<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung neuer säurebeständiger und therapeutisch wirksamer a-Fluorbenzylpenicilline
EMI1.1
Die Entdeckung der antibiotischen Aktivität einer Klasse von Stoffen, die als Penicilline bekannt sind, hat der Medizin ein wertvolles Mittel zur Behandlung der verschiedenartigsten Infektionskrankheiten zur Verfügung gestellt. Das am meisten verwendete Penicillin ist Penicillin G oder Benzylpenicillin und hat die Strukturformel
EMI1.2
Dieses besondere Penicillin wird gewöhnlich in der Therapie in Form eines seiner Metall- oder Aminsalze verwendet. Die zur Zeit bekannten Penicilline, wie Benzylpenicillin, sind wertvolle therapeutische Mittel. In der Praxis weisen diese Stoffe jedoch gewisse Nachteile auf, deren Beseitigung wünschenswert erscheint. So wird z. B. Penicillin G durch saure Lösungen rasch inaktiviert, so dass es nach der oralen Verabfolgung im Magen schnell zerstört wird.
Ferner zeigt eine Gruppe von Personen allergische Reaktionen gegen Penicillin G oder seine Salze, so dass die Behandlung dieser Personen mit Penicillin G nicht in Betracht kommt. Weiterhin haben gewisse pathogene Mikroorganismen Stämme entwickelt, die gegen die antibiotische Wirkung der zur Zeit bekannten Penicilline resistent sind.
Zweck der Erfindung ist die Herstellung von neuen Penicillinverbindungen und Salzen derselben, die gegen Säure beständig sind und nach der oralen Verabfolgung therapeutisch brauchbare Blutspiegel liefern.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
oderHerstellungdieserneuenpenicilline erfolgt inder Weise, dass 6-Aminopenicillansäure mit einem a-Fluorphenylacetylchlorid, a, a-Difluorphenylacetylchlorid oder den entsprechenden Säureanhydriden umge- setzt und das erhaltene Penicillin gegebenenfalls in ein therapeutisch verwendbares Salz in an sich bekannter Weise übergeführt wird.
Im allgemeinen wird die Acylierungsreaktion vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 300C und einem pH-Wert von etwa 5 bis 9 ausgeführt.
Diese neuen Penicilline besitzen erhebliche Vorteile, die die bisher bekannten Penicillinverbindungen nicht aufweisen.
Die neuen a-Fluorbenzylpenicilline besitzen z. B. im Vergleich mit den bisher bekannten Penicillinen ein ausgezeichnetes Spektrum antibiotischer Aktivität. Ausserdem sind die Fluorbenzylpenicilline in sauren Lösungen beständiger als die bekannten, im Handel erhältlichen wertvollen Penicilline, z. B. Benzylpenicillin. Ebenso wichtig ist es, dass mit den Fluorbenzylpenicillinen bei oraler Verabfolgung hohe Blutspiegel erzielt werden.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von a-Fluorbenzylpenicillin wird 6-Aminopenicillansäure mittels eines gemischten Anhydrids acyliert. Eine Lösung eines gemischten Anhydrids wird hergestellt, indem man a- Fluorphenylessigsäure und Chlorkohlensäureisobutylester in Lösung in einem tertiären Amin, wie Triäthylamin, stark rührt und dabei das Reaktionsgemisch auf verhältnismässig niedriger Temperatur, vorzugsweise unter etwa OOC, hält.
Das so gebildete gemischte Anhydrid wird dann mit einer wässerigen Natriumbicarbonatlösung von 6-Aminopenicillansäure gemischt. Nach Beendigung der Acylierungsreaktion wird das Reaktionsgemisch mit Wasser verdünnt und mit Äther gewaschen. Dann wird der pH-Wert der wässerigen Lösung durch Ansäuern auf 2 eingestellt und die freie cx-Fluorbenzylpenicillinsäure mit Methylisobutylketon extrahiert.
Das Penicillin wird weiter durch Rückextraktion mit Wasser unter Innehaltung eines pH-Wertes von 6, 5 mit der erforderlichen Menge an wässeriger Natriumbicarbonatlösung gereinigt. Der so erhaltene wässerige Extrakt des Natriumsalzes von a-Fluorbenzylpenicillin wird mit Äther gewaschen und lyophilisiert, wobei ein roher fester Körper als Rückstand hinterbleibt, der das Natriumsalz von a-Fluorbenzylpenicillin enthält.
Die Acylierung der 6-Aminopenicillansäure zwecks Herstellung von a-Fluorbenzylpenicillin kann auch mit Hilfe des entsprechend substituierten Phenylacetylchlorids durchgeführt werden. Dieses Verfahren kann mit besonderem Vorteil dann angewandt werden, wenn a, (x-Difluorbenzylpenicillin hergestellt werden soll. In Anbetracht der starken Reaktionsfähigkeit des a, a-Difluorphenylacetylchlorids wird bei diesem bevorzugten Acylierungsverfahren ein nichtwässeriges Reaktionsmedium angewandt, das aus trockenem Dimethylformamid und Triäthylamin besteht.
Wenn das entsprechende Monofluorbenzylpenicillin hergestellt werden soll, besteht eine zufriedenstellende Arbeitsweise darin, dass die 6-Aminopenicillan- säure mit α-Fluorphenylacetylchlorid in einem wässerigen Gemisch aus Seiger Natriumbicarbonatlösung und Aceton vermischt wird. Das Natriumsalz des jeweiligen Fluorbenzylpenicillins kann dann in der gleichen Weise isoliert werden, wie es für die Herstellungsmethode mit Hilfe des gemischren Anhydrids beschrieben wurde. Nach der Isolierung des Metallsalzes der gewünschten Penicillinverbindung erhält man die freie Säure durch Ansäuern des isolierten Produktes.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Metallsalze können weiter durch Herstellung eines unlöslichen Aminsalzes gereinigt werden. So kann man nach Umwandlung des Natriumsalzes
<Desc/Clms Page number 3>
in die freie Säure durch Ansäuern ein Aminsalz, z. B. das N-Äthylpiperidinsalz des < x-Fluorbenzylpeni- cillins, herstellen, indem man eine Lösung von a-Fluorbenzylpenicillin und N-Äthylpiperidin in Amylacetat und Aceton eindampft, bis ein teilweise fester Rückstand hinterbleibt. Das N-Äthylpiperidinsalz des a-Fluorbenzylpenicillins wird dann durch Verrühren des halbfesten Rückstandes mit einer geringen Menge Methylisobutylketon gewonnen.
Ebenso können andere Metallsalze, wie das Kaliumsalz, oder andere Aminsalze, wie das Procainsalz, durch Umsetzung der freien Penicillinsäure mit Kalium-2-äthyl- caproat unter Bildung des Kaliumpenicillinsalzes bzw. durch Eindampfen einer Lösung von freier Peni- cillinsäure und Procain unter Bildung des Procain-Penicillinsalzes gewonnen werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten Salze von a-Fluorbenzylpenicillin oder (x. a-Difluorbenzylpeni- cillin können zur Herstellung geeigneter Einheitsdosierungsformen verwendet werden. Diese Einheitsdosierungsformen, wie Tabletten, Kapseln, Lösungen, Suspensionen, Salben und Pulver, können in an sich bekannter Weise die geeignete Form für orale Darreichung, örtliche Applikation oder Injektion besitzen.
Die folgenden Beispiele erläutern Verfahren zur Herstellung von a-Fluorbenzylpenicillin, a, ct-Di- fluorbenzylpenicillin sowie Alkali- und Aminsalzen dieser Verbindungen.
Bei s pie 1 I : a - Fluorbenzylpenicillin
46 mg K-Fluorphenylessigsäure werden in einer Lösung von 30 mg Triäthylamin in 1 cm ? trockenem Aceton gelöst. Die Lösung wird auf - 50C gekühlt und unter Rühren tropfenweise mit einer Lösung von 41 mg Chlorkohlensäureisobutylester in 1 cm3 trockenem Aceton versetzt. Man lässt 10 min bei-5 C zwecks Bildung des gemischten Anhydrids stehen. Das Gemisch wird dann unter Rühren zu einer gekühlten Lösung von 60 mg 6-Aminopenicillansäure in 2,4 cm3 3% iger Natriumbicarbonatlösung und l cm3 Aceton zugesetzt. Die Acylierung wird bei Raumtemperatur unter Rühren 30 min fortgesetzt.
Dann wird das Reaktionsgemisch mit einigen cm3 Wasser verdünnt und mit Äther gewaschen. Hierauf bringt man bei 0 C den pH-Wert durchzusatz von verdünnter Salzsäure auf etwa 2. Das in Freiheit gesetzte Penicillin wird drei-
EMI3.1
Das Säurechlorid von a- Fluorphenylessigsäure wird hergestellt, indem man 2, 8 g der Säure mit 5 cm3 Thionylchlorid 3 h am Rückflusskühler erhitzt. Das überschüssige Thionylchlorid wird dann im Vakuum abgetrieben. Das Säurechlorid wird bei 5 mm Hg und einer Badtemperatur von etwa 1300C destilliert. Die Ausbeute beträgt 2, 15 g.
EMI3.2
wässerige Phase wird bei 0 C durch Zusatz von 2-molarer Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 2 gebracht.
Das in Freiheit gesetzte Penicillin wird mit 3 Anteilen von je 20 cm3 Methylisobutylketon extrahiert und dieses Lösungsmittel mehrmals mit 10 cm3 Wasser gewaschen. Das Penicillin wird in wässerige Lösung gebracht, indem anteilweise 3% igue Natriumbicarbonatlösung zugesetzt wird, bis die vereinigten wässerigen Extrakte einen pH-Wert von etwa 6, 5 aufweisen. Die wässerige Phase wird mit Äther gewaschen und lyophilisiert, wobei man 3,71 g eines festen Rückstandes erhält, der a-Fluorbenzylpenicillin enthält.
Material von dieser Reinheit besitzt, bezogen auf Natriumbenzylpenicillin als Standard, eine Trockengewicht-Wirksamkeit von 744 Einheiten/mg gegen Bacillus subtilis, 910 Milliäquivalenten/mg gegen Staphylococcus aureus und 160 Milliäquivalenten/mg gegen Salmonella gallinarum.
Bei einer Analyse des Wirkungsspektrums erweist sich a-Fluorbenzylpenicillin als aktiv gegen Proteus vulgaris 1810, Klebsiella pneumoniae B, Salmonella schottmuelleri MI, Pseudomonas aeruginosa II, Escherichia coli W, Micrococcus pyrogenes und Diplococcus pneumoniae I.
Die Beständigkeit des neuen Penicillins gegen Säure bei einem pH-Wert von 2 im Verlaufe von 2 h ist erheblich höher als diejenige des Benzylpenicillins. Benzylpenicillin verliert beim Stehenlassen für einen Zeitraum von 2 h in saurer Lösung bei einem pH-Wert von 2 den grössten Teil seiner ursprünglichen biologischen Aktivität bis auf 8%, während a-Fluorbenzylpenicillin im gleichen Falle über 801o seiner
<Desc/Clms Page number 4>
ursprünglichen biologischen Aktivität behält.
Eine weitere Reinigung des a-Fluorbenzylpenicillins ist durch Umwandlung in das N-Äthylpiperidinsalz möglich. Dieses Salz bildet sich beim Eindampfen einer Lösung der freien a-Fluorbenzylpenicillin- säure in einer Lösung von N-Äthylpiperidin in Amylacetat und Aceton. Es hinterbleibt ein halbfester Rückstand, der nach dem Verreiben mit Methylisobutylketon ein Salz liefert, welches bei der biologischen Analyse eine Aktivität von 765 Einheiten/mg gegen Bacillus subtilis zeigt.
Ein Kaliumsalz des a-Fluorbenzylpenicillins wird unter Verwendung von Kalium-2-äthylcaproat in Methylisobutylketon hergestellt.
Beispiel 3 : cx. ix-DifluorbenzylpeniciIlin
EMI4.1
< x-Difluorphenylessigsäureerhitzt. Das überschüssige Phosphoroxychlorid wird unter schwachem Vakuum bei einer Badtemperatur von 1200C abgetrieben. Das als Rückstand hinterbleibende Säurechlorid wird bei einem Druck von etwa
5 mm Hg bei der gleichen Badtemperatur überdestilliert. Die Ausbeute beträgt 6,08 g.
6,92 g 6-Aminopenicillansäure werden unter Zusatz von 8, 9 cm3 Triäthylamin in 75 cm3 trockenem Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wird gekühlt und bei OOC gerührt. Man setzt tropfenweise eine Lösung von 6, 08 g a, a-Difluorphenylacety1chlorid in 25 cm3 trockenem Dimethylformamid zu. Nach 1 h bei OOC wird das Acylierungsgemisch in Eis und Wasser gegossen und zweimal mit Äther extrahiert.
Dann wird die wässerige Phase bei OOC auf einen pH-Wert von 2 gebracht und dreimal mit Methylisobu- tylketon extrahiert. Nach mehrmaligem Waschen mit Wasser wird das Penicillin in wässerige Lösung gebracht, indem man allmählich verdünnte Natriumbicarbonatlösung zusetzt, bis die vereinigten wässerigen Extrakte einen pH-Wert von etwa 6,5 aufweisen. Hiezu sind 30 cm3 5% ige Natriumbicarbonatlösung erforderlich. Durch Lyophilisierung erhält man 5, 14 g rohes Natriumsalz von a, a-Difluorbenzylpeni- cillin.
Unter Bezugnahme auf Natriumbenzylpenicillin als Standard beträgt die Trockengewicht-Wirksamkeit des Natriumsalzes von a, a-Difluorbenzylpenicillin 382 Einheiten/mg gegen Bacillus subtilis, 540 Milliäquivalente/mg gegen Staphylococcus aureus und 30 Milliäquivalente/mg gegen Salmonella galinarum.
Das Kaliumsalz wird hergestellt, indem man eine Lösung des freien Penicillins in Methylisobutylketon mit Kalium-2-äthylcaproat versetzt. Die Trockengewicht-Aktivität dieses Salzes beträgt ohne weitere Reinigung 445 Einheiten/mg gegen Bacillus subtilis. ce, a-Difluorbenzylpenicillin ist viel beständiger- gegen Säure als Benzylpenicillin. Nach 2 h langem Stehenlassen in saurer Lösung bei einem pH von 2 verliert Benzylpenicillin den überwiegenden Teil seiner ursprünglichen biologischen Aktivität bis auf 8%, während a, < x-Difluorbenzylpenicillin bei gleicher Behandlung mehr als 75% seiner ursprünglichen biologischen Aktivität behält.
Die als Ausgangsstoff in den obigen Beispielen verwendete a, a-Difluorphenylessigsäure wird folgendermassen hergestellt : 70 g Schwefeltetrafluorid und 40 g Phenylglyoxylsäureäthylester werden 6 h unter autogenem Druck auf 1500C erhitzt. Das rohe Reaktionsprodukt wird in Chloroform gelöst, mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und destilliert. Die Ausbeute a, a-Difluorphenylessigsäureäthylester beträgt 33 gi KP9mm = 93-970C. 10 g dieses Stoffes werden durch 1 1/2 h langes Kochen am Rückflusskühler mit 10 cm3 konzentrierter Salzsäure und 20 cm3 Eisessig verseift. Das gekühlte Hydrolysegemisch wird mit überschüssigem Natriumbicarbonat und Wasser versetzt und das neu- trale Material mit Äther extrahiert.
Durch Wiederansäuern und Extrahieren mit Äther erhält man a, a-Difluorphenylessigsäure, die nach dem Destillieren und mehrmaligem Umkristallisieren aus Petroläther einen Schmelzpunkt von 75 bis 760C aufweist.