DE1545589C3

DE1545589C3 - Tetracyclinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1545589C3
Application number: DE1545589A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Clos De Chillon Veytaux Gaillard (Schweiz)
Original assignee: Brevets Pharmaceutiques Et Cosmetologiques Sa Lausanne (schweiz)
Current assignee: Brevets Pharmaceutiques Et Cosmetologiques Sa Lausanne (schweiz)
Priority date: 1964-05-14
Filing date: 1965-05-06
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE1545589B2; FR4510M; GB1092198A; DE1545589A1; CH430672A

Description

OH O OH Ö

CONH — CH₂ — NH — CH — CO — NH — CH — CH C — CH₃

I II-CO-N — CH

COOX

in der R und R' Wasserstoffatome und R" eine Methylgruppe oder R eine Hydroxygmppe, R' ein Wasserstoffatom und R" eine Methylgruppe oder R ein Wasserstoffatom, R' ein Chloratom und R" eine Methylgruppe oder R und R" Wasserstoffatome und R' ein Chloratom bedeuten, X ein Wasserstoffatom oder den Rest einer Base darstellt und in denen der «-Aminobenzylpenicillin-Rest die d-(—)-Konfiguration aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung von Tetracyclinderivaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise d-(—)-a-Aminobenzylpenicillin oder ein Salz davon mit Tetracyclin, Oxytetracyclin, Chlorotetracyclin oder demethyliertem Chlorotetracyclin in Gegenwart von Formaldehyd umsetzt und das erhaltene Produkt, gewünschtenfalls in Form eines Salzes, isoliert.

Die Erfindung betrifft Tetracyclinderivate der allgemeinen Formel CH₃ CH₃

R' R" OH R N

I OH

OH O OH O

OH

S CH₃

/\/ -CONH — CH₂ — NH — CH — CO — NH — CH — CH C — CH₃

ί III

CO-N — CH

ι ■

coox

in der R und R' Wasserstoffatome und R" eine Methylgruppe oder R eine Hydroxygruppe, R' ein Wasserstoffatom und R" eine Methylgruppe oder R ein Wasserstoffatom, R' ein Chloratom und R" eine Methylgruppe oder R und R" Wasserstoffatome und R' ein Chloratom bedeuten und X ein Wasserstoffatom oder den Rest einer Base darstellt und in denen der «-Aminobenzylpenicillin-Rest die d-(—^Konfiguration aufweist.

Diese neuen Derivate werden erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß man in an sich bekannter Weise d-(—)-«-Aminobenzylpenicillin oder ein Salz davon mit Tetracyclin, Oxytetracyclin, Chlorotetracyclin oder demethyliertem Chlorotetracyclin in Gegenwart von Formaldehyd umsetzt und das erhaltene Produkt, gewünschtenfalls in Form eines Salzes isoliert.

Die nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen Derivate haben den Vorteil, daß sie gleichzeitig die antibiotischen Eigenschaften des Tetracycline., das zu ihrer Herstellung verwendet wurde, und die Eigenschaften des d-(—)-a-Aminobenzylpenicillins besitzen. Somit sind die tetracyclinresistenten Stämme von Escherichia CoIi empfindlich gegendie Antibiotikanach der Erfindung bei Konzentrationen, die zwischen 1 und 8 μg/ml schwanken. Umgekehrt sind dieselben Antibiotika auch wirksam gegen die Bakterien, die fähig sind, Penicillinase zu produzieren, wie gewisse Proteus- und verschiedene Staphylokokkenstämme.

Schließlich kann die bakteriostatische Wirksamkeit auf die Keime, die sowohl gegen dieTetracyclingruppe als auch gegen d-(—)-«-Aminobenzylpenicillin (z. B. die Mehrheit der grammpositiven Keime) empfindlich sind,

bei besonders schwachen Konzentrationen von einer Größenordnung von μg/ml eintreten.

Im Maltafieberversuch schließlich erweisen sich die erfindungsgemäßen Derivate als besonders wirksam. Das Maltafieber wurde durch Injektion von lebenden Brucella-seris-KulturenihMäuseoderMeefschweinchen (10* bzw. 10' Zellen pro Tier) erzeugt. Die in Gruppen von je 20 eingeteilten Tiere wurden teilweise einem Blindversüch unterzogen und teilweise peroral mit verschiedenen Antibiotika behandelt (die Mäuse vom 5. bis 7. Tag nach der Injektion und die Meerschweinchen vom 20. bis 29. Tag nach der Injektion). Am lO.Tag nach der injektion wurden die Mäuse und am 39. Tag nach der Injektion die Meerschweinchen getötet, ihre Lebern und Milzen wurden seziert, und die Anzahl der lebenden Brucellakeime würde ermittelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

	Durch	Anzahl der	Leber	.j
	schnitts	Brucellakeime
	gewicht ■	in 100 mg von	229
	der
	Milzen	Milz	55
	in mg
Mäuse _;		379 035
Blindversuch	276
Tetracyclin		111 830	20
60mg/kg/Tag	299
Tetracyclin
60mg/kg/Tag
+ Ampicillin 20 mg/		57 048
kg/Tag	157		11
D-C-)-[«-(Tetracyclino-
N'-methylamino)-			10143
a-phenylacetamido]-
6-penicillansäure		20 576
60mg/kg/Tag	145		13
Meerschweinchen		11412
Blindversuch	2526
Tetracyclin 80 mg/kg/
Tag ■+ Ampicillin		3300
20mg/kg/Tag	853
d-(—)- [«-(Tetracyclino-
N'-methylamino)-
a-phenylacetamido]-
6-penicillansäure		361
80mg/kg/Tag.......	701

Diese Ergebnisse zeigen deutlich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Derivate.

Diese verschiedenen Feststellungen wurden durch die günstige klinische Entwicklung infektiöser Krankheiten, die mit Antibiotika nach der Erfindung behandelt wurden, bestätigt. Diese Produkte haben außerdem physiologisch-chemisch interessante Eigenschaften, so besonders die Löslichkeit der Salze (X = Base) und die Neutralität der so gewonnenen Lösungen unter der Bedingung, daß der basische Teil angemessen gewählt ist (z. B. Triäthylamin).

Das Verfahren zur Herstellung der Derivate nach der Erfindung besteht darin, daß man in Lösung auf das gewählte Tetracyclin den Formaldehyd und das d-(—)-a-Aminobenzylpenicillin in gleichen molekularen Anteilen einwirken läßt, da ein Überschuß an Formaldehyd nicht notwendig ist. Das Lösungsmittel soll die Auflösung der Reaktionsteilnehmer fördern und die Bildung einer praktisch homogenen Phase gestatten. Methanol, tertiärer Butylaikohol, Mönöäthylät'ier des Äthylenglykols, Formamid, Dimethylformamid und Dioxan sind geeignete Lösungsmittel. Die Reihenfolge, in der die Reäktiohsteilriehmer zugesetzt werden, ist beliebig, wenn es auch vorzuziehen ist, das Tetracyclin zuletzt beizufügen Die Reaktion verlauft rasch und exotherm, und das erhaltene Produkt wird durch übliche Verfahren abgetrennt, die darin be-

stehen können, daß — nach einer eventuellen Abtrennung eines Teiles des Lösungsmittels :-^- ein zweites Lösungsmittel zugefügt wird, das sich zwar mit dem ersten Lösungsmittel mischt, in dem aber das Reaktiohsprodukt unlöslich ist. Methyläthyläther erfüllt diese Aufgäbe gut, aber auch andere Lösungsmittel können dazu verwendet werden, wie Isopropyläther, Aceton oder Hexan. Alle Stufen dieser Synthese können bei Nörmaltemperatür durchgeführt werden. Die nach diesem Verfahren gewonnenen Produkte

ao behalten eine Säure-Funktion und können deshalb mittels der klassischen Methoden Salze bilden. Es ist jedoch auch möglich, diese Salze direkt zu erhalten, indem man das gelöste D-(—)-«-Aminobenzylpenicillin in ein Salz verwandelt, bevor man die anderen Reaktionsteilnehmer zusetzt.

Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiell

d-(—)-a-Aminobenzylpenicillin 3,50 g

Methanol 210 ecm

Formaldehyd 38 % 1 ecm

Unter Rühren, gegebenenfalls unter Stickstoffatmosphäre, werden zugesetzt:

Tetracyclin-Base 4,45 g .

Die ablaufende Reaktion ist schwach exotherm. Nach der Auflösung wird das ganze 1 Stunde stehengelassen. Dann wird ein Teil des Lösungsmittels unter vermindertem Druck abgetrennt, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung auf 25 bis 30° C gehalten wird. Der Rückstand wird unter Rühren mit Äther verdünnt und abzentrifugiert. Das erhaltene pulverförmige Produkt wird mit Äther gewaschen und im Vakuum über P₂O₅ getrocknet.

Man erhält 7,9 g d-(—)-[-a-(Tetracyclino-N'-methylamino)-«-phenylacetamido]-6-penicillansäure, die folgende Merkmale aufweist: hellgelbes Pulver, schlecht wasserlöslich (0,4 g in 100 ml), wobei die Lösung mehrere Tage klar bleibt, löslich in alkalischen, mindestens äquimolekularen Lösungen, in Formamid (7 g in 100 ml), Dimethylformamid (5 g in 100 ml), schlecht löslich in Methanol (0,7 g in 100 ml) und praktisch unlöslich in Äthyläther und Äthylenglykolmonoäthyläther; Schmelzpunkt bei etwa 230⁰C (unter Zersetzung); spezifisches Drehvermögen (wäßrige Lösung von 0,4 gin 100 ml) [«]? = -57°; '. : .;

Das UV-Spektrum (wäßrige Lösung von 20 μg/ml) zeigt die beiden Maxima, die dem Tetracyclin entsprechen, bei 270 und 355 ΐημ;

Elementaranalyse, Summenformel C₃₈H₄₃N₅Oi₂: Berechnet ... C 58,2, H 5,35, N 8,70, S 3,97%; gefunden ... C 57,8, H 5,8, N 9,0, S 4,0%.

Äquivalent des Tetracyclinchlorohydrats nach dem antibiotischen Wirksamkeitstest (klassische Diffusionsmethode) gegen penicilljnresistente Stämme (z. B. Bacillus cereus): 590μg/mg; Äquivalent des d-(—)-<x-Amino-

5 6

benzylpenicillins auf tetracyclinresistente Stämme (ζ. B. UV-Spektrum bei 2(^g/ml in n/10 HCl: mit zwei

Bacillus brevis): 450 μg/mg. Maxima bei 270 und 355 ΐημ identisch mit dem des

Tetracycline.

. Beispiel II Elementaranalyse, Summenformel C₅₂H₆₃N₇O₁₄S:

D-(-)-_a-Aminobenzylpenicillin ... 3,50 g ' ⁵ "-Berechnet ... N 9,4 ^s3>⁰⁷%;

Methanol .....:: .f.:...,:...... 35 ml gefunden ... N 9,65, S3,15%. :, -c

.λ .u xriäthylamin .::.::...... 1,40ml ; ' . . .' , _..;i„ .■

.NachVerfolgter Auflösung fügt man bei: ' ' B ei sp i e ί IV V ; . Γ ^rV

::: Formaldehyd, 38 %. ImI d-(—)-«-Aminobenzylpenicillin ... 4,0 g

■:·■:;; Tetracyclinbase . 4,45 g Methanol ... .210 ml

Die Reaktion ist exotherm. Man entfernt die flüssi- Formaldehyd, 38 %..........:... 1 ml

gen Bestandteile durch Vakuumdestillation, wobei die Diese Stoffe werden durch Erhitzen auf dem Wasser-Temperatur auf 25 bis 30° C gehalten wird. Der 15 bad bei 5O⁰C gelöst, und die erhaltene Lösung wird ver-Rückstand wird zunächst bei den angegebenen Bedin- setzt mit

gungen belassen, dann wird er mit 150 ml Äthyläther Demethylchlortetracyclinbase ..... 4,65 g '

zerrieben, dann abzentnfugiert, mit Äther gewaschen

und im Vakuum getrocknet. Die Lösung wird durchgerührt, wobei die Auflösung

Man erhält 8,5 g Triäthylaminsalz der d-(—)[-«-(Te- so rasch und vollständig verläuft. Bei vermindertem Druck

tracyclino - N'- methylamino) - « - pbenylacetamido)- und bei Stickstoffatmosphäre wird eingeengt, wobei

6-penicillansäure. Es hat folgende Merkmale: hellgel- die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 20°C

bes Pulver, wasserlöslich (8 g/100 ml), wobei die Lö- (± 5°C) gehalten wird.

sung zwei Tage klar bleibt, löslich in Methanol Der Rückstand wird mit 200 ml Äthyläther aufge-

(10 g/100 ml), in Formamid (7 g/100 ml) und in Di- 25 nommen und zentrifugiert, der Niederschlag mit Äther

methylformamid (15 g/100 ml) und in Äthylenglykol- gewaschen und im Vakuum über P₂O₅ getrocknet,

monoäthyläther (7 g/100 ml), unlöslich in Äthyläther; Man erhält 8,85 g d-(—)[-<%-(Demethylchlorotetra-

Schmelzpunkt: 238 bis 240°C (unter Zersetzung); cyclino-N'-methylamino)-a-phenylacetamido]-6-peni-

spezifisches Drehvermögen (wäßrige Lösung von 0,4g/ cillansäure in Form eines gelben Pulvers, das in Wasser

100 ml) [<x]ff = —50°. 30 schwach löslich ist (desgleichen in Methanol und Äther),

Das UV-Spektrum (wäßrige Lösung von 20 μg/ml) aber löslich in sauren und alkalischen Medien ist.

zeigt die beiden dem Tetracyclin entsprechenden Ma- Das UV-Spektrum zeigt in n/10 HCl Maxima bei

xima bei 270 und 355 ΐημ. 250, 280 bis 290 und 350 ΐημ.

Elementaranalyse, Summenformel C₄₅H₅₈N₆O₁₂S: Elementaranalyse, Summenformel C₃₈H₄₂ClSN₅O₁₂:

Berechnet ... C 59,6, H 6,4, N 9,26, S 3,53%; ³⁵ _Berechnet N 8 45 Cl 4 28 S3 88⁰/·

gefunden ... C 58,7, H 7,1, N 9,3, S 3,35/. gefunden ... N 8,40, Cl 4,25, S 3,82%.
In jedem der vorstehenden Beispiele kann die

Tetracyclinbase durch Oxytetracyclin, Chlorotetra- : Beispiel V . i

cyclin oder auch demethyliertes Chlorotetracyclin er- 40

setzt werden. · - d-(—)-«-Aminobenzylpenicillin ... 3,50g

;;- . Methanol ...50 ml

_R - · _ · , _nT Triäthylaminbase 1,40 ml

^{! P} Formaldehyd, 38% ImI

D-(-)-_Ä-Aminobenzylpenicillin ... 3,50g 45 Es wird hinzugefügt:

■■■'■■ Methanol .50 ml ^ , ,,7 ,. , ■■'-.'>

'^: Prokainbase .................... 2,36 g · Demethylchlorotetracychnbase ... .4,65 g

^:i; Formaldehyd, 38%. V. 1 ml Die Auflösung verläuft rasch und vollständig, und

.Man fügt unter Rühren und bei Stickstoffatmo- ^di<; Reaktion ist exotherm .

sohäre bei· 5° Man engt die erhaltene Losung unter vermindertem

— . ■ ,. ν a AA Druck ein; wobei die Temperatur des Reaktions-

_;; .Tetracyclinbase 4,44g gemisches auf 25°C (± 5°C) gehalten wird,.

.Die Auflösung ist vollständig und schnell, und ,die Man nimmt den Rückstand mit 200 ml Äthyläther

Reaktion ist exotherm. , auf und zentrifugiert den erhaltenen Niederschlag ab

...■' Man engt die erhaltene Lösung unter vermindertem 55 und wäscht ihn mit Äther. Dann wird er im Vakuum

Druck ein, wobei die Temperatur des Reaktionsge- über P₂O₅ getrocknet.

misches auf 20°C (±5°C) gehalten und wobei die Man erhält 8,30 g wasserfreies Triäthylaminsalz der

Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten wird. d-(—)[-«-(Demethylchlorotetracyclino-N'-methylami-

•Der Rückstand wird mit 200 ml Äthyläther aufge- noVa-phenylacetamidoJ-o-penicillansäure. '

nommen, abzentrifugiert, mit Äther gewaschen und 60 Es wird ein gelbes, leicht grünliches Pulver erhalten,

im Vakuum über P₂O₅ getrocknet. · das in Wasser (10%) und Methanol (20%) löslich, in

Man erhält 10,09 g wasserfreies Prokainsab der Äther (<Voo) jedoch unlöslich ist.

d-(—)[-a-(TetracycIino-N'-methylamino)a-phenylacet- Schmelzpunkt: 205 bis 206°C; spezifisches Drehver-

amido]-6-penicilIansäure in Form eines goldgelben mögen: [rx\f = —126° in Wasser bei einer Konzen-

Pulvers, das in Methanol löslich (1 %), in Wasser je- 65 tration von 0,5 g/100 ml.

doch wenig löslich (<0,3%) ist. Das UV-Spektrum bei 20 μg/ml in n/10 HCl ist mit

Schmelzpunkt: 215°C; spezifisches Drehvermögen Maxima bei 265 und 315 ΐημ identisch mit dem des

[λ]? -48'. Dcmcthylchlorotctracyclins.

Berechnet ..	. N	9,06,	Cl	3,82,	S	3,45%;
gefunden ..	. N	8,90,	Cl	3,75,	S	3,15%.
	]	Beis	D ie	:1 VI

7 8

Elementaranalyse, Summenformel C₄₄H₅₅N₆O₁₂SCl: Beispiel VII

r>-(—)-a-Aminobenzylpenicillin ... 3,50 g

Methanol 150 ml

5 Triäthylaminbase 1,40ml

Formaldehyd, 38% 1,00ml

D-(-)-«-Aminobenzylpenicillin ... 4,00 g Man fügt bei·

Methanol 210ml _nu ⁵ _it ' ,. , . __o

Formaldehyd, 38% 1 ml Chlorotetracyclmbase 4,78 g

Unter Erwärmen im Wasserbad auf 50⁰C wird ge- ¹⁰ Man erhitzt im Wasserbad bis zur voUständigen Auflöst, worauf der erhaltenen Lösung zugesetzt wird: ^los™^ auf« bis 50 C (einige Minuten).

■ t-t κι. λ λ o Dann wird die erhaltene Losung unter vermindertem

Chlorotetracyclmbase 4,48 g _{Druck eingeengtj wobei die} Temperatur des Reaktions-

Die Lösung wird gerührt, und die Auflösung ver- gemisches auf 20 bis 25° C gehalten wird,

läuft rasch und vollständig. Man engt unter verminder- 15 Man nimmt den Rückstand mit 200 ml Äthyläther

tem Druck und bei Stickstoffatmosphäre ein, wobei die auf, zentrifugiert den erhaltenen Niederschlag ab,

Temperatur des Reaktionsgemisches auf 20° C (± 5⁰C) wäscht ihn mit Äther und trocknet ihn im Vakuum

gehalten wird. über P₂O₅.

Der Niederschlag wird mit 200 ml Äthyläther aufge- Man erhält 8,9 g wasserfreies Triäthylaminsalz der

nommen, abzentrif ugiert, mit Äther gewaschen und im 20 d-(—)[-«-(Chlorotetracyclino-N'-methylamino)-oc-phe-

Vakuum über P₂O₅ getrocknet. nylacetamidoj-ö-penicillansäure in Form eines hell-

Man erhält 8,5 g D-(—)[-a-(Chloro tetracycline- gelben Pulvers, das sich bei 230 bis 24O⁰C zersetzt,

N'-methylamino^a-phenylacetamidoJ-o-peniciUan-säu- löslich in Wasser (10%) und Methanol (20%) und un-

re in Form eines gelben Pulvers, das sehr schwach löslich in Äther ist.

löslich in Wasser, Methanol und Äther, aber löslich in 25 Spezifisches Drehvermögen in n/lOHCl-Lösung:

sauren und alkalischen Lösungen ist. [a]f = — 37°; UV-Spektrum in n/10 HCl-Lösung:

Das UV-Spektrum in n/10 HCl-Lösung zeigt Ma- identisch mit dem des Chlortetracyclins mit Maxima

xima bei 250, 280 bis 290 und 350 ηιμ.. bei 265 und 370 πιμ.

Elementaranalyse, Summenformel C₃₉H₄₄SN₅O₁₂: Elementaranalyse, Summenformel C₄₅H₅₇N₆O₁₂ClS:

Berechnet ... N 8,31, Cl 4,21, S 3,80%; Berechnet ... Cl 3,77, N 8,92, S 3,4%;

gefunden ... N 8,29, Cl 4,18, S 3,75%. gefunden ... Cl 3,5, N 9,10, S 3,2%.

Claims

Patentansprüche: 1. Tetracyclinderivate der allgemeinen Formel

CH₃ CH₃
R' R" OHR N

OH

CH,