Verfahren zur Herstellung von Verbindungen von Antibiotika
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen von Antibiotika. Als Reaktionspartner gelangen dabei Komponenten der Tyrothricin-Reihe und eines sogenannten gelben Antibiotikums zur Anwendung, das erhalten wird, wenn von der gesamten, aus Mycel und Sporen bestehenden Pilzmasse einer gealterten, das heisst bis zum Auftreten von Zerfallserscheinungen im Pilzmycel gezüchteten Pilzkultur, insbesondere einer Schimmelpilzkultur z. B. von Penicillien, Aspergillen und andern, im Oberflächen-, submersen oder Strömungsverfahren, die Nährlösung abgetrennt und die Pilzmasse mit organischen Lösungsmitteln, wie z. B.
Äther, Aceton, Alkohol, Äthylacetat, extrahiert wird, alsdann das Lösungsmittel aus dem Extrakt, z. B. durch Destillation, gegebenenfalls unter Vakuum, entfernt und das so gewonnene Rohprodukt gereinigt wird.
Die Produkte der Tyrothricin-Reihe sind seit längerem bekannt. Die Hauptprodukte sind das Tyrocidin, das Gramicidin und das aus etwa 80 Teilen Tyrocidin und etwa 20 Teilen Gramicidin bestehende Tyrothricin. Die chemische Konstitution dieser Produkte ist im einzelnen noch nicht aufgeklärt. Jedoch ist bekannt, dass die Produkte der Tyrothricin-Reihe zu den Polypeptiden gehören und das Tyrocidin freie Aminogruppen enthält, so dass es mit Säuren, z. B.
Salzsäure, Salze zu bilden vermag. Das antibakterielle Spektrum der Produkte der Tyrothricin-Reihe umfasst eine Reihe von gram-positiven, jedoch nur wenige gram-negative Bakterien. Die Löslichkeit dieser Produkte in Lösungsmitteln, besonders in Wasser, ist schlecht. Die praktische Bedeutung dieser Produkte ist bisher gering geblieben.
Das erwähnte, im deutschen Patent Nr. 882139 beschriebene gelbe Antibiotikum ist kein einheitliches Produkt. Es kann vielmehr z. B. durch Chromatographie seiner alkoholischen Lösung an Aluminiumoxyd in drei einander chemisch sehr ähnliche Komponenten aufgespalten werden. Die Hauptkomponente, die als X bezeichnet werden soll, stellt ein zitronengelbes Produkt dar, das bei der Chromatographie in der Aluminiumoxydsäule in der untersten Zone auftritt. Die mittlere Schicht enthält die orange gefärbte, als Y bezeichnete Komponente, während in der obersten Zone die kaffeebraune Komponente Z festgehalten wird. Die Komponenten X, Y und Z besitzen nach der Elementaranalyse die gleiche Summenformel. Sie zeigen keinen definierten Schmelzpunkt und sind hinsichtlich ihrer antibakteriellen Wirkung gleichwertig.
Im folgenden werden das gelbe Antibiotikum und seine Komponenten X, Y und Z gemeinsam als Produkte der Reihe des gelben Antibiotikums bezeichnet. Die Produkte der Reihe des gelben Antibiotikums können durch Extraktion von gealterten, das heisst bis zum Auftreten von Zerfallserscheinungen im Pilzmycel gezüchteten Pilzkulturen mit organischen Lösungsmitteln hergestellt werden, besitzen einen breiten bakteriostatischen Wirkungsbereich gegen gram-positive und gram-negative Erreger sowie gegen Pilze und sind in Lösungsmitteln, besonders in Wasser schwer löslich. Die chemische Konstitution der Produkte der Reihe des gelben Antibiotikums ist bisher noch nicht aufgeklärt.
Jedoch ist bekanntgeworden, dass diese Produkte saure Gruppen enthalten, die die Bildung von Salzen mit Basen ermöglichen. So stellten z. B. Hagedorn et al., Pharmazie 11 (1956), S. 409 für die Komponente X des gelben Antibiotikums, die zu mehr als 70% im gelben Antibiotikum enthalten ist, folgende Formel auf:
EMI2.1
Die beiden phenolischen Hydroxylgruppen bedingen den sauren Charakter der Verbindung.
Es wurde nun gefunden, dass neue wertvolle Desinfektionsmittel erhalten werden, wenn ein Gewichtsteil Tyrothricin, Tyrocidin, Gramicidin oder eines Gemisches dieser Stoffe mit 1 bis 5 Gewichtsteilen der Komponenten X, Y oder Z des gelben Antibiotikums oder eines Gemisches dieser Stoffe in einem gemeinsamen Lösungsmittel umgesetzt werden. Die Löslichkeit wird verbessert und ausserdem eine überraschende Steigerung der antibakteriellen Wirkung bis zur Bakterizidie, das heisst bis zu einer vollständigen Abtötung der Mikroorganismen erreicht, so dass die Möglichkeiten der praktischen Verwendung wesentlich verbessert sind.
Die Auffassung, dass beim beanspruchten Verfahren eine chemische Umsetzung zwischen den Ausgangs-Komponenten oder, da die Ausgangs-Komponenten im allgemeinen aus verschiedenen Produkten zusammengesetzt sind, zwischen Teilen der Ausgangs Komponenten eintritt, erscheint gerechtfertigt, weil die Ausgangs-Komponenten der Tyrothricin-Reihe basische Gruppen und die Komponenten des gelben Antibiotikums saure Gruppen enthalten. Es ist also naheliegend, anzunehmen, dass eine Salzbildung zwischen den Komponenten oder Teilen der Komponenten erfolgt. Ausserdem deutet die Verbesserung der Löslichkeit und der Suspensionsbeständigkeit sowie die Steigerung der antibakteriellen Wirkungen auf die Bildung von neuen Produkten, die löslicher und besser wirksam als die Ausgangskomponenten sind.
Die durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erzielten besseren Eigenschaften der erzeugten Verbindungen sind beispielsweise aus folgenden Zusammenstellungen ersichtlich, wobei das Produkt 1 für Tyrothricin, das Produkt II für das gelbe Antibiotikum, das Produkt III für das durch die Umsetzung eines Gemisches von gleichen Teilen aus Tyrothricin und dem gelben Antibiotikum entstehende Produkt und das Zeichen > für grösser als steht:
Tabelle 1
Die nachstehenden Zahlen geben die stärkste Verdünnung an, bei der die Produkte noch eine einwandfreie bakteriostatische Wirkung auszuüben vermögen:
Produkt I Produkt II Produkt III Staphylokokken 1:1 000 000 1 : 2000000 1 : 2000000 B. coll 1: 10000 1: 20000 1:
50000 B. pyocyaneum > 1: 10000 1: 20000 1: 50000 B. proteus > 1: 10000 1: 10000 1: 10000
Die Angabe: 1:10000 bedeutet also, dass die Konzentration von 1 : 10000 nicht zur Erreichung der bakteriostatischen Wirkung genügt, sondern hierfür eine stärkere Konzentration z. B. 1: 7000 oder 1 : 8000 erforderlich ist.
Tabelle 2
Die nachstehenden Zahlen geben die stärkste Verdünnung an, bei der die Produkte noch eine einwandfreie bakterizide Wirkung auszuüben vermögen:
Produkt I Produkt II Produkt III Staphylokokken 1 : 100000 > 1:10000 1:200000 B. coli keine Wirkung > 1: 1000 1: 5000 B. pyocyaneum keine Wirkung > 1: 1000 1: 5000 B. proteus keine Wirkung > 1: 1000 1: 5000
Die Umsetzung der Ausgangskomponenten wird derart durchgeführt, dass man die beiden Komponenten in einem gemeinsamen Lösungsmittel, z. B.
Alkohol, löst, wobei die beiden Komponenten umgesetzt werden. Die so erhaltene Lösung kann dann auf diejenige Form verarbeitet werden, in der das Reaktionsprodukt zur praktischen Verwendung gelangen soll. Wenn man die neuen Produkte beispielsweise als isolierte, trockene Substanz verwenden will, z. B. als Bestandteil von Pulvern, Pudern, Salben usw. zu Desinfektionszwecken, empfiehlt es sich, die Lösung des Umsetzungsproduktes zur Trockne zu verdampfen, was zweckmässig unter Verwendung von Vakuum oder auf dem Wege der Gefriertrocknung geschehen kann. Die verbesserte Löslichkeit ist in den isolierten Produkten erhalten geblieben, so dass aus den isolierten Produkten leicht gebrauchsfertige Lösungen, z. B. zur Desinfektion von infizierten oder infektionsgefährdeten äussern und innern Oberflächen bei Mensch und Tier, hergestellt werden können.
Da beim Eindampfen der Lösung Verharzungen eintreten können, ist es vorteilhaft, eine Trägersubstanz, wie Glucose, zuzusetzen. Man erhält auf diese Weise das Endprodukt in einer für die Einarbeitung in Pulver, Puder, Salben usw. besonders zweckmässigen Form. Wenn man die neuen Produkte in Form von Lösungen, z. B. von wässrigen Lösungen, verwenden will, ist es zweckmässig, zunächst eine gemeinsame Lösung der Komponenten in Alkohol herzustellen, wobei die Umsetzung stattfindet und die Lösung des Reaktionsproduktes dann vorsichtig so weit, z. B. mit Wasser, zu verdünnen, bis die gebrauchsfertige Lösung, z. B. zur Desinfektion von infizierten oder infektionsgefährdeten äussern und innern Oberflächen bei Mensch und Tier, erhalten ist.
Die bessere Löslichkeit der Umsetzungsprodukte macht sich hierbei bemerkbar, indem man auf Konzentrationen verdünnen kann, bei denen die Einzelkomponenten nicht mehr genügend löslich sind. Es kann vorkommen, dass die Lösung beim Verdünnen mit Wasser etwas opaleszent wird. Jedoch sind die Lösungen trotzdem stabil und lagerfähig. Beispielsweise ist es bei der Herstellung von Desinfektionsmitteln nicht notwendig, von den isolierten Produkten auszugehen, sondern man kann Lösungen in der vorerwähnten Weise herstellen und auf Desinfektionsmittel verarbeiten. Die Desinfektionsmittel können in konzentrierter Form in den Handel gebracht und bei der Anwendung, z. B. zur Desinfektion von infizierten oder infektionsgefährdeten äussern und innern Oberflächen bei Mensch und Tier, entsprechend verdünnt werden.
Das Verhältnis, in dem die Tyrothricin-Komponente und das gelbe Antibiotikum bzw. dessen Komponenten miteinander umgesetzt werden, beträgt auf 1 Gewichtsteil Tyrothricin-Komponente etwa 1 bis 5 Gewichtsteile der Komponente des gelben Antibiotikums.
Beispiel I
500 mg Tyrothricin und 500 mg des gelben Antibiotikums werden in 100 cm3 95% igem Äthanol unter gelindem Erwärmen im Wasserbad gelöst. Beim Abkühlen scheiden sich im Laufe der nächsten Tage kleinere Verunreinigungen aus der-Lösung ab, die zu Boden sedimentieren. Durch Filtration werden diese Verunreinigungen entfernt, und in dem klaren Filtrat werden 5 g Glucose gelöst. Im Wasserbad, bei etwa 80 C, wird die Lösung zur Trockne einge- dampft. Der gelbbraun gefärbte Rückstand ist in Wasser zu bestimmten Konzentrationen löslich. Die antibakteriellen Eigenschaften des erhaltenen Produktes ergeben sich aus den Tabellen 1 und 2.
Beispiel 2
50 mg Tyrothricin und 100 mg des gelben Antibiotikums werden in einem geeigneten Lösungsmittel (Alkohol, Aceton, Dioxan, Essigester, Äther) unter gelindem Erwärmen gelöst und nach einigem Stehen durch Filtration von den sich abscheidenden Verunreinigungen befreit. Diese Lösung lässt sich nunmehr mit Aqua dest. in der Weise verdünnen, dass klare oder leicht opaleszente Lösungen des neuen Produktes aus Tyrothricin und dem gelben Antibiotikum entstehen. Bei Verwendung von gewöhnlichem Leitungswasser ist die Ausschaltung der Kalk- bzw. Magnesiumsalze durch entsprechendge Zusätze erforderlich, da diese mit dem Produkt schwerlösliche Verbindungen bilden.
Beispiel 3
250 mg Tyrothricin und 250 mg des gelben Antibiotikums werden in 45 cm3 80%igem Alkohol (Äthanol) unter gelindem Erwärmen auf dem Wasserbad gelöst. Die sich nach der Abkühlung abscheidenden Verunreinigungen werden durch Filtration entfernt. Die entstandene Lösung kann unverdünnt für die Desinfektion von Instrumenten, Händen, Oberflächen der Haut usw. verwendet werden. Zur Desinfektion von empfindlicheren Körperteilen, wie Schleimhäuten usw., wird die oben beschriebene Lösung zweckmässig mit Wasser bis zu der gewünschten Konzentration verdünnt.
Zur Vermeidung von unlöslichen Kalk-bzw. Magnesiumverbindungen bei Verwendung von hartem Wasser zur Verdünnung empfiehlt es sich, entsprechende Zusätze beizufügen, welche die Bildung dieser Kalk- bzw. Magnesiumprodukte verhindern, anderseits jedoch die bakteriostatische Wirkung der erhaltenen Verbindungen nicht beeinträchtigen.
Beispiel 4
Man verfährt nach einem der Beispiele 1 bis 3, jedoch unter Verwendung von 80 mg Tyrothricin und 400 mg gelben Antibiotikums.