201771. lajstromszámú szabadalom • Eljárás amikacin előállítására
HU 201771 B Az (I) képletű amikacin (0-3-amino-3-dezoxi-a- D-glükopiranozil-(l-+6)-0-J6-amino-6-dezoxi-a- D-glükopiranozil-(l-»4)]-N - (4-amino-2-hidroxil-oxi-butil)-2-dezoxi-D-sztreptamin) félszintetikus antibiotikum, amelyet széles körben használnak a gyógyászatban, formailag a (II) képletű kanamicin- A-ból származik acilezés révén. Az amikacin szintézisére több eljárás ismeretes, amelyeket a 218.292. sz. európai szabadalmi leírásban mutattak be. A találmány célja egy megfelelő kanamicin-származék 2-dezoxi-sztreptamin magja aminocsoportjának szelektív acilezése az 1-helyzetben, a lehető legegyszerűbb módon, toxikus, költséges és nehezen eltávolítható oldószerek és reagensek használata nélkül. Az acilezőszer a (III) képletű L-(-)-4- amino-2-hidroxi-vajsav (továbbiakban L-HABA) megfelelően aktivált és az irodalomban ismertetett eljárások szerint védett származéka, előnyösen az L-(-)-4-benziloxi-karbonil-amino-2-hidroxi-vajsav N-hidroxi-szukcinimid-észtere. Pontosabban, a találmány szerinti eljárás az N-6’- és N-3-helyzetben védett származékból indul ki: (IV) : R = Ph-CH2-OCO R’=HR”=H (V) : R = Ph-CH2-OCO R’ = CF3CO R” = H. Ilyen közbenső terméket ír le T.L. Nagabhushan et al., (J. Amer. Chem. Soc., 100. 5254, 1978) és a vonatkozó 4.136.254. sz. USA-beli szabadalmi leírás, T. Tsuchiya et al. értekezése /Tét. Lett., 4951 (1979)/, valamint a 879.925. sz. belga szabadalmi leírás. Az utóbbi eljárásnál a (IV) képletű, kétszeresen védett közbenső terméket a megfelelő, (V) képletű 3”-trifluor-acetamido-vegyületté alakítják át etiltrifluor-acetáttal — itt R jelentése: Ph-CH2-OCO- csoport, R’ CF3CO-csoport és R’’ H —, majd a helyesen megválasztott L-HABA származékkal 1- helyzetben acilezik. A két különböző védőcsoportot, a trifluor-acetilt és benzil-oxi-karbonilt, ebben a sorrendben ammóniával és hidrogénnel leválasztják, ezáltal végtermékként amikacint nyernek. A kiindulási vegyületek a (IIA) általános képletteljellemezhetők, ahol R jelentése benziloxi-karbonil-, helyettesített benziloxi-karbonil-, alkoxi-karbonil-, ftaloil-, halogénezett alkil-karbonil-csoport. Az előnyösen alkalmazható kiindulási vegyület az olyan (IV) általános képletű vegyület, ahol R jelentése a fenti. A hozamot kielégítőnek tartják, de az eljárás iparilag nem megfelelő, mivel toxikus és drága reagenst, etil-trifluor-acetátot, valamint drága és magas forráspontja miatt nehezen kinyerhető oldószert, dimetil-szulfoxidot használnak. Az esetleges eltávolítás többletköltségekkel jár. A jelen találmány fő célja olyan eljárás biztosítása, amellyel a fenti problémák és hátrányok kiküszöbölhetők. A találmány szerinti eljárás azzal jellemezhető, hogy a kétszeresen védett (IV) képletű vegyület acilezéséhez oldószerként kizárólag vizet használunk, ami nyilvánvaló előnyökkel jár az ipari termelésnél mind gazdasági, mind ökológiai szempontból. Egy másik alapvető jellemzője az eljárásnak, 1 hogy a (IV) képletű vegyület közvetlen acilezésével a (VI) képletű, triacilezett közbenső terméket kapjuk, ahol R jelentése Ph-CH2-0-CO-csoport, R’ H és R” -CO-CH(OH)-CH2-CH2NH-CO-OCH2 csoport úgy, hogy szabályozzuk a reakcióelegy pH- ját, ami fő oka az aminocsoportok közti acilezési szelektivitásnak az 1- és 3”-helyzetben. Ez az acilezési szelektivitás meglepő és új eredmény, ami az irodalomban leírtak alapján nem volt várható. J. J. Wright et al., tanulmánya (J. Antibiotics, 22, 714 (1976)/ tárgyalja azt a lehetőséget, hogy a reakcióközeg szelektivitása a pH-tól függ és gyökeresen megváltozik, ha olyan reakció körülményeket választunk, amelyek között az antibiotikum vegyület aminocsoportjai teljesen protonáltak. A szerzők közlése szerint több amino-glükozid (sisomicin, verdamicin, gentamicin Cia) N-acilezett származékait mindig 30%-nál alacsonyabb hozammal kapták. Ugyanabban a tanulmányban azonban határozottan kijelentik, hogy „gyenge szelektivitást figyeltek meg erősen hidroxilezett antibiotikumok, például gentamicin B és kanamicin acilezése során”. Ilyen határozott állítás mellett az a tény, hogy a találmány szerinti eljárásnál a kanamicin diacüezett származékának N-l-helyzetben való acilezése erősen szelektív a reakcióelegy pH-ja függvényében, teljesen új és nem várt eredmény. A 4.136.254. sz. USA-beü szabadalmi leírás 23. példája ugyanennek a (IV) képletű vegyületnek közvetlen acilezését írja le tetrahidrofurán és víz (50% térfogatarányú) homogén oldatában, DMF- ben oldott N-benzil-oxi-karbonil-L-HABA-sav — N-hidroxi-szukcinimid aktív észterével. A reakciókörülmények azonban eltérnek a jelen találmányétól, mivel az USA szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál a reakció homogén fázisban megy végbe a reagensek teljes szolubilizálása mellett, míg a jelen eljárásnál a reakció heterogén fázisban megy végbe (heterogén fázis alatt nem vegyíthető oldószerek keveréke, vagy nem vegyíthető oldószerek és egy harmadik, szilárd fázis keveréke értendő), költséges oldószerek, például tetrahidrofurán és dimetil-formamid nélkül. Pontosabban, a találmány szerinti eljárás a kiinduló, 6’- és 3-helyzetben védett kanamicin A és az L-HABA-sav megfelelő kiválasztott, reakcióképes származékának heterogén közegben, szabályozott pH mellett végbemenő reakciójából áll. A (VI) képletű közbenső termékről azután a szokásos eljárások szerint eltávolítjuk a védőcsoportokat, a keletkező nyersterméket kromatográfiás módszerrel tisztítjuk és így optimális kitermeléssel amikacint nyerünk. Kiinduló termékként a kanamicin A bármely származéka használható, amelyben az aminocsoportokat 6’- és 3-helyzetben védjük úgy, hogy egy hidrogénatomot acilcsoporttal, példád benzil-oxikarbonil-csoporttal, vagy helyettesített benzil-oxikarbonil-csoporttal, mint például p-nitro-benziloxi-karbonillal vagy p-metoxi-benzil-oxi-karbonillal; alkoxi-karbonil-csoporttal, például t-butoxikarbonillal vagy t-amil-oxi-karbonillal; a ftaloilcsoporttal; halo-alkil-karbonil-csoporttal, például trif-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
