CH416647A - Verfahren zur Herstellung von Piperazinderivaten mit antibiotischer Wirkung - Google Patents

Description

      Verfahren        zur    Herstellung von     Piperazinderivaten        mit        antibiotischer        Wirkung       Es .ist     bekannt    - siehe z. B.     die        österreichische     Patentschrift 200.574 -, .dass man     Tetracyclin    bzw.

         Oxytetracyclin    durch Umsetzung mit u. a.     hetero-          cyclischen    Aminen oder     Alkylaminen        in:    Gegenwart  von Formaldehyd     einer        Kondensation    nach     Mannich          unterwerfen        kann,    wobei Produkte erhalten werden,  deren     Wasserlöslichkeit    die der     vorbekannten        Tetra-          cyclinderivate    übertrifft.

   -Diese     Produkte    enthalten je  weils ein     Molekül-Antibiotikum    neben einem Molekül  der     heterocyclischen        Verbindung.    Bei der     Verferti-          ö        ng    von     Injektionslösungen    kann nach diesem Pa  tent die Lösung der     Produkte    durch     Zusetzung    von       Additionsverbindungen    auf einen neutralen     pH-Wert       eingestellt     werden.     



  Es wurde nun     gefunden,    dass die mit     Tetracyclin     oder     Chlortetracyclin        disubstituierten    Derivate des       Piperazins    auch ohne weiteren     Zusatz    biologisch neu  trale Wasserlösungen liefern, die sich bei     raschem    Er  reichen von hohen     Blutspiegelwerten        und    unverän  derter antibiotischer     Wirkung        durch    besondere Sta  bilität und einer niederen     Toxicität    auszeichnen.

   Diese  Derivate werden gemäss der Erfindung durch Um  setzung von     Tetracyclin    bzw.     Chlortetracyclin    mit  Formaldehyd und     Piperazin,        vorteilhaft    bei     einem          pH-Wert    von 4-12, hergestellt. Die neuen Verbin  dungen     besitzen    die Formel  
EMI0001.0057     
         worin    X Chlor oder Wasserstoff bedeutet.  



  Wie ersichtlich, werden Produkte erhalten, die 2  Moleküle des Antibiotikums neben einem Molekül       Piperazin    enthalten, wobei das     Piperazin    durch die       Carboxamido-Gruppe    .des     Antibiotikums    gebunden  ist, so dass das     Herstellungsverfahren    eine Konden  sation; nach     Einhorn    darstellt.  



  Nach Genfer     Nomenklatur    ist die neue Verbin  dung bei Verwendung von     Tetracyclin    als Ausgangs  stoff das 1,4-B,is-(4-dimethylamino-1,4,4a,5a,6,11,-    12a-oktahydro-3,6,10,12,12a-pentahydroxy-6-methyl       1,11-dioxo-2-naphthacen-cariboxamido-methyl)-hexa-          hydro-diazin(1,4).    Diese Verbindung wurde von uns        Pipercyclin         genannt    und wird auch des weiteren in  dieser     Patentschrift    so     erwähnt.     



  Das als     Ausgangsstoff    verwendete     Piperazin        kann     in Form der     freien    Base bzw. eines Salzes oder  Hydrats     (Hexahydrat)    verwendet werden.

   Auch das       Tetracyclin    bzw.     Chlortetracyclin    kann in Form der  freien Base, des Hydrats oder eines Salzes     verwendet          werden.         Bei der     Umsetzung    ist     es    wichtig, dass     das    Reak  tionsgemisch den     pH-Wert,    welcher der zweiten       Dissoziationskonstante    des     Piperazins    entspricht,

         übertrifft.    Dieser     pH-Wert        kann    durch     Hinzufügen     eines tertiären     Amins    oder     einer        anorganischen    Base       gesichert    werden.

   Der     angestrebte        pH-Wert        kann    auch       durch    Hinzufügen eines     Überflusses    an     Piperazin    er  reicht werden, da bei     pH-Werten    über 5 das     disub-          stituierte    Produkt auch bei einem     Überfluss    an     Piper-          azin        stabil        ist.     



  Bei der     Durchführung    des     Verfahrens        gemäss    der       Erfindung    ist es     vorteilhaft,        wenn    man 1,2-1,8     Mol          Formaldehyd,        berechnet    auf 1     Mol        des        Antibioti-          kums,    bei 30-60  C verwendet.  



  Als     allfällige        Lösungsmittel    bewähren sich Alko  hole, besonders das     n-Butanol.    Mit diesem Lösungs  mittel können gute Ausbeuten und     eine        gute    Quali  tät des Endproduktes erzielt     werden.     



  Das     Verfahren    gemäss     der    Erfindung kann auch  so     ausgeführt    werden, dass die Umsetzung in Gegen  wart von     organischen    Säuren erfolgt, zweckmässig  bei     pH    = 4-7.

   In diesem Falle werden     Salze    der       neuen    Verbindung erhalten, die zur Herstellung von       intravenös        verabreichbaren    Injektionslösungen beson  ders wegen ihrer     Stabilität    hervorragend     geeignet          sind.    Das Produkt     kann    aber auch nach     Isolierung     aus dem     Reaktionsgemisch    in     das    geeignete     Salz    über  führt werden.

   Auch ohne     Überführung        in    ein     Salz     wird das Produkt zur     Herstellung    von     Injektions-          lösungen    erfolgreich verwendet, da die Wasserlösung       einen    pH-Wert aufzeigt, welcher auch ohne Zugabe  von     fremdem        Substanzen    dem     biologischen        pH-Wert     entspricht.  



  Bei der     Durchführung    dies     Verfahrens    in Gegen  wart von organischen Säuren     können    Mono-,     Di-    oder       Tricarbonsäuren,        zweckmässig    Apfelsäure, Bernstein  säure,     Weinsäure,        G1utaminsäure,    Zitronensäure,       Malonsäure,        Glutarsäure    oder     Adipinsäure    verwendet       werden.     



  Die     erfindungsgemäss        hergestellten        Verbindungen     können in an sich     bekannter    Weise zwecks     unmittel-          barer        therapeutischer        Verwendung    weiterverarbeitet  werden. So     können    z. B.     Tabletten,    Dragees,     Pulver-          mischungen,    Suppositorien usw. hergestellt werden.

         Besonders        vorteilhaft    kann     die        Verbindung    zur Her  stellung von     Injektionslösungen    zwecks     intravenöser          Verabreichung        angewendet    werden.     Intramusculäre     und     subcutan        verabreiehbare        Injektionen    zeichnen  sich durch     schmerzlose        Behandlung        aus.     



  <I>Beispiel 1</I>       100g        Tetracyclinhydrat        (18        %        H20)        werden        bei     45-50  C     in    1200     ml        n-Butanol    gelöst, worauf die  Lösung     in        Gegenwart    von Tierkohle     filtriert,

      und die       reine    Lösung unter Rühren bei 45-50  C     mit    25 ml       einer        40%igen        Formaldehyd-Lösung        versetzt        wird.     Hierauf werden 40 g     Piperazinhexahydrat        in        einer          Lösung    von 200     ml        Butanol        zugesetzt.    Das in       Butanol        unlösliche        Produkt        fällt    aus dem 

      Reaktions-          gemisch    sofort aus. Die Reaktion ist nach 25 Minu-         ten        Rühren    bei 45-50  C beendet, worauf das Reak  tionsgemisch auf 10-15  C abgekühlt und     abge-          nutscht    wird.

   Der ausgefallene hellgelbe     Niederschlag     wird     mit        Butanol,    und     dann        wiederholt    mit Äther ge  waschen, worauf bei 50  C unter     vermindertem    Druck       getrocknet    wird.

       Es    werden 95 g      Pipercyclinv        mit          einem        6,5        %igen        Wassergehalt        (Ausbeute        96        %)        er-          halten.        Schmp:    176-180  C     (Zersetzung).    Leicht lös  lich in     Wasser.        Unlöslich        in        Alkohol    und Äther.

   Der       pH-Wert        der        10        %igen        wässerigen        Lösung        beträgt     7,35.

   Die     Wasserlöslichkeit    bei     Zimmertemperatur          liegt    über 1     g/ml.    Es wird     eine        völlig    klare Lösung  erhalten.     Analyse:    N 0/0 = 8,31;

   8,45     (berechnet:          8,41);        C        %        =        55,37;        55,65        (ber.:        56,0).        Die        biolo-          gische    Aktivität entspricht 954     mcg/mg        Tetracyclin          HCl.    Die     Toxicität    an Mäusen beträgt     LDSO    = 113  mg/kg Körpergewicht.  



  Dieses     Produkt    ist     besonders        vorteilhaft        zur        Her-          stellung    von     intravenösen;    Injektionen     geeignet.    Bei       intramuskulären        und        subcutan    verabreichten Injek  tionen wird eine     schmerzfreie    Behandlung gesichert.  



  Die Struktur     dieser        Verbindung        wurde    mit folgen  der     Methode    bewiesen:  10 g des Produktes werden .in 100 ml     destillier-          tem    Wasser gelöst und mit 3 .g     Natriummethabisulfit     versetzt, worauf der     pH-Wert    der     Lösung    mit  5 n     H@S0,    auf 4,4     eingestellt    wird.

   Die Lösung wird  eine     Stunde    lang bei Raumtemperatur umgerührt,       worauf    das ausgeschiedene hellgelbe     kristalline        Pro-          dukt        abgerutscht,    mit Aceton und Äther gewaschen  und unter     vermindertem    Druck über Nacht getrock  net     wird.    Es     werden    9 g eines     hellgelben,   RTI ID="0002.0241" WI="17" HE="4" LX="1754" LY="1533">  kristallinen          Stoffes    erhalten,

   welcher     gemäss    den bekannten Me  thoden     identifiziert    werden kann und sich     als        Tetra-          cyclintrihydrat    erweist. Die     Mutterlauge    des Reak  tionsgemisches wird     mit        NaOH        alkalisiert    und mehr  mals     mit        Äther    extrahiert.

   Der Ätherextrakt wird       über        Na2S04        getrocknet,    worauf nach     Einleiten    von       Salzsäure        die    Lösung     eingeengt    wird.

   Es wird ein       öliger    Rückstand erhalten, welcher aus einem Ge  misch von     Methanol    und     Isopropylazetat        kristallisiert     werden kann     und    bei 252-253  C     schmilzt.    Dieser       Schmelzpunkt    stimmt mit dem aus der     Literatur        be-          kannten;        Schmelzpunkt    des     1,4IDimethylpiperazin-          hydroehloridsgut    überein..

   Die     Struktur    der mittels  Reduktion     erhaltenen        Verbindungen    beweist die       Richtigkeit    der     hypothetischen        Struktur    für die ver  fahrensgemäss erhaltenen Produkte. Die     reduktive     Zersetzung der     Verbindung        kann    auch     in    wässeriger  Lösung     mit        Ascorbinsäure    durchgeführt werden.

         Beispiel   <I>2</I>       10        g        Tetracychnhydrat        (18        %),        werden,        unter        den          Bedingungen    von Beispiel 1 mit     einer         Formalinv-          lösung        zusammengemischt,

          worauf        mit        einer    4     %igen          Lösung    von     Kaliumhydroxid        .der        pH-Wert    ,des Reak  tionsgemisches     vorsichtig    auf 6,5-7,0     eingestellt    wird.

    Hierauf wird mit     einer    Lösung von 2 g     Piperazin-          hexahydrat        in    12     m1        Butanol    versetzt und bei 45-      50  C 25 Minuten lang     umgerührt.    Nach Abkühlen  wird     abgerutscht,        mix    Alkohol     und.    Äther gewaschen  und     getrocknet.    Es     werden    9,2 g      Pipercyclin     er  halten.     Schmp:

      176-180  C,     (Zersetzung).    Der     pH-          Wert        einer    10     ohigen        wässerigen    Lösung     liegt        bei     7,45. N     1/o    = 8,3. Die biologische Aktivität entspricht  944     mcg/mg        Tetracyclin.        HCI.     



  <I>Beispiel 3</I>  60 g     Tetracyclinhydrat        werden    bei 50-52  C in  900     ml        n-Butanol    gelöst. Die     Lösung    wird bei 50  C  mit 15     ml        37o/oigem     Formalin  versetzt, worauf eine  Lösung von 24 g     Piperazinhexahydrat    in 150     ml     n     Butanol    und eine Lösung von. 9 g Apfelsäure in  140 ml     Butanol    unter     Rühren        zugesetzt    werden.

    Sämtliche Lösungen werden vor Gebrauch     zur    Rei  nigung     durch        G-4.    Glasrutschen     filtriert.    Das Reak  tionsgemisch     wird;    hierauf 25 Minuten lang bei     50-          52     C     umgerührt,    und     dann    auf 15-20  C abgekühlt.

    Der im Laufe der     Reaktion        ausfallende    hellgelbe Nie  derschlag wird     ab@genutscht        und,    nach Waschen mit       n-Butanol    und     Äther        unter    vermindertem     Druck        ge-          trocknet.    Es werden 75 g dies     Salzes    von      Piper-          cyclin         mit    Apfelsäure     erhalten..        Schmp:    152-154  C  (Zersetzung).

   Analyse: C     o/o    = 55,8; 56,04; N      /o    =  7,29; 7,02;     Ho/o    = 6,54; 6,72. Biologische Aktivität:  806     ,ug/mg.        Toxizität:        LDSO    = 190 mg/kg Körper  gewicht (auf Mäusen).

   Löslichkeit in Wasser:     in    1 ml  Wasser löst sich 1,4 g der Substanz.     pH-Wert    einer         l0o/oigen    wässrigen Lösung: 6,12. - Das Produkt       erweist    sich     papierchromatographisch        ass        einheitlich.     Nach     Aufbewahren    in     Pulverampullen    wurden selbst  nach 3 Monate dauernder Lagerung keine Änderun  gen in der Substanz     beobachtet.     



  <I>Beispiel 4</I>  5 g     Chlortetracyclin-hydrochlorid        (Schmp:    205 C  unter     Zersetzung)    werden in 100     ml    Methanol sus  pendiert, worauf die Lösung von 1 g     Piperazin    in  10 m1 Methanol     hinzugefügt        wird.    Das     Reaktions-          gemisch        wird    -auf 451 C erwärmt, mit Tierkohle ent  färbt und bei 50  C mit 1,2 ml einer     40o/oigen    Form  aldehydlösung versetzt.

   Hierauf wird das     Reaktions-          gemisch    25 Minuten lang bei 50  C     umgerührt,    und  über Nacht bei +5  C     stehengelassen.    Der ausge  schiedene     Niederschlag    wird     aibgenutscht,    mit       Methanol    und Äther     gewaschen    und     schliesslich    unter       vermindertem    Druck     getrocknet.    Es     wenden    4 g des       N-Carboxamidderivates    von     N,

  N'-bis-Methyl-piper-          azin        und        Chlortetracyclin    erhalten.     Schmp:        197-          200     C     (Zersetzung).    Das Produkt ist wasserlöslich,  der     pH-Wert    der 5     ohigen    wässerigen Lösung beträgt  6,9. N     o/o    = 7,85     (ber.:    8,14). Die biologische Aktivi  tät entspricht 880     mcg/mg        Chlortetracyclin.        HCl.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von, neuen wasserlös- lichen Derivaten des Tetracyclins der Formel EMI0003.0119 oder deren Salze, worin X Chlor oder Wasserstoff bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man Chlor- tetracycln, bzw. Tetracyclin oder ein.

   Salz davon mit Formlaldehyd und Piperazin oder einem Salz davon umsetzt. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die Reaktion in einem alko holischen Lösungsmittel, zweckmässig in n-Butanol, durchführt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion bei einem pH- Wert von 4-12 durchführt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die erhaltene Base in mit organischen Säuren gebildete Salze überführt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion in Gegenwart einer organischen Säure durchführt und so unmittel bar das entsprechende Salz erhält.