DE3750436T2

DE3750436T2 - Halbsynthetisches Erythromycin-Antibiotikum.

Info

Publication number: DE3750436T2
Application number: DE3750436T
Authority: DE
Inventors: William R Baker; Jerry D Clark
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2007-05-22
Also published as: DE3750436D1; EP0248279B1; EP0248279A2; CA1294615C; EP0248279A3; JPS62292795A; US4742049A; JP2535174B2

Description

Diese Erfindung betrifft Antibiotika zur Verwendung bei der Chemotherapie von antimikrobiellen Infektionen, und insbesondere Antibiotika, die aus Erythromycin gewonnen werden, welche eine hohe antimikrobielle Aktivität und verbesserte therapeutische Verhältnisse aufweisen.
Erythromycin und übliche Derivate sind weit verbreitet und weisen eine wünschenswerte Aktivität gegen eine Anzahl von Gram-positiven Pathogenen auf.
Zum Beispiel ist aus dem Journal of Antibiotics, Vol. XXXI, No. 5, 1978, Seiten 487-489 bekannt, daß das cyclische 11,12 Carbamat von Erythromycin A eine Verbindung mit einer betonten antibakteriellen Aktivität ist.
Da einige Pathogene weniger empfindlich als andere gegenüber diesen Wirkstoffen sind, sind gelegentlich hohe Dosen dieser Antibiotika bei Behandlung von heftigen oder weitverbreiteten Infektionen notwendig. Wie bei allen Wirkstoffen werden bei höheren Dosierniveaux bisweilen toxische Effekte beobachtet, insbesondere bei Patienten, die ernsthaft von der Infektion betroffen sind, und die daher die Behandlung am meisten benötigen. Unglücklicherweise sind Verbesserungen in Wirkungskraft und Wirkungsbreite oft von einer Steigerung der Toxizität begleitet, so daß die jüngere Wirkstoffgeneration für gewöhnlich einen Kompromiß zwischen diesen konkurrierenden Betrachtungen darstellt. Folglich wird fortwährend nach Antibiotika gesucht, die wirksamer gegen bestimmte Organismen oder, vorzugsweise, gegen alle Organismen sind, als die, die derzeit eingesetzt werden. Wünschenswerterweise haben solche Wirkstoffe ein verbessertes therapeutisches Verhältnis, welches das Verhältnis aus der effektiven therapeutischen oder prophylaktischen Dosis zur toxischen Dosis ist, das üblicherweise als ED&sub5;&sub0;/LD&sub5;&sub0;-Verhältnis ausgedrückt wird.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, neue Verbindungen zur Verfügung zu stellen, welche Derivate von Erythromycin sind, und welche eine höhere in vitro- und als vivo-Wirksamkeit gegen gewisse Organismen haben als Erythromycin, und die verbesserte therapeutische Verhältnisse im Vergleich zu Erythromycin aufweisen.
Diese und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden unter Beachtung der nachfolgenden Offenbarung völlig verständlich.
Diese Erfindung stellt neue 11,12-cyclische Carbamatverbindungen von Erythromycin A und pharmazeutisch verträgliche Salze und Ester dieser zur Verfügung. In struktureller Ausdrucksweise liefert die vorliegende Erfindung Verbindungen der Formel
wobei R1 aus Hydroxyl oder O-Acyl aus von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen gewählt ist, R2 ist Wasserstoff oder Methyl und R&sub3; ist Wasserstoff, Hydroxy, unverzweigt- oder verzweigtkettiges Alkyl, unverzweigt- oder verzweigtkettiges Alkoxy, Heteroalkyl, Heteroaryl, substituiertes und unsubstituiertes Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, geradkettiges oder verzweigtkettiges Acyl oder Sulfonyl und pharmazeutisch verträgliche Salze dieser.
Zusätzlich zu obigen Verbindungen ist 11-Desoxy-6-O- methylerythromycin-A-11,12-[N-2-(dimethylamino)ethyl]cyclisches Carbamat eine besonders bevorzugte Verbindung, die beispielsweise eine Verbindung gemäß der vorangegangenen Formel mit R&sub2; gleich Methyl, R&sub1; gleich Hydroxyl und R&sub3; gleich 2-Dimethylaminoethyl ist.
Der Ausdruck Alkyl, wie er hierin verwendet wird, steht für geradkettige und verzweigtkettige Radikale, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Methyl, Ethyl, n- Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, und tert- Butyl.
Der Ausdruck Alkoxy, wie er hier verwendet wird, steht für gerad- und verzweigtkettige Sauerstoffetherradikale, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Methoxy, Ethoxy, Isopropoxy, n-Butoxy, sec-Butoxy, Isobutoxy und tert-Butoxy.
Der Ausdruck Acyl, wie er hierin verwendet wird, steht für gerad- oder verzweigtkettige Carbonylradikale, einschließ1ich, aber nicht beschränkt auf Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl und Isobutyryl.
Der Ausdruck Aryl wird hierin verwendet, um substituierte und unsubstituierte aromatische Radikale zu bezeichnen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl.
Überraschenderweise bieten die Verbindungen dieser Erfindung auch eine im Vergleich zu Erythromycin gesteigerte antibiotische Wirksamkeit in vitro und in vivo gegen gewisse Organismen. Weiterhin liefern diese Verbindungen ein verbessertes therapeutisches Verhältnis im Vergleich zu wirkungsstarken Erythromycinderivaten, die dem Stand der Technik angehören. Besonders beachtenswert ist die verminderte Lebergiftigkeit dieser Verbindungen im Vergleich zu Erythromycin A bei Standard Ratten-Hepatocyten-Modellen.
Für wenigstens eine der Verbindungen dieser Erfindung (das bevorzugte N-Dimethylaminoethylcarbamat) wurde mittels eines Tests an empfindlichen Tier-Modellen festgestellt, daß sie eine wesentlich geringere Magen-Darm-Motorik hervorruft und mit weniger Nebenwirkungen verknüpft ist, als die verwandte Erythromycinverbindung. Die gesteigerte Magen- Darm-Motorik wurde bei Makrolidantibiotika gemäß dem Stand der Technik oft beobachtet, wie auch bei anderen Verbindungen dieser Erfindung. Obwohl es sich offensichtlich eher um einen pharmakologischen Effekt des Wirkstoffes als um eine toxische Wirkung handelt, führt diese Nebenwirkung zu einer geringeren Bevorzugung der Verbindungen gemäß dem Stand der Technik, da die erhöhte Motorik als Krämpfe, Übelkeit und/oder Erbrechen hervortreten kann.
Unter "pharmazeutisch verträglich" werden solche Salze und Ester verstanden, welche im Rahmen ärztlichen Ermessens für die Verwendung im Kontakt mit menschlichem und tierischem Gewebe geeignet sind, ohne unangemessen toxisch oder reizend zu sein, oder die unangemessene allergische Reaktionen und ähnliches hervorrufen, die ein angemessenes Nutzen/Risiko-Verhältnis aufweisen, und die für ihre bezweckte Verwendung in der Chemotherapie und Prophylaxe antimikrobieller Infektionen wirksam sind.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in Form von Salzen, die von anorganischen oder organischen Säuren abgeleitet sind, verwendet werden. Zu den am weitesten verbreiteten Salzen und Estern der Makrolidantibiotika gehören das Acetat, Estolat (das Laurylsulfatsalz des Propionatesters), Ethylsuccinat, Gluceptat (Glukoheptonat), Laktobionat, Stearat, und Hydrochlorid-Formen. Andere Salze von Säuren, die in der pharmazeutischen Technik verwendet werden, sind folgende: Adipat, Alginat, Aspartat, Benzoat, Benzolsulfonat, Bisulfat, Butyrat, Citrat, Kamphorat, Kamphersulfonat, Cyclopentanpropionat, Diglukonat, Dodecylsulfat, Etahnsulfonat, Fumarat, Glukonat, Glycerinphosphat, Hemisulfat, Heptonat, Hexanoat, Hydrobromid, Hydrojodid, 2- Hydroxyethansulfonat, Laktat, Malat, Methansulfonat, 2- Naphthalinsulfonat, Nikotinat, Oxalat, Palmoat, Panthotenat, Pektinat, Persulfat, 3-Phenylpropionat, Pikrat, Pivalat, Propionat, Succinat, Tartrat, Thiocyanat, Tosylat und Undekanoat. Obwohl quaternisierte Makrolidverbindungen üblicherweise eine wesentlich geringere in vivo Aktivität als die verwandte Verbindung aufweisen, können basische stickstoffhaltige Gruppen mit solchen Agentien wie niederen Alkylhalogeniden, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylchlorid, Bromiden und Jodiden, Dialkylsulfaten wie Dimethyl-, Diethyl-, Dibutyl- und Diamylsulfaten, langkettigen Halogeniden wie Decyl-, Lauryl-, Myristyl- und Stearylchloriden, -bromiden und -jodiden, Arylalkylhalogeniden wie Benzyl- und Phenethylbromiden und anderen quaternisiert werden. Wasser- oder öllösliche oder - dispergierbare Produkte werden dadurch erhalten.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können oral, parenteral, durch Inhalationsspray, rektal oder örtlich in Dosiereinheitsformen verabreicht werden, die übliche nichtoxische, pharmazeutisch verträgliche Träger, Hilfsstoffe und Transportsubstanzen wie gewünscht enthalten. Der Ausdruck parenteral, wie er hierin verwendet wird, umfaßt subkutane, intravenöse, intramuskuläre, intraartikuläre und intrathekale Injektions- und Infusionsverfahren.
Die tägliche Gesamtdosis der Verbindungen dieser Erfindung, die einem Organismus auf einmal oder in geteilten Dosen verabreicht werden können, kann Mengen von beispielsweise 0,01 bis mg/kg Körpergewicht pro Tag und üblicherweise von 0,1 bis 15 mg/kg Körpergewicht pro Tag umfassen. Die Dosiereinheitszusammensetzungen können solche Mengen oder Untereinheiten davon enthalten, die zusammen die Tagesdosis ausmachen. Dennoch ist ersichtlich, daß das spezifische therapeutisch wirksame Dosisniveau für jeden besonderen Patienten von einer Mehrzahl von Faktoren, die die Aktivität der speziell eingesetzten Verbindung, das Alter, das Körpergewicht, den allgemeinen Gesundheitszustand, den Verabreichungsweg, die Ausscheidungsgeschwindigkeit, die Wirkstoffkombination und die Heftigkeit der jeweilig therapierten Krankheit, umfassen, abhängt.
Diese Erfindung stellt auch pharmazeutische Zusammensetzungen in Dosiereinheitsformen zur Verfügung, die eine wirksame Menge an einer Verbindung dieser Erfindung zusammen mit einem üblichen pharmazeutischen Trägerstoff umfassen. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "pharmazeutischer Trägerstoff" einen festen oder flüssigen Füllstoff, ein Lösemittel oder ein Verkapselungsmaterial. Einige Beispiele der Stoffe, die als pharmazeutische Trägerstoffe dienen können, sind Zucker, so wie Laktose, Glukose und Saccharose, Stärken, so wie Maisstärke und Kartoffelstärke, Zellulose und ihre Derivate so wie Natriumcarboxymethylcellulose, Ethylzellulose und Zelluloseacetat, Tragacanth in Pulverform, Malz, Gelatine, Talkum, Arzneistoffträger wie Kakaobutter und Zäpfchenwachs, Öle wie Erdnußöl, Leinsamenöl, Lacksafloröl, Sesamöl, Olivenöl, Maisöl und Sojabohnenöl, Polyole wie Propylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Mannitol und Polyethylenglykol, Ester wie Ethyloleat und Ethyllaurat, Agar, puffernde Agentien wie Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid, Alginsäure, nichtpyrogenes Wasser, isotonische Kochsalzlösung, Ringerlösung, Ethylalkohol und Phosphatpufferlösungen, wie auch andere nicht-toxische verträgliche Substanzen, die in pharmazeutischen Formulierungen verwendet werden. Netzmittel, Emulgatoren und Schmierstoffe wie Natriumlaurylsulfat und Magnesiumstearat, wie auch färbende Stoffe, Trennmittel, Beschichtungsmittel, Süß-, Geschmacks- und Geruchsstoffe und Konservierungsmittel können auch in den Zusammensetzungen vorhanden sein, gemäß den Absichten des Formulierenden. Die Menge an aktivem Bestandteil, die mit den Trägerstoffen zur Herstellung einer einzelnen Dosierform kombiniert wird, kann je nach behandeltem Organismus und dem besonderen Verabreichungsweg schwanken.
Injizierbare Präparate wie sterile injizierbare wäßrige oder ölige Suspensionen können gemäß bekannter Technik unter Verwendung geeigneter Dispersions-, Netz-, und Suspensionsmittel formuliert werden. Das sterile injizierbare Präpaprat kann auch eine sterile injizierbare Lösung oder Suspension in einem nichttoxischen, parenteral verträglichen Verdünnungs- oder Lösungsmittel sein, wie beispielsweise eine Lösung in 1,3-Butandiol. Zu den verträglichen Transportstoffen und Lösungsmitteln zählen Wasser, Ringerlösung, "U.S.P." und isotonische Natriumchloridlösung. Zusätzlich werden sterile gehärtete Öle üblicherweise als Lösungsmittel oder Suspensionsmedium verwandt. Zu diesem Zweck kann jedwedes milde gehärtete Öl verwendet werden einschließlich synthetischer und halbsynthetischer Mono-, Di-, oder Triglyzeride. Zusätzlich werden Fettsäuren wie Ölsäure bei der Herstellung von injizierbaren Präparaten verwendet.
Zäpfchen für die rektale Verabreichung können durch Vermischen des Wirkstoffes mit einem geeigneten nichtreizenden Arzneistoffträger wie Kakaobutter oder einem Polyethylenglykol, das bei üblichen Temperaturen fest ist und bei den im Darm herrschenden Temperaturen flüssig, und die daher im Rektum unter Freigabe des Wirkstoffs schmelzen, bereitet werden.
Die festen Dosiereinheitsformen zur oralen Verabreichung können Kapseln, Tabletten, Pillen, Puder, Prills und Granalien umfassen. Bei solchen festen Dosierformen kann die aktive Verbindung mit wenigstens einem inerten Verdünner wie Saccharose, Laktose oder Stärke gestreckt werden. Solche Dosierformen können auch, wie es die übliche Vorgehensweise ist, zusätzlich zu den inerten Verdünnern andere Substanzen umfassen, wie beispielsweise Schmiermittel zum Tablettieren und andere Tablettierhilfen wie Magnesiumstearat und mikrokristalline Zellulose. Im Falle von Kapseln, Tabletten und Pillen können die Dosierformen auch Puffer enthalten. Tabletten und Pillen können zusätzlich mit enterischen und anderen die Abgabe steuernden Beschichtungen hergestellt werden.
Flüssige Dosierformen zur oralen Verabreichung können pharmazeutisch verträgliche Emulsionen, Mikroemulsionen, Lösungen, Suspensionen, Sirups und Elixire, die inerte Verdünnungsmittel enthalten, die in der Technik geläufig sind, wie etwa Wasser, umfassen. Solche Zusammensetzungen können auch Hilfsstoffe wie Netzmittel, Emulgatoren und suspendierende Agentien wie auch Süß-, Geschmacks- und Geruchsstoffe umfassen.
Der Ausdruck "Verabreichung" des Antibiotikums oder der Zusammensetzung, wie er hierin verwendet wird, umfaßt die systemische Verwendung wie durch intramuskuläre, intravenöse, intraperitoneale oder subkutane Injektion und die kontinuierliche intravenöse Infusion, sowie die orale Verabreichung desselben, wie auch das örtliche Aufbringen der Verbindungen und Zusammensetzungen am Ort der Infektion oder der potentiellen Infektion.
Mit "einer therapeutisch wirksamen Menge" des Antibiotikums ist hierin eine ausreichende Menge an Verbindung gemeint, um vermeintliche bakterielle oder andere mikrobielle Infektionen zu behandeln oder im Voraus zu vermeiden, bei einem vernünftigen Nutzen/Risiko-Verhältnis, wie es auf jegliche medikamentöse Behandlung anzuwenden ist. Natürlich wird der tägliche Gesamtverbrauch der hierin genannten Zusammensetzungen im Rahmen ärztlichen Ermessens durch den pflegenden Arzt festgelegt. Die tatsächliche Menge an Antibiotikum dieser Erfindung hängt von dem besonderen behandelten Organismus, der Heftigkeit der Infektion, der Dauer der Behandlung, der speziellen Verbindung, vom Umstand, ob ein Ester oder Salz verwendet wird, dem Alter und Gewicht des Patienten und ähnlichen, in der Heilkunst hinläglich bekannten Faktoren ab. Üblicherweise umfassen die Behandlungsspielräume gemäß der vorliegenden Erfindung die Verabreichung an einen Patienten, der einer solchen Behandlung bedarf, von ungefähr 100 Milligramm bis ungefähr 5000 Milligramm (vorzugsweise 500 bis 2000 Milligramm) der Verbindung dieser Erfindung pro Tag in Mehrfachdosen oder, vorzugsweise, in einer Einheitsdosis von ungefähr 250 bis ungefähr 1000 Milligramm.
Üblicherweise werden die Verbindungen dieser Erfindung über eine intramolekulare Michael-Addition dargestellt. Die 6-O-Methylerythromycin-A-11,12-Carbamate (R1 = OH, R2 = CH3) werden ausgehend vom 6-O-Methylerythromycin A (1) auf dem in den Schemata 1 und 2 unten aufgezeigten Weg dargestellt, während die Erythromycin-A-Carbamate (R&sub1; = OH, R&sub2; = H) aus den korrespondierenden Erythromycin A-11,12-cyclischen Carbonaten (10) auf die in Schema 3 unten angegebene Weise dargestellt werden. Demnach werden 6-O-Methyl Erythromycin- A-Verbindungen mit Acetanhydrid und Triethylamin (Ac&sub2;O/TEA) unter Bildung des 2'-Acetats umgesetzt, und der Cladinose- Zucker wird durch Acylierung mit Benzylameisensäurechlorid und 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) bei -20ºC geschützt. Die erhaltene Verbindung ist ein 11,12-Diol, welches in das Carbonat und dann in ein Acylimidazol unter Verwendung eines Überschusses an Natriumhexamethyldisilazid [NaN(TMS)&sub2;, auch genannt Natriumbistrimethylsilylamid] bei einer Temperatur von -35ºC und einem Überschuß an Carbonyldiimidazol (CDI) bei Raumtemperatur überführt wird. Ammonolyse des Produkts liefert das 12-O-Carbamat (7), welches mit Kalium-t- Butanolat in Tetrahydrofuran (THF) zwischen -5ºC und 5ºC umgesetzt wird und das cyclische Carbamat ergibt. Wenn ein substituiertes Amin anstelle von Ammoniak verwendet wird, braucht kein Kalium-t-Butanolat eingesetzt zu werden, und die korrespondierenden N-substituierten Carbamate werden durch Reaktion in Dimethylformamid (DMF) bei Raumtemperatur erhalten. Wenn das eingesetzte Amin flüssig ist, kann das Lösemittel ganz weggelassen werden. Die Schutzgruppen werden durch Methanolyse in der 2'-Position entfernt, gefolgt von Reduktion mit H&sub2;/Pd/C, was die gewünschten Verbindungen (9) liefert.
Erythromycin A 11,12-cyclische Carbonate (10) werden in der 2'-Position auf die oben beschriebene Weise acyliert, mit Tetramethylguanidin unter Rückfluß erhitzt und dann mit Benzylchlorameisensäureester und DMAP unter Lieferung des ungesättigten Ketons (11) umgesetzt. Diese Zwischenstufe wird mit einem Überschuß an NaN(TMS)&sub2; und CDI in das Acylimidazol (12) überführt, und er verbleibende Teil des Synthesewegs gleicht dem wie bei den 6-O-Methylverbindungen. Scheme 1 Scheme 2 Scheme 3
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Synthese und die Verwendung der Verbindungen und Zusammensetzungen dieser Erfindung, ohne den Schutzbereich derselben einzuschränken.

Beispiel 1

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N- methoxyethoxypropyl)-cyclisches Carbamat

Diese Verbindung wurde nach dem folgenden Verfahren dargestellt:
100,4 g an 6-O-Methylerythromycin A wurden zu 500 ml Methylenchlorid und 16,29 g TEA hinzugegeben. Diese Mischung wurde auf 40ºC gekühlt und Acetanhydrid tropfenweise hinzugefügt. Das Kühlbad wurde entfernt und man ließ die Mischung absitzen, bis die DC-Probe anzeigte, daß die Reaktion vervollständigt war. Die Reaktion wurde dann mit 0,5 M NaH&sub2;PO&sub4; gelöscht und die wäßrige Phase wurde drei mal mit Chloroform extrahiert. Die vereinigten Chloroform- Extrakte wurden über MgSO&sub4; getrocknet und zur Trockne aufkonzentriert und ergaben 94,8 g des acylierten Produkts. Das Rohprodukt wurde aus Acetonitril umkristallisiert und in einem Vakuumtrockenschrank bei 50ºC getrocknet, was 80,94 g (73% Ausbeute) an 2'-Acetylverbindung lieferte.
80,13 g obigen Produkts wurden mit 600 ml Methylenchlorid und 49,55 g DMAP vereinigt. Die resultierende Lösung wurde auf -40ºC abgekühlt und 51 ml Chlorameisensäureester wurden unter Rühren tropfenweise hinzugefügt. Nach einer Stunde hatte sich die Mischung auf -20ºC erwärmt. Nach 24 Stunden zeigte die DC-Probe an, daß die Reaktion noch unvollständig war, und 10 g zusätzliches DMAP wurden hinzugefügt; die Mischung wurde auf -35ºC gekühlt und 10 ml zusätzlicher Benzylchlorameisensäureester tropfenweise hinzugefügt. Man ließ dann die Mischung sich bis auf -20ºC erwärmen. Nach Lagerung bei -20ºC für 2 Tage wurde die Reaktion mit 300 ml 50%iger Sodalösung gelöscht. Die Mischung wurde eine Stunde lang gerührt, die Schichten wurden getrennt, und die organische Phase wurde mit Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO&sub4; getrocknet. Die Lösung wurde bis zur Trockne aufkonzentriert und der rohe Feststoffaus Acetonitril umkristallisiert und in einem Vakuumtrockenschrank bei 50ºC ungefähr drei Tage getrocknet, was 81,72 g der 2'-Acetyl-4''-CBZ-Verbindung als weißen Feststoff ergab.
10,375 g obiger Verbindung wurden in 200 ml trockenem THF gelöst und die Lösung auf -30ºC abgekühlt. 14,6 ml NaN(TMS)&sub2; wurden hinzugefügt und die Lösung ungefähr 1/2 Stunde gerührt. 7,27 g CDI, gelöst in 200 ml THF, wurden tropfenweise hinzugefügt; die Reaktionsmischung erwärmte sich auf RT und wurde über Nacht stehen gelassen. Die Reaktion wurde mit 150 ml NaHPO&sub4; gelöscht und mit 500 ml Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde zwei mal mit 400 ml-Potionen Kochsalzlösung gewaschen, über MgSO&sub4; getrocknet und zur Trockne aufkonzentriert, was ungefähr 12 g Rohprodukt lieferte. Der rohe Feststoff wurde an einer Silicagel Säule mit 10% Methanol in Ethylacetat als Laufmittel chromatographiert. Die Fraktionen 105 bis 150 ergaben 4,43 g des gewünschten Acylimidazols, während die Fraktionen 80-101 das cyclische Carbonat ergaben.
0.99 g obigen Acylimidazols und 3,0 ml 3-(2- Methoxy)ethoxypropylamin wurden bei RT 3 Stunden gerührt. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 0,5 M NaHPO&sub4;-Lösung gelöscht und das Produkt mittels Extraktion mit Chloroform extrahiert. Das Rohprodukt wurde durch Umkristallisation aus reinem Ethylacetat bei -10 ºC gereinigt und ergab 310 mg eines weißen Feststoffs. Ein zweiter Ansatz von 120 mg wurde erhalten und die Mutterlauge durch Säulenchromatographie unter Verwendung von 3% Methanol in Chloroform gereinigt, was eine Endmenge von 300 mg Produkt bei einer Gesamtausbeute von 730 mg (73%) lieferte. SMP 188-190 C.
720 mg des obigen Makrolids wurden in 20 ml Methanol suspendiert und 4 Tage gerührt. Das Methanol wurde dann abgedampft und das Rohprodukt mit Wasserstoff über Pd/C zur Entfernung der 4''-CBZ-Gruppe (700 mg 20% Pd/C in 100 ml MeOH bei 4 atm H&sub2; zwei Stunden lang) reduziert. Das Lösungsmittel wurde abfiltriert und abgedampft und man erhielt 532 mg rohes 11-Desoxy-6-O-Methylerythromycin-A 11,12-(N-Methoxyethoxypropyl)-cyclisches Carbamat als weißen Feststoff. Diese Substanz wurde mittels Flash- Chromatographie mit 9 : 1:0,1 Chloroform:Methanol: Ammoniumhydroxid als Laufmittel gereinigt. Die gewünschte Verbindung wurde in den Fraktionen 15-24 ausgewaschen. Smp.: 189-191 C.

Beispiele 2-21

Die folgenden Verbindungen wurden mittels des allgemeinen Verfahrens nach Beispiel 1 unter Verwendung des betreffenden Amins dargestellt:
2. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12- cyclisches Carbamat.
3. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- benzyl)-cyclisches Carbamat.
4. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- methyl)-cyclisches Carbamat.
5. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- cyclopropyl)-cyclisches Carbamat.
6. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- isopropyl) -cyclisches Carbamat.
7. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- propyl)-cyclisches Carbamat.
8. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromicin-A-11,12-[N-(4- methyl)butyl]-cyclisches Carbamat.
9. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-[N-(2- dimethylamino)ethyl]-cyclisches Carbamat.
10. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N- aminoethyl)-cyclisches Carbamat.
11. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-[N-3-(3- aminopropyl)aminopropyl]-cyclisches Carbamat.
12. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A11,12-[N-(3- dimethylamino)propyl]-cyclisches Carbamat.
13. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A11,12-[N-2-(4- methylpiperazinyl)ethyl]-cyclisches Carbamat.
14. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A11,12-[N- alpha-aminopentanoyl]-cyclisches Carbamat.
15. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N-3- hydroxypropyl)-cyclisches Carbamat.
16. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N-2- hydroxyethyl)-cyclisches Carbamat.
17. 11-Desoxy-6-O-methyl-Erythromycin-A-11,12-(N-2- (hydroxy)ethoxyethyl)cyclisches Carbamat.
Die nachfolgenden Verbindungen wurden ausgehend von dem entsprechenden 11,12-cyclischen Carbonat dargestellt:
18. 11-Desoxyerythromycin-A-11,12-cyclisches Carbamat.
19. 11-Desoxyerythromycin-A-11,12 (N-methyl)-cyclisches Carbamat.
20. 11-Desoxyerythromycin-A-11,12-(N-3-hydroxypropyl)cyclisches Carbamat.
21. 11-Desoxyerythromycin-A-11,12-[N-(2- dimethylamino)ethyl]-cyclisches Carbamat.
Die Struktur jeder Verbindung wurde mittels ¹H-NMR, ¹³CNMR, Elementaranalyse und/oder hochauflösenden Massenspektren bestätigt.

Beispiel 22

Das antimikrobielle Wirkungsspektrum der Verbindungen nach den Beispielen 1-7 wurde nach dem folgenden Verfahren getestet:
Es wurden zwölf Petrischalen bereitet, die eine wäßrige Verdünnungsreihe der zu testenden Verbindung, gemischt mit 10 ml sterilem Hirn-Herz-Infusions-Agar (BHI- Agar, Difco 0418-01-5) enthielten. Jede Agarplatte wurde mit 1 : 100-Verdünnungen (oder, bei langsam wachsenden Stämmen, vorwiegend bei Micrococcus und Streptococcus, 1 : 10- Verdünnungen) von bis zu 32 verschiedenen Mikroorganismen unter Verwendung eines Steers replicator block angeimpft. Zusätzlich wurde eine Kontrollplatte mit BHI-Agar ohne zu testende Verbindung bereitet und am Anfang und am Ende von jedem Test inkubiert.
Eine zusätzliche Platte mit einer Verbindung bekannter Wirkungsmuster für die Testorganismen, die zu derselben Antibiotikumsklasse wie die Testverbindung gehört, wurde ebenfalls bereitet und als zusätzliche Kontrolle mitinkubiert, auch, um die Vergleichbarkeit der einzelnen Tests untereinander zu prüfen. Zu diesem Zweck wurde Erythromycin A eingesetzt.
Nach der Inkubation wurde jede Platte ausgewertet. Die MIC (mittlere Inhibitionskonzentration) ist definiert als die niedrigste Wirkstoffkonzentration, die zu fehlendem Wachstum, einem leichten Schatten, oder wenigen isolierten Kolonien an der Impfstelle, wenn mit der Blindprobe verglichen, führt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angezeigt:

Tabelle 1

Verbindung aus Beispiel 1

Organismus

Verbindung aus Beispiel 2

Organismus
Organismus

Verbindung aus Beispiel 3

Organismus

Verbindung aus Beispiel 4

Organismus

Verbindung aus Beispiel 5

Organismus

Beispiel 23

Auf die Weise nach Beispiel 22 wurde die Wirksamkeit der Verbindungen dieser Erfindung gegen zahlreiche Stämme von Haemophilus influenzae getestet. Die Resultate waren wie folgt: Tabelle 2 Verbindung MIC (ug/ml) von Beispiel Stamm
Obwohl die MIC von Erythromycin A bei diesem Test nicht gleichzeitig bestimmt wurde, weist Erythromycin A typischerweise eine MIC von 1 bis 4 Mikrogramm pro ml gegen diese Organismen auf.

Beispiel 24

Es wurde die in vitro Lebergiftigkeit der Verbindungen dieser Erfindung bestimmt. Die Verbindungen wurden mit parenchymalen Leberzellen inkubiert und sowohl das Filtratmedium als auch der Zell-Überstand auf Laktatdehydrogenaseaktivität nach standardverfahren untersucht. Die LDH-Aktivität korreliert erwiesenermaßen mit dem Zerreißen der Zellmembran und wird als zuverlässiger Indikator für Zellschädigung betrachtet. Das Verhältnis aus der LDH-Aktivität des Filtratmediums zu der Summe aus der zellulären LDH-Aktivität und der des Mediums wird als Prozentsatz berechnet. Dieser Index wurde zur Abschätzung des Giftigkeitsgrades des Wirkstoffes verwendet. Die LDH- Indices für die Verbindungen dieser Erfindung waren signifikant niedriger als die der korrespondierenden 11,12- cyclischen Carbonate, und wenigstens eine war besser als Erythromycin A, welches für gewöhnlich als die am wenigsten giftige aktive Erythromycinverbindung betrachtet wird.

Beispiel 25

Die Verbindungen dieser Erfindung wurden auf die Stimulierung der Magen-Darm-Motorik in einem Hundemodell nach intravenöser Verabreichung von 4 mg/kg getestet. Die Darmkontraktionen wurden mit chirurgisch implantierten Spannungsmessern aufgezeichnet. Die Kontraktionswerte wurden nach der Methode von Jacoby, et al. ermittelt, wie im Artikel "Gastrointestinal Actions of Metoclopramide." Gastroenterology, Vol. 52, No. 4 (1967), pp. 676-684 beschrieben, indem der Heftigkeit jeder aufgezeichneten Kontraktion in einem einstündigen Zeitraum nach Verabreichung der Testverbindung ein numerischer Wert zugewiesen wurde. Ein Index für die Magen-Darm-Motorik wurde als das Verhältnis der Kontraktibilitätswerte der Testverbindung und aus den Werten für Erythromycin A- Laktobionat ermittelt. Die Verhältnisse wurden für Magen, Duodenum und Jejunum berechnet, und es wurde ein arithmetischer Endmittelwert ermittelt und in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Magen-Darm-Motorikindex Substituent EryA 6-O-Me-Ery A keiner 11,12-N-Methyl-cyclisches Carbamat 11,12-cyclisches Carbamat 11,12-N-Dimethylaminoethylcyclisches Carbamat
Die intravenöse Verabreichung von 4 mg/kg an Erythromycin A und 6-O-Methylerythromycin A-Laktobionat führte zu einer ausgeprägten Stimulierung von Magen, Duodenum, Jejunum und Ileum. Die intravenöse Verabreichung von 4 mg/kg des 11,12-N-Dimethylaminoethylcarbamates letzterer Verbindung führte zu einer vernachlässigbaren merklichen Stimulierung der gastrointestinalen Gewebe. Dies zeigt, daß einige Verbindungen dieser Erfindung bei diesem Dosisniveau keine oder deutlich weniger Gastrointestinale Stimulierung verursachen als die Stammverbindungen.

Beispiel 26

Akute Mäuseschutz-Aktivität von 11-Desoxy-6-O- methylerythromycin A-cyclischem Carbamat

Der akute Mäuseschutztest wurde mit zehn Mäusen für jedes von drei Dosisniveaux des Wirkstoff es durchgeführt. Die Mäusesterblichkeit wird zur Berechnung eines ED&sub5;&sub0;-Wertes eingesetzt, beispielsweise die Wirkstoffdosis, die zum Schutz von 50% der Testtiere gegen Tod durch die von dem Inoculum ausgehende Gefahr benötigt wird.
Der akute Mäuseschutztest wird mit weiblichen liefern. Zur Überprüfung der Heftigkeit des Inoculums, wird eine Titration des angegebenen Testorganismus in Kontrolltieren vorgenommen. Der Behandlungsgruppe von Tieren wird die Testverbindung nach einer und nach fünf Stunden nach Infizierung verabreicht, und sie wird dann 7 Tage beobachtet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle 4

Organismus: Staph. aureus NCTC 10649
Kulturmedium: BHI
Dosiermedium: PBS
Dosierweg: Oral

Testverbindung EryA

Dosierung (mg/kg)/# Mortifikation: 9.4/10 15.6/10
62.5/7 37.5/4
150.0/0 250.0/0
ED&sub5;o (mg/kg/Tag): 34.4 75.7
Obere Vertrauensgrenze: 46.4 109.6
Untere Vertrauensgrenze: 25.5 52.2
Organismus: Stach. aureus NCTC 10649
Kulturmedium: BHI
Dosiermedium: Carboxymethylcellulose
Dosierweg: Oral

Testverbindung EryA

Dosierung (mg/kg)/# Mortifikation: 9.4/10 15.6/8
62.5/7 37.5/5
150.0/0 250.0/0
ED&sub5;&sub0; (mg/kg/Tag): 45.2 48.8
Obere Vertrauensgrenze: 65.4 91.9
Untere Vertrauensgrenze: 31.3 26.0
Organismus: Staph. aureus NCTC 10649
Kulturmedium: BHI
Dosiermedium: Injizierte Lösung
Dosierweg: Subkutan

Testverbindung Ery A

Dosierung (mg/kg)/# Mortifikation: 2.5/9 2.5/10
10.0/l 10.0/6
40.0/0 40.0/0
ED&sub5;&sub0; (mg/kg/Tag): 5.0 10.9
Obere Vertrauensgrenze: 7.9 14.7
Untere Vertrauensgrenze: 3.2 8.1

Claims

1. Eine Verbindung der Formel

wobei R&sub1; wählbar ist aus Hydroxyl oder O-Acyl von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, R&sub2; ist Wasserstoff oder Methyl und R3 ist Wasserstoff, Hydroxyl, gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl, gerad- oder verzweigtkettiges Alkoxy, Heteroalkyl, Heteroaryl, substituiertes und unsubstituiertes Phenyl, 1- Naphthyl und 2-Naphthyl, gerad- oder verzweigtkettiges Acyl oder Sulfonyl und pharmazeutisch verträgliche Salze dieser.

2. Eine Verbindung nach Anspruch 1, wobei R&sub2; Methyl ist.

3. 11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,2-(N- methoxyethoxypropyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-benzyl) cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-cyclopropyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-(4- methyl)butyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-(2- dimethylamino)ethyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-aminoethyl) cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-3-(3- aminopropyl)aminopropyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-(3- dimethylamino)propyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-2-(4- methylpiperazinyl)ethyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-alphaaminopentanoyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-3- hydroxypropyl)cyclisches Carbamat,

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-2-hydroxyethyl) cyclisches Carbamat;

11-Desoxy-6-O-methylerythromycin A-11,12-(N-2-(2- hydroxy)ethoxyethyl)cyclisches Carbamat;

11-Desoxyerythromycin A-11,12-(N-3-hydroxypropyl) cyclisches Carbamat.

4. Eine pharmazeutische Zusammensetzung in Form einer Dosierungseinheit, die eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung nach den Ansprüchen 1-3 zusammen mit einem pharmazeutischen Träger umfaßt.

5. Die Verwendung einer Verbindung gemäß Ansprüchen 1-3 zur Bereitung eines Wirkstoffes zur Behandlung und Prophylaxe bakterieller und anderer mikrobiologischer Infektionen bei Menschen und Tieren, die einer solchen Behandlung bedürfen.

6. Ein Verfahren zur Darstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, das die Schritte umfaßt:

1.) Umsetzung einer Erythromycinverbindung der Formel

mit einem acylierenden Agens, um die 2'-Position mit einer Acylgruppe von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen zu verestern;

2.) Umsetzung des Produkts aus Schritt 1 mit Carbobenzoxychlorid unter Bildung eines 11,12-Diols mit einer Benzyloxycarbonylgruppe in 4''-Position;

3.) Umsetzung der geschützten Diolverbindung aus Schritt 2 mit überschüssigem NaN(TMS)2 bei einer Temperatur von ungefähr -40 bis ungefähr -20ºC und überschüssigem Carbonyldiimidazol (CDI) bei einer Temperatur von ungefähr 0ºC bis Raumtemperatur während einer Zeitdauer, die für die Bildung eines 12-Acylimidazols ausreichend ist;

4.) Umsetzung des Acylimidazols aus Schritt 3 mit Ammoniak oder einem Amin der Formel NH&sub2;R&sub3;, wobei R&sub3; Wasserstoff, Hydroxy, gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl, gerad- oder verzweigtkettiges Alkoxy, Heteroalkyl, Heteroaryl, substituiertes und unsubstituiertes Phenyl, 1- Naphthyl und 2-Naphthyl, gerad- oder verzweigtkettiges Acyl oder Sulfonyl ist;

5.) Abspalten der Acylgruppe in der 2'-Position durch Methanolyse, sofern R&sub1; Hydroxyl ist; und

6.) Abspalten der 4''-Benzyloxycarbonylgruppe durch Reduktion mit Wasserstoff.