NO135634B

NO135634B -

Info

Publication number: NO135634B
Application number: NO86472A
Authority: NO
Inventors: H G Gundersen
Original assignee: Farmaceutisk Ind As
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1977-01-24
Also published as: SE403612B; GB1398058A; NO135634C; JPS4925134A; DE2313020A1

Description

Denne oppfinnelse vedrører en analogifremgangsmåte for fremstilling av nye antibakterielle heksametylen-bis-biguanider med den generelle formel l:

hvor R betyr hydrogen og R' betyr en heksyl- eller pentylgruppe som er substituert med én eller to metylgrupper, eller betyr en cyklo-alkylgruppe med mer enn 6 karbonatomer, en lavere-alkyl-cykloalkyl-gruppe eller en cykloalkyl-lavere-alkyl-gruppe, eller R og R<1> sammen med det mellomliggende N-atom danner en azabicyklo-(3,2,2)-nonan-dobbeltring , og farmasøytisk akseptable syreaddisjonssalter derav.

Med cykloalkyl skal her forstås både mono- og polycykliske alkylgrupper„ Med lavere alkyl menes alkylgrupper inneholdende 1-4 karbonatomerc

Ifølge oppfinnelsen fremstilles de nye bis-biguanider på følgende måter:

a) Heksametylen-bisdicyandiamid med formelen

omsettes med et amin med den generelle formel RR'NH, hvor

R og R' har den foran angitte betydning. Omsetningen kan foregå ved at stoffene smeltes sammen ved en temperatur i området 130 - 180°C , eller ved anvendelse av et egnet løsningsmiddel.

b) 1,6-diaminoheksan med formelen

H2N-(CH2)6-NH2

omsettes med et dicyandiamid med den generelle formel

RR'N-C(=NH)-NH-CN,

hvor R og R' har den foran angitte betydning, under tilsvarende betingelser som under pkt. a)„

I alminnelighet benyttes aminet både i alternativ a) og b)

i form av et salt med en uorganisk syre, og heksametylen-bis-bigua-nlder vil da dannes som det tilsvarende di-salt. Den frie base kan fremstilles på vanlig måte ved f.eks» å omsette saltet med en ekvivalent mengde base, f.eks. NaOH eller NH3.

De som utgangsmaterialerl anvendte dicyandiamider fremstilles ved kjente metoder.

De farmasøytisk akseptable syreaddisjonssalter av de nye heksametylen-bis-biguanider omfatter deres salter med én eller to ekvivalenter av en passende syre,. Et egnet syreaddisjonssalt er f.eks. et salt med en uorganisk syre, f.eks. et hydroklorid,hydro-fluorid, nitrat, sulfat eller fosfat. Eller et salt med en organisk syre, f.eks. en karboksylsyre, f.eks. et acetat, benzoat, tartrat, adipat, laktat, maleat, glutamati, askorbat, citrat, glukonat, oksalat, succinat, pamoat eller salicylat. Saltene er verdifulle f.eks. på grunn av den endrede løselighet eller den spesifikke verdi av anionet. Saltene kan fremstilles fra den tilsvarende base eller fra salter med andre syrer efter velkjente metoder.

Heksametylen-bis-biguanider er kjent fra tidligere. Således beskriver norsk patent 83 394 en serie f orbindel seF hvor endegruppene utgjøres av substituerte fenylkjerner. En av disse forbindelser, 1,1'-heksametylen-bis-[5-(4-klorfenyl)biguanid] , har fått utstrakt anvendelse under betegnelsen "klorhexidin".

Stoffet har baktericid effekt, det er aktivt mot såvel grampositive som gramnegative bakterier, og det har i høy grad erstattet desin-feksjonsmidler som benzalkon og jodtinktur. Det anvendes f.eks. i sykepleien til desinfeksjon av pasienters hud før injeksjon eller prøvetagning, før operative inngrep, punksjon eller lokal- og spinalanestesi» Til sårbehandling og behandling av traumatiske sår, brannsår og hudinfeksjoner, acne Vulgaris o.l. Til slim-hinnedesinfeksjon, f.eks. av urethramunningen før katetrisering eller til vask av urogenitialområdet i forbindelse med fødsler og i spylevæske for urologisk bruk. I øyedråper og mot øyeinfeksjoner og til nasal behandling. Det brukes også til desinfeksjon etter håndvask, preoperativ hånddesinfeksjon, desinfeksjon av utensiler av alle slag, narkoseapparat, respirator, oppbevaring av sutur og sterile instrumenter, til væske for befuktnings-apparat i respirator. En viktig anvendelse er impregnering av bandasjemateriell som f.eks. bandasjer og ansiktsmasker på kir-urgiske avdelinger. Også til teknisk, ikke-medisinsk bruk, impregnering o.l. er klorhexidin verdifullt.

Det som ovenfor er nevnt om bruk i human praksis er selvsagt også i det vesentlige gyldig for veterinær praksis. Særlig i fore-bygging av mastitis er stoffet mye brukt.

I tannklinikk har klorhexidin vært brukt til desinfeksjon av slimhinner, rotkanaler, desinfeksjon av arbeidsområdet i endodontisk klinikk og bruk i forbindelse med immediatproteser„ Videre brukes klorhexidin i kariesprofylakse og mot periodon-tallidelser.

Det som i den senere tid særlig har tiltrukket seg opp-merksomhet, er bruken av klorhexidin ved behandling av svære overflatelesjoner (brannskader o.l.) hvor mikro-organismer som Pseudf-monas og andre gramnegative mikrober er et problem.

Videre ved ulike soppinfeksjoner i slimhinner, hvor særlig Candida albicans er ansvarlig for de mer alvorlige lidelser. En pasientgruppe utgjøres her av personer med tannproteser hvor forekomst av soppiidelser i slimhinner i munnhulen ikke er uvanlig.

En annen mulig anvendelse er behandling av livstruende soppinfeksjoner hos premature.

I fransk patent 1 463 818 er det angitt en generell

formel som omfatter et uhyre stort antall forbindelser, bl.a. en del av forbindelsene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen.

Den av de i det franske patent nevnte og beskrevne enkeltforbindelser som kommer nærmest forbindelsene fremstilt i henhold til oppfinnelsen, er 1,1<1->heksametylen-bis-[5-(2-etylheksyl)biguanid] som i det følgende av praktiske grunner betegnes som "etylheksylhexidin".

Den er en forbindelse med den ovenstående generelle formel i hvor

R er hydrogen og R' er 2-etylheksyl, og den er også kjent for å

ha antibakteriell virkning..

De heksametylen-bis-biguanider som fremstilles i henhold

til oppfinnelsen, skiller seg fra klorhexidin og etylheksylhexidin ved minst en av de følgende egenskaper: sterkere antibakteriell effekt, eller lavere toksisitet. Dette gjør forbindelsene verdifulle i anvendelser f.eks. som de ovenfor beskrevne for klorhexidin.

De nye heksametylen-bis-biguaniders fortrinn skal illustreres i det følgende:

ANTIBAKTERIELL EFFEKT

Veksthemning i vandig løsning og subkultivering i flytende medium. Referanse: Klorhexidin=l.

Undersøkelse over effekter av de nye bisbiguanider på Pseudomonas og Candida albicans har vist at flere har en betydelig høyere effekt enn klorhexidin.

Ved pH6,2 har man således funnet at effekten av forbindelse nr. 1 og forbindelse nr. 4 overfor Candida albicans er ca. 25 ganger større enn klorhexidinets. Ved fysiologisk pH er følgende verdier funnet:

ANTIMYKOTISK EFFEKT

Relativ veksthemmende effekt på Candida albicans etter

2 døgn.

Et lignende forhold gjør seg gjeldende ved testing på aktuelle stammer av Pseudomonas.

Acne vulgaris er en hudlidelse hvor Cornebacterium Acne spiller en vesentlig rolle for utviklingen av lidelsen.

Behandlingen har tradisjonelt bestått i lokal anvendelse

av keratolytiske forbindelser, systemisk behandling med anti-biotika og lokal behandling med reduserende og oksyderende stoffer med baktericid effekt. En del av de nye bisbiguanider fremstilt ifølge oppfinnelsen viser en meget kraftig effekt på selv meget resistente stammer av C.acne.

I en konsentrasjon på 0,008% vil f.eks. forbindelse nr. 1

med en virketid på 5 min. gi fullstendig drap av lo<7> mikro-organismer. Tilsetning av serum i konsentrasjoner på 10, 20 og 50% gir maksimal reduksjon på bare 20%.

Klorhexidin viste i disse forsøk en langt mindre effekt på testmikrobene. Det er å vente at de nye bisbiguanider vil kunne bli verdifulle midler i acneterapien ikke bare på grunn av effekten på C.acne, men også fordi stoffene har en keratolytisk effekt og samtidig har utpregede overflateaktive egenskaper. Det siste forhold vil medføre at stoffene lettere vil trenge inn i hudporene hvor mikro-organismene befinner seg og at de ved sin emulgerende effekt kan motvirke tilstopping av follikelåpningene med talgpropper (såkalte komedoner).

Et forhold som det i alminnelighet er vanskeligere å fortolke, er binding av de nye forbindelser til proteiner. Nyere undersøkelser med klorhexidin har vist at det må regnes med flere typer bindinger fra svake bindingsformer som hydrogenbindinger til mer sterke bindinger til karboksyl- og sulfatgrupper i protein-molekylet. Noen av disse medfører tap av (biologisk) effekt, mens andre gitte systemer kan bidra til en øket effekt beroende på at kontakttiden til virkestedet økes betraktelig.

De nye bisbiguanider fremstilt ifølge oppfinnelsen har

ulik affinitet til protein som sammen med forskjellighet i effekt overfor mikroorganismer kan utnyttes i terapien avhengig av hva hensikten med behandlingen er.

Ulikheten i affinitet til protein kan illustreres ved

den følgende tabell:

Felling av bovint albumin (0,5 mg/ml i TRIS HCl buffer)

med 1,1 mM testløsning og varierende pH.

Som det fremgår av tabellen har forbindelsene 2, 3, 4 og 5 ingen tendens eller mindre tendens enn de kjente forbindelser til å felle proteiner. Også 1 og 8 er bedre enn 9. Dette er en meget verdifull egenskap f.eks. ved behandling av hud og slimhinner og sårbehandling hvor bis-biguanidet ellers vil kunne inaktiveres av utsivende vevsvæsker. I noen tilfeller kan imidlertid binding til proteiner medføre en ønsket langtidsvirkning. Derimot vil man legge mindre vekt på denne egenskap ved f.eks. desinfeksjon av utensiler.

Alle forbindelsene som fremstilles ifølge oppfinnelsen, utmerker seg dessuten tydelig i forhold til klorhexidin ved sin større løselighet i vann og vann-etanol, og i særlig grad ved sin forlikelighet med ulike anioner. Således løses selv dihydro-kloridene av de nye forbindelser i vann i størrelsesorden prosent, mens f.eks. klorhexidin-dihydroklorid kun løses 0,06 %. De har altså mer enn 100 ganger større løselighet. Ved farmasøytiske formuleringer er klorhexidins evne til å felles av en rekke organiske og uorganiske ioner et meget stort problem. Det samme gjelder inaktivering under bruk ved at tungtløselige salter faller ut.

Flytende preparater, særlig farmasøytika, ønsker man ofte å lage sterile. Dette gjøres i praksis enten ved sterilfiltrering eller ved autoklavering. En ulempe ved klorhexidin er at det ved autoklavering avspalter små mengder p-kloranilin som er toksisk og dessuten kan gi misfarvninger. De forbindelser som fremstilles ifølge oppfinnelsen, har alle endegrupper avledet fra alifatiske eller cykloalifatiske aminer og kan således ikke dekomponere til skadelige aromatiske aminer.

TOKSISITET

Cytotoksisk effekt på humane epitelceller in vitro efter behandling i 5 minutter ved Referanse: Klorhexidin=l.

Alle de undersøkte forbindelser fremstilt i henhold til oppfinnelsen er således mindre enn eller like toksiske som klorhexidin, mens etylheksylhexidin er langt mer toksisk.

AKUTT PERORAL TOKSISITET PÅ MUS

Heksametylen-bis-biguanidene som fremstilles i henhold

til oppfinnelsen utmerker seg alle i forhold til klorhexidin og etylheksylhexidin ved minst en av de følgende egenskaper: sterkere antibakteriell effekt,) sterkere antimykotisk effekt,

lavere toksisitet, bedre løselighet.

Forbindelsene har som nevnt en rekke ulike anvendelsesområder. Disse anvendelsesområder er slik av natur at et dif-ferensiert spektrum av egenskaper kan være ønskelig. Dette skal illustreres i det følgende:

Ved noen anvendelser ønsker man et virkestoff med erfekt

på et bredest mulig spektrum av mikroorganismer, inkludert sopp.

Som det fremgår av tabellene, vil her forbindelsene 1 og 4 være spesielt foretrukket idet de har<*> opptil 8 ganger sterkere virkning på de angitte mikroorganismer enn etylheksylhexidin, og fra 4 til 16 ganger sterkere effekt enn klorhexidin. ;Det vil for de fleste anvendelser være av betydning at ;desinfeksjonsmidlet også har lav toksisitet, f.eks. ved behandling av hud- og øyeinfeksjoner o.l. I slike tilfelle er det kvotienten mellom terapeutisk effekt og toksitet som må tillegges størst vekt. Av tabellene fremgår at forbindelsene 1, 2, 3 og 4 alle må ansees som foretrukne i så henseende fordi de utmerker seg fremfor klorhexidin og etylheksylhexidin. Deres antimikrobielle effekt er fra 1 til 16 ganger klorhexidinets, mens deres toksisitet ligger fra 1/8 til 1 i sammenligning. I forhold til etylheksylhexidin er de tilsvarende tall henholdsvis 1/8 til 8 og 1/32 til 1/4. Dette gjelder også i en viss utstrekning for 6, 7 og 8. ;Ved langtidsbehandling vil forstyrrelsen av den normale mikroflora ha betenkelige aspekter idet faren for infeksjon av patogene mikroorganismer øker, og da kan f.eks. forbindelse 5 ;være spesielt foretrukket. ;EKSEMPEL 1 ;7,7 g 2-amino-6-metylheptan hydroklorid blandes med ;5,5 g heksametylen-bis-dicyandiamid i en morter. Blandingen får reagere ved 155°C i 5 timer, avkjøles og ekstraheres med kokende vann. Ved avkjølingen utkrystalliserer 1,1'-heksametylen-bis-[5-(1,5-dimetylheksyl)biguanid] dihydroklorid. Produktet om-krvstalliseres fra metanol-eter. ;;EKSEMPEL 2 ;14,5 g 1,5-dimetylheksyl-dicyandiamid blandes med 6,5 g heksametylendiamin-dihydroklorid, og omsettes ved 155°C i 5 timer. Efter opparbeidelse som under eksempel 1 får man en forbindelse som er identisk med det der beskrevne produkt. ;EKSEMPEL 3 ;5,6 g 1,4-dimetylpentyl-dicyandiamid og 2,7 g heksametylen-diamin-dihydroklorid smeltes sammen og røres ved 155°C i 8 timer. Blandingen løses derpå i kokende vann og behandles med aktivt kull. Ved avkjøling utkrystalliserer 1,1'-heksametylenbis-[5-(1,4-dimetylpentyl )biguanid]-dihydroklorid. ;Smeltepunkt: 22 3°C. ;EKSEMPEL 4 ;7,6 g 1,3-dimetylpentyl-dicyandiamid omsettes med 3,6 g heksametylen-diamin-hydroklorid i 8 timer ved 155°C. Opparbeides som i eksempel 3. Man får 1,1 ' -4ieksametylenbis-[ 5-(1, 3-dimetylpentyl)-biguanid]-dihydroklorid. ;Smeltepunkt: 212°C. ;EKSEMPEL 5 ;o ;10,2 g 1-metylheksyl-dicyandiamid og 5,0. g heksametylen-diamin dihydroklorid blandes og oppvarmes til 155;-°C i 7 timer, opparbeides som i eksempel 3. Omkrystalliseres i vann/etanol. Man får 1,1'-heksametylenbis-[5-(1-metylheksyl)biguanid]-dihydroklorid. ;Smeltepunkt: 234°C. o ;EKSEMPEL 6 ;4,5 g (1-adamantyl)dicyandiamid og 1,8 g heksametylen-diamin-dihydroklorid blandes med 10 ml nitrobenzen og får reagere ved 160°C i 5 timer under omrøring. Efter avkjøling filtreres stoffet fra og omkrystalliseres i etanol. Man får l,l'-heksa-metylenbis-[5-(1-adamantyl)biguanid]-dihydroklorid. ;Smeltepunkt: 268°C. ;;EKSEMPEL 7. ;3,5 g 2-aminonorbornan-hydroklorid (norbornan-[2,2,1]-bicykloheptan) blandes med 2,8.;g heksametylen-bis-dicyandiamid og oppvarmes til 155°C i 2 timer.' Stoffet krystalliseres fra vann, og omkrystalliseres i metanol/deter. Man får 1,1'-heksametylenbis-[5-(2-endonorbornyl)biguanid)^dihydroklorid. ;Smeltepunkt: 225°C. ;;;<*> EKSEMPEL

7,8 g cykloheksanmetylamin hydroklorid (heksahydrobenzyl-amin hydroklorid) og 6,2 g heksametylen-bis-dicyandiamid blandes og oppvarmes til 155°C i 3 timer. Blandingen ekstraheres med kokende vann, avfarves med aktivt kull, og krystalliserer ved avkjøling.

Omkrystalliseres fra vann. Man får 1,1'-heksametylen-bis [5-(cyklo-heksylmetyl)biguanid]-dihydroklorid.

Smeltepunkt: 216°C.

EKSEMPEL 9

7,8 g 3-azabicyklo (3,2,2)nonan-hydroklorid og 5,8 g heksametylen-bis-dicyandiamid får reagere ved 150°C i 2 1/2 time.

Opparbeides som i eks. 8. Omkrystalliseres i metanol/eter. Man får en forbindelse med formel i hvor

betyr 3-azabicyklo(3,2,2)-non-3-yl. Smeltepunkt: 216°C

Samtlige fremstilte forbindelsers indentitet er bekreftet ved infrarødt-spektre.

Soppinfeksjoner i hud og slimhinner gir opphav til

en rekke alvorlige lidelser. En pasientgruppe utgjøres her av personer med tannproteser hvor soppinfeksjon i slimhinner og munnhule er hyppig forekommende. Andre alvorlige tilfeller er livstruende soppinfeksjoner hos premature. Disse infeksjonene er ofte forårsaket av Candida albicans. Av de resultater som er presentert i tabellen på s. 5 fremgår det at forbindelsene 1 og 4 har henholdsvis 8 og 16 ganger bedre effekt mot denne mikroorganisme enn klorhexidin og de øvrige forbindelser fremstilt ifølge oppfinnelsen, og henholdsvis 2 og 4 ganger bedre effekt enn 2-etylheksylderivatet.' Disse to forbindelser har samtidig lavere toksisitet og mindre tendens til inaktivering av vevsvæsker o.l. ved fysiologiske forhold. De kan derfor sies å være spesielt foretrukne ved terapeutisk behandling av soppinfeksjoner.

En annen hudligelse hvor forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen kan anvendes, er acne vulgaris. I Medd. Norsk Farm. Selsk-, 38_ (1976) s. 40 er vist meget interessante resultater ved forsøk med Corynebacterium acnes, den viktigste mikroorganisme ved denne lidelse. Den baktericide effekt er høyest for foreliggende forbindelse 1 og 2-etylheksylderivatet (kjent), og disse skulle derfor være de mest anvendelige i acneterapien. Hvis man derimot prøver stoffene i et medium tilsatt bl6d, dvs. et miljø som mer tilsvarer de aktuelle fysiologiske forhold, viser 2-etylheksylderivatet seg å ha svært liten effekt. Også 1,5-dimetylheksylderivatet (1) mister mye av virkningen. Derimot viser 2-norbornylderivatet (5) seg å ha en meget sterk bakteriostatisk effekt under disse forhold. Årsaken er åpenbart at de førstnevnte inaktiveres av organisk materiale, mens forbindelse nr. 5, som ikke hemolyserer blodet, bevarer sin antimikrobielle aktivitet. Disse resultater viser at forbindelse nr. 5 er spesielt foretrukket i acneterapi. Men disse egen-skapene gjør også forbindelsen svært interessant i andre tera-peutiske sammenhenger, f.eks. til lå bekjempe og forebygge in-feksjoner i brannsår og andre overflatelesjoner.

For antibakterielle formål er også forbindelse nr. 3 særlig egnet eftersom denne har en. høy antibakteriell virkning (se tabellen s. 4), en lav toksisitet (se tabellen, øverst på s. 8) og liten eller ingen tendens til felning av proteiner (se tabellen på side 6 og 7).

Claims

1. Analogifremgangsmåte for fremstilling av terapeutisk aktive heksametylen-bis-biguanider med den generelle formel: hvor R betyr H, og R' betyr en heksyl- eller pentylgruppe som er substituert med én eller to metylgrupper, eller betyr en cykloal-kylgruppe med mer enn 6 karbonatomer, en lavere-alkyl-cykloalkyl-gruppe eller en cykloalkyl-lavere-alkyl-gruppe, eller R og R<1 >sammen med det mellomliggende nitrogen-atom danner en azabicyklo-(3,2,2)-nonan-dobbeltring, og de farmasøytisk akseptable syre-addis jonssalter derav, karakterisert ved at a) Heksametylen-bis-dicyandiamid omsettes med et amin med formelen RR'NH hvor R og R<1> har den ovenfor angitte betydning, eller b) 1,6 diaminoheksan omsettes med et dicyandiamid med den generelle formel RR'N-C(=NH)-NH-CN hvor R og R' har den ovenfor angitte betydning, idet utgangsmaterialene eventuelt kan anvendes i form av syre-addis jonssalter og/eller de dannede produkter kan eventuelt om-dannes til ønskede syreaddisjonssalter.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes utgangsmaterialer hvor R'=1,5-dimetylheksyl og R=H.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes utgangsmaterialer hvor R'=1-adamanty1 og R=H.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes utgangsmaterialer hvor R'=2-norbornyl og R=H.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes utgangsmaterialer hvor R'=cyklo-heksylmetyl og R=H.