DE1144721B

DE1144721B - Verfahren zur Herstellung von Tetracyclin-Komplexverbindungen

Info

Publication number: DE1144721B
Application number: DEA37247A
Authority: DE
Inventors: George Madison Sieger; William Charles Barringer
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1960-04-21
Filing date: 1961-04-21
Publication date: 1963-03-07

Description

Verfahren zur Herstellung von Tetracyclin-Komplexverbindungen Die Erfindung betrifft die Herstellung parenteral verabreichbarer Verbindungen bestimmter Tetracyclin-Antibiotica, die durch folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden können: worin R1 Wasserstoff oder Chlor bedeutet. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung von Komplexverbindungen, die aus den oben aufgeführten Tetracyclin-Antibiotica, Aluminium und Glukonsäure gebildet werden, und deren Calcium- und Magnesiumderivate.
Die für die vorliegende Erfindung als Ausgangsstoffe in Betracht kommenden Antibiotica sind 6-Desmethyltetracyclin und 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin. Diese Tetracycline sind in vielen ihrer Eigenschaften ähnlich, jedoch unterscheiden sie sich in den Löslichkeiten und anderen physikalischen Eigenschaften.
Es ist wünschenswert, in der Lage zu sein, Breitbandspektrum-Antibiotica parenteral zu verabreichen, da in vielen Fällen der Patient dieselben oral nicht schlucken oder nehmen will oder dazu nicht fähig ist und es besonders bei Tieren schwierig sein kann, das Material oral zu verabreichen. Bei oraler Verabreichung ist es stets eine Frage, ob der Patient tatsächlich das Antibioticum einnimmt oder nicht.
Es wurde nun gefunden, daß 6-Desmethyltetracyclin und 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin parenteral geeignete Komplexverbindungen mit Aluminium und Glukonsäure bilden. Diese Komplexverbindungen sind nicht von einfacher Art, und sie besitzen auch keine definierte Zusammensetzung. Die Komplexverbindungen können 1 bis 6 Mol Aluminium je Mol Antibioticum und 1 bis 28 Mol Glukonsäure je Mol Antibioticum enthalten. Die Anzahl Mol der Säure ist vorzugsweise mindestens so groß wie die Anzahl Mol Aluminium. Diese Komplexverbindungen besitzen zusätzlich die günstige Eigenschaft, daß sie parenteral geeignete Komplexverbindungen mit Calcium oder Magnesium bilden, in welchen sich Calcium- oder Magnesiumkationen an die Antibioticum-Aluminium-Glukonsäure-Komplexverbindungen anlagern. Verschiedene Verhältnisse Calcium oder Magnesium können zur Bildung der stabilen Komplexverbindungen angelagert werden. Beispielsweise können diese Komplexverbindungen 1 bis 6 Mol Aluminium je Mol Antibioticum, 1 bis 9 Mol Calcium- oder Magnesiumkationen je Mol Antibioticum und 1 bis 28 Mol Glukonsäure je Mol Antibioticum enthalten.
Die physikalischen Eigenschaften der Komplexverbindungen sind einzigartig und ungewöhnlich. Die Komplexverbindungen besitzen keinen scharfen Schmelzpunkt, sondern dunkeln im allgemeinen innerhalb einesbeträchtlichenTemperaturbereiches,üblicherweise oberhalb 165°C. Eine 6-Desmethyltetracyclin-Aluminium-Glukonsäure-Komplexverbindung im molaren Verhältnis von 1 : 4 : 6,6 ist in Wasser vollständig löslich, und der pH-Wert der Lösung kann auf 7 oder darüber ohne Ausfällung des Antibioticums eingestellt werden. In ähnlicher Weise ist eine 6-Desmethyltetracyclin-Aluminium-Calcium-Glukonsäure-Komplexverbindung im molaren Verhältnis von 1 : 4 : 5 : 12 ziemlich löslich in Wasser, und der pH-Wert dieser Lösung kann auf 6,5 ohne Ausfällung des Antibioticums eingestellt werden. Die Eigenschaften der Komplexverbindungen variieren in Abhängigkeit von dem angewandten Antibioticum und weiterhin davon, ob die mit Aluminium und Glukonsäure gebildete Komplexverbindung mit Calcium oder Magnesium der Komplexverbindungsbildung unterworfen wird; Änderungen in den molaren Verhältnissen der Bestandteile verursachen Änderungen in den Eigenschaften.

In der USA.-Patentschrift 2 736 725 sind Antibioticum - Aluminium - Glukonsäure - Komplexverbindungen und Antibioticum-Aluminium-Calcium-Glukonsäure-Komplexverbindungen von bestimmten Tetracyclin-Antibiotica. beschrieben, die durch folgende allgemeine Strukturformel wiedergegeben werden können: worin R3 Wasserstoff oder Hydroxyl und R4 Wasserstoff, Chlor oder Brom bedeutet, mit der Einschränkung, daß R4 Wasserstoff bedeutet, wenn R3 Hydroxyl ist. Diese parenteral geeigneten Komplexverbindungen der oben aufgeführten Tetracyclin-Antibiotica ergeben höhere maximale Blutspiegel als die ihnen zugrunde liegenden Antibiotica selbst. Jedoch werden die höheren maximalen Blutspiegel, die mit diesen Komplexverbindungen erreicht werden, auf Kosten der Dauer des Blutspiegels erzielt. Wenn beispielsweise eine Tetracyclin-Aluminium - Calcium- Glukonat- Komplexverbindung und ein Standard-Tetracyclin-Präparat intramuskulär an Hunde verabreicht werden, ergibt die Komplexverbindung einen höheren maximalen Blutspiegel als das Standartpräparat, wie sich aus den in der folgenden Tabelle I aufgeführten Daten, die graphisch in Fig. 1 der Zeichnung wiedergegeben sind, ergibt. Tabelle I Blutspiegel bei Hunden bei intramuskulärer Verabreichung (Dosis: 2,5 mg Antibioticum, injiziert je 0,454 kg Hundekörpergewicht)

Probe Blutspiegel y Antibioticum je Milliliter Auc*) y-Stunden

1 Std. I 4 Std. I 7 Std. I 24 Std. je Milliliter

Tetracychn-Al-Ca-Glukonat

(molares Verhältnis 1 : 4 : 5 : 12) . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,40 2,43 1,57 0,30 36,3

Tetracyclin-Standardpräparat**) .................. 3,75 2,70 2,50 0,48 44,7

*) Auc = Fläche unter der Blutspiegelzeitkurve während eines Zeitraums von 24 Stunden. Die »Fläche unter der Kurve« wird als

Auc bezeichnet und in Einheiten von y-Stunden je Milliliter ausgedrückt. Die 24-Stunden-Auc-Fläche wird leicht unter Verwendung

der folgenden Formel berechnet:

Auc = 2y1 -I- 3y4 -i- 10y7 -f- 8,5y24,

worin y1 der Blutspiegel nach 1 Stunde,

y4 der Blutspiegel nach 4 Stunden

y7 der Blutspiegel nach 7 Stunden

und y24 der Blutspiegel nach 24 Stunden ist.

Die 24-Stunden-Auo-Fläche ist ein Maß für die Dauer des Blutspiegels und ist ein kritischerer Faktor als der erhaltene maximale

Blutspiegel an Antibioticum.

**) Das Standardpräparat, das bei allen hier aufgeführten Untersuchungen des Blutspiegels verwendet wurde, bestand aus einer

physikalischen Mischung mit der folgenden Zusammensetzung:

Antibioticum-Hydrochlorid ................................................................ 100 mg

Magnesiumglukonat....................................................................... 330 mg

Citronensäure ..... ........................................... 50 mg

uXylocain«-Base (2-Diäthylamino-2',6'-acetoxylidid) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 mg

Nicotinsäureamid ......................................................................... 100 mg

Bei diesen Versuchen ist der Wert für die 24-Stunden-Aue-Fläche niedriger für die Tetracyclin-Aluminium-Calcium-Glukonat-Komplexverbindung als für das Tetracyclin-Standardpräparat. Die Komplexverbindungen dieser Tetracyclin-Antibiotica liefern zwar höhere maximale Blutspiegel, jedoch sind schon nach kurzer Zeit die Blutspiegel des Tetracyclin-Standardpräparates höher und damit länger wirksam.

Im Hinblick auf diese bei den Komplexverbindungen der Tetracyclin-Äntibiotica erhaltenen Ergebnisse wäre zu erwarten gewesen, daß die entsprechenden Komplexverbindungen der nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Tetracyclin-Antibiotica ebenfalls höhere maximale Blutspiegel als die Standardpräparate der ihnen zugrunde liegenden Antibiotica ergeben, die jedoch von einer Verschlechterung der 24-Stunden-Aue-Flächenwerte begleitet sind. In überraschender Weise liefern jedoch die Komplexverbindungen der nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Tetracyclin-Antibiotica nicht nur weit höhere maximale Blutspiegel als die Standardpräparate der ihnen zugrunde liegenden Antibiotica, sondern sie weisen außerdem auch noch höhere 24-Stunden-Auc-Flächenwerte als die Standard-Tetracyclin-Präparate auf. Dieses unerwartete Ergebnis wird in überzeugender Weise durch die in den Tabellen II und III aufgeführten Blutspiegel bei Hunden nach intramuskulärer Verabreichung, die graphisch in den Fig. 2, 3 und 4 der Zeichnungen aufgetragen sind, und durch die in der nachfolgenden Tabelle IV aufgeführten Blutspiegeldaten bei Ratten nach intramuskulärer Verabreichung, die graphisch in Fig. 5 der Zeichnungen dargestellt sind, veranschaulicht.

Tabelle II

Blutspiegel bei Hunden nach intramuskulärer Verabreichung

(Dosis: 2,5 mg Antibioticum injiziert je 0,454 kg Hundekörpergewicht)

Aue Daten

Probe Blutspiegel y Antibioticum je Millliter y-Stunden auf-

je geragen

1 Std. I 4 Std. I 7 Std. ! 24 Std. Milliliter in

6-Desmethyltetracyclin-Al-Ca-Glukonat

(molares Verhältnis 1 : 4 : 5 : 12) . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,0 4,8 3,1 0,48 65,5 Fig. 2

6-Desmethyltetracyclin Standardpräparat . . . . . . . . . . 0,5 0,47 0,38 0,24 8,3 Fig. 3

7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Al-Ca-Glukonat

(molares Verhältnis 1 : 4 : 5 : 12) . . . . . . . . . . . . . . . . . 9,5 6,9 4,2 1,2 91,9 Fig. 3

7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Standardpräparat .... 2,9 4,0 2,4 1,9 58,0 Fig. 3

Tabelle III

Blutspiegel bei intramuskulärer Verabreichung bei Hunden

(Dosis: 1,5 mg Antibioticum injiziert je 0,4.54 kg Hundekörpergewicht)

Aue Daten

Probe Blutspiegel y Antibioticum je Milliliter -y-Stunden auf-

je getragen

1 Std. I 4 Std. I 7 Std. I 24 Std. Milliliter in

7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Al-Mg-Glukonat

(molares Verhältnis 1 : 4 : 5 : 12) . . . . . . . . . . . . . . . . . 11,5 6,60 4,40 1,50 99,6 Fig. 4

7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Standardpräparat .... 1,81 1,17 I 0,92 0,47 20,3 Fig. 4

Tabelle IV

Blutspiegel bei der Ratte bei der intramuskulären Verabreichung

(Dosis: 62,5 mg Antibioticum injiziert je 300 g Rattenkörpergewicht)

Aue Daten

Probe Blutspiegel y Antibioticum je Milliliter y-Stunden ein-

je getragen

1 Std. 1 4 Std. I 7 Std. ( 24 Std. Milliliter in

7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Al-Glukonat

(molares Verhältnis 1 : 4 : 6,6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228,4 192,6 102,8 17,4 2210,5 Fig. 5

7-Chlor-6-Desmethyltetracyclin-Standardpräparat.... 56,7 44,4 32,1 14,0 686,6 Fig.5

Die nach der Erfindung hergestellten Komplexverbindungen können in wäßriger Lösung verabreicht werden. Die nicht übliche Löslichkeit der Komplexverbindungen ermöglicht es, höhere Konzentrationen zu verabreichen. Da jedoch weit höhere maximale Blutspiegel mit den nach der Erfindung hergestellten Komplexverbindungen als mit den bekannten Komplexverbindungen von Tetracyclin-Antibiotica erzielt werden, werden gewöhnlich niedrigere Konzentrationen oder kleinere Dosen als mit den bekannten Komplexverbindungen verabreicht. Durch diese Verminderung der Dosis ergibt sich eine wesentliche Abschwächung der Gewebereizung an der Injektionsstelle, während noch therapeutische Blutspiegel erreicht werden.

Die Komplexverbindungen werden in wäßriger Lösung hergestellt. Antibioticum, Aluminium und Glukonsäure können in jeder Form zugegeben werden, die das Antibioticum, die Aluminiumionen und die Glukonationen zur Komplexverbindungsbildung freigibt. Es wird bevorzugt, daß die Aluminiumionen zuerst mit den Glukonationen reagieren und dann zu diesem Reaktionsprodukt das Antibioticum zugegeben wird. Der pg-Wert der Lösung kann entweder vor oder nach der Zumischung mittels Säure oder Alkali eingestellt werden, wobei die Säure oder das Alkali dann ein Teil der Komplexverbindung werden kann. Die Komplexverbindung kann in der wäßrigen Lösung, in welcher sie gebildet wird, angewandt werden oder aus der Lösung durch Zugabe eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels oder durch Verdampfung des Wassers abgetrennt werden. Falls die Komplexverbindung in einer hohen Konzentration gebildet wird, kann sie beim Stehen ausfallen. Gewünschtenfalls können die Ausgangsstoffe in geeigneten Verhältnissen trocken zusammengemischt und dann kann Wasser zugegeben werden, um die Komplexverbindung in wäßriger Lösung zu erhalten.
Der pH-Wert der wäßrigen Lösungen sämtlicher Komplexverbindungen kann auf jeden Wert innerhalb des Bereiches von unterhalb 1 bis etwa 7 und teilweise sogar bis zu 12 eingestellt werden. Jedoch ist der PH-Bereich zwischen 3,5 und 8 für ein Produkt, das zur parenteralen Verabreichung bestimmt ist, bevorzugt.
Das Aluminium kann als Alkoholat zugegeben werden. Aluminiumisopropylat und Aluminiumäthylat werden besonders bevorzugt. Andere Aluminiumverbindungen, wie Aluminiumcitrat, Aluminiumnitrat, Aluminiumtartrat, Aluminiumformiat, Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat und Kaliumaluminiumsulfat, können auch verwendet werden.
Das Antibioticum kann als freie Base, Hydrochlorid, Hydrobromid, Nitrat, Sulfat, als Natriumsalz, als anderes Alkalisalz, als Calciumsalz oder als anderes Erdalkalisalz zugesetzt werden.
Die komplexverbindungsbildenden Kationen von Calcium und Magnesium können in Form ihrer Oxyde, Hydroxyde oder löslichen Salze zugegeben werden.
Die Komplexverbindungen können bei dem pA-Wert ihrer Bildung verwendet werden, oder der pA-Wert kann während ihrer Bildung oder nach ihrer Bildung mit Natriumhydroxyd, anderen Alkalihydroxyden, mit einem Erdalkalihydroxyd, wie Calciumhydroxyd, oder mit einer Stickstoffbase, wie Triäthylamin, Triäthanolamin, Piperazin, Morpholin oder Diäthanolamin, eingestellt werden.
Die Bildung der Komplexverbindungen kann, wie es häufig bei der Komplexverbindungsbildung der Fall ist, ein ziemlich langsamer Prozeß sein und kann einen Zeitraum von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden, je nach den Bedingungen, erforderlich machen. Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1 6-Desmethyltetracyclin-Aluminium-Glukonat (1:4:6,6) In 100 ml Wasser wurden 6,15 g 6-Desmethyltetracyclin und 20,0g Aluminiumglukonat suspendiert. Die Suspension wurde 1/2 Stunde oder so lange, bis eine praktisch klare Lösung erhalten wurde, gerührt. Die Lösung wurde dann filtriert und zu einer Lösung von 21 Isopropanol und 11 Petroläther (Kp. 60 bis 80°C) gegossen. Der erhaltene gelbe Niederschlag wurde 1/2 Stunde stehengelassen, filtriert, mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum über P205 bei 30 bis 40°C getrocknet. Es wurden 23,0 g der 6-Desmethyltetracychn-Aluminium-Glukonat-Komplexverbindung erhalten.
Beispiel 2 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Glukonat (1 : 4 : 6,6) In 100 ml Wasser wurden 6,65 g 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin und 20,0 g Aluminiumglukonat suspendiert. Die Suspension wurde 1/2 Stunde oder so lange, bis eine praktisch klare Lösung erhalten wurde, gerührt. Die Lösung wurde dann filtriert und in eine Lösung aus 21 Isopropanol und 1 1 Petroläther (Kp. 60 bis 80°C) gegossen. Der erhaltene gelbe Niederschlag wurde 1/2 Stunde stehengelassen, filtriert, mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum über PZOb bei 30 bis 40°C getrocknet. Es wurden 23,0 g 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Glukonat-Komplexverbindung erhalten.
Beispiel 3 6-Desmethytetracyclin-Aluminium-Calcium-Glukonat (1 : 4 : 5 : 12) In 150 ml Wasser wurden unter Rühren 6,15 g 6-Desmethyltetracyclin,13,8 g Glukono-8-lacton, 20, 0 g Aluminiumglukonat und 4,0 g Calciumoxyd suspendiert. Die Suspension wurde 1/2 Stunde oder so lange gerührt, bis eine praktisch klare Lösung erhalten war. Die Lösung wurde filtriert und in eine Lösung aus 21 Isopropanol und 11 Petroläther (Kp. 60 bis 80°C) gegossen. Der erhaltene gelbe Niederschlag wurde 1/2 Stunde stehengelassen, filtriert, mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum über P205 bei 30 bis 40°C getrocknet. So wurden 42,1 g 6-Desmethyltetracyclin-Aluminium - Calcium - Glukonat - Komplexverbindung erhalten.
Beispiel 4 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Calcium-Glukonat (1 : 4 : 5 : 12) In 175 ml Wasser wurden unter Rühren 6,65 g 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin, 13,8 g Glukono-b-lacton, 20,0 g Aluminiumglukonat und 4,0 g Calciumoxyd suspendiert. Die Suspension wurde 1/2 Stunde oder so lange gerührt, bis eine praktisch klare Lösung erhalten wurde. Die Lösung wurde dann filtriert und in eine Lösung aus 21 Isopropanol und 11 Petroläther (Kp. 60 bis 80°C) gegossen. Der erhaltene gelbe Niederschlag wurde 1/2 Stunde stehengelassen, filtriert, mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum über P205 bei 30 bis 40°C getrocknet. Es wurden so 43,3 g 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Calcium-Glukonat-Komplexverbindung erhalten.
Beispiel s 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Magnesium-Glukonat (1 : 4 : 5 : 12) In 100 ml Wasser wurden 16,3 g Aluminiumisopropylat und 42,7 g Glukono-d-lacton suspendiert und die erhaltene Suspension etwa 24 Stunden unter gelegentlichem Rühren stehengelassen. Danach wurden 9,3 g neutrales 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin in 50 ml Wasser suspendiert und die Suspension zu der praktisch klaren Aluminiumglukonatlösung unter Rühren zugegeben. Sobald eine klare Lösung erhalten worden war, wurde eine Suspension von 4,0 g Magnesiumoxyd in 50 ml Wasser zu der Reaktionsmischung gegeben und mit dem Rühren fortgefahren, bis die Lösung wieder klar war. Die Lösung wurde filtriert und in eine Lösung aus 21 Isopropanol und 500 ml Petroläther (Kp. 60 bis 80°C) gegossen. Der erhaltene Niederschlag wurde durch Filtration abgetrennt und im Vakuum getrocknet. Es wurden so 54,0 g 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin-Aluminium-Magnesium - Glukonat-Komplexverbindung erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Tetracyclin-Komplexverbindungen, durch Umsetzen eines Tetracyclin-Antibioticums oder von dessen Salzen mit Glukonsäure oder Glukonationen bildenden Verbindungen, ionisierbaren Aluminiumverbindungen und gegebenenfalls ionisierbaren Magnesium-oder Calciumverbindungen in wäßriger Lösung im Molverhältnis von nicht weniger als 1: 1 : 1 bzw. 1 : 1 : 1 : 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Tetracyclin-Antibioticum 6-Desmethyltetracyclin oder 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin verwendet wird und das Verhältnis von Antibioticum zu Aluminium zu Kation zu Glukonsäure außerdem nicht größer als 1:6:9:28 ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Antibioticum mit vorgebildetem Aluminiumglukonat zusammen umgesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB Calcium oder Magnesium in Form ihrer Oxyde angewandt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 736 725.