发明内容:
本发明目的就是基于这种思路,设计并研究了一种抑菌活性更高、抗菌谱广且生物利用度高的新型一类普卢利沙星盐抗菌素药物。
普卢利沙星(prulifloxacin)为第三代氟喹诺酮类广谱抗菌药,由日本新药公司和明治制果公司共同研发成功,于2002年7月获准在日本上市。该药具有良好的体外抗菌活性,对革兰阳性菌和革兰阴性菌有广谱抗菌作用,对金葡菌、流感嗜血菌、肺炎克雷伯菌、志贺菌和沙门菌抗菌活性强,特别是对铜绿假单胞菌有良好的抗菌活性;本品组织渗透性好、分布广泛,组织中的浓度为血浓度的数倍。
该药物对多数革兰氏阳性菌的活性与环丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星及司帕沙星相当,对革兰氏阴性菌的活性强于环丙沙星、氧氟沙星或相当。该药物具有优良的杀菌作用,对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、粘质沙雷氏菌、铜绿假单胞菌,即使在1/2MIC下短时间内即呈杀菌作用,优于氧氟沙星和环丙沙星特别是对绿脓杆菌为首的革兰氏阴性菌的抗菌力远远超过其他沙星类,也超过目前上市的其他抗生素药。
本发明是以普卢利沙星为基本物质,成盐酸盐后改善溶解度,从而进一步提高生物利用度。其化学名称为:6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-盐酸盐(盐酸普卢利沙星)。
本发明的具有抗菌作用的普卢利沙星盐,其结构式如下:
该药物组合物,按重量计,由0.1%~99.9%的6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-盐酸盐化合物和0.1%~99.9%的药物可接受的载体组成。
本发明还提供6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-盐酸盐化合物及其药物组合物的制备方法以及用它们制备抗菌药物的应用。
本发明优选的药物组合物是作为胃肠外给药的药物制剂形式,特别是注射给药的制剂形式。本发明的盐(普卢利沙星盐)及其注射剂可有效广泛应用于医药领域。
本发明提供了一种可稳定贮存且溶于水的本发明的盐酸盐(盐酸普卢利沙星)制成的以粉末或水溶液制剂形式给药的药物制剂,以便由医学领域专家应用于临床治疗。
本发明所述注射剂可以是粉针剂或者水针剂或者0.9%氯化钠的输液注射剂,或者含有不同含量葡萄糖溶液的输液注射剂,对于注射剂,制备的液体单位剂量含有本发明的无菌原料和无菌载体。根据载体和浓度,可以将此化合物悬浮或者溶解。溶液的制备通常是通过将原料溶解在一种载体中,在将其装入一种适宜的小瓶或安瓿前过滤消毒,然后密封。辅料例如一种局部麻醉剂、防腐剂和缓冲剂也可以溶解在这种载体中。为了提高其稳定性,可在装入小瓶以后将这种组合物冰冻,并在真空下将水除去。
本发明也包括粉针剂和注射溶剂组成的试剂盒。该试剂盒,内含本发明的粉针剂和一种可注射用的溶剂,粉针剂和可注射用的溶剂是分立的,包装在同一包装盒内。粉针剂与可注射用的溶剂量的配比是按照使用方法配置的,每100mg剂量的粉针剂配以5~500mL可注射用的溶剂。所述可注射用溶剂选自:注射用水,注射用氯化钠输液剂,注射用葡萄糖输液剂。
具体可以是但不限于:100mg或200mg粉针剂;5mL或10mL水;100mL或250mL或500mL的0.9%氯化钠注射液或5%葡萄糖注射液。
本发明提供的干粉注射剂的制备方法,包括将本发明的化合物原料经冷冻干燥法制成冻干无菌粉末,加塞并用铝盖密封制得。
本发明提供的注射液的制备方法,包括将本发明的化合物原料加注射用水溶解后,调pH至5.0~7.0,脱色、除热原,经粗滤和精滤后,灌装、塞塞、轧盖、灭菌、放冷后,即得。
本发明提供的静脉滴注用输液的制备方法,包括将本发明的化合物原料和葡萄糖或者是氯化钠加注射用水溶解后,调pH5.0~7.0,脱色、热原,经粗滤和精滤后,灌装、塞塞、轧盖、灭菌、放冷后,即得。
本发明的注射剂,每一制剂单位可以含有本发明的化合物50~1000mg,其余为药物可按受的载体,所述药物可按受的载体可以是制剂学通用的载体。所述的载体选自:甘露醇、山梨醇、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、盐酸半胱氨酸、巯基乙酸、蛋氨酸、维生素C、EDTAZ钠、EDTA二钠,一价碱金属的碳酸盐、醋酸盐、磷酸盐或其水溶液、盐酸、醋酸、硫酸、磷酸、氨基酸、氯化钠、氯化钾、乳酸钠、木糖醇、麦芽糖、葡萄糖、果糖、右旋糖苷、甘氨酸、淀粉、蔗糖、乳糖、甘露糖醇、硅衍生物、纤维素及其衍生物、藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、甘油、土温80、琼脂、碳酸钙、碳酸氢钙、表面活性剂、聚乙二醇、环糊精、β-环糊精、磷脂类材料、高岭土、滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁等。
本发明的制剂在使用时根据病人的情况确定用法用量。
以下通过实验数据说明本发明的有益效果:
表1普卢利沙星及其的溶解度比较
从表1可明显得出这样的结论:噻丁啶喹啉羧酸(即6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸)几乎不溶于水,其成盐酸盐后(即盐酸普卢利沙星),水溶性大大增加。
稳定性实验研究
将适量普卢利沙星盐加入棕色玻璃瓶中,加入5mL水,溶解、封口,置于60℃干燥箱中10天,随后用高效液相色谱(HPLC)在256nm处进行分析杂质含量。
表2 60℃稳定性实验研究结果
将适量普卢利沙星盐加入棕色玻璃瓶中,加入5mL水,溶解、封口,置于25℃放置6个月,随后用高效液相色谱(HPLC)在256nm处进行分析杂质含量。
表3 25℃稳定性实验研究结果
由60℃和室温两个实验结果表明:普卢利沙星盐具有良好的稳定性。
以下为盐酸普卢利沙星的基本实验
(1)水溶性试验
取盐酸普卢利沙星适量,研细,称取适量,置于加有10mL水的试管中,在25±2℃每隔5分钟振摇30秒,30分钟观察溶解情况,如看不到溶质颗粒时,即为完全溶解。结果加入溶质的总量为1.25g。按照中国药典2010年版二部的规定,试验结果表明本品在水中易溶。
(2)溶液的pH值
取盐酸普卢利沙星约0.2g,加水40mL溶解,照中国药典2010年版二部附录VI测定pH值,结果为4.2。
(3)盐酸普卢利沙星的异常毒性试验
取盐酸普卢利沙星适量,加0.9%氯化钠注射液制成每1mL中含本品30mg的供试品溶液。供试用小鼠健康合格,体重17~20g,试验前按正常饲养条件饲养。取小鼠10只,雌雄各半,每只小鼠分别自尾静脉注射供试品溶液0.5mL后,正常饲养,观察小鼠在48小时内的生存情况。结果全部小鼠在48小时内未见死亡,异常毒性检查符合规定。本品制剂用于临床的剂量为一次200mg,即2.86mg/kg(以平均体重70kg计算);该试验剂量大于人用剂量的200倍以上,本品制剂临床使用安全。
盐酸普卢利沙星粉针剂的用法用量:将本品(规格200mg/瓶)用注射用水充分溶解,配制成每1mL含20mg的溶液,再加入到100mL的0.9%氯化钠注射液或5%葡萄糖注射液中,30-60min内静脉快速滴注。
盐酸普卢利沙星注射液的用法用量:取本品1瓶,加入到100mL的0.9%氯化钠注射液或5%葡萄糖注射液中,30-60min内静脉快速滴注。
输液:取本品,直接于30-60min内静脉快速滴注。
剂量:成人常用量为一次200mg。
本发明的化合物及其药物制剂,具有的优点包括:抑菌活性高、抗菌谱广且生物利用度高,该药物安全有效,特别是对呼吸系统感染和胆道感染、感染性肠炎很有效;另外,其对尿路感染及外科、妇产科、皮肤科、眼科、牙科等感染亦有效。本发明的盐酸盐、其水溶性相当好,从而有利于制成注射用制剂。该药以活性形式直接注入体内,提高了生物利用度,且起效迅速,其临床疗效也将大大增强,一些原来通过口服给药无法达到治疗效果的疾病可以通过注射剂来改善,因此本制剂亦可扩大了口服制剂的适应症范围。普卢利沙星盐酸盐注射剂的发明将为广大感染性疾病患者带来福音,同时能产生巨大的社会效益。目前国内外均无普卢利沙星盐酸盐以注射剂形式应用于临床的文献报道。
具体实施方式:
制备例1:6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸的制备
1)3,4-二氟-二硫代甲酸-苯胺-三乙胺盐(A)的制备:
氮气保护下,将129g(1.00mol)二氟苯胺置于1L反应瓶中,再加入202g(2.00mol)三乙胺,冷却至5℃,缓慢滴加84g(1.10mol)二硫化碳,加毕于5~10℃,搅拌反应过夜,过滤,乙醚淋洗滤饼,室温真空干燥,得淡黄色固体294.2g,收率为96.0%。
TLC展开剂:石油醚∶乙酸乙酯:4∶1,Rf=0.60
2)3,4-二氟苯基异硫氰酸酯(B)的制备:
氮气保护下,于1L反应瓶中依次加入306g(1.00mol)自制A,450mL二氯甲烷,搅拌均匀,冰水冷却至5℃,滴加119g(1.10mol)氯甲酸乙脂,加毕于5~10℃反应3小时,将反应物倾入500g冰水混合物中,搅匀,分层,水层用二氯甲烷(200mL×3)萃取,合并有机相,分别水和饱和食盐水洗涤,分出有机层,加MgSO4干燥,过滤除去干燥剂,浓缩滤液,减压蒸馏,收集80~82℃/5mmHg馏分。得淡黄色液状物121g,收率为77.1%。
TLC展开剂:石油醚∶乙酸乙酯:6∶1,Rf=0.65
3)6,7二氟-4-氧代-2-乙硫基喹啉-3-羧酸乙脂(C)的制备:
在氮气保护下,向含有氢氧化钾53.4g(0.80mol)二氧六环(700mL)中滴加丙二酸二乙酯128g(0.80mol),于35度反映2小时,降至室温,于1小时内向反应液中滴加B并于该温度下反映15小时,过滤,固体转移至DMF500mL中,于0~5℃左右滴加87.2g(0.80mol)溴乙烷,反应2小时后,升温至60℃,反应5小时,稍冷,加入1.5L水和300mL二氯甲烷,水相用二氯甲烷(300mL×2),合并有机层,用水(200mL×2)洗涤,分出有机层,加干燥剂干燥,过滤,滤液减压浓缩得淡黄色油状物,残余物加入500mL二苯醚,于外温油浴中反应30分钟,减压蒸馏除去二苯醚,残液加入正己烷500mL,冷却0~5℃,析出大量淡黄色结晶,过滤,用含5%乙醇的正己烷洗涤,真空干燥得C 188g收率75%。mp:127.4~128.1℃。
TLC展开剂:石油醚∶乙酸乙酯;5∶1,Rf=0.50
4)6,7二氟-4-乙酰氧基-2-乙硫基喹啉-3-羧酸乙脂(D)的制备:
于氮气保护下100g(0.32mol)自制中间体C、400mL三乙胺,1L二氯甲烷,冰水浴下滴加醋酸酐冷却至5℃,加入49g(0.48mol),加毕搅拌3小时,将反应液倒入冰水中,分层,水相用二氯甲烷(300ml×3)萃取,合并有机相,水洗分出有机层,加干燥剂干燥,滤除干燥剂,浓缩蒸除二氯甲烷,得微黄色晶体粉末102.9g,收率90.5%。mp:64.1~66.3℃。
TLC展开剂:石油醚∶乙酸乙酯:5∶1,Rf=0.58
5)(±)6,7二氟-1-甲基-4-氧代-4H-[1,3]-硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙脂(E)的制备:
将80g(0.22mol)自制中间体D、500mL正己烷置于反应瓶中,在回流状态下在4小时内滴加65g(0.48mol)磺酰氯的正乙烷(100mL)溶液,加毕继续回流4小时,减压蒸干得淡黄色油状物中间体E,加入700mL四氢呋喃和108g(1.32mol)无水醋酸钠,回流4小时,冷却至室温,倒入2L冰水中,析出晶体,过滤,水洗至中性,干燥,得浅棕色结晶58.2g,收率85.0%。mp;202.2-204.1℃。
TCL展开剂:石油醚∶乙酸乙酯:5∶1,Rf=0.31
6)(±)6,7二氟-1-甲基-4-氧代-4H-[1,3]-硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸(F)的制备:
氮气保护下,将56g(0.80mol)氢氧化钾、600mL叔丁醇和200mL水加入到反应瓶中,搅拌溶解,搅拌下加入62.3g(0.2mol)中间体E,回流4小时,加入800mL水,用2mol/L的盐酸中和至中性,析出沉淀,过滤,滤饼用水洗涤,真空干燥得51g微黄色结晶性粉末,收率90.0%。
TCL展开剂:石油醚∶乙酸乙酯∶醋酸:3∶1,Rf=0.40
7)4-(1-哌嗪)-甲基-5-甲基-1,3-二噁环戊烯-2-酮(G)的制备:
于氮气保护下,将22.2g(0.10mol)含量87%的4-溴甲基-5-甲基-1,3-二噁环戊烯-2-酮溶于60mL DMF中,室温滴下加17.2g(0.20mol)无水哌嗪的DMF溶液40mL,加毕于室温反应3小时,加入200mL水,用二氯甲烷(100mL×3)萃取,合并有机层,加干燥剂干燥,过滤除去干燥剂,浓缩滤液,得17.5g红色固体G,收率88.8%。
8)6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌啶基]-4-氧代-4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸(普卢利沙星)的制备:
于氮气保护下,将42.5g(0.15mol)中间体F、30g(0.30mol)碳酸氢钾和300mLDMF加入反应瓶中,于室温搅拌半小时,再加入中间体G 49.6g(0.25mol),搅拌反应5小时,将反应液倾入1L冰水中,用0.5mol/L调pH值7.0左右,有大量沉淀析出,过滤,水洗涤,真空干燥,粗品热溶于1L乙腈中,热过滤,缓慢冷却结晶得微黄色结晶g,收率70%。mp:219.3~221.2℃,纯度99.87%(HPLC归一化法),1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ2.30(s,3H),2.34(d,J=7.5Hz,3H),2.63(m,4H),2.90(m,4H),3.17(s,2H),6.18(q,J=7.5Hz,1H),6.82(d,J=7.8Hz,1H),7.72(d,J=7.8Hz,1H),14.00(s,1H)。
TCL展开剂:氯仿∶甲醇∶氨水:1∶1∶0.1,Rf=0.62
实施例1:盐酸普卢利沙星注射剂的制备
a.盐酸普卢利沙星的制备
在1L三颈瓶中加入10g制备例1制得的普卢利沙星和500mL乙腈,回流搅拌半小时溶解后,稍冷分三次加入2mol/L盐酸15mL,每次加入盐酸后需反应半小时。加毕盐酸后,再加入40mL蒸馏水和活性炭1.0g,逐渐升温至回流,保温2h。反应基本完全,趁热过滤,滤液置冰箱冷藏过夜,大量晶体析出,抽滤,滤饼用乙醇洗涤两次,每次25mL。所得固体在40℃下减压干燥10h,得类白色或浅黄色固体9.22g,收率85.3%。
b.注射用盐酸普卢利沙星的制备
取盐酸普卢利沙星原料50g,置于适当无菌容器中,加无菌注射用水足量,搅拌使溶解,然后加配制量的0.05%活性炭,搅拌10分钟,用无菌抽滤漏斗铺灭菌滤纸滤过,再用经灭菌的G6垂熔玻璃漏斗精滤,测定含量,滤液经分装,冷冻干燥法制成冷冻粉1000瓶,加塞并用铝盖密封制得。
c.盐酸普原利沙星注射液的制备
取200g盐酸普卢利沙星原料(以普卢利沙星计)置浓配缸中,加注射用水适量,充分搅拌使之完全溶解;用0.1mol/L盐酸调pH至5.0~7.0,加入配液量0.05%(w/v)的针用活性炭,回流15min;用0.6μm钛滤棒过滤脱碳后,将药液送入稀配缸中,补加注射用水至1000ml,搅拌15min。取样测pH值、含量合格后,用0.45um聚砜过滤器粗滤和0.22um聚砜过滤器精滤后,将药液送入下道工序灌装成1000瓶、熔封,经115℃热压灭菌30分钟后,放冷。检查合格后,包装即得。
d.盐酸普原利沙星输液的制备
取400g盐酸普卢利沙星原料(以普卢利沙星计)、氯化钠(或者是葡萄糖)冒浓配缸中,加注射用水适量,充分搅拌使之完全溶解;用0.1mol/L盐酸调pH至5.0~7.0,加入配液量0.05%(w/v)的针用活性炭,回流15min;用0.6um钛滤棒过滤脱碳后,将药液送入稀配缸中,补加注射用水至100000mL,搅拌15min。取样测pH值、含量合格后,用0.45um聚砜过滤器粗滤和0.22um聚砜过滤器精滤后,将药液送入下道工序灌装成1000瓶、塞塞、轧盖,经115℃热压灭菌30分钟后,放冷。检查合格后,包装即得。
实施例2:盐酸普卢利沙星对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯菌感染小鼠的体内保护作用
以噻丁啶喹啉羧酸(普卢利沙星)为对照,比较研究了盐酸普卢利沙星对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯菌感染小鼠的体内保护作用。本研究以昆明种小鼠为试验对象,试验菌株(大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯菌)自医院临床分离得到。动物分成7组,各组动物给予试验药的剂量分别为3.5、2.45、1.715、1.20、0.84、0.59和0.41mg/kg体重(以普卢利沙星计),小鼠腹腔注射应用菌液10分钟后,皮下注射给药。试验期间小鼠按正常条件饲养,观察给药后小鼠48小时内的生存情况。
盐酸普卢利沙星对大肠埃希氏菌感染小鼠的体内保护实验结果
表1.实验药(盐酸普卢利沙星)
表2.对照药(普卢利沙星)
注:ED50的计算方法为采用bliss方法的程序处理,计算而得。汁算时采用了0.41mg/kg~3.5mg/kg7个剂量组的数据。
盐酸普卢利沙星对肺炎克雷伯杆菌感染小鼠的体内保护实验结果
表3.实验药(盐酸普卢利沙星)
表4.对照药(普卢利沙星)
注:ED50的计算方法为采用bliss方法的程序处理,计算而得。汁算时采用了0.41mg/kg~3.5mg/kg7个剂量组的数据。
结果各剂量组中,实验药与对照药组间小鼠的存活率无显著性差异,本品治疗大肠埃希氏菌和肺炎克雷伯杆菌感染小鼠的ED50分别为1.049mg/kg和1.160mg/kg;对照药普卢利沙星治疗大肠埃希氏菌和肺炎克雷伯杆菌感染小鼠的ED50则分别为1.042mgdkg和1.242mg/kg。试验表明:在小鼠中,盐酸普卢利沙星对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯杆菌所致感染有明显治疗效果。