專利名稱：3′-羥基苯并嗪并利福霉素衍生物的制備方法和含有它們的抗菌劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于新的利福霉素衍生物或其鹽、制備它們的方法和以它們作為有效成分的抗菌劑。更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于式(Ⅰ)新的利福霉素衍生物或其鹽、制備它們的方法和以利福霉素衍生物或其藥用鹽作為有效成分的抗菌劑，
式中A為式
的基團，其中R′為有4或5個碳原子的烷基，或有3到5個碳原子的鏈烯基;或者為式
的基團，其中n為3或4。
本發(fā)明的利福霉素衍生物是文獻中尚未報道過的新化合物。
為了研制新的優(yōu)良的抗菌劑，本申請的發(fā)明人合成了式(Ⅰ)新的利福霉素衍生物，并且研究了它們的抗菌活性和藥理學(xué)特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，式(Ⅰ)新的利福霉素衍生物具有明顯的抗菌活性和良好的藥理學(xué)特性。
式中A的定義同上。
本發(fā)明提供了式(Ⅰ)新的利福霉素衍生物或其鹽，
式中A為具有式
的基團，其中R′為有4或5個碳原子的烷基，或有3到5個碳原子的鏈烯基;或者為式
的基團，其中N為3或4。
此外，本發(fā)明還提供了制備式(Ⅰ)利福霉素衍生物或其鹽的方法，該方法包括使式(Ⅱ)利福霉素衍生物與下式的胺反應(yīng)，
A-H式中A的定義同上。
另外，本發(fā)明還提供了包括式(Ⅰ)利福霉素衍生物或其藥學(xué)上適用的鹽作為有效成分的抗菌組合物。


圖1表明了試驗中小白鼠的存活率與治療時間的關(guān)系，其中本發(fā)明的利福霉素衍生物與其他受試化合物經(jīng)口給予患結(jié)核病的小白鼠。
本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物可溶于各種有機溶劑，例如可溶于鹵代烴(如氯仿)、醇(如乙醇)、酯(如乙酸乙酯)、芳香烴(如苯)以及醚(如四氫呋喃)中。
在本發(fā)明新的利福霉素衍生物(Ⅰ)中，取代基A的實例如下基團的實例
，其中R′的定義同上，例如A可以是
本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)可以與堿或者酸形成鹽?？梢詰?yīng)用能與利福霉素衍生物(Ⅰ)形成鹽的任何堿或酸。與堿形成鹽的實例有(1)金屬鹽，尤其是堿金屬鹽和堿土金屬鹽，(2)銨鹽和(3)胺鹽，尤其是與甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、吡咯烷、嗎啉或六亞甲基胺等形成的鹽。與酸形成鹽的實例有(1)與無機酸(例如硫酸和鹽酸)形成的鹽，(2)與有機酸(例如對-甲苯磺酸、三氟乙酸和乙酸)形成的鹽。
本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物可以按下述方法制備
(A)將3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素(Ⅱ)溶于有機溶劑(如甲醇、乙醇、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜)中，在有酸(例如鹽酸)或沒有酸存在下，于-20℃到溶劑的沸點溫度下和在有氧化劑(例如二氧化錳)或沒有氧化劑存在下，使其與下式的胺反應(yīng)1小時～1個月，可以制得本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物，
其中A的定義同上。3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素(Ⅱ)可以按照USP4，690，919所述的方法制得。
在上述反應(yīng)中，對于1mole式(Ⅱ)利福霉素衍生物，式A-H(其中A的定義同上)的胺其用量為0.5～10moles，最好為1～3moles，可以得到較滿意的結(jié)果。
應(yīng)用于上述方法的反應(yīng)溶劑其實例有甲醇、乙醇、異丙醇、四氫呋喃、吡啶、丙酮、乙酸乙酯、氯仿，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜等。其中，最好應(yīng)用吡啶、N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜，可得到較滿意的結(jié)果。
反應(yīng)溫度的范圍是-20℃到所用溶劑的沸點，反應(yīng)溫度范圍最好是-5℃～50℃，可得到較滿意的結(jié)果。
反應(yīng)時間通常為1小時～1個月。但是，由于反應(yīng)時間取決于反應(yīng)條件，例如所應(yīng)用胺的種類和數(shù)量，有或沒有氧化劑存在，所應(yīng)用氧化劑的種類和數(shù)量以及反應(yīng)的溫度，所以最合適的反應(yīng)時間應(yīng)該根據(jù)薄層層析或類似方法檢查的反應(yīng)進展情況而決定。
如果反應(yīng)在氧化劑存在下進行，作為氧化劑可以應(yīng)用空氣、氧、二氧化錳、二氧化鉛、氧化銀、鐵氰化鉀、過氧化氫等。其中，二氧化錳、氧化銀和鐵氰化鉀是較好的，可以得到較滿意的結(jié)果。
(B)按照上述(A)的方法，應(yīng)用式(Ⅲ)利福霉素衍生物代替用于方法(A)中的式(Ⅱ)利福霉素衍生物，可以制得本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物，
式中X為鹵原子有1～6個碳原子的烷氧基或硝基。反應(yīng)條件，例如反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度等可以與上述方法(A)相同。
在本發(fā)明方法中作為起始原料的式(Ⅲ)利福霉素衍生物，可以按照USP4，690，919中公開的制備3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素的方法，由利福霉素S與下式所示化合物反應(yīng)制得，
式中X的定義同上。
本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物為深紫色的固體，能夠以較容易的方式將它從反應(yīng)混合物中分離出來并加以純化。即從反應(yīng)混合物中除去過量的式A-H(其中A的定義同上)的胺和反應(yīng)溶劑等，得到粗產(chǎn)品，然后用結(jié)晶法、柱層析法等進行純化。這樣，可以得到所需要的利福霉素衍生物。
將式(Ⅰ)利福霉素衍生物用還原劑(例如抗壞血酸或連二亞硫酸鈉)還原，可以將本發(fā)明的式(Ⅰ)利福霉素衍生物轉(zhuǎn)變成式(Ⅳ)利福霉素衍生物，
式中A的定義同上。式(Ⅳ)利福霉素衍生物也是新的化合物，并且具有顯著的抗菌活性。
本發(fā)明式(Ⅰ)利福霉素衍生物的典型實例列于表1。用溴化鉀壓片法測定紅外吸收(IR)光譜。用硅膠60F254薄層層析板(20cm×20cm，E.Merck co.)進行薄層層析(TLC)。以四甲基硅烷為內(nèi)標，用氘化的氯仿為溶劑測定核磁共振(NMR)譜。
本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)對于革蘭氏陽性細菌和耐酸細菌具有顯著的抗菌活性。
按照日本化學(xué)治療學(xué)會的標準方法(Chemotherapy(東京)，29，76(1981))，測定本發(fā)明利福霉素衍生物(Ⅰ)的抗菌活性。關(guān)于典型化合物得到的結(jié)果列于表2。如表2所示，對于革蘭氏陽性細菌和耐酸細菌，本發(fā)明利福霉素衍生物(Ⅰ)具有顯著的抗菌活性。表2中衍生物的號與表1中衍生物的號一致。
本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)對于結(jié)核桿菌也具有顯著的抗菌活性。
利福霉素衍生物(Ⅰ)對于結(jié)核桿菌的抗菌活性測定如下在杜博氏培養(yǎng)基中培養(yǎng)結(jié)核桿菌(Mycobacterium tuberculosis H37RV)，以便制得含有該細菌的懸浮液，其濃度為1mg/ml。用無菌蒸餾水將懸浮液稀釋10倍，將0.05ml上述稀釋液接種到2ml含有10%(按體積計)牛血清的Kirchner液體培養(yǎng)基中。以通常的方式評價其抗菌活性。用含10%(按體積計)牛血清的Kirchner液體培養(yǎng)基將各個試驗化合物按2倍序列稀釋。然后將上述含有細菌的培養(yǎng)基加到試驗化合物的各個稀釋液中。各個培養(yǎng)基于37℃培養(yǎng)4周之后，用肉眼觀察試驗細菌的生長情況。在試驗細菌的生長完全被抑制的情況下試驗化合物的最小濃度稱為最小抑制濃度。
結(jié)果列于表3。從表3所示結(jié)果表明，本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)對于結(jié)核桿菌確定具有顯著的抗菌活性。表3中衍生物號與表1中衍生物的號一致。
本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)經(jīng)口服用，對于試驗性感染的小白鼠具有很好的治療效果。
下面敘述用小白鼠檢驗利福霉素衍生物(Ⅰ)對結(jié)核病治療效果的試驗。
各組用20只ddY雄性小白鼠(5周令)。在杜博氏培養(yǎng)基中培養(yǎng)結(jié)核桿菌(Mycobacterium tuberculosis H37RV)，以便得到含有該細菌的濃懸浮液，將0.2ml該懸浮液(活菌數(shù)2.4×108)接種到小白鼠的尾靜脈中使其感染結(jié)核病。用含有0.2%(按重量計)吐溫-80的2.5%(按重量計)阿拉伯樹膠水溶液配制各個試驗化合物的懸浮液。在感染的第2天開始進行治療。將試驗化合物的懸浮液經(jīng)口給予小白鼠，劑量為0.2ml，即每只小白鼠給予200μg。用含有0.2%(按重量計)吐溫-80的2.5%(按重量計)阿拉伯樹膠水溶液給小白鼠服用作為對照組，該阿拉伯樹膠水溶液不含任何試驗化合物。每天給藥一次，一周給藥6天。根據(jù)感染結(jié)核病的小白鼠延長存活的時間評價治療效果。
結(jié)果列于圖1。在圖1中，點a是指感染小白鼠的時間，點b是指開始治療的時間。從圖1所示的結(jié)果表明，用本發(fā)明的衍生物2進行治療，從開始治療起38天沒有小白鼠死亡。因此，與作為對比的藥物利福平和在USP4，690，919中公開的衍生物A(結(jié)構(gòu)式見下面)相比，很顯然衍生物2具有良好的治療作用。另一方面，對于USP4，690，919中公開的衍生物B(結(jié)構(gòu)式見下面)和EP0253340中公開的衍生物C(結(jié)構(gòu)式見下面)，已經(jīng)證明在治療試驗中它們的治療作用低于利福平。
衍生物AR5-OH，R6和R8-H，和R7
衍生物BR5、R6和R8-H，和R7
衍生物CR5和R6-H，R7
，和R8-C2H5此外，除了應(yīng)用每組10只ddY雄性小白鼠測定試驗開始之后第40天的存活率之外，還重復(fù)了上述用結(jié)核病感染小白鼠的治療試驗。結(jié)果列于表4和表5。
從表4所示的結(jié)果可看出，給予本發(fā)明的2、3、5、7、9或10號衍生物的各組，小白鼠沒有死亡。另一方面，未給予任何藥物的對照組其存活率為30%，給予利福平一組的存活率為80%。
表5的結(jié)果表明，給予本發(fā)明1、4、6或8號衍生物的各組，小白鼠沒有死亡。另一方面，未給予任何藥物的對照組所有的小白鼠均死亡，而給予利福平一組的存活率為40%。該結(jié)果表明，本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)作為治療結(jié)核病的藥物是非常有效的。
此外，當將表1中所示的利福霉素衍生物以1000mg/kg的劑量經(jīng)口服給予小白鼠時，它們未表現(xiàn)出任何的毒性。該結(jié)果表明，本發(fā)明的利福霉素衍生物(Ⅰ)是低毒性的。
以利福霉素衍生物(Ⅰ)作為有效成分的抗菌劑可以是口服或直腸或其他非經(jīng)胃腸道給藥的任何劑型。劑型的實例有例如片劑、膠囊劑、顆粒劑、糖漿劑、栓劑、軟膏劑等。本發(fā)明抗菌劑的制劑所用的載體為固態(tài)或液態(tài)的有機或無機藥用載體，該載體在通常情況下是無活性的，并適用于口服、直腸或其他非經(jīng)胃腸道給藥。載體的實例有結(jié)晶纖維素、明膠、乳糖、淀粉、硬脂酸鎂、滑石、植物或動物脂肪或油類、樹膠和聚(亞烷基)二醇。在制劑中利福霉素衍生物(Ⅰ)的含量可以從0.2%～10%(按重量計)變化。本發(fā)明的抗菌劑中可以含有其他的藥用成分，例如與利福霉素衍生物(Ⅰ)可配伍的其他抗菌劑。在該情況下，利福霉素衍生物(Ⅰ)不一定是該制劑的主要成分。
本發(fā)明的抗菌劑可以按這樣的劑量服用，以便得到所希望的效果但沒有任何的副作用。雖然實際應(yīng)用的劑量應(yīng)該根據(jù)醫(yī)生的意見決定，但是利福霉素衍生物(Ⅰ)每天成人常用的劑量約為10mg～10g，最好約為20mg～5g。本發(fā)明的抗菌劑可以按含1mg～5g，最好為3mg～1g有效成分的藥用劑量單位應(yīng)用。
本發(fā)明新的利福霉素衍生物(Ⅰ)具有顯著的抗菌活性和良好的藥理學(xué)性質(zhì)。
以下述實例較詳細地敘述和說明本發(fā)明。但是應(yīng)該認識到，本發(fā)明不限于這些實例，并且在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下可以進行不同的變化和改進。
在實例中衍生物號與表1中衍生物號相一致。在柱層析中用作為洗脫劑的溶劑混合比例，或者在薄層層析中用作為展開劑的溶劑混合比例以術(shù)語體積比(V/V)表示。
實例11號衍生物的合成按USP4，690，919公開的方法制備8.0g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素，將其溶于80ml二甲基亞砜(以下用“DMSO”來表示)之后，加入2.85g1-正丁基哌嗪的220ml DMSO溶液。向該溶液中加入9.0g二氧化錳，混合物于室溫下攪拌40小時。加入600ml乙酸乙酯稀釋反應(yīng)混合物之后，濾去二氧化錳。濾液用飽和氯化鈉水溶液洗滌3次，并經(jīng)無水硫酸鈉干燥。于減壓下蒸除溶劑，殘余物用wakogel
c-200的硅膠柱層析純化2次〔洗脫劑第1次純化用氯仿-丙酮(4∶1)，第2次純化用氯仿-甲醇(50∶1)〕。然后，產(chǎn)物用乙酸乙酯和正己烷的混合液結(jié)晶，得3.58g所需的1號衍生物。
實例22號衍生物的合成將3.0g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于30mlDMSO后，首先向其中加入1.05g1-異丁基哌嗪，然后再加入3.0g二氧化錳。混合物于室溫下攪拌25小時。向反應(yīng)混合物中加入200ml乙酸乙酯，濾去二氧化錳。然后，濾液依次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌，經(jīng)無水硫酸鈉干燥過夜。于減壓下蒸除溶劑，殘余物用wakogel
c-200的硅膠柱層析純化〔洗脫劑∶氯仿-丙酮(8∶2)〕。產(chǎn)物用乙酸乙酯和正己烷的混合液結(jié)晶，得0.82g2號衍生物。
實例33號衍生物的合成將6.0g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于60mlDMSO后，首先向其中加入2.13g1-(環(huán)丙基甲基)哌嗪，然后再加入6.0g二氧化錳。混合物于室溫下攪拌30小時。按實例2同樣的方法處理反應(yīng)混合物后，殘余物用wakogal
c-200的硅膠柱層析純化3次〔洗脫劑∶氯仿-丙酮(8∶2)〕，得4.0g3號衍生物。
實例44號衍生物的合成將4.5g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入1.56g1-仲丁基哌嗪，然后再加入4.5g二氧化錳?；旌衔镉谑覝叵聰嚢?2小時。反應(yīng)混合物按實例2同樣的方法處理后，殘余物用wakogel
c-200的硅膠柱層析純化2次〔洗脫劑第1次純化用氯仿-丙酮(8∶2)，第2次純化用氯仿-甲醇(98∶2)〕，得3.9g4號衍生物。
實例55號衍生物的合成將8.0g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于80mlDMSO后，向其中加入3.13g1-異戊基哌嗪的20mlDMSO溶液。向溶液中加入9.0g二氧化錳，混合物于室溫下攪拌40小時。反應(yīng)混合物按實例1同樣的方法處理后，將殘余物純化3次〔洗脫劑第1次純化用氯仿-丙酮(5∶1)，第2次純化用氯仿-乙酸乙酯(2∶1)，第3次純化用氯仿-乙酸乙酯-甲醇(15∶10∶1)〕，產(chǎn)物用氯仿和正己烷的混合液結(jié)晶，得3.38g5號衍生物。
實例66號衍生物的合成將4.38g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于30mlDMSO后，向其中加入3.10g1-叔丁基哌嗪和1.0g二氧化錳，混合物于室溫下攪拌21小時。反應(yīng)混合物用50ml氯仿稀釋，濾去不溶物。濾液依次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌，經(jīng)無水硫酸鈉干燥。于減壓下蒸除氯仿，殘余物用wakogel
c-200的硅膠柱層析純化〔洗脫劑氯仿-甲醇(98∶2)〕。產(chǎn)物用乙酸乙酯和正己烷的混合液結(jié)晶，得2.97g所需的6號衍生物。
實例77號衍生物的合成將4.5g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于40mlDMSO后，首先向其中加入1.39g1-烯丙基哌嗪，然后再加入4.5g二氧化錳?；旌衔镉谑覝叵聰嚢?5小時。反應(yīng)混合物按實例6同樣的方法處理后，將殘余物用wakogel
c-200的硅膠柱層析純化4次〔洗脫劑氯仿-甲醇(95∶5)〕，得2.7g7號衍生物。
實例88號衍生物的合成將4.5g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入2.0g1-(3-丁烯基)哌嗪，然后再加入4.5g二氧化錳。混合物于室溫下攪拌23.5小時。向反應(yīng)混合物中加入50ml氯仿后，濾去二氧化錳。濾液依次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌，并經(jīng)無水硫酸鈉干燥過夜。然后在減壓下蒸除溶劑。殘余物用Wakogel c-200的硅膠柱層析純化2次〔洗脫劑第1次純化用氯仿-丙酮(8∶2)，第2次純化用氯仿-甲醇(99∶1)〕，產(chǎn)物用氯仿和正己烷的混合液結(jié)晶，得3.36g所需的8號衍生物。
實例99號衍生物的合成將4.5g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于45mlDMSO后，首先向其中加入1.69g1-(3-甲基-2-丁烯基)哌嗪，然后再加入4.5g二氧化錳?；旌衔镉谑覝叵聰嚢?8小時。反應(yīng)混合物按實例2同樣的方法處理后，殘余物用Wakogel c-200的硅膠柱層析純化2次〔洗脫劑第1次純化用氯仿-甲醇(98∶2)，第2次純化用乙酸乙酯〕，產(chǎn)物用乙酸乙酯和正己烷的混合液結(jié)晶，得1.8g9號衍生物。
實例1010號衍生物的合成將1.8g3′-羥基苯并噁嗪并利福霉素溶于18mlDMSO后，首先向其中加入按M.E.Freed等的方法〔JournalofOrganicChemistry，25，2108(1960)〕制備的0.56g1，4-二氮雜雙環(huán)〔4、3、0〕壬烷，然后再加入1.8g二氧化錳?；旌衔镉谑覝叵聰嚢?2小時。
反應(yīng)混合物按實例2同樣的方法處理后，殘余物用Wakogel c-200的硅膠柱層析純化5次〔洗脫劑氯仿-甲醇(98∶2)〕，得0.3g10號衍生物。
除上述實例中所用的成分以外，其他成分也可用于本申請?zhí)岢龅膶嵗?，得到大體上相同的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.制備式(Ⅰ)利福霉素衍生物或其藥用鹽的方法，
式中A為式
的基團，其中R′為有4或5個碳原子的烷基，或為有3～5個碳原子的鏈烯基，或者為式
的基團，其中n為3或4；該方法包括使式(Ⅱ)利福霉素衍生物與式A-H的胺反應(yīng)，
式中A為式
的基團，其中R′為有4或5個碳原子的烷基，或為有3～5個碳原子的鏈烯基，或者為式
的基團，其中n為3或4。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中上述利福霉素衍生物(Ⅱ)與式A-H的胺在氧化劑存在下進行反應(yīng)，其中A的定義同上。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中上述氧化劑為二氧化錳。
全文摘要
制備式(I)利福霉素衍生物或其藥用鹽，式中A為式
文檔編號C07D498/18GK1042357SQ89107160
公開日1990年5月23日 申請日期1989年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月1日
發(fā)明者山根毅彥, 橋爪卓士, 山下勝治, 細江和典, 久世文幸, 渡邊清 申請人:淵化學(xué)工業(yè)株式會社