DE3051037C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Dicyclohexylammoniumsalze von 6-Halogen­ penicillansäuren der allgemeinen Formel

in der X für Brom oder Iod steht, sowie ihre Verwendung bei der Gewinnung der reinen 6β-Halogenpenicillansäuren, die in der Human- oder Veterinärtherapie brauchbar sind.

Bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen besteht ein ernstes Problem darin, daß immer häufiger β-Lactamase produzierende Bakterien vorkommen und daß diese Enzyme zahlreiche β-Lactam-Antibiotika inaktivieren. Es ist allgemein bekannt, daß β-Lactamasen von sowohl grampositiven als auch von gramnegativen Bakterien in erheblichem Maße zur Resistenz von Bakterien gegen β-Lactam-Antibiotika beitragen.

Es wurde gefunden, daß die 6β-Halogenpenicillansäuren der allgemeinen Formel I wirksame Inhibitoren von β-Lactamasen zahlreicher grampositiver und gramnegativer Bakterien sind. Diese Eigenschaft macht die 6β-Halogenpenicillansäuren und ihre Salze für die Human- und Veterinärmedizin wertvoll, weil sie β-Lactam Antibiotika, wenn sie zusammen mit diesen verabreicht werden, gegen eine Inaktivierung schützen können.

Zusätzlich zu der Hemmwirkung gegen β-Lactamasen weisen die 6β-Halogenpenicillansäuren antibakterielle Eigenschaften auf und sind insbesondere gegen Neisseria-Arten wirksam.

Es ist in J. Org. Chem., Bd. 43, S. 3611-3613, 1978; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 75, S. 4145-4149, 1978; US-PS 41 80 506 (Dez. 25, 1979); Biochem. J., Bd. 177, S. 365-367, 1979 berichtet worden, daß Mischungen aus 6β- und 6α-Brompenicillansäuren entweder bei der Epimerisierung der letzteren oder durch selektive Hydrierung von 6,6-Dibrom­ penicillansäure erhalten werden, wobei das 6β-Brom-Epimere in den Reaktionsmischungen schätzungsweise in Mengen von 5 bis 15% vorhanden ist. In den gleichen Literaturstellen ist angegeben, daß solche Epimer-Mischungen als Inhibitoren von β-Lactamasen wirken, und da reine 6α-Brompenicillansäure keine Wirkung auf diese Enzyme hat, ist die Hemmwirkung dem 6β-Brom-Isomer zugeschrieben worden.

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Salzen von 6β-Halogenpenicillansäuren der allgemeinen Formel I in einer im wesentlichen reinen, kristallinen Form, die als Zwischenverbindungen und/oder für eine ärztliche Anwendung geeignet sind, wobei diese Verbindungen eine starke β-Lactamase-Hemmwirkung entfalten, die in der Reihenfolge Chlor-Brom-Iod zunimmt, und ferner auch eine antibakterielle Wirksamkeit, insbesondere gegen Neisseria-Arten, aufwei­ sen.

Gegenstand der Erfindung sind die im Anspruch 1 angegebenen Dicyclohexylammoniumsalze von 6β-Halogenpenicillansäuren.

Die 6β-Halogenpenicillansäuren, von denen sich die erfindungsgemäßen Dicyclohexylammoniumsalze ableiten, können mit Hilfe verschiedener Verfahren hergestellt werden, einschließlich ihrer Abtrennung aus Gemischen, die die entsprechenden 6α-Epimeren und/oder 6,6-Dihalogenderivate enthalten, die im rohen Reaktionsgemisch vorhanden sein können.

Die erfindungsgemäßen Salze werden z. B. durch Behandeln einer Lösung der 6β-Halogenpenicillansäure oder eines Gemisches, enthaltend die epimeren 6α- und 6β-Halogenderivate in einem organischen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Aceton, Ethylacetat oder Ether, mit einer äquivalenten Menge Dicyclohexylamin - die vorzugsweise im gleichen Lösungsmittel gelöst ist - als kristalline Niederschläge erhalten, die abfiltriert und im Vakuum getrocknet werden.

Die erfindungsgemäßen Salze sind wertvolle Zwischenprodukte bei der Isolierung und Reinigung von 6b-Halogen­ penicillansäuren, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt wird.

Arzneimittel, die als Wirkstoff mindestens eine der erfindungsgemäßen Verbindungen enthalten, sind für die Behandlung von Infektionskrankheiten von Säugetieren einschließlich von Menschen geeignet und umfassen Formen für enterale, parenterale, intramammale oder topische Anwendung.

Injizierbare oder für Infusion geeignete Salze der 6β-Halogenpenicillansäuren der Formel I sind geeignet, wenn schnell hohe Gewebsspiegelwerte der 6β-Halogenpenicillansäuren eingestellt werden sollen.

Der Wirkstoff kann als solcher im Gemisch mit Trägern und/ oder Verdünnungs- bzw. Hilfsstoffen verwendet werden.

In solchen Mischungen kann das Verhältnis von therapeutisch aktivem Stoff zu den Träger- und Hilfsstoffen variieren und der Gehalt an Wirkstoff 1 bis 95% betragen. Die Mischungen können zu verschiedenen pharmazeutischen Verabreichungsformen, wie Tabletten, Kapseln, Pulvern, Sirupen, Suspensionen und Lösungen einschließlich von Formen, die für eine Injektion oder Infusion geeignet sind, verarbeitet werden.

Die Träger und/oder Hilfsstoffe sind pharmazeutisch annehmbare Stoffe, wie Gelatine, Lactose, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, pflanzliche und tierische Fette und Öle, Gummen, Polyalkylenglykol und andere bekannte Träger für Arzneimittel, sowie Verdünnungsmittel, Bindemittel, Puffer, Konservierungsmittel, Zerfallsmittel, Überzugsmaterialien u. dgl., entsprechend der üblichen pharmazeutischen Praxis, um geeignete Formen der pharmazeutischen Darreichung, einschließlich Präparate mit verzögerter Wirkstoffabgabe, Doppeltabletten, die die therapeutischen Wirkstoffe getrennt voneinander enthalten, und darmlösliche Tabletten, bereitzustellen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können im Arzneimittel als einziger Wirkstoff oder zusammen mit anderen Therapeutika, insbesondere einem β-Lactam-Antibiotikum oder einer synergistischen Kombination von β-Lactam-Antibiotika, vorliegen. Geeignete β-Lactam-Antibiotika für solche Mischungen umfassen nicht nur die Antibiotika, die bekanntlich gegen β-Lactamasen hoch empfindlich sind, sondern auch jene Antibiotika, die an sich einen hohen Grad von Resistenz gegen β-Lactamasen haben. Demnach sind geeignete β-Lactam-Antibiotika für solche Zusammensetzungen Benzylpenicillin Phenoxymethylpenicillin, Carbenicillin, Methicillin, Propicillin, Ampicillin, Amoxycillin, Epicillin, Ticarcillin, Cyclacillin, Cephaloridin, Cephalothin, Cefazolin, Cephalexin, Cefaclor, Cephacetril, Cephamandol, Cephapirin, Cephradin, Cephaloglycin, Mecillinam und andere bekannte Penicilline, Cephalosporine und Amidinopenicillansäuren oder deren Vorläufer, wie Hetacillin, Metampicillin, die Acetoxymethyl-, Pivaloyloxymethyl-, Ethoxy­ carbonyloxyethyl- und Phthalidylester von Benzylpenicillin, Ampicillin, Amoxycillin oder Cephaloglycin, oder die Phenyl-, Toluyl- und Indanyl-α-ester von Carbenicillin, Ticarcillin, oder 6β-Amidinopenicillansäure-Vorläufer, wie Pivmecillinam oder Bacmecillinam, oder ein ähnliches 7β-Amidinocephalosporansäure­ derivat.

Wenn die erfindungsgemäßen Verbindungen zusammen mit einem β-Lactam- Antibiotikum im Arzneimittel vorhanden sind, beträgt das Verhältnis der erfindungsgemäßen Verbindungen zu dem/den zusätzlichen β-Lactam-Antibiotikum/. . . ka 10 : 1 bis 1 : 10 und vorteilhaft 3 : 1 bis 1 : 3, bezogen auf die freien Säuren, wobei dieser Bereich für die Erfindung jedoch nicht als einschränkend zu erachten ist.

Die erfindungsgemäßen Arzneimittel werden zweckmäßig in Dosiseinheiten verabreicht, die eine Gesamtmenge von 0,025 bis 2,5 g, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 g, der antibakteriellen Wirkstoffe, gerechnet als freie Säure, enthalten. Die Bezeichnung "antibakterielle Wirkstoffe" soll sich hier und im folgenden auf eine oder mehrere erfindungsgemäße Verbindungen, allein oder kombiniert mit einem oder mehreren bekannten β-Lactam- Antibiotika, Salzen oder Vorläufern derselben, beziehen. Bei Anwendung in der Tiermedizin können die Dosiseinheiten bis zu 25 g der antibakteriellen Wirkstoffe enthalten.

Unter der Bezeichnung "Dosiseinheit" ist eine einheitliche, d. h. einzige Dosis zu verstehen, die einem Patienten verabreicht und leicht gehandhabt und verpackt werden kann, wobei sie als physikalisch stabile Einheitsdosis vorliegt, die entweder die Wirkstoffe als solche oder im Gemisch mit einem pharmazeutischen Träger enthält.

In ähnlicher Weise können die Arzneimittel für Infusionszwecke in Dosiseinheiten mit einem Gehalt von bis zu 10 g des antibakteriellen Mittels in wäßriger Lösung verabreicht werden.

Für eine parenterale Anwendung, z. B. Injektionen, werden die Arzneimittel beispielsweise in Form einer wäßrigen Lösung oder Suspension als Dosiseinheit mit einem Gehalt von 0,1 bis 1 g der antibakteriellen Wirkstoffe (gerechnet als freie Säure), die unmittelbar vor der Anwendung gelöst oder suspendiert werden, oder in gebrauchsfertiger Form zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger- bzw. Lösungsmittel gegeben.

In Form einer Dosiseinheit können die Verbindungen einmal oder mehrmals täglich in geeigneten Intervallen, jedoch immer in Abhängigkeit vom Zustand des Patienten, verabreicht werden.

Demnach kann eine Tagesdosis 0,1 bis 30 g (entsprechend 1 bis 425 mg/kg Körpergewicht/Tag), vorzugsweise 0,2 bis 6 g der antibakteriellen Stoffe, (gerechnet als die freien Säuren) ausmachen.

Die Arzneimittel eignen sich für die Behandlung von Infektionen von unter anderem der Atemwege, des Harnapparates und der glatten Gewebe bei Menschen und sowie von Infektionen bei Tieren, wie Rindermastitis.

In Arzneimitteln mit einem Gehalt an weiteren β-Lactam- Antibiotika sind diese Antibiotika normalerweise in etwa der gleichen Menge enthalten wie sie üblicherweise angewandt werden, wenn solche β-Lactam-Antibiotika die einzigen therapeutischen Wirkstoffe darstellen, doch kann es unter bestimmten Umständen zweckmäßig sein, die Menge an diesen Stoffen zu verringern.

Besonders bevorzugte Arzneimittel enthalten 50 bis 1000 mg, vorzugsweise 200 bis 500 mg des β-Lactam Antibiotikums, eines Salzes oder eines Vorläufers davon, und das Salz der 6β-Halogenpenicillansäure in einer Menge in den oben erwähnten Bereichen, vorzugsweise in einer Menge von 25 bis 250 mg.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Dicyclohexylammonium-6β-brompenicillanat

Einer Lösung von 10,8 g (30 mmol) 6,6-Dibrompenicillansäure in 75 ml Dimethylsulfoxid wurden 2,1 g Natriumcyanborhydrid (90% Reinheit) zugesetzt, und die Mischung wurde bis zum Erhalt einer klaren Lösung etwa 30 min lang gerührt. Nach 72 h langem Stehenlassen wurde die Mischung mit 75 ml Wasser verdünnt, um nicht umgesetztes Ausgangsmaterial in Form von Dimethylsulfoxid-Solvat (C₈H₉Br₂NO₃S · C₂H₆OS) auszufällen. Die Kristalle wurden abfiltriert mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Filtrat wurde viermal mit je 25 ml Methylenchlorid extrahiert, und die vereinigten Auszüge wurden mit 50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck auf etwa das halbe Volumen eingeengt. Nach Zusatz von 2,5 ml Dicyclohexylamin und 50 ml Aceton wurde die Mischung auf ein Volumen von etwa 25 ml weiter eingeengt. Durch Kratzen wurde eine Kristallisation eingeleitet und nach Stehenlassen über einen Zeitraum von 1 h bei Raumtemperatur das reine Dicyclohexylammonium-6β-brompenicillanat abfiltriert, mit Aceton gewaschen und getrocknet. Die Verbindung zeigte keinen definierten Schmelzpunkt, sondern zersetzte sich nach bei etwa 170°C erfolgendem Dunkelwerden bei 280 bis 290°C.

Beispiel 2 Dicycloxylammonium-6β-iodpenicillanat A. 6,6-Diiodpenicillansäure-dimethylsulfoxid-solvat

Eine gekühlte Lösung von 10,8 g (20 mmol) 6,6-Diiod­ penicillansäure-morpholinsalz in 20 ml Dimethylsulfoxid wurde mit 20 ml 1n Salzsäure versetzt, und durch Kratzen wurde die Kristallisation eingeleitet. Nach weiterem Zusatz von 20 ml Wasser wurden die Kristalle abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dabei wurde die Titelverbindung in nahezu quantitativer Ausbeute erhalten; sie hatte einen schlecht definierten Schmelzpunkt unter langsamer Zersetzung bei über 120 bis 125°C.

Berechnet für C₈H₉I₂NO₃S · C₂H₆OS:
C 22,61; H 2,85; I 47,78; N 2,64; S 12,07%.
Gefunden:
C 22,96; H 2,81; I 47,64; N 2,74; S 12,14%.

B. Dicyclohexylammonium-6β-iodpenicillanat

Einer Lösung von 5,31 g (10 mmol) 6,6-Dÿodpenicillansäure­ dimethylsulfoxid-Solvat in 25 ml Dimethylsulfoxid wurden 0,7 g Natriumcyanborhydrid (90% rein) zugesetzt, und die Mischung wurde etwa 30 min lang gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Nach Stehenlassen über einen Zeitraum von 40 h bei Raumtemperatur wurden 50 ml Wasser zugesetzt, und die Mischung wurde auf 5°C abgekühlt, um nicht umgesetztes Ausgangsmaterial auszufällen. Dieses wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Filtrat wurde dreimal mit je 25 ml Methylenchlorid extrahiert, und die vereinigten Auszüge wurden zweimal mit je 10 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum sorgfältig eingedampft. Das als Rückstand erhaltene Öl wurde in 25 ml Aceton gelöst, dann wurde eine äquivalente Menge Dicyclohexylamin zugesetzt und durch Kratzen eine Kristallisation bewirkt. Nach Stehenlassen über einen Zeitraum von 1 h wurde das reine Dicyclohexylammonium-6β-iodpenicillanat abfiltriert, mit Aceton gewaschen und getrocknet. Die Verbindung zeigte keinen definierten Schmelzpunkt, sondern zersetzte sich nach Dunkelwerden bei etwa 150°C langsam oberhalb dieser Temperatur.

Beispiel 3 6b-Brompenicillansäure

Eine Suspension von Dicyclohexylammonium-6β-brompenicillanat (erhalten gemäß Beispiel 1) in Ethylacetat/Wasser (1 : 1) (20 ml/g Salz) wurde mit 4n Salzsäure auf einen pH-Wert von 3 eingestellt. Ausgefallenes Dicyclohexylammoniumchlorid wurde abfiltriert und die organische Schicht abgetrennt, zweimal mit Wasser gewaschen und getrocknet. Nach Zusatz eines gleichen Volumens Hexan und anschließendes Einengen der Lösung unter vermindertem Druck wurde reine, kristalline 6β-Brompenicillansäure erhalten, die sich mit der auf anderen Wegen erhaltenen Verbindung als identisch erwies.

Beispiel 4 6b-Iodpenicillansäure

Wenn bei dem Verfahren von Beispiel 3 Dicyclohexylammonium- 6β-iodpenicillanat (erhalten nach Beispiel 2) anstelle des entsprechenden 6β-Brompenicillanats verwendet wurde, wurde 6β-Iodpenicillansäure in Form von farblosen Kristallen erhalten. Durch Umkristallisieren aus Ether/Diisopropylether wurde die analytisch reine Probe gewonnen; [α] +278°(c=0,5, CHCl₃).

Berechnet für C₈H₁₀INO₃S:
C 29,37; H 3,08; I 38,79; N 4,28; S 9,80%.
Gefunden:
C 29,46; H 3,13; I 38,96; N 4,27; S 9,81.

Versuchsbericht

Die erfindungsgemäßen Dicycloammoniumsalze der 6β-Halogenpenicillansäuren zeichnen sich durch eine gegenüber dem Salz des 6α-Epimeren deutlich verminderte Löslichkeit in einer Reihe von untersuchten Lösungsmitteln aus. Der Löslichkeitsunterschied ist dabei so groß, daß er in vorteilhafter Weise zur Kristallisation und Gewinnung des 6β-Epimeren aus Mischungen, die sowohl das 6α- als auch das 6β-Epimer enthalten, genutzt werden kann. Andere Ammoniumsalze der 6α- und 6β-Epimeren zeigen solch ausgeprägte Löslichkeitsunterschiede, gepaart mit der Schwerlöslichkeit des β-Isomeren, nicht. Zu Vergleichszwecken sind die Löslichkeiten einiger organischer Ammoniumsalze von 6α- und 6β-Brompenicillansäure in verschiedenen Lösungsmedien in nachstehender Tabelle aufgeführt.

Löslichkeit von Salzen der 6α- und 6β-Brompenicillansäure ( α-BPA und b-BPA) mit ausgewählten organischen Aminen

Claims (3)

1. Dicyclohexylammoniumsalze von 6β-Halogenpenicillansäuren der allgemeinen Formel in der X für Brom oder Iod steht.

2. Dicyclohexylammonium-6β-brompenicillanat nach Anspruch 1.

3. Verwendung eines Dicyclohexylammonium-6β-halogenpenicillanats nach Anspruch 1 oder 2 zur Gewinnung der entsprechenden 6β-halogenpenicillansäure.