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Verfahren zur Herstellung eines Penicillinsalzes Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung des Di- penicillin-G-Salzes von N,N'-D,ibenzyl-äthy- lendiamin in Form von prismen- oder plat- tenförmigen Kristallen.
Es ist festgestellt worden, da.ss dieses Penicillinsalz sowohl therapeutisch wirksam als auch, verglichen mit den Alka.limetall- salzen von Penicillin, in Wasser verhältnismässig schwer löslich ist. Ein Vergleich mit Procainpenieillin zeigt., dass das Diaminsalz erheblich schwerer löslich ist. als das Proea.in- salz, und dass dementsprechend eine länger andauernde therapeutische Wirkung erzielt wird, wenn dieses Diaminsalz von Penicillin entweder oral oder parenteral verabreicht wird.
Es wurde gefunden, da.ss unabhängig von der Art der verwendeten Präparate, ob sie nun oral oder parenteral verabreicht werden, die das Diaminsalz .enthaltenden Präparate eine mindestens 2- bis 4mal länger andauernde Wirksamkeit aufweisen als Pro- cainpenicillin unter den gleichen Bedingungen.
Bei der Herstellung des Diaminsalzes ist. man bisher auf die Schwierigkeit gestossen, ein geeignet kristallisiertes Salz zu erhalten, das in geeigneter Weise, insbesondere unter Vermeidung von zu hohen Viskositäten, in einem flüssigen Medium suspendiert werden kann und das in Form von für Injektionen geeigneten Präparaten die Nadeln von Injektionsspritzen nicht. verstopft.
Es wurde nun gefunden, dass bei sämtlichen bekannten Herstellungsmethoden das Diaminsalz immer grösstenteils in nadelförmigen Kristallen, entweder in Form von einzelnen Nadeln oder von Rosetten oder D;r_- driten (Tannenbaumkristallen), jedoch durchwegs nadelfäianig im Kristallhabitus, erhalten wird.
Die Versuche, dieses kristalline Material zu für parenterale Verabreichung geeigneten Präparaten zu verarbeiten, sind daran gescheitert, da.ss die Injektionanarleln mit einem innern Durchmesser von 0,71 mm oder selbst von 0,89 mm durch diese Präparate verstopft wurden. Diese Verstopfung durch nadelförmige Kristalle tritt stets auf, wenn die natürlich gebildeten Kristalle verwendet werden, und zwar unabhängig von den bisher üblichen Methoden der Herstellung oder Behandlung. Werden diese Kristalle zu kleinen Partikeln zerkleinert, so stösst man anderseits auf die Schwierigkeit, dass die Präparate wegen ihrer zu hohen Viskosität äusserst schwer zu handhaben sind.
Bei Versuchen zur Erzielung von Kristallen von nicht nadelföimiger Struktur, die
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die normalerweise für Penicillininjektionen verwendeten Injektionsnadeln nicht verstopfen und ausserdem nicht übermässig zusammenbacken, wurden, nachdem mit verschiedenen Reaktionsmethoden kein brauchbares Produkt erhalten werden konnte, verschiedene Umkristallisationsverfahren ausprobiert. Viele der bekannten, im Handel erhältlichen Lösungsmittel wurden ausprobiert, jedoch ohne Erfolg, da entweder das Salz im Lösungsmittel praktisch unlöslich war oder in jenen Fällen, in welchen das Salz genügend löslich war, im umkristallisierten Produkt die nadelförmige Kristallstruktur vorherrschte.
Es wurde nun die überraschende Tatsache entdeckt, dass die Kristalle des Penicillinsalzes eine tafel- oder plattenförmige and quadratische oder rechteckige Struktur aufweisen, wenn das Penicillinsalz in einem grösstenteils oder ganz aus Formamid bestehenden Reaktionsmedium, in welchem das Salz leicht löslich ist, hergestellt wird. Die Grösse der Kristallplatten kann durch die Wahl der Bedingungen variiert werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass .die ta.fel- oder plattenförmigen Kristalle unabhängig davon, ob sie gross oder klein dick oder dünn sind, für die Herstellung von für die parenterale Verabreichung bestimmten Präparaten viel besser geeignet sind als die nadelförmigen Kristalle. Selbst mit Präparaten, die sowohl nadelförmige als auch plattenförmige Kristalle enthalten, können zu hohe Viskositäten sowie die Verstopfung von Injektionsnadeln mit einem innern Durchmesser von 0,71 mm vermieden werden, sofern in diesen Prä.para- ten die plattenförmige Kristallstruktur vorherrscht.
Es wurde kein anderes Lösungsmittel gefunden, -das, wie Formamid, das Di- a.minsalz in praktisch plattenförmigen Kristallen liefern könnte.
Zur Herstellung des Dipenicillin-G-Salzes von N,N'-Dibenzyl-äthylendiamin durch Umsetzung von Penicillin G oder einem Salz desselben mit NN'-Dibenzyl-äthylendiamin oder einem .Salz desselben. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit, die mindestens grösstenteils aus Formamid besteht, durchgeführt wird.
Im folgenden ist zum Vergleich die Herstellung des Penicillinsalzes in Form von Kristallen mit nadelförmiger Struktur beschrieben.
Etwa 63g Kaliumpenicillin G wurden in 160 ems Wasser gelöst.
Etwa 30g N,N'-Dibenzyl-ät.hylendiamin- dia.cetat wurden in 160 ems Wasser gelöst. Die beiden Lösungen wurden tropfenweise miteinander vermischt und gleichzeitig in eine Menge von etwa 280 em3 Wasser eingetragen, die während der Zugabe und während weiterer 2 Stunden nach beendeter Zugabe gerührt wurde. Das kristalline Produkt. wurde durch Filtrieren isoliert, mit Wasser und Aeeton gewaschen und dann getrocknet. Die Kristalle waren grösstenteils nadelförmig und bildeten grösstenteils Rosetten und einzelne Nadeln. Wegen der langsamen Zugabe der Lösungen können jedoch verhältnismässig dicke Kristalle entstehen.
Beispiel, 1 100 g Kaliumpenicillin G wurden in 300 em33 50a/oigem wässrigem Formamid gelöst.
37,0g N,N'-Dibenzy 1-äthylendiamin wurden 2 Litern Formamid zugesetzt und durch Zugabe von 18,5 g Eisessig neutralisiert. Dieser auf 55 C erwärmten Lösung .wurde unter Rühren die Lösung von KaliUmpenieil- lin zugesetzt. Es wurden langsam 650 em3 Wasser zugesetzt, um die Kristallisation herbeizuführen. Das Oxemiseh wurde auf 5 C abgekühlt, worauf die Kristalle abfiltriert, mit Wasser, Aceton und Äther gewaschen und in einem Va.kuumexsikkator getrocknet wurden. Die Kristalle wiesen die Form regelmässiger Platten mit einer Dichte von 2,5 ems/g auf.
Dieses Material eignete sieh für die Herstellung injizierbarer wässriger Suspensionen.
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Beispiel 2 100 g Iialiumpenicillin C wurden bei Ilauintemperatur in 360 eins Formamid, dessen PH auf etwa 6,8 eingestellt war, gelöst. Das Gemisch wurde auf 36 C erhitzt und mässig gerührt.
2-10 eme einer wä.ssrigen 1,25n-Dibenzyl- iitlivlendianiin-diacetat-lösung wurden bei etwa 36 C mit 290 em3 Formamid, dessen 2)i1 bei etwa. 6,8 lag, gemischt, worauf das Ce- miseh langsam in die Lösung des Kalium- penieillins eingetragen wurde. Hierauf wurden etwa 300 ein?- destilliertes Wasser zugesetzt.
Das Gemisch wurde vor dem Abfil- trieren der gebildeten Kristalle von N,N'-Di- benzvl-äthvlendianiin-dipenieillin CT auf etwa 5'C abgekühlt. Die Kristalle wurden mit Aeeton und Äther gewaschen. Die Kristalle können gegebenenfalls mit. Lecithin überzogen werden, indem sie mit einer ät.herisehen Leeithinlösung gewaschen werden.
Die Kristalle bestanden grösstenteils aus dichten, gleichmässigen, rechteckigen Platten und sehr wenigen feinen Kristallen.
Beispiel 3 100 g Kaliumpenicillin C wurden in Litern Formamid bei 55" C gelöst.
Eine 50 C -arme Lösung von 53,5 g N.\'-Dibenzvl-äthvlendiamin-diacetat (110% der theoretiseh erforderlichen Menge) in 1100 ems Wasser wurde langsam der gerührten Lösung von Kaliumpenieillin zugesetzt. Die Kristallisation setzte ein, bevor die N,N' - Dibenzvl - äthylencliamin - diaeetat- lösu.ng vollständig zugesetzt worden war. Das Gemisch wurde vor dem Filtrieren in einem Eisbad gekühlt. Die Kristalle wurden mit Wasser, Aceton und Äther gelvasehen.
Die Kristalle wiesen die Form von ziem- licli gleichmässigen, quadratischen, tafelförinigen Platten auf.
Zur Reduktion der Viskosität und zur Erleichterung des Filtrierens kann man der Formamidlösung des Kaliumpenicillins in den obigen Beispielen eine kleine Menge Aeeton (etwa 1/i0 des Formamidvolumens) zusetzen, Bei Verwendung eines weitgehend wasserfreien Mediums für die Reaktion sind die erhaltenen Kristalle dicker und von grösserer Dichte als diejenigen, die normalerweise erhalten werden, wenn eine grössere Menge Wasser zugegen ist.
Es ist zu beachten, da.ss in den Beispielen 1 und 2 dem Formamid eine Säure zugesetzt (Beispiel 1) oder das Formamid auf ein nahe beim Neutralpunkt liegendes pH, nämlich auf ein pff von etwa 6,8 (Beispiel 2) eingestellt wird. Es wurde gefunden, dass Form- amid im allgemeinen Ammoniak enthält, insbesondere wenn es gestanden ist, und dass dieses Ammoniak eine Reduktion der Ausbeute an Penicillinsalz bewirkt..
Erheblich verbesserte Ausbeuten wurden erhalten, wenn das Formamid mit einer Säure behandelt wurde, um es praktiseh auf den Neutralpunkt zu bringen oder sogar leicht sauer zu stellen. Es kann an sich eine beliebige Säure für diesen Zweck verwendet werden. Es ist. jedoch am zweckmässigsten, .eine Säure zu wählen, die ein mit dem zu behandelnden Salz identisches Salz bildet. So ist es beispielsweise bei Verwendung eines Dia.cetats eines Alkvlendiamins zweckmässig; die Neutralisation mit Eisessig durchzuführen.
In den obigen Beispielen wurde die Kristallisation aus einem Formamid und Wasser enthaltenden Medium beschrieben. Das Wasser hat. dabei die Aufgabe, die Löslichkeit des Diaminsalzes in der Lösung zu reduzieren, die Kristallisation zu besehleuni- gen und die Ausbeute zu erhöhen. Man kann jedoch auch aus praktisch reinem Formamid tafelförmige Kristalle erhalten, indem man die Temperatur einer verhältnismässig heissen Lösung des Penieillinsalzes in Foianamid reduziert.
In den Beispielen wurde für die Kristallisation Formamid in überschüssiger Menge verwendet, wie dies der bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens entspricht. Verwendet. man zur Kristallisation einen Überschuss an Wasser, so erhält man dünne Kristallplatten, die für den vorliegenden Zweck weniger geeignet sind als
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die aus überschüssigem Formamid kristallisierten dickeren. Platten.
Nenn sich grosse Kristalle und dick .ere Platten bilden sollen, so darf die Lösung während des Kristallisationsvorganges nicht zu rasch gerührt werden. Es ist zweckmässig, einen ankerförmigen Rührer zu verwenden. Mit Rührern, wie sie in Homogenisatoren vorhanden sind, werden unerwünscht kleine Kristalle erhalten. Kleine Kristalle bilden sich auch bei Verwendung verhältnismässig niedriger Temperaturen während des Kri- stallisa.tionsvorganges. Zur Bildung des Peni- eillinsalzes können Temperaturen bis zu etwa 60 C verwendet werden.
Der bevorzugte Temperaturbereich liegt jedoch zwischen etwa. 20 und 45 C. Während des Kristallisa- tionsvorganges können die Lösungen auf eine Temperatur von etwa 0-20 C abgekühlt werden.
In den Beispielen 1-3 wurde die Umsetzung und die Kristallisation des Penicil- linsalzes in Formamid, dem zur Reduktion der Löslichkeit des Penicillinsalzes Wasser zugesetzt worden war, ausgeführt. Es wurde bereits erwähnt, da.ss auch andere Lösungsmittel in kleiner Menge zugegen sein können. Diese zusätzlichen Lösungsmittel haben die Aufgabe, das Filtrieren zu erleichtern. Die Kristallisation kann jedoch auch aus einem Gemisch von Lösungsmitteln stattfinden, um die gewünschten tafelförmigen Kristalle zu erhalten, sofern eine wesentliche Menge Formamid zugegen ist.
So kann man beispielsweise bei Verwendung eines Gemisches von Formamid und Dimethylformamid das Penicillinsalz grösstenteils in tafelförmigen Kristallen erhalten, sofern das Lösungsmittelgemisch mindestens 5011/o Formamid enthält. Beispiel 5 g Kaliumpenicillin G wurden bei 60 C in einem Lösungsmittelgemischder folgenden Zusammensetzung gelöst:
50 em3 Foxmamid 50 cm3 Isopropylalkohol 2,5 em3 Wasser. 1,2 cm3 (110 /o) einer 1,25n-wässrigen Lösung von N,\'-Dibenzt-l-ä.thylendiamin-di- acetat. wurden langsam der gerührten Ka- liumpenicillinlösung zugesetzt. Anschliessend wurden 50 em3 Wasser zugesetzt, um die Kristallisation zu Ende zu führen. Das Gemisch wurde in einem Eisbad auf 0 C abgekühlt. und dann filtriert.
Die abfiltrierten Kristalle wurden mit Wasser, Aceton und Äther gewasehen und im Vakuum getroek- net. Das Produkt wies einen Gehalt von 1170 Einheiten pro mg auf. Die Kristalle wiesen die Form. von quadratischen und kurzen rechteckigen Platten auf.
Ausser Isopropylalkohol können auch andere Lösungsmittel verwendet werden, beispielsweise Methanol, Äthanol, hiethvleyanid und Diaeetonalkohol.
Die nach den in den Beispielen 1-1 erläuterten Methoden erhaltenen Kristalle von 1\T,N'-Dibenzyl-@äthylendiamin-dipenieillin G. die sich für die Herstellung der für par- enterale Verabreichung bestimmten Präparate eignen, besitzen die folgenden phy sika- lisehen und optischen Eigenseha.ften: 1. Kristallform: tafelförmig (plattenähnlieh, quadratisch oder rechteckig) 2. Kristallsystem: orthorhombisch 3.
In Richtung der Länge geringe oder positive Dehnung Brechungsindex parallel zur Länge: 1,56 5. Breehungsindex senkreeht zur Länge: 1,53 6. Starke Doppelbrechung (0,035) 7. Parallele Extinktion, die anzeigt, dass die optischen Achsen parallel zu den kristallo- graphischen Achsen verlaufen.
Durch geeignete Wahl der Bedingungen, beispielsweise der Temperatur, kann man, wie gesagt, plattenä.hnliehe Kristalle von verschiedenen Grössen und Dicken erhalten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die plattenförmigen Kristalle, unabhängig davon, ob sie gross oder klein, dick oder dünn sind, sich für die Herstellung von für die parenterale Verabreichung bestimmten Präparaten besser eignen als die naclelföinligen Kristalle. Überraschenderweise gilt dies auch für den Fall,
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dass die Kristallplatten auf eine Teilchengrösse von 5-10 Afikron zerkleinert werden, da die für das entsprechend zerkleinerte nadelförmige Material beobachteten übermässig hohen Viskositäten nicht auftreten.
Zur Herstellung von flüssigen Suspensionen für die parenterale Verabreichung können entweder ölige oder wässrige Medien verwendet werden. Von diesen Medien werden die letzteren bevorzugt. Wird ein öliges Trägermedium verwendet, so kann dieses aus einem oder mehreren pflanzlichen Ölen bestehen, von denen Erdnussöl oder Sesamöl bevorzugt werden.
-Senn als Träger ein öliges oder wässriges Medium verwendet wird, so ist es oft zweckmässig, ein Suspendierungsmittel zu verwenden. Für ölige Präparate eignen sieh als Suspendierungsmittel beispielsweise Bienenwachs, hydrierte pflanzliche Öle oder Alumi- niummonostearat. Bei Verwendiuig wässriger Trägermedien eignen sieh als Suspendie- rungsmitt.el hydrophile Substanzen, z. B. die natürlichen Gummiarten, wie.
Gummi arabi- cum, Traganthgummi, Karajagummi, Pektin, (lelatine, Agar, Dextrin usw., oder synthetische hyrdophile Substanzen, z. B.
Salze der Karboxyrnetliyl-cellu.lose, der Methyl-eellu- lose, von Polyviny lpy rrolidon oder Dextran. Bevorzugt werden die synthetischen hydro- philen Suspendierungsmittel. Die verwendeten Suspendierungsmittel müssen selb tver- ständlieh in den Mengen, in welchen sie für die vorliegenden Präparate verwendet werden, praktisch inert und nicht toxisch sein.
Es hat sieh gezeigt, dass es zweckmässig ist, den für parenterale oder orale Verabrei- ehung bestimmten Präparaten ausser dem Penieillinsalz und dem oder den Suspendie- rungsmitteln mveeks Verlängerung der Dauer ihrer Wirksamkeit.
eine stabilisierend oder puffernd wirkende Substanz und zur Hemmung der Einwirkung von Bakterien und Pilzen ein Konservierungsmittel ziilusetzeii. Als Konservierungsmittel .eignen sieh Benzyl- alkoliol, Natriumbenzoat sowie die p-Oxy- ben7oesäu,i-e-alkylester, während als Puffer oder Stabilisatoren Üalciumcarbonat, verschiedene Mischphosphate oder die im amerikanischen Patent Nr. 2438106 beschriebenen Puffersubstanzen verwendet werden können.
Um den Präparaten zusätzliche besondere Eigenschaften zu verleihen, kann man die Penicillinsalzpa.rtikel mit einemNetzmittel, wie z. B. Lecithin, überziehen, um die Netzbarkeit des Penicillinsalzes zu erhöhen.
Es können ferner gegebenenfalls auch Emulgiermittel, oberflächenaktive und die Schaumbildung verhindernde Substanzen zugesetzt werden, beispielsweise verschiedene höhere Fettsäureteilester von Sorbit oder Polyoxya.lkylenderi- vate desselben, insbesondere Span oder Tween (eingetragene Marken), Aryl-alkyl- polyätheralkohole oder Salze derselben, z. B. Triton (eingetragene Marke), Dialkylester der Natrium-sulfobernsteinsäure, z. B.
Aerosol (eingetragene -Marke) usw. Die für die parentera.le Verabreichung bestimmten Präparate kann man ferner, beispielsweise mit Natriumchlorid, isoton ma.ehen. Den für die orale Verabreichung an Kinder bestimmten Suspensionen können ferner färbende, isüssende und geschmackverbessernde Substanzen zugesetzt werden.
Die Teilchengrösse der zur Herstellung von für die parenterale Verabreichung bestimmten öligen oder wässrigen Suspensionen verwendeten Penicillinsalze kann zwischen etwa 5 und 150 Mikron seliwanken, wobei vorzugsweise 95% der Teilchen eine Grösse von weniger als etwa. 10 Mikron und etwa 501/o der Teilehen eine Grösse von etwa. 8 bis 10 Mikron aufweisen, können.
Für den Fall eines trockenen Gemisches, das im Zeitpunkt de=s Gebrauches durch Zugabe von Wasser gebrauchsfertig gemacht werden muss, kann die Teilchengrösse zwischen etwa 5 und 150 Mikron schwanken, wobei mindestens 50 /o der Teilchen mutmasslich eine Grösse von etwa. 20--40 Mikron aufweisen. Für die oral zu verabreichenden wä.ssrigen Präparate sind die günstigsten Partikelgrössen praktisch gleich denjenigen, die für die wässrigen, parenteral zu verabreichenden Suspensionen angeführt werden.
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