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Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Tetracyclinderivate
Das Löslichmachen von Antibiotika der Tetracyclin-Gruppe (Oxytetracyclin, Chlortetracyclin, Di- methylchlortetracyclin und deren Isomere) hat zu verschiedenen Patenten geführt, welche Verfahren schützen, die die therapeutische Wirkung dieser Antibiotika durch Erhöhung ihrer Wasserlöslichkeit stei- gern. Von diesen Patenten seien jene genannt, welche sich auf die Reaktion des Tetracyclin-Moleküls mit ! primären oder sekundären aliphatischen oder heterocyclischen Aminen in Gegenwart von Formaldehyd be- ziehen.
Die Nachteile, welche diese Patente zu vermeiden suchen, beruhen darauf, dass die Tetracycline beim Einnehmen Schwierigkeiten verursachen, welche sich in nachstehenden drei Punkten zusammenfas- sen lassen :
1. Klinisch verabreichte Dosierungen ergeben Serum-Spiegel (1, 5 J. lg/ml Maximalwert ; 1. 0 ug/ml für 4, 6 h), welche nur bakteriostatisch sind und den kritischen Werten zu nahe liegen, bei welchen das
Bakterienwachstum gewisser, vorwiegend gram-negativer Bakterienarten zum Stehen kommt.
2. Die Ausdehnung des antibakteriellen Spektrums verursacht verschiedene Dysbakterien mit Erschei- nungen des Vitaminmangels, des kachektischen Zustandes kolonialer Monilien-Krankheiten, aber auch der choleraähnlichen Enterocolitis.
3. Störungen, welche durch Unverträglichkeit im Magen-Darmbereich auftreten, verhindern manch- mal die Fortsetzung der Behandlung.
Diese Nachteile machen es erforderlich, sich parenteraler Methoden zu bedienen, was aber einerseits durch die physikalisch-chemischen Merkmale der Tetracycline und anderseits durch deren aussergewöhn- liche Reizwirkung auf tierische Gewebe begrenzt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Derivate der Tetracyclin-Gruppe, welches auf der Verbindung von einem Molekül des Antibiotikums (Oxytetracyclin, Chlortetracyclin, Di- methylchlortetracyclin und deren Isomere) mit einem Molekül des Isonicotinsäurehydrazids (Iso-Niazid) in Gegenwart von Formaldehyd oder formaldehydbildender Stoffe beruht. Das Iso-Niazidmolekül ist vom organischen Standpunkt aus durch die Bildung aus einem Pyridinkern gekennzeichnet, welcher augen- scheinlich weder die Funktion eines primären noch eines sekundären Amins bildet und überdies durch die
Tatsache, dass diese Pyridinstruktur an eine wohlbekannte Hydrazidfunktion gebunden ist, welche bisher nichtverwendetwurde (siehe z. B. die deutschen Patentschriften Nr. 1044806, Nr. 1 063598, Nr. 1 088481 ; brit.
Patentschrift Nr. 809, 085 und italienische Patentschrift Nr. A 23073), woraus sich also die grund- sätzliche Neuheit des vorliegenden Verfahrens ergibt.
Durch das in der Folge näher beschriebene erfindungsgemässe Verfahren werden hygroskopisch, aber nicht zerfliessliche, blassrotgelbliche Produkte erhalten ; dieselben sind bei Zimmertemperatur beständig und deren Infrarot-und Ultraviolett-Spektren lassen sowohl das antibiotische Molekül als auch das daran gebundene Iso-Niazidmolekül erkennen. Dieses neue Produkt wird nachfolgend als F. 603 oder als Iso-Ni- cotinyl-methyl-tetracyclin bezeichnet. Fig. 1 zeigt sowohl das Ultraviolett-Spektrum, welches den in den Beispielen 1 und 2 genannten Produkten a und b entspricht (Schutzmarke : Supercyclin), als auch das dem Tetracyclin entsprechende Spektrum c, welches sowohl den Unterschied als auch die praktische Über- einstimmung mit dem Iso-Niazidanteil darstellt.
Spektrum d entspricht dem arithmetischen Unterschied zwischen den zwei Spektren b und c.
Diese Produkte sind bei einem PH zwischen 3 und 11 wasserlöslich. Die Lösungen bleiben durchsichtig
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und stabil während Zeitabschnitten, die so gross sind, dass sie die therapeutische Anwendung ermöglichen, selbst wenn mit der Zeit antibiotische Niederschläge innerhalb der obgenannten pH-Werte auftreten.
Vom pharmazeutischen Standpunkt betrachtet, erhält man nach vorliegendem Verfahren Produkte, welche beim Vergleich der akuten Toxizität LDso (Dosis, bei deren Anwendung die Hälfte der Versuchs- z tiere eingeht) mit den entsprechenden Werten des Tetracyclinhydrochlorids oder des Pyrrolydin-methyl- - Tetracyclin (dies letztgenannte Produkt entspricht einer der vorgenannten Patentschriften, welche die
Anwendung primärer und sekundärer Amine betreffen) nachstehende Werte ergeben :
EMI2.1
<tb>
<tb> Akute <SEP> Toxizität <SEP> LD
<tb> 50
<tb> Erfindungsgemässes <SEP> Produkt <SEP> 308 <SEP> mg/kg <SEP> : <SEP> zo
<tb> Tetracyclinhydrochlorid <SEP> 163 <SEP> mg/kg <SEP> : <SEP> zo
<tb> Pyrrolydin-methyl-tetracyclin <SEP> 144 <SEP> mg/kg <SEP> 6, <SEP> 5le <SEP>
<tb>
Sub akute Toxizität.
Die Injektion von 25 mg/kg des erfindungsgemässen Produktes kann bei Versuchs- tieren unbegrenzt wiederholt werden, während die gleiche Dosis von Tetracyclin-Hydrochlorid oder von
Pyrrolydin-methyl-tetracyclin bald nach den Injektionen nekrolitische Schäden verursacht.
Serumspiegel. Die Injektion an Kaninchen mit einer Menge des erfindungsgemässen Produktes (Iso- methyltetracyclin Schutzmarke Supercyclin) entspricht der von Tetracyclin-Hydrochlorid mit 100 mg/kg, während, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, bei gleichen Mengen von Pyrrolydin-methyl-tetracyclin an einer Gruppe von verschiedenen Tieren mit dem erfindungsgemässen Produkt viel höhere Serumspiegelerhalten werden können.
In Fig. 2 zeigt die volle Linie den dem Isonicotinyl-methyl-tetracyclin im Blutserum entsprechenden
Spiegel, der nach Einspritzen von 100 mg/kg Kaninchengewicht vonisonicotinyl-tetracyclin erhalten wird.
Die strichlierte Linie in Fig. 2 zeigt den unter den gleichen Bedingungen durch Einspritzen von Pyrrolydin-methyl-tetracyclin erreichten Blutspiegel, ausgedrückt in Werten der Tetracyclinchlorhydrataktivität.
In Fig. 3 und 4 sind die Spiegel dargestellt, die im Gewebe nach 2 und nach 4 h bei Einspritzung von Pyrrolydin-methyl-tetracyclin und Isonicotinyl-methyl-tetracyclin erreicht werden ; dieselben stellen Durchschnittsergebnisse dar, die an einheitlichen Gruppen von Versuchstieren ermittelt wurden, wenn 100 mg/kg Gewicht der Versuchstiere injiziert wurden.
Auf diese Weise ist klar und experimentell nachgewiesen, dass das erfindungsgemässe Verfahren bei Verwendung von Tetracyclin und Iso-Niazid Verbindungen ergibt, welche frei von den üblichen Nachteilen sind, welche erfahrungsgemäss bei Tetracyclin-Hydrochlorid auftreten und welche Verbindungen gleichzeitig eine deutliche Überlegenheit hinsichtlich der akuten und subakuten Toxizität und hinsichtlich des Gewebespiegels zeigen, wenn man dieselben mit Pyrrolydin-methyl-tetracyclin vergleicht.
Die Erfindung kann augenscheinlich in gleicher Weise auf alle Verbindungen angewendet werden, welche durch Reaktion irgend eines Antibiotikums der Tetracyclin-Gruppe mit Formaldehyd und Iso-Niazid erhältlich sind.
Das Verfahren, welches später durch Beispiele erläutert werden wird, soll seinem Wesen nach wie folgt beschrieben werden : In einem genügend polaren organischen Lösungsmittel, wie Methylalkohol, Aceton, Äthylalkohol, Butylalkohol usw. werden die antibiotischen Salze oder Basen, das Iso-Niazid und der Formaldehyd gelöst, der letztere entweder als wässerige Lösung oder als Gas, oder als irgend eine Verbindung, die ihn abzugeben vermag (Formaldehydpolymere). Die Mischung wird auf Siedetemperatur unter Atmosphärendruck gehalten, bis der Bildungsgrad der Verbindung und die Zerlegung des Antibiotikums die beste Ausbeute ergibt. Nachdem die Reaktionsmischung abgekühlt wurde, wird entweder das Lösungsmittel abgedampft oder das Reaktionsprodukt wird mit einem andern, weniger polaren organischen Lösungsmittel als das erste Lösungsmittel, wie z.
B. mit tertiärem Butylalkohol, Äther od. dgl., ausgefällt. Das ausgefällte Produkt wird abfiltriert und im Vakuum getrocknet und ist dann für den klinischen Gebrauch
EMI2.2
res Lösungsmittel, z. B. tertiären Butylalkohol, der mit Methanol mischbar ist, eingegossen. Wenn ein dunkelrosa Produkt ausfällt, wird es abfiltriert und im Vakuum getrocknet und zeigt die vorgenannten Eigenscha ften.
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EMI3.1
<tb>
<tb>
Elementaranalyse <SEP> : <SEP>
<tb> Berechnet <SEP> : <SEP> N <SEP> 11, <SEP> 13% <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 08% <SEP> C <SEP> 55, <SEP> 327o <SEP> 0 <SEP> 22, <SEP> 89% <SEP> Cl <SEP> 5, <SEP> 56% <SEP>
<tb> Gefunden <SEP> : <SEP> N <SEP> 11, <SEP> 13% <SEP> H <SEP> 5,65% <SEP> C <SEP> 55,98% <SEP> O <SEP> 21,54% <SEP> C15,70%
<tb>
EMI3.2
EMI3.3
<tb>
<tb> :10/0 <SEP> 1% <SEP> 10 <SEP> ; <SEP> 0 <SEP>
<tb> E <SEP> (360) <SEP> = <SEP> 242 <SEP> E <SEP> (270) <SEP> = <SEP> 348 <SEP> E <SEP> (220) <SEP> = <SEP> 291
<tb>
Beispiel 2: 8,8 g (0,02M) amphoteres Tetracyclin werden mit 5, 6 g (0,04M) Iso-Niazid gemischt, in 80 cm3 Methanol suspendiert, 1, 5 cru3 Formaldehyd (40No) zugesetzt und 5 min am Rückflusskühler gekocht. Das Reaktionsprodukt wird mit Butylalkohol gemischt.
Der Niederschlag wird mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wird ein dunkelrosa Produkt erhalten, welches folgende Eigenschaften zeigt :
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<tb>
<tb> Elementaranalyse <SEP> : <SEP>
<tb> Berechnet <SEP> : <SEP> N <SEP> 11,45% <SEP> H <SEP> 5,40% <SEP> C <SEP> 56,95% <SEP> O <SEP> 26,18%
<tb> Gefunden <SEP> : <SEP> N <SEP> 11, <SEP> 20'o <SEP> H <SEP> %,60% <SEP> C <SEP> 56,20% <SEP> O <SEP> 26,83%
<tb>
Das optische Drehungsvermögen in salzsaurer Methanollösung 0,01M (α) D20 = 175.
Antibiotische Aktivität :
100mg Tetracyclin-Hydrochlorid gleichen in der Aktivität 146, 6 mg 5, 2 mg Isonicotinyl-methyltetracyclin, das sind 90, 50/0 Aktivität bei einem erwarteten Wert von 132, 5 mg.
Antibakterielles Spektrum
EMI3.5
<tb>
<tb> Keimart <SEP> C. <SEP> 1. <SEP> M. <SEP> (Jlg/ml) <SEP> IsonicotinylTetracyclin <SEP> HCl. <SEP> -methyltetracyclin:
<tb> M. <SEP> pyogenes <SEP> v. <SEP> aureus
<tb> (Stamm <SEP> Heatley, <SEP> Oxford <SEP> 657) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0,2
<tb> M. <SEP> pyogenes <SEP> v. <SEP> aureus
<tb> (Stamm <SEP> ATCC <SEP> 6538) <SEP> 0, <SEP> 5-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> -1, <SEP> 0
<tb> E. <SEP> coli
<tb> (Stamm <SEP> Pasteur <SEP> K12) <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> -1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> -1, <SEP> 0
<tb> E. <SEP> coli
<tb> (Stamm <SEP> Oxford) <SEP> 0, <SEP> 5-l, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> -1, <SEP> 0
<tb> B. <SEP> subtilis
<tb> (Stamm <SEP> ATCC <SEP> 6633) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0,5
<tb> B. <SEP> subtilis
<tb> (Stamm <SEP> Farmabion <SEP> III-1) <SEP> 0,25 <SEP> 0,25
<tb> Strept. <SEP> pyogenes <SEP> A.
<tb>
(Stamm <SEP> ATCC) <SEP> 0,25 <SEP> 0,25
<tb> Sarcina <SEP> lutea
<tb> (Stamm <SEP> Farmabion <SEP> 1-1) <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> B. <SEP> pumilus
<tb> (Stamm <SEP> NCTC <SEP> 8241) <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0,05
<tb> B. <SEP> cereus <SEP> v. <SEP> mycoides
<tb> (Stamm <SEP> ATCC <SEP> 9634) <SEP> 0,25 <SEP> 0,25
<tb> Mycobacterium <SEP> phlei <SEP> 0,5 <SEP> 0,25
<tb>