DE3787451T2

DE3787451T2 - Antibakterielles Mittel für Anwendung bei Säugetieren mit Cephalosporinverbindungen als effektiven Bestandteil.

Info

Publication number: DE3787451T2
Application number: DE87118806T
Authority: DE
Inventors: Shinichi C O Pharmaceut Kondo; Toshiaki Kudo; Yasushi C O Pharmaceut R Murai; Ken C O Pharmaceut R Nishihata; Tsuneo C O Pharmaceut Okonogi; Seiji C O Pharmac Re Shibahara; Takashi Yoshida
Original assignee: Meiji Seika Kaisha Ltd
Current assignee: Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2007-12-19
Also published as: CN87101155A; JPS63154622A; EP0271916A3; CN1019493B; IE62104B1; CA1307206C; EP0271916B1; EP0271916A2; IE873442L; DE3787451D1; KR950011742B1; US4810702A; ATE94551T1; ES2058097T3; KR880007543A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf antibakterielle Mittel zur Verwendung in Säugetieren einschließlich Menschen, die als Wirkstoff Cephalosporin-Verbindungen mit einer 2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2{(1S)-Carboxyethoxyimino}acetyl-Gruppe in 7- Stellung in der Seitenkette und einer 1-Ethylpyridinium-4- ylthiomethyl-Gruppe in 3-Stellung in der Seitenkette oder nicht-toxische Salze daraus umfassen.
Antibakterielle β-Lactam-Mittel, vertreten durch Penicillin und Cephalosporin, sind am meisten zur Verwendung in Säugetieren einschließlich Menschen gebraucht worden. Ein ernstes Problem aus klinischer Sicht ist gegenwärtig das Auftreten von Bakterien, die resistent gegen antibakterielle β- Lactam-Mittel sind, verursacht durch den häufigen Gebrauch von antibakteriellen β-Lactam-Mitteln.
In den letzten Jahren wurden Cephalosporine, die wirksam gegen diese resistenten Bakterien sind, erforscht und Verbindungen, die eine α-Dimethylcarboxymethoxyiminoaminothiazolessigsäure in 7-Stellung in der Seitenkette besitzen und die wirksame Aktivität gegen Pseudomonas Aeruginosa zeigen, sind im westdeutschen Patent Nr. 2,921,316 offenbart. Andererseits sind Cephalosporine, die eine breitere und wirksamere Aktivität gegen resistente Gram-positive und Gram-negative Bakterien haben in der ungeprüft veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 192394/82 offenbart. Ein gemeinsames Merkmal dieser Verbindungen besteht darin, daß Pyridin oder ein substituiertes Pyridin an die 3-Stellung von Cephalosporin in Form eines quaternären Salzes in 3- Stellung in der Seitenkette gebunden ist.
Ein Problem bei der Erforschung eines verbesserten antibakteriellen Cephalosporin-Mittels, einschließlich dem bekannten Stand der Technik, liegt darin, daß die Aktivität gegen Pseudomonas Aeruginosa reduziert ist, wenn die antibakterielle Aktivität gegen Gram-positive Bakterien erhöht ist, während die antibakterielle Aktivität gegen Gram-positive Bakterien reduziert ist, wenn die bakterielle Aktivität gegen Pseudomonas Aeruginosa erhöht ist.
Zur Lösung des Problems stellten die Erfinder Cephalosporin- Verbindungen her, die das asymmetrische Zentrum in dem Alkoxy-Anteil der α-Alkoxyiminoaminothiazolessigsäure haben, die in 7-Stellung in der Seitenkette vorhanden ist, und eine 1-Alkyl-Pyridinium-4-ylthiomethyl-Gruppe in 3-Stellung haben, die wirksam gegen Bakterien einschließlich eines breiten Bereiches von resistenten Bakterien sind und meldeten dazu eine Patentanmeldung als japanische Patentanmeldung Nr. 269984/85 (offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 126189/87) an. Daraufhin erforschten die Erfinder die Stereochemie des Alkoxyimino-Anteils und den Alkoxy-Anteil der 1-Alkyl-Pyridinium-4-ylthiomethyl-Gruppe gegen resistente Bakterien, führten detailliertere Tests auf antibakterielle Aktivität durch und führten Tierversuche in einem breiteren Bereich durch, und lieferten brauchbarere Verbindung wie antibakterielle Mittel für Säugetiere einschließlich Menschen, um das Problem zu lösen.
Die Erfindung bezieht sich auf antibakterielle Zusammensetzungen zur Verwendung in Säugetieren einschließlich Menschen, die als Wirkstoffe Cephalosporinderivate, dargestellt durch die folgende Formel (I):
worin n gleich 1,0 bis 4,0 ist, oder nicht-toxische Salze daraus umfassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse einer Sensitivitätsverteilung für klinisch isolierte Pneumobazillen zeigt, die in Testbeispiel 2 unter Verwendung von 128 Klebsiella Pneumoniae- Stämmen erhalten wurden, worin , , und die Verbindung der Erfindung, bzw. HR-810 und CAZ anzeigen;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse einer Sensitivitätsverteilung für eine klinisch isolierte Variante zeigt, die in Testbeispiel 3 unter Verwendung von 75 Proteus Vulgaris-Stämmen erhalten wurden, worin , , und die Verbindung der Erfindung, bzw. HR-810 und CAZ anzeigen;
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse einer Sensitivitätsverteilung für klinisch isoliertes Pseudomonas Aeruginosa unter Verwendung von 100 Pseudomonas Aeruginosa-Stämmen zeigt, worin , , und die Verbindung der Erfindung, bzw. HR-810 und CAZ anzeigen;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse zeigt, die durch Messen der Blutplasmakonzentration im Zeitverlauf in Testbeispiel 7 erhalten wurden, worin - und . . . die Verbindung der Erfindung bzw. CAZ anzeigen;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse zeigt, die durch Messen der Serumkonzentration im Zeitverlauf in Testbeispiel 8 erhalten wurden, worin - und . . . die Verbindung der Erfindung bzw. CAZ anzeigen.
Die hier verwendeten nicht-toxischen Salze beziehen sich auf Alkalimetallsalze wie Natriumsalz oder Kaliumsalz; basische Aminosäuresalze; oder saure Additionssalze wie Hydrochlorid, Sulfat, Methansulfat, Acetat, saure Aminosäuresalze etc.
Verschiedene Eigenschaften der durch Formel (I) dargestellten Verbindungen oder nicht-toxischer Salze davon gemäß der Erfindung eignen sich besser als antibakterielle Mittel, als analoge Verbindungen, wie unten im Vergleich mit bekannten Verbindungen erläutert wird. Verbindung I der Erfindung als Wirkstoff:
(6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-{(1S)-carboxyethoxyimino}acetamido]-3-(1-ethylpyridinium-4-ylthiomethyl)ceph-3-em-4-carboxylat-Mononatriumsalz.

Vergleichsbeispiel: CAZ

(6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(2-methylcarboxyisopropoxyimino)acetamido]-3-pyridinium-1-ylmethyl-ceph-3- em-4-carboxylat (diese Verbindung ist handelsüblich unter einem gebräuchlichen Namen, Ceftazidin, und ist in dem deutschen Patent Nr. 2,921,316 offenbart).

Vergleichsverbindung: HR-810

(6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(methoxyimino)acetamido]-3-cyclopentenopyridinium-1-ylmethyl-ceph-3-em-4-carboxylat (diese Verbindung ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 192394/82 offenbart.

Testbeispiel 1 (antibakterielle Aktivität in vivo)

Die minimale bakteriostatische Konzentration (minimum groth inhibitory concentration) MIC gegen verschiedene Bakterien wurde in einer Bakterienzahl von 10&sup6; CFU/ml unter Verwendung des Mediums SDA® (NISSUI) gemäß der Japan Chemotherapy Association gemessen.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt: Tabelle 1 Minimale bakteriostatische Konzentration (Minimum Groth Inhibitory Concentration MIC) Getestete Bakterien Verbindung der Erfindung Staphylococcus aureus Smith (I) Staphylococcus epidermidis Bacillus subtilis Escherichia coli Citrobacter freundii Pseudomonas aeruginosa

Testbeispiele 2 bis 4

Verfahren:

Die minimale bakteriostatische Konzentration (MIC) von verschiedenen aus Patienten klinisch isolierten Bakterien wurde jeweils in ähnlicher Art und Weise wie in Testbeispiel 1 gemessen und ihr Prozentgehalt zu allen Stämmen, um die bakteriostatische Konzentration zu erreichen, wurde akkumulierend ausgedrückt.

Testbeispiel 2

Sensitivitätsverteilung für klinisch isolierte Pneumobazillen. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt.

Testbeispiel 3

Sensitivitätsverteilung für klinisch isolierte Variante. Die Ergebnisse werden in Fig. 2 dargestellt.

Testbeispiel 4

Sensitivitätsverteilung für klinisch isoliertes Pseudomonas Aeruginosa. Die Ergebnisse werden in Fig. 3 dargestellt.

Testbeispiel 5

Akuter Toxizitätstest: 75 mg einer jeden Testverbindung wurden in 0,4 ml physiologischer Kochsalzlösung gelöst. Die Lösung wurde in die Schwanzvene von männlichen Mäusen des ICR-Stamms (mittleres Körpergewicht 25 g, 5 Wochen alt) eingebracht, wobei eine Gruppe aus drei Mäusen bestand.
Im Ergebnis überlebten alle Gruppen, denen Verbindung I, CAZ, HR-810 verabreicht wurde und es bestätigte sich, daß jede dieser Verbindungen LD&sub5;&sub0; von 4 g/kg oder höher zeigte.

Testbeispiel 6

Wirkung zur Verhinderung von Infektionen: die Kulturlösung eines jeden Testbakteriums wurde auf eine in der Tabelle angegebene Bakterienkonzentration eingestellt und dann mit 2,5% (W/V) Mucin supplementiert. Die Lösung wurde männlichen Mäusen des ICR-Stamms (mittleres Körpergewicht 20 g, 4 Wochen alt), wobei eine Gruppe aus acht Mäusen bestand, in einer Dosis von 0,5 ml intraperitonal verabreicht, um experimentell eine Infektion hervorzurufen. Jede Testverbindung wurde eine Stunde später subkutan verabreicht (vorausgesetzt, daß sie im Fall von Pseudomonas Aeruginosas eine Stunde und drei Stunden später gegeben wurde). Beobachtungen wurden sieben Tage lang gemacht. Der Präventivwirkungswert ED&sub5;&sub0; wurde durch das Verfahren von Miller und Taiter bestimmt und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Getestete Bakterien Impfstoffmenge (FU/Maus) Verbindung (mg/Maus) Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Klebsiella pneumoniae

Testbeispiel 7

Konzentration im Blutplasma (Ratte): eine Testverbindung wurde in physiologischer Kochsalzlösung in einer Konzentration von 20 mg/ml gelöst. Die Lösung wurde in die Schwanzvene von männlichen Ratten des Stammes SD (mittleres Körpergewicht 325 g), wobei eine Gruppe aus 4 Ratten bestand, in einer Dosis von 1 ml/kg gegeben. Blut wurde im Verlauf der Zeit aus der Oberschenkelarterie gesammelt und Blutplasma aus dem Blut isoliert. Die Konzentration der Testverbindung im Blutplasma wurde quantitativ mittels Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie analysiert.
Die Konzentrationsänderung im Verlauf der Zeit ist in Fig. 4 dargestellt.

Testbeispiel 8

Konzentration im Serum (gewöhnliches Seidenäffchen): eine Testverbindung wurde in 0,05 M Phosphatpuffer (pH 6,5) in einer Konzentration von 2,0 mg/ml gelöst. Die Lösung wurde intramuskulär weiblichen Seidenäffchen in einer Dosis von 5 ml/kg verabreicht, wobei eine Gruppe aus zwei Äffchen bestand.
Blut wurde aus der Oberschenkelarterie im Verlauf der Zeit gesammelt und das Serum wurde von dem Blut getrennt und anschließend mittels eines Bio-Assays unter Verwendung von Escherichia Coli K-12 HW 8236 als Analysebakterium guanitativ analysiert.
Wie aus den vorangegangenen Testbeispielen deutlich wird, weist das antibakterielle Mittel, das die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung als Hauptbestandteil gemäß der Erfindung umfaßt, die antibakterielle Aktivität innerhalb eines breiten Bereichs von Gram-positiven Bakterien, vertreten durch Staphylococcus Aureus, bis zu Gram-negativen Bakterien, vertreten durch Escherichia Coli und Pseudomonas Aeruginosa auf. Wie insbesondere durch die Sensitivitätsverteilung für klinisch isolierte Stämme verdeutlicht wird, weist die Verbindung der Erfindung eine viel bessere antibakterielle Aktivität über einen breiten Bereich auf, selbst wenn man sie mit bekannten Verbindungen vergleicht, die verschiedene Substituenten in 7-Stellung und in 3-Stellung in der Seitenkette haben.
Außerdem hat die Verbindung der Erfindung geringe Toxizität und wird schnell in Blut und Organe übertragen und besitzt eine ausreichende Haltbarkeit in einer Konzentration, bei der die antibakterielle Aktivität vorliegt, wie aus den verschiedenen Tierversuchen deutlich wird.
Eine derartig ausgezeichnete antibakterielle in vivo-Aktivität und Übertragbarkeit in den lebenden Körper wird durch den Effekt wiedergegeben, Infektionen gegen experimentelle Infektionskrankheiten in Testbeispiel 6 zu verhindern. Verglichen mit bekannten Verbindungen übt die Verbindung der Erfindung eine Wirkung auf Escherichia Coli, Pneumobazillen und Pseudomonas Aeruginosa auf, in gleichem Maße oder stärker als diese.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wird, sind die antibakteriellen Mittel, die die Verbindung der Erfindung umfassen, brauchbar zur Behandlung von Infektionen von Säugetieren einschließlich Menschen.
Die Dosierung des antibakteriellen Mittels der Erfindung variiert, abhängig von Alter, Körper, Kondition, Weg der Verabreichung, Zeitpunkt der Verabreichung, oder ähnlichem, das antibakterielle Mittel wird jedoch gewöhnlich intravenös oder intramuskulär in einer Dosis von 0,5 bis 3 g/Tag, vorzugsweise 1 bis 2 g/Tag, als der Wirkstoff, einmal oder getrennt zu verschiedenen Zeiten, verabreicht.
Die Additionssalze der Cephalosporinderivate, dargestellt durch die allgemeine Formel (I) sind neu und können gemäß den folgenden Vergleichsbeispielen hergestellt werden.

Vergleichsbeispiel 1

Herstellung der Ausgangsverbindung (für Cephalosporin mit der Seitenkette in 7-Stellung:
2,16 g Benzhydryl-L-lactat wurden in 11 ml Dimethylformamid gelöst. Nach Abkühlen der Lösung auf -40ºC wurden 0,8 ml Sulforylchlorid zugegeben und anschließend wurde eine Stunde lang gerührt. Danach wurde die Reaktionslösung mit Ethylacetat und einer wäßrigen Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann bis zur Trockne eingeengt, um 1,8 g Benzhydryl-(2R)-2-chloropropionat zu ergeben. Dieser Ester wurde mit 3,1 g Allyl-(Z)-2-hydroxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetat, hergestellt in ähnlicher Art und Weise, wie in der Beschreibung der unveröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 149289/80, in 16 ml Dimethylsulfoxid über Nacht bei Raumtemperatur in der Gegenwart von 1,8 g Kaliumcarbonat umgesetzt. Die Reaktionslösung wurde mit Eiswasser und Ethylacetat getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert. Der Rückstand wurde in 30 ml Methylenchlorid gelöst. Der Lösung wurden 182 mg Triphenylphosphin und 34 mg Tetrakistriphenylphosphinpalladium zugegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde eine Lösung aus 1,26 g Kalium-2-ethylhexanoat in Ethylacetat hinzugegeben. Nach Rühren bei Raumtemperatur für zwei Stunden wurden 45 ml Isopropylether zugegeben und die Mischung wurde bei 0ºC über Nacht stehengelassen. Die erhaltenen Präzipitate wurden in Ethylacetat-acidischem Wasser (pH 2,8) getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert, um 2,13 g 2-(2-Tritylaminothiazol-4-yl)-2-{(1S)-1-diphenylmethoxycarbonylethoxyimino}- Essigsäure zu ergeben.
[α]D²³ -10,2 (c = 5,0, CHCl&sub3;).

Vergleichsbeispiel 2

Herstellung von Verbindung-(I)-triflouracetat:

2,1 g des in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Aminothiazolessigsäurederivats und 2 g P-Methoxybenzyl-7-amino-3- chlormethyl-ceph-3-em-4-carboxylat wurden in Methylenchlorid suspendiert. Nach Abkühlen auf 0ºC wurden 0,35 ml Phosporoxychlorid und 1,45 ml Pyridin der Suspension zugegeben und anschließend wurde eine Stunde lang gerührt. Dann wurde das Reaktionsgemisch in Ethylacetat-gesättigter wäßriger Salzlösung getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert. Der Rückstand wurde in 12 ml Dimethylsulfoxid gelöst und 510 mg 1-Ethyl-4-thiopyridon wurden der Lösung zugegeben. Die Mischung wurde eine Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde das Reaktionsgemisch in Chloroform-gesättigter wäßriger Salzlösung getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert. Der gebildete Rückstand wurde in 0,5 ml Anisol gelöst. Die Lösung wurde auf 0ºC abgekühlt und 13 ml Trifluoressigsäure wurden dazugegeben. Nach einstündiger Umsetzung, 50 ml Isopropylether zum präzipitieren. Die Präzipitate wurden durch Filtration gewonnen, mit Isopropylether gewaschen und getrocknet, um 2,7 g (6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-{(1S)-carboxyethoxyimino}-acetamido]-3-(1-ethylpyridinium-4-ylthio-methyl)-ceph-3- em-4-carboxylat-trifluoressigsäuresalz zu ergeben.

Vergleichsbeispiel 3

Herstellung von Verbindung-(I)-Mononatriumsalz:

1 g des in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Verbindungs-(I)- Trifluoracetats wurde in 5 ml destilliertem Wasser gewaschen. Dann wurden 380 mg Natriumbicarbonat der Lösung zugegeben. Die Mischung wurde gerührt und der pH-Wert auf 7,8 eingestellt. Die erhaltene Lösung wurde filtriert und das Filtrat auf eine Säule mit 40 ml porösem synthetischen Adsorbtionsmittel (HP-20) gepackt. Nach Waschen der Säule mit 80 ml destilliertem Wasser wurde eine Elution mit 80 ml destilliertem Wasser-Methanol (2 : 1) durchgeführt. Eine Fraktion, die das Produkt enthielt, wurde auf eine 10%ige Konzentration unter reduziertem Druck konzentriert und dann durch einen Millipor-Filter filtriert. Das erhaltene sterilisierte Filtrat wurde lyophilisiert, um 450 mg (6R, 7R)-7- [(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-{(1S)-carboxyethoxyimino}acetamido]-3-(1-ethylpyridinium-4-ylthiomethyl)-cheph-3-em-4- carboxylat Natriumsalz zu ergeben.
Die Erfindung wird detaillierter in bezug auf das unten folgende Beispiel beschrieben werden, sie soll jedoch nicht als darauf beschränkt angesehen werden.

Beispiel 1

Herstellung von Verbindung-(I)-Trockenpulver zur Injektion:

Eine 10%ige wäßrige Lösung aus Verbindung I wird steril filtriert und je 1,0 g der Lösung wird in ein Glasfläschchen gefüllt. Das Fläschchen wird so lyophilisiert. Dann wird der obere Teil des Fläschchens mit einem Gummistöpsel verschlossen und Aluminium wird um den oberen Teil gewunden und befestigt. Vor dem Gebrauch wird destilliertes Wasser zur Injektion mit einer Nadel durch den Gummistöpsel injiziert, um den Inhalt zu lösen, vorgesehen zur Verwendung als eine Injektion.
Die Erfindung liefert die antibakteriellen Mittel, die als einen Wirkstoff die Cephalosporinverbindung umfassen, die das asymmetrische Zentrum in dem Alkoxy-Anteil der 1-Alkoxyiminoaminoethiazolessigsäure in der Seitenkette in 7- Stellung und die 1-Alkylpyridinium-4-ylthiomethylgruppe in 3-Stellung trägt, die wirksame Aktivität gegen Bakterien innerhalb eines breiten Bereichs von resistenten Bakterien besitzen und äußerst wirksam sein können, wenn sie zur Verwendung in Säugetieren einschließlich Menschen gebraucht werden.

Claims

1. Antibakterielle Zusammensetzung für Säugetiere einschließlich Menschen, die als einen Wirkstoff ein Cephalosporinderivat, dargestellt durch die Formel

worin n 1,0 bis 4,0 ist, oder ein nichttoxisches Salz davon umfaßt.

2. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 1, die ein (6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-{(1S)carboxyethoxyimino}acetamido]-3-(1-ethylpyridinium-4- ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat ist.

3. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 1, das ein (6R, 7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-{(1S)carboxyethoxyimino}acetamido]-3-(1-ethylpyridinium-4- ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-Mononatriumsalz ist.

4. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei dieses nichttoxische Salz aus einem Alkalimetallsalz, einem basischem Aminosäuresalz und einem Säureadditionssalz ausgewählt ist.

5. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei dieses Alkalimetallsalz aus einem Natriumsalz und einem Kaliumsalz ausgewählt ist.

6. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei dieses Säureadditionssalz aus einem Hydrochlorid, einem Sulfat, einem Methansulfonat, einem Acetat und einem sauren Aminosäuresalz ausgewählt ist.

7. Antibakterielle Zusammensetzung nach den Ansprüchen 4 bis 6 zur Verwendung in einem Behandlungsverfahren von Infektionen in Säugetieren einschließlich Menschen, wobei das Cephalosporinderivat in einer Dosis von 0,5 bis 3 g/Tag auf intravenösem oder intramuskulärem Weg verabreicht wird.