DE1943538A1 - Polymyxinsalze - Google Patents

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR _{2 HAMBURG t}

BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT RUF 2* 67 43

A/S DUMEX K/St

(Dumex Limited) ^{den 26}· August 1969

Copenhagen/Dänemark

Anwaltsakte: 3535

Polymyxinsalze

(Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Anmeldung No. 41366/68 vom 29. August 1968 in Anspruch genommen)

Die Erfindung betrifft neuartige Salze der Polymyxine, insbesondere Salze von Polymyxin A, B₉ D und E sowie Circulin.

Die Polymyxine sind Antibiotika mit einer starken Wirkung gegen pathogene Bakterien, insbesondere gegen Koliformbakterien.

Die einzigen bisher therapeutisch angewandten Salze der Polymyxine sind Sulfate, die leicht in Wasser löslich sind und wegen der begrenzten Stabilität der wässrigen Lösungen in entwässerter Form verwendet werden müssen. Darüber hinaus sind die Sulfate der Polymyxine sehr hygroskopisch, was bei der Herstellung und Lagerung der Präparate zu berücksichtigen ist.

Für die orale Verabreichung werden die Sulfate der Polymyxine in Tablettenform gebracht; diese Tabletten sind jedoch hart und nur langsam löslich. Um derartige Tabletten kleineren Kindern und Personen mit Schluckschwierigkeiten zu verabrei-

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chen, müssen die Tabletten zerkleinert und in Wasser gelöst werden, jedoch besitzt die wässrige Lösung einen außerordentlich bitteren und nachhaltigen Geschmack, sq daß das Einnehmen dadurch unangenehm wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, neue Salze der Polymyxine zur Verfügung zu stellen, die im wesentlichen ohne die Nachteile der Sulfate sind. Außerdem soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Salze geschaffen werden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden nähere^Beschreibung. .

TW,

Die neuartigen erfindungsgemäßen Salze sind die Salze der Polymyxine, beispielsweise der Polymyxine A, B, D und E sowie von Circulin mit Fettsäuren, welche 10 bis 24, vorzugsweise 12 bis 20 Kohlenstoffatome im Molekül aufweisen. Neben der Verwendung von jeweils einem Polymyxin und einer Fettsäure bei der Salzbildung können auch Mischungen von Fettsäuren sowie Polymyxinmischungen als Ausgangsprodukte für die Salzbildung dienen.

Die Fettsäuren sind vorzugsweise gesättigt, da verhältnismäßig geringe Beträge von NichtSättigung eine stark unterdrückende Wirkung auf die antibakteriologischen Eigenschaften der PoIy-) myxine zur Folge haben.

Bevorzugte Fettsäuren für die Salzbildung sind Laurinsäure, Tridekansäure, Myristansäure, Pentadekansäure, Palmitinsäure, Hexadekansäure, Stearinsäure und Mischungen von zwei oder . mehreren dieser Säuren.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Salze ist darin zu sehen, daß ihre Löslichkeit in Wasser sehr niedrig ist und_; daß sie. demgemäß beinahe keinen Geschmack haben, wobei jedoch gleichzeitig die therapeutische Wirkung der Polymyxine unverändert erhalten ist. Die erfindungsgemäßen Salze sind deshalb für die Herstellung von Sirupen und Tropf en zur oralen

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chung» insbesondere für Kinder, bestens geeignet.

Die erfindungsgemäßen Salze sind nicht hygroskopisch, so daß keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen bei ihrer Herstellung und Lagerung erforderlich sind. Obwohl die Löslichkeit gering ist, reicht die Löslichkeit im Wasser bei neutraler oder leicht alkalischer Reaktion für die gewünschte therapeutische Wirkung aus.

In saurer Lösung werden die erfindungsgemäßen Salze in das freie Polymyxin und die Fettsäure bzw. Fettsäuren hydrolysiert. Daher wird das Polymyxin bei oraler Verabreichung im Kontakt mit dem Säureinhalt des Magens freigesetzt und kann seine antibakteriologische Aktivität hier sowie auf seinem weiteren Weg in die Eingeweide und den Darm ausüben, dort entwickelt es seine volle Wirkung, da die Absorption derart gering ist, daß sie als vernachlässigbar angesehen werden kann.

Eine bevorzugte Säure für die Herstellung der erfindungsgemäßen Salze ist Stearinsäure; eine gesättigte, wässrige Lösung von beispielsweise Polymyxin B Stearat enthält 2000 bis 10 000 Einheiten von Polymyxin pro Milliliter.

Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung der durch die Erfindung geschaffenen Salze wird die Fettsäure in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise in trockenem Methylenchlorid, gelöst. Die freie Polymyxin-Base wird der Lösung unter heftigem Rühren als trockenes Pulver oder als Suspension in dem gleichen Lösungsmittel zugegeben. Während der Salzbildung wird das Reaktionsgemisch gelartig. Das Rühren wird fortgesetzt, bis die Reaktion beendet ist, wobei die Mischung homogen und gelartig geworden ist. Das Lösungsmittel wird anschließend durch Verdampfung im Vakuum bei HO bis 50° C abgetrennt; hierbei bleibt das Polymyxinsalz in Form von fast klaren Flocken zurück, die leicht pülverisierbar sind. Ein möglicher Überschuß an Fettsäure kann durch Waschen

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in einem Lösungsmittel, welches das Salz nicht löst und auch kein Gel mit dem Salz bildet, wie zum Beispiel Dioxan oder Äthylenäthylketon entfernt werden.

Bei der Herstellung der Salze der Polymyxine, die sich nicht ohne weiteres als trockene Basen erhalten lassen, wie zum Beispiel die Polymyxine A und D, wird eine wässrige Lösung eines Alkalimetallsalzes der Fettsäure, vorzugsweise des Kaliumsalzes, zu einer schwachsauren Lösung eines Salzes des Polymyxins, vorzugsweise eines Chlorwasserstoffsalzes, hinzugefügt. Die Reaktion läßt man bevorzugt bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von 40 bis 60° C stattfinden. Das Reaktionsprodukt wird abfiltriert und durch Suspension im heißen Wasser bei 60° C gewaschen.

Dieses Verfahren kann auch in Verbindung mit Polymyxine« angewendet werden, die als trockene Basen erhältlich sind.

Vorzugsweise wird ein Überschuß an Polymyxin angewandt, damit ein zu hoher Gehalt von freier Fettsäure, beispielsweise von Stearinsäure, in dem resultierenden Produkt vermieden wird, insbesondere dann, wenn dieses Produkt zu einem Sirup weiterverarbeitet werden soll.

Um die Polymyxinsalze mit Fettsäuren zu bilden, werden wenigstens vier Mol, vorzugsweise jedoch fünf Mol Fettsäure pro Mol Polymyxin angewandt. Bei weniger als vier Mol Säure, beispielsweise von Stearinsäure, ist das sich bildende Salz nicht in zufriedenstellender Weise im Wasser unlöslich und daher nicht so geschmacklos wie erwünscht. Die erforderliche Fettsäuremenge wird durch eine chemische Analyse des Polymyxins bestimmt; das geschieht entweder durch einen Bürettentest.bei dem die Peptid-Glieder bzw. -Ketten mit Kupferionen unter Bildung von Komplexen reagieren, wonach die Farbintensität durch Spektrophotometrie bestimmt wird; es kann jedoch auch eine Formoltitration zur Bestimmung des Anteils freier γ-Aminogruppen angewandt werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele für die Herstellung der erfindungsgemäßen Salze näher erläutert; sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt:

Beispiel 1

90,5 g Stearinsäure pharmazeutischer Qualität werden in einem Liter reinem Methylenchlorid durch Erwärmung auf 30 bis 35° C gelöst. 100 g Polymyxin B, die 9000 Einheiten/mg aufgrund einer mikrobiologischen Analyse sowie 9500 Einheiten/mg aufgrund einer chemischen Analyse (Bürettentest) ergaben, werden in 500 ml Methylenchlorid bei 30 bis 35° C suspendiert; die Suspension wird langsam unter Rühren in die Stearinsäurelösung geschüttet. Der Rührvorgang wird bei 30 bis 35° C während 18 bis 24 Stunden fortgesetzt, wobei die Mischung viskoser und gelartig wird, wenn die Polymyxinbase gelöst ist. Wenn die Reaktion vollständig abgelaufen ist, wird die Reaktionsmischung in Tröge aus rostfreiem Stahl gegossen, und das Methylenchlorid wird im Vakuum bei 40° C während 18 bis 20 Stunden verdampft, so daß auf diese Weise die theoretische Ausbeute von 190 g Polymyxin-B-Stearat erhalten wird, welches 47j5 % Stearinsäure enthält, wobei eine mikrobiologische Analyse 4700 Einheiten/mg ergab. Das Stearat hat einen sehr schwachen bittersüßen Geschmack.

Beispiel 2

Es wird eine gelartige Reaktionsmischung gemäß Beispiel 1 hergestellt und langsam unter kräftigem Rühren bei 40 bis 50° C in demineralisiertes Wasser geschüttet. Der Rührvorgang wird während 2 bis 3 Stunden fortgesetzt; danach läßt man die Mischung zur Sedimentation über Nacht stehen. Das Polymyxin-B-Stearat wird dann abfiltriert, auf dem Filter mit Wasser gewaschen und im Vakuum bei 40° C während 20 Stunden getrocknet. Die Ausbeute beträgt 175 gj was 92 % der theoretischen Ausbeute entspricht.

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Beispiel 3

Eine Lösung von Polymyxin-B-Hydrochlorid wurde hergestellt, indem 475 g reiner Polymyxinbase (Analyse: 9500 Einheiten/mg chemisch; 9280 Einheiten/mg mikrobiologisch; insgesamt 4410 Mega-Einhäten) in 2400 ml demineralisiertem Wasser suspendiert wurden und langsam 5n Salzsäure hinzugefügt wurde, bis die gesamte Lösung einen pH-Wert von 4,5 aufwies, wonach die Lösung filtriert wurde. Es wurde eine Aufschlämmung von 503 g reiner Stearinsäure in 5 1 demineralisiertem Wasser bei 90 C hergestellt und gelöst, indem 100 g reines Kaliumhydroxid, das in 200 ml demineralisiertem Wasser gelöst war, hinzuge- ^ fügt wurden. Die Lösung wurde so warm wie möglich gefiltert und auf 65° C abgekühlt.

Die Polymyxinlösung wurde auf 65° C erwärmt und die Stearatlösung im dünnen Strom unter starkem Rühren hinzugefügt. Der Rührvorgang wurde während des Abkühlens auf Raumtemperatur fortgesetzt.

Der endgültige pH-Wert des Reaktionsgemisches betrug 7»2. Das ausgefällte Polymyxin-B-Stearat wurde durch Filtration zurückgewonnen und dreimal gewaschen, indem es jeweils auf einmal in 10 1 demineralisiertem Wasser aufgeschlämmt wurde.

W Zum Schluß wurde das Polymyxin-B-Stearat im Vakuum bei 45° C getrocknet. Es wurden 850 g von vollständig geschmacklosem Polymyxin-B-Stearat erhalten, wobei eine Analyse 4240 Einheiten/mg (mikrobiologische Analyse) ergab; diese Verbindung enthielt 54 % Stearinsäure. Die Ausbeute betrug 85 %·

Bei einem berechneten Verhältnis von 5 Mol Stearinsäure pro Mol Polymyxin ergab sich ein Überschuß von ungefähr 8 % Stearinsäure in dem Polymyxin-B-Stearat, das sich sehr gut zur Weiterverarbeitung zu einem Sirup eignet»

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Beispiel 4

Eine Lösung von 1 kg Kaliumstearat in IO 1 demineralisiertem Wasser bei einer Temperatur von 50° C wird langsam zu 15 1 einer 50° C warmen, neutralen Lösung von Polymyxin-A-Hydrochlorid hinzugefügt, welch letzteres aus einer Fermentationsbrühe zurückgewonnen und gereinigt wurde, so daß die Lösung 47,2 Mikrogramm/ml enthält, was insgesamt einer Polymyxin-A-Aktivität von 944 g entspricht oder 5»67 x 10^ Einheiten von Polymyxin A. Der Überschuß an Kaliumstearat beträgt daher etwa 30 %. Die Mischung wird während 4 Stunden bei 50° C gerührt, wenn das ausgefällte Polymyxin-A-Stearat abfiltriert und auf dem Filter mittels 2 1 Wasser von 50° C gewaschen wird. Das Stearat wird dann in 10 1 Wasser von 50° C suspendiert, die Suspension wird 1 Stunde lang während des Abkühlens auf Raumtemperatur gerührt. Daraufhin wird das Stearat abfiltriert und im Vakuum bei 40° C getrocknet.

Die Ausbeute beträgt 1,5 kg Polymyxin-A-Stearat von 5400 Einheiten/mg oder etwa 88 %.

Beispiel 5

5,63 g Palmitinsäure, die in 110 ml Wasser gelöst worden sind, welches 1,26 g Kaliumhydroxid enthielt, wurden zu 40 ml einer Polymyxin-B-Hydrophlorid-Lösung hinzugefügt, welche aus 6,5 g Polymyxin-B-Base hergestellt worden war, wobei eine Analyse 8600 Einheiten/mg (mikrobiologische Analyse) ergab, wobei im übrigen nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren vorgegangen wurde.

Man"erhielt 9,5 g Polymyxin-B-Palmitat, dessen Analyse 4210 Einheiten/mg zeigte und das 54,3 % Palmitinsäure enthielt. Das entspricht einer Ausbeute von 84 %.

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Claims (10)

DIPL.-ING, O. R. KRETZSCHMAR 2 „amburg ι JS BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT RUF 2* 67 *3 A/S DUMEX K/St (Dumex Limited)' den 26' Au6*st I969 Copenhagen/Dänemark Anwaltsakte: 3535 Schutzansprüche

1./Salze der Polymyxine mit vorzugsweise gesättigten Fettsäuren, welche 10 bis 2H Kohlenstoffatome im Molekül aufweisen.

2. Salze nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuren 12 bis 20 Kohlenstoffatome im Molekül aufweisen.

3· Salze nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch PoIymyxin A als Salzbildner.

4. Salze' nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Polymyxin B als Salzbildner.

5. Salze nach Anspruch I₉ 2, 3 oder H₉ gekennzeichnet durch . Stearinsäure als Fettsäure.

6. Salze nach Anspruch I₉ .2, 3 oder 4₉ gekennzeichnet durch Palmitinsäure als Fettsäure.

7. Verfahren zur Herstellung der Salze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem organi-

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sehen Lösungsmittel gelöste Fettsäure mit der freien Polymyxin-Base zur Reaktion gebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet, daß .ein Überschuß von Polymyxin bei der Salzbildung angewandt wird.

9. Verfahren zur Herstellung der Salze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Lösung eines Alkalimetallsalzes der Fettsäure zu einer schwach sauren wässrigen Lösung eines Salzes des Polymyxins mit einer Mineralsäure bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von vorzugsweise 40 bis 60° C hinzugefügt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Mol Fettsäure pro Mol Polymyxin zur Anwendung gebracht werden.

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