DE2330362A1

DE2330362A1 - 10,11-anhydroerythromycine

Info

Publication number: DE2330362A1
Application number: DE2330362A
Authority: DE
Inventors: Jerry Roy Martin; John Soloman Tadanier
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1972-06-15
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1974-01-03
Also published as: FR2189012A1; AU5559873A; JPS4949979A; ZA733182B; FR2189012B1; CA987669A; US3828022A; GB1411454A; AU467450B2

Description

Die Erfindung betrifft neue" 10,11-Anhydroerythromycine, die antibiotische Wirksamkeit besitzen. Die Erythromycine sind auch als Zwischenprodukte für die Herstellung anderer wirksamer Erythromycinverbindungen brauchbar.

Erythromycin wird in zwei Formen gebildet, die mit A und B bezeichnet werden, indem man einen Streptomyces erythreus-Stamm in einem geeigneten Nährmedium züchtet, wie es in der US-Patentschrift 2 653 899 beschrieben ist.

Erythromycin hat die folgende Strukturformel:

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2914

N(CH₃)₂

(Desosamin)

(Cladinose)

(Erythronolid)

Wenn in dieser Formel R₂, R, und R. Wasserstoff und R₁ Hydroxyl darstellen, so handelt es sich bei der abgebildeten Strukuturfonnel um die des Erythromycin Aj wenn jedoch auch R^ Wasserstoff darstellt, hat man die Strukturformel von Erythromycin B.

Wenn hier die Bezeichnung "Erythromycin" ohne Modifizierung verwendet wird, dann soll das heißen, daß sie beide Formen, nämlich Erythromycin A und Erythromycin B umfaßt.

Wie aus der Formel zu ersehen ist, weist Erythromycin drei cyclische Fragmente auf. Diese Fragmente bezeichnet man als Cladinose, Desosamin und Erythronolid. Die Stellungen am Cladinosering sind mit Zahlen, die zwei Striche aufweisen, bezeichnet; die Stellungen am Desosaminring durch Zahlen mit einem Strich und die Stellungen am Erythronolidring sind mit Zahlen ohne Strich bezeichnet.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach zwei allgemeinen Verfahren hergestellt werden. Beim ersten Verfahren wird ein 11-O-Methansulfonyl-2'-O-acetyl-4"-O-formylerythromycin-A oder -B oder dessen Enoläther, hergestellt gemäß dem Verfahren, das in der gleichzeitig unter dem internen Aktenzeichen Case 2916 eingereichten deutschen Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben ist, mit einer starken nicht-nucleophilen Base, die einem inerten Lösungsmittel vorliegt, behandelt, um

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das entsprechende 10,11-Anhydroderivat herzustellen. Die in dieser Stufe verwendete Base kann unter den verschiedensten basischen Substanzen ausgewählt werden. Bevorzugte Basen sind jedoch 1 ,5-Diazabicyclo/5.4.O_7undecen-5 (abgekürzt als DBU) und 1,5-Diazabicyclo/~4.3.Q7nonen-5 (DBN). Eine andere geeignete Base ist Natriumcarbonat. Verwendet man DBU oder DBN, so verwendet man vorzugsweise ein inertes Lösungsmittel, wie Xylol, Methylenchlorid oder einen anderen inerten Halogenkohlenwasserstoff, Toluol oder Benzol. Die Umsetzung kann zwischen Raumtemperatur und Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in einem Zeitraum im Bereich von 15 Minuten bis etwa 6 Stunden durchgeführt werden. Verwendet man Natriumcarbonat, im allgemeinen in einem alkoholischen Lösungsmittel, so wird die Umsetzung bei Raumtemperatur in einem Zeitraum im Bereich von etwa 24 Stunden bis etwa 48 Stunden durchgeführt.

In der.zweiten Stufe werden die 2'-Acetyl- und 4"-Formylgruppen der 10,11-Anhydroderivate durch Umsetzung mit Methanol oder Methanol das ein Carbonat oder Bicarbonat enthält, entfernt.

Bei der anderen Hauptreaktionsfolge wird 11-0-Methansulfonylerythromycin, das nicht die 2'-Acetyl, 4"-Formyl-Blockierungsgruppen enthält, mit einer der oben beschriebenen Basen umgesetzt, um direkt das 10,11-Anhydroderivat herzustellen. Die 10,11-Anhydroerythromycine lassen sich leicht in den entsprechenden Enoläther nach der Methode von Kurath et al., Experienta 27, 362 (1971) umwandeln.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen.

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Beispiel 1

: "YS

■*0H CH,' OCH₃

10,11-Anhydroerythromycin B

Eine lösung, hergestellt aus 7_f5 g 11-0-Methansulfonyl-2'-0-acetyl-4"-0-formylerythromycin B, 3,4 g 1,5-Diazabicyclo-/5.4.07undecen-5 und 50 ml Benzol wird unter Rückfluß auf einem Dampfbad 0,5 Stunden lang erhitzt. Man kühlt die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur ab, gibt Benzol (50 ml) und Wasser (50 ml) hinzu, rührt die sich ergebende Mischung bei Raumtemperatur eine Stunde lang und schüttelt dann mit einer Mischung von 400 ml Benzol und 300 ml 5#igem NaHCO,. Die wässrige Phase wird abgetrennt und mit 400 ml Benzol extrahiert. Man wäscht die Benzollösungen nacheinander mit fünf 300 ml Portionen Wasser, vereinigt und trocknet über wasserfreiem Magnesiumsulfat. Beim Verdampfen des Benzols bleiben 5,48 g 2^f-0-Acetyl-4"-0-formyl-10,1.1-anhydroerythromycin B als orangefarbener Schaum zurück.

Man läßt eine Lösung von 10,7 g 2'-0-Acetyl-4"-0-formyl-iO,11-anhydroerythromacin B in 260 ml Methanol drei Tage lang bei Raumtemperatur stehen. Die Lösung wird mit Darco G-60 behandelt und durch eine Celite-Matte filtriert. Der Haupteil des Methanols wird unter vermindertem Druck abgedampft und der Rückstand wird mit einer Mischung aus 600 ml Chloroform und 400 ml 5#igem NaHCO, geschüttelt. Man wäscht die Chloroformlösung mit

_ ₄ _ 309881/1183

drei 300 ml Portionen V/asser, trocknet über wasserfreiem Magnesiumsulfat, verdampft das Chloroform und erhält 9,1 g eines weißen Schaumes. Dieses Produkt (5,1 g) wird an einer Sephadex-LH-20-Kolonne mit Methanol chromatograpbiert, dabei erhält man 3,74 g eines weißen Schaumes. Kristallisation dieses Materiales aus Äther ergibt 2,42 g reines 10,11-Anhydroerythromycin B, Pp = 118 - 130°, [a:]¹^ = -51°; ^_max 232 nm (6 10,639); IR: 3610, 3575-3400, 1725, 1667 cm""¹; NMR: € 6,42 (C₁₁-H), 3,32 (OCH₃), 2,30 (NMe₂), 1,77 (C₁₀-CH₃).

Analyse berechnet für C₃₇H₆₅O₁₁N: C, 63,49; H, 9,36; N, 2,00#

Gef.: C, 63,40; H, 9,63; N, 1

Beispiel 2

PU

(CH₃)₂

0 CH₃ OCH₃

10,11-Anhydroerythromycin B-Enpläther

Eine Lösung, hergestellt aus 2,1 g 10,11-Anhydroerythromycin B in 25 ml Eisessig, läßt man 4 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen. Der Hauptteil der Essigsäure wird dann unter vermindertem Druck verdampft und man gibt eine aus 15 g festem NaHCO₃ und 150 ml Wasser hergestellte Aufschlemmung hinzu. Die sich ergebende Mischung wird mit 200 ml Chloroform extrahiert, die Chloroformlösung wird mit drei 120 ml Portionen Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, das Chloroform wird verdampft, dabei bleiben 2,0 g weiße glasige Masse zurück.

- 309881/1183

0 -

ORIGINAL WSPECTBD

29H

Yerteilungschromatographie von 800 mg dieses Produktes an einer Kolonne ergeben 726 mg reinen Enoläther von 10,11-

Anhydroerythromycin B,

max

262 mn (E 2864);

υ μ max IR: 3595, 3545, 3500 - 3400, 1723 cm"-; NMR: δ 5,12 (C₁₁-H), 3,33 (OCH₃), 2,29 (Nme₂), 1,66!(C₁₀-CH₃), 1,59 (C₈-CH₃), 1,47 (C₆-CH₃).

Analyse berechnet für

: C, 65,17; H, 9,32; N, 2,06$ Gef.: C, 64,92; H, 9,41; N, 1,99*

Beispiel 3

N(CH₃)2

~0H

10,11-Anhydroerythromycin A

Eine Lösung, hergestellt aus 15,1 g 11-0-Methansulfonyl-2^f-0-acetyl-4ⁿ-0-fonnylerythromyein A, 7,0g 1,5-Diazabicyclo-/5.4.O_7undecen-5 und 102 ml Benzol, wird unter Rückfluß 0,5 Stunden lang erhitzt. Man kühlt die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur ab, gibt 100 ml Benzol und 100 ml Wasser hinzu, rührt die resultierende Mischung bei Raumtemperatur 40 Minuten lang und schüttelt dann mit einer Mischung aus 500 ml Benzol und 800 ml 5#igem NaHCO₃. Die wässrige Phase wird abgetrennt, mit 700 ml Benzol extrahiert, die Benzollösungen werden nacheinander mit drei 600 ml Portionen Wasser gewaschen, vereinigt und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Beim Verdampfen des Benzoles bleiben 12,0 g 2'-0-Acetyl-4"-0-formyl-10,11-anhydroerythormycin A zurück.

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ORIGINAL INSPECTED

29H \

Eine Lösung von 12,0 g 2'-0-Acetyl-4^M-0-fo2tayl-10,11-anhydroerythromycin A in 300 ml Methanol läßt man bei Raumtemperatur 50 Stunden lang stehen. Der Hauptteil des Hethanoles wird verdampft und der Rückstand wird mit einer Mischung aus 800 ml Chloroform und 600 ml 5#igem NaHCO₅ geschüttelt. Man wäscht die ChIoroformlösung mit drei 600 ml Portionen Wasser, trocknet über wasserfreiem Magnesiumsulfat, verdampft das Chloroform und erhält 10,7 g hellgelbe glasige Masse. Verteilungschromatographie dieses Materiales (2,54 g) an einer Kolonne ergibt 923 mg reines 10,11-Anhydroerythromycin A als weiße glasige Masse, focj** _β -58°; £_ffiax 233 nm (£ 9479); IR: 3610 - 3350; 1727, 1665 cm"¹, HMR: S 6,48 (C₁₁-H), 3,32 (OCH₅), 2,28 2,02 (C₁₀-CH₅).

Analyse berechnet für C₅₇H₆₅O₁₂N: C, 62,08; H, 9,15» N, 1,96%

Gef.: C, 61,88; H, 9,43; N, 1,94%

Beispiel 4

10,11-Anhydroerythromycin A

Ein Gemisch, hergestellt aus 912 mg 11,12-Epoxyerythromycin A, hergestellt nach dem Verfahren, das in der gleichzeitig unter dem internen Aktenzeichen Case 2917 und dem Titel 11,12-Epoxyerythromycin eingereichten deutschen Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben ist, 533 mg 1,5-Diazabicyclo-/5.4.Q_7undecen-5 und 0,08 ml Methansulfonsäure, wird unter Rückfluß 3 Stunden lang erhitzt. Man kühlt die resultierende Lösung auf Raumtemperatur ab, gibt 20 ml Benzol und 10 ml Wasser hinzu, rührt die resultierende Mischung bei Raumtemperatur 90 Minuten lang und schüttelt dann mit einer Mischung aus 200 ml Benzol und 200 ml . Die Benzollösungen werden nacheinander mit drei 100 ml Portionen Wasser gewaschen und vereinigt. Man verdampft das Benzol unter vermindertem Druck und erhält 687 mg orangefarbene glasige Masse. Ver-

- 7 - 309881/1183

teilungschromatographie von 623 mg dieses Materiales an einer Kolonne ergeben 357 mg reines 10,11-Anhydroerythromycin A, das mit dem nach der Methode 5 hergestellten Produkt identisch ist.

Beispiel 5

N(CH₃)₂ HO,

10,1 1-Anhydroerythromycin-A-Enoläther

10,11-Anhydr©erythromycin A (1,57 g) wird nach der Methode des Beispieles 2 in 1,23 g 10,11-Anhydroerythromycin-A-Enol- äther umgewandelt. Verteilungschromatographie von 1,2g dieses Produktes an einer Kolonne ergeben 288 mg reinen 10,11-Anhydroerythromycin-A-Enoläther als weiße glasige Masse,

focj^⁶ = -88°; λ 267 nm (E 2628); IR: 3605, 3554, 3500-3400, χι λ max

1727 cm , NMR: 8 5, 26 (C₁₁-H), 3,32 (OGH₃), 2,28 (NMe₂), 1,88 (C₁₁-OCH₃), 1,60 (C₈-CH₃), 1,46 (C₆-CH₃).

Analyse berechnet für C₃₇H₆₃O₁₁N: C, 63,68; H, 9,10; N, 2,01$

Gef.: C, 63,56; H, 9,29; N, 1,

Beispiel 6

10,1I-Anhydroerythromycin-A-Enoläther

Eine Lösung, hergestellt aus 205 mg 11,12-Eρoxyerythromycin A, hergestellt nach dem Verfahren, das in der gleichzeitig unter dem internen Aktenzeichen Case 2917 und dem Titel "11,12-Epoxy

~. 8 - 309881/1183

2914 ^

erythromycine" eingereichten deutschen Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben ist, und 2,5 ml Eisessig, läßt man 46 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen. Das Produkt, 162 mg weiße glasige Masse, wird nach der Methode des Beispieles 5 isoliert. Verteilungschromatographie an einer Kolonne ergibt 46 mg reines 10,11-Anhydroerythromycin A, das mit dem nach der Methode des Beispieles 5 hergestellten Produkt identisch ist.

Beispiel 7

N(CH₃)₂

Ha

CH, OCH₃

10,11-Anhydroerythromycin A 6,9:9,12-Spiroketal

Eine Lösung, hergestellt aus 300 mg 11,12-Epoxyerythromycin A und 3,8 ml Eisessig, läßt man 48 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen. Das Produkt, 248 mg weiße glasige Substanz, wird dann isoliert. Verteilungschromatographie an einer Kolonne ergibt 133 mg 10,11-Anhydroerythromycin-A-Enoläther, der mit dem nach der Methode des Beispiels 5 hergestellten Produkt identisch ist, und 52 mg reines 10,11-Anhydroerythromycin-A-6,9:9,12-Spiroketal, IR: 3540, 3500 - 3400, 1722 cm"¹, NMR: 5 5,42 (C₁₁-H), 3,25 (OCH₃), 2,28 (HMe₂); 1,73 (C₁₀-CH₃), 1,59 (C₆-CH₃).

Die Verbindungen werden dann auf ihre Aktivität gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien in einem Agar-Verdünnungstest getestet. Die Ergebnisse sind in Agar-Verdünnungs-

_Q 309881/1183

einheiten angegeben. Diese können in KIC-Werten (Mindest-Hemmkonzentrationen; "minimum inhibitory concentrations"), ausgedrückt in Microgramm/ml umgewandelt werden, indem man lediglich die Konzentration durch die Agar-Verdünnungseinheit dividiert und mit dem richtigen Faktor multipliziert. Wenn man beispielsweise eine Probe bei einer Konzentration von 4 mg/ml testet und ihre Aktivität mit 10 Agar-Verdünnungseinheiten bestimmt, so muß man die Konzentration von 4 durch die Zahl der Agar-Verdünnungseinheiten, hier 10, dividieren und mit 1000 multiplizieren, um den MIC-Wert in Microgramm/ml zu erhalten.

Die Verbindungen werden hier in Bezug auf Ihre Aktivität gegenüber den folgenden Organismen getestet;

ECR, = Escherichia coli, resistent gegenüber vielen Arzneimitteln

SP = Streptococcus faecalis AiDCO 10541

PA = Pseudomonas aeruginosa BMH #1

SA = Staphylococcus aureus ATCC 6438P

EC = Escherichia coli ATCC 26

BS = Bacillus subtilis #10707 (Universität von 111.)

PY = Proteus vulgaris ATCC 6897

SS = Shigella sonnei ATCC 9290

ST = Salmonella typhosa ATCC 9992

KP = Klebsiella pneumoniae ATCC 10031

Die Ergebnisse sind folgende:

309881/1183 - 10 -

29H

H CO

co co

co

OO

OO CM

CO

OO

O O I

m ι

CM

OO COO CM m r-ICM

OO

co

O O I

in ·

CM

oo

HCM

Pl

CQ •H

Φ PQ

OO OO CM

OO

OO OO

mo

00 000 cm m

i-iCM

00

00 00 »no

00

PU U.	OO	O
E-i CO	/
co co
6
co¹ PQ	OO SfOO
α	O I I
< CO	Oo sJ-oo
	O I I
CO	OO OO VO 1-4
pT CJ	O I
	Beisp. 2 1 mg/ml

- 11 -

3098 8 1/T183

	•	OO	I	O I
		T-ICS
H		Λ		Ol
CO				I
CO			OO
co		•if· CO
R	C	O I I
co	OO
Ό	OO VO fi


	O I
co	I
	t-H B
	CiO
CO	B
co	(D
Pi	•H
U	φ
	. W

	OO OO CS co	OO COCS co	S.
co	OO rHCS	S
co co	O O r-l		3
R	O	C	1280 2500
co (Q	5000	O
O	OO	320 1280
co	2500	OO r-l
£	OO	1280 2500
co	5000	OO
CO W	O I r-l I	Bl¹B CO\|
	in Pl •H φ PQ .

- 12 -

■3 0 9881/1183

	•	O
H
CO		O
co
co		O
>
		O
co		O
PQ	t-4
O
W	O
	O
<	O
Ph
	O
CO	1-4
υ	O
	tH ^e

B

•
03
•H
Φ
W .

- 13 -

309881/1183

29H -

Die Verbindungen werden auch gegenüber verschiedenen anderen gramnegativen und grampositiven Bakterien getestet. Die Ergebnisse der antibiotischen Wirksamkeit sind folgende. Die Zahlen stellen MIC-Werte in mcg/ml dar. Erythromycin A wurde als Standard verwendet.

-H- 309881/1183

ORGANISMUS

TABELLE VI

'ERYTHROMYCIN : BASE

Beisp.1

Beisp.2

Beisp.5

O U) OO CO

Staphylococcus aureus 9144

Staphylococcus aureus Smith .

Staphylococcus"* aureus Smith ER 7>100

.Staphylococcus" aureus Wise 155 >100

Streptococcus faecallLs 10541 0,05

Escherichia coTi Juni 50

Klebsiella pneumoniae 10031

Proteus vulgaris Abbott JJ 7IOO

Proteus mirabilis Finland #9 >100

Salmonella typhimurium Ed #9 25

Shigella sonnei 9290 12

Pseudomonas aeruginosa BMH #10 50

Streptococcus pyogenes Roper

Staphylococcus aureus Quinoes >100

Streptococcus pyogenes RO >100

Streptococcus' pyogenes Scott 7IOO

Mycobacterium gaiiisepticum S6

Mycobacterium*granuiarum 1^168 0,5

Hycobacterium hyorhinls" 17981 25

Mycobacterium" pneumoniae FH 0,2

Haemophilus influenzae Patterson 1.56

6.2 6.2

>100

1.6

vlOO

₇100

>ioo

^100 p>100

>100

100

25 25

100 50

3.1 ^100

100

>100

^100 >100

100 50 ⁵5° 100 100

2.5 100

6.2 6.2

>100

7IOO 1.6

■7100

12 >100

>100

100

5,100	•	5	K)
>100	50	2	OJ
>1OO			OJ
O.		25	O
0.			OJ
50			CD
		K)

co O to OO OO

ORGANISMUS

TABELLE VI PortSetzung

ERYTHROMYCIN i BASE

Beisp.1 Beisp.2 Beisp.5

Haemophilus influenzae Brimm CSF Haemophilus influenzae Shemwell Haemophilus influenzae Illinois Haemophilus influenzae Terry Crithidia fa'scicalata Trichomonas vaginalis CLMI Haemophilus influenzae 9334

0.78 1.56

1
100
100

3.1

1 56

	_>100	25
100	>100	50
100	>100	50
100	>100	50
100	100	>100
>100	100	>100
>100	>100	50
100

IV)
VD

CO O CO

CJ) K)

Claims

PATENTANSPRÜCHE

tv Erythromycinderivat, dadurch gekennzeichnet, daß es

ι sich um 10,11-Anhydroerythromycin-B, 10,11-Anhydroerythromycin-B-Enoläther, 10,11 -Anhydroerythromycin-A-Enoläther,
10,11-Anhydroerythromycin-A oder 10,11-Anhydroerythromycin-A-6,9:9,12-spiroketal handelt.
2. Verbindung,nach Anspruch 1, nämlich 10,11-Anhydroerythromyc in-B.
3. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 10,11-Anhydroerythromycin-B-Enoläther.
4. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 10,11-Anhydroerythromycin-A-Enoläther.
5. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 10,11-Anhydroerythromyc in-A.
6. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 10,11-Anhydroerythromycin-A-6,9:9,12-spiroketal.

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