CH345419A

CH345419A - Verfahren zur Herstellung antibiotisch wirksamer Verbindungen

Info

Publication number: CH345419A
Authority: CH
Inventors: Arthur Kaplan Murray
Original assignee: Bristol Lab Inc
Priority date: 1956-09-27
Filing date: 1957-07-03
Publication date: 1960-03-31

Description

Verfahren zur Herstellung antibiotisch wirksamer Verbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer antibiotisch wirksamer Komplexverbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Tetracyclin oder eines seiner Metall-oder Säure- salze mit Hexametaphosphorsäure oder einem ihrer nichttoxischen Metallsalze umgesetzt wird. Als solche nichttoxisch wirkende Metallsalze können das Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-oder Aluminiumsalz Verwendung finden. Das Reaktionsprodukt kann, sofern notwendig, im Anschluss an die Reaktion noch gereinigt werden.

Die neuen Tetracyclinabkömmlinge können vorzugsweise hergestellt werden, indem man wässrige, saure Lösungen von Tetracyclinsalzen, z. B. des Hydrochlorids, mit wasserlöslichen, nichttoxischen Metallsalzen der Hexametaphosphorsäure, z. B. dem Natriumsalz, mischt und das vorzugsweise unter sauren Bedingungen abgeschiedene Reaktionsprodukt abfiltriert.

Die Gewichtsverhältnisse von Tetracyclin zu Hexametaphosphat können hierbei in weiten Grenzen variiert werden. Es lässt sich bei Verhältnissen von 1 : 2 bis 1 : 0, 05 arbeiten, wobei die bevorzugte Arbeitsweise beim Gewichtsverhältnis 1 : 0, 25 bis 1 : 0, 33 liegt.

Es empfiehlt sich, die Acidität der Tetracyclinlösung genügend gross zu machen, um das Tetracyclin in Lösung zu halten. pjj-Werte von weniger als ungefähr 2, 0 sind vorteilhaft.

Die geringe Löslichkeit der neuen Komplexe lässt die Konzentration der Reaktionslösungen als wenig erheblich erscheinen. Indessen empfiehlt es sich selbstverständlich, nicht zu verdünnte Lösungen zur Anwendung zu bringen.

Die neuen Komplexe sind nichttoxisch, sehr stabil und bewirken höhere Blutspiegel bei Hunden und Menschen nach oraler Verabreichung, als dies bei den zur Zeit im Gebrauch befindlichen Tetracyclinpräparaten der Fall ist.

In dem nach dem vorzugsweisen Arbeitsverfahren hergestellten Tetracyclin Natriumhexametaphosphat Komplex sind auf wasserfreier Basis die Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Natrium und Phosphor in einem Verhältnis enthalten, welches im wesentlichen der empirischen Formel 5 C22H24N208 Na POg-5 HPOg entspricht.

Im allgemeinen enthalten die in der genannten Weise hergestellten Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat Komplexe in gereinigter Form und wasserfreiem Zustand 0, 7-1, 2 /ol Natrium, 5, 8-7, 80/o, Phosphor ; die antibiotische Wirksamkeit liegt im Bereich von 760-940 mcg Tetracyclin-hydrochlorid-Aquivalen- ten pro mg im biologischen Versuch, und die Wasserlöslichkeit bei Zimmertemperatur beträgt ungefähr 3, 2 mg/ml. Am Ende einer 1-und 4stündigen Testperiode nach oraler Verabreichung an Menschen im Blut bewirkt der Komplex eine Konzentration, die wesentlich grösser ist als diejenige, welche durch Verabreichung einer äquivalenten Menge Tetracyclin Hydrochlorid bewirkt wird.

Die im nachfolgenden angeführten Testergebnisse, welche in mcg/ml oder mcg/mg angegeben werden, beziehen sich in üblicher Weise auf den Aquivalentwert an Tetracyclin-hydrochlorid (reines Tetracyclin-hydrochlorid : 1000 mcg/mg ; reine Tetracyclinbase 1080 mcg/mg).

Die mittleren Analysenwerte von 9-12 in separaten Ansätzen hergestellte Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplexe waren die folgenden :
Wassergehalt (Vakuumtrocknung) : 9, 7 O/o (Bereich 6, 6-15, 2"/o)
Wassergehalt nach Karl Fischer : 10, 90/o (Bereich 8, 4-16, 7 /o)
Die folgenden Werte sind auf Trockengehalt (K.

Fischer) umgerechnet :
Phosphor 6, 80/a (Bereich 5, 5-7, 8"/.)
Natrium 1, 01/o (Bereich 0, 8-1, 10/oui)
Wirkungswert im biologischen Test mcg/mg 843 (Bereich 760-940)
Wirkungswert aus der U. V.-Absorption mcg ! mg 843 (Bereich 800-893)
Bei der Herstellung dieser Proben variierte das
Gewichtsverhältnis von Tetracyclin-hydrochlorid zu
Natriumhexametaphosphat von 1 : 2 bis 1 : 01 und betrug in etwa der Hälfte der Fälle 1 : 0, 33. Die
Differenz, die sich bei der Wassergehaltsbestimmung nach Karl Fischer und nach der Vakuumtrocknung ergibt, repräsentiert einen Kristallwassergehalt, der wahrscheinlich ein Molekül je Atom Natrium beträgt.

Diese Resultate deuten darauf hin, dass der wasserfreie Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat
Komplex die Bruttoformel
5 C22H2dN208 NaPOg. SH POg aufweist, für welche der theoretische Wert für Na trium 0, 85 /o und für Phosphor 6, 81/o, betrdgt und ; dessen Wirkungswert 880 mcg/mg entsprechen würde. Dies ist jedoch vorderhand eine rein theore tische Annahme.

Der Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Kom plex ist sehr beständig und kann zur oralen Applika tion in gepulverter Form als Tabletten oder in Pillen verwendet werden. Ebenso kann er verabreicht wer den in Form von Suspensionen in wässrigen Flüssig- keiten oder in wasserfreien, verdaulichen Ölen, wie z. B. in Erdnussöl, in Sesamöl oder in modifiziertem Kokosöl mit Stockpunkten unter 600.

Gewünschtenfalls können dem Komplex für bestimmte Zwecke, und sofern die pharmazeutische Verträglichkeit gewährleistet ist, verschiedene weitere Arzneistoffe zugesetzt werden, wie z. B. Antihistaminprodukte, Sulfadrogen, lipotrope Stoffe (insbesondere Methionin, Cholin, Inosit und ss-Sitosterin und Gemische dieser Stoffe), Stimulantien des zentralen Nervensystems (z. B. Coffein, Amphetamin), Lokal anästetica, Analgetica (z. B. Aspirin, Salicylamid, Natriumgentisat, p-Acetylaminophenol, Phenacetin, Codein), Laxiermittel (z. B. Phenolphthalein), Schlafmittel (z. B. Barbiturate, Bromide), Salze des Penicillins (z. B.

Kalium-Penicillin G, Procain-Penicillin G, l-Ephenamin-Penicillin G, Dibenzylamin-Penicillin G, ferner andere Salze, wie sie im US-Patent Nr. 2627491 erwähnt sind, wobei diese Kombinationen insbesondere dazu geeignet sind, einen bestimmten Penicillin-Blutspiegel zu erzeugen), Phen oxymethylpenicillin und dessen Salze, andere antibiotische Substanzen (z. B.

Streptomycin, Dihydrostreptomycin, Bacitracin, Polymixin, Tyrothricin, Erythromycin, Aureomycin, Terramycin, Oleandomycin, Chloramphenicol, Magnamycin, Novobiocin, Cycloserin ; in einigen Fällen ergeben solche Kombinationen ein breiteres Wirkungsspektrum oder zeigen synergitische Wirksamkeit oder erzeugen bei vermin derter Toxizität gleiche Wirkungswerte), Vitamine (Vitamin A, Ai, Bai, B2, B61 B12 und Glieder dieser Familie, Folinsäure und Glieder dieser Familie, die Vitamine C, D2, D3 und E), Hormone (z. B. Cortison, Hydrocortison, 9a-Fluor-cortison, 9a-Fluor-hydrocortison, Prednison und Prednisolon), anabolische Agentien (z.

B. 11, 17-Dihydroxy-9a-fluor-17a-methyl-4-androsten-3-on, 17a-Athyl-19-nortestosteron) und Fungizide (z. B. Mycostatin).

Beispiel 1
Ansätze von je 5 g Tetracyclin-hydrochlorid in wässriger Lösung von 50 mg/ml wurden mit wässri gen Lösungen von Natrium-hexametaphosphat gemischt und auf einen pi-Wert von 1, 5 mit Salzsäure eingestellt, wobei diese Ansätze 2, 5 g 1, 66 g, 1, 25 g und 0, 50 g Natriumhexametaphosphat enthielten.

Es erfolgte jeweils unmittelbar eine Fällung des Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplexes, welcher abfiltriert, mit Methanol gewaschen und über Phosphorpentoxyd getrocknet wurde. Die Ergebnisse dieser Versuche sind :
Gewichtsverhältnis von Ausbeute biol. Test Natrium-Hexametaphosphat in g mcg/mg zu Tetracyclin-hydrochlorid
1 : 2 0, 5
1 : 3 2, 4 630
1 : 4 0, 5
1 : 10 0, 9 730
Dieses Produkt ergab nach oraler Verabreichung an Hunden Blutspiegel von 1, 29 und 1, 80 mcg/ml nach 1 bzw. 4 Stunden bei Einzeldosen von 12, 5 mg Tetracyclin-hydrochlorid-Aquivalenten pro kg. Unter denselben Bedingungen verabreicht, ergab Tetracyclin-hydrochlorid Blutspiegel von 0, 77 bis 0, 92 mcg/ml nach einer Stunde und 0, 75 bis 0, 76 mcg/ml nach 4 Stunden.

Die Wasserlöslichkeit des Produktes bei Zimmertemperatur betrug ungefähr 3, 2 mg/ml.

Beispiel 2
80 g Natriumhexametaphosphat wurden in 160 ml Wasser gelöst und der pH-Wert der Lösung mit Salzsäure auf 1, 5 eingestellt. Diese Lösung wurde unter Rühren zu einer Lösung von 240 g Tetracyclin-hydrochlorid in 2, 4 Liter Wasser (100 mg/ml) zugegeben. Nachdem sich eine geringe Menge Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplex in Form einer harzartigen Substanz gebildet hatte, wurde die Lösung dekantiert und geimpft, um die Ausscheidung von kristallinem Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat einzuleiten. Nach 2stündigem Rühren, Abfiltrieren und gründlichem Auswaschen, zuerst mit Wasser und dann mit Methanol, wurden 178 g dieses Produktes erhalten. Aus dem zuerst abgeschiedenen harzartigen Produkt erhielt man ferner 21 g kristallinen Produktes, nachdem es in Wasser eingerührt und mit Impfkristallen versetzt worden war.

Das derart hergestellte Produkt ergab folgende Analysenwerte, berechnet für einen Wassergehalt von 8, 40/o (Karl Fischer) : Tetracyclin-hydrochlorid-Aquivalente in mcg/ml : 763 (biol. Versuch) ; 815 (Ultraviolettversuch) ; Natrium 1, 0 /0, Phosphor 6, l /o. Die Gegenwart von einem oder vielleicht von zwei Hydratwasser-Molekülen ergab sich aus einem Wassergehalt von 7, 3 /o, gefunden nach der Vakuum Trocknungsmethode.

Die theoretischen Werte für 5 Tetracyclin NaPO2-5 HPO3 würden betragen : Wirkungswert 880, Natriumgehalt 0, 850/o und Phosphorgehalt 6, 8 /o.

Nach oraler Verabreichung an Hunde ergaben sich mit der Droge Blutspiegel von 1, 87 und 1, 08 mcg/ml nach 1 bzw. 4 Stunden, wobei eine Einzeldose von 12, 5 mg Tetracyclin-hydrochlorid-Aqui- valent pro kg verabreicht worden war.

Bei oraler Verabreichung von Dosen entsprechend je 250 mg Tetracyclin-hydrochlorid in Pillenform ergaben sich bei sieben Patienten die folgenden mittleren Blutspiegel :
Blutspiegel in mcg/ml
Verbindung Stunden nach Verabreichung 1 2 3 8 24 Tetracyclin-Natrium hexametaphos phat-Komplex 1, 58 2, 68 2, 61 1, 35 0, 29 Tetracyclin-hydro chlorid 0, 83 1, 37 1, 84 1, 10 0, 22
Beispiel 3
In doppeltem Ansatz wurde eine Lösung von 1200 g Tetracyclin-hydrochlorid in 12 Liter Wasser mit einem pH-Wert von 1, 7 zu einer Lösung zugefügt, welche hergestellt worden war, indem man 400 g Natriumhexametaphosphat in 4 Liter Wasser löste, den pH-Wert auf 1, 7 mit Salzsäure einstellte und alsdann filtrierte. Die erste Hälfte der Tetracyclin-hydrochlorid-Lösung wurde rasch zugegeben.

Das Gemisch wurde alsbald trübe, worauf die zweite Hälfte langsam verteilt über 30 Minuten unter Zugabe von Impfkristallen unter Rühren zugefügt wurde.

Der gelbe, kristalline Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplex, welcher alsbald ausfiel, wurde abfiltriert, nachdem zuvor 3 Stunden lang gerührt worden war, hierauf mit 1, 5 Liter Wasser und dann mit 1 Liter Methanol gewaschen und 16 Stunden lang bei 55 C getrocknet ; man erhielt 1063 g bzw.

998 g des Komplexes. Die beiden Ausbeuten wurden vereinigt und ergaben einen Feuchtigkeitsgehalt nach der Karl-Fischer-Methode von 10, 71/o,. Auf Trockensubstanz berechnet, betrug der Phosphorgehalt 5, 75 /o, der Natriumgehalt 1, 1 ouzo und die Wirkungswerte, als Tetracyclin-hydrochlorid-Aquivalente pro mg berechnet, 803 mcg im biol. Versuch bzw.

880 mcg aus der Ultraviolettabsorption.

Auf oralem Wege an Hunde verabreicht, ergab das Produkt Blutspiegel von 1, 74 und 1, 30 mcg pro ml nach 1 bzw. nach 4 Stunden bei Verabreichung einer Einzeldose von 12, 5 mg Tetracyclin-hydro chlorid-Aquivalent pro kg.

Beispiel 4
Es wurden fünf Ansätze des Tetracyclin-Na triumhexametaphosphat-Komplexes hergestellt, indem wässrige Lösungen (eingestellt auf einen pH-Wert von 1, 5 mit Salzsäure) von 25 g Tetracyclin-hydrochlorid in 250 ml Wasser und Natriumhexametaphosphat in den unten angegebenen Mengen in
125 ml Wasser zur Reaktion gebracht und die Reaktionsprodukte abfiltriert wurden. Die letzteren wiesen folgende Eigenschaften auf :
Gewicht an Wassergehalt Wirkungswerte
Natriumhexametaphosphat Ausbeute nach biol.

Ultra-violett- Na* P* in g @@@ @@@ @@@ in % in % in g 9 Karl Fischer Versuch Absorption
50, 00 7, 0 12, 5 /0 940 893 0, 9 5, 5
25, 00 15, 5 12, 7 /0 846 800-7, 7
12, 5 17,5 10,3% 894 836 0,9 7, 8
8, 33 17, 5 10, 9"/o 840 838 0, 8 7, 7
2, 5 7, 0 10, 7 /0 880 853 0, 8 7, 0 * korrigiert auf Trockensubstanz
Beispiel 5
In doppeltem Ansatz wurden 70 g Natriumhexa metaphosphat in 1400 ml Wasser unter Zugabe einer geringen Menge von Natriumhydroxyd gelöst. Der pH-Wert der Lösung wurde hierauf mit konzentrierter Salzsäure auf 1, 5 eingestellt. Zu dieser Lösung wurde schliesslich eine Lösung von 210 g Tetracyclinhydrochlorid mit einer Konzentration von 100 mg/ml und eingestellt auf einen pH-Wert von 1, 5 zugegeben.

Nachdem 2 Stunden lang gerührt worden war, wurde das ausgefallene, kristalline Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat abfiltriert, mit wässriger Salzsäure vom pH 1, 5 und hierauf mit Methanol gewaschen und schliesslich an Luft getrocknet. Es wies die folgenden Eigenschaften auf : Wassergehalt Wirkungswerte
Ansatz Ausbeute nach biol.

Ultra-violett- Na P
Nr. in g Karl Fischer Versuch Absorption in% in% 1 182 16, 7 /o 855 850 1, 1 6, 7 2 170 13, 6a/o 855 843 1, 0 7, 0
Beispiel 6 5-g-Ansätze von Tetracyclin-hydrochlorid in wässriger Lösung mit einer Konzentration von 50 mg/ml wurden gemischt mit wässrigen Lösungen von Natriumhexametaphosphat, deren pli-Wert auf 1, 5 mit wässriger Salzsäure eingestellt worden waren und die 2, 5 g, 1, 66 g, 1, 25 g und 0, 50 g des Natriumhexametaphosphates enthielten. In jedem Fall bildete sich unmittelbar eine Fällung des Tetracyclin Natriumhexametaphosphat-Komplexes entweder in Kristallform oder in Form eines nach und nach kristallisierenden Harzes.

Die Ausbeuten nach Waschen mit Methanol und Trocknen über Phosphorpentoxyd' betrugen 3, 25 g, 3, 25 g (biol. Versuch 660 mcg/mg), 2, 75 g und 1, 0 g. Das erhaltene Produkt wies eine Wasserlöslichkeit von ungefähr 3, 1 mg/ml auf und' ergab in Hunden Blutspiegel von 2, 59 und 1, 54 mcg/ml 1 bzw. 4 Stunden nach oraler Verabreichung einer Einzeldosis von 13, 5 mg Tetracyclin hydrochlorid-Aquivalenten pro kg. Die Analyse ergab einen Phosphorgehalt von 7, 0 und einen Wassergehalt von 2, 60"/o !.

Es wurden Pillen hergestellt, die den Tetracyclin Natriumhexametaphosphat-Komplex enthielten, indem das Salz mit 5 ouzo Magnesiumstearat (200 Maschen) und mit so viel Lactose gemischt wurde, als für die Grösse der verwendeten Pille erforderlich war. Die Mischung wurde gesiebt und in Kapseln aus Hartgelatine eingefüllt. In jeder Pille entsprach der Gehalt an Komplexverbindung 250 mg Tetracyclinhydrochlorid-Aquivalenten, was z. B. bei einem Produkt mit einem Wirkungswert von 730 mcg/mg einer Menge von 340 mg je Pille entsprach.

Die bei oraler Verabreichung einer einzelnen Pille an Menschen verursachten Blutspiegel wurden bestimmt und verglichen mit zwei Sorten von Tetracyclin-hydrochlorid-Präparaten, die ihrem Gehalt nach vergleichbar waren. Es ergaben sich hierbei folgende Resultate :
Blutspiegel bei Menschen in mcg Tetracyclin Form pro ml Plasma, nach der angegebenen Anzahl
Patienten Stunden nach Verabreichung 1 2 3 4 8 24 Tetracyclin-hydrochlorid, Sorte A 5-21 0, 55 1, 21 0, 87-0, 70 0, 16 Tetracyclin-hydrochlorid, Sorte B 10-22 0, 41 0, 92 0, 99-0, 63 0, 20 Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplex 9 0, 94--1, 75 1, 22 0, 21
Aus den Zahlenwerten der Tabelle geht ganz eindeutig hervor, dass der Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat-Komplex bedeutend höhere Blutspiegel ergab, ohne dass indessen seine gesamte Wirkungsdauer verkürzt worden wäre.

Ein weiteres quantitatives Mass der hierbei tretenden Verbesserung wird erhalten, wenn man in üblicher Weise die Blutspiegel aufträgt und integrierend die Flächenstücke unter der erhaltenen Kurve ermittelt. Auf diese Weise ergibt sich, dass der Tetracyclin-Natriumhexametaphosphat Komplex nahezu zweimal so wirksam absorbiert wird als das Tetracyclin-hydrochlorid selber.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung antibiotisch wirksamer Komplexverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass Tetracyclin oder eines seiner Metall-oder Säuresalze mit Hexametaphosphorsäure oder einem ihrer nichttoxischen Metallsalze umgesetzt wird.

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige, saure Lösung des Tetracyclins mit einem wasserlöslichen, nichttoxischen Metallsalz der Hexametaphosphorsäure umgesetzt wird und das ausgefallene Reaktionsprodukt aus der Reaktionslösung abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgefallene Reaktionsprodukt unter sauren Bedingungen aus der Reaktionslösung abgetrennt wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Natriumhexametaphosphat verwendet wird.

4. Verfahren nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass wässrige Lösungen von Tetracyclin-hydrochlorid und Natriumhexametaphosphat, die mit Salzsäure auf einen pH-Wert unter 2, 0 eingestellt werden, gemischt werden, wobei das Tetracyclin-hydrochlorid im Gewicht vom 0, 5- bis 20fachen des Gewichtes des Natriumhexametaphosphats zur Anwendung kommt.

5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dal3 Tetracyclin und Hexametaphosphat bzw. Hexametaphosphorsäure im Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 2 und 1 : 0, 05 zur Umsetzung gebracht werden.

6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0, 25 bis 1 : 0, 33 gearbeitet wird.