CH416647A

CH416647A - Verfahren zur Herstellung von Piperazinderivaten mit antibiotischer Wirkung

Info

Publication number: CH416647A
Application number: CH1501561A
Authority: CH
Inventors: Gyula Dr Kollar; Lajos Dipl Ing Chem Sipos; Pato Gabor
Original assignee: Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszet
Priority date: 1961-01-04
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1966-07-15
Also published as: GB950536A; DE1193950B; FR1880M

Description

Verfahren zur Herstellung von Piperazinderivaten mit antibiotischer Wirkung Es .ist bekannt - siehe z. B. die österreichische Patentschrift 200.574 -, .dass man Tetracyclin bzw.

Oxytetracyclin durch Umsetzung mit u. a. hetero- cyclischen Aminen oder Alkylaminen in: Gegenwart von Formaldehyd einer Kondensation nach Mannich unterwerfen kann, wobei Produkte erhalten werden, deren Wasserlöslichkeit die der vorbekannten Tetra- cyclinderivate übertrifft.

-Diese Produkte enthalten je weils ein Molekül-Antibiotikum neben einem Molekül der heterocyclischen Verbindung. Bei der Verferti- ö ng von Injektionslösungen kann nach diesem Pa tent die Lösung der Produkte durch Zusetzung von Additionsverbindungen auf einen neutralen pH-Wert eingestellt werden.

Es wurde nun gefunden, dass die mit Tetracyclin oder Chlortetracyclin disubstituierten Derivate des Piperazins auch ohne weiteren Zusatz biologisch neu trale Wasserlösungen liefern, die sich bei raschem Er reichen von hohen Blutspiegelwerten und unverän derter antibiotischer Wirkung durch besondere Sta bilität und einer niederen Toxicität auszeichnen.

Diese Derivate werden gemäss der Erfindung durch Um setzung von Tetracyclin bzw. Chlortetracyclin mit Formaldehyd und Piperazin, vorteilhaft bei einem pH-Wert von 4-12, hergestellt. Die neuen Verbin dungen besitzen die Formel
EMI0001.0057
worin X Chlor oder Wasserstoff bedeutet.

Wie ersichtlich, werden Produkte erhalten, die 2 Moleküle des Antibiotikums neben einem Molekül Piperazin enthalten, wobei das Piperazin durch die Carboxamido-Gruppe .des Antibiotikums gebunden ist, so dass das Herstellungsverfahren eine Konden sation; nach Einhorn darstellt.

Nach Genfer Nomenklatur ist die neue Verbin dung bei Verwendung von Tetracyclin als Ausgangs stoff das 1,4-B,is-(4-dimethylamino-1,4,4a,5a,6,11,- 12a-oktahydro-3,6,10,12,12a-pentahydroxy-6-methyl 1,11-dioxo-2-naphthacen-cariboxamido-methyl)-hexa- hydro-diazin(1,4). Diese Verbindung wurde von uns Pipercyclin genannt und wird auch des weiteren in dieser Patentschrift so erwähnt.

Das als Ausgangsstoff verwendete Piperazin kann in Form der freien Base bzw. eines Salzes oder Hydrats (Hexahydrat) verwendet werden.

Auch das Tetracyclin bzw. Chlortetracyclin kann in Form der freien Base, des Hydrats oder eines Salzes verwendet werden. Bei der Umsetzung ist es wichtig, dass das Reak tionsgemisch den pH-Wert, welcher der zweiten Dissoziationskonstante des Piperazins entspricht,

übertrifft. Dieser pH-Wert kann durch Hinzufügen eines tertiären Amins oder einer anorganischen Base gesichert werden.

Der angestrebte pH-Wert kann auch durch Hinzufügen eines Überflusses an Piperazin er reicht werden, da bei pH-Werten über 5 das disub- stituierte Produkt auch bei einem Überfluss an Piper- azin stabil ist.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn man 1,2-1,8 Mol Formaldehyd, berechnet auf 1 Mol des Antibioti- kums, bei 30-60 C verwendet.

Als allfällige Lösungsmittel bewähren sich Alko hole, besonders das n-Butanol. Mit diesem Lösungs mittel können gute Ausbeuten und eine gute Quali tät des Endproduktes erzielt werden.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch so ausgeführt werden, dass die Umsetzung in Gegen wart von organischen Säuren erfolgt, zweckmässig bei pH = 4-7.

In diesem Falle werden Salze der neuen Verbindung erhalten, die zur Herstellung von intravenös verabreichbaren Injektionslösungen beson ders wegen ihrer Stabilität hervorragend geeignet sind. Das Produkt kann aber auch nach Isolierung aus dem Reaktionsgemisch in das geeignete Salz über führt werden.

Auch ohne Überführung in ein Salz wird das Produkt zur Herstellung von Injektions- lösungen erfolgreich verwendet, da die Wasserlösung einen pH-Wert aufzeigt, welcher auch ohne Zugabe von fremdem Substanzen dem biologischen pH-Wert entspricht.

Bei der Durchführung dies Verfahrens in Gegen wart von organischen Säuren können Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren, zweckmässig Apfelsäure, Bernstein säure, Weinsäure, G1utaminsäure, Zitronensäure, Malonsäure, Glutarsäure oder Adipinsäure verwendet werden.

Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen können in an sich bekannter Weise zwecks unmittel- barer therapeutischer Verwendung weiterverarbeitet werden. So können z. B. Tabletten, Dragees, Pulver- mischungen, Suppositorien usw. hergestellt werden.

Besonders vorteilhaft kann die Verbindung zur Her stellung von Injektionslösungen zwecks intravenöser Verabreichung angewendet werden. Intramusculäre und subcutan verabreiehbare Injektionen zeichnen sich durch schmerzlose Behandlung aus.

Beispiel 1 100g Tetracyclinhydrat (18 % H20) werden bei 45-50 C in 1200 ml n-Butanol gelöst, worauf die Lösung in Gegenwart von Tierkohle filtriert,

und die reine Lösung unter Rühren bei 45-50 C mit 25 ml einer 40%igen Formaldehyd-Lösung versetzt wird. Hierauf werden 40 g Piperazinhexahydrat in einer Lösung von 200 ml Butanol zugesetzt. Das in Butanol unlösliche Produkt fällt aus dem

Reaktions- gemisch sofort aus. Die Reaktion ist nach 25 Minu- ten Rühren bei 45-50 C beendet, worauf das Reak tionsgemisch auf 10-15 C abgekühlt und abge- nutscht wird.

Der ausgefallene hellgelbe Niederschlag wird mit Butanol, und dann wiederholt mit Äther ge waschen, worauf bei 50 C unter vermindertem Druck getrocknet wird.

Es werden 95 g Pipercyclinv mit einem 6,5 %igen Wassergehalt (Ausbeute 96 %) er- halten. Schmp: 176-180 C (Zersetzung). Leicht lös lich in Wasser. Unlöslich in Alkohol und Äther.

Der pH-Wert der 10 %igen wässerigen Lösung beträgt 7,35.

Die Wasserlöslichkeit bei Zimmertemperatur liegt über 1 g/ml. Es wird eine völlig klare Lösung erhalten. Analyse: N 0/0 = 8,31;

8,45 (berechnet: 8,41); C % = 55,37; 55,65 (ber.: 56,0). Die biolo- gische Aktivität entspricht 954 mcg/mg Tetracyclin HCl. Die Toxicität an Mäusen beträgt LDSO = 113 mg/kg Körpergewicht.

Dieses Produkt ist besonders vorteilhaft zur Her- stellung von intravenösen; Injektionen geeignet. Bei intramuskulären und subcutan verabreichten Injek tionen wird eine schmerzfreie Behandlung gesichert.

Die Struktur dieser Verbindung wurde mit folgen der Methode bewiesen: 10 g des Produktes werden .in 100 ml destillier- tem Wasser gelöst und mit 3 .g Natriummethabisulfit versetzt, worauf der pH-Wert der Lösung mit 5 n H@S0, auf 4,4 eingestellt wird.

Die Lösung wird eine Stunde lang bei Raumtemperatur umgerührt, worauf das ausgeschiedene hellgelbe kristalline Pro- dukt abgerutscht, mit Aceton und Äther gewaschen und unter vermindertem Druck über Nacht getrock net wird. Es werden 9 g eines hellgelben, RTI ID="0002.0241" WI="17" HE="4" LX="1754" LY="1533"> kristallinen Stoffes erhalten,

welcher gemäss den bekannten Me thoden identifiziert werden kann und sich als Tetra- cyclintrihydrat erweist. Die Mutterlauge des Reak tionsgemisches wird mit NaOH alkalisiert und mehr mals mit Äther extrahiert.

Der Ätherextrakt wird über Na2S04 getrocknet, worauf nach Einleiten von Salzsäure die Lösung eingeengt wird.

Es wird ein öliger Rückstand erhalten, welcher aus einem Ge misch von Methanol und Isopropylazetat kristallisiert werden kann und bei 252-253 C schmilzt. Dieser Schmelzpunkt stimmt mit dem aus der Literatur be- kannten; Schmelzpunkt des 1,4IDimethylpiperazin- hydroehloridsgut überein..

Die Struktur der mittels Reduktion erhaltenen Verbindungen beweist die Richtigkeit der hypothetischen Struktur für die ver fahrensgemäss erhaltenen Produkte. Die reduktive Zersetzung der Verbindung kann auch in wässeriger Lösung mit Ascorbinsäure durchgeführt werden.

Beispiel 2 10 g Tetracychnhydrat (18 %), werden, unter den Bedingungen von Beispiel 1 mit einer Formalinv- lösung zusammengemischt,

worauf mit einer 4 %igen Lösung von Kaliumhydroxid .der pH-Wert ,des Reak tionsgemisches vorsichtig auf 6,5-7,0 eingestellt wird.

Hierauf wird mit einer Lösung von 2 g Piperazin- hexahydrat in 12 m1 Butanol versetzt und bei 45- 50 C 25 Minuten lang umgerührt. Nach Abkühlen wird abgerutscht, mix Alkohol und. Äther gewaschen und getrocknet. Es werden 9,2 g Pipercyclin er halten. Schmp:

176-180 C, (Zersetzung). Der pH- Wert einer 10 ohigen wässerigen Lösung liegt bei 7,45. N 1/o = 8,3. Die biologische Aktivität entspricht 944 mcg/mg Tetracyclin. HCI.

Beispiel 3 60 g Tetracyclinhydrat werden bei 50-52 C in 900 ml n-Butanol gelöst. Die Lösung wird bei 50 C mit 15 ml 37o/oigem Formalin versetzt, worauf eine Lösung von 24 g Piperazinhexahydrat in 150 ml n Butanol und eine Lösung von. 9 g Apfelsäure in 140 ml Butanol unter Rühren zugesetzt werden.

Sämtliche Lösungen werden vor Gebrauch zur Rei nigung durch G-4. Glasrutschen filtriert. Das Reak tionsgemisch wird; hierauf 25 Minuten lang bei 50- 52 C umgerührt, und dann auf 15-20 C abgekühlt.

Der im Laufe der Reaktion ausfallende hellgelbe Nie derschlag wird ab@genutscht und, nach Waschen mit n-Butanol und Äther unter vermindertem Druck ge- trocknet. Es werden 75 g dies Salzes von Piper- cyclin mit Apfelsäure erhalten.. Schmp: 152-154 C (Zersetzung).

Analyse: C o/o = 55,8; 56,04; N /o = 7,29; 7,02; Ho/o = 6,54; 6,72. Biologische Aktivität: 806 ,ug/mg. Toxizität: LDSO = 190 mg/kg Körper gewicht (auf Mäusen).

Löslichkeit in Wasser: in 1 ml Wasser löst sich 1,4 g der Substanz. pH-Wert einer l0o/oigen wässrigen Lösung: 6,12. - Das Produkt erweist sich papierchromatographisch ass einheitlich. Nach Aufbewahren in Pulverampullen wurden selbst nach 3 Monate dauernder Lagerung keine Änderun gen in der Substanz beobachtet.

Beispiel 4 5 g Chlortetracyclin-hydrochlorid (Schmp: 205 C unter Zersetzung) werden in 100 ml Methanol sus pendiert, worauf die Lösung von 1 g Piperazin in 10 m1 Methanol hinzugefügt wird. Das Reaktions- gemisch wird -auf 451 C erwärmt, mit Tierkohle ent färbt und bei 50 C mit 1,2 ml einer 40o/oigen Form aldehydlösung versetzt.

Hierauf wird das Reaktions- gemisch 25 Minuten lang bei 50 C umgerührt, und über Nacht bei +5 C stehengelassen. Der ausge schiedene Niederschlag wird aibgenutscht, mit Methanol und Äther gewaschen und schliesslich unter vermindertem Druck getrocknet. Es wenden 4 g des N-Carboxamidderivates von N,

N'-bis-Methyl-piper- azin und Chlortetracyclin erhalten. Schmp: 197- 200 C (Zersetzung). Das Produkt ist wasserlöslich, der pH-Wert der 5 ohigen wässerigen Lösung beträgt 6,9. N o/o = 7,85 (ber.: 8,14). Die biologische Aktivi tät entspricht 880 mcg/mg Chlortetracyclin. HCl.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von, neuen wasserlös- lichen Derivaten des Tetracyclins der Formel EMI0003.0119 oder deren Salze, worin X Chlor oder Wasserstoff bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man Chlor- tetracycln, bzw. Tetracyclin oder ein.

Salz davon mit Formlaldehyd und Piperazin oder einem Salz davon umsetzt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die Reaktion in einem alko holischen Lösungsmittel, zweckmässig in n-Butanol, durchführt. 2.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion bei einem pH- Wert von 4-12 durchführt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die erhaltene Base in mit organischen Säuren gebildete Salze überführt. 4.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion in Gegenwart einer organischen Säure durchführt und so unmittel bar das entsprechende Salz erhält.