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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen Acyloxyalkylestern von Penicillin- derivaten, welche bei oraler Verabreichung schnell vom Darm aufgenommen werden können und nach Spaltung der Esterbindung im Organismus antibakterielle Aktivität entfalten. Die erfindungsgemäss herzustellenden Ver- bindungen sind solche Acyloxyalkylester von 6- (Cl-Aminophenylacetamido) penicillansäure der allgemeinen Fori mel
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worin Rl und R2 einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Phenylrest, der gegebenenfalls mit einer Phenyloder Phenoxygruppe oder einem Halogenrest substituiert ist, bedeuten.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht in der Umsetzung des Acyloxyalkylesters von 6-Aminopenicillansäure der allgemeinen Formel
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worin Rund R die oben genannte Bedeutung zukommt, mit Phenylglycylchloridhydrochlorid.
Obwohl 6- (et- Aminophenylacetamido) penicillansäure (im nachfolgenden einfach als"Ampicillin"bezeich- net) als halbsynthetisches Penicillin zur oralen Verabreichung bekannt ist, ist das Ausmass der Aufnahme bei oraler Verabreichung nicht annähernd zufriedenstellend und es entstand daher allgemein das Bedürfnis, die bei der oralen Verabreichung aufgenommene Menge an Ampicillin anzuheben. Da Ampicillinderivate beachtlich erhöhte Absorptionsmengen bei oraler Verabreichung zeigen, wurde der Acyloxymethylester von Ampicillin, insbesondere der Pivaloyloxymethylester von Ampicillin (allgemein genannt "Pivampicillin') entwickelt (belg.
Patentschrift Nr. 721. 525 und Jour. Med. Chem., 13, [1970], S. 607 bis 612).
Es wird angenommen, dass Acyloxymethylester im Darm absorbiert und enzymatisch zu Formaldehyd und der Säure hydrolysiert wird und die antibakterielle Aktivität als Ampicillin entwickelt. Das Problem des Anhebens der Absorption von Ampicillin bei oraler Verabreichung wurde früher durch Entwicklung der Acyloxymethylester der oben genannten Verbindungen gelöst. Diese Acyloxymethylester fanden jedoch in der Praxis als Medikamentekeine Anwendung, danachteiligerweiseeine Hepatotoxizität bei der tokikologischen Untersuchung der Verbindungen gefunden wurde (Antimicrobial Agents and Chemotherapy [1970], S. 442 bis 454, insbesondere S. 453).
Man hat bisher angenommen, dass Formaldehyd im Vergleich zu anderen Aldehyden höheren Molekulargewichts weitaus giftigere Eigenschaften (ungefähr 50 mal so hoch) aufweist (Chemical Abstracts, 45, S. 4824h, 195 und ibid., 55, [1961], S. 8 653d) und dass er auf die Leber nachteilige Wirkungen ausübt (Biochem. Pharmacol., 16, [1967], S. 1533 bis 1537 ; Chemical Abstracts, 69, [1968], S. 58092x ; und Bióchem. Jour., 111, [ 1969], S. 665 bis 678).
Unter Bedachtnahme auf diese bekannten Tatsachen wurde im Rahmen der Erfindung die Überlegung angestellt, dass die oben genannte Hepatotoxizität des Acyloxymethylesters auf der Freisetzung vonFormaldehyd aus dem Ester im Körper durch Hydrolyse beruht und es wurde vorgeschlagen, Acyloxyalkylester (ausser den Acyloxymethylestern, sodass im nachfolgenden die Bezeichnung "Acyloxyalkylester", die Acyloxymethylester ausschliesst), von Ampicillin als schnell absorbierbare Derivate herzustellen, die Formaldehyd im Körper nicht freisetzen.
Obwohl, wie oben gezeigt wurde, Pivaloyloxymethylester als Acyloxymethylester von Ampicillin bekannt ist, wurden Acyloxyalkylester, wie sie gemäss Erfindung dargestellt wurden, in der technischen Literatur noch nichtbeschrieben und ebenso sind demnach auch Verfahren zur Herstellung dieser Ester in keiner Weise bekannt geworden. Im Gegenteil wurden die Herstellungsverfahren dieser Ester vorerst als äusserst schwierig eingeschätzt.
Das beruht darauf, dass die Ausgangsmaterialien der erfindungsgemäss herzustellenden Verbindungen, wie beispielsweise Acyloxyalkylester von Benzylpenicillin in "Journal of Chemical Society ;' [1965], S. 2127 bis 2130,
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insbesondereS. 2128 bis 2129, wenn man von Acyloxymethylester dieser Verbindungen absieht, im allgemeinen als äusserst schwierig umzukristallisieren bezeichnet wurden (und in der Folge wurde angezweifelt, dass man sie rein erhalten könnte) und daher wurden keine praktischen Beschreibungen über die Herstellungsverfahren dieser
Ester gegeben.
Aus der oben angeführten technischen Situation heraus wurde versucht, die Reaktion des Kaliumsalzes von natürlichem Penicillin, d. h. Benzylpenicillinund einem 1-Acyloxyalkylhalogenid durchzuführen und mit Erfolg entgegen der vorhin erwähnten Erwartung den Acyloxyalkylester von Benzylpenicillin in einer zufriedenstellend hochgereinigten Form erhalten. Gemäss der Erfindung werden nun Acyloxyalkylester von Ampicillin durch Be- handlung dieser Verbindung in Analogie zu bekannten Methoden hergestellt.
Diese neuen erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen werden als Feststoffe in unerwartet hohem Rein- heitsgrad erhalten und im nachstehenden sollen die Ergebnisse von Tierversuchen beschrieben werden, welche zeigen, dass die Absorption dieser Verbindungen bei oraler Verabreichung gut ist und ihre Esterbindungen im Blut enzymatisch gespalten werden, so dass man das die antibakterielle Aktivität entwickelnde Ampicillin vorliegen hat.
Es ist auch ein Vorteil der Erfindung, dass die neuen Verbindungen gegenüber ss -Lactamase beständig sind.
Auch dass man Penicillinderivate von geringen schädlichen Eigenschaften und guter oraler Absorption her- stellen kann, wurde durch die Erfindung erreicht.
Dieneuen Acyloxyalkylester von 6-(α-Aminophenylacetamido)-penicillansäure werden durch Reaktion von
6-Aminopenicillansäure, diedurchverschiedenebekannteMethoden erhalten wurde, mit einem Acyloxyhaloge- nid zu einem Acyloxyalkylester hergestellt, worauf man erfindungsgemäss den so erhaltenen Ester unter Verwen-
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wie er durch die Formel
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worin Rl und R die oben genannte Bedeutung zukommt, wiedergegeben ist, kann durch Extraktion auf übliche Weise getrennt werden.
Beispiele für die Gruppen Rl und R der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen sind geradkettige Alkylgruppen, wie beispielsweise Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Hexyl-, Heptylgruppen u. dgl., eine verzweigtkettige Alkylgruppe, wie beispielsweise Isopropyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, 2-Äthylbutylgruppe u. dgl., eine cyclische Alkylgruppe, wie beispielsweise Cyclopentyl-, Cyclohexylgruppe u. dgl., eine Phenylgruppe, eine phenylsubstituierte Alkylgruppe, wie beispielsweise Benzyl-, Phenäthyl-, 3-Phenylbutyl-, 2-Äthyl-4-phenyl-butyl-, 4- - Phenylcyc1ohexylgruppe u. dgl., eine phenoxysubstituierte Alkylgruppe, wie beispielsweise Phenoxymethyl-, Phenoxypropyl-, 3-Phenoxycyclopentylgruppeu.
dgl., einehalogensubstituierte Alkylgruppe, wie beispielsweise Trichlormethyl-, 2-Chloräthyl-, 4-Chlorcyclohexylgruppeu. dgl. und eine Alkenylgruppe, wie beispielsweise Vinyl-, Allylgruppe u. dgl.
Typische Beispiele der erfindungsgemäss erhältlichen Ester sind folgende : 1- Acetoxy äthyl ester 1-Pivaloyloxyäthylester 1-Pivaloyloxypropylester 1- Acetoxy-2-propenylester 1-Benzylcarbonyloxybutylester l-Cyclohexylcarbonyloxy äthylester l-Phenoxyacetoxy äthylester 1- Acetoxy-3-phenylpropylester l-AcetoxY-2, 2, 2-trichloräthylester a-B enzoyloxybenzylester
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propylesterl-Cyclohexyl-1-isobutyloxymethylester a :
- (3-Phenylpropionyl) benzylester
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1-Benzoyloxy-3-phenylpropylester o-Pivaloyloxybenzylester 1-Propionyloxyäthylester 1-Heptanoyloxyäthylester 51-Cyclopentancarbonyloxy-2-phenoxyäthylester l-Octanoyioxy äthylester
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-Äthylbutyryl) oxy äthylester1- Heptanoyloxybutylester 1-Butyryloxy-2, 2-dimethylpropylester
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2, -dimethylpropylester1- (2-Phenoxyacetoxy) butylester
1-Cyclopentancarbonyloxybutylester K-Butyryloxybenzylester 1-Benzoyloxypropylester
1-Benzoyloxy-2-phenyläthylester
Diese Esterverbindungen können auch als Salze von Mineralsäuren, wie beispielsweise Salzsäure, erhalten werden.
Zur Illustration der ausgezeichneten Eigenschaften der erfindungsgem äss erhaltenen Verbindungen wird die orale Absorbierbarkeit der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen verglichen mit der von Ampicillin und Pivaloyloxymethylester von Ampicillin, d. h. die Konzentration der Proben im Blut wurden nach oraler Verabreichung gemessen.
Der experimentelle Vorgang und die Ergebnisse werden im nachstehenden gezeigt :
Versuch : α-Aminobezylpenicillintrihydrat, α-Aminobenzylpenicillinpivaloyloxymethylester- (allgemein Pivampicillin genannt) -hydrochlorid-monohydrat und die Hydrochloride der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen, wiesie in der folgenden Tabelle gezeigt sind, wurden Ratten (männlich, jede Gruppe bestehend aus 5 Ratten) in einer Menge von 20 mg/kg als Ci-Aminobenzylpenicillin verabreicht und nach 5 h wurde Blut abgenommen und die Konzentration von Ci-Aminobenzylpenicillin im Blutplasma in jedem Fall gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Tabelle :
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<tb>
<tb> Verabreichtes <SEP> Material <SEP> (A)
<tb> Ampicillintrihydrat <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Ampicillinpivaloyloxyethylester- <SEP> 3,80
<tb> hydrochloridmonohydrat
<tb> Ampicillin-1-pivaloyloxyäthylester- <SEP> 5,02
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-1-acetoxypropylester- <SEP> 6,38
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-1-benzoyloxyäthylester-4, <SEP> 18 <SEP>
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-1-propionyloxypropyl-4, <SEP> 00 <SEP>
<tb> esterhydrochlorid
<tb> Ampicillin-l-propionyloxybutylester-5, <SEP> 36 <SEP>
<tb> hydrochlorid
<tb>
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Tabelle (Fortsetzung)
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<tb>
<tb> Verabreichtes <SEP> Material <SEP> (A) <SEP>
<tb> Ampicillin-1-pivaloyloxybutylester-7, <SEP> 91
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-l-cyclohexylcarbonyloxy-4,
<SEP> 24 <SEP>
<tb> butylesterhydrochlorid
<tb> Ampicillin-1-isobutyryloxy-2-methyl- <SEP> 4,13
<tb> propylesterhydro <SEP> chlorid <SEP>
<tb> Ampicillin- <SEP> a. <SEP> -acetoxybenzylester- <SEP> 5, <SEP> 18
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-a-butyryloxybenzylester-5, <SEP> 00 <SEP>
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-1- <SEP> (2-äthyloxy)-äthylester- <SEP> 4,21
<tb> hydrochlorid
<tb> Ampicillin-1-isobutyryloxybutylester <SEP> 8, <SEP> 29 <SEP>
<tb>
Anmerkung : (A) Das Verhältnis von Konzentration von Ampicillin im Blutplasma, wenn die oben gezeigten Verbindungen verabreicht wurden, zu der Konzentration von Ampicillin im Blutplasma, wenn Ampicillintrihydrat verabreichtwurde, nach 1/2hseit der Verabreichung.
Die ersten zwei Verbindungen sind bekannte Verbindungen und die folgenden, in der Tabelle angeführten, sind erfindungsgemäss erhaltene Verbindungen.
Die Konzentration von Ampicillin im Blutplasma nach 1/2 h seit der Verabreichung von Ampicillin1Iihydrat betrug ungefähr 1, 00 Y 1 mol in jeder Gruppe.
Beispiel l : a) Herstellung des Ausgangsstoffes :
In 50 ml Dimethylformamid wurden 8,63 ge-AminopenicilIansauresuspendiert und dann wurden 8, 3 ml
Triäthylamin der Suspension zugesetzt und diese anschliessend bei einer Temperatur niedriger als 100C gerührt, um die 6-Aminopenicillansäure in Lösung zu bringen. Der Lösung wurden dann 15 g 1-Acetoxypropylbromid un- ter Rühren bei 100C zugetropft und anschliessend die Mischung 2 h bei Raumtemperatur gerührt.
DieReaktionsmischungwurdemit 100 ml Äthylacetat versetzt und gebildetes Triäthylaminhydrochlorid ab- filtriert. Das Filtrat wurde dann zweimal mit je 30 ml einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung und dann mit 50 ml einer Saigon wässerigen Natriumbicarbonatlösung und anschliessend mit 50 ml einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei niedriger Temperatur abdestilliert. Der ölige Rückstand wurde mit Petroläther gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet, um 9, 3 g gelben öligen 6-Aminopenicillinsäure-l- - acetoxypropylester in einer Ausbeute von 73, 7 % zu erhalten.
Infrarotabsorptionsspektren : V NH 3350 cm-l (Aminogruppe)
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wurden 2, 5 g D (-)-a-Phenylglycylchloridhydrochlorid und 20 ml 1, 4 ml Triäthylamin enthaltendes Dichlormethan, abwechselnd jeweils in kleinen Portionen, hinzugefügt, wobei die Lösung auf einen pH von ungefähr 3 gehalten wurde.
Nach Rühren der Mischung für 2 h bei derselben Temperatur wurde das Reaktionsprodukt zweimal mit je 30 ml einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck bei niedriger Temperatur konzentriert, um einen öligen Rückstand zu erhalten.
Zudem Rückstand wurden 50 ml kaltes Wasser und 20 ml Äthylacetat hinzugefügt und die Mischung gerührt, um den Rückstand darin zu lösen und nach Entfernen von gummiartig unlöslichen Bestandteilen aus der Lösung wurde die wässerige Schicht gewonnen. Nach Waschen der wässerigen Schicht mit 20 ml Äthylacetat wurde diese mit 30 ml Äthylacetat überschichtet und mit Natriumchlorid gesättigt.
Die gebildete Äthylacetatschicht wurde dann gewonnen und die abgetrennte wässerige Schicht mit 20 ml Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wurde mit der Äthylacetatschicht kombiniert und die Mischung mit 20 ml kaltem Wasser und einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und unter verminderten Druck bei niedriger Temperatur konzentriert. Der Rückstand wurde mit 50 ml Äther versetzt und die gebildeten Kristalle abfiltriert.
Nach Waschen der Kristalle mit einer geringen Menge Äther und Trocknen erhielt man 2, 6 g des weissen Pulvers vom Ampicillin-1-acetoxyppropylesterhydrochlorid mit einem Schmelzpunkt von 107 bis IIOOC (Zersetzung) in einer Ausbeute von 52, 9%.
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<tb>
<tb> C <SEP> (lye <SEP> H <SEP> (oxo) <SEP> N <SEP> ( <SEP> Cl <SEP> ( <SEP>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> 51, <SEP> 90 <SEP> 5, <SEP> 81 <SEP> 8, <SEP> 65 <SEP> 7, <SEP> 30 <SEP>
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> 51, <SEP> 48 <SEP> 6, <SEP> 24 <SEP> 8, <SEP> 37 <SEP> 7, <SEP> 05 <SEP>
<tb>
Beispiel 2 : a) Herstellung des Ausgangsstoff es :
In 50 ml Dimethylformamid wurden 8, 63 g 6-Aminopenicillansäure suspendiert und die Suspension anschliessend mit 8,3 ml Triäthylamin versetzt und gerührt, um die 6-Aminopenicillansäure in Lösung zu bringen.
Zu der Lösung wurden 24, 0 g α-Benzoylbxybetizylbromid unter Rühren bei 10 C hinzugetropft und darauf die
Mischung 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Nach Weiterbehandeln der Mischung erhielt man 12,0 g des gelben
Pulvers von 6-Aminopenicillansäure-α-benzoyloxybenzylester in einer Ausbeute von 76,4% Infrarotabsorptionsspektren :
NH2 3350 cm'(Aminogruppe)
V C=O 1780 cm-1(ss-Lactam). 1740 bis 1750 cm-l (Ester) b) In 40 mIDichlormethan wurden 4,26 g 6-Aminopenicillansäure-α-benzoyloxybenzylester gelöst und anschliessend wurden 2,5 g D(-)-α-Phenylglycylchloridhydrochlorid und 20 ml 1,4 ml Triäthylamin enthaltendes Dichlormethan, abwechselnd in Portionen und langsam der Lösung unter Rühren und Kühlen bei einer Temperatur von -5 bis -100C zugesetzt und die Reaktionsflüssigkeit bei einem PH von ungefähr 3 gehalten.
Anschliessend wurdedieMischung2hbei derselben Temperatur gerührt und zweimal mit je 30 ml einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck bei niedriger Temperatur konzentriert, um einen öligen Rückstand zu erhalten. Der Rückstand wurde mit 100 ml kaltem Wasser und einer Mischung von 30 ml Äthylacetat und 20 ml Petroleumbenzin versetzt und die Mischung gerührt, um den Rückstand darin zu lösen. Nach Abfiltrieren der gummiartigen unlöslichen Bestandteile von der LösungwurdediewässerigeSchicht gewonnen, mit einer Mischung von 20 ml Äthylacetat und 10 ml Petroleumbenzin gewaschen und mit einer geringen Menge Aktivkohle vermischt und anschliessend filtriert.
Das Filtrat wurde mit30 ml Äthylacetat überschichtet und dann mit Natriumchlorid unter Rühren gesättigt. Die so gebildete Äthylacetatschicht wurde gewonnen und die abgetrennte wässerige Schicht weiter zweimal mit je 20 ml Äthyl- acetatextrahiert. Die Äthylacetatextrakte wurden mit der Äthylacetatschicht kombiniert und die Mischung mit 30 ml einer kalten gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck bei niedriger Temperatur konzentriert.
Der Rückstand wurde mit Petroläther versetzt und die gebildeten Kristalle abfiltriert, mit einer geringen Menge Petroläther gewaschen und getrocknet, um 3, 4 g des weissen Pulvers von Ampicillin-α-benzoyloxybenzylesterhydrochlorid mit einem Schmelzpunkt von 145 bis 1460C (Zersetzung) in einer Ausbeute von 57, 1% zu erhalten.
Elementaranalysen als C30H30N3O6SCl:
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<tb>
<tb> C <SEP> (le <SEP> H <SEP> (je <SEP> N <SEP> (o/ <SEP> Cl <SEP> (0/0) <SEP>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> 60,45 <SEP> 5,07 <SEP> 7,05 <SEP> 5,95
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> 60,16 <SEP> 5,60 <SEP> 6,89 <SEP> 6,20
<tb>
Im folgenden werden die Verbindungen der nachstehenden Formel analog zu der Vorgangsweise der Beispiele 1 und 2 hergestellt.
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<Desc/Clms Page number 6>
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<tb>
<tb> Tabelle <SEP> :
<tb>
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