungen 1,8 χ 28 cm chromatographiert. Nach Elution mit einem Wasser/1n Ammoniak-Gradienten erhält man Fraktionen, die nur 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B enthalten. Die Fraktionen werden unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit 20 ml 0,2 η me*thanolischer Salzsäure

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behandelt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck und nach wiederholter Kodestillation mit Methanol erhält man 0,223 g 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B als Tetrahydrochlorid.
IR-Spektrum (KBr) 3400, 2930, 2000, 1595, 1490, 1387, 1245,

1205, 1162, 1100, 1032, 980, 932, 899, 865

und 750;
PMR-Spektrum (D₂O)/ 1,84 (d, Cg,-CH-, Jg, _Jt = 7,0 Hz), 3,32

(s, C₄-NCH₃), 5,91 CdJ H₁,, J₁, ₂, = 4,0 Hz).

Beispiel 13

1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B

Eine Lösung von 0,163 g 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B in 25 ml Wasser und 5,0 ml Methanol wird unter Rühren und unter Kühlen mit einem Eisbad mit 0,389 g N-(Benzyloxycarbonyloxy)-succinimid behandelt. Der Rührvorgang wird 3 Stunden in der Kälte und anschliessend 18 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Sodann wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Der erhaltene Sirup wird in Chloroform gelöst. Nach Waschen mit Wasser wird die Chloroformphase über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,309 g

Rückstand. Dieser Rückstand wird an einer mit Kieselgel· gepackten Säul·e der Abmessungen 1,4 χ 70 cm chromatographiert und unter Verwendung eines aus Methyienchlorid, Methanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,4 : 1,9 : 0,1) bestehenden Lösungsmittelsystem eluiert. Die nur .den Hauptbestandteil enthaltenden Fraktionen werden zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,184 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethyifortimicin B.
IR-Spektrum (CDCI₃) 3433, 3330, 3087, 3063, 3032, 2947, 1705,

I65O, 1600, 1583, 1504, 1452, 1400, 1307,

1219, 1033 und 1020 cm"¹J

PMR-Spektrum (CDCl₃)/1,14 (d, Cg₁-CH , Jg, ^₁ = 6,5 Hz),

2,34 (s, C₄-NCH₃).

3712

Beispiel 14

1,2',6' , 2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin A

Eine Lösung von 0,114 g 1,2',6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimiein B in 3,6 ml Tetrahydrofuran wird unter Rühren mit 0,053 g N-Hydroxysuccinimidester von Benzyloxycarbonylglycin versetzt. Der RührVorgang wird 22 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Sodann wird das Tetrahydrofuran unter vermindertem Druck abgedampft. Der erhaltene farblose Rückstand wird chromatographiseh an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 1,6 χ 70 cm unter Verwendung eines Gemisches aus Essigsäureäthylester und Äthanol (Volumenverhältnis 98 : 2) als Elutionsmittel gereinigt. Man erhält 0,183 g 1,2',6·,2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin A, das in jeder Hinsicht mit dem Produkt von Beispiel 11 identisch ist.

Beispiel 15

1 ,2' ,6 ' ^"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-^-N-sarcosyl^-desoxy-3-0-demethylfortimicin B

Eine Lösung von 0,150 g 1,2^!,6'-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimiein B, 0,057 g N-Benzyloxysarcosin, 0,065 g 1-Hydroxybenzotriazol und 1,5 ml Tetrahydrofuran wird unter Rühren mit 0,054 g Ν,Ν-Dicyclohexylcarbodiimid in 1,5 ml Tetrahydrofuran behandelt. Der Rührvorgang wird 20 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Der unlösliche Dicyclohexylharnstoff wird abfiltriert. Der nach dem Eindampfen des FiI-trats erhaltene Rückstand wird an einer mit Kieselgel gepackten Säule unter Verwendung eines Gemisches aus Benzol, Methanol, 95-prozentigem Äthanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,5 : 1,4 : 2,0 : 0,2) als Elutionsmittel chromatographiert. Die nur den Hauptbestandteil enthaltenden Fraktionen werden zur Trockne eingedampft. Man erhält 1,2·,6·, 2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-sarcosyl-2-desoxy-3-0-deme-

thylfortimiein B.

Beispiel 16

1,2' , 6 ^>,3"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-ß-alanyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B

Eine Lösung von 0,045 g 1,2',6^f-Tri-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimicin B in 2 ml Tetrahydrofuran wird unter Rühren mit 0,029 g N-Hydroxy-5-norbornen-2,3-dicarboximidyl-N-benzyloxycarbonyl-ß-alanin behandelt. Der RührVorgang wird 20 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Der nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rückstand wird an einer mit Kieselgel gepackten Säule unter Verwendung eines Gemisches aus Dichloräthan, 95-prozentigem Äthanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 20 : 20 : 0,4) als Elutionsmittel chromatographiert. Man erhält 1 , 2', 6 ' , 2^M,-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-ß-alanyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B.

Beispiel 17

1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-(ß-aminoäthyl)-2-desoxy-3-O-demethylfortimicin B

Eine Lösung von 0,40 g 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimicin A in 6,0 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran wird unter Rühren und unter Spülen mit Stickstoff mit 1,25 ml einer 1 m Lösung von Diboran in Tetrahydrofuran versetzt. Der Rührvorgang wird 3 Stunden unter Stickstoff fortgesetzt. Sodann werden weitere 1,0 ml der Diboranlösung zugesetzt. Nach weiterem 2 1/2-stündigem Rühren wird das überschüssige Diboran durch Zusatz von Wasser verbraucht. Der nach dem Eindampfen der Lösung unter vermindertem Druck erhaltene Rückstand wird mehrmals der Redestillation mit Methanol unterworfen. Der erhaltene Feststoff wird an einer mit Kieselgel gepackten Säule der Abmessungen 1,2 χ 60 cm unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems aus Benzol, Methanol, 95-prozentigem Äthanol und konzentriertem Ammoniak (Volumenverhältnis 23,5 : 1,5 : 1,9 : 0,2) chromatographiert. Man erhält 1,2',6',2"-

13001

Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-(ß-aminoäthyl)-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B.

Beispiel 18

2-Desoxy-3-0-demethyIfortimicin A-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 0,084 g 1,2',6'^"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin A in 8,0 nil 0,2 η methanolischer Salzsäure wird 4 Stunden bei einem Wasserstoffdruck von 3 at über 0,09 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff hydriert. Der Katalysator wird abfiltriert und mit Methanol gewaschen. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Die überschüssige Salzsäure wird durch wiederholte Redestillation mit Methanol unter vermindertem Druck entfernt. Man erhält 0,053 g 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A-tetrahydrochlorid. IR-Spektrum (KBr) 3400, 2910, 1640, 1600, 1487, 1400, 1330,

1100, 1035, 980, 903 und 753 cm"¹; PMR-Spektrum (D₂O) cf 1,80 (d, Cg,-CH , Jg, „, = 7,0 Hz); 3,62

(s, C₄-NCH₃), 5,81 (d' H₁, J₁, ₂, = 3,5 Hz)

Beispiel 19

4-N-Sarcosyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 0,063 g 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-sarcosyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B in 12 ml 0,2 η methanolischer Salzsäure wird bei einem Wasserstoffdruck von 3 at über 0,065 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff hydriert. Nach Aufarbeitung gemäss Beispiel 18 erhält man 4-N-Sarcosyl-2-desoxy-3-O-demethylfortimicin B-tetrahydrochlorid.

Beispiel 20

4-N-ß-Alanyl-2-desoxy-3-0-demethyIfortimicin B-tetrahydrochlorid

Eine Lösung von 0,048 g 1,2',6',3"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-

3712 "^κ

H_N_ß_alanyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B in 10 ml 0,2 η methanolischer Salzsäure wird 4 Stunden bei einem Wasserstoffdruck von 3 at über 0,05 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff hydriert. Der Katalysator wird abfiltriert und mit Methanol gewaschen. Das Endprodukt wird gemäss Beispiel 18 isoliert. Man erhält 4-N-ß~Alanyl-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B-tetrahydrochlorid.

Beispiel 21

4-N-(ß-Aminoäthyl)-2-desoxy-3-0-demethylfortiniicin B-pentahydrochlorid

Eine Lösung von 0,058 g 1,2',6',2"-Tetra-N-benzyloxycarbonyl-4-N-(ß-aminoäthyl)-2-desoxy-3-0-demethylfortimicin B in 6 ml 0,2 η Salzsäure wird bei einem Wasserstoffdruck von 3 at 4 Stunden über 0,06 g 5% Palladium-auf-Kohlenstoff hydriert. Das Pentahydrochlorid wird gemäss dem Verfahren von Beispiel 18 erhalten.

Beispiel 22

Antibiotische in vitro-Aktivität von 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A-tetrahydrochlorid

In Tabelle I sind die antibiotischen in vitro-Aktivitäten von Fortimicin A-tetrahydrochlorid, 2-Desoxy-fortimicin A-tetrahydrochlorid, 3-0-Demethylfortimicin A-tetrahydrochlorid und 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A-tetrahydrochlorid zusammengestellt.

Die antibiotische in vitro-Aktivität wird gemäss dem 2-fach-Agar-Verdünnungsverfahren unter Verwendung von 10 ml Mueller-· Hinton-Agar pro Petri-Schale bestimmt. Das Agar wird mit 1 Öse ■* (0,001 ml pro Öse) einer 1 : 10-Verdünnung einer 24-Stunden %■ gezüchteten Kulturbrühe des angegebenen Mikroorganismus beimpft und 24 Stunden bei 37°C inkubiert. Als Kontrollanti-

- 18 -

biotika werden bestimmte Fortimicine verwendet. In Tabelle I sind die minimalen Hemmkonzentrationen (MIC) in ^ug/ml angegeben-

130016/0758

Tabelle I

Organismus

Minimale Hemmkonzentration (^g/ Base/ml)

Fortimicin A-4HC1

2-Desoxyforti
micin. A·4 HCl

3-0-Demethylforti- 2-Ddsoxy-3-0-raic'in A -4HC1 ' demethylfortinii

ein A -AHCl

Staphyloccocus aureus Smith Streptococcus faecalis 10541 Enterobacter aerogenes 13048 Escherlchia coli Juhl Escherlchia coli BL 3.676(Res) Klebsiella pneumoniae 10031 Providencla 1577
Pseudomonas aeruginosa BMH #10 Pseudomonas aeruginosa KY 8512 Psuedomonas aeruginosa KY 8516 Psuedomonas aeruginosa 209 Psuedomonas acruginosa 27853 Salmonella typhlmurlum Ed#9 Scrratla marcescens 4003 ShJRGlla sonnei 9290 Proteus vulgaris JJ Proteus mirabilis Fin.#9

0_;78

50

25

3,1 6,2 0,78 12,5 100
100
12,5 1,56

3;1 12,5

6_;2

0,78
50

3,1
6_?2

1,56

0_;78
12,5
50
100
12,5
1,56

12,5

⁶;²

0,54
17

8,6

1,1
0,27

68
69

2,1

0,39 50

3,1

6,2

12,5

3,1 1_;56

0,78

3,1 100
100

6,2 1_?56

3,1 12,5 CO

° CO

3
3,1

ro

Claims

Patentansprüche

j'i .) 2-Desoxy-3-ö-demethylfortimicin A und B sowie 2-Desoxy-3-0-deme"thyl-4-N-fortiraicin B-Derivate der allgemeinen Formel I

ItJI

NH.

'" OH

in der R Wasserstoff, Acyl, Aminoacyl, Diaminoacyl, N-Mononieder-alkylaminoalkyl₅ N,N-Di-nieder-alkylaminoalkyl, hydroxylsubstituiertes Aminoacyl, nieder-Alkyl, Amino-nieder-alkyl, N-Mono-nider-alkylamino-nieder-alkyl, N,N-Diynieder-alkylaminonieder-alkyl- oder hydroxylsubstituiertes Amino-nieder-alkyl bedeutet, sowie pharmakologisch verträgliche Salze dieser Verbindungen.

130016/0768
2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R ein Wasserstoffatom bedeutet, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin B und dessen pharmakolgisch verträgliche Salze mit Säuren.
3. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Acyl bedeutet.
H. Verbindungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass R Aminoacyl bedeutet.
5. Verbindungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R Glycyl bedeutet, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A und dessen pharmakologisch verträgliche Salze mit Säuren.
6.. Verbindung nach Anspruch 5, nämlich-. 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A-tetrahydrochlorid.
7. Verbindung nach Anspruch 5, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethylfortimicin A-disulfat.
8. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Sarcosyl bedeutet, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-sarcosylfortimicin B und dessen pharmakologisch verträgliche Salze mit Säuren.
9. Verbindung nach Anspruch 8, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-sarcosylfortimicin B-tetrahydrochlorid.
10. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Alanyl bedeutet, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-ßalanylfortimicin B und dessen pharmakologisch verträgliche Salze mit Säuren.

130Ö1S/07S8
11. Verbindung nach Anspruch 10, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-ß-alanylfortimicin B-tetrahydrochlorid.
12. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Aminoalkyl bedeutet, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-(ß-aminoäthyl)-fortimicin B und dessen pharmakologisch verträgliche Salze mit Säuren.
13. Verbindung nach Anspruch 12, nämlich 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-(ß-aminoäthyl)-fortimicin B-pentahydrochlorid.
14. Arzneimittel, enthaltend eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 und einen pharmakologisch verträglichen Trägerstoff und/oder Verdünnungsmittel.
15- Arzneimittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff 2-Desoxy-3-0-demethjylfortimicin A oder ein pharmakologisch verträgliches Salz davon enthalten.
16. Arzneimittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-sarcosylfortimicin B oder ein pharmakologisch verträgliches Salz davon enthalten.
17. Arzneimittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-ß-alanylfortimicin B oder ein pharmakologisch verträgliches Salz davon enthalten.
18. Arzneimittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff 2-Desoxy-3-0-demethyl-4-N-(ß-aminoäthyl>fortimicin B oder ein pharmakologisch verträgliches Salz, davon enthalten.
19. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 bei der Bekämpfung bakterieller Infektionen.

13ÖCM&/-0 7S8