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Verfahren zur Herstellung neuer Tetrazyklinderivate
Die Erfindung betrifft neue und nützliche Tetrazyklinderivate, die besondere und ungewöhnliche Eigenschaften haben, u. zw. ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Es ist bekannt, dass Tetrazykline mit Formaldehyd und primären und sekundären Aminen (J. Am.
Chem. Soc. 81,1198, 1959 ; Deutsches Patent Nr. 1044 806), mit Formaldehyd und Aminocarbonsäuren (Boll. Chim. Farmaceutico 100,9, 1961 - Belgisches Patent Nr. 597187), sowie mit Formaldehyd allein (Deutsches Patent Nr. 1196 648) reagieren, wobei wasserlösliche Derivate gebildet werden.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer Kondensationsprodukte der Tetrazykline mit Formaldehyd und einem besonderen Typus von Aminen, die eine sauere schwefelhaltige Funktion enthalten. Diese Produkte wurden vorher nie beschrieben und besitzen überraschende pharmakologische Eigenschaften.
Die erfindungsgemäss hergestellten Kondensationsprodukte der Tetrazykline dienen als Komponenten pharmazeutischer Zusammensetzungen, besonders in antibakteriellen Heilmitteln.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen sind Reaktionsprodukte eines Tetrazyklins mit Formaldehyd und einem besonderen Typus eines Amins, das eine schwefelhaltige saure Gruppe im Molekül hat, mit der allgemeinen Formel
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EMI1.2
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den Aminen, in welchen R = H, als mit denen, in welchen R = Alkyl oder Hydroxyalkyl darstellt, lässt dies annehmen, dass ein Tetrazyklinmolekül an das Amin als Aminomethylderivat gebunden ist und dass das zweite Tetrazyklinmolekül eine verschiedene, noch nicht endgültig lokalisierte Bindung besitzt.
Oben Ausgeführtes bildet eine Theorie über den inneren molekularen Aufbau der erfindungsgemäss erhaltenen Produkte, welche Konstitution auf Grund vorläufiger annähernder Analysen provisorisch kurz festgesetzt worden war.
Was den strukturellen Aufbau betrifft, ist nicht beabsichtigt, sich auf diese Theorie festzulegen, denn wesentlich ist die Tatsache. dass man, indem man nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitet,
Erzeugnisse mit festgesetzter und beständiger Zusammensetzung erhält, für welche das Infrarot-Spektrum stets die obengenannte Absorption zeigt und die Elementar-Analysen lediglich innerhalb des Versuchsfehlers sich bewegen, und stets ein Amin-Tetrazyklin-Molarverhältnis zeigen, das, wie oben erwähnt, 1 : 2 ist.
Die Tetrazykline, die besonders nützlich innerhalb der Erfindung sein können. sind : Tetrazyklin, 7-Chlortetrazyklin, 5-Hydroxy-Tetrazyklin ; bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann man auch 7-Chlor-6-Demethyl-Tetrazyklin, 6-Demethyl-Tetrazyklin, wie auch ihre Isomere, einsetzen.
In den Erzeugnissen kann die aus dem Amin mit schwefelhaltiger saurer Funktion entstammende saure Gruppe frei vorliegen oder als Natrium-, oder Kaliumsalz oder Salz einer organischen Base. Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen können auch als Salz antibiotische, basischer Verbindungen, wie Kanamyzin, Streptomyzin, Erythromyzin vorliegen. Die als Natriumsalze vorliegenden Produkte sind vorzuziehen.
Die neuen Derivate sind im allgemeinen gut wasserlöslich, wobei einige unter ihnen Lösungen hoher Beständ gkeit bilden ; sie eignen sich zur oralen und parenteralen Verabreichung, da sie bei diesen Verabreichungsarten gut aufgenommen werden.
In den folgenden Tabellen werden bestimmte Eigenschaften einiger bevorzugter, erfindungsgemäss erhaltener Produkte gezeigt, wobei jedoch auch ähnliche Versuche mit den andern erfindungsgemäss erhaltenen Erzeugnissen gemacht wurden, und qualitativ analoge, wenn auch quantitativ verschiedene, Ergebnisse erhalten wurden.
Tabelle 1
Schutz durch orale Verabreichung der weissen, mit Klebsiella pneumonia infizierten Swiss Maus.
Sämtliche EE sind in mg von Chlortetrazyklin-Hydrochlorid ausgedrückt, um einen direkten Vergleich zu gestatten.
EMI2.1
<tb>
<tb>
Erzeugnis <SEP> ED <SEP> in <SEP> mg/Kg
<tb> Chlortetrazyklin-Hydrochlorid <SEP> 55
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> Äthanolaminmethansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 58
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2 <SEP> !-äthan- <SEP>
<tb> sulfinsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 60
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 45
<tb>
Die akute und chronische Toxizität ist geringer. nicht nur hinsichtlich derjenigen der ursprünglichen Antibiotika (z. B. Chlortetrazyklin-Hydrochlorid), sondern auch hinsichtlich der schon bekannten Derivate solcher Antibiotika.
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Tabelle 2
EMI3.1
Intravenöse Verabreichung bei der weissen Swiss Maus.
Sämtliche LEL. sind in Chlortetrazyklin-Hydrochlorid ausgedrückt, um einen direkten Vergleich zu erlauben
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<tb>
<tb> Erzeugnis <SEP> LD@ <SEP> in <SEP> mg/Kg
<tb> Chlortetrazyklin-Hydrochlorid <SEP> 91,5
<tb> N-Methylol-chlortetrazyklin
<tb> (Deutsches <SEP> Patent <SEP> Nr. <SEP> 1196 <SEP> 648) <SEP> 117
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthansulfinsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 127
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> Äthanolaminomethansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 142
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklln <SEP> 138
<tb>
Tabelle 3
Chronische Toxizität
Intraperitoneale Verabreichung bei der weissen Swiss Maus ;
Dosis von 150 mg/Kg täglich.
Sämtliche Dosen sind in Chlortetrazyklin- Hydrochlorid ausgedrückt.
EMI3.3
<tb>
<tb>
Erzeugnis <SEP> Sterblichkeit <SEP> nach
<tb> 10 <SEP> Tage <SEP> 15 <SEP> Tage
<tb> Chlortetrazyklin-Hydrochlorie <SEP> 20% <SEP> 50%
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> Manolaminomethansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 00/0 <SEP> 10%
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthanolsulfinsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 0% <SEP> 5%
<tb> Reaktionprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthan-thiosulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 5% <SEP> 20%
<tb>
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Tabelle 4
Chronische Toxizität
Orale Verabreichung bei der weissen Swiss Maus ;
Dosis von 500 mg/Kg täglich.
Die Dosen sind in Chlortetrazyklin-Hydrochlorid ausgedrückt.
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<tb>
<tb>
Erzeugnis <SEP> Mittleres <SEP> Gewicht <SEP> (g) <SEP> der <SEP> Tiere <SEP> nach
<tb> folgenden <SEP> Tagen <SEP> : <SEP>
<tb> 10 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 50 <SEP> 60
<tb> Chlortetrazyklin-Hydrochlorid <SEP> 21 <SEP> 21,7 <SEP> 22 <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP> 24,9 <SEP> 25, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> l-Amino-2-äthansulfinsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 21 <SEP> 21,9 <SEP> 23, <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 1 <SEP> 26,5 <SEP> 27,6
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> 1-Amino-2-äthan-thiosulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 22,5 <SEP> 25.
<SEP> 8 <SEP> 28, <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 31,9 <SEP> 33, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Nicht <SEP> behandelte <SEP> Kontrolltiere <SEP> 20,5 <SEP> 21,7 <SEP> 22,5 <SEP> 23,2 <SEP> 23,8 <SEP> 24
<tb>
Zu diesen offenbaren und bemerkenswerten Vorteilen (die schon an und für sich einen Fortschritt im jetzigen Stand der Therapie darstellen) ergeben sich noch andere ganz überraschende und absolut neue Vorteile für die Antibiotika der Tetrazyklin-Gruppe.
Es ist bekannt, dass man zu den Hauptunannehmlichkeiten der Tetrazykline eine Lebertoxizität zählt, die von einer fetten Degeneration der Leber, besonders durch Chlortetrazyklin und 5-Hydroxy- - Tetrazyklin verursacht wird, welche in gewissen Fällen zum Tode führen kann. (American J. Obstetr.
Gynecol 95,523 [1966] ; New England J. of. Med, Vol. 269, 99 [1963] ; A. m. A. Archives of Internal Medicine Vol. 88, 271 [19511).
Kein Tetrazyklinderivat hat bis heute diese schwere kollaterale Wirkung beseitigen können ; durch die erfindungsgemäss erhaltenen Erzeugnisse wurden aber überraschende Wirkungen, mit einer bemerkenswerten Verminderung der Fettprozente in der Leber erhalten, die durch folgende Angaben bestätigt werden.
Tabelle 5
Fettprozente in der Leber
Dosis von 100 mg/Kg bei intravenöser Verabreichung bei der weissen Wistar Ratte.
Die Prozente stellen die Fettvermehrung im Vergleich mit nicht behandelten
Kontrolltieren dar. Die Dosen sind in Chlortetrazyklin-Hydrochlorid ausgedrückt.
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<tb>
<tb> Erzeugnis <SEP> Fettprozente <SEP> in <SEP> der <SEP> Leber
<tb> 48 <SEP> und <SEP> 72 <SEP> h <SEP> nach
<tb> der <SEP> Verabreichung
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 72 <SEP> h
<tb> Chlortetrazyklin-Hydrochlorid <SEP> 95 <SEP> % <SEP> 60 <SEP> %
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> l-Amino-2-äthansulfinsäure, <SEP> FormaldehydundChlortetrazyklin <SEP> 69, <SEP> 5% <SEP> 12, <SEP> 5% <SEP>
<tb> Reaktionsprodukt <SEP> von <SEP> l-Amino-2-äthansulfonsäure, <SEP> Formaldehyd <SEP> und <SEP> Chlortetrazyklin <SEP> 51 <SEP> 26, <SEP> 5% <SEP>
<tb>
Diese neuen Produkte werden nach einem Verfahren hergestellt, das schematisch aus der Kondensationsreaktion der obengenannten Substanzen besteht. u.
zw. aus Tetrazyklin. Formaldehyd und einem eine schwefelhaltige saure Funktion enthaltenden Amin.
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Die Kondensation kann in verschiedenen inerten Lösungsmitteln durchgeführt werden, z. B. in Methanol, Äthanol, Isopropanol, Dimethylformamid, 2-Methoxy-äthanol, 2-Äthoxy-äthanoI, Tetrahy- drofuran, allein oder gemischt.
Die Molarverhältnisse der reagierenden Substanzen können innerhalb ziemlich breiter Grenzen schwanken, aber man bevorzugt die folgenden Reaktionsverhältnisse Amin : Formaldehyd : Tetrazyklin von
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Das Formaldehyd kann unterschiedslos in wässeriger Lösung, in Methanollösung oder als Polymer angewendet werden, aber die bevorzugte Form ist die wässerige Lösung, die auch die billigste ist.
Das Tetrazyklin kann sowohl als amphotere Base, wie auch als Additionssalz mit einer Säure (z. B.
Hydrochlorid), wie auch in Form eines Alkalisalzes (z. B. Natriumsalz) verwendet werden.
Die Reaktionstemperatur kann zwischen 20 und 500C schwanken ; eine optimale Temperatur liegt zwischen 25 und 350C.
Je nach dem Produkttypus und den Reaktionsbedingungen kann das Erzeugnis sich selbständig während des Verlaufs der Reaktion abscheiden, oder es kann durch Ausfällen mit Lösungsmitteln, in welchen es nicht mischbar ist, oder durch Konzentrierung des Reaktionsgemisches, indem man die Lösungsmittel abdestilliert, isoliert werden.
Die folgenden erklärenden Beispiele dienen dazu, die Methode zu erklären und zu beweisen, wie man innerhalb der obengenannten Grenzen arbeiten kann. Für die Fachleute wird es klar sein, dass besagte Beispiele automatisch auch für jene nicht beschriebenen Fälle angewendet werden können, welche, mit kleinen von der Praxis bewährten Abänderungen, in die Grenzen dieser Erfindung fallen.
Deshalb stellen die Beispiele keine Beschränkung der Erfindung dar.
Beispiel l : In 80 ml eines l ; l Gemisches von Methanol und 2-Methoxy-äthanol löst man 0,8 g (0, 02 Mol) NaOH und 2, 22 g (0,02 Mol) Aminomethansulfonsäure ; danach fügt man 4, 5 ml (0,06 Mol) wässeriges Formaldehyd (40go) und, nach 15 min, 17, 76 gin 80 ml 2-Methoxy-äthanol gelöste Tetrazyklin-Base hinzu.
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Minutenberechnet %, C = 53,43; H =5,07; N = 6,77; S = 3,10; Na = 2, 22 gefunden C=53, 34 ; H = 5,22; N = 6,88; S = 3,24; Na = 2,01.
Beispiel2 :1,11gAminomethansulfonsäurewerdenin80ml0,5gNaOHenthaltendemMethanol gelöst : man fügt 10 g Chlortetrazyklin-Base in Methanol (30 ml) und Dimethylformamid (50 ml) hinzu.
Man filtriert, um etwaige unlösliche Reste zu entfernen und fügt 1, 5 ml wässerigen, 40%igen Formaldehyd hinzu. Dann lässt man während 60 min bei Raumtemperatur reagieren. Nach einigen Minuten fällt das Produkt aus, welches gesammelt, mit Methanol gewaschen und unter Vakuum bei 400C getrocknet wird.
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berechnet eg, S = 2, 90 gefunden 0/0. S = 2, 8.
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Methanol gelöst ; zur Lösung fitgt man 2,25 ml (0, 03 Mol) wässerigen, zuigen Formaldehyd hinzu, lässt während 5 min reagieren, und fügt dann 9 g in 60 ml 2-Methoxy-äthanol und 40 ml Isopropanol gelöste Tetrazyklin-Base hinzu ; man rührt während 30 min bei Raumtemperatur, wobei die Abscheidung des Erzeugnisses stattfindet, welches gesammelt und mit Isopropanol gewaschen wird.
Die Analyse für CHCNgSNa ergab : S = 2, 85, berechnet 3, 06.
Beispiel 4: 0,45 g NaOH und 1,25 g Methylaminomethansulfonsäure werden in 110 ml Methanol gelöst ; nach Hinzufügung von 1,5 ml wässerigem 40% gen Formaldehyd rührt man während 10 min und fügt dann 10 g Chlortetrazyklin hinzu, welches in einem Gemisch von 60 ml Dimethylformamid und 90 ml Isopropanol gelöst worden war ; nach einigen Minuten fällt das Produkt langsam aus. Man lässt noch
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während 30 min reagieren, filtriert und wäscht mit Isopropanol.
Für C47H52O19N5Cl2SNa: berechnet%S=2,87 ; gefunden % S = 2,95.
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5 : Nachdem man 0, 4g NaOHund 1, 4g Äthylaminomethansulfonsäurein40ml Methanolgelöst hat, fügt man zur Lösung, aufeinanderfolgend, 1, 5 ml wässerigen 4 obigen Formaldehyd und nach 5 min 9, 6 g Chlortetrazyklin, welches in einem Gemisch von Isorpopanol (80 ml), Methanol (30 ml) und Dimethylformamid (50 ml) gelöst worden war, hinzu. Man lässt während 30 min bei Raumtemperatur reagieren und sammelt dann das ausgeschiedene Produkt.
Für C48H54O19N5Cl2SNa: S %. berechnet 2, 83 ; gefunden 2,7 und 3, 1.
Beispiel 6 : 2, 25ml wässeriger 40% iger Formaldehyd werden einer Lösung von O. OlMolNatrium- -n-Butylaminomethansulfonat in 80 ml Methanol hinzugefügt ; nach 5 min fügt man eine Lösung von 9,6 g Chlortetrazyklin in einem Gemisch von 100 ml Isopropanol und 30 ml Dimethylformamid hinzu.
Man rührt das Ganze während 30 min bei Raumtemperatur und filtriert dann das ausgeschiedene Produkt ; man wäscht es dann mit Isopropanol und trocknet es unter Vakuum bei 40 C.
S%. berechnet 2, 76 ; gefunden 3.
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7 :sulfonsäure ; man fügt 4, 5 ml wässerigen 40% gen Formaldehyd hinzu ; man belässt während 15 min bei Raumtemperatur und filtriert ; zum Filtrat fügt man 19, 3 g Chlortetrazyklin hinzu, welches in 60 ml Dimethylformamid und 80 ml Isopropanol gelöst worden war und lässt dann während 30 min bei 25 bis 300C reagieren.
Das Reaktionsprodukt, welches von selbst ausfällt, wird dann mit Isopropanol gewaschen und unter Vakuum bei 400C getrocknet.
Es ist sehr wasserlöslich ; eine wässerige zigue Lösung hat ein PH von 7,2 bis 7, 4.
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die Lösung während 5 min bei Raumtemperatur stehen und dann fügt man 17, 86g in 80 ml 2-Methoxy- äthanol gelöstes Tetrazyklin hinzu. Man rührt während 30 min bei 300C und filtriert dann das ausgeschie-
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150 ml Methanol gelöst ; die Lösung wird mit 3 ml wässerigem 40% igen Formaldehyd behandelt und wäh- rend 5 min bei Raumtemperatur stehen gelassen : dann fügt man 19, 2 g in 80 ml Dimethylformamid und 60 ml Methanol gelöstes Chlortetrazyklin hinzu und lässt während 30 min bei 30 Creagieren;
das Produkt scheidet sich von selbst aus und wird gesammelt, auf dem Filter mit Methanol gewaschen und unter Vakuum bei 400C getrocknet. Das Produkt Ist sehr wasserlöslich. Eine zigue Lösung hat ein PH von 7. 2 bis 7. 4. In 0,01n NaOH zeigt es Absorptionmaxima bei 253 und 258 mfj. Drehungsverrngen
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=-195 i 5 ten Amids.
Für die Elementaranalyse wurde die Probe unter Vakuum über P2O5 bei 500C während einiger Stunden getrocknet.
Für C47H52O18N5Cl2SNa:
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in 80 ml Methanol werden gelöst, mit 1, 5 ml (0,02 Mol) wässerigem 40%igen Formaldehyd behandelt und ebenso nach 5 min mit einer Lösung von 9 g Tetrazyklin-Base in 40 ml 2-Methoxyäthanol. Indem man bei Raumtemperatur rührt, scheidet sich ein gelbes Produkt aus, welches nach 30 min filtriert, mit
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:Die antibakterielle Wirkung in vitro gegen Sarcina Lutea, indem man Tetrazyklin Hydrochlorid als Standard anwendete, war bei 870 bis 880 y/mg (theoretisch 909 y/mg).
Beispiel 11 : Man lässt während 5 min bei Raumtemperatur 0,01 Mol Natrium-1-Amino-2-äthansulfonat mit 1,5 ml (0,02 Mol) wässerigem 40%gen Formaldehyd in 80 ml Methanol reagieren ; dann fügt man eine Lösung von 10 g Chlortetrazyklin-Base in 40 ml Dimethylformamid und 30 ml Methanol hinzu. Nach einigen Minuten scheidet sich das Produkt aus. Insgesamt hält man es während 30 min bei 25 bis 300C und filtriert dann, wäscht es mit Methanol und trocknet es unter Vakuum.
Analyse für C47H52O18N5Cl2S2Na:
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EMI7.5
EMI7.6
Die antibakterielle Wirkung in vitro gegen Sarcina Lutea, Indem man Chlortetrazyklin-Hydrochlorid als Standard nimmt, war bei 880 bis 890 y/mg (theoretisch 900 7/mg), Beispiel 12 : In einem Gemisch von 60 ml Methanol und 30 ml 2-Methoxy-äthanol löst man
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gefunden S % = 3, 0 ; 2, 75.
Beispiel 13 : Einer Lösung von 0,01 Mol Natrium-1-Amino-2-äthansulfinat in 40 ml Methanol
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85 ml wässerigen 40% igenHydrochlorid in 20 ml Dimethylformamid suspendierte und mit 0, 4g NaOH in 25 ml Methanol neutralisierte. Man lässt während 30 min bei 250C reagieren und filtriert das ausgeschiedene Produkt. Es wird unter Vakuum bei 500C getrocknet.
Analyse für C47H48O18N5Cl2SNa: berechnet 9% = 2, 98 ; gefunden Silo 2, 75.
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erfolger Lösung filtriert man, um eventuell anwesende Verunreinigungen zu entfernen. Dann verdünnt man das Filtrat mit 15 ml Isopropanol und behandelt es mit 0,85 ml wässerigem zeigen Formaldehyd.
Nach einigen Minuten beginnt das Produkt auszuscheiden ; es wird gesammelt, mit Isopropanol gewaschen und unter vermindertem Druck bei 500C getrocknet.
Analyse für C47H54O20N5S2Na: berechnet S% = : 5, 85 ; gefunden S% = 5,95.
Beispiel 15 : Eine Lösung von 0,01 Mol Natrium-1-Amino-2-äthan-thiousulfonat in 40 ml Methanol
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formamid und 25 ml Methanol behandelt ; nach wenigen Minuten scheidet das Reaktionsprodukt aus. Das Gesamte wird während 30 min bei Raumtemperatur gerührt, dann filtriert und mit Methanol gewaschen.
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berechnet 8% = 5, 80 ; gefunden 8% = 6.
Beispiel 16 : man bereitet eine Lösung von 0, 4 g NaOH, 1, 1 g 1-Amino-2-äthansulfinsäure und 0,85 ml wässerigem 40%igen Formaldehyd in 25 ml Methanol. Zu dieser Lösung fügt man eine zweite Lösung hinzu, welche mit 4, 8 g Tetrazyklin-Hydrochlorid bereitet wurde, welches in 20 ml 2-Methoxy- Äthanol suspendiert und mit 0, 4 g NaOH in 15 ml Methanol neutralisiert wurde.
Die sich ergebende Lösung wird mit 20 ml Isopropanol verdünnt und während 30 min bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Das ausgeschiedene Produkt wird filtriert, mit Methanol gewaschen und unter Vakuum bei 400C getrocknet.
S% gefunden = 2, 95 ; berechnet= 3, leo.
Beispiel I 17 in 50 ml Methanol löst man 0,4g (0, 01 Mol) NaOH, 1, 1 g (0, 01 Mol) 1-Amino- 2-äthansulfinsäure und 1, 5 ml (0,02 Mol) wässeriges 40% igues Formaldehyd. Nebenbei wird eine Suspension von 10, 3 g (0, 02 Mol) Chlortetrazyklin-Hydrochlorid in einem Gemisch von 30 ml Methanol und 40 ml Dimethylformamid mit 0, 8 g in Methanol (30 ml) und Isopropanol (30 ml) gelöstem NaOH neutralisiert. Die sich ergebende Lösung wird filtriert und der die Aminosäure enthaltenden Lösung zugefügt. Dann lässt man während 30 min bei 250C reagieren.
Das ausgeschiedene Produkt wird gesammelt.
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7 ; 2, 65 ; 2, 8.Beispiel 18 : zu einer Lösung, welche 1,5 ml (0,02 mol) wässeriges 40%iges Formaldehyd und 0, 01 Mol Natrium-1-Amino-2-äthanthiosulfonat in 60 ml Methanol enthält, fügt man eine Lösung hinzu, welche bereitet wurde, indem man 10, 5 g in 40 ml Dimethylformamid suspendiertes Chlortetrazyklin-Hydrochlorid mit 0,8 g NaOH in 50 ml Methanol neutralisierte. Man rührt während 30 min, filtriert das ausgeschiedene Produkt und trocknet es unter Vakuum bei 400C.
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S%, gefunden 5, 3 ; berechnet 5, 66.
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und 3,4 ml wässeriges 40%iges Formaldehyd.
Nach 5 min fügt man 20g in 80 ml Dimethylformamid und 60 ml Methanol gelöstes Chlortetrazyklin hinzu ; die resultierende Lösung wird während 1 h bei 350C gehalten, gekühlt, filtriert um eventuelle nicht gelöste Verunreinigungen zu beseitigen, und mit 200 ml Isopropyläther verdünnt. Das ausgeschiedene Produkt wird mit Isopropyläther auf dem Filter gewaschen und unter Vakuum bei 400C gerrocknet.
Verschiedene analysierte Proben gaben folgende Ergebnisse : berechnet %: S = 2,79, gefunden lors 3, 1 : 3 ; 3, 1.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung neuer Derivate von Antibiotika der TetrÅazyklingruppe, dadurch gekennzeichnet, ,dassmaneinTetrazyklinmitFormaldhydundeinemAmin,welcheseinesaure, schwefelhaltige Gruppe enthält und die allgemeine Formel R-NH-Z-SCX
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Process for the production of new tetracycline derivatives
The invention relates to new and useful tetracycline derivatives which have particular and unusual properties, i.a. between a process for their production.
It is known that tetracyclines with formaldehyde and primary and secondary amines (J. Am.
Chem. Soc. 81, 1198, 1959; German Patent No. 1044 806), react with formaldehyde and aminocarboxylic acids (Boll. Chim. Farmaceutico 100.9, 1961 - Belgian Patent No. 597187), as well as with formaldehyde alone (German Patent No. 1196 648) to form water-soluble derivatives .
The subject of this invention is a process for the preparation of new condensation products of tetracyclines with formaldehyde and a special type of amines which contain an acidic sulfur-containing function. These products have never been described before and have surprising pharmacological properties.
The tetracycline condensation products prepared according to the invention serve as components of pharmaceutical compositions, especially in antibacterial medicinal products.
The compounds obtained according to the invention are reaction products of a tetracycline with formaldehyde and a special type of amine which has a sulfur-containing acid group in the molecule, with the general formula
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the amines in which R = H, as with those in which R = alkyl or hydroxyalkyl, this suggests that one tetracycline molecule is bound to the amine as an aminomethyl derivative and that the second tetracycline molecule has a different, not yet finally localized bond .
What has been stated above forms a theory of the internal molecular structure of the products obtained according to the invention, which constitution was provisionally briefly established on the basis of preliminary approximate analyzes.
As far as the structure is concerned, it is not intended to be bound by this theory, because the fact is essential. that by working according to the inventive method,
Products with a fixed and stable composition are obtained, for which the infrared spectrum always shows the abovementioned absorption and the elemental analyzes only move within the experimental error, and always show an amine-tetracycline molar ratio which, as mentioned above, 1: 2 is.
The tetracyclines that may be particularly useful within the invention. are: tetracycline, 7-chlorotetracycline, 5-hydroxy-tetracycline; 7-chloro-6-demethyl-tetracycline, 6-demethyl-tetracycline and their isomers can also be used in the process according to the invention.
In the products, the acidic group originating from the amine with a sulfur-containing acidic function can be present freely or as a sodium or potassium salt or salt of an organic base. The compounds obtained according to the invention can also be present as a salt of antibiotic, basic compounds, such as kanamycin, streptomycin, erythromycin. The products in the form of sodium salts are preferred.
The new derivatives are generally readily soluble in water, some of them forming solutions of high stability; they are suitable for oral and parenteral administration because they are well absorbed in these modes of administration.
Certain properties of some preferred products obtained according to the invention are shown in the following tables, although similar tests were also carried out with the other products obtained according to the invention and qualitatively analogous, albeit quantitatively different, results were obtained.
Table 1
Protection by oral administration of the white Swiss mouse infected with Klebsiella pneumonia.
All EE are expressed in mg of chlorotetracycline hydrochloride for direct comparison.
EMI2.1
<tb>
<tb>
Product <SEP> ED <SEP> in <SEP> mg / kg
<tb> chlorotetracycline hydrochloride <SEP> 55
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> ethanolamine methanesulphonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 58
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2 <SEP>! -ethane- <SEP>
<tb> sulfinic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 60
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2-ethanesulphonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 45
<tb>
The acute and chronic toxicity is lower. not only with regard to those of the original antibiotics (e.g. chlorotetracycline hydrochloride), but also with regard to the already known derivatives of such antibiotics.
<Desc / Clms Page number 3>
Table 2
EMI3.1
Intravenous administration in the white Swiss mouse.
All LEL. are expressed in chlorotetracycline hydrochloride for direct comparison
EMI3.2
<tb>
<tb> Product <SEP> LD @ <SEP> in <SEP> mg / kg
<tb> chlorotetracycline hydrochloride <SEP> 91.5
<tb> N-methylol-chlorotetracycline
<tb> (German <SEP> Patent <SEP> No. <SEP> 1196 <SEP> 648) <SEP> 117
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2-ethanesulfinic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 127
<tb> Reaction product <SEP> of <SEP> ethanolaminomethanesulfonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 142
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2-ethanesulphonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracyclln <SEP> 138
<tb>
Table 3
Chronic toxicity
Intraperitoneal administration in the white Swiss mouse;
Dose of 150 mg / kg daily.
All doses are expressed in chlorotetracycline hydrochloride.
EMI3.3
<tb>
<tb>
Product <SEP> mortality <SEP> according to
<tb> 10 <SEP> days <SEP> 15 <SEP> days
<tb> chlorotetracycline hydrochloric acid <SEP> 20% <SEP> 50%
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> manolaminomethanesulphonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 00/0 <SEP> 10%
<tb> reaction product <SEP> from <SEP> 1-amino-2-ethanolsulfinic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 0% <SEP> 5%
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2-ethane-thiosulfonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 5% <SEP> 20%
<tb>
<Desc / Clms Page number 4>
Table 4
Chronic toxicity
Oral administration in the white Swiss mouse;
Dose of 500 mg / kg daily.
The doses are expressed in chlorotetracycline hydrochloride.
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<tb>
<tb>
Product <SEP> Average <SEP> weight <SEP> (g) <SEP> of the <SEP> animals <SEP> according to
<tb> the following <SEP> days <SEP>: <SEP>
<tb> 10 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 50 <SEP> 60
<tb> Chlorotetracycline hydrochloride <SEP> 21 <SEP> 21.7 <SEP> 22 <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP> 24.9 <SEP> 25, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Reaction product <SEP> of <SEP> l-amino-2-ethanesulfinic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 21 <SEP> 21,9 <SEP> 23, <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 1 <SEP> 26.5 <SEP> 27.6
<tb> reaction product <SEP> of <SEP> 1-amino-2-ethane-thiosulphonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 22.5 <SEP> 25.
<SEP> 8 <SEP> 28, <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 31,9 <SEP> 33, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Not <SEP> treated <SEP> control animals <SEP> 20.5 <SEP> 21.7 <SEP> 22.5 <SEP> 23.2 <SEP> 23.8 <SEP> 24
<tb>
In addition to these obvious and remarkable advantages (which in and of themselves represent an advance in the current state of therapy), there are other quite surprising and absolutely new advantages for the antibiotics of the tetracycline group.
It is known that one of the main inconveniences of tetracyclines is liver toxicity, which is caused by fatty degeneration of the liver, particularly by chlorotetracycline and 5-hydroxy- tetracycline, which in certain cases can lead to death. (American J. Obstetr.
Gynecol 95,523 [1966]; New England J. of. Med, Vol. 269, 99 [1963]; At the. A. Archives of Internal Medicine Vol. 88, 271 [19511).
To date, no tetracycline derivative has been able to eliminate this severe collateral effect; However, the products obtained according to the invention gave surprising effects, with a remarkable reduction in the percentage of fat in the liver, which are confirmed by the following information.
Table 5
Percentage of fat in the liver
Dose of 100 mg / kg when administered intravenously to the white Wistar rat.
The percentages represent the increase in fat compared with untreated
Control animals. The doses are expressed in chlorotetracycline hydrochloride.
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<tb>
<tb> Product <SEP> Percentage of fat <SEP> in <SEP> of the <SEP> liver
<tb> 48 <SEP> and <SEP> 72 <SEP> h <SEP> after
<tb> of the <SEP> administration
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 72 <SEP> h
<tb> chlorotetracycline hydrochloride <SEP> 95 <SEP>% <SEP> 60 <SEP>%
<tb> Reaction product <SEP> of <SEP> l-amino-2-ethanesulfinic acid, <SEP> formaldehyde and chlorotetracycline <SEP> 69, <SEP> 5% <SEP> 12, <SEP> 5% <SEP>
<tb> Reaction product <SEP> of <SEP> l-amino-2-ethanesulfonic acid, <SEP> formaldehyde <SEP> and <SEP> chlorotetracycline <SEP> 51 <SEP> 26, <SEP> 5% <SEP>
<tb>
These new products are manufactured by a process that schematically consists of the condensation reaction of the above substances. u.
between tetracycline. Formaldehyde and an amine containing a sulfur-containing acidic function.
<Desc / Clms Page number 5>
The condensation can be carried out in various inert solvents, e.g. B. in methanol, ethanol, isopropanol, dimethylformamide, 2-methoxy-ethanol, 2-ethoxy-ethanol, tetrahydrofuran, alone or mixed.
The molar ratios of the reacting substances can vary within fairly wide limits, but the following amine: formaldehyde: tetracycline reaction ratios are preferred
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The formaldehyde can be used indiscriminately in aqueous solution, in methanol solution or as a polymer, but the preferred form is the aqueous solution, which is also the cheapest.
The tetracycline can be used both as an amphoteric base and as an addition salt with an acid (e.g.
Hydrochloride), as well as in the form of an alkali salt (e.g. sodium salt).
The reaction temperature can vary between 20 and 500C; an optimal temperature is between 25 and 350C.
Depending on the type of product and the reaction conditions, the product can separate independently during the course of the reaction, or it can be isolated by precipitation with solvents in which it is immiscible or by concentrating the reaction mixture by distilling off the solvents.
The following explanatory examples serve to explain the method and demonstrate how to work within the above limits. For those skilled in the art it will be clear that said examples can automatically also be applied to those cases not described which, with small modifications proven in practice, fall within the limits of this invention.
Therefore, the examples do not represent any limitation of the invention.
Example l: In 80 ml of an l; A mixture of methanol and 2-methoxyethanol dissolves 0.8 g (0.02 mol) of NaOH and 2.22 g (0.02 mol) of aminomethanesulphonic acid; then add 4.5 ml (0.06 mol) of aqueous formaldehyde (40%) and, after 15 minutes, 17.76 g of tetracycline base dissolved in 80 ml of 2-methoxyethanol.
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Minutes calculated%, C = 53.43; H = 5.07; N = 6.77; S = 3.10; Na = 2.22 found C = 53.34; H = 5.22; N = 6.88; S = 3.24; Na = 2.01.
Example 2: 1.11 g of aminomethanesulphonic acid are dissolved in 80 ml of 0.5 g of methanol containing NaOH: 10 g of chlorotetracycline base in methanol (30 ml) and dimethylformamide (50 ml) are added.
It is filtered to remove any insoluble residues and 1.5 ml of 40% aqueous formaldehyde are added. Then left to react for 60 min at room temperature. After a few minutes the product precipitates, which is collected, washed with methanol and dried under vacuum at 40.degree.
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calculated eg, S = 2.90 found 0/0. S = 2.8.
EMI5.4
Dissolved methanol; 2.25 ml (0.03 mol) of aqueous formaldehyde are added to the solution, allowed to react for 5 min, and then 9 g of tetracycline base dissolved in 60 ml of 2-methoxyethanol and 40 ml of isopropanol are added; the mixture is stirred for 30 minutes at room temperature, the product separating out, which is collected and washed with isopropanol.
The analysis for CHCNgSNa showed: S = 2.85, calculated 3.06.
Example 4: 0.45 g of NaOH and 1.25 g of methylaminomethanesulfonic acid are dissolved in 110 ml of methanol; after adding 1.5 ml of 40% aqueous formaldehyde, the mixture is stirred for 10 minutes and then 10 g of chlorotetracycline, which has been dissolved in a mixture of 60 ml of dimethylformamide and 90 ml of isopropanol, is added; after a few minutes the product slowly precipitates. One still lets
<Desc / Clms Page number 6>
react for 30 min, filtered and washed with isopropanol.
For C47H52O19N5Cl2SNa: calculated% S = 2.87; found% S = 2.95.
EMI6.1
5: After having dissolved 0.4 g of NaOH and 1.4 g of ethylaminomethanesulphonic acid in 40 ml of methanol, 1.5 ml of aqueous formaldehyde is added successively to the solution and, after 5 minutes, 9.6 g of chlorotetracycline, which is dissolved in a mixture of isorpopanol (80 ml) , Methanol (30 ml) and dimethylformamide (50 ml) were added. The mixture is left to react for 30 minutes at room temperature and the precipitated product is then collected.
For C48H54O19N5Cl2SNa: S%. calculated 2.83; found 2.7 and 3, 1.
Example 6: 2, 25 ml of aqueous 40% formaldehyde are added to a solution of O. OlMolNodium- -n-Butylaminomethansulfonat in 80 ml of methanol; after 5 minutes, a solution of 9.6 g of chlorotetracycline in a mixture of 100 ml of isopropanol and 30 ml of dimethylformamide is added.
The whole is stirred for 30 minutes at room temperature and then the precipitated product is filtered; it is then washed with isopropanol and dried under vacuum at 40 C.
S%. calculated 2.76; found 3.
EMI6.2
7: sulfonic acid; one adds 4.5 ml of aqueous 40% formaldehyde; it is left at room temperature for 15 minutes and filtered; 19.3 g of chlorotetracycline, which had been dissolved in 60 ml of dimethylformamide and 80 ml of isopropanol, are added to the filtrate and then left to react for 30 minutes at 25 to 30 ° C.
The reaction product, which precipitates by itself, is then washed with isopropanol and dried under vacuum at 40.degree.
It is very soluble in water; an aqueous zigue solution has a pH of 7.2 to 7.4.
EMI6.3
the solution stand for 5 minutes at room temperature and then 17.86 g of tetracycline dissolved in 80 ml of 2-methoxyethanol are added. The mixture is stirred for 30 min at 30 ° C. and then the precipitated
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EMI6.5
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<Desc / Clms Page number 7>
150 ml of methanol dissolved; the solution is treated with 3 ml of 40% aqueous formaldehyde and left to stand for 5 minutes at room temperature: 19.2 g of chlorotetracycline dissolved in 80 ml of dimethylformamide and 60 ml of methanol are then added and the mixture is allowed to react for 30 minutes at 30 ° C;
the product precipitates on its own and is collected, washed on the filter with methanol and dried under vacuum at 40 ° C. The product is very soluble in water. A zigue solution has a pH of 7.2 to 7.4. In 0.01N NaOH it shows absorption maxima at 253 and 258 mfj. Twist reduction
EMI7.1
= -195 i 5th amide.
For the elemental analysis, the sample was dried under vacuum over P2O5 at 50 ° C. for a few hours.
For C47H52O18N5Cl2SNa:
EMI7.2
are dissolved in 80 ml of methanol, treated with 1.5 ml (0.02 mol) of 40% aqueous formaldehyde and, after 5 minutes, with a solution of 9 g of tetracycline base in 40 ml of 2-methoxyethanol. By stirring at room temperature, a yellow product separates out, which after 30 minutes is filtered with
EMI7.3
: The in vitro antibacterial effect against Sarcina Lutea using tetracycline hydrochloride as a standard was 870 to 880 y / mg (theoretical 909 y / mg).
Example 11: 0.01 mol of sodium 1-amino-2-ethanesulphonate is allowed to react with 1.5 ml (0.02 mol) of 40% aqueous formaldehyde in 80 ml of methanol at room temperature for 5 minutes; then a solution of 10 g of chlorotetracycline base in 40 ml of dimethylformamide and 30 ml of methanol is added. After a few minutes the product separates out. In total, it is kept at 25 to 30 ° C. for 30 minutes and then filtered, washed with methanol and dried under vacuum.
Analysis for C47H52O18N5Cl2S2Na:
EMI7.4
EMI7.5
EMI7.6
The in vitro antibacterial effect against Sarcina Lutea, taking chlorotetracycline hydrochloride as the standard, was 880 to 890 y / mg (theoretical 900 7 / mg), Example 12: In a mixture of 60 ml of methanol and 30 ml of 2-methoxy -ethanol dissolves
EMI7.7
found S% = 3.0; 2, 75.
Example 13: A solution of 0.01 mol of sodium 1-amino-2-ethanesulfinate in 40 ml of methanol
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85 ml of aqueous 40% hydrochloride suspended in 20 ml of dimethylformamide and neutralized with 0.4 g of NaOH in 25 ml of methanol. The mixture is left to react for 30 minutes at 250 ° C. and the precipitated product is filtered off. It is dried under vacuum at 50 ° C.
Analysis for C47H48O18N5Cl2SNa: calculated 9% = 2.98; found silo 2, 75.
EMI8.2
Successful solution is filtered to remove any impurities that may be present. The filtrate is then diluted with 15 ml of isopropanol and treated with 0.85 ml of aqueous formaldehyde.
After a few minutes, the product begins to excrete; it is collected, washed with isopropanol and dried under reduced pressure at 50 ° C.
Analysis for C47H54O20N5S2Na: Calculated S% =: 5.85; found S% = 5.95.
Example 15: A solution of 0.01 mol of sodium 1-amino-2-ethane thiousulfonate in 40 ml of methanol
EMI8.3
treated formamide and 25 ml of methanol; after a few minutes the reaction product separates out. The whole is stirred for 30 min at room temperature, then filtered and washed with methanol.
EMI8.4
calculated 8% = 5.80; found 8% = 6.
Example 16: a solution of 0.4 g of NaOH, 1.1 g of 1-amino-2-ethanesulfinic acid and 0.85 ml of 40% aqueous formaldehyde in 25 ml of methanol is prepared. A second solution is added to this solution, which was prepared with 4.8 g of tetracycline hydrochloride, which was suspended in 20 ml of 2-methoxyethanol and neutralized with 0.4 g of NaOH in 15 ml of methanol.
The resulting solution is diluted with 20 ml of isopropanol and allowed to react for 30 minutes at room temperature. The precipitated product is filtered off, washed with methanol and dried under vacuum at 40.degree.
S% found = 2.95; calculated = 3, leo.
Example I 17 in 50 ml of methanol are dissolved 0.4 g (0.01 mol) of NaOH, 1.1 g (0.01 mol) of 1-amino-2-ethanesulfinic acid and 1.5 ml (0.02 mol) of aqueous 40 % igues formaldehyde. In addition, a suspension of 10.3 g (0.02 mol) of chlorotetracycline hydrochloride in a mixture of 30 ml of methanol and 40 ml of dimethylformamide is neutralized with 0.8 g of NaOH dissolved in methanol (30 ml) and isopropanol (30 ml). The resulting solution is filtered and added to the solution containing the amino acid. The reaction is then allowed to take place at 250C for 30 minutes.
The precipitated product is collected.
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7; 2.65; 2, 8. Example 18: to a solution which contains 1.5 ml (0.02 mol) of aqueous 40% formaldehyde and 0.01 mol of sodium 1-amino-2-ethanthiosulfonate in 60 ml of methanol is added Add solution, which was prepared by neutralizing 10.5 g of chlorotetracycline hydrochloride suspended in 40 ml of dimethylformamide with 0.8 g of NaOH in 50 ml of methanol. The mixture is stirred for 30 minutes, the precipitated product is filtered off and dried under vacuum at 40.degree.
<Desc / Clms Page number 9>
S%, found 5.3; calculated 5, 66.
EMI9.1
and 3.4 ml of aqueous 40% formaldehyde.
After 5 minutes, 20 g of chlorotetracycline dissolved in 80 ml of dimethylformamide and 60 ml of methanol are added; the resulting solution is kept at 350 ° C. for 1 hour, cooled, filtered to remove any undissolved impurities, and diluted with 200 ml of isopropyl ether. The precipitated product is washed with isopropyl ether on the filter and dried under vacuum at 40.degree.
Various analyzed samples gave the following results: calculated%: S = 2.79, found lors 3, 1: 3; 3, 1.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the preparation of new derivatives of antibiotics of the tetrÅazyclin group, characterized in that a tetracycline with formaldehyde and an amine which contains an acid, sulfur-containing group and the general formula R-NH-Z-SCX
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