DE2912511A1

DE2912511A1 - Arzneimittel, enthaltend penicillansaeure-1,1-dioxide

Info

Publication number: DE2912511A1
Application number: DE19792912511
Authority: DE
Inventors: Wayne Ernest Barth
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1977-06-07
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2442053A2; FR2442053B2; DE2912511C2

Description

Arzneimittel, enthaltend Penicil!ansäure-1,1-dioxide

Gegenstand der Patentanmeldung P 28 24 535 sind Arzneimittel, enthaltend Penicillansäure-1,1-dioxide, gegebenenfalls in Kombination mit einem 3-Lactam—antibiotikum.

Eine der bekanntesten und am verbreitesten verwendeten Klassen antibakterieller Mittel ist die als 3-Lactam-antibiotika bekannte Klasse. Diese Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie einen Kern besitzen, der aus einem 2-Azetidinon (ß-Lactam)-Ring an einem Thiazolidin- oder einem Dihydro-1,3-thiazin-Ring besteht. Weist der Kern einen Thiazolidinring auf, werden die Verbindungen gewöhnlich allgemein als Penicilline bezeichnet, während wenn der Kern einen Dihydrothiazin-Ring enthält, die Verbindungen als Cephalosporine bezeichnet werden. Typische Beispiele für Penicilline, die gewöhnlich in der klinischen Praxis verwendet werden, sind Benzylpenicillin (Penicillin G), Phenoxymethylpenicillin (Penicillin V), Ampicillin und Carbenicillin; typische Beispiele für übliche Cephalosporine sind Cephalothin, Cephalexin und Cephazolin.

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-JiT-

Trotz der verbreiteten Verwendung und Anerkennung der ß-Lactamantibiotika als wertvolle Chemotherapeutika leiden sie jedoch an dem Hauptnachteil, daß bestimmte Vertreter gegenüber bestimmten Mikroorganismen nicht aktiv sind. Vermutet wird, daß in vielen Fällen diese Resistenz eines bestimmten Mikroorganismus gegenüber einem vorgegebenen ß-Lactam-antibiotikum auf der Bildung einer ß-Lactamase durch den Mikroorganismus beruht. Diese Substanzen sind Enzyme, die den ß-Lactamring von Penicillinen und Cephalosporinen zu Produkten spalten, denen antibakterielle Aktivität fehlt. Bestimmte Substanzen haben jedoch die Fähigkeit, ß-Lactamasen zu inhibieren, und wenn ein 3-Lactamase-Inhibitor in Kombination mit einem Penicillin oder Cephalosporin verwendet wird, kann er die antibakterielle Leistungsfähigkeit des Penicillins oder Cephalosporins gegenüber bestimmten Mikroorganismen steigern oder verstärken. Eine Steigerung der antibakteriellen Leistungsfähigkeit kommt in Betracht, wenn die antibakterielle Aktivität einer Kombination einer 3-Lactamase hemmenden Substanz und eines ß-Lactamantibiotikums wesentlich größer ist als die Summe der antibakteriellen Aktivitäten der Einzelverbindungen.

Penicillansäure-1,1-dioxid, seine pharmazeutisch annehmbaren Salze und in vivo leicht hydrolysierbaren Ester sind starke Inhibitoren für mikrobielle ß-Lactamasen. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Cephalosporin-antibiotikums, 7-(D-2-[3-Äthylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]-acetamido)-3-([1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-S-desacetoxymethylcephalosporansäure und ihrer pharmazeutisch annehmbaren Salze geboten, wobei Penicillansäure-1,1-dioxid, dessen pharmazeutisch annehmbare Salze oder in vivo leicht hydrolysierbare Ester verwendet werden. Außerdem werden erfindungsgemäß Arzneimittel zur Behandlung bakterieller Infektionen bei Säugetieren zur Verfügung gestellt, die Penicillansäure-1,1-dioxid oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz oder einen in vivo leicht

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- S

hydrolysierbaren Ester und 7-(D-2-[4-Ä"thylpiperazin-2, 3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]acetamido)-3-([1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-S-desacetoxymethylcephalosporansäure oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz dieser Säure enthalten.

Die Erfindung führt zu einem Verfahren zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des ß-Lactam-antibiotikums 7-(D-2-[4-Äthylpiperaζin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]acetamido) 3-([1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-3-desacetoxymethylcephalosporansäure und ihrer pharmazeutisch annehmbaren Salze in einem Sauger. Dabei wird dem Sauger eine die Leistungsfähigkeit eines 3-Lactam-antibiotikums steigernde Menge einer Verbindung der Formel

Q 0

ι rs (D

-N-

oder ein pharmazeutisch annehmbares Basensalz dieser Säure, worin R Wasserstoff oder in vivo leicht hydrolysierbare Ester-bildende Reste darstellt, gemeinsam verabreicht. Gegenstand der Erfindung sind ferner Arzneimittel zur Behandlung bakterieller Infektionen in Säugern. Diese Mittel umfassen 7-(D-2-[4-Äthylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl] acetamido) -3-([1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-3-desacetoxymethylcephalosporansäure oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz dieser Säure und eine Verbindung der Formel (I) oder deren pharmazeutisch annehmbares Basensalz, worin R wie zuvor definiert ist.

Der Ausdruck "in vivo leicht hydrolysierbare Ester-bildende Reste" soll sich hier auf nicht toxische Ester-Reste beziehen, die in Säugerblut oder -gewebe rasch gespalten werden und

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- jt -

die entsprechende freie Säure freisetzen (d.h. die Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist). Typische Beispiele für 'solche leicht hydroIysierbaren Ester-bildenden Reste, die für R verwendet werden können, sind Alkanoyloxymethyl mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, 1-(Alkanoyloxy)äthyl mit 4 bis

9 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1 -(alkanoyloxy)äthyl mit 5 bis

10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, 1-(Alkoxycarbonyloxy)äthyl mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1(alkoxycarbonyloxy)äthyl mit bis 8 Kohlenstoffatomen, N-(Alkoxycarbonyl)aminomethyl mit 3 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-(N-[Alkoxycarbonyl]amino)äthyl mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactonyl und Y-Butyrolacton-4-yl.

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbindungen der Formel (I), und in der vorliegenden Beschreibung werden sie durchgehend als Derivate der Penicillansäure bezeichnet, die durch die folgende Strukturformel wiedergegeben wird:

(IV)

^///y'COOH

In Formel (IV) gibt die unterbrochen gezeichnete Bindung eines Substituenten am bicyclischen Kern an, daß der Substituent unter der Ebene des bicyclischen Kerns liegt. Einem solchen Substituenten wird die α-Konfiguration zugeschrieben. Umgekehrt gibt die ausgezogen dargestellte Bindung eines Substituenten an den bicyclischen Kern an, daß der Substituent über der Ebene des Kerns liegt. Diese letztere Konfiguration wird als β-Konfiguration bezeichnet.

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Ferner wird in der Beschreibung auf ein Derivat der Cephalosporansäure Bezug genommen. Cephalosporansäure hat die Formel

.-Or-C-CE,

COOH

(V)

In der Formel (V) liegt das Wasserstoffatom am C₆ unter der Ebene des bicyclischen Kerns. Die abgeleitete Bezeichnung S-Desacetoxymethylcephalosporansäure bezieht sich auf die Struktur (SfI)

(VI)

4-Crotonolactonyl und Y-Butyrolacton-4-yl beziehen sich auf die Strukturen (VII) bzw. (VIII). Die Wellenlinien sollen jedes der beiden Epimeren und deren Gemische andeuten.

(VII)

(VIII)

Ist R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest in einer Verbindung der Formel (I), ist er eine Gruppie-

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rung, die gedanklich von einem Alkohol der Formel R -OH abgeleitet ist, so daß der Rest COOR in einer solchen Verbindung derFormel (I) eine Estergruppierung darstellt. Ferner

1 1

ist R von solcher Art, daß die Gruppierung COOR in vivo leicht unter Freisetzung einer freien Carboxylgruppe (COOH) gespalten wird. Das heißt, R ist eine Gruppe der Art, daß,

-I

wenn eine Verbindung der Formel (I), worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, Säugerblut oder -gewebe ausgesetzt wird, die Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, leicht entsteht. Die Gruppen R sind auf dem Penicillinfachgebiet wohl bekannt. In den meisten Fällen verbessern sie die Absorptionseigenschaften der Penicillinverbindung. Außerdem sollte R von solcher Art sein, daß er einer Verbindung der Formel (I) pharmazeutisch annehmbare Eigenschaften verleiht und bei Spaltung in vivo pharmazeutisch annehmbare Fragmente freisetzt.

Wie oben angegeben, sind die Gruppen R dem Fachmann auf dem Penicillingebiet wohl bekannt und leicht identifizierbar, vgl. z.B. DE-OS 25 17 316. Typische Gruppen für R sind 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactonyl, Y-Butyrolacton-4-yl und Gruppen der Formeln

R³ o R³ o

I U ς I " 5

_ c-O-C-R⁵ » -C-O-C-O-R

IX X

und

R³ 0

I Il 5

C-NH-C-O-R

i*

XI

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worin R und R jeweils aus der Gruppe Wasserstoff und Alkyl mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind und R Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Bevorzugte Gruppen für R sind jedoch Alkanoyloxymethyl mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, 1-(Alkanoyloxy)äthyl mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1-(alkanoyloxy)äthyl mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen,
1-(Alkoxycarbonyloxy)äthyl mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1-(alkoxycarbonyloxy)äthyl mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, N-(Alkoxycarbonyl)-aminomethyl mit 3 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-(N-[Alkoxycarbonyl]amino)-äthyl mit 4 bis
10 Kohlenstoffatomen, 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactonyl und Y-Butyrolacton-4-yl.

H 8

Jr- N VcooR¹

(ID

'""COOR¹

(III)

Die Verbindungen der Formel (I), worin R wie zuvor definiert ist, können durch Oxydation entweder der Verbindungen der Formel (II) oder (III), worin R wie zuvor definiert ist, hergestellt v/erden. Für dieses Verfahren kann eine große
Zahl von auf dem Gebiet der Oxydation von Sulfoxiden zu
SuIfonen bekannten Oxydationsmittel verwendet werden. Be-

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sonders bequeme Reagentien sind jedoch Metallpermanganate, wie Alkalimetallpermanganate und die Erdalkalimetallpermanganate, und organische Peroxysäuren, wie organische Peroxycarbonsäuren. Bequeme Reagentien im einzelnen sind Natriumpermanganat, Kaliumpermanganat, 3-Chlorperbenzoesäure und Peressigsäure.

Ähnlich können Verbindungen der Formel (I), worin R wie zuvor definiert ist, durch Oxydation einer Verbindung der Formel

«3

il

-^S ■" CH₃

N —^ ^(XII>

'COOR¹

rff

worin R wie zuvor definiert ist, hergestellt werden. Dies geschieht in genau der gleichen Weise, wie zuvor für die Oxydation einer Verbindung der Formel (II) oder (III) beschrieben, mit der Ausnahme, daß gewöhnlich zweimal so viel Oxydationsmittel verwendet wird.

Verbindungen der Formel (I), worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, durch Verestern hergestellt werden. Die speziell gewählte Methode hängt natürlich von der genauen Struktur des Esterbildenden Restes ab, aber eine angemessene Methode ist vom Fachmann auf dem Gebiet leicht auszuwählen. Wird R aus der Gruppe 3-Phthalidyl-, 4-Crotonolactonyl-, γ-Butyrolacton-4-yl und Gruppen der Formel (IX), (X) und (XI), worin R ,

4 5
R und R wie zuvor definiert sind, ausgewählt, können sie durch Alkylieren der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, mit einem 3-Phthalidylhalogenid, einem 4-Crotonolactonylhalogenid, einem v-Butyrolacton-4-yl-

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291 25Tl

halogenid oder einer Verbindung der Formel

R³ 0 R³ 0 R³ 0

ί I! S I H 5 I Il ς

Q-C-O-C-R³ , Q-C-O-C-O-R Q-C-NH-C-OR^

I₄ . _R4 oder ^

(XIII) (XIV) (XV)

3 4 5
worin Q Halogen und R , R und R wie zuvor definiert sind, hergestellt werden. Die Begriffe "Halogenid" und "Halogen" sollen Derivate des Chlors, Broms und Jods bedeuten. Die Reaktion wird bequemerweise unter Lösen eines Salzes der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel, wie N, N-Dimethylformamid, und anschließendes Zusetzen von etwa 1 Moläquivalent des Halogenids durchgeführt.

Penicillansäure-1a-oxid, die Verbindung der Formel (II), in der R^ Wasserstoff ist, kann durch Bromentfernung aus 6,6-Dibrompenicillansäure-ia-oxid hergestellt werden. Die Debromierung kann unter Anwendung einer herkömmlichen Hydrogenolyse-Technik durchgeführt werden,

6,6-Dibrompenicillansäure-ia-oxid wird durch Oxydation von 6,6-Dibrompenicillansäure mit 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure in Tetrahydrofuran bei 0 bis 25°C für etwa 1 h nach der Arbeitsweise von Harrison et al., Journal of the Chemical Society (London), Perkin I, 1772 (1976) hergestellt. 6,6-Dibrompenicillansäure wird nach der Methode von Clayton, Journal of the Chemical Society (London), (C) 2123 (1969) hergestellt.

Penicillansäure-1ß-oxid, die Verbindung der Formel (III), worin R wasserstoff ist, kann durch kontrollierte Oxydation

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von Penicillansäure hergestellt werden. So kann es durch Behandeln von Penicillansäure mit 1 Moläquivalent 3-Chlorperbenzoesäure in einem inerten Lösungsmittel bei etwa 0 C für etwa 1 h hergestellt werden. Typische verwendbare Lösungsmittel sind z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform und Methylenchlorid; Äther, wie Diäthylather und Tetrahydrofuran; und niedermolekulare Ester, wie Äthylacetat und Butylacetat. Das Produkt wird nach herkömmlichen Techniken gewonnen.

Penicillansäure wird hergestellt, wie in der GB-PS 1 072 108 beschrieben.

Verbindungen der Formel (II) und (III), worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der Formel (II) oder (III), worin R Wasserstoff ist, durch Verestern nach Standardverfahren hergestellt werden. Wird R unter 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactony1, Y-Butyrolacton-4-yl und Gruppen der Formel (IX), (X) und (XI),

3 4 5
worin R , R und R wie zuvor definiert sind, ausgewählt, können sie durch Alkylieren der geeigneten Verbindung der Formel (II) oder (III), worin R Wasserstoff ist, mit 3-Phthalidylhalogenid, 4-Crotonolactony!halogenid, einem y-Butyrolacton-4-yl-halogenid oder einer Verbindung der Formel (XIII), (XIV) oder (XV) hergestellt werden. Die Reaktion erfolgt in genau der gleichen Weise, wie zuvor für die Veresterung von Penicillansäure-1,1-dioxid mit einem 3-Phthalidylhalogenid, einem 4-Crotonolactonylhalogenid, einem γ-Butyrolacton-4-yl-halogenid oder einer Verbindung der Formel (XIII), (XIV) oder (XV) beschrieben.

Andererseits können die Verbindungen der Formel (II) , worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, durch Oxydation des geeigneten Esters der 6,6-Dibrom-

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penicillansäure und anschließende Debromierung hergestellt werden. Die Ester der 6,6-Dibrompenicillansäure werden aus 6,6-Dibrompenicillansäure nach Standardmethoden hergestellt. Die Oxydation erfolgt z.B. durch Oxydation mit 1 Moläquivalent 3-Chlorperbenzoesäure, wie zuvor für die Oxydation von 6,6-Dibrompenicillansäure zu 6,6-Dibrompenicillansäure-iaoxid beschrieben; und die Debromierung erfolgt, wie zuvor für die Debromierung von 6,6-Dibrompenicillansäure-ia-oxid beschrieben.

Ebenso können die Verbindungen der Formel (III), worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, durch Oxydation des geeigneten Esters der Penicillansäure hergestellt werden. Die letzteren Verbindungen werden leicht durch Verestern von Penicillansäure nach Standardmethoden hergestellt. Die Oxydation erfolgt z.B. mit 1 Moläquivalent 3-Chlorperbenzoesäure, wie zuvor für die Oxydation von Penicillansäure zu Penicillansäure-1ß-oxid beschrieben.

Bei einem anderen Verfahren werden die Verbindungen der Formel (I), worin R unter Wasserstoff und in vivo leicht hydrolysierbaren Ester-bildenden Resten ausgewählt ist, nach einer zweistufigen Arbeitsweise hergestellt, dazu gehört:
a) das Zusammenbringen einer Verbindung aus der Gruppe

^H- ph X ^H-

CH

"t/t 1 /)— " \, 1

COOR · '' 'COOR

(XVI) (XVII)

und deren Basensalze mit einem Reagens aus der Gruppe der Alkalimetallpermanganate, Erdalkalipermanganate und organi-

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-JS--

sehen Peroxycarbonsäuren, um eine Verbindung aus der Gruppe

CH₃
^N »//jCOOR¹ ff ^N ""/ COOR¹

(XVIII) (XIX)

und deren Basensalze zu bilden, worin X unter Chlor, Brom und Jod ausgewählt ist, und

b) das Dehalogenieren der Verbindung der Formel (XVIII) und/oder (XIX)

Eine bevorzugte Art der Durchführung der Stufe b) besteht im Zusammenbringen des Produkts der Stufe a) mit Wasserstoff in einem inerten Lösungsmittel bei einem Druck im Bereich von

etwa 1 bis etwa 100 bar (kg/cm ) bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 60⁰C und einem pH im Bereich von etwa 4 bis etwa 9 und in Gegenwart eines Hydrogenolyse-Katalysators. Der Hydrogenolyse-Katalysator liegt gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 2,5 Gew.-% und bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Halogensulf on, vor. Die bevorzugte Bedeutung für X ist Brom, und die bevorzugten Reagentien zur Durchführung der Stufe a) sind Kaliumpermanganat und 3-Chlorperbenzoesäure.

Bei einem weiteren Alternativverfahren können die Verbindungen der Formel (I) , worin R unter Wasserstoff und in vivo leicht hydrolysierbaren Ester-bildenden Resten ausgewählt ist, nach einer anderen zweistufigen Arbeitsweise hergestellt werden, dazu hört:

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c) das Zusammenbringen einer Verbindung der Formel

S
Z '»"'

' CH₃

t~ ^N Hoor¹ 0a>

oder eines Basensalzes dieser Verbindung mit einem Reagens aus der Gruppe der Alkalimetal!permanganate, Erdalkalimetal!permanganate und organischen Peroxycarbonsäuren, um eine Verbindung der Formel

OO H %i ^p₁₁

^l3

oder ein Basensalz dieser Verbindung zu liefern, worin Y und Z jeweils unter Chlor, Brom und Jod ausgewählt sind, mit der Maßgabe, daß Y und Z nicht beide Chlor und Y und Z nicht beide Jod sind, und
d) das Dehalogenieren der Verbindung der Formel (XXI).

Eine bevorzugte Art der Durchführung der Stufe d) besteht im Zusammenbringen des Produkts der Stufe c) mit Wasserstoff in einem inerten Lösungsmittel bei einem Druck im Bereich von

2
etwa 1 bis 100 bar (kg/cm ) bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0 bis etwa 60 C und einem pH im Bereich von etwa 4 bis etwa 9 und in Gegenwart eines Hydrogenolyse-Katalysators-Der Hydrogenolyse-Katalysator liegt gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 2,5 Gew.-% und bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gew.-% vor, bezogen auf das Dihalogensulfon.

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Die bevorzugte Bedeutung für Y und Z ist Brom und die bevorzugten Reagentien zur Durchführung der Stufe c) sind Kaliumpermanganat und 3-Chlorperbenzoesäure.

Sind Y und Z beide Chlor, ist die Verbindung der Formel (XX) schwer zu erhalten. Sind Y und Z beide Jod, verläuft Stufe c) des obigen Verfahrens unbequem langsam.

Die Verbindungen der Formeln (I), (II) und (III) , worin R Wasserstoff ist, sind sauer und bilden mit Basen Salze. Diese Salze können nach Standard-Techniken hergestellt werden, z.B. durch Zusammenbringen der sauren und basischen Komponenten, gewöhnlich im Molverhältnis 1:1 in einem wässrigen, nichtwässrigen oder teilweise wässrigen Medium, je nach Eignung.

Bevorzugte Salze der Verbindungen der Formeln (I), (II) und (III) sind Natrium-, Kalium- und Triäthylaminsalze.

Weitere Einzelheiten zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I) und ihrer Salze sind in der DE-OS 28 24 535 zu finden.

Die Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, sind antibakterielle Mittel mittlerer Stärke. Die in vitro-

-1

Aktivität der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, kann durch Messen der Mindesthemmkonzentration (MHK) in iig/ml gegenüber einer Anzahl von Mikroorganismen gezeigt werden. Die Arbeitsweise, nach der gearbeitet wird, ist die, die von der International Collaborative Study on Antibiotic Sensitivity Testing (Ericson and Sherris, Acta Pathologica et Microbiologica, Scandinav. Supp. 217, Abschnitte A und B: 64-68 (1971)) empfohlen wurde und verwendet Hirn-Herz-Infusions-(BHI) Agar und die Vorrichtung zur Reproduktion der Inokula.

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Röhrchen für das Wachstum über Nacht werden zur Verwendung als Standard-Inokulum 100-fach verdünnt (20.000 bis 10.000 Zellen in etwa 0,002 ml werden auf die Agar-Oberfläche gebracht; ml BHI-Agar/Schale). Zwölf Zweifachverdünnungen der Testverbindung werden eingesetzt, mit Anfangskonzentrationen des Testarznexmxttels von 200 ng/ml. Einzelkolonien werden außer Betracht gelassen, wenn die Platten nach 18h bei 37°c betrachtet werden. Die Suszeptibilität (MHK) des Testorganismus wird als niedrigste Konzentration der Verbindung angenommen, die vollständige Wachstumshemmung hervorzurufen vermag, beurteilt mit bloßem Äuge. MHK-Werte für Penicillansäure-1,1-dioxid gegenüber verschiedenen Mikroorganismen sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Antibakterielle in vitrö-Aktivität von Penicillansäure-1,1-

dioxid

Mikroorganismus MHK ( itg/ml)

Staphylococcus aureus 100 Streptococcus faecalis' >2Q0

Serepcococcus pyogenes 100

Escherichia coIi 50

Pseudomonas aeruginosa 200

Klebsieila pneumoniae 50

Proteus nirabilis IQQ

Froteus morgani 100

Salmonella cyphimurium 50

Pasteurella nultocida 50

Serratia marcescens 100

Enterobacter aerogenes 25

Enterobaccer docae 100

Citrobacter freundü 50

Providencia 100

Staphylococcus epidermis 200

Pseudomonas putida >200

Hemophilus influenzae >50

Neisseria gonorrhoeae 0.312

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- yr-

Die Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, sind als antibakterielle Mittel in vivo wirksam. Bei der Bestimmung einer solchen Aktivität werden in Mäusen durch intraperitoneale Beimpfung mit einer standardisierten Kultur des Testorganismus, in 5 % Schweinemagen-Mucin suspendiert, akute Versuchsinfektionen hervorgerufen. Die Schwere der Infektion ist standardisiert, so daß die Mäuse das 1-10-fache der LD. .-Dosis des Organismus erhalten (LD.. _0Q: die Mindestimpfmenge an Organismus, die erforderlich ist, um zuverlässig 100 % der infizierten unbehandelten Kontrollmäuse zu töten). Die Testverbindung wird den infizierten Mäusen unter Anwendung einer Mehrfachdosierungswexse verabreicht. Bei Testende wird die Aktivität einer Verbindung durch Zählen der Anzahl der überlebenden unter den behandelten Tieren und Ausdrücken der Aktivität einer Verbindung als Prozentsatz der überlebenden Tiere ermittelt.

Die antibakterielle in vitro-Aktivität der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, macht sie als gewerbliches antimikrobielles Mittel brauchbar, z.B. bei der Wasserbehandlung, der Schlammkontrolle, der Farben- und Holzkonservierung sowie für örtliche Anwendung als Desinfektionsmittel. Im Falle der Verwendung dieser Verbindung für örtliche Anwendung ist es oft bequem, den aktiven Bestandteil mit einem nicht-toxischen Träger zusammenzumischen, wie einem pflanzlichen oder Mineralöl oder einer weichmachenden Creme. Ähnlich kann sie in flüssigen Verdünnungsmitteln oder Lösungsmitteln dispergiert oder gelöst werden, wie in Wasser, Alkanolen, Glykolen oder deren Gemischen. In den meisten Fällen ist es angebracht, Konzentrationen des aktiven Bestandteils von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtmittel, anzuwenden.

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Die in vivo-Aktivität der Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, macht sie zur Kontrolle bakterieller Infektionen in Säugern, den Menschen eingeschlossen, sowohl auf oralem als auch parenteralem Verabreichungswege geeignet. Die Verbindungen finden Verwendung in der Kontrolle von Infektionen, die durch empfängliche Bakterien in Personen verursacht werden, z.B. Infektionen, die durch Stämme von Neisseria gonorrhoeae ausgelöst werden.

Bei der therapeutischen Verwendung einer Verbindung der Formel (I) oder deren Salz in Säugern, insbesondere beim Menschen, kann die Verbindung allein oder im Gemisch mit pharmazeutisch annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln verabreicht werden. Sie kann oral oder parenteral verabreicht werden, d.h. intramuskulär, subkutan oder intraperitoneal. Der Träger oder Verdünner wird auf der Grundlage der beabsichtigten Verabreichungsweise ausgewählt. Kommt beispielsweise orale Verabreichung in Betracht, kann eine antibakterielle Verbindung der Formel (I) in Form von Tabletten, Kapseln, rautenförmigen oder runden Pastillen, Pulvern, Sirupen, Elixieren, wässrigen Lösungen und Suspensionen nach pharmazeutischer Standardpraxis verwendet werden. Das Verhältnis von aktivem Bestandteil zu Träger hängt natürlich von der chemischen Natur, der Löslichkeit und Stabilität des aktiven Bestandteils sowie der hier in Betracht kommenden Dosierung ab. Arzneimittel mit einem antibakteriellen Mittel gemäß Formel (I) enthalten etwa 20 bis etwa 95 % an aktivem Bestandteil. Im Falle von Tabletten für die orale Verwendung gehören zu üblicherweise verwendeten Trägern Lactose, Natriumeitrat und Phosphorsäuresalze. Verschiedene die Auflösung fördernde Mittel,wie Stärke, und Gleitmittel, wie Magnesiumstearat, Natriumlaurylsulfat und Talkum, werden gewöhnlich in Tabletten verwendet. Für die orale Verabreichung in Kapselform sind brauchbare Verdünnungs-

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mittel Lactose und hochmolekulare Polyäthylenglykole. Werden für orale Verwendung wässrige Suspensionen verlangt, wird der aktive Bestandteil mit emulgierenden und suspendierenden Mitteln kombiniert. Wenn gewünscht, können bestimmte Süßungs- und/oder Aromamittel zugesetzt werden. Für parenterale Verabreichung, wozu die intramuskuläre, intraperitoneale, subkutane und intravenöse Verwendung gehört, werden gewöhnlich sterile Lösungen des aktiven Bestandteils hergestellt, und der pH der Lösungen wird in geeigneter Weise eingestellt und gepuffert. Für intravenöse Verwendung sollte die Gesamtkonzentration an gelösten Stoffen so kontrolliert sein, daß das Präparat isotonisch ist.

Die antibakteriellen Mittel der Formel (I) sind beim Menschen gegen empfängliche Organismen von Nutzen. Der verschreibende Arzt wird letztlich die angebrachte Dosis für eine bestimmte Person bestimmen, und dies variiert nach dem Alter, Gewicht und dem Ansprechen des Patienten sowie nach der Natur und der Schwere der Symptome des Patienten. Die Verbindungen der Formel (I) werden normalerweise oral mit Dosierungen im Bereich von etwa 10 bis etwa 200 mg/kg Körpergewicht pro Tag und parenteral mit Dosierungen von etwa 10 bis etwa 400 mg/kg Körpergewicht pro Tag verwendet. Diese Werte sollen jedoch nur veranschaulichen, und in manchen Fällen kann es notwendig sein, Dosierungen außerhalb dieser Grenzen zu verwenden.

Wie jedoch zuvor angegeben, sind die Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, starke Inhibitoren für mikrobielle ß-Lactamasen, und sie steigern die antibakterielle Leistungsfähigkeit von 7-(D-2-[4-fithylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]acetamido)-3-(f1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-3-desacetoxymethylcephalosporansäure und deren pharmazeutisch annehmbarenSalzen. Die letztgenannte Verbindung hat die Formel

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und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der US-PS 4 087 und in der BE-PS 837 682 beschrieben. Wird auf die Verbindung der Formel (XXII) Bezug genommen, so gilt dies auch für die pharmazeutisch annehmbaren Salze dieser Verbindung.

Die Art und Weise, in der die Verbindungen der Formel (I) die Leistungsfähigkeit der Verbindung der Formel (XXII) und der pharmazeutisch annehmbaren Salze dieser Verbindung steigern, kann nach Versuchen abgeschätzt werden, in denen die MHK der Verbindung der Formel (XXII) alleine und der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, alleine, gemessen wird. Diese MHK-Werte werden dann mit den MHK-Werten verglichen, die mit einer Kombination der Verbindung der Formel (XXII) und der Verbindung der Formel (I), worin R Wasserstoff ist, erhalten wurden. Wenn die antibakterielle Stärke der Kombination wesentlich größer ist als aus den Stärken der Einzelverbindungen vorherzusagen gewesen wäre, wird dies als Verstärkung der Aktivität angesehen. Die MHK-Werte der Kombinationen werden unter Anwendung der von Barry und Sabath in "Manual of Clinical Microbiology", Lenette, Spaulding and Truant, 2. Auflage, 1974, American Society for Microbiology, beschriebenen Methode gemessen.

Die Verbindungen der Formel (I) sind besonders brauchbar zur Verstärkung der antibakteriellen Leistungsfähigkeit der Verbindung der Formel (XXII) gegenüber ampicillin-resistenten Stämme von Escherichia coli und Bacteroides spp.

Die Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, und deren Salze verstärken die antibakterielle Leistungsfähig-

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keit der Verbindung der Formel (XXII) in vivo. Das heißt, sie setzen die Menge der Verbindung der Formel (XXII) herab, die notwendig ist, um Mäuse gegen sonst tödliches Impfmaterial bestimmter 3-Lactamase bildender Bakterien zu schützen.

Die Fähigkeit der Verbindungen der Formel (I), worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Esterbildender Rest ist, und deren Salze, die Leistungsfähigkeit der Verbindung der Formel (XXII) gegenüber ß-Lactamase erzeugenden Bakterien zu verstärken, macht sie wertvoll für die gemeinsame Verabreichung mit der Verbindung der Formel (XXII) bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen in Säugern, insbesondere beim Menschen. Bei der Behandlung einer bakteriellen Infektion kann die Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz mit der Verbindung der Formel (XXII) vermischt und die beiden Mittel dadurch gleichzeitig verabreicht werden. Andererseits kann die Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz als getrenntes Mittel im Verlauf einer Behandlung mit der Verbindung der Formel (XXII) verabreicht werden. Gelegentlich ist es von Vorteil, der Person eine Vordosis der Verbindung der Formel (I) oder ihres Salzes zu verabreichen, bevor mit der Behandlung mit der Verbindung der Formel (XXII) begonnen wird.

Wird eine Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz als getrenntes Mittel während des Behandlungsverlaufs mit der Verbindung der Formel (XXII) verwendet, kann die Verbindung der Formel (I) oral oder parenteral verabreicht werden, wozu die intramuskuläre, subkutane und intraperitoneale Verwendung gehört. Für diese Zwecke wird die Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz vorzugsweise in einer Zusammensetzung mit pharmazeutischen Standardträgern oder -Verdünnern verabreicht. Die früher zur Verwendung einer Verbindung der Formel (I) als einziges antibakterielles Mittel diskutierten Methoden

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der Zusammenstellung können angewandt werden.

Sollen eine Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz und die Verbindung der Formel (XXII) zur gemeinsamen Verabreichung an einen Säuger zusammengemischt werden, wird vorzugsweise auch ein pharmazeutischer Träger oder Verdünnungsmittel zugesetzt. Außerdem wird in diesem Falle bevorzugt eine zur parenteralen Verabreichung geeignete Formulierung hergestellt, da die Verbindung der Formel (XXII) wirksamer ist, wenn sie parenteral verabreicht wird. Zur parenteralen Verwendung gehört die intramuskuläre, subkutane und intraperitoneale Verwendung. Für diese Zwecke werden die Verbindung der Formel (I) oder ihr Salz und die Verbindung der Formel (XXII) gemeinsam in die Rezeptur eingearbeitet, und zwar unter Anwendung der früher für die Herstellung eines Arzneimittels einer Verbindung der Formel (I) erörterten Methode, das sich für parenterale Verwendung eignet. Ein Arzneimittel mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger, der Verbindung der Formel (XXII) und einer Verbindung der Formel (I) oder ihres Salzes enthält normalerweise etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% des pharmazeutisch annehmbaren Trägers.

Wenngleich der verschreibende Arzt letztlich die Dosierungen der Verbindungen der Formel (XXII) und einer Verbindung der Formel (I) oder eines Salzes von dieser entscheidet, liegt das Verhältnis der Tagesdosen der beiden Verbindungen normalerweise im Bereich von etwa 1:6 bis etwa 6:1, auf das Gewicht bezogen, vorzugsweise bei 1:2 bis 2:1. Außerdem liegt die tägliche parenterale Dosis einer jeden Komponente normalerweise im Bereich von etwa 5 bis etwa 100 mg/kg Körpergewicht und vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 50 mg/kg Körpergewicht. Die orale Tagesdosis einer Verbindung der Formel (I) oder ihres Salzes beträgt normalerweise etwa 5 bis etwa 100 mg/kg Körpergewicht und vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 mg/kg

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Körpergewicht. Diese Werte sollen lediglich veranschaulichen, in manchen Fällen kann es notwendig sein, Dosierungen außerhalb dieser Grenzwerte zu verwenden.

Beispiel 1

Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid auf die antibakterielle Aktivität von 7-(D-2-[4-äthylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]acetamido)-3-([i-methyl-5-tetrazolyl]-thiomethyl)-S-desacetoxymethylcephalosporansäure

Die Mindesthemmkonzentrationen (MHK-Werte) von Penicillansäure-1 ,1-dioxid (PA-1,1-dioxid) alleine und von 7-(D- 2-[4-äthylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl] acetamido)-3-([1-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl)-S-desacetoxymethylcephalosporansäure (T-1551) alleine gegenüber 30 resistenten Stämmen von Escherichia coli wurden gemessen. Diese MHK-Werte wurden dann mit den MHK-Werten verglichen, die mit einer Kombination der beiden Verbindungen erhalten wurden. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Tabelle II

Mikroorganismus	Anzahl der Stämme	MHK von T-1551 alleine	MHK von PA-1,1- dioxid alleine	IfflK-Werte von T-1551 und PA- 1,1-dioxid in Kombination
				T-1551 PA-1,1-dioxid
Escherichia	30	100	50	1,56 1,56
coli

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Die MHK-Werte wurden unter Anwendung der von International Collaborative Study on Antibiotic Sensitivity Testing (Ericson and Sherris, Acta Pathologica et Microbiologica Scandinav, Supp. 217, Abschnitt B, 64-68 (1971)) empfohlenen Methode gemessen, die Hirn-Herz-Infusions-Agar und die Vorrichtung zur Reproduktion des Impfstoffs anwendet. Röhrchen für das Wachstum über Nacht wurden zur Verwendung als Standard-Inokulum 10-fach verdünnt. Zwölf Zweifachverdünnungen der Testverbindung wurden mit der Anfangskonzentration des Testarzneimittels von 200 μg/ml verwendet. Einzelne Kolonien blieben außer Betracht, wenn die Platten nach 18h bei 37 C betrachtet wurden. Der MHK-Wert der Testverbindung wird als niedrigste Konzentration der Verbindung angenommen, die vollständige Wachstumshemmung hervorzurufen vermag, beurteilt mit dem bloßen Auge. Die MHK-Werte von Kombinationen wurden unter Anwendung der von Barry und Sabath in "Manual of Clinical Microbiolo'·™*" Lenette, Spaulding and Truant, 2.Auflage, 1974, American Society for Microbiology, beschriebenen Methode gemessen.

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Claims

P.C. 5371E Patentansprüche

1. Arzneimittel, dadurch gekennzeichnet, daß es 7-(D-2-[4-äthylpiperazin-2,3-dion-1-carboxamido]-2-[4-hydroxyphenyl]-acetamido)-3-([i-methyl-5-tetrazolyl]thiomethyl) 3-desacetoxymethylcephalosporansäure oder deren pharmazeutisch annehmbares Salz und eine Verbindung der Formel

H O /
S ^ O * CH₃ S ν' * CH₃ 1 1 — M

COOR

oder ein pharmazeutisch annehmbares Basensalz hiervon, worin R Wasserstoff oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester-bildender Rest ist, enthält.

2. Arzneimittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R ausgewählt ist unter Alkanoyloxymethyl mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, 1-{Alkanoyloxy)äthyl mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1-(alkanoyloxy)äthyl mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethyl mit 3 bis 6

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Kohlenstoffatomen, 1-(Alkoxycarbonyloxy)äthyl mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, 1-Methy1-1-(alkoxycarbonyloxy)-äthyl mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, N-(Alkoxycarbonyl)-aminomethyl mit 3 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1- (N-[Alkoxycarbonyl] amino) äthyl mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactonyl und Y-Butyrolacton-4-

3. Arzneimittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R Wasserstoff ist.

4. Arzneimittel nach Anspruch 2 oder 3 in für parenterale Verabreichung bei einem Säuger geeigneter Form.

5. Arzneimittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Penicillansaurederivats und des Cephalosporansäurederivats im Bereich von 1:6 bis 6:1 liegt.

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