DE1445446A1 - Benzylpenicillin-Derivat und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Description

DR. EULE DR. BERG DIPL-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2, HILBLESTRASSE 2O ■

Dr. Eule Dr. Berg Dipl.-lng. Stapf, 8 MOnchen 2, HilblestroBe 20 · Unser Zeichen

X/Gd 12

12. März 196»

P 14 45 446.7 Neue Unterlagen

Anwalt sakten-Nr. 12

American Home Products Corporation, New York/USA.

Benzylpenicillin-Derivat und Verfahren zur Herstellung."

ο Die vorliegende Erfindung "betrifft ein neues Benzyl-

"*»»» penicillin-Derivat sowie ein Verfahren zu dessen Her-

^ Stellung. cn

oo Freie Penicilline und ihre Salze sind im allgemeinen wegen ihrer Inaktivierung im Magen und Darm bei oraler Einnahme

~ 2 Unterlagen (Art 7 & J Abs. 2 Nr, l Satz 3 des Änderungsges. v. 4. a. ISS Zj

(ΟβΠ) '^6,ψ) «j .Tejegrjjionväc 5ATENTEULE München Bqnk. Bayerische Verelnsbanfc MOnchen 453 100 Postscheck: MOnchen 653

BAD ORIGINAL

gegenüber parenteraler Anwendung weniger wirksam. Es sind .-· höhere Dosen erforderlich, um gleich hohe Spiegel im Blut .■ zu erreichen, da eine grosse individuelle Verschieden-': hcit· hinsichtlich-der Fähigkeit "besteht Penicillin in . das Blut auf oralem Weg zu absorbieren. So- ist Benzylpenicillin (Penicillin G-) antibiotisch-bei oraler Verabreichung gegenüber parenteraler Anwendung in viel ge- ■ ringerem Masse wirksam. In der vergangenen Zeit waren viele Bemühungen darauf gerichtet Penicilline- zu finden·, welche im Magen und Darm weniger leicht inaktiviert werden, sodass ein relativer grosser Teil des therapeutischen .

Mittels oral angewendet, in das Blut absorbiert werden kann. Dies hat zu der Entwicklung von einigen in höherer .

Weise oral wirksamen Penicillinen, beispielsweise Phenoxymethyl-Penicillin (Penicillin V) geführt, welche gegenüber..

der Magen-Salzsäure verhältnismässig . stabil ist. .!lichts~ ■ .

destöweniger ist sogar die Absorption von Penicillin V.

noch ungleicnmässig: Darüberhinaus ist dieses Antibioticum

gegenüber vielen pathogenen Bakterien weniger wirksam

als Benzylpenicillin. · . .-.--. - · .

Wenn ein Penicillin, sei.es auf oralem oder parenteralem Weg in den Blustrom gelangt., wird.. etwas verbraucht .und der Rest VQ^.Inaktivierung ausgeschieden. Eine Dosis.von Natriuiir--pen.iöillirj wird bei intramuskulärer Injektion . .

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normalerweise vom Körper innerhalb weniger Stunden vollkommen ausgeschieden. Die Penicillin-Konzentration nimmt im Blut gleichmässig von ihrer maximalen Höhe ab «,Penicillin kann häufig wiederholte Ergänzungsgaben zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Konzentration solange erforderlich machen bis das Vorhandensein des therapeutischen Mittels nicht langer notwendig ist«, Demgemäss sind in der Vergangenheit ebenso Bemühungen darauf gerichtet gewesen, über längere Zeiträume wirksame Zubereitungen zu schaffen, welche ihren Penicillin-Gehalt in einer solchen Weise freimachen, dass eine verhaltnismassig hohe Konzentration des therapeutischen Mittels im Blut während einer verlängerten Zeitdauer erreicht wird«, Versuche zur Lösung dieses Problems wurden mittels der Penicillinsalze oder anderer Derivate unternommen, aus welchen das Penicillin durch chemische Freisetzung dem Fb'rper verfügbar wird« Als Ergebnis wurden zwar einige lang wirksame injizierbare Zubereitungen entwickelt, es wurden jedoch bisher keine Derivate gefunden, die bei oraler Verabreichung einen hohei^lutspiegel an Antibioticum sicherstellen. Es hat sich in der Praxis als äusserst schwierig erwiesen, Derivate zu finden, welche unter Freigabe des freien Penicillins, dort, wo es benötigt wird, zerfallen und gleichzeitig im Magen nicht zerfallen. Beispielsweise zeigen viele Penicillin-ester in der Humanmedizin keine

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wesentliche therapeutische Wirksamkeit/ da deren Hydrolyse zu freiem Penicillin im Körper viel zu langsam von statten geht.

Aus der USA-Patentschrift 2 578 570 sind verschiedene Penicillin-Derivate bekannt. Diese Derivate werden durch Umsetzung eines Penicillinsalzes mit einem aktiven Halogenid zubereitet. Die Serum-Penicillin-Spiegel, welche durch solche Verbindungen bei oraler Anwendung an Hunden ausgelöst werden, wurden geprüft und haben diese Prüfungen ergeben, dass alle die Verbindungen, welche gemäss den Beispielen dieser USA-Patentschrift zubereitet waren, entweder nur in einem geringen Ausmasse hydrolysiert wurden oder dass sie, wenn sie in erheblichem Ausmasse hydrolysierten, Serum-Penicillin-Spiegel ergaben, welche in nur einer oder zwei Stunden zu Null reduziert wurden (siehe die im Anschluss an das nachstehende Beispiel 2 ani Schluss der Beschreibung wiedergegebene Tabelle). Demgegenüber würde es sehr erwünscht sein,ein Penicillin-Derivat zu schaffen, welches bei oraler Anwendung freies Penicillin in dem Blutstrom für eine lange Periode erscheinen liesee.

Ee wurde nun überraschenderweise gefunden, dass es unter den aahlreichen Derivaten, welche durch Umsetzung eines Penicillinsalzes mit einem aktiven Halogenid zubereitet werden könnten, ein neues Derivat gibt, welches nach

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oraler Anwendung freies Penicillin in dem Blutstrom für •ine verlängerte Periode auftreten lässt.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines neuen Penicillin-Derivates, welches, obgleich ohne fert für die parenteralβ Verwendung, sich bei oraler Anwendung Überelastlaaend mit dieser verhält, wobei es sich eines Abbau ie Magen widersetat, aber anachliessend in einer solchen Weise abgebaut wird,dass freies Penicillin während eines längeren Zeitrauaes im Blutstrom vorhanden ist. Dass diese eigenschaften bemerkenswert sind, wirf durch •Me fBtiBOB· erhöht, dass es von vielen untereuoatea aaa· Veibiadungea, die elBSlge ist, welohe 41··· In eines bodeuteatea Aussäst tesltst, Die hierfür slad unklar, sber ·· 1st BtfgUoa, des· ••la· oaemleohen und physlkallsehen Eigenschaften, ola-•ohliesslloh Orusse und Fora de· Uoleküls, in elnaallger fei·· des IrftrtemlseeB hinsichtlich Stabilität la Μ·§·Β und der nachfolgenden enlymisehen Hydrolyse angepasst sind. Di· linBaligkelt dieses Verhaltens wir$9Sle Tatsaohe Bufgeselgt, dass die Clgeasohaften nicht nur bei Abäaderuag der Vatur der Derivat gruppe, sondern ebenso bei Abän·» derung des Penicillins, von welchem das Derivat herrührt, verloren gehen«

Das erfindungsgemäsee Verfahren dient der Herstellung · , . - 6 ·

eines neuen Benzylpenicillin-Derivates, wobei ein Aeetoxymethylhalogenid mit Benzylpenicillin oder einem SaIx hiervon, vorzugsweise In einem inerten Lösungsmittel bei einer Temper»tür !wischen 0 · 30⁰C zu AaetoxymethylbensYl· penicilline der Formel

CO I

CH₂COHH OH — OH Q CH₃

3H - CO-O-CH₂-O-OC-CH₅

umgesetzt und dasselbe gewünschtenfallt In kristalliner Fora Isoliert wird.

Is fti h«rvargefeo»eB, 4m· das Frtdufct «le Derivat v»b PtaloilliB 0 »la vitl breitere· Sptktma Hit 1^1· ti to k«r lirktMÜielt aufweist, mU lolcht PfBicillU· { «1· f.B, Ftaioillin V), «tloh« wegen Ihrer gut·« oralen AbsorptU» btsoaders btvoriugt werdes.

Das in de« Verfahre» verwand·t· Beaiylpenicillin lieft Ib der Praxis la der Fora sin·· Stellte vor. Geeignete BeBSjrlpenioilllB-3al·· «lad JUkalieattll- uad AbIbmX··, beispielsweise iatriu··, lallua-, Diithylaaln- und tri- Äthy1aminsalze. Das Aoetoxymethy!halogenid 1st vorzugsweise das Bromid, kann aber ebenso das Chlorid sein. Sie Aoβtoiymethy!halogenidβ können duroh Erhitzen das ent-

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BAD

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sprechenden Aeetylhalogenids mit Paraformaldehyd in Gegenwart von wasserfreiem Zinkchlorid und nachfolgendem Abtrennen des Aoetoxymethylhalogenids durch Destillation hergestellt werden.

Die Herstellung des Derivats wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man das Aoetoxymethylhalogenid mit dem Penicillinsalz in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 30⁰C zur Reaktion bringt. Ein fur die Reaktion geeignetes Lösungsmittel 1st Dimethyl« formamid» welches so trocken wie möglich sein sollte» um Nebenreaktionen mit Wasser, welches die Ausbeute des Produkts verringern, zu vermeiden. Nach Beendigter Reaktion wird das Produkt zweckmassigerwelse in Wasser (vorzugsweise auf pH 6 gepuffert) gegossen und das ausgefällte Penicillin» Derivat abfiltriert· Das Derivat kann dann in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise Chloroform oder Isopropylalkohol, aufgenommen und in kristalliner Form abgetrennt werden. Für einen Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Antibiotioa ist es klar, dass die Herstellung des therapeutischen Mittels in kristalliner Form von besonderem Vorteil ist. Vorzugsweise wird das Penicillin-Derivat dieser Erfindung in kristalliner Form mit einem Schmelzpunkt 106 bis 108⁰C und einem Wert von 0tD° ^von ♦* ⁵⁴° erhalt en.

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Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, in welchen die Infrarot-AIdsorptionsdaten (IR)

sich auf die Stellungen der Maxima "beziehen, die in cm angegeben werden.

Beispiel 1

Ein Gemisch von Triäthylammonium-benzylpenicillinat (2,6 g das T riäthylammoniums al ζ von Penicillin G), Acetoxymethylbromid (4,5 ecm) und Dimethylformamid (10 ecm) werden eine Wacht lang bei Zimmertemperatur geschüttelt und dann in' Wasser: gegossen. Das Produkt wird in Chloroform gesammelt, das Lösungsmittel verdampft und der Rückstand wiederholt durch Dekantieren mit Wasser und dann mit Petroleum gewaschen. Man erhält ein Harz (2,05 g),. welches aus einem Gemisch von Isopropanol und Äthanol in farblosen Prismen von Acetoxymethyl-benzylpenicillinat (1,82 g)kristalli-' siertj Schmelzpunkt 105 bis 106⁰C nach Trocknen im Vakuumj IR 1782 (ß-lactam), 1760 (Ester CO)j gefunden Jfe: 56,1 C, 5,4 H, 6,8 Ii, 8,0 S;

die Bruttoformel C₁₉H₂₂N₂O₆S erfordert °/° : 56,15 G, 5,5 H., 6,9 N, 7,9 S).

B'eispiel 2

Dimethylformamid (22 kg mit weniger als 0,05$ Wasser) und .trockenes Kaliumbenzylpenieillinat (1Q kg) wurden

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in ein Reaktionsgefäss eingebracht und auf 10⁰G abgekühlt.

Acetoxymethylbromid (4,15 kg) wurden der Lösung im Verlauf einer Stunde zugegeben. Hierbei wurde die Temperatur auf unterhalb 1 5°C gehalten und anschliessend das Rühren weitere 6 Stunden bei 10 bis 15⁰G fortgesetzt.

Das Reaktionsgemisch wurde dann im Verlauf einer Stunde zu einer auf pH 6 gepufferten Lösung, hergestellt aus Wasser (100 1), Kaliumdihydrogenphosphat (280 g) und Dikaliumhydrogenphosphat (720 g) zugegeben, wobei das Gemisch heftig gerührt und auf 5⁰C abgekühlt wurde» Nach weiterem, stundenlangem Rühren wurde der ausgefällte weisse Feststoff durch Filtrieren gesammelt und mit Wasser (5 1) gewaschen. Das gewaschene Produkt wurde in kochendem Isopropyl-aikohol (14 1) gelöst und die Lösung auf 15⁰C abgekühlt. Bas umkristallisierte Produkt wurde gesammelt, bei 40 bis 45⁰G bei Vakuum getrocknet und ergab Acetoxy-

methylbenzylpenicillinat (9,1 kg, 83^ des theoretischen Wertes) voa Schmelzpunkt 106 bis 108⁰G und einem ° -Wert von ♦ 154° (1> in Chloroform).

Die im Vergleich mit anderen verwandten Verbindungen vorteilhaften Eigenschaften des neuen PenicillinAerivats werden durch die Ergebnisse, der nachfolgenden Untersuchungen mit Hunden (Spürhunde) aufgezeigt. Eine Blutprobe

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von Jeweils 8 Hunden wurde zunächst aus Kontrollgründen untersucht, um aufzuzeigen, dass sie keine Aktivität nach Prüfung durch das in vivo-Becher-Platten-Verfahren für Penicillin unter Verwendung der Organismen sarcina lutea aufwies.

Acetoxymethyl-benzyl-Penicillinat wurde nun oral bei nüchternen Hunden angewendet, wobei Zubereitungen in Kapselform, welche eine Einheitsdosis in einer, einzelnen Kapsel von 20 mg Penicillin-Derivat pro kg Körpergewicht jedes Hundes enthielten, verwendet wurden*

Nach bestimmten Intervallen wurde von jedem Hund eine Blutprobe entnommen und das Serum untersucht, wobei die Ergebnisse mit denen verglichen wurden, die unter Verwendung von Kalium-Penicillin G nach dem Becher-Platten« Verfahren als Standard erhalten wurden.

Ähnliche Untersuchungen wurden unter den gleichen Bedingungen vorgenommen, wobei verwandte Penicillin-Derivate und zwei Hunde für jedes Penicillin verwendet.wurden. Das mit jeder Verbindung erhaltene Durchschnittsergebnis wird in der nachfolgenden Tabelle aufgezeigt, in welcher die Verbindungen im Hinblick auf ihr Ursprungspenicillin und der an die Penicillinsäure-Gruppe gefundene Derivatgruppe gekennzeichnet sind..

- 11 809811/1Q 5 # ■ "" ^?

Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu anderen verwandten Derivaten mit der erfindungsgemässen Verbindung hohe Anfangsspiegel im ülut erhalten und diese im wesentlichen länger aufrechterhalten werden.

Verbindung Serum Penicillin in Aig/ccm

Stunden nach oraler Anwendung

12 4 6 8

.benzyl-Penicillin
(Penicillin G)

Acetoxymethyl 0,90 0,71 0,36 0,11 0,05 0 Propionoxymethyl 0,16 0,19 0,04 0

Butyryloxymethyl 0	0,13	■ 0	0	0	0
n-Decanoyloxymethyl „	1,1	0,16	0,02		0
Benzoyloxymethyl 0	IM		0	«M
m-Chlorobenzoyloxy- methyl 0,06	0,12	0	0	«-·	0
p-Chlorobenzoyloxy methyl	0,25	0,02	0		«
Methoxymethyl 0,6	mm	0	0	-
Phenoxymethyl-Penicillin
(Penicillin VJ

Acetoxymethyl - 0,06 0,05 0 0 0 Propionoxymethyl 0,05 0 0 0« ··

2,6-Dimethoxybengyl-Penicillin (Methicillin)

Acetoxymethyl 0 0 0 0 «-

Benzoyloxymethyl 0 - - 0 - -

- 12 · 809811/1056

Verbindung Serum Penicillin in ug/ccm Stunden nach oraler Anwendung

1 2 4 β 8

^-Pheno xyäthyl-Penicillin (Phenothicillinj

Acetoxymethyl 0,06	0,04	0,02	0
Propionoxymethyl 0	0	0	0
eT-Phenoxypropyl-Pe
nicillin (Propicillin)

Acetoxymethyl 0,03 0,04 0

ofc*Ph.enoxyb enzyl-Pe»· nicillin (Phenbencillinj

Acetoxymethyl 0 0 0 0

5-o-0hlorphenyl-5~methyl ·

4"isoxazolyl-Penicillin

(Cloxacillin)

Acetoxymethyl 0 0 0 0 Butyryloxymethyl ü 0 0 0

Patentansprüche :

«13

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Claims (3)

Patentansprüche!

1. Verfahren zur Herstellung eines neuen Benzylpenioillin-Derivates, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aoetoxymethylhalogenid mit Benzylpenicillin oder einem Salz hiervon, vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen ü - 30⁰G z^. Aoetoxymethylbenzylpenioillinat der Formel .":

CH GH O GH, \

I 1I³N

GO N — CH - GO-O-GH₂-OfOC-CH₅

umgesetzt und dasselbe gewünschtenfalls in kristalliner Fora isoliert wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Aoetoxyiaethylhalogenid Aoetoxymethylbromid verwendet wird.

3. Aeetoxymethylbenzylpenicillinat der Formel

H GH

0 CH₅

H - GO-O-GH₀-O-OG-GH ti

ORlGINAtINSPECTED 1 t / 1 Π