DE2608218B2

DE2608218B2 - Rifamycin-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie dieselben enthaltende pharmazeutische Präparate

Info

Publication number: DE2608218B2
Application number: DE2608218A
Authority: DE
Inventors: Vittorio Fino Mornasco Como Arioli; Renato Varese Cricchio
Original assignee: GRUPPO LEPETIT SpA MAILAND (ITALIEN)
Current assignee: GRUPPO LEPETIT SpA MAILAND (ITALIEN)
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-02-28
Publication date: 1981-02-26
Also published as: YU39477B; NO143796C; DK78476A; HU170451B; KE3099A; DE2608218A1; FI59102B; ES445790A1; NL165745B; YU57276A; NO760549L; FI760561A; NL7602191A; SU575030A3; DK136655C; DE2608218C3; LU74478A1; AT344896B; SE420728B; BE839255A

Description

worin Me einen Methylrest und R einen Cycioalkylrest mit 4 oder 5 Kohlenstoffatomen bedeuten.

2. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart eines inerten organischen Lösungs mittels bei einer Temperatur von Umgebungstemperatur bis Rückflußtemperatur des Reaktionsgemisches 3-Formylrifamycin-SV mit etwa 1 bis 1,1 äquiinolaren Mengen eines Aminopiperazins der allgemeinen Formel II

H₂N-N N — R (Π)

worin R die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, kondensiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes organisches Lösungsmittel Dioxan, Tetrahydrofuran, Methanol, Äthanol,

Benzol oder Äthylacetat verwendet.

4. Pharmazeutisches Präparat zur Bekämpfung von mikrobiellen Infektionen, enthaltend eine Verbindung nach Anspruch 1 zusammen mit einem pharmazeutischen Träger.

Die Erfindung betrifft neue Rifamycin-Derivate der allgemeinen Formel I

Me Me

Me

CH = N — N N —R

OH

worin Me einen Methylrest und R einen Cycioalkylrest mit 4 oder 5 Kohlenstoffatomen bedeuten. Verfahren zu ihrer Herstellung sowie dieselben enthaltende pharmazeutische Präparate.

Die erfindurigsgemäßen Verbindungen besitzen ein breites antibakterielles Wirkungsspektniin und eine geringe Toxizität.

Die neuen Rifamycine werden durch Kondensation

von 3-Formylrifamycin-SV mit einem Aminopiperazin der allgemeinen Formel II

H₂N-

N-R

(Π)

worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, hergestellt

Einige Kondensationsprodukte von 3-Formylrifamycin SV mit Aminopiperazinen werden in der US-PS _!0 33 42 810 beschrieben. Unter den dort beschriebenen Verbindungen hat das Kondensaiionsprodukt zwischen 4-Methyl-l -aminopiperazin und 3-Formylrifamycin-SV (Rifampicin) in der Chemotherapie gegen infektiöse Erkrankungen und insbesondere gegen Tuberkulose und Lepra weite Anwendung gefunden.

In der bisherigen Literatur wurden keine Kondensationsderivate von 3-Formylrifamycin-SV mit 1-Aminopiperazinen, die in der 4-Stellung einen Cycloalkylsubstituenten aufweisen, beschrieben.

Die neuen Rifamycin-Derivate besitzen das übliche breite Wirkungsspektrum, welches dieser Klasse von Verbindungen eigen ist, und sind dadurch charakterisiert, daß sie bei der Behandlung mit Verabreichungsschemen, die ungewöhnlich große Zeitintervalle zwi- sehen zwei aufeinanderfolgenden Verabreichungen des Wirkstoffes erlauben, eine bemerkenswerte therapeutische Wirksamkeit zeigen.

Diese Eigenschaft bildet in der therapeutischen Praxis beachtliche Vorteile, da es die Erzielung guter _Jo Ergebnisse ohne Notwendigkeit einer täglichen Verabreichung erlaubt. In einigen Versuchen, die mit den neuen Rifamycinen an Säugetieren, wie Mäusen, durchgeführt wurden, zeigten ein oder zwei Verabreichungen pro Woche gleiche oder bessere Wirksamkeit als eine tägliche Verabreichung der gleichen Dosis an Rifampicin. Die Notwendigkeit einer häufigen Verabreichung, wie einer täglichen Verabreichung, zur Erzielung eines zuverlässigen therapeutischen Effektes stellt

1) Antibakterielles Spektrum, in vitro

neben dem Nachteil der Aufnahme großer Mengen biologisch wirksamer Substanz während des gesamten Therapiezyklus, insbesondere bei einer langandauernden ambulanten Therapie, zweifellos für die Patienten eine unbequeme Aufgabe dar. Die erfindungsgemäßen Verbindungen erfordern aufgrund ihrer langandauernden Wirksamkeit zur Erzielung des gewünschten therapeutischen Effektes keine tägliche Verabreichung und erlauben daher eine erhebüche Erleichterung der Behandlung, insbesondere bei einer langandauernden Therapie.

Die unerwarteten biologischen Eigenschaften der neuen Rifamycine wurden durch Bestimmung der Überlebenszeit nach einer täglichen Verabreichung von Rifampicin und einer einmaligen wöchentlichen Verabreichung der gleichen Dosis an 3-(4-Cyclopentyl-l-piperazinvl)-iminomethyI-rifamycin-SV (nachfolgend als »Cyclopentyl-Derivat« bezeichnet) per os an Mäuse, die mit Mycobacterium tuberculosis H37RV infiziert waren, nachgewiesen. Die Mäuse, die mit dem »Cyclopentyl-Derivat« behandelt waren, zeigten etwa gleiche Überlebenszeiten, obgleich jede von ihnen tatsächlich eine Gesamtmenge des Wirkstoffs erhielt, welche praktisch etwa ein Sechstel der Gesamtmenge des Wirkstoffes war, den jedes der Tiere, die einer Rifampicin-Verabreichung unterzogen wurden, erhielt. Die neuen Rifamycin-Derivate besitzen neben den vorstehend erwähnten Eigenschaften eine sehr gute antimikrobi-jlle Wirksamkeit und geringe Toxizität. Zum Beispiel betrag! der Wert für die minimale Hemmkonzentration in vitro für das Cyciopentyl-Derivat gegenüber Mycobacterium tuberculosis H37RV 0,05 ug/ml, während der Wert von Rifampicin 0,5 μg/ml beträgt. Der LDso-Wert des Cyclopentyl-Derivates bei Mäusen ist höher als 2000 mg/kg per os und 750 mg/kg intraperitoneal, währnd die entsprechenden Werte für Rifampicin 907 bzw. 416 mg/kg betragen.

Weitere Ergebnisse von Vergleichsversuchen sind in den folgenden Aufstellungen zusammengestellt:

Stamm	MHK, ag/ml	subkutan	Rifampicin	subkutan
		0,11	0,002	0,18
Staph. aureus ATCC 6538	Cyclopentyl-Derivat	0.76	0,005	1,74
Staph. Aureus Tour	0,005	1.77	0,02	2.87
Strep, haemolyticus C 203 ISM	0,005		0,01
Strep, faecalis ATCC 10541	0,05	0,01
Dipl. pneumoniae UC 41	0,05	5
Proteus vulgaris X 19 H ATCC 881	0,05	1
E. coli ATCC 10536	5	5
Kleb, pneumoniae ATCC 10031	2	10
Pseud, aeruginosa ATCC 10145	10
2) Experimentelle Infektion durch	10	Cyclopentyl-Derivat
Stamm		ED₅₀, mg/kg
		oral
		0,22
Staph. Aureus Tour		2,64
Strept. haem. C 2CG ISM		3.55
Dipl. pneum. UC 41



	grampositive Bakterien bei Mäusen
	Rifampicin

	ED₅₀, mg/kg
	oral
	0,12
	0,93
	1.87

3) Toxizität bei Mäusen

bestimmt nach dem Verfahren von Lichtfield und Wilcoxon, J. Pharm. Expü. Then, 9tι, 99, 1949

Verbindung	LD₅₀, ng/kg
	oral intraperitoneal
Cyclopsntyl-Derivat Rifampicin	3210 750 770 585
4) Therapeutische Indices	bei oraler Verabreichung
Stamm	Orale therapeutische Indices
	(TI = LDso/EDso)
	Cyclopentyl- Rifampicin Derivat

Staph. Aureus Tour 14591 6416

Strept riaeni. C 203ISM 1216 828

Dipl. pneum. UC 41 904 411

15

20 Verabreichte Verbindung

ST₅₀ (Tage)

Cyclopentyl-Derivat

Rifampicin

21

105
42,5

Diese Ergebnisse sprechen für sich selbst In jedem Fall demonstrieren sie die lang andauernde Wirkung des Cyclopentyl-Derivates.

b) In diese Vergleichsversuch wurde der STso-Wert nach Verabreichung von 150 mg/kg per os Rifampicin bzw. 30 mg/kg per os des Cyclopentyl-Derivates an jede Maus einer Gruppe von 10 Mäusen gemäß dem folgenden Dosierungsschema bestimmt:

Rifampicin wurde einmal täglich in einer Menge von 10 mg/kg 15 Tage hintereinander beginnend vom Tag 10 der Infektion verabreicht, das Cyclopentyl-Derivat wurde in einer Menge von 10 mg/kg an den Tagen 10,17 und 24 beginnend von der Infektion (wöchentliche Intervalle zwischen den aufeinanderfolgenden Verabreichungen) verabreicht Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind folgende:

5) MHK gegenüber Mycobacterium tube colosis

Verabreichte Verbindung

ST₅₀ (Tage)

MHK, -ig/ml

Cyclopentyl- Rifampicin Derivat

Mycobacterium
tubercolosis H₃₇R₁,

0,02

0,5

Das Cyclopentyl-Derivat erweist sich bei in vitro-Untersuchungen als 25mal so wirksam wie Rifampicin.

Keine	21
Cyclopentyl-Derivat	110
Rifampicin	75

6) Experimentelle Infektion durch
Mycobacterium tubercolosis H37RV bei Mäusen

Die Effekte des Cyclopentyl-Derivates und des Rifampicins an dieser Art Infektion wurden auf der Basis der »durchschnittlichen Überlebenszeit« (ST₅₀) der Mause während des Versuchs bestimmt. Dieser Parameter, welcher in Tagen ausgedrückt wird, wurde gemäß dem von Lichtfield und Wilcoxon, Journ. Pharm. Exp. Ther, 97, 399, 1949, bestimmt, wobei während des Experiments die Sterbeziffer oder die Zahl der Todesfalle und die Tage, bei wichen der Tod eintrat, aufgezeichnet wurden. Je größer der STso-Wert ist, desto wirksamer ist der durch die Verbindung bewirkte Schutz.

a) In einem ersten Vergleichsversuch wurde der STso-Wert nach Verabreichung der gleichen Menge an Cyclopentyl-Derivat und Rifampicin an jede Maus einer Gruppe von 10 Mäusen gemäß dem folgenden Schema bestimmt: 2 Dosen der Verbindung ä 20 mg/kg wurden oral am Tag 10 und 17 (Intervall von 1 Woche zwischen den Verabreichungen) vom Tag der Infektion verabreicht. Jede Maus erhielt 40 mg der Verbindung. Kontrolltiere wurden infiziert, erhielten jedoch keine Verbindung.

Die erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:

JO Diese Ergebnisse zeigen, daß eine ungewöhnlich niedrige Dosis des neuen Cyclopentyl-Rifamycin-Derivates, in dem gleichen Zeitraum einen besseren Schutz ergibt als eine 5mal höhere Dosis des Rifampicins.

c) Die lang andauernde Wirkung des Cyclopentyl-Derivates wurde ebenfalls durch den folgenden Versuch bestätigt, wobei die ST50- Werte auf der Basis eines über 3 Monate andauernden Versuches bestimmt wurden. Bei diesem Versuch erhielt jede Maus einer Gruppe von 10 Mäusen wöchentlich 10 mg per os des Cyclopentyl-Derivates, während Rifampicin in einer wöchentlichen Dosierung von 60 mg per os (10 mg/kg, 6 Tage) verabreicht wurde. Für Testzwecke wurde das Cyclopentyl-Derivat ebenfalls in einer Dosis von 20 mg/kg per os (wöchentliche Verabreichung) verabreicht
Die erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:

Verabreichte Verbindung

Wöchentliche Dosis

ST₅₀
(Tage)

Keine - 28

Cyclopentyl-Derivat 20 415

Cyclopentyl-Derivat 10 350

Rifampicin 60 327

Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß Dosen, die '/3 der Dosis von Rifampicin entsprechen, einen weit besseren Schutz bewirken, und daß ein besserer Effekt erreicht wird, wenn die erfindungsgemäße Verbindung in einem Langzeitdosierungsschema in einer Menge, die '/β der Menge von Rifampicin entspricht, verabreicht wird.

Die außergewöhnliche Wirksamkeit und Sicherheit der neuen Rifamycin-Denivate beider Bekämpfung von mikrowellen Infektionen wurde ebenfalls bei der experimentellen Infektion 'bei Mausen durch Staphylococcus aureus nachgewiesen. So zeigt das 3-(4-Cyclobu- ^r> tyl-l-piperazinyl)-iminomethyI-rifamycin-SV in repräsentativen Experimenten einen LDso-Wert von 0,16 mg/kg, p.o. Die Toxizhät ist sehr gering. Der LD50-Wert bei Mäusen ist höher als 2000 mg/kg, p. o, und 650 rng/kg, i. p.

Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen werden geeigneterweise in üblichen pharmazeutischen Formen verabreicht.

Die Rifamycin-Derivate der allgemeinen Formel I werden durch Kondensation vor 3-Formylrifamycin-SV mit etwa 1 bis etwa 1,1 aquimolaren Mengen eines Aminopiperazins der allgemeinen Formel H in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, z.B. Dioxart, Tetrahydrofuran, Methanol, Äthanol, Benzol oder Äthylacetat hergestellt Die Reaktionstemperatur >o kann von Umgebungstemperatur bis Ruckflußtemperatur des Reaktionsgemiscoes variieren. Die Reaktion wird im allgemeinen durch Dünnschichtchromatographie verfolgt Nach VervoHständigkeut der Reaktion wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgedampft und der Rückstand wird durch Kristallisation aus Lösungsmitteln oder durch Säulenchromatographie gereinigt Geeignete Lösungsmittel für die Kristallisation sind niedere Alkanole, Äthylacetat, Hexan oder Gemische derselben.

Die Synthese des Aminopiperazins der allgemeinen Formel 11 wird nach bekannten Verfahren, welche die Alkylierung von N-Nitrosopiperazin mit einem geeigneten Cycloalkylbromid oder -chlorid und anschließende Reduktion der Nitrosogruppe mit LiAlH₄ zur Erzielung der entsprechenden Aminoderivate umfaßt, erzielt Ein alternativer Weg zur Herstellung des als Ausgangsmaterials verwendeten Aminopiperazins umfaßt die Nitrosierung der geeigneten N-Cycloalkylpiperazine und anschließende Reduktion der Nitrosogruppe mit LiAlH₄.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

3-(4-Cyclopentyl-1 -piperazinyljiminomethylrifamycin-SV

0,01 Mol 3-Formylrifamycin-SV wurden in Tetrahydrofuran gelöst und die erhaltene Lösung wurde mit 0,011 MoI l-Amino-'l-cyclopentyl-piperazin bei Raumtemperatur versetzt. Nach 30 Minuten war die Reaktion vollständig, die Dünnschichtchromatographie des Gemisches zeigte das Verschwinden des als Ausgangsmaterial verwendeten 3-Formylrifamycin-SV. Das Lösungsmittel wurde anschließend abgedampft und der Rückstand wurde aus Äthylacetat kristallisiert. 3-(4-Cyclopentyl-1 -piperazinylJiminomethyl-rifamycin-SV wurde in einer 55%igen Ausbeute erhalten; Schmelzpunkt 179-180⁰C. Die spektrophotometrischen Werte sind folgende:

imax (mu)

475
334

15,200 26,700

Die Elementaranalyse steht in Übereinstimmung mit den theoretischen Werten. Das als Ausgangsmaterial verwendete l-Amino-4-cyclopentyl-piperazin (Siedepunkt 80-82°C/0,l mm Hg) wurde durch Alkylierung von N-Nitrosopiperazin mit Cyclopentylbromid in Äthanol in Gegenwart von Natriumbicarbonat und anschließendes Reduzieren des so erhaltenen 1 -Nitroso-4-cyclopentylpiperazin mit LiAlH₄ in Äthyläther erhaltea

Beispiel 2

3-(4-Cyclobutyl-1 -piperazinyl)iminomethylrifamycin-SV

3-(4-Cyclobutyl-1 -piperazinyl)iminomethyl-rifamycin-SV wurde beim Arbeiten gemäß dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren und unter Verwendung von l-Amino^-cyclobutylpiperazin anstelle von l-Amino-4-cyclopentylpiperazin in einer 50%igen Ausbeute erhalten. 3-(4-Cyclobutyl-1 -piperazinyljiminomethyl-rifamycin-SV schmolz bei 165 -168° C (kristallisiert aus Äthylacetat). Die spektrophotometrischen Werte sind folgende:

/Imax (mu.)

470
333

17,500 30,500

Die Elementaranalyse stimmt mit den theoretischen Werten überein. Das als Ausgangsmaterial verwendete l-Amino-4-cyclobutylpiperazin wurde gemäß dem für die Herstellung von l-Amino^-cyclopentylpiperazin angegebenen Verfahren erhalten. Das Produkt wurde in rohem Zustand verwendet.

Claims

Patentansprüche·. 1. Rifamycin-Derivate der allgemeinen Formel I

Me

CH = N-N

N-R

OH