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Verfahren zur Herstellung eines neuen Erythromycinsalzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Erythromycinsalzes, nämlich des Erythromeyinglutamats.
Das neue Erythromycinsalz weist interessante pharmakologische Eigenschaften auf ; es besitzt insbesondere eine beträchtliche antibakterielle Wirkung gegenüber Keimen, die gegenüber Erythromycin empfindlich sind.
Es weist das gleiche antibakterielle Spektrum auf wie die Erythromycinbase und kann in der Humanund in der Veterinär-Medizin verwendet werden. Nach seiner per os Verabreichung erhält man einen viel höheren Blutspiegel als bei gleicher Verabreichung von äquivalenten Mengen Erythromycin in Form der Base, als Propionylerythromycin oder als Laurylsulfat von Propionylerythromycin. Bei im Experiment hervorgerufenen Infektionen mittels pathogenen grampositiven Keimen, wie Staphylococcen und Streptococcen, ruft das per os oder parenteral verabreichte Erythromycinglutamat eine höhere therapeutische Wirkung hervor, als die, welche man bei der Verabreichung der gleichen Dosis Erythromycin in Form der Base oder des Propionsäureesters beobachtet.
In der Veterinär-Medizin eignet sich das neue Produkt insbesondere zur Behandlung von Erkrankungen der Atemwege beim Geflügel.
Das Erythromycinglutamat besitzt den weiteren Vorteil, dass es in Wasser gut löslich ist (etwa 101ou wobei es die gleiche antibiotische Wirksamkeit entfaltet wie die Base.
Die injizierbaren Lösungen des Produktes können lange Zeit aufgewahrt werden.
Die wässerigen Lösungen des neuen Produktes besitzen einen PH-Wert in Nähe des Neutralpunktes, weshalb man sie auf parenteralem Wege verabreichen kann.
Das neue Erythromycinsalz hat auch im festen Zustand eine gute Stabilität. Wenn man es in diesem Zustand mehrere Tage einer Temperatur von 500C aussetzt, verändert es sich nicht.
Es kann dem Trinkwasser oder den Nahrungsmitteln der Tiere ohne Nachteil zugesetzt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des neuen Erythromycinsalzes ist dadurch gekennzeichnet, dass man Glutaminsäure auf Erythromycin in Anwesenheit von Wasser und in An- oder Abwesenheit eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie einem niederen aliphatischen Keton, einem Säureamid einer niederen aliphatischen Carbonsäure, einem niederen aliphatischen Alkohol oder einem cyclischen Äther einwirken lässt und dann das gebildete Erythromycinglutamat isoliert.
Dieses Verfahren kann wie folgt ausgeführt werden :
Als niederes aliphatisches Keton verwendet man entweder Methyläthylketon oder Aceton, als Säureamid einer niederen aliphatischen Carbonsäure-Dimethylformamid, als niederen aliphatischen Alkohol n-Butanol und als cyclischen Äther entweder Tetrahydrofuran oder Dioxan.
Die Isolierung des gebildeten Salzes erfolgt durch Absaugen, wenn man in einem wässerigen Lösungsmittel arbeitet, in welchem das Erythromycinglutamat unlöslich ist. Man arbeitet mit Lyophili-
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sierung oder Konzentrierung und nachfolgendem Zentrifugieren, wenn das Erythromycinglutamat in Lö- dung bleibt.
Dieses Verfahren gestattet die direkte Herstellung von injizierbaren Lösungen von Erythromycin- glutamat, wenn man nur in Wasser arbeitet.
Gewünschtenfalls kann man das neue Erythromycinsalz durch doppelte Umsetzung zwischen einem löslichen Erythromycinsalz und einem löslichen Glutaminsäuresalz erhalten, wobei man in einer Mi- schung aus einem mit Wasser wenig mischbaren organischen Lösungsmittel, welches Erythromycin löst und einer geringen Menge Wasser arbeitet.
Die zuletzt beschriebene Verfahrensweise zur Herstellung des neuen Erythromycinsalzes kann vorteilhaft in folgender Weise ausgeführt werden :
Als lösliches Erythromycinsalz verwendet man das Acetat, Propionat oder das Lactat, als lösliches Salz der Glutaminsäure ein Alkalisalz, ein Aminsalz oder ein solches von niederen aliphatischen Aminoalkoholen, als mit Wasser wenig mischbares organisches Lösungsmittel ein niederes Alkylacetat, wie Äthylacetat, Butylacetat oder Amylacetat, ein chloriertes organisches Lösungsmittel, wie Chloroform, Methylenchlorid oder Dichloräthan.
Das neue Produkt eignet sich für Veterinärzwecke, insbesondere als Zugabe zum Trinkwasser oder zu den Nahrungsmitteln der Tiere und kann vorgemischten Nahrungsmitteln, die z. B. ein inertes Material und ein Nahrungsmittel, wie abgerahmte Milch enthalten, bequem zugegeben werden.
Die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel l : Man löst 115 g trockene Erythromycinbase in 1150 cm 8 einer azeotropen Methyl- äthylketon-Wasser Mischung und fügt der erhaltenen Lösung unter kräftigem Rühren 20 g wasserfreie Glutaminsäure zu und rührt noch 16 bis 18 h.
Man filtriert, saugt das gebildete Produkt ab, trocknet über Nacht über 500C und erhält so 113 g (Ausbeute 850/0) Erythromycinglutamat, welches mit 5, 50/o Wasser solvatisiert ist. Fp. 148 bis 150 C,
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Das Produkt liegt in Form farbloser Nadeln vor, die sich in Wasser lösen und sich in verdünnten wässerigen Säuren und Alkalien sowie in den meisten der üblichen organischen Lösungsmittel zersetzen.
Eine 5% ige wässerige Lösung hat ein PH von 6, 1. Seine antibiotische Aktivität beträgt 805 y/mg, ausgedrückt als reine Erythromycinbase.
Das Produkt ist in der Literatur noch nicht beschrieben.
Beispiel 2 : m 60 cm Wasser suspendiert man 5 g Erythromycin und 1 g Glutaminsäure und rührt die Reaktionsmischung 1 h. Sodann filtriert man und lyophylisiert das Filtrat, wobei man 6 g Erythromycinglutamat erhält.
Das Produkt ist mit jenem von Beispiel 1 identisch.
Beispiel 3 : Man löst 350 g Erythromycin in 3 l Butylacetat und fügt eine Lösung von 80 g Mononatriumglutamat in 150 cm3 Wasser zu.
Die so gebildete Mischung wird bei Raumtemperatur einige Minuten gerührt, worauf man 28, 6 g Essigsäure zusetzt. Man rührt noch 1 h, saugt ab, wäscht mit Butylacetat, trocknet bei 500C und gewinnt so 409 g Erythromycinglutamat, enthaltend etwa 8% Natriumacetat.
Beispiel 4 : Herstellung von Erythromycinglutamat.
Stufe A : Herstellung von Erythromycinacetat :
Man löst 40 g Erythromycin in 360 cm3 Butylacetat mit 5% Wasser. Sodann fügt man unter Rühren 3, 3 cm Essigsäure zu und erhält dabei ein Gel von Erythromycinacetat.
Stufe B : Doppelte Umsetzung :
Man fügt zum vorstehend erhaltenen Gel 9, 2 g Mononatriumglutamat unter Rühren. Dabei beobachtet man eine rasche Kristallisation, die von einer Verflüssigung des Gels begleitet ist. Nach stündigem Rühren wird der Niederschlag abgesaugt, mit Butylacetat gewaschen und getrocknet. Man erhält so 46 g Erythromycinglutamat, dessen Eigenschaften mit dem nach Beispiel 3 gewonnenen Produkt ident sind.
Wie bereits ausgeführt wurde, besitzt das neue Erythromycinsalz interessante pharmakologische Eigenschaften. Insbesondere besitzt es eine bedeutende antibakterielle Wirkung gegenüber erythromycinempfindlichen Keimen.
Es kann zur Bekämpfung von Staphylococcen, Pneumococcen und infektiösen Erkrankungen, wie Diphterie und Gonorrhoe verwendet werden.
Das Erythromycinglutamat kann auf buccalem Wege, auf transkutanem Wege, oder auf lokalem Wege durch örtliches Auftragen auf Haut und Schleimhäute oder auf rektalem Wege angewendet werden.
Es kann in Form löslicher steriler Puder zur Herstellung injizierbarer Lösungen vorliegen, die in
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Ampullen oder in Fläschchen für mehrmalige Entnahmen abgefüllt sind. Es kann in Form von Presslin- gen, umhüllten Presslingen, aromatisiertem Pulver, löslichen oder schäumenden Körnern, Supposito- rien, Eierchen, Vaginaltabletten, Pastillen, gezuckerten Tabletten, Pomaden, Trockenzubereitungen und topischen Pulvern für die Zerstäubung vorliegen.
Die zu verabreichende Dosis staffelt sich zwischen 50 und 500 mg pro Einnahme und 0,5 bis 5 g pro Tag beim Erwachsenen als Funktion des Verabreichungsweges.
Die oben genannten pharmazeutischen Präparate werden nach bekannten Methoden hergestellt.
Pharmakologische Untersuchung des Erythromycinglutamates :
1. Verträglichkeit beim Tier : a) auf buccalem Wege :
Die Verträglichkeit des Erythromycinglutamates wurde auf oralem Wege bei Kücken von 13 Tagen bestimmt. Die Einverleibung des Salzes in einer Menge von 0, 50 g/l in das Trinkwasser während 5 auf- einanderfolgender Tage bewirkte keine Verringerung des eingenommenen Wassers und störte das Wachs- tum der Tiere in keiner Weise. b) auf intramuskulärem Wege :
In den dorsolumbralen Muskel von Kaninchen wurde 1 cm3 einer wässerigen Erythromycinglutamat-
Lösung bei der als Erythromycinbase ausgedrückten Konzentration von 4% intramuskulär injiziert. Die
Versuchstiere wurden am 10. Tage nach der Injektion getötet und der dorsolumbrale Muskel wurde ent- nommen.
Es konnte weder eine Spur der Injektion noch ein Entzündungsherd festgestellt werden.
Die Verträglichkeit des untersuchten Produktes ist somit bei oraler oder intramuskulärer Verabrei- chung zufriedenstellend.
2. Wirksamkeit bei Tieren :
A) Bestimmung der Konzentration des Antibiotikums im Blut.
Die orale Verabreichung des Erythromycinglutamates hat die therapeutisch wirksame Blutspiegel er- geben. a) bei Ratten :
Man verabreicht an zwei Reihen von je zehn Ratten mit Magensonde eine einzige Dosis einer wäs- serigen Lösung von 50 mg Erythromycinglutamat pro Kilogramm. Von jeder Ratte entnimmt man Blut
15 min nach Einnahme und bestimmt die antibiotische Aktivität nach der Diffusionsmethode auf Agar- nährboden bei PH = 8, wobei man als Prüfkeim einen Stamm von Streptococcus faecalls ATCC 10541 verwendet. Die Verdünnungen der zu titrierenden Serumproben werden mit Pferdeserum vorgenommen, und die Titrierung erfolgt im Vergleich mit einer geeichten reinen Erythromycinbase. Der Versuch wurde im Vergleich mit Propionylerythromycin ausgeführt. In der folgenden Tabelle sind die Durchschnitts- werte der erhaltenen Ergebnisse angeführt.
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<tb>
<tb>
Blutspiegel
<tb> nach <SEP> Verabreichung
<tb> des <SEP> Erythromycinglutamates <SEP> des <SEP> Propionylerythromycins
<tb> 1. <SEP> Rattengruppe <SEP> 0, <SEP> 317/cm <SEP> 0,30 <SEP> 7/CM3
<tb> 2. <SEP> Rattengruppe <SEP> 0,33 <SEP> γ/cm3 <SEP> 0,30 <SEP> γ/cm3
<tb>
Demnach sind auf andern Wege die von Erythromycinglutamat bewirkten Blutspiegel etwas höher als die von Propionylerythromycin bewirkten. b) bei Hühnern :
An Hühnergruppen wird eine einzige als Erythromycinbase ausgedrückte Dosis einer wässerigen Lösung von 100 mg/kg Erythromycinglutamat mit der Magensonde verabreicht. Die antibiotische Wirksamkeit des Serums wird nach der Diffusionsmethode auf Agarnährboden bestimmt.
Als Prüfkeim wird ein Stamm von Staphylococcus aureus 209P verwendet und die Blutentnahme wird an den Tieren zu verschiedenen Zeiten vorgenommen. Die Messungen der Inhibierungszonen im Vergleich mit einer geeichten Erythromycinbase haben folgende als Erythromycinbase ausgedrückte Durchschnittswerte ergeben.
Der Versuch wurde im Vergleich mit dem Laurylsulfat von Propionylerythromycin und dem Thiocyanat von Erythromycin ausgeführt, die in gleichen Dosen verabreicht wurden.
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<tb>
<tb>
Aktivität <SEP> des <SEP> Serums
<tb> Zeit <SEP> nach <SEP> Einnahme <SEP> Erythromycin-Laurylsulfat <SEP> von <SEP> Thiocyanat <SEP> von
<tb> glutamat <SEP> Propionylerythromycin <SEP> Erythromycin
<tb> 1 <SEP> h <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> y/cm3 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> y/cm3 <SEP> 0, <SEP> 70 <SEP> Y/cm <SEP>
<tb> 2 <SEP> h <SEP> 30 <SEP> min <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> Y/cm3 <SEP> -0, <SEP> 677y/cm3 <SEP>
<tb> 3h <SEP> 0, <SEP> 56 <SEP> γ/cm3 <SEP> 0,43 <SEP> γ/cm3
<tb> 5h <SEP> < 0, <SEP> 5 <SEP> 7/cm <SEP> - < <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> y/cm <SEP>
<tb>
Die mit Erythromycinglutamat erhaltenen Blutspiegel sind, wie ersichtlich, viel besser als die mit den zwei andern Erythromycinverbindungen erhaltenen.
B) Wirksamkeit "in vivo" gegen pathogene Keime.
Die therapeutische Wirksamkeit des Erythromycinglutamates wurde bei experimentellen Infektionen bestimmt, die man mitHilfe grampositiver pathogener Keime hervorgerufen hatte. Die Versuche wurden zum Vergleich mit Erythromycin und Propionylerythromycin ausgeführt. a) experimentelle Infektionen mit Staphylococcen :
Gruppen von je zehn Mäusen, die auf intraperitonealem Wege mit 0, 30 cm3 einer Kultur von 1/100 von Staphylococcus aureus (Stamm TIN) infiziert waren, wurden an zwei aufeinanderfolgenden Tagen mit Erythromycinglutamat behandelt, wobei die Verabreichung oral oder subkutan erfolgte. Die erste Dosis wurde, sogleich nach der Impfung als wässerige Lösung verabreicht, während die zweite Verabreichung 18 h später erfolgte. Die Vergleichssubstanzen wurden unter den gleichen Bedingungen verabreicht, nämlich in wässeriger Suspension und in gleichen Mengen.
Der therapeutische Effekt, der nach der Sterblichkeitsrate der Tiere, der Raschheit des Sterbens und dem Ausmass der Schädigungen im Vergleich zu unbehandelten Tieren bestimmt wurde, ist folgender :
EMI4.2
<tb>
<tb> Behandlung <SEP> Verabreichungsart <SEP> Dosis, <SEP> berechnet <SEP> als <SEP> Therapeutische
<tb> reines <SEP> Erythromycin <SEP> pro <SEP> Wirkung
<tb> Maus <SEP> von <SEP> 20 <SEP> g
<tb> 2, <SEP> 55mg <SEP> 100% <SEP>
<tb> Erythromycinglutamat <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP> mg <SEP> 96%
<tb> Erythromycinglutamat
<tb> 2,55 <SEP> mg <SEP> 100%
<tb> subkutan
<tb> 1,7 <SEP> mg <SEP> 100%
<tb> 2,55 <SEP> mg <SEP> 100%
<tb> freies <SEP> Erythromycin <SEP> oral <SEP> 2, <SEP> 55 <SEP> 80%
<tb> 2, <SEP> 55mg <SEP> 57% <SEP>
<tb> oral <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP> mg <SEP> 28%
<tb> Propionylerythromycin
<tb> 2,55 <SEP> mg <SEP> 94%
<tb> subkutan <SEP> 2,
<SEP> 55 <SEP> mg <SEP>
<tb> 1,7 <SEP> mg <SEP> 86%
<tb>
Diese Ergebnisse zeigen, dass die therapeutische Wirkung des Erythromycinglutamates unter gleichen Versuchsbedingungen der therapeutischen Wirkung des bei gleicher Dosis an Erythromycinbase verabreichten Erythromycins oder Propionylerythromycins überlegen ist, u. zw. der sowohl bei oraler als auch bei subkutaner Verabreichung an mit Staphylococcen infizierten Tieren, wo der Tod rasch eintritt. b) experimentelle Infektionen mit Streptococcen :
Mehrere Gruppen von zehn Mäusen, die durch Impfung mit einer Kultur von Streptococcus haemolyticus (Stamm M) infiziert waren, wurden an vier aufeinanderfolgenden Tagen durch orale Magensondenverabreichung einer wässerigen Lösung von Erythromycinglutamat behandelt.
Die Vergleichssubstanzen wurden als wässerige Suspension unter den gleichen Bedingungen verabreicht, u. zw. in den gleichen als Erythromycin ausgedrückten Dosen. Der therapeutische Effekt, der wie im vorherigen Beispiel bestimmt wurde, ist folgender :
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<tb>
<tb> Orale <SEP> Behandlung <SEP> Dosis, <SEP> berechnet <SEP> als <SEP> Therapeutische
<tb> freie <SEP> Erythromycinbase <SEP> Wirkung
<tb> pro <SEP> Maus <SEP> von <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Erythromycinglutamat <SEP> 2, <SEP> 67%
<tb> 0, <SEP> 85 <SEP> mg <SEP> 670/0 <SEP>
<tb> Erythromycinbase <SEP> 2, <SEP> gg
<tb> 0.
<SEP> 85 <SEP> mg <SEP> 380/0 <SEP>
<tb> 2,00 <SEP> mg <SEP> 18%
<tb> Propionylerythromycin
<tb> 0,85 <SEP>
<tb>
Diese Ergebnisse zeigen, dass Erythromycinglutamat bei gleichen Versuchsbedingungen eine bessere therapeutische Wirkung hat als Erythromycinbase oder Propionylerythromycin, wenn diese Vergleichssubstanzen gegen die generalisierte Streptococceninfektion, die den Tod der Kontrolltiere rasch herbeiführt, in gleichen Dosen an Erythromycinbase auf oralem Zufuhrwege verabreicht werde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines neuen Erythromycinsalzes, dadurch gekennzeich- net, dass man Glutaminsäure auf Erythromycin in Anwesenheit von Wasser und in An- oder Abwesenheit eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie einem niederen aliphati- schen Keton, einem Säureamid einer niederen aliphatischen Carbonsäure, einem niederen aliphati-
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isoliert.