NO814095L - Fremgangsmaate ved fremstilling av et aminopenicellinderivat - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av et nytt, terapeutisk aktivt aminopenicillinderivat.

Den nye forbindelse er furfurylen-amino-p-hydroxybenzyl-penicillin av formelen*

hvor R er hydrogen, natrium eller kalium.

Fremgangsmåten for fremstilling av forbindelse (I) består hovedsakelig i å omsette p-hydroxybenzyl-aminopeni-cillin (Amoxycyllin) med furfural i henhold til reaksjons-skjemaet:

Som det vil sees av ovenstående reaksjonsskjerna, er det nye penicillin, som for enkelhets skyld vil bli betegnet med symbolet FU-2, tilstede i reaksjonsblandingen i to iso-mere former som er i likevekt med hverandre. I isolert og tørret tilstand oppfører imidlertid forbindelsen FU-2 seg ensartet som produktet ifølge formel (I), og av den grunn vil den i det nedenstående utelukkende bli betraktet som produktet av formel (I).

Skjønt den reaksjon på hvilken fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er basert, er en kjent reaksjon for fremstilling av Schiff-aminbaser, har utførelsen av fremgangsmåten i dette spesielle tilfelle forårsaket adskillige vanskelig-heter ved at kondensasjonsreaksjonen mellom ammoniumderi-vatet og aldehydderivatet finner sted i en alkalisk oppløs-ning, idet penicilliner i alkalisk oppløsning undergår endringer ved hydrolyse, med resulterende deling av molekylet.

Det har imidlertid vist seg at der finnes et snevert område av kritiske betingelser innenfor hvilke reaksjonen kan utføres med høyt utbytte og produktet utvinnes i farma-søytisk renhet. Betingelsene under hvilke fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres, er som følger: temperatur 0 - 10°C, vandig oppløsning av pH 6 - 7,2, reaksjonstid 15 - 6 0 minutter.

Utgangsmaterialet som anvendes, er en vandig oppløs-ning eller suspensjon av Amoxycillin, som kan være fremstilt på en hvilken som helst måte, og som holdes ved en temperatur på 0 - 10°C.

Oppløsningen innstilles på pH 6 - 7,2 med et natrium-eller kaliumhydrat-carbonat eller -bicarbonat, og furfural tilsettes enten som sådant eller i form av en vandig oppløs-ning, enten i støkiometrisk mengdeforhold eller i et over-skudd på inntil 50%, og blandingen omrøres i 15 - 60 minutter. Etter denne tid blir oppløsningen filtrert, og den filtrerte masse tørres ved lyofilisering. Det erholdte tørre pulver er natrium- eller kaliumsaltet av forbindelsen I.

Det nedenstående eksempel illustrerer fremstillingen av det nye aminopenicillinderivat.

Eksempel

419 g Amoxycillin-trihydrat oppløses i 2 liter kaldt vann, oppløsningen kjøles til 2 - 3°C, og 96 g furfural og 84 g natriumbicarbonat tilsettes under omrøring. Omrøringen fortsettes i 20 minutter, hvoretter blandingen sirkuleres gjennom et steriliseringsfil ter og det fraskilte produkt lyofiliseres. Det fremstilte produkt har et smeltepunkt på 110 - 112°C (spaltes) og en molvekt på 443. Ved elementar-analyse ble den følgende empiriske formel bestemt:<C>21<H>21°6<N>3<S->

Produktet gir de reaksjoner som er karakteristiske for peni-cillinets B-lactamring og likeledes de karakteristiske reaksjoner for furfuralgruppen.

Den nye forbindelse (I) har vist seg å være mer stabil og ha høyere antibakteriel1 aktivitet enn de mer kjente penicilliner, spesielt sammenlignet med Amoxycillin.

Resultatene av noen betydningsfulle undersøkelser er gitt nedenfor for å vise anvendbarheten av den nye forbindelse i sammenligning med analoge, kjente forbindelser.

1. Stabilitet

Stabiliteten av forbindelsen FU-2 i avhengighet av tiden og temperaturen ble bestemt for tidsrom av inntil )90 dager og temperatur inntil 60°C. Resultatene som ble oppnådd, er oppført i den nedenstående tabell-l.

Ved oppbevaring i omgivelser mettet med fuktighet har forbindelsen dessuten vist seg å være fullstendig ikke-hygroskopisk i den forstand at fuktighetsinnholdet forble konstant på

40%. De ovennevnte verdier viser at den nye forbindelse er betydelig mer stabil enn kjente penicilliner.

2 . Plasmatiske nivåer

A - Intravenøs injeksjon.

Tre hunder av midlere vekt 8 - 9 kg ble benyttet. For-søkene ble utført som en sammenligning mellom FU-2 og Amoxycillin, ved kontinuerlig injisering av drogene intravenøst med en hastighet av 5 ml/h oppløsning i totalt 3 timer. Totalt ble det injisert 6 0,6 mg Amoxycillin og 70 mg FU-2, dvs. ekvimolare mengder av de to forbindelser. Titreringen av antibiotikaene ble utført etter den bakteriologiske skivediffusjonsmetode under anvendelse av den metode hvor mikroorganismen Sarcina Lutea benyttes som forsøksmikroorganisme. Middelverdiene som ble oppnådd med de tre hunder, er oppført i tabell 2 nedenfor.

Det ble også foretatt målinger av den maksimale konsentrasjon som nåes straks etter at rotter er blitt injisert intravenøst med 10 mg Ampicillin og med ekvivalente doser av Amoxycillin og FU-2, og likeledes av den midlere eksistenstid for de tre droger etter denne injeksjon.

De verdier som ble bestemt, er oppført i tabell 3 nedenfor.

b - Oral administrering

Forsøkene ble utført på hunnrotter av Wistar-stammen av vekt 200 - 250 g, ved administrering av ekvimolare doser av Ampicillin, Amoxycillin og FU-2, svarende til 50 mg/kg Ampicillin. Antibiotikaene ble administrert i en vandig oppløsning av pH ca. 8. Antibiotikainnholdet i blodet på de forskjellige tidspunkter ble bestemt ved hjelp av den bakteriologiske skivediffusjonsmetode, under anvendelse av mikroorganismen Sarcina Lutea. Gjennomsnittsverdiene somble ^oppnådd for 20 rotter; er oppført i tabell 4 nedenfor.

3. Fordeling i organene

Hannrotter av Wistar-stammen som veiet 80 - 100 g, ble benyttet ved denne bestemmelse. Antibiotikaene ble gitt rottene oralt i en vandig oppløsning av pH 7,4 og i en mengde svarende til 40 mg/kg Amoxycillin. Organene ble fjernet 60 minutter etter administreringen, og vevene ble homogeni-sert.' Innholdet av antibiotika ble bestemt ved hjelp av den bakteriologiske metode som ble benyttet i forbindelse med de foregående forsøk. De oppnådde middelverdier, uttrykt i ug antibiotikum pr. gram vev, er gitt i tabell 5 nedenfor.

Av disse farmakologiske data sees det klart at de plasmatiske nivåer som nåes med den nye forbindelse FU-2, er høyere og mer vedvarende enn dem som nåes med Ampicillin og Amoxycillin. Det viste seg likeledes at forbindelsen FU-2 er langt mer spesifikk overfor lungene og nyrene enn Amoxycillin, mens den har omtrent samme aktivitet overfor leveren.

4. Spekterbredde

Den minste inhiberende konsentrasjon av den nye forbindelse ble bestemt med hensyn til et visst antall mikroorganismer, i sammenligning med Ampicillin og Amoxycillin.

De oppnådde verdier er oppført i tabell 6 nedenfor.

Denne orienterende undersøkelse viser at det nye antibiotikum FU-2 er aktivt overfor alle de mikroorganismer som generelt er sårbare overfor penicilliner.

5. Toksisitet

Den nye forbindelse er praktisk talt fri for toksisi-

6. Hæmatiske nivåer hos mennesket

Resultatene er gitt nedenfor for en rekke kryssfor-

søk utført på tre kvinnelige pasienter, ved administrering av FU-2 og Amoxycillin med en dag i mellom. Totalt ble data analysert for de følgende pasienter:

- 3 pasienter med komplette FU-2-kurver og Amoxycillin-kurver

- 3 pasienter med komplette FU-2-kurver og partielle Amoxycillin-kurver

- 3 pasienter med bare FU-2-kurver

Pasientenes midlere alder var 4 9 år (18 - 67) og gjennomsnitts-vekten var 57 kg (41 - 86 kg) .

Det ble administrert kapsler inneholdende 500 mg antibiotikum, men i hvert enkelt tilfelle ble de oppnådde verdier stan-dardis ert til 2 0 mg/kg. Det ble tatt blodprøver på de an-gitte tidspunkter etter administreringen av drogen, og blod-prøvene ble lagret ved ca. 5°C inntil analysen kunne finne sted.

Analysen ble utført etter en mikrobiologisk metode, idet man titrerte den inhibering som ble forårsaket av skiver impreg-nert med plasmaet på agar fra Sarcina Lutea etter 18 timers inkubering ved 37°C. De hæmatiske nivåer som ble bestemt,

er oppført i tabell 7, uttrykt i ug/ml.

Som det vil sees, bekreftet forsøkene utført på mennesker de resultater som allerede var blitt oppnådd gjennom de farmakologiske undersøkelser (som angitt represen-terer de gitte data bare forholdstall, som er representative for et stort antall utførte forsøk), nemlig at det nye antibiotikum når opp i høyere hæmatiske nivåer og har en mer varig virkning enn de beste av de kjente penicilliner, og spesielt i sammenligning med Amoxycillin.

7, Farmakokinetiske karakteristika hos mennesker

20 mg/kg Amoxycillin og den ekvivalente (ekvimolare) mengde FU-2 ble administrert oralt til 7 kvinnelige pasienter. I tabell 8 nedenfor er oppført noen verdier hentet fra be-stemmelsen av kurven for plasmatisk konsentrasjon mot tiden etter administreringen (standardavviket er angitt i parentes).

Parameteren (1) angir den maksimale konsentrasjon av antibiotikum som nås i blodet, og parameteren (2) angir den med-gåtte tid etter administreringen som er nødvendig for å nå maksimal konsentrasjon.

Som det vil sees, er verdien for T den samme for de to antibiotika, men innenfor det samme tidsintervall er den oppnådde konsentrasjon for FU-2 betydelig høyere.

AUK-verdien (AUK = areal under kurve) er en verdi som er proporsjonal med mengden av droge som absorberes av organismen. Også i dette tilfelle indikerer parameteren klart en bedre virkning av den nye forbindelse FU-2. Som en sammen-fatning kan det sies at det nye penicillin som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, er et bredspektret antibiotikum som er lagringsstabilt selv i fuktige omgivelser og ved for-høyet temperatur, som er mer aktivt og har mer langvarig Virkning enn Ampicillin og Amoxycillin, som er mer biotil-gjengelig, og som spesielt har mer spesifikk virkning overfor lunger og nyrer enn de sistnevnte forbindelser. Dessuten er det nye antibiotikum praktisk talt fritt for toksisitet.

Den nye forbindelse kan administreres oralt, parenter-alt, intravenøst eller rektalt, fortynnet med egnede bærere av den type som normalt anvendes for farmasøytiske formål.

Et eksempel på en blanding for oral administrering i kapsler er som følger: Hver kapsel inneholder:

Ved de farmakologiske og kliniske forsøk som hittil er blitt utført, har forbindelsen FU-2 vist seg særlig nyttig for behandling av infeksjoner i den orale sfære (angina, rhinopharyngitis, sinusitis, adenoiditis), bronkie-lunge-infeksjoner (akutt og kronisk bronchitis, broncho-pneumonia, pneumonia, pleuritis), infeksjoner i urinveiene (cystitis, nephritis, akutt og kronisk pyelonephritis, prostatitis), infeksjoner under gynekologisk kirurgi, infeksjoner i fordøy-elsessystemet og det hepatobiliære system og hudinfeksjoner.

Gode resultater ble oppnådd i samtlige tilfeller ved administrering av én kapsel inneholdende 500 mg to ganger pr. dag ved lette infeksjoner og to kapsler to ganger pr. dag ved akutte infeksjoner.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av terapeutisk aktivt furfurylenamino-p-hydroxybenzyl-penicillin av formelen:

   hvor R er hydrogen, natrium eller kalium, og dens imidazoli-don-isomere form, karakterisert ved at p-hydroxybenzyl-aminopenicillin omsettes med en i det minste støkiometrisk mengde furfural i vandig oppløsning ved en temperatur mellom 0° og 10°C og ved pH mellom 6 og 7,2, i 15 - 60 minutter. De polymere som er anvendbare i foreliggende oppfinnelse fremstilles ved polykondensasjon av dimetyltereftalat, et alkyl(eller 2-alkenyl)ravsyreanhydrid og en polymetylendiol:

   De nødvendige dioler er kommersielt tilgjengelige. De sub-stituerte ravsyreanhydrider kan fremstilles ved "en"-reaksjonen mellom maleinsyreanhydrid og en olefin (fortrinnsvis en terminal olefin):

   Reaksjonen kan foregå i fravær eller, fortrinnsvis, i nærvær av stabilisatorer som f.eks. hindrede fenoler, (f.eks. "Irganox" 1098) eller sekundære aromatiske aminer, (f.eks. "Naugard" 445). Acetater, oksyder og alkoksyder av mange flerverdige metaller kan anvendes som katalysator som f.eks. sinkacetat, eller magnesiumacetat i kombinasjon med antimon-oksyd, eller sinkacetat sammen med antimonacetat. Den fore-trukne katalysator for polymerisasjonen er imidlertid en blanding av 0,1% (basert på total tilsatt vekt) tetrabutyl-ortotitanat og 0,005% magnesiumacetat. Dersom det ønskes et farget produkt, kan en forenelig farge som f.eks. D& C Green nr. 6, tilsettes til polymeren eller monomerblandingen i kon-sentrasjoner på opptil 0,5% basert på ventet polymerutbytte. Polymerisasjonen foregår i to trinn. I det første trinn som foretas under nitrogen ved temperatur varierende fra 160 til 250°C, opptrer polykondensasjon via transforestring og for- estring, som resulterer i polymerer med lav molekylvekt og oligomerer. Disse omdannes til materialer med høyere molekylvekt i det etterfølgende trinn som foregår ved 240-255°C, ved trykk på mindre enn 1 mm kvikksølv. De resulterende polymerer oppviser egenviskositeter (målt i heksafluor-isopropylalkohol) på 0,8 til 1,4, og krystallinitet på ca. fra 20-50%. En representativ molekylvektbestemmelse på en av polymerene ved hjelp av lysspredning ga en verdi på 78x10^ dalton. Tm for polymerene, avhengig av sammensetning, varierte fra ca. 180-210°C. Smelteviskositeter ved passende 3 3 ekstrusjonstemperaturer varierte fra ca. 3x10 til ca. 9x10 poise. En oppsummering av polymeregenskapene fremgår av tabell I. Polymerene ekstruderes lett i en ekstruder av rammetypen, som f.eks. et Instron-kapillær rheometer ved 10-50°C over harpiksen Tm, avhengig av polymerens molekylvekt. De resulterende ekstrudater kan trekkes og total trekkeforholdet kan variere fra 3X til 7X. De enestående orienterte fibrene oppviser en uventet kombinasjon av egenskaper. Strenger på ca. 7-10 mil diameter opp-viste eksempelvis knutestyrker på 2460-3160 kg/cm 2, strekk-styrker på 3520-5620 kg/cm 2og en Young's modul på vanligvis mindre enn 10550 kg/cm 2. Prosent forlengelse varierte fra 25 til 55%. Som oppsummering kan det sies at de beskrevne polymerer egner seg for lett ekstrusjon og trekking til sterke og myke fibrer som er anvendbare som suturer med høy føyelighet og som er "ultra ikke-stive". En liste over egenskaper til fibere som er trukket i en totrinnsprosess ved å bruke enten to påfølgen-de oppvarmede glycerinbad eller en "varm sko" fulgt av et påfølgende glycerinbad, er vist i tabell II. Fibrene kan steriliseres ved stråling eller etylenoksyd, og mister ikke mer enn 6% av sin styrke etter implantering i tre uker i en rottes ryggmuskler.