DE2121648B2 - Monoacetate der Antibiotica SF-837 und SF 83 7-A tief 2 - Google Patents

Monoacetate der Antibiotica SF-837 und SF 83 7-A tief 2

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Description

Die Erfindung betrifft die Monoacetate der Antibiotica SF-837 und SF-837-A2 der allgemeinen Formel OR, CHO
Q-C-CH2-CH2-R
in der R1 die Propionylgruppe, R2 eine Acetylgruppe und R entweder ein Wasserstoffatom (SF-837) oder eine Methylgruppe (SF-837-A2) bedeutet.
Die Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 besitzen den unerwarteten Vorteil, daß sie bei oraler Verabreichung einen sehr viel weniger bitteren Geschmack, eine erheblich höhere heilende Wirkung (CD50) und eine geringere Toxizität besitzen als andere bekannte ähnlich gebaute Macrolid-Antibiotica.
Zum Beweis dieser Überlegenheit und des erheblichen technischen Fortschritts, der mit den erfindungsgemäßen Monoacetaten erzielbar ist, wurden die Monoacetate beispielsweise im Vergleich zu Spiramycin und Monoacetylspiramycin, die in der deutschen Oflenlegungsschrift 1543 712 beschrieben sind, geprüft. Die Prüfung von Spiramycin und Monoacetylspiramycin erfolgte bei der Behandlung von Streptococcus pyogenes-Infektionen bei Mäusen in der gleichen Weise, in der auch die erfindungsgemäßen Monoacetate geprüft wurden. Die Einzelheiten der Prüfung werden im folgenden noch näher erläutert.
Die Monoacetate der Antibiotica SF-837 und SF-837-A2 werden dadurch hergestellt, daß man die Diacetate der Antibiotica SF-837 und SF-837-A2 der allgemeinen Formel II
CHO
CH3 CH3
0-C-CH1-CH1-R
CH3 O CH3
in der R1 die Propionylgruppe, R2 und R3 eine Acetylgruppe und R entweder ein Wasserstoffatom (SF-837)
oder eine Methylgruppe (SF-837-A,) bedeutet, einer partiellen Hydrolyse unter neutralen bis alkalischen Bedingungen unterwirft.
Bei dieser Hydrolyse wird in den Diacetaten die Acetylgruppe R3 vorzugsweise und zuerst freieesetzt. Durch übliche Acetylierung der Antibiotica SF-837 und SF-837-A, in Form der freien Basen (wobei R, und R3 je ein Wasserstoffatom darstellen ι mit Essiesäureanhydrid in Gegenwart von Alkali lassen sich dagegen die Monoacetate nicht herstellen, sondern es werden dabei die Basen praktisch vollständig in ihre entsprechenden Diacetate umgewandelt.
Die partielle Hydrolyse der Diacetate der Antibiotica SF-837 und SF-837-A,. die in Wasser praktisch unlöslich sind, wird demzufolge in einem organischen Lösungsmittel wie Äthanol oder Methanol durchgeführt; die genannten Lösungsmittel vermögen die Diacetate zu lösen, sind aber selbs, gegen die Reaktion inert. Selbstverständlich muß in dem Reaktionssystem wenigstens die Menge an Wasser vorhanden sein, die stöchiometrisch für eine partielle Hydrolyse der eingesetzten Diacetate erforderlich ist. Wird die partielle Hydrolyse mit einem handelsüblichen Methanol oder Äthanol als Lösungsmittel dim nHefüiirt, so ist es nicht notwendig, Wasser als solches zuzusetzen, weil derartiges Methanol bzw. Äthanol üblicherweise bereits kleinere Wassermengen enthält, die für eine partielle Hydrolyse der Diacetate ausreichen. Gegebenenfalls kann es jedoch ratsam sein, eine zusätzliche Menge an Wasser zuzusetzen. Falls man jedoch die Hydrolyse in der homogenen Phase in Lösung in einem organischen Lösungsmittel durchführen will, so muß die zuzusetzende Wassermenge so gering bemessen, daß die Diacetate durch das in dem Reaktionsgemisch vorhandene Wasser nicht ausgefällt werden können. Als organische Lösungsmittel für die partielle Hydrolyse eignen sich niedere aliphatische Alkohole und deren Ester wie Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol sowie Äthylacetat und Butylacetat. Methanol und Äthanol werden vorzugsweise verwendet.
Die Hydrolyse wird unter neutralen oder alkalischen Reaktionsbedingungen durchgeführt. Die alkalischen Reaktionsbedingungen werden bevorzugt angewandt, da hiermit eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird. Die Einhaltung alkalischer Bedingungen wird durch Zugabe einer ausreichenden Menge an Ammoniak oder an einem Alkali bewirkt. Geeignete Alkalien sind beispielsweise die Natrium-, Kaliumoder Lithium-Hydroxyde, -Carbonate und -Bicarbonate. Die Hydroxyde oder anderen Verbindungen von Erdalkalimetallen können ebenfalls verwendet werden, wenn sie 111 dem Reaktionsmedium löslich sind und diesem die gewünschte Alkalität verleihen. Der pH-Wert des Reaktionsmediums kann beliebig gewählt werden, vorausgesetzt, daß er im neutralen bis alkalischen Bereich liegt.
Die Hydrolyse- bzw. Verseifungsreaktion soll nur bis zu einer gewissen Grenze voranschreiten, so daß nur die Acetylgruppe R3 angegriffen wird, während die Acetylgruppe R2 soweit wie möglich verschont bleiben soll. Damit eine solche partielle Verseifung abläuft, ist es notwendig, daß die Reaktionstemperatur, die R.eaktionsdauer und, falls erforderlich, die Konzentration des zugesetzten Alkalis (und damit der pH-Wert) sorgfältig aufeinander abgestimmt werden, je nach der Art und der Konzentration des benutzten Ausgangsmaterials. Die optimalen Werte für die Reaktionstemperatur, die Reaktionsdauer, den pH-Wert und die anderen Reaktionsbedingungen können leicht durch Vorversuche festgestellt werden. Wird beispielsweise das Diacetat des Antibioticums SF-837 oder des Antibioticums SF-837-A2 in einer Mischung aus 80 Gewichtsprozent Methanol und 20 Gewichtsprozent Wasser als Reaktionsmedium unter neutralen Bedingungen hydrolysiert, so erhält man das gewünschte Monoacetat des Antibioticum« SF-837 oder SF-837-A2 in zufriedenstellenden Ausbeuten, wenn man die Hydrolyse bei 55 bis 65 C 20 bis 24 Stunden durchführt. Wird die Verseifungsreaktion des Ausgangs-Di-acetates dagegen in einer Mischung aus 50% Methanol und 50% Wasser, in der 10 Gewichtsprozent Natriumcarbonat gelöst sind, oder in wäßrigem 50%igem Methanol, in dem 10 Gewichtsprozent Ammoniak gelöst sind, durchgeführt, so ist es günstig, eine Reaktionstemperalur von 20 bis 23CC und eine Reaktionsdauer von 20 bis 40 Minuten anzuwenden, damit die gewünschten Monoacetaie in zufriedenstellenden Ausbeuten gewonnen werden können. Schreitet die Verseifungsreaktion zu weit fort, so kann auch eine Hydrolyse der Acetylgruppe R2 eintreten, so daß dann die betreffende freie Base des Antibioticums SF-837 bzw. SF-837-A2 gebildet wird.
Zur Abtrennung der Monoacetylverbindung aus dem Reaktionsgemisch engt man das Reaktionsgemisch am einfachsten unter vermindertem Druck zur Trockne ein, wobei man einen festen Rückstand gewinnt, der die gewünschte Verbindung enthält Andererseits ist es auch möglich, das konzentrierte Reaktionsgemisch mit einem geeigneten organischer Lösungsmittel wie Äthylacetat zu extrahieren unc aus dem Extrakt durch Eindampfen zur Trockne die gewünschte Verbindung abzutrennen.
Die Monoacetate der Substanzen SF-837 unc SF-837-Aj besitzen die physiko-chemischen Eigen schäften, die in der folgenden Tabelle 1 zusammen gestellt sind.
Tabelle
Eigenschaften
Aussehen
Schmelzpunkt
Spezifische optische Drehung
(alpha)D (c = 1, Äthanol)
Maximale Absorption im Ultraviolettspektrum
(in 20 mg/ml Methanol)
Monoacetat der Substanz SF-Si?? Monoacetat der Substanz SF-837-A;
farblose, nadeiförmige Kristalle farblose, nadeiförmige Kristalle
121 bis 122 C 151 bis 152" C
-58- - 65:
231 ma (E]* =324) 231 ιημ(Εϋ = 353)
Fortsetzung
Eigenschaften Monoacetat der Substanz SF-837 Monoacetat der Substanz SF-837-A,
Molekulargewicht
aus der Massenanalyse 855 869
Empirische Formel Q3H69NO16 Q4H71NO16
Elementaranalyse
Berechnet: C 60,80, H 8,06. N 1,64% C 60,74, H 8,23, N 1,61%
gefunden: C61,12, H 8,26, N],75% C 61,27, H 8,38, N 1,61%
Das Infrarot-Absorptionsspektrum des Monoacetates der Substanz SF-837 in einer Kaliumbromid-Tablelte ist in dem Diagramm der F i g. 1 dargestellt.
Das Infrarot-Absorptionsspektrum des Monoacetates der Substanz SF-837-A2 in einer Kaliumbromid-Tablette ist in dem Diagramm der F i g. 2 dargestellt.
Die antibakteriellen Wirkungsspektren der Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 gegenüber verschiedenen Mikroorganismen sind zu Vergleichszwecken in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
Die in der Tabelle II angegebenen, noch inhibierend wirkenden Mindestkonzentrationen wurden nach der Brühe-Verdünnungsmethode bestimmt.
Tabelle
Nr. Geprüfter Mikroorganismus
1 Staphylococcus aureus 209 P
2 Staphylococcus aureus Terafima
3 Staphylococcus aureus Aritomi
4 Staphylococcus albus POI 1200A
5 Streptococcus hämolyticus D-90
6 Streptococcus py-ogenes Ti-125
7 Streptococcus faecalis ATCC 8043
8 Streptococcus salivarius 9758 HD
9 Sarcina lutea PCI 1001
10 Diplococcus pneumoniae Typ 3 IID
11 Bacillus subtilis ATCC 6633
12 Bacillus cereus IAM 1110
13 Proteus vulgavis IAM 1025
14 Klebsiella pneumoniae PCI 602
15 Pseudomonas aeruginosa IAM 1007
16 Escherichia coli IAM 1253
17 Salmonella paratyphi A
18 Salmonella paratyphi B
19 Shigella sonnei 191-66
20 Lactobacillus cosei ATCC 7469
21 Mycobacterium smegmatis 607
22 Candida albicans
23 Saecharomyces cerevisiae IAM 4626
Kultur LB. SF-837- SF-837-A;-
medium LB. Monoacelal Monoaceta
H.I.B. .B. 0,39 0.39
H. I. B. LB. 0,78 0,78
H.I.B. .B. 0,78 0,78
H.I.B. LB. 0,39 0.39
H. I. B. -B. 0,78 1,56
H. I. B. LB. 0,05 0,05
H. I. B. .B. 1,56 1,56
H. I. B. .B. 0,78 0,39
H. H. I. B. 0,1 0,39
H. T.B. 0,39 0,2
TI G.B. 0.39 0,39
H. S.B. 0,78 0,78
H. S.E > 100 > 100
HJ t. 50 50
H. > 100 > 100
H. > 100 > 100
H. > 100 > 100
H. 50 50
> 100 > 100
25 50
25 > 25
100 > 100
100 > 100
Die Ergebnisse, die in der Tabelle II enthalten sind, wurden nach der doppelten seriellen Verdünnungsmethode mit einer Konzentration von 10 mcg/ml an aktiver Substanz bestimmt. Das Wachstum der geprüften Mikroorganismen wurde im Falle der Mikroorganismen Nr. ΐ bis 18 nach 24stündiger Bebrütung bei 37° C, im Falle des Mikroorganismus Nr. 19 nach 48stündiger Bebrütung bei 370C, im Falle des Mikro-Organismus Nr. 20 nach 5tägiger Bebrütung bei 37" C und im Falle der Mikroorganismen Nr. 21 und 22 nach 24stündiger Bebrütung bei 27° C geschätzt.
Hinsichtlich der benutzten Kulturmedien haben die in der Tabelle benutzten Abkürzungen folgende Bedeutung:
H. I. B. Herzinfusionsbrühe (Difco);
T. B. Tomatensaftbrühe;
G. B. Glycerin-Bouillon;
S. B. Sabouraud-Dextrosebrühe.
Bei der Prüfung der akuten Toxizität durch orale Verabreichung an verschiedene Gruppen von Tieren, die aus je 5 Mäusen des »dd«-Stammes bestanden.
s&**\^*k7~^r-?~i$if-J?,
-3 O C C
3 0 'J 'J
konnte festgestellt werden, daß das Monoacetat der Substanz SF-837 einen LD50-Wert von über 10000 mg/kg aufwies; für das Monoacetat der Substanz SF-837-A2 betrug der LD50-Wert 8000 mg/kg.
Zur Durchführung von Versuchen einer Behandlung von Infektionen durch Streptococcus pyogenes wurden mehrere Gruppen mit je 10 Mäusen des Stammes »ICR-JCL« verwendet. Bei der Durchführung der Versuche wurde jeder Maus zunächst als pathogene Bakterien eine Suspension von Streptococcus pyogenes Ti-125 Gr-A Typ I intraperitoneal injiziert, wobei die Größe des Inokulums das lOOfache des LD50-Wertes betrug. Anschließend wurden Suspensionen, die zuvor durch Dispergieren verschiedener Mengen des Monoacetates der Substanz SF-837 in einer wäßrigen Lösung von 2% Gummiarabikum hergestellt worden jvaren, den infizierten Mäusen dreimal, nämlich 30 Minuten, 3 Stunden und 6 Stunden nach der Impfung oral verabreicht. Die so behandelten Mäuse wurden 7 Tage beobachtet, worauf die Heilungswirkung nach der Methode von Litchfield-W i 1 c ο χ ο η berechnet wurde. Es ergab sich ein CD50-Wert von 79 mg/kg. In einer weiteren Reihe von entsprechenden Versuchen wurde der CD50-Wert für das Monoacetat der Substanz SF-837-A2 mit 94 mg/kg festgestellt; auch hier wurde die Behandlung wieder an mit Streptococcus pyogenes infizierten Mäusen vorgenommen.
Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Vetsuche zeigen deutlich, daß die erfindungsgemäßen Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 eine hervorragende antibakterielle W irkung aufweisen. Die Überlegenheit der Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 besteht, wie eingangs bereits gesagt, auch gegenüber anderen bekannten, ähnlich gebauten Macrolid-Antibiotica, z. B. gegenüber Spiramycin und Monoacetylspiramycin, die in der deutschen Offenlegungsschrift 1 543 712 beschrieben sind. Die Prüfung von Spiramycin und Monoacetylspiramycin erfolgte dabei in der gleichen Weise oei der Behandlung von Streptococcus pyogenes-Infektionen bei Mäusen wie vorstehend für die erfindungsgemäßen Monoacetate beschrieben.
Es konnte festgestellt werden, daß das Spiramycin einen CDj0-Wert von 200 mg/lg und das Monoacetylspiramycin einen CD50-Wert von 150 mg kg aufwiesen. Diese Ergebnisse beweisen wiederum, daß dieMonoacetatederSubstanzenSF-837undSF-837-A2 eine bemerkenswert höhere Wirkung bei der Behandlung von S. pyogenes-Infektionen zeigen als Spiramycin und dessen Monoacetat, weil die CD5O-Werte der Substanzen SF-837 und SF-837-A, — wie angegeben — bei 79 bzw. 94 mg/kg liegen.
Sollen die Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 in der Praxis für therapeutische Zwecke verwendet werden, so können sie in üblicher Weise in pharmazeutische Präparate, die für die orale Verabreichung geeignet sind, d. h. in Tabletten, Kapseln, Pulver oder Körnchen, umgewandelt werden.
Beispiel 1
In 200 ml einer Mischung aus 80% Methanol und 20% Wasser wurden 4,9 g des Diacetales der Substanz SF-837 gelöst. Diese Lösung wurde bei 55 bis 60°C über Nacht (d.h. für eine Reaktionsdauer von 20 bis 24 Stunden) stehengelassen. Danach wurde das Reaktionsgemisch eingeengt, indem man das Methanol unter vermindertem Druck abdestillierte.
Das Konzentrat wurde durch Zugabe von Natriumhydroxyd auf einen pH-Wert von 9,0 eingestellt und dann mit 50 ml Äthylacetat extrahiert, wobei das Monoacetat der Substanz SF-837 von dem Äthylacetat aufgenommen wurde. Der Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und dann zur Trockne eingedampft. Man erhielt 4,5 g eines weißen Pulvers, das aus einer kleinen Menge Aceton umkristallisiert wurde. Danach lagen
ίο 3,6 g des Monoacetates der Substanz SF-837 in Form nadeiförmiger Kristalle (80%ige Ausbeute) vor. Das erhaltene Produkt wies die Eigenschaften auf, die in der Tabelle I für das Monoacetat der Substanz SF-837 angegeben sind.
Das Infrarot-Absorptionsspektrum des Monoacetates der Substanz SF-837 in einer Kaliumbromid-Tablette ist in dem Diagramm der F i g. 1 dargestellt. Das vorstehend als Ausgangsmaterial verwendete Diacetat der Substanz SF-837 ist wie folgt hergestellt worden: In einer Mischung aus 25 ml Pyridin und 12,5 ml Essigsäureanhydrid wurden 5 g der freien Base der Substanz SF-837 gelöst; die Lösung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Danach wurden 150 ml Eiswasser in die Lösung gegossen.
wobei sich ein Niederschlag bildete. Die Mischung blieb dann noch so lange stehen, bis das Eis geschmolzen war. Die Mischung wurde dann durch Zugabe von wäßrigem Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 9,0 eingestellt und zweimal mit 75 ml Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Die trockene Lösung wurde unter vermindertem Druck destilliert, um das Äthylacetat zu entfernen. Der Rückstand wurde anschließend getrocknet. Es wurden 4,9 g des Diacetates der Substanz SF-837 in Form eines weißen Pulvers erhalten.
Beispiel 2
In 180 ml 80%igem wäßrigem Methanol wurden 4,8 g des Diacetates der Substanz SF-837-A2 gelöst. Die Lösung wurde bei 55 bis 60" C 20 bis 24 Stunden stehengelassen, dann wurde das Reaktionsgemisch zur Entfernung des Methanols unter vermindertem Druck destilliert. Das so gewonnene Konzentrat wurde mit 50 ml Chloroform extrahiert, der Chloroform-Extrakt mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann zur Trockne eingedampft, wobei man 4,4 g des Monoacetates der Substanz SF-837-A2 in Form eines weißen Pulvers erhielt. Durch Umkristallisation der Substanz aus einer kleinen Menge Aceton wurden 3,5 g des Monoacetates der Substanz SF-837-A2 in Form nadelförmiger Kristalle mit den Eigenschaften erhalten, die in der Tabelle I für das Monoacetat der Substanz SF-837-A2 angegeben sind.
Das Infrarot-Absorptionsspektrum des Monoacetes der Substanz SF-837-A2 in einer Kaliumbroinid-Tablette ist in dem Diagramm der F i g. 2 dargestellt. Das oben als Ausgangsmaterial verwendete Diacetat der Substanz SF-837-A2 ist wie folgt hergestellt worden: In einer Mischung aus 25 ml Pyridin und 12,5 ml Essigsäureanhydrid wurden 5 g der freien Base der Substanz SF-837-A2 gelöst; die Lösung wurde über Nacht in einem Kühlschrank stehengelassen. In die kalte Lösung wurden dann unter Rühren 150 ml Eiswasser gegossen, wobei sich ein Niederschlag bildete, der abfiltriert, mit Wasser gewaschen und schließlich getrocknet wurde. Man erhielt 4,8 g des Diacetates der Substanz SF-837-A2.
409 510/453
Beispiel 3
4,6 g einer Mischung der Diacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2, die nach der im Beispiel 2, Absatz 2, beschriebenen Methode durch Behandlung von 5 g einer Mischung, bestehend aus 50 Gewichtsprozent der freien Base der Substanz SF-837 und 50 Gewichtsprozent der freien Base der Substanz SF-837-A2, mit Essigsäureanhydrid erhalten worden waren, wurden in 180 ml handelsüblichem n-Butanol gelöst, worauf man die Lösung über Nacht bei 55 bis 600C stehenließ. Nach 20 bis 24 Stunden wurde dann das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck destilliert, um das n-Butanol zu entfernen. Der verbliebene Rückstand wurde in 50 ml Chloroform aufgenommen, die Chloroform-Lösung mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann zur Trockne eingeengt, wobei man als Rückstand 4,4 g einer Mischung der Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 erhielt.
Beispiel 4
8,41 g einer Mischung der Diacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2, die wie nachstehend erhalten worden war. wurden zu 34 ml einer Mischung aus 50 Gewichtsprozent Methanol und 50 Gewichtsprozent Wasser, die 10 Gewichtsprozent Ammoniak enthielt, hinzugegeben. Das Ganze wurde dann bei Raumtemperatur 0,5 bis 2 Stunden gerührt, wobei eine teilweise Hydrolyse der Diacetate eintrat. Das Reaktionsgemisch wurde dann unter vermindertem Druck destilliert, um das Methanol zu entfernen. Das zurückbleibende Konzentrat wurde zweimal mit 15 ml Butylacetat extrahiert; die Extrakte wurden vereinigt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann zur Trockne eingedampft. Man erhielt 7,4 g einer Mischung der Monoacetate der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 in Form eines weißen Pulvers.
ίο Die oben als Ausgangsmaterial verwendete Mischung der Diacetate ist wie folgt hergestellt worden: In 30 mi Butylacetat wurden 8,13 g einer Mischung, bestehend aus 7,32 g der freien Base der Substanz SF-837 und 0,81 g der freien Base der Substanz SF-837-A2, gelöst. Zu dieser Lösung gab man dann 12,24 g Essigsäureanhydrid und 9,84 g wasserfreies Natriumacetat. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur eine Stunde gerührt und dann 14 Stunden auf 55 bis 6O0C erhitzt. Nach der Beendigung der Umsetzung wurden 60 ml Eiswasser in das Reaktionsgemisch gegossen, welches danach durch Zugabe von wäßrigem Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 9,0 eingestellt wurde; das Gemisch blieb dann einige Zeit stehen. Die Butylacetatschicht.
die sich abgetrennt hatte, wurde entfernt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und zur Trockne eingedampft, wobei man 8,41 g einer Mischung aus den Diacetaten der Substanzen SF-837 und SF-837-A2 erhielt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Monoacetale der Antibiotica SF-837 und SF-837-A, der allgemeinen Formel 1
    OR, CHO
    O—C—CH1-CH2-R
    in der R, die Propionylgruppe, R2 eine Acetylgruppe und R entweder ein Wasserstoffatom (SF-837) oder eine Methylgruppe (SF-837-Aj) bedeutet.
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