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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des neuen a- (4-0xo-4H-thiopyran-3-yl) carbox- amido-p-hydroxybenzylpenicillins der Formel
EMI1.1
sowie von dessen pharmazeutisch verwertbaren Salzen.
Da die gemäss der Erfindung hergestellte Verbindung ausgezeichnete antibakterielle Aktivität zeigt, ins- besondere gegen Pseudomonas, kann sie in der Human- und Veterinärmedizin in Prophylaxe und Therapie als Antibiotikum verwendet werden.
Als pharmazeutisch annehmbare Salze der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung sind die Metallsalze mit Natrium, Kalium, Calcium, Aluminium und Magnesium, Ammoniumsalze und substituierte Ammoniumsalze, z. B. Salze nichttoxischer Amine, wie beispielsweise Trialkylamine, z. B. Triäthylamin, Procain, Dibenzylamin, N-Benzyl-ss-phenäthylamin, 1-Ephenamin, N-Äthylpiperidin, N, N'-bis (Dehydroabiäthyl) äthylendiamin, N, N'-Dibenzyläthylendiamin und anderer Amine, die zur Salzbildung mit Benzylpenicillin verwendet wurden, wie z. B. auch basische Aminosäuren (Arginin und Lysin), zu nennen.
Es sind bereits verschiedene halbsynthetische Penicilline bekannt, unter welchem Ampicillin das Bekannteste ist und in grossem Umfang gehandelt wird. Ampicillin ist jedoch praktischinaktivgegenpseudomonas.
Es ist bekannt, dass Amoxicillin als halbsynthetisches Penicillin hohe Konzentration im Blut erzielt, wenn es oral verabreicht wird. Ebenso besitzt Epicillin selektive antibakterielle Wirkung, insbesondere gegen- über gramnegativen Bakterien. Sie zeigen jedoch kaum eine antibakterielle Wirkung gegenüber Pseudomonas.
Es ist bekannt, dass bei Auftreten einer Infektion mit Pseudomonas von schwerkranken Patienten, z. B.
Alten oder Kindern, die Behandlung der Krankheiten äusserst schwierig wird und die Patienten häufig versterben. Es besteht daher dringendes Bedürfnis nach Medikamenten, die eine wirksame Behandlung von Pseudomonas-Infektionen erlauben.
Es ist auch bekannt, dass a-Carboxybenzylpenicillin (Carbenicillin) Aktivitäten gegen Pseudomonas besitzt, wenn es parenteral verabreicht wird. Die Wirkung ist jedoch ungenügend und die genannte Verbindung zeigt auch eine schwache antibakterielle Wirkung gegen Klebsiella.
Weitere halbsynthetische Penicilline mit Wirksamkeit gegen Pseudomonas sind die a- (3-Guanyl-1-ureido) benzylpenicilline der nachstehenden allgemeinen Formel
EMI1.2
worin B ! -, R2 und R3 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Nitrogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Dialkylaminogruppe, eine Alkanoylaminogruppe, eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkanoyloxygruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Sulfamylgruppe, ein Chlor-, Jod-, Brom-oder Fluoratomoder eine Trifluormethylgruppe bedeuten (s. USA-Patentschrift Nr. 3,579, 501).
Da jedoch diese Verbindungen die stark basische Guanylureidogruppe enthalten, sind sie bei physiologischen pli-Werten kaum in Wasser löslich und wenn sie in Wasser gelöst werden, beträgt der PH-Wert 9,8 bis 9,9 (250 mg/ml), wodurch die prak-
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tische Anwendung dieser Verbindungen äusserst schwierig wird (vgl."Antimicrobial agents and Chemotherapy", [1970], S. 12 bis 16 und USA-Patentschrift Nr. 3, 711, 471).
Es wurde nun festgestellt, dass an derAminogruppe acylierte Derivate vonAmoxicillin undEpicillin überraschenderweise nachstehende Eigenschaften besitzen : schwache Toxizität, ausgezeichnete antibakterielle Wirksamkeit gegen grampositive Bakterien, eine noch höhere Wirksamkeit gegen gramnegative Bakterien und insbesondere eine ausgezeichnete antibakterielle Wirksamkeit gegen Pseudomonasarten. Es sind daher diese Verbindungen als Antibiotika in Prophylaxe und Therapie sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin verwendbar und sind insbesondere nützlich für die Prophylaxe und Therapie von durch Pseudomonas infizierten Krankheiten.
Es sind weiters an der Aminogruppe acylierte Ampicilline der nachstehenden allgemeinen Formel
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worin Q einen gegebenenfalls substituierten heteroeyelischen Ring bedeutet und n = 0 oder 1, bekannt, deren chemische Struktur den Verbindungen, die gemäss der Erfindung hergestellt worden sind, ähnlich ist (vgl.
USA-PatentschriftNr. 3,433, 784). In der erwähnten USA-Patentschrift wird ausgeführt, dass diese Penicilline antibakterielle Eigenschaften gegen grampositive und gramnegative Bakterien besitzen sollen, es sind jedoch keine praktischen Werte über diese Aktivität erwähnt. In der dieser USA-Patentschrift entsprechenden japanischen Patentschrift Nr. 20 986/69 sind M. LC.-Werte für zwei Pseudomonasarten angeführt, da jedoch der beste Wert etwa 125 g/ml beträgt, müssen diese Verbindungen als gegenüber Pseudomonasarten nahezu inaktiv bezeichnet werden.
Die Ergebnisse pharmakologischer Tests der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung werden nachstehend angeführt.
Versuch I (Kleinste Hemmkonzentration M. I. C.) : a) Die kleinsten Hemmkonzentrationen für verschiedene Bakterien (Standardstämme) sind in Tabelle I zusammengefasst.
Tabelle I
EMI2.2
<tb>
<tb> MIC <SEP> (j-t/ml)
<tb> Vergleichsverbindungen <SEP> Verbindung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> Amoxi-Carbenicillin <SEP> cillin
<tb> Proteus <SEP> vulgaris
<tb> OXKUS <SEP> 0, <SEP> 39 <SEP> 1, <SEP> 56 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Proteus <SEP> vulgaris
<tb> OX <SEP> 19 <SEP> US <SEP> 6,25 <SEP> 0,78 <SEP> 0,19
<tb> Proteus <SEP> mirabilis
<tb> IFMOM-9 <SEP> 0,39 <SEP> 0,78 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Pseudomonas
<tb> aeruginosa
<tb> ATCC <SEP> 8689 <SEP> > 100 <SEP> 100 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP>
<tb> Pseudomonas
<tb> aeruginosa
<tb> ATCC <SEP> 99 <SEP>
<tb> (GM-Resistance) <SEP> > 100 <SEP> 50 <SEP> 6,25
<tb> Pseudomonas
<tb> ovalis
<tb> IAM <SEP> 1002 <SEP> 25 <SEP> > 100 <SEP> 6, <SEP> 25
<tb>
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Tabelle I (Fortsetzung)
EMI3.1
<tb>
<tb> MIC <SEP> ( /ml)
<tb> Vergleichsverbindungen <SEP> Verbindung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> Amoxi-Carbenicillin <SEP> cillin
<tb> Klebsiella
<tb> pneumoniae
<tb> ATCC <SEP> 10031 <SEP> 50 <SEP> > 100 <SEP> 25
<tb> Bacillus
<tb> megatherium
<tb> 10778 <SEP> 0,09 <SEP> 3,13 <SEP> 0,19
<tb> Bacillus <SEP> subtlis
<tb> ATCC <SEP> 6633 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 0,78 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Micrococcus
<tb> flavus
<tb> ATCC <SEP> 10240 <SEP> #0,09 <SEP> 3,13 <SEP> #0, <SEP> 39
<tb> Staphylococcus
<tb> aureus
<tb> FDA <SEP> 209 <SEP> P <SEP> 0,09 <SEP> 0,78 <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Staphylococous
<tb> aureus
<tb> FDA <SEP> 209 <SEP> P
<tb> (shimanishi) <SEP> ko, <SEP> 39 <SEP> 1,56 <SEP> #0, <SEP> 78
<tb> Staphylococcus
<tb> aureus
<tb> FDA <SEP> 209 <SEP> P
<tb> (Ïnuma) <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 12,5 <SEP> #6, <SEP> 25
<tb>
(Medium :
Herz Infusion Agar (PH 7,4) Scheibenverfahren)
Aus Tabelle I ergibt sich bezüglich der antibakteriellen Wirkung bei Standardstämmen, dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung ausgezeichnete antibakterielle Wirkungen gegen grampositive Bakterien, eine noch bessere gegen gramnegative Bakterien und eine ganz ausgezeichnete gegen Pseudomonas aeruginosa besitzt und dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung wirksamer ist als Amoxicillin, Epicillin und Carbenicillin.
Tabelle II
EMI3.2
EMI3.3
<tb>
<tb> MIC <SEP> ( /ml)
<tb> 1,56 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 6, <SEP> 25 <SEP> 12,5 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> > 100
<tb> Carbenicillin <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> 20
<tb> Verbindung <SEP> nach <SEP> der
<tb> Erfindung <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 7
<tb>
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EMI4.2
<tb>
<tb> MIC <SEP> (jn/ml)
<tb> 1,56 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 6,25 <SEP> 12,5 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> > 100
<tb> Carbenicillin <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 9
<tb> Verbindung <SEP> nach <SEP> der
<tb> Erfindung <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 9
<tb>
Tabelle IV (Klebsiella 78 Stamm)
EMI4.3
<tb>
<tb> MIC <SEP> ( /ml)
<tb> 1,56 <SEP> 3,13 <SEP> 6,25 <SEP> 12,
5 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 200 <SEP> 400 <SEP> > 400
<tb> Carbenicillin <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 16 <SEP> 16 <SEP> 27
<tb> Verbindung <SEP> nach <SEP> der
<tb> Erfindung <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 17 <SEP> 30 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP> 4 <SEP> 16
<tb>
Aus den Tabellen ni bis V ergibt sich, dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung antibakteriel- le Aktivität gegen klinisch Isolierte Stämme besitzt und dass sie nicht nur gegen Pseudomonas sondern auch gegen Klebsiella, verglichen mit Carbenicillin, ausserordentlich hoch ist.
Aus den deutschen Offenlegungsschriften 2104579,2104580, 2152967 und 2152968 sind an der Amino- gruppe acylierte Penicillinderivate bekannt, bei welchen eine Bindung zwischen einem Stickstoffatom und der entsprechenden Carboxylgruppe vorliegt. Gemäss Abstract Nr. 371 des Berichtes der American Society for
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eineConference onAntimierobialAgents and Chemotherapy" werden die Verbindungen BAY e6905 und BAY f1353, die zuden in den deutschen Offenlegungsschriften 2104579,2104580, 2152967 und 2152968 beschriebenen Ver- bindungen gehören, von den Erfindern auf Grund der Wirkung gegenüber den dort angegebenen verschiede- nen Bakterien, besonders gegenüber Pseudomonas aeruginosa als repräsentative Verbindungen angegeben.
Die Verbindung BAY e6905 wird im erwähnten Abstract als gegenüber Pseudomonas aeruginosa beson-
EMI4.5
Beispiel 1 der deutschen Offenlegungsschrift 2104580 hergestellt wurde. BAY f1353 ist ein D-a ( (2-Oxo- 3-mesyl-l-imidazolidinyl)-carbonyl-amino) benzylpenleillin, das nach dem Beispiel 4 der deutschen Offenlegungssehriften 2152967 und 2152968 erhältlich ist.
In einem weiteren Vergleichsversuch wurde die kleinste Hemmkonzentration (MIC) der erfindungsgemässen Verbindung, a- (4-Oxor-4H-thiopyran-3-yl) earboxamido-p-hydrocybenzyl-penleillin mif BAY e6905 bei
EMI4.6
EMI4.7
<tb>
<tb> :MIC <SEP> /mol)
<tb> Vergleichswert <SEP> Verbindung <SEP> aus
<tb> BAY <SEP> e6905 <SEP> Beispiel <SEP> Nr. <SEP> 3
<tb> Pseudomonas <SEP> aeruginosa <SEP> NC-5 <SEP> 12, <SEP> 50 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP>
<tb> Pseudomonas <SEP> aeruginosa <SEP> 75 <SEP> 6,25 <SEP> 1,56
<tb>
Aus obigem Versuch ergibt sich, dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung eine höhere antibakterielleWirkung bei zwei Pseudomonas arten besitzt als die beiden repräsentativen Verbindungen der genannten deutschen Offenlegungsschriften.
Versuch II (Versuch des Schutzes gegen Infektion bei Mäusen) a) Mäuse in Gruppen zu je 5 wurden mit Pseudomonas aeruginosa Stamm NC-5 intraperitonal infiziert und durch subcutane Injektion eine Lösung der Versuchsverbindung in sterilem, destilliertem Wasser einmal unmittelbar nach der Behandlung des Versuchstieres verabreicht und anschliessend die Zahl der lebenden Mäuse ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengefasst, wobei der Zähler der angeführten Wer-
<Desc/Clms Page number 5>
te die Zahl der lebenden und der Nenner die Zahl der überprüften Mäuse wiedergibt (dies gilt auch für die Tabellen VII bis IX).
Tabelle VI (Einmalige Verabreichung)
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<tb>
<tb> Verabreichte <SEP> Menge <SEP> (mg) <SEP> Verbindung
<tb> Blind- <SEP> Carbenicillin <SEP> Verbindung
<tb> versuch <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> 0 <SEP> 0/5-
<tb> 15-1/5 <SEP> 2/5
<tb> 30-2/5 <SEP> 3/5
<tb> 60 <SEP> - <SEP> 4/5 <SEP> 5/5
<tb>
b) Mäuse in Gruppen zu je 5 Tieren wurden mit Pseudomonas aeruginosa Stamm NC-5 intraperitonal infiziert und eine Lösung der Versuchsverbindung in sterilem, destilliertem Wasser durch subcutan Injektion unmittelbar nach der Behandlung des Versuchstieres, nach 2 h und nach 4 h verabreicht. Es wurde dann die Zahl der lebenden Mäuse festgestellt und die drei Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengefasst.
Tabelle VII (dreimalige Verabreichung)
EMI5.2
<tb>
<tb> Verabreichte <SEP> Menge <SEP> (mg) <SEP> Verbindung
<tb> Blind-Carbenicillin <SEP> Verbindung <SEP> nach
<tb> versuch <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> 0 <SEP> 0/5-
<tb> 2, <SEP> 5 <SEP> x <SEP> 3-2/5 <SEP> 5/5
<tb> 5x3-0/5 <SEP> 5/5
<tb> 10 <SEP> x <SEP> 3-5/5 <SEP> 5/5
<tb>
c) Mäuse in Gruppen zu je 5 wurden mit Pseudomonas aeruginosa Stamm NC-5 intraperitonal infiziert und die Versuchsverbindung oral unmittelbar nach der Behandlung der Versuchstiere und 2 h später verabreicht. Es wurde die Zahl der lebenden Mäuse festgestellt und die Ergebnisse sind in Tabelle vm zusammengefasst.
Tabelle VIII
EMI5.3
<tb>
<tb> Verabreichte <SEP> Menge <SEP> (mg) <SEP> Verbindung
<tb> Blind- <SEP> Amoxicillin <SEP> Verbindung <SEP> nach
<tb> versuch <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> 0 <SEP> 0/10
<tb> 25 <SEP> x <SEP> 2-0/5 <SEP> 2/5
<tb> 50 <SEP> x <SEP> 2-0/5 <SEP> 3/5
<tb> 100 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 0/5 <SEP> 5/5
<tb>
EMI5.4
Lösung der Testverbindung in sterilem, destilliertem Wasser wurde durch suboutane Injektion 2 h nach der Behandlung der Versuchstiere verabreicht. Es wurde die Zahl der lebenden Mäuse festgestellt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengefasst.
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Tabelle IX
EMI6.1
<tb>
<tb> Verabreichte <SEP> Menge <SEP> (mg) <SEP> Verbindung
<tb> Blind-Carbenicillin <SEP> Verbindung <SEP> nach
<tb> versuch <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> 0 <SEP> 0/5 <SEP> -
<tb> 1, <SEP> 25-0/5 <SEP> 1/5
<tb> 2, <SEP> 5-1/5 <SEP> 2/5
<tb> 5-2/5 <SEP> 4/5 <SEP>
<tb> 10 <SEP> - <SEP> 4/5 <SEP> 3/5
<tb>
Die in den Tabellen VI bis IX zusammengefassten Ergebnisse zeigen die bemerkenswerte Schutzwirkung der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung gegen Mäuseinfektion, insbesondere gegen Pseudomonas aeruginosa.
Versuch III (To : dzität) : a) Die minimale letale Dosis (MLD) bei intravenöser und subcutaner Verabreichung der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung an männliche dd-N-Mäuse sind in Tabelle X zusammengefasst.
Tabelle X (Akute Toxizität)
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<tb>
<tb> Verbindung <SEP> Art <SEP> der <SEP> Verabreichung <SEP> MLD <SEP> (g/Kg)
<tb> Verbindung <SEP> nach
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> intravenös <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb> subcutan <SEP> 7,0
<tb> Carbenicillin <SEP> intravenös <SEP> 7,0
<tb> subcutan <SEP> > 10, <SEP> 0
<tb>
Die Werte sind etwas niedriger als jene von Carbenicillin, so dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung klinisch auch für Verabreichung in grossen Dosen verwendbar ist. b) Die Versuchsverbindungen wurden männlichen Sprague -Dawley-Ratten durch subcuttane Injektion während 7 Tagen täglich verabreicht. Nach 7 Tagen wurden die Tiere getötet und das Organgewicht, der Harnstoff-gebundene Stickstoff im Serum bestimmt und die Niere visuell überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle XI zusammengefasst.
Tabelle XI (Nephrotoxizität bei Ratten nach 1 Woche täglicher subcutaner
Injektion von 1000 mg/Kg)
Das Körpergewicht und das Harnvolumen wurden alle 2 Tage bestimmt. Das Gewebe- gewicht und der Harnstoff-gebundene Stickstoff im Serum der getöteten Tiere wurde bestimmt.
EMI6.3
<tb>
<tb>
Verbindung <SEP> Behandlung <SEP> n <SEP> Nieren- <SEP> Harnstoff- <SEP>
<tb> gewicht <SEP> (g) <SEP> gebundener
<tb> Stickstoff <SEP> im
<tb> Serum <SEP> (mg/dl)
<tb> Verbindung <SEP> nach <SEP> lOOOmg/Kg/Tagsc <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 30 <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP>
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> 7 <SEP> Tage <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> 0, <SEP> 74
<tb> Carbenicillin <SEP> 1000 <SEP> mg/Kg/Tag <SEP> sc <SEP> 4 <SEP> 2,53 <SEP> 24,0
<tb> 7 <SEP> Tage <SEP> ¯0,07 <SEP> ¯0, <SEP> 90
<tb> Kanamycin <SEP> 500 <SEP> mg/Kg/Tag <SEP> sc <SEP> 4 <SEP> 3, <SEP> 52 <SEP> 70,7
<tb> 7 <SEP> Tage <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 23, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Salin <SEP> 5 <SEP> m <SEP> !/Kg/Tag <SEP> sc <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 48 <SEP> 21,7
<tb> 7 <SEP> Tage <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP>
<tb>
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Kanamycin zeigt eine renale Hypertrophie,
ein Ischemia des renalen Cortex und ein abnormales Anwachsen des Harnstoff-gebundenen Stickstoffs im Serum. Diese Beobachtungen zeigten ernstliche renale Nachteile von Kanamycin. Demgegenüber wurden derartige Beobachtungen bei der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung und Carbenicillin nicht gemacht. c) Glycerin (50%, 4 ml/kg), Furocemid (50 mg/kg) und Testverbindungen wurden männlichen SpragueDawley-Ratten subeutan injiziert. Es ist bekannt, dass kleine Dosen von Glycerin, die subcutan verabreicht werden, schwache und reversible renale Schäden verursachen. 48 h später wurden Tiere jeder Gruppe getötet, um den Wert des Harnstoff-gebundenen Stickstoffs im Serum zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII zusammengefasst.
Tabelle XII (Akute Nephrotoxizität bei Glycerin und Furocemid an Ratten) Glycerin : 4 ml/Kg s. c., 50%, Furocemid : 50 mg/Kg s. c.
Sprague-Dawley-Ratten 0
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<tb>
<tb> Verbindung <SEP> Dosis <SEP> n <SEP> Harnstoff-gebundener
<tb> (mg/Kg <SEP> s. <SEP> c.) <SEP> Stickstoff <SEP> im <SEP> Serum
<tb> (mg/dl)
<tb> Verbindung <SEP> nach
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> 1000 <SEP> 4 <SEP> 23, <SEP> 3 <SEP> = <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Carbenicillin <SEP> 1000 <SEP> 4 <SEP> 29,7 <SEP> :
<SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Dephaloridin <SEP> 500 <SEP> 4 <SEP> 50, <SEP> 7 <SEP> =13, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Blindversuch-5 <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
Die in Tabelle XII zusammengefassten Werte zeigen, dass kein wesentlicher Unterschied zwischen der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung, Carbenicillin und dem Blindversuch bestand, dass jedoch bei Verwendung von Cephaloridin ein bemerkenswerter Anstieg des Harnstoff-gebundenen Stickstoffs im Serum auftrat. Bei Injektion der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung und von Carbenicillin wurde keine Nephrotoxizität beobachtet.
Aus den obenstehenden Versuchsergebnissen ergibt sich, dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung ausgezeichnete antibakterielle Eigenschaften gegen grampositive Bakterien, gegen gramnegative Bakterien und insbesondere gute antibakterielle Wirkungen gegen Pseudomonasarten besitzt. Die Verbindung ist nur schwach giftig, verursacht keine Nephrotoxizität und kann in der Human- und in der Veterinärmedizin für die Prophylaxe und Therapie insbesondere im Zusammenhang mit von Pseudomonasarten verursachten Krankheiten als Antibiotika verwendet werden.
Die erfindungsgemäss angestrebte Verbindung der Formel (1) wird erhalten, indem man ein 6-Amino- penicillansäurederivat der allgemeinen Formel
EMI7.2
worin R Wasserstoff oder einen unter milden Bedingungen abspaltbaren organischen Esterrest bedeutet, mit p-Hydroxyphenyl-α-(4-oxo-4H-thiopyran-3-yl-carboxsamido) essigsäure der Formel
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oder einem reaktiven Derivat derselben umsetzt und die Gruppe R, falls es sich um eine unter milden Bedingungen abspaltbare organische Estergruppe handelt, abspaltet.
Reaktive Derivate der Verbindung der Formel (III) sind : Säurehalogenide, wie Säurechloride, Säurebromide u. dgl. ; Säureazide ; Säureanhydride ; gemischte Säureanhydride durch Umsetzen der Säuren gemäss Formel (III) und einer Säure oder einem reaktiven Derivat der Säure, z. B. Alkylhalocarbonat, wie z. B.
Äthylchlorcarbonat, Äthylbromcarbonat, Alkylphosphorigsäure, Schwefelsäure, Alkylphosphorsäure ; ein aktiver Ester durch Umsetzen der Säuren der allgemeinen Formel (ni) mit p-Nitrophenol u. dgl. mehr.
EMI8.2
kalimetall, wie Natrium, Kalium ; ein organischer Ester, der unter milden Bedingungen abgespaltet wer- den kann, wie beispielsweise eine Phenacylgruppe oder eine Benzylgruppe, die gegebenenfalls durch ein Ha- logenatom oder eine Nitrogruppe substituiert sein kann, eine 3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-Gruppeund eine Bis (p-methoxyphenyl) methyl- Gruppe.
Die auf diese Weise hergestellte Verbindung kann durch in der Chemie übliche Verfahren isoliert wer- den, wie beispielsweise Extraktion, Umkristallisieren usw.
Falls die Verbindung der allgemeinen Formel (H) die 6- Aminopenicillansäure darstellt, wird diese vorzugsweise in Form ihres Alkali- oder Ammoniumsalzes mit der Verbindung der Formel (III) oder ihrem reaktionsfähigen Derivat umgesetzt.
Bei der Herstellung der Verbindung der Formel (nII), die nach verschiedenen Verfahren durch Umsetzen der entsprechenden 2-Amino-2-substituiert-Essigsäure hergestellt werden kann, ist es an sich nicht notwendig, die Hydroxygruppe in der p-Stellung der Benzylgruppe zu schützen. Die Hydroxygruppe, falls erwünscht, kann durch eine niedrige Alkanoylgruppe, wie beispielsweise eine Acetylgruppe, geschützt werden, die zugleich mit der Abspaltung der Gruppe R abgespalten werden kann.
Die Reaktion wird üblicherweise in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, wie Alkohol, Aceton, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Chloroform, Dichlormethan, Hexamethylphosphoramid u. dgl. in Gegenwart einer Base, wie Triäthylamin, Dimethylanilin, unter Kühlen oder bei Raumtemperaturen ablaufen gelassen.
Falls die Gruppe R ein organischer Esterrest ist, wird sie unter solchen Bedingungen abgespalten, bei denen die Lactambindung des Penamringes nicht aufbricht. Die Reaktion wird durch Behandeln mit einer anorganischen oder organischen Base, wie Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumamid, Natriumäthoxyd, Natriumthiophenolat, Cyclohexylamin, Kalium-2-äthylhexanoat u. dgl., in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, wie Aceton, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder einer Mischung derselben durchgeführt und es wird die erfindungsgemäss angestrebte Verbindung gemäss Formel (1) als Alkalimetall oderAminsalz erhalten. Die Verbindung kann in die freie Säure durch Behandlung mit einer Säure in üblicher Weise umgewandelt werden.
Die Verbindung gemäss Formel (III) besitzt ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und es kann bei der Erfindung sowohl die optisch aktive Substanz als auch das Racemat verwendet werden.
Da die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung in Wasser leicht löslich ist, kann sie klinisch für die parenterale Verabreichung, wie z. B. für die intravenöse Injektion und für die intramuskuläre Injektion ein-
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Die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung kann als reines und stabiles Dihydrat durch Zusetzen von Wasser zu einer Wasser-enthaltenden organischen Lösung dieser Verbindung erhalten werden. Da das Dihydrat rein und stabil ist, ist die Verbindung zur Arzneimittelherstellung geeignet.
Es gibt keine besonderen Grenzen bezüglich des Wasser-enthaltenden organischen Lösungsmittels, jedoch wird üblicherweise eine Mischung von Wasser und einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, wie Aceton, Methanol, Tetrahydrofuran, Äthanol, Isopropanol u. dgl., verwendet
Das Mischungsverhältnis zwischen organischem Lösungsmittel und Wasser ist nicht beschränkt und kann
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leicht ermittelt werden, indem der Punkt geprüft wird, in dem die Verbindung zur Gänze im organischen Lö- sungsmittel gelöst ist, indem man nach und nach unter Rühren zur Suspension der Verbindung im organi- schen Lösungsmittel Wasser zusetzt. Falls die wasserhaltige organische Lösung homogen bleibt, kann ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Chloroform u. dgl., zuge- setzt werden.
Das Dihydrat kann durch Zusetzen von Wasser zur wasserhaltigen Lösung in einem organischen Lösungs- mittel bis zur leichten Trübung der Lösung erhalten werden, wobei allenfalls gekühlt wird. Zur Reindarstellung des Dihydrates kann abfiltriert oder zentrifugiert und anschliessend getrocknet werden.
Nachstehend werden nicht beschränkende Beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens angeführt.
Bei s pie 1 l a : In 8 ml einer Mischung aus Dimethylformamid und Methylenchlorid im Volumsverhältnis 1 : 1 wurde 1 gp-Hydroxyphenyl-o ;- (4-oxo-4H-thiopyran-3-yl-carboxa-mido) essigsäure aufgelöst und dann 0, 342 ml N-Methylmorpholin zugesetzt. Nach Kühlen der Lösung auf-5 C wurden noch 0, 311 ml Äthylchlorearbonat zugegeben und die Mischung 30 min lang gerührt.
Die Reaktionsmischung wurde dann mit 20 ml einer 1, 1 g 6-Aminopenicillansäurephenacylester enthal- tendenMethylenchloridlösung bei -30oC versetzt und 2h lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde je zweimal mit einer wässerigen Natriumbicarbonatlösung, Wasser, verdünnter Salzsäure und schliesslich Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand aus einer Mischung von Methylenchlorid und Äther kristallisiert.
Man erhielt 1, 01 g 6-[p-Hydroxyphenyl-α-(4-oxo-4H-thiopyran-3-yl-carboxamido)acetamido]penicillansäu- rephenacylester (im folgenden Ester (AI) genannt).
Durch Silicagel-Säulenchromatographie der Mutterlauge erhielt man noch 554 mg Ester (A').
Die durch IR-Spektrum und NMR-Spektrum bestimmte Struktur des Produktes stimmte mit der oben beschriebenen Struktur überein.
Beispiel lb : In 2 ml Diemthylformamid wurde 1 g 6-[p-Hydroxyphenyl-α-(4-oxo-4H-thiopyran-3- yl-carboxamido)-acetamido]penicillansäurephenacylester aufgelöst und die Mischung nach Zugeben von 425 mg Natriumthiophenalat 2 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Nachdem die Reaktionsmischung mit 10 ml Eiswasser versetzt wurde und der pH-Wert mit 6n Salzsäure auf 7 eingestellt wurde, wurde die wässerige Schicht mit lOmlÄthylacetat extrahiert. Der pH-Wert der wässerigen Schicht wurde dann mit 6 n Salzsäure auf 2 eingestellt und die wässerige Phase dreimal mit je 10 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol im Volumsverhältnis 7 : 1 extrahiert.
Die Extrakte wurden vereinigt, mit einer 20% igen wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösung im organischen Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck eingeengt und der ölige Rückstand durch Zugabe von wenig Äthylacetat kristallisiert. Hierauf wurde noch mehr Äthylacetat und Äther zugesetzt und die Kristalle abfiltriert. Man erhielt 0, 6 g α-(4-Oxo-4H-thiopyran-3-yl)carboxamido-p-hydroxybenzylpenicillin.
NMR-Spektrum (D6 -DMSO, TPM) :
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Die so erhaltene wässerige Lösung wurde mit 15 ml Methylenchlorid gewaschen und 30 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol (Volumsverhältnis 8 : 1) zugefugt. Der pH-Wert der Mischung wurde unter Rühren mit 6n Salzsäure auf 2 eingestellt. Die wässerige Phase wurde von der organischen Phase abgetrennt und die wässerige Phase mit 20 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol im Volumsverhältnis 8 : 1 extrahiert und der Extrakt zur organischen Phase hinzugefügt. Die so erhaltene organische Lösung wurde dreimal mit je 15 ml kaltem Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Aus der Lösung wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand in 50 ml Äther dispergiert, wobei sich pulverige Kristalle bildeten. Die Kristalle wurden abfiltriert und getrocknet.
Man erhielt 1, 2 g D(-)-α-(4-Oxo-4H-thiopyran-3-yl)carboxamido-p-hydroxybenzylpenicil- lin.
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Beispiel 6 : In 7 ml einer Mischung aus Dimethylformamid und Methylenchlorid im Volumsverhältnis 1 : 2 wurden 0, 92 g D (-)-a-p-Hydroxyphenyl-a- (4-oxo-4H-thiopyran-3-yl-earboxamido)-essigsäure aufgelöst und die Lösung auf -50C abgekühlt. Die Mischung wurde 20 min lang gerührt, nachdem 0, 5 g N, N'-Di- cyclohexylcarbodiimid zugesetzt worden sind.
Die Reaktionsmischung wurde tropfenweise mit einer Lösung von 0, 78 g 6-Aminopenicillansäure, 10 ml Methylenchlorid und 0, 9 ml Triäthylamin während 30 min bei-5 bis-10 C versetzt. Hierauf wurde die Mischung 3, 5 h lang bei 0 bis -50C gerührt.
Nach Abfiltrieren von entstandenen Niederschlägen wurden zum Filtrat 25 ml Eiswasser hinzugegeben und die Mischung kräftig gerührt. Die organische Phase wurde von der wässerigen Phase abgetrennt und mit 25 ml einer kalten, 10%igen, wässerigen Natriumbicarbonatlösung extrahiert und der Extrakt mit der wäs- serigen Phase vereinigt. Die so erhaltene wässerige Lösung wurde mit 20 ml Methylenchlorid gewaschen und
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! einer Mischung vonÄthylacetatMischung wurde unter Rühren mit 6 n Salzsäure auf 2 eingestellt. Die wässerige Phase wurde von der organischen Phase abgetrennt und mit 20 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol (Volumsverhältnis 8 : 1) extrahiert und der Extrakt zur verbliebenen organischen Phase gegeben.
Die so erhaltene organische Lösung wurde zweimal mit je 15 ml kaltem Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet.
Das Lösungsmittel wurde aus der Lösung unter vermindertem Druck abdestilliert und der so erhaltene Rückstand in 50 ml Äther dispergiert, wobei sich pulverige Kristalle bildeten. Die Kristalle wurden abfiltriert und getrocknet. Man erhielt 0, 529 g D (-)-o ;- (4-Oxo-4H-thiopyran-3-yl) carboxamido-p-hydroxyben- zylpenicillin in einer Ausbeute von 35%.
Beispiel 7 : In 8,35 ml Dimethylformamid wurden 3,05 g D(-)-α-p-Hydroxyphenyl-α-(4-oxo-4H-thio- pyran-3-yl-carboxamido) essigsäure aufgelöst und zur Lösung 1, 09 ml N-Methylmorpholin zugegeben, worauf
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Hieraufkühlt und 1, 21 g Pivaloylchlorid zugegeben, worauf die Mischung 45 min lang bei-15 C gerührt wurde. Zur so erhaltenen Mischung wurde während, 16 min bei-15 C eine Lösung, bestehend aus 2, 16 g 6-Aminopeni- cillansäure und 3, 48 ml Triäthylamin in 27,6 ml Methylenchlorid zugetropft. Die erhaltene Mischung wurde bei dieser Temperatur 40 min und bei-5 bis 00C noch 1, 5 h lang gerührt.
Zur Reaktionsmischung wurden 18 ml einer 10% igen, wässerigen Natriumchloridlösung hinzugefügt und die Mischung kräftig gerührt. Die wässerige Phase wurde von der organischen Phase abgetrennt und die organische Phase mit 8 ml einer 10%igen, wässerigen Natriumchloridlösung extrahiert. Der Extrakt wurde zur wässerigen Phase hinzugefügt, die so erhaltene wässerige Lösung wurde mit 10 m ! Methylenchlorid gewa- schen und dann mit 10 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol (Volumsverhältnis 10 : 1) überschichtet. Der pH-Wert der Lösung wurde mit 6n Salzsäure unter Rühren auf 2 eingestellt.
Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässerige Phase mit 10 ml einer Mischung aus Äthylacetat und sek. Butanol extrahiert. Der Extrakt wurde der organischen Phase hinzugefügt. Die so erhaltene organische Lösung wurde zweimal mit je 15 ml Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat 30 min lang getrocknet.
Das organische Lösungsmittel wurde bei niedrigen Temperaturen (unter 30 C) abgedampft und der verbleibende Sirup in 30 ml Isopropylalkohol aufgelöst. Die Lösung wurde über Nacht bei 50C zur Kristallisation stehengelassen. Die gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und getrocknet. Man erhielt 2, 6 g a- (4-Oxo- 4H-thiopyran-3-yl) carboxamido-p-hydroxybenzylpenicillin.
IR-Spektrum :
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ein gelblicher Feststoff aus, der abfiltriert und getrocknet wurde. Man erhielt auf diese Weise 1, 48 g des oben erwähnten Produktes mit 80%iger Reinheit.