Composition antilactérienne et procédé.
La présente invention concerne, d'une façon générale, des compositions nouvelles ayant une activité antibactérienne. Plus particulièrement, elle concerne
des compositions contenant un composé du type de la 3-fluoro-D-alanine en association avec un inhibiteur auto-antagoniste de la 3-fluoro-D-alanine, lesdites compositions étant caractérisées en ce qu'elles présentent, même à des concentrations fortement élevées, l'action antibactérienne hautement efficace des composés du type
de la 3-fluoro-D-analine et étant en outre caractérisées en ce qu'elles ont une remarquable synergie, l'activité antibactérienne de l'association étant nettement supérieure à celle des composants individuels.
Les composés du type de la 3-fluoro-D-alanine, comme la 3-fluoro-D-alanine elle-même et ses analogues deutero, ses esters alcoyliques inférieurs et ses sels pharmaceutiquement acceptables, sont de précieux agents antibactériens montrant une grande activité pour inhiber la croissance de bactéries pathogènes des genres aussi bien gram-positifs que gram-négatifs comprenant Streptococcus, Escherichia,Staphylococcus, Pseudomonas, Diplococcus, Klebsiella, Proteus, Mycobacterium, Serratia, Vibrio et Pasteurella, et en particulier les bactéries appartenant aux espèces Escherichia coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Streptomyces pyogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus et Aerobacter aerogenes.
Les composés du type de la 3-fluoro-D-alanine ont, toutefois, la particularité inhabituelle d'être auto-antagonistes à des concentrations élevées, caractéristique qui est désavantageuse quand on désire utiliser l'antibactérien à des dosages élevés ou lorsque
des concentrations élevées, auto-antagonistes, du composé du type de la 3-fluoro-D-alanine peuvent se produire pendant le traitement, comme par exemple chez des patients ayant une fonction rénale diminuée. En fait, comme des dosages élevés de composés du type de la 3-fluoro-D-alanine peuvent être employés avec sécurité, il est avantageux dans le traitement des infections d'utiliser le composé
du type de la 3-fluoro-D-alanine à un dosage suffisamment élevé pour produire une action antibactérienne efficace contre l'organisme le plus résistant par lequel l'infection peut être causée, dosage élevé auquel le composé du type de la 3-fluoro-D-alanine est un auto-antagoniste envers les micro-organismes plus sensibles qui peuvent être présents.
On a maintenant trouvé, selon la présente invention, que cette action auto-antagoniste présentée
par les composés du type de la 3-fluoro-D-alanine à concentration élevée peut être complètement supprimée par certaines substances appelées dans ce qui suit inhibiteurs auto-antagonistes de FDA.
Comme inhibiteurs auto-antagonistes de FDA,
on préfère employer des composés de cyclosérine N-substituée, que l'on peut représenter par la formule suivante :
<EMI ID=1.1>
dans laquelle R est de l'hydrogène ou un groupe méthyle et X, Y'et Z sont de l'hydrogène ou des radicaux alkyle, ainsi que leurs sels pharmaceutiquement acceptables, et que l'on peut également appeler D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'butényl ou alkyl-1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3isoxazolidinones, et leurs dérivés 5-méthyliques, comme par exemple D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3-
<EMI ID=2.1>
zolidinone, D-4-(1'-éthyl-2'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-5-méthyl-3-isoxazolidinone, D-4-(1'-éthyl-3'-oxo-1'-
<EMI ID=3.1>
pentényl)amino-5-méthyl-3-isoxazolidinone, D-4-(1'-éthyl2'-méthyl-3'-oxo-1'-pentényl)amino-3-isoxazolidinone,
<EMI ID=4.1>
3-isoxazolidinone, et analogues; les sels pharmaceutiquement acceptables des composés précédents, tels que les sels avec des métaux alcalins, de préférence les sels
de sodium et de potassium; les sels avec des métaux alcalino-terreux, de préférence les sels de calcium et
de magnésium; les sels d'ammonium; les sels avec des amines, de préférence les sels avec la triéthylamine, la diéthylamine, la N-méthyl-glucamine, la diéthanolamine,
la triéthanolamine ou le 2-amino-2-hydroxyméthyl-1,3propanediol et analogues, comme par exemple, le sel de sodium de la D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3isoxazolidinone, le sel de calcium de la D-4-(1'-méthyl3'-oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone, le sel de sodium de la D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-5-méthyl3-isoxazolidinone, et analogues. Il est préférable d'utiliser ces dérivés du type N-(1-méthyl-3-oxo-1-butényl ou
<EMI ID=5.1>
cyclosérine ainsi que leurs sels pharmaceutiquement acceptables comme inhibiteurs auto-antagonistes de FDA, étant donné que ces dérivés et, plus particulièrement, la
<EMI ID=6.1>
xazolidinone, et leurs sels de sodium et de potassium
sont remarquablement stables en solution aqueuse; lorsqu'on les administre cliniquement, ils sont extrêmement efficaces pour libérer de la cyclosérine ou de la méthyl-cyclosérine in vivo et, en même temps, on évite sensiblement
la dimérisation indésirable de la cyclosérine ou de la
<EMI ID=7.1>
amino-3-isoxazolidinone et ses sels pharmaceutiquement acceptables sont d'une efficacité toute particulière
pour libérer de la cyclosérine dans la circulation sanguine et dans la vessie et sont, par conséquent, d'un grand intérêt pour assurer une action inhibitrice autoantagoniste de FDA dans tout le système vasculaire, aussi bien que dans le système urinaire.
L'efficacité critique d'inhibiteurs auto-antagonistes de FDA est illustrée de la manière suivante :
la 3-fluoro-D-alanine seule, à une concentration de
3,2 �g/ml empêche complètement la croissance d'une culture virulente d'Escherichia coli (souche 2017); toutefois, à des concentrations plus élevées (par exemple à 50 �g/ml) il se produit une croissance extensive de l'organisme, caractéristique de l'action auto-antagoniste de la 3-fluoroD-alanine. Quand la 3-fluoro-D-alanine, à cette concentration de 50 �g/ml, est associée à un inhibiteur auto-antagoniste de FDA, comme la D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone ou son sel de sodium à une concentration de 0,72 �g/ml, la croissance d'Escherichia coli
est complètement empêchée. Il est surprenant de constater
<EMI ID=8.1>
oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone, complètement efficace comme inhibiteur auto-antagoniste de FDA, est moindre que les 2 % de la concentration minimale qui peut, par elle-même, empêcher complètement la croissance des organismes Escherichia coli.
La nouvelle association est convenablement administrée pour son efficacité anti-bactérienne sous la forme d'une composition pharmaceutique contenant le composé du type 3-fluoro-D-alanine en mélange avec 1' inhibiteur auto-antagoniste de FDA et un support pharmacologiquement acceptable.
Quand un composé de type 3-fluoro-D-alanine est associé à un composé du type cyclosérine N-substituée, le rapport du composant du type 3-fluoro-D-alanine au composant du type cyclosérine N-substituée dans l'association varie habituellement entre environ 1:120 et environ
200:1, en donnant la préférence à des rapports variant d'environ 1:4 à environ 4:1. Comme composant du type 3-fluoro-D-alanine, on préfère utiliser la 3-fluoro-Dalanine, la 2-deutero-3-fluoro-D-alanine, la 2,3-dideutero3-fluoro-D-alanine, la 2,3,3-trideutero-3-fluoro-D-alanine, un de leurs esters alcoyliques inférieurs comme l'ester méthylique ou un sel pharmacologiquement acceptable comme le sel de sodium ou de calcium ou le chlorhydrate. Comme composant du type cyclosérine, on préfère en général utiliser un dérivé du type N-(1-méthyl-3-oxo-1-butényl
ou alkyl-1-méthyl-3-oxo-1-butényl) de la cyclosérine ou
de la cyciothréonine, ou un de leurs sels pharmaceutiquement acceptables et il est tout particulièrement préférable d'utiliser la D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone, ses sels de sodium ou de potassium comme le sel de sodium hémihydraté de la D-4-(1'méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone, ou bien
<EMI ID=9.1>
lidinone ou ses sels de sodium ou de potassium.
Les supports pharmaceutiquement acceptables pour les compositions ci-dessus comprennent des véhicules convenables adaptés à l'administration par voie orale comme des capsules, des comprimés, ou des solutions ou suspensions liquides. L'association peut aussi être dissoute dans un véhicule adapté à l'administration par injection. Des formulations convenant à l'usage oral peuvent contenir des diluants, des agents à granulation et de préservation, des liants, des agents d'aromatisation et de revêtement qui sont bien connus de l'homme de l'art, et le dosage des produits peut varier dans de vastes limites.
Une composition pour usage oral contenant l'association du composé du type 3-fluoro-D-alanine et du composé du type cyclosérine est facilement préparée par mélange des composants individuels à l'état sec, pulvérulent avec de la gélatine, de l'amidon, du stéarate de magnésium et de l'acide alginique et en pressant le tout en un comprimé. Le composé du type 3-fluoro-D-alanine et le composé du type cyclosérine N-substituée peuvent aussi être incorporés ensemble en solution aqueuse et la solution peut être évaporée pour former l'association sous forme d'un mélange intime des composants.
En variante, selon un autre mode de réalisation de l'invention, les composants de l'association peuvent être administrés séparément, notamment quand on désire maintenir les niveaux sanguins du composé du type 3-fluoroD-alanine plus rapidement excrété.
Les N-(1-méthyl-3-oxo-1-butényl ou alkyl-1méthyl-3-oxo-1-butényl) cyclosérines ou méthyl-cyclosérines inhibiteurs auto-antagonistes de 3-FDA peuvent être préparées en agitant ensemble, à la température ambiante et pendant une période d'environ 2 jours, de la cyclosérine ou de la méthyl-cyclosérine et un excès d'un composé du type 2,4-pentanedione répondant à la formule suivante :
<EMI ID=10.1>
dans laquelle X, Y et Z sont de l'hydrogène ou des radicaux alkyle, comme la 2,4-pentanedione, conditions dans lesquelles le composé de cyclosérine passe graduellement en solution, avec formation de la cyclosérine N-substituée répondant à la formule suivante :
<EMI ID=11.1>
dans laquelle R est de l'hydrogène ou un groupe méthyle
<EMI ID=12.1>
qui, au fur et à mesure du progrès de la réaction, cristallise de la solution réactionnelle obtenue et est récupérée par filtration, lavage avec de l'éther pour être finalement séchée. Par exemple, la D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone se prépare commodément en agitant un mélange d'environ 3,0 g de D-4-amino3-isoxazolidinone et de 30 ml de 2,4-pentanedione, dans une atmosphère sèche, à une température approximativement égale à la température ambiante et pendant environ 2 jours. La D-4-amino-3-isoxazolidinone entre graduellement en solution et le produit de la réaction, qui cristallise
de la solution réactionnelle, est récupéré par filtration, lavage avec trois fractions de 20 ml d'éther pour être finalement séché à la température ambiante et sous vide
<EMI ID=13.1>
1'-butényl)amino-3-isoxazolidinone.
Ce dernier composé est commodément transformé en ses sels pharmaceutiquement acceptables, par exemple les sels de sodium ou de calcium de la manière suivante :
on dissout 0,143 g de D-4-(1'-méthyl-3'-oxo-1'-butényl)-
<EMI ID=14.1>
ajoute une solution 0,05 molaire d'hydroxyde de sodium dans du méthanol de manière à obtenir un pH d'approximativement 7,0. On évapore le méthanol de la solution ainsi obtenue sous un courant d'azote jusqu'à la formation de cristaux; on évapore ensuite davantage la suspension cristalline jusqu'à siccité sous vide. On lave la matière résiduelle avec 2,5 ml d'acétone et on la redissout dans 0,55 ml de méthanol; on filtre la solution et on dilue le filtrat avec 0,45 ml de méthanol. On ajoute 4 ml d'éther à la solution ainsi obtenue et on récupère le précipité cristallin qui se forme par filtration, on le
Antilacterial composition and method.
The present invention relates, in general, to novel compositions having antibacterial activity. More particularly, it concerns
compositions containing a compound of the type of 3-fluoro-D-alanine in association with a self-antagonist inhibitor of 3-fluoro-D-alanine, said compositions being characterized in that they exhibit, even at high concentrations high, the highly effective antibacterial action of compounds of the type
of 3-fluoro-D-analine and being further characterized in that they have a remarkable synergy, the antibacterial activity of the combination being markedly greater than that of the individual components.
Compounds of the 3-fluoro-D-alanine type, such as 3-fluoro-D-alanine itself and its deutero analogs, lower alkyl esters and pharmaceutically acceptable salts, are valuable antibacterial agents showing high activity. for inhibiting the growth of pathogenic bacteria of both gram-positive and gram-negative genera including Streptococcus, Escherichia, Staphylococcus, Pseudomonas, Diplococcus, Klebsiella, Proteus, Mycobacterium, Serratia, Vibrio and Pasteurella, and in particular bacteria belonging to the species Escherichia coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Streptomyces pyogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Aerobacter aerogenes.
Compounds of the 3-fluoro-D-alanine type have, however, the unusual feature of being self-antagonists at high concentrations, a characteristic which is disadvantageous when it is desired to use the antibacterial in high dosages or when
high, self-antagonistic concentrations of the 3-fluoro-D-alanine-like compound may occur during treatment, for example in patients with reduced renal function. In fact, since high dosages of 3-fluoro-D-alanine type compounds can be safely employed, it is advantageous in the treatment of infections to use the compound.
of the 3-fluoro-D-alanine type in a dosage high enough to produce effective antibacterial action against the most resistant organism by which infection can be caused, at a high dosage at which the 3-fluoro type compound -D-alanine is an auto-antagonist towards more sensitive microorganisms that may be present.
It has now been found, according to the present invention, that this self-antagonistic action presented
by the compounds of the type 3-fluoro-D-alanine in high concentration can be completely suppressed by certain substances called in the following self-antagonist inhibitors of FDA.
As FDA self-antagonistic inhibitors,
it is preferred to employ N-substituted cycloserine compounds, which can be represented by the following formula:
<EMI ID = 1.1>
in which R is hydrogen or a methyl group and X, Y 'and Z are hydrogen or alkyl radicals, as well as their pharmaceutically acceptable salts, and which can also be called D-4- (1 '-methyl-3'-oxo-1'butenyl or alkyl-1'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-3isoxazolidinones, and their 5-methyl derivatives, such as for example D-4- (1 '-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-3-
<EMI ID = 2.1>
zolidinone, D-4- (1'-ethyl-2'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-5-methyl-3-isoxazolidinone, D-4- (1'-ethyl-3'- oxo-1'-
<EMI ID = 3.1>
pentenyl) amino-5-methyl-3-isoxazolidinone, D-4- (1'-ethyl2'-methyl-3'-oxo-1'-pentenyl) amino-3-isoxazolidinone,
<EMI ID = 4.1>
3-isoxazolidinone, and the like; the pharmaceutically acceptable salts of the preceding compounds, such as the salts with alkali metals, preferably the salts
sodium and potassium; salts with alkaline earth metals, preferably calcium salts and
magnesium; ammonium salts; salts with amines, preferably salts with triethylamine, diethylamine, N-methyl-glucamine, diethanolamine,
triethanolamine or 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3propanediol and the like, such as, for example, the sodium salt of D-4- (1'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino- 3isoxazolidinone, the calcium salt of D-4- (1'-methyl3'-oxo-1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone, the sodium salt of D-4- (1'-methyl-3 ' -oxo-1'-butenyl) amino-5-methyl3-isoxazolidinone, and the like. It is preferable to use these derivatives of the N- (1-methyl-3-oxo-1-butenyl or
<EMI ID = 5.1>
cycloserine as well as their pharmaceutically acceptable salts as self-antagonist inhibitors of the FDA, given that these derivatives and, more particularly, the
<EMI ID = 6.1>
xazolidinone, and their sodium and potassium salts
are remarkably stable in aqueous solution; when administered clinically, they are extremely effective in releasing cycloserine or methyl-cycloserine in vivo and, at the same time, are substantially avoided
unwanted dimerization of cycloserine or
<EMI ID = 7.1>
amino-3-isoxazolidinone and its pharmaceutically acceptable salts are particularly effective
to release cycloserine into the bloodstream and into the bladder and are therefore of great interest in providing autoantagonist inhibitory action of FDA throughout the vascular system, as well as in the urinary system.
The critical efficacy of self-antagonistic FDA inhibitors is illustrated as follows:
3-fluoro-D-alanine alone, at a concentration of
3.2 g / ml completely prevents the growth of a virulent culture of Escherichia coli (strain 2017); however, at higher concentrations (eg 50 g / ml) extensive growth of the organism occurs, characteristic of the self-antagonistic action of 3-fluoroD-alanine. When 3-fluoro-D-alanine, at this concentration of 50 g / ml, is combined with an FDA self-antagonist inhibitor, such as D-4- (1'-methyl-3'-oxo -1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone or its sodium salt at a concentration of 0.72 g / ml, the growth of Escherichia coli
is completely prevented. It is surprising to find
<EMI ID = 8.1>
oxo-1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone, fully effective as an FDA self-antagonist inhibitor, is less than 2% of the minimum concentration which can, by itself, completely inhibit the growth of Escherichia coli organisms.
The new combination is suitably administered for its anti-bacterial efficacy in the form of a pharmaceutical composition containing the 3-fluoro-D-alanine compound in admixture with the FDA self-antagonist inhibitor and a pharmacologically acceptable carrier.
When a 3-fluoro-D-alanine type compound is combined with an N-substituted cycloserine type compound, the ratio of the 3-fluoro-D-alanine type component to the N-substituted cycloserine component in the combination varies. usually between around 1: 120 and around
200: 1, giving preference to ratios varying from about 1: 4 to about 4: 1. As the component of the 3-fluoro-D-alanine type, it is preferred to use 3-fluoro-Dalanine, 2-deutero-3-fluoro-D-alanine, 2,3-dideutero3-fluoro-D-alanine, 2 , 3,3-trideutero-3-fluoro-D-alanine, one of their lower alkyl esters such as the methyl ester or a pharmacologically acceptable salt such as the sodium or calcium salt or the hydrochloride. As the cycloserine component, it is generally preferred to use an N- (1-methyl-3-oxo-1-butenyl type derivative.
or alkyl-1-methyl-3-oxo-1-butenyl) cycloserine or
cyciothreonin, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and it is very particularly preferable to use D-4- (1'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone, its salts. sodium or potassium such as the sodium salt hemihydrate of D-4- (1'methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone, or alternatively
<EMI ID = 9.1>
lidinone or its sodium or potassium salts.
Pharmaceutically acceptable carriers for the above compositions include suitable carriers suitable for oral administration such as capsules, tablets, or liquid solutions or suspensions. The combination can also be dissolved in a vehicle suitable for administration by injection. Formulations suitable for oral use may contain diluents, granulating and preserving agents, binders, flavoring and coating agents which are well known to those skilled in the art, and the dosage of the products. can vary within wide limits.
A composition for oral use containing the combination of the 3-fluoro-D-alanine-like compound and the cycloserine-like compound is readily prepared by mixing the individual components in a dry, powdered state with gelatin, starch. , magnesium stearate and alginic acid and squeezing it all into one tablet. The 3-fluoro-D-alanine compound and the N-substituted cycloserine compound can also be incorporated together in aqueous solution and the solution can be evaporated to form the combination as an intimate mixture of the components.
As a variant, according to another embodiment of the invention, the components of the combination can be administered separately, in particular when it is desired to maintain the blood levels of the compound of the 3-fluoroD-alanine type more rapidly excreted.
The N- (1-methyl-3-oxo-1-butenyl or alkyl-1methyl-3-oxo-1-butenyl) cycloserines or methyl-cycloserines self-antagonist inhibitors of 3-FDA can be prepared by shaking together, at the room temperature and for a period of about 2 days, cycloserine or methyl-cycloserine and an excess of a compound of the 2,4-pentanedione type corresponding to the following formula:
<EMI ID = 10.1>
in which X, Y and Z are hydrogen or alkyl radicals, such as 2,4-pentanedione, under which conditions the cycloserine compound gradually goes into solution, with formation of the N-substituted cycloserine corresponding to the following formula :
<EMI ID = 11.1>
where R is hydrogen or a methyl group
<EMI ID = 12.1>
which, as the reaction progresses, crystallizes from the reaction solution obtained and is recovered by filtration, washing with ether in order to be finally dried. For example, D-4- (1'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) amino-3-isoxazolidinone is conveniently prepared by stirring a mixture of about 3.0 g of D-4-amino3- isoxazolidinone and 30 ml of 2,4-pentanedione, in a dry atmosphere, at a temperature approximately equal to room temperature and for approximately 2 days. D-4-amino-3-isoxazolidinone gradually comes into solution and the reaction product, which crystallizes
of the reaction solution, is recovered by filtration, washing with three fractions of 20 ml of ether to be finally dried at room temperature and under vacuum
<EMI ID = 13.1>
1'-Butenyl) amino-3-isoxazolidinone.
The latter compound is conveniently converted into its pharmaceutically acceptable salts, for example the sodium or calcium salts as follows:
0.143 g of D-4- (1'-methyl-3'-oxo-1'-butenyl) - is dissolved
<EMI ID = 14.1>
add 0.05 molar solution of sodium hydroxide in methanol so as to obtain a pH of approximately 7.0. The methanol is evaporated from the solution thus obtained under a stream of nitrogen until the formation of crystals; the crystalline suspension is then further evaporated to dryness in vacuo. The residual material is washed with 2.5 ml of acetone and redissolved in 0.55 ml of methanol; the solution is filtered and the filtrate is diluted with 0.45 ml of methanol. 4 ml of ether are added to the solution thus obtained and the crystalline precipitate which forms by filtration is recovered.