196421. lajstromszámú szabadalom • Eljárás amikacin szelektív szintézisére
2 196421 A találmány amikacin előállítására vonatkozik oly módon, hogy a 3- és 6’-helyen védett kanamicin A-t’ kétértékű fém, Így cink-, nikkel- vagy réz-sóval reagéltatjuk víz oldószer vagy társoldószer jelenlétében, majd a kapott komplexet acilezzük, a kationt eltávolítjuk és a terméket ismert módon kinyerjük. Az I képletű amikacin {(0-3-amino-dezoxi-alfa-D-glúkopiranozil-(l-6)-0-[6-amino-dezoxi-alfa-D-glükopiranozil-( 1—4)]—Nl—(4— -amino-2-hidroxi-l-oxo-butil)-2-dezoxi-D-sztreptamin)} a gyógyászatban kiterjedten használt, félszintetikus antibiottkum, amely formálisan a II képletű kanamicin A-nak III képletű L-(-)-4-amino-2-hidroxi-vajsavval (a továbbiakban L-HABA) történő acilezéséből származik. Az amikacint az irodalomban elsőként Kawaguchi H. és munkatársai Írják le [J. Antib. XXV, 695 (1972) és 3 781 268 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). A szabadalmi és egyéb szakirodalomban azonban számos eljárást ismertetnek az amikacin nagyobb tisztasággal és jobb kitermeléssel való előállítására. Valójában a II képletű kanamicin molekulájában négy acilezhetö aminocsoport van, közülük kettő a 2-dezoxi-sztreptamin központi gyűrűjében (melyeket N-l-nek illetve N-3-nak neveznek), egy a 6- -amino-6-dezoxi-D-glukóz gyűrűjében (N—6’) és egy a 3-amino-3-dezoxi-D-glukóz gyűrűjében (N-3") található. Az amikacin kémiai szintézisében a nehézséget az 1-helyzetű aminocsoport régioszelektív acilezése okozza; a többi három aminocsoport acileződése esetén kisebb mikrobiológiai aktivitással rendelkező helyzeti izomerek képződnek, eltekintve attól, hogy a főtermék - vagyis az amikacin - sztöchiometrikus kitermelése is csökken. Ezenfelül a szintézisben az amikacinnal együtt képződő helyzeti izomerek miatt igényes tisztitó eljárásra van szükség, ami csak ioncserélő gyantán való kromatográfiával valósítható meg és tovább csökkenti a főtermék kitermelését. Valójában az amikacin mellett a kővetkező VII általános képletű izomerek képződhetnek, amelyeket az L-(-)-4-amino-2-hidroxi- vajsav azonos csoportja acilez [Naito T. és munkatársai, J. Antib. XXVI, 297 (1973)]: R’ = CO-(OH)-CH2CHzNG2 R = R" = H (BB-K6 jelzésű) R" = -CO-CH(OH)-CH2CH2NG2 R = R’ = H (BB-Kll jelzésű) R = -CO-CH(OH)-CH2CHzNG2 R’ = R" = H (BB-K29 jelzésű) A kanamicin A közvetlen acilezése [például Naito és munkatársai, J. Antib. XXVI, 297 (1973)] magas kitermeléssel főként N-6’ acilezett termékhez vezet, lévén az N-6' aminocsoport a legreakcióképesebb aminocsoport; ez a tény meggátolja az amikacinnak L-(-)-4- -amino-2-hidroxi-vajsavval történő közvetlen acilezés útján való előállítását. A gyakorlatban, amikor L-(-)-4-amino-2- -hidroxi-vajsavval való reagáltatásról van szó, a reakciót olyan származékokkal hajtják végre, ahol a 4-helyzetű aminocsoport védve van és a karboxilcsoportot aktiválták, hogy az könnyen és magas kitermeléssel reagáljon a kanamicin aminocsoportjával. Közelebbről védócsoportok gyanánt az amino-funkciók szokásos, jól ismert védóesopcrtjai alkalmazhatók, igy például a terc-butoxi-karbonil-csoport, amely a reakció végén híg savas kezeléssel könnyen eltávolítható, vagy benzil-oxi-karbonil-csoport vagy 4-nitro-benzil-oxi-karbonil-csoport, amelyek katalitikus hidrogenolizissel palládium vagy platina katalizátor jelenlétében eltávolíthatók, vagy más hasonló védócsoportok (lásd .Protective Groups in Organic Synthesis', Green T. W; J. Wiley + Sons, Inc., 1981, 218-287. oldal); mégis a karboxilcsoport alkalmas aktivált formája az N-hidroxi-szukcinimiddel, N-hidroxi-5-norbórnén-2,3-dikarboximiddal és hasonlókkal képezett aktiv észter, vagy pivélsavval, benzoesavval vagy fenil-ecetsavval képezett vegyes anhidrid. Az amikacin első szintézisét Kawaguchi H. és munkatársai (idézett közlemény) valósították meg; a kanamicin 6’-helyzetű aminocsoportjának nagyobb reakcióképességéből származó komoly hátrányt úgy hárították el, hogy e csoportot védöcsoporttal, mint benzil-oxi-karbonil-csoporttal reagálhatták. IV képletű N-6’-benzil-oxi-karbonil-kanamicin képződött, melyet azután acileztek. Ez az acilezés azonban nem régioszelektív, aminek következtében - az összes N-benzil-oxi-karbonil-védőcsoport eltávolítását célzó hidrogénezés után - amikacin mellett a BB-K11 és BB-K29 jelzésű helyzeti izomerek és egyes poliacilezett termékek is keletkeztek. Szelektivitás hiányában ezért a képződött komplex keveréket szeparálni kellett, éspedig ioncserélő gyantán való kromatográfiával, ami a nyers amikacin 22%-os kitermelését eredményezte; ez még tovább csökkent a tiszta amikacin izolálása céljából végzett tisztítás során. A szintézisből származó nagyon alacsony kitermelés új utak keresését tette szükségessé a kitermelés fokozása érdekében, ami a költségek csökkenésével jár, még nagyobb számú művelet elvégzése esetén is. Naito T., Nagakawa S. és Oka M. a 2 272 009 számú francia szabadalmi leírásban egy további szintézisutat közöl, mely szerint az előbbi szintézis IV képletű 6'-N-benzil-oxi-karbonil-kanamicin A-származékát egyes aromás aldehidekkel reagáltatják, 1 mól 6’-N-benzil-oxi-karbonil-kanamicin A-hoz legalább 3 mól aldehidet használva; az 1-, 3- és 3"-helyzetű három szabad aminocsoport és az illető aldehidek reakciója során a megfelelő Schiff-bázisok jönnek létre. A képződött V képletű vegyületet - amelyben egy 6*-N-benzil-oxi-karbonil-kanamicin molekula három aldehidcsoportot tartal-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
