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

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.З С 07 Н 15/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.10.81-И-ЗАМЕЩЕННОГОИЯЦИНА ного ферментационного продукта кан мицина, желательно, чтобы все амин группы, эа исключением 1-аминогруп пы, были защищены. Затем проводят алкилирование, преимущественно по амнногруппе в положейии 1, и таким образом упрощается выделение конеч ного 1-И-замещенноГо продукта.так, 1-й"алкилзамещенные производные канамицина общей формулы пособу-защииий об-.5 зобретеннечения новыых канамицФормулы уносится к селективно овых соеди по щен щей где В " амино- илн.группа; Ва - низшая25 па, имеющая 1-6 атомлюбой атом углероданый от атома углеродс атомом азота, можтельно эамещен гидр30 .аминогруппами,ОНгде В - алканоильная группа, содвр4жащая 2-4 атома углерода, или бен зоильная группа; В 1;-оксигруппаили группа формулы. ЯНВ где Вфимеет приведенные выше значения, полезных в качестве промежуточных :соединений для получения антибиотиков аминогликоэидного ряда, в частности для получения 1-Н-алкил-эамещенных производных,канамицина.Для Фого, чтобы осуществить синтез этих соединений;из легко доступ Жндроксильная алкильная груцов углерода, которой, отлича, соединенного т быть необязаксильной илиполучают путем алкилирования про"межуточных соединений общей формулы1, где В и В имеют приведенныезначения, в результате образуетсясоединение формулыНО СНг 1 Н НО О Огде В", Ви В имеют значения,указанные выше,формильная группа и группа В уда.ляются обычными способами и выделяется соединение формулы Т.Промежуточные б-И-замещенные 3-И 1-формилкамициновые соединения формулы 1, приведенной выше, являютсяновыми соединениями, и согласно настоящему изобретению, их.получаютпо способу, основанному на известнойреакции Формилирования аминов Ц .Согласно способу получения б --И-замешенного 3-И -Формилканамицинаобщей Формулы 1, соединение общейФормулы где В иВзначения,формилируют 4-нитрофенилформиатомв вод ном растворителе в присутствииования и полученное соед инениеоснови олизподвергают селективному гидр удля удаления Формильной группы из1-амино-положения, при этом ф рфо мильная группа в 3"положении остаетсянетронутой. Селективный, гидролиз.осуществля ют раэбавлением растворомгидрата оокиси натрия или калия прирН 12,0-12 5,В качестве исходного соединенияобычно используют 3" ,б -ди-И-ацетиканамицин А или 2 ,3 ,б -три-Ик у-ацетилканамицин В,Подходящими растворителями дляпроведения реакции являются водныйдиоксан, водный тетрагидрофуран илидиметилформамид, реакция осуществляется путем добавления порциями избытка. (например трехкратного) 4 имеют указанные выше-нитрофенилформиата к производномуканамицина.Для облегчения протекания реакции в смесь добавляется органическоеоснование, в качестве которого можетбыть использован, например, триэтиламин. На каждую реакционноспособнуюаминную группу предпочтительно вводить не менее одного эквивалентаоснования. Реакция формилированияобычно заканчивается примерно за24 ч при комнатной температуре, послечего продукт можно извлекать обыч-ными методами, например упариваниемрастворителя или осаждением и принеобходимости продукт может допол нительно очищаться.Стадия селективного гидролизаобычно осуществляется с использованием 1,3-ди-И-формильного соединения, растворенного в воде или вод О ном органическом растворителе,например, водном диоксане или водном тетрагидрофуране, с помощьюразбавленного раствора гидрооксиданатрия или калия и рН раствора тщательно доводится до значений, лежащих в пределах 12,0-12,5. Растворперемешивают при комнатной температуре в течение нескольких дней,причем ход реакции контролируетсяс помощью тонкослойной хроматогра- ЗО Фии до тех пор, пока не завершитсяпревращение в 3-И-формилпроиэводноеформулы Е. Затем раствор нейтрализуют добавлением кислоты или, чтоболее удобно, добавлением ионообмен ной смолы в форме Н+. Преимуществомэтого является предотвращение накопления неорганического материала врастворе, а также абсорбция смолойлюбых побочных продуктов, которыемогут расщеплять как 1 так и 3"формильные группы, Продукт 1 наконец,.выделяют обычными методами, напримерупариванием до небольшого обьема иосаждением органическим растворителемнапример, изопропанолом. При необхо димости далее можно продукт подвергнуть хроматографической очистке,но в общем он достаточно чист дляиспользования .непосредственно в реакциях получения соединений формулы 1,:Способ получения соединений формулы 1 можно провести с использова-,нием Зц, б-ди-И-ацетилканамицина Адля получения соединения Формулы 11,в которой В - ацетил и В - окси 55 группа. Аналогично для получениясоединения формулы 1, в которойВ - группа ИНВ"и В 1 - ацетил, может быть использован 2 , 3 , б трия-И-ацетилканамицин В.бО Тонкослойную хроматографию проводят на пластинах иэ двуокиси кремнияиспользуя указанную систему раство"рителей; Пятна наблюдают после высушивания пластин с помощью распыле65,ния на них 5-ного раствора трет-бутил-гипохлорита в циклогексане,и нысушинания пластин при 100 С10 мин в термостате с вентиляцией,охлаждения и опрыскивания растворомкрахмала и иодистого калия.Тонкослойный электрофорез проводят на 20 см пластинах из двуокиси 5кремния с разностью потенциалов900 В 45 мин. Электролит представляет собой смесь муравьиной и уксус"ной кислот с рН 2, определениепроизводят, как описано выше. 10П р и м е р 1. Получение 3",6 - .-ди-Я-ацетил-Я-формилканамицина А.А). К суспензии 3",б -ди-Я -ацетил-.канамицина А (3,9 г) в воде (21 мл)и тетрагидрофурана (21 мл), содержащего триэтиламин (6,91 г), на протяжении 45 мин порциями добавляют4-нитрофенилформиат (6,88 г). Реакционную смесь перемешивают в течейиеночи, а затем упаривают до небольшого объема, вытесняя последние сле-.ды воды азеотропной перегонкой сизопропинолом (конечный объем 35 мл).Из раствора осаждают Зц,б -ди-Я-ацетил3-ди-Я-формилканамицин А12(2,41), который затем фильтруют исушат. под накуумом при 50 ОС,При тонкослойном электрофореэе(рН) соединение даст величину0,09, соответствующую канамицину А.Тонкослойной хроматографией при использовании .в качестне элюента метанола, этилацетата, аммиака, воды(40:40:1:30) получают значение В0,42.В). Продукт, полученный по пункту 35А (2,4 г) растворяют в воде (72 мл)и рН раствора доводят до 12,0"12,5с помощью 2 н. раствора гидроокисинатрия (2,0 мл). Раствор перемешиваютпри комнатной температуре 7 дн, поддерживая рН между 12,0 и 12,5, азатем нейтрализуют добавлением ионообменной смолы Амберлит 1 В 120 (Н+форма) (10 мл). Смолу отфильтровываюти фильтрат кОнцентрируют дО неболь, . 45шого Объема, причем следы воды удаляют вытеснением диметилформамидом(5 мл), кипячением с обратным холодильником. Затем к раствору диметнлформамида медленно добавляют иэопропанол (30 мл) и осадок 3,6 -ди-Я-ацетил-Я-формилканамицина А(1,75 г),отфильтровывают и сушатпод вакуумом при 40 ОС,Полученное соединение достаточночисто, чтобы его можно было исполь 5зовать на следующей стадии процесса.Образец этого соединения подвергавшидальнейшей хроматографической очисткена СИ Сефадексе С 25 (ЯН ФОРМЯЬгдев качестве элюента используют : ц0,1 Я раствор гидроокиси аммония.С"ф ЯИР спектр этого соединения пол"ностью отвечает требуемой структуре .и подтверждает моноформилирование3 амииогруппыа Метойом тонкослойнОГО электрофореза (рН) получено значение 0,43, соотнетстнующее канамицину А. Тоикосло.ной хроматографией,где н качестве элюента используютсмесь метанола, этилацетата, аммиака,воды (40:40:1:30),получают значение В 0,23.П р и м е р 2. Получение 2,Зц,б-три-Я-ацетил-Я-формилканамицина В.А). К раствору сульфата канамицина В (80,5 г) и карбоната натрия(76 г) н воде (400 мл) 10 мин добавляют хлорформиат бензила (128 г)и раствор 1 ч перемешивают при комнатной температуре.Осадок собираютфильтрованием, промывают водой,разбавленной соляной кислотой иводой и сушат, получая пента-Я-бензилоксикарбонилканамицин В. Выход125,7 г.В) . Пента-Я-бензилоксикарбонилканамицин В (230,8 г) небольшими порциями 15 мин добавляют к перемешинаемому раствору уксусного ангидри-,да (189 мл) в пиридине (346 ют) идихлорметане (346 мл), суснензиюперемешивают при комнатной температуое 48 ч. Раствор выливают в смесьдихлорметана (1,5 л) и воды (2,3 л).Органическую фазу отделяют ипромывают разбавленной. соляной кислотой (рН 4) и водой. Растворительупаривают до объема 0,75 л и растворвыливают в диэтиловый эфир (4 л),Осадок тетра"ацетилпента-Я-бензилоксикарбонилканамицина В собираютфильтрованием и сушат под вакуумом,Выход 244,8 г, 92,6.С). Раствор тетра-ацетил-пента-Я-бензилоксикарбонилканамицина В(3,3 мл) гидрируют на катализаторе5-ного палладия на актинированномугле (3,3 г) при 50".С и давлении13,5 кг/см 0 7 ч. Катализатор удаляютфильтрованием и фильтрат концентрируют до Объема 25 ют, Остаток обрабатывают гидроокисью аммония (7 Н,81,5 мл) и в течение ночи перемешивают при комнатной температуре. Раствор упаривают досуха, и остатокподвергают хроматографии на колонкес ионообменной смолой Амберлит С 6-50в форме ионов аммония (2 л), элюируяводой, а затем 0,01 водным аммиаком.Фракции,содержащие требуемый продукт,объединяют и упаривают, в результатечего получают 2,Зф,б-три-Я-ацбтиЛканамицин В (9,37 г, 61,63),т.пл.191198 ОС (разл),4 м, / КВу 1650,1550 см-", Ву 0,11 (бзЗ:1 с 2 - метанол:диэтиловый эфир:вода:0,880 водный аммиак), В 0,11 (40:40;30 с 1 ме.фтанол:этилацетат:вода:0,880 водныйаммиак),Д). К охлажденному раствору2,3",6 -три-Я"ацетилканамицина В873889 20 фор изобретени олучения б -И-эамещенлканамицина общей Форпосо И-Фо ногмулы Составитель Т, КонноТехред Л.Пекарь-4 М 5 орректор Г, Огар дактор М. Недолуженк Тираж 400 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушская(153,1 г). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температурев течение ночи, а затем концентрируют дб небольшого объема под пониженным давлением, Водный концентратразбавляют изопропанолом до выпадения продукта в осадок, оставшуюсяводу удаляют азеотропной перегонкойс изопропанолом. Окончательно продукт собирают фильтрованием, промывают изопропанолом и сушат под вакуумом, получая 2,3,б -три-И-ацетил,3-ди-И-формилканамицин В (89,2 г),т,пл. 310-318 ос (разл,)Ммакс. / КВг:1665 1545. см , В О, 49 (6: 3: 1: 2метанолгдиэтиловый эфир:вода:0,880водный аммиак), йу 0,54 (40:40:30:1метанол:этилацетат:вода:0,880 водный аммиак),Е). рН раствора 2,3",б-три-Иацетил-.1,3 щ-.И-ормилканамицинаВ (86,9 г,ъводе (2,61 л) доводятдо 12-12,5.-с.помощью 10 н. растворагидроокиси натрия. Реакционную смЕсьвыдержизатоФайри комнатной температуре 4 дн, .повторно доводя рН раствора до 12 водным раствором гидроокиси натрия, при необходимости затемраствор нейтрализуют добавлениемсмолы Амберлит 1 Н 120 (Н+ Форма),Смесь Фильтруют и Фильтрат подвергают хроматографии на ионообменнойсмоле Амберлит 200 (ИН форма, 5,5 л),элюируя водой, а затем " 0,1 н, водным раствором гидроокиси аммония.После,выпаривания соответствующихФракций получают 2,Зц,б-три-Иацетил"И-Формилканамицин В (55,4 г),Т,пл. 266-268 оС (раззО 4 мею.КВ 11665, 1555 см" , Нр 0,49 (40;40:30 ф 1 40метанолгэтилацетат:вода;0,880 водныйаммиак) . Структура подтверждена С ЯМР спектроскопией,0 Н 0 где й представляет собой алканоильную группу, содержащую 2-4 атома углерода, или бензоильную группуВ 1 представляет собой оксигруппу или группу Формулы - ИНЙ , где В1 имеет приведенные выше значения,отличающийся тем, чт соединение общей Формулы 11НО бн юнВ 0 Х где Н" и Н 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, имеющем значения от 12,0 до 12,5.2. Способ по п. 1,.о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве исходного соединения используют Зк,б- -ди-И"ацетилканамицин А.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем,; что в качестве исходного соединения используют 2,3, б-три-И-ацетилканамицин В.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Бюлер К., Пирсон Д. Органические синтезы. М., Мирф, 1973, ч.1, с. 518.