DE1069618B - Verfahren zur Herstellung von Streptomycylidenisoniikotinsäurehydrazon bzw. dessen Salzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Herstellung von biologisch aktivem Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon bzw. dessen Salzen.

Streptomycin hat sich als wirksamer Antagonist von Mycobakterien erwiesen. Isonikotinsäurehydrazid (Handelsname »Isoniazid«) und gewisse chemisch verwandte Verbindungen, wie sein Isopropylderivat, besitzen gleichfalls dieselbe Wirksamkeit. Jedoch neigen diese Stoffe dazu, bei längerer Anwendung oder bei Verabfolgung von besonders großen Dosen gewisse toxische Wirkungen hervorzurufen. Bei Anwendung von Streptomycin allein kann bei längerer Behandlungszeit das Nervensystem geschädigt werden. Werden andererseits große Dosen Isonikotinsäurehydrazid angewandt, so treten z. B. Krämpfe und gesteigerte Reflexe auf. Ein besonderer Nachteil ist die Tatsache, daß die Behandlung mit einer dieser Verbindungsarten das Auftreten resistenter Mikroorganismen zur Folge haben kann.

Es wurde nun gefunden, daß man durch Reaktion von Streptomycin bzw. dessen Salzen und Isonikotinsäurehydrazid das Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon bzw. dessen Salze herstellen kann, das besonders wirksam gegenüber Micobakterien ist und bei richtiger Anwendung bestimmte überraschende Vorteile gegenüber der Anwendung von Streptomycin oder dessen Salzen bzw. Isonikotinsäurehydrazid oder deren Gemischen aufweist. Als Streptomycinsalze können z. B. das Sulfat, Hydrochlorid oder Calciumchloriddoppelsalz verwendet werden. Auch Isonikotinsäurehydrazid kann in Form seiner Salze, z. B. als Acetat, Sulfat oder Hydrochlorid, verwendet werden.

Es wurde gefunden, daß die neue chemische Verbindung durch Umsetzung von Isonikotinsäurehydrazid bzw. dessen Salzen mit Streptomycin bzw. dessen Salzen in wasserfreien Alkanolen in guter Ausbeute erhalten werden kann. Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon kann in Form seiner Salze mit einer oder mehreren verschiedenen anorganischen oder organischen Säuren oder als freie Base erhalten und die freie Base kann dann anschließend wieder in ein Salz umgewandelt werden; die ursprünglich erhaltenen Salze können ihrerseits gewünschtenfalls in die freie Base umgewandelt werden. Es können z. B. das Sulfat, Hydrochlorid oder Phosphat hergestellt werden. Außerdem kann man gemischte Salze, die unterschiedliche Mengen einer oder mehrerer Säuren enthalten, herstellen. Zum Beispiel können Verbindungen, die 1 Molekül der freien Base und 3 Äquivalente Schwefelsäure enthalten, hergestellt werden. Es kann auch ein Trihydrochlorid oder ein Salz mit einem geringeren Anteil an Salzsäure hergestellt werden.

Das hergestellte Streptomycylidenisonikotinsäure-Verfahren zur Herstellung

von Streptomycylidenisonikotinsäure-

hydrazon bzw. dessen Salzen

Anmelder:

Cas. Pfizer & Co., Inc.,
Brooklyn, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:

V. St v. Amerika vom 1. Juli 1952, 27. Mai und 28. Mai 1953

Frank Cook Pennington, Mineola, N. Y.,
und Isaiha Abraham Solomons, Garden City, N. Y.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

hydrazon bzw. dessen Salze haben gegenüber anderen Antituberkulosemitteln bedeutende Vorteile.

Diese Stoffe sind beständig. Sie haben eine wohldefinierte Zusammensetzung. Sie sind leichter wasserlöslich, was bei der parenteralen Verabfolgung von großem Vorteil ist. Wenn z. B. ein Gemisch aus Streptomycinsulfat und Isonikotinsäurehydrazid in molekularen Verhältnissen hergestellt wird, wird gefunden, daß ein solches Gemisch nur langsam löslich ist. Wird jedoch keine klare Lösung erhalten, bevor das Material in einer Spritze aufgezogen wird, besteht ständig die Gefahr, daß die Nadel verstopft oder daß große nicht gelöste Teilchen in den Muskel eingespritzt werden, wo sie eine Entzündung hervorrufen können. Im Gegensatz dazu sind die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte, wie Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonsulfat, in Wasser viel leichter löslich. Bei Zugabe des Verdünnungsmittels zu der kristallinen Verbindung wird in sehr kurzer Zeit unter geringfügigem Rühren eine klare, leicht zu verabfolgende Lösung erhalten. Dies ist für Ärzte und anderes Personal, das, z. B. in Krankenhäusern, bei Tuberkulosekranken eine große Zahl dieser Einspritzungen vornehmen muß, von großem Vorteil. Außerdem scheinen die festen Verbindungen besonders in kristalliner Form besser beständig zu sein als die Gemische der Ausgangsverbindungen. Die nach dem

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3 . 4

vorliegenden Verfahren hergestellten kristallinen eine Resistenz entwickelt haben, den erfindungsgemäß Produkte sind sehr rein. Sie können auch aus Strep- hergestellten \^Aerbindungen gegenüber nicht die tomycin geringerer Reinheit hergestellt werden. Sie gleiche Resistenz aufweisen. Die neuen Verbindungen dienen daher auch zur Reinigung von Streptomycin. können per oral entweder als Tabletten, Kapseln oder Rohe Streptomycynlösungen, die z. B. durch Adsorp- 5 Lösungen verabreicht werden, oder sie können intration an Kohle und Auswaschung, und Ionenaus- muskulär oder subcutan injiziert werden. Besonders tauscheradsorption und Auswaschung erhalten wer- wertvoll ist das Streptomycylidenisonikotinsäureden, können z. B. im Vakuum eingeengt und anschlie- hydrazonsulfat, das in trockener, steriler Form abßend erfindungsgemäß umgesetzt werden. Zum gefüllt werden kann. Der Zusatz von sterilem Was-Beispiel kann das Calciumchloriddoppelsalz des io ser ergibt eine Lösung, die zur Behandlung von Streptomycinhydrochlorids, das technisch als Zwi- Tuberkulose leicht injiziert werden kann. Die Verschenprodukt bei der Reinigung des Antibiotikums wendung eines Präparats, welches das Äquivalent verwendet wird, auf diese Weise in sehr reines eines Gramms Streptomycin für einen Erwachsenen Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon umgewan- pro Tag enthält, ist, wie gefunden wurde, zufriedendelt werden. Dadurch werden verschiedene Reini- 15 stellend. Geeignete Dosierungen können im übrigen gungsstufen, die bei anderen Verfahren erforderlich durch Versuche von Fall zu Fall festgestellt werden, sind, überflüssig. Die gereinigte feste Verbindung Im allgemeinen sollen Dosierungen von etwa 5 kann, falls gewünscht, in einfache Streptomycinsalze, bis 30 mg der Verbindmag je kg Körpergewicht tägz. B. das Sulfat, übergeführt werden. lieh verabreicht werden.

Die Herstellung des Streptomycylidenisonikotin- 20 Das Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon bzw. säurehydrazons erfolgt in wasserfreien Alkanolen, seine Salze besitzen eine erhöhte therapeutische Wirinsbesondere in niederen aliphatischen Alkoholen mit kimg und sind weniger toxisch.
1 bis 4 Kohlenstoffatomen in unverzweigter Kette. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Arbeitsweise,

Vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Konden- bei der in wasserfreien Alkanolen gearbeitet wird, sation unter leicht sauren bis basischen Bedingungen 25 sind im Vergleich zu der im deutschen Patent 965 325 durchgeführt. Der p_H-Wert der Reaktionsmischung beschriebenen Verfahrensweise, bei der die Ausgangssoll mindestens etwa 5 betragen und nicht höher als stoffe in wäßriger Lösung umgesetzt werden, vor 10,5 sein. Während der Reaktion kann man Wärme allem darin zu sehen, daß in wesentlich kürzerer zuführen, um die Kondensation zu beschleunigen. Zeit bessere Ausbeuten an gewünschtem Konden-Eine Temperatur zwischen 30 und etwa 100° C ist 30 sationsprodukt erhalten werden. Zum Beispiel wird zufriedenstellend. Ein längeres Erhitzen der Reak- das Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonsulfat, tionsmischung ist nicht ratsam, obgleich Strepto- wenn es in einem wasserfreien niederen Alkanol hermycylidenisonikotinsäurehydrazon und seine Salze gestellt wird, in Ausbeuten von 90% oder mehr der ziemlich beständig sind. Theorie erhalten bei einer Gesamtkonzentration der

Da Isonikotinsäurehydrazid weniger kostspielig ist 35 Reaktionskomponenten von etwa 10 bis 15%. Da-

als Streptomycin, kann es vorteilhaft sein, einen g^eg^en entsteht der gleiche Stoff, wenn in wäßriger

Überschuß dieses Reaktionsteilnehmers zu verwenden. Lösung gearbeitet wird, nur in einer Ausbeute von

Wenn man das Verfahren unter Bedingungen durch- etwa 55 bis 60%.

führt, bei denen das feste Kondensationsprodukt so- Beispiel 1

fort abgetrennt wird, verschiebt sich das Gleich- 40

gewicht, und es bildet sich weiteres Verfahrenspro- Eine Mischung aus 15 g Streptomycinhydrochlorid dukt. Auf diese Weise ist es möglich, praktisch die ^{und 3}·⁰ S Isonikotinsäurehydrazid wurde in 100 cm³ gesamte bei dem molekularen Verhältnis vorhandene trockenem Methanol unter Rückfluß 4V₂ Stunden erMenge jedes der Reaktionsteilnehmer in Streptomycyl- ^hltzt· Dann ^{ließ man} die Mischung 2V₂ Tage bei idenisonikotinsäurehydrazon umzuwandeln. 45 Raumtemperatur stehen. Die bernsteinfarbene Mi-

Das bei diesen Reaktionen gebildete Produkt kann schung wurde filtriert und das Filtrat mit Methanol auf verschiedene Weise isoliert werden. Wird ein ^{auf em} Volumen von 150 cm³ verdünnt. Ein Papierniederer aliphatischer Alkohol als Reaktionsmedium chromatogramm der Lösung zeigte die Anwesenheit verwendet, so fallen bei entsprechend hohen Konzen- ^von Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonhydrotrationen der Ausgangsstoffe die Salze des neuen 50 chlorid an. Die Lösung wurde dann in einen Kühl-Produktes, z. B. dessen Hydrochlorid, aus. Dies kann schrank gesetzt, worauf Kristalle des Produktes langerleichtert werden, indem man nach Beendigung der sam ausfielen. Nach dem Abfiltrieren und Entfernen Reaktion das Gemisch auf eine niedrige Temperatur, des anhaftenden Lösungsmittels zeigte das Produkt z. B. etwa 0° C, bringt. Es kann jedoch auch ein ^im Infrarotspektrum, besonders bei 6,4 ηαμ, sowohl anderes Salz des Reaktionsproduktes mit einer ge- 55 gegenüber dem Streptomycinhydrochlorid als auch ringen Löslichkeit aus der Reaktionslösung gefällt gegenüber dem Isonikotinsäurehydrazid gewisse Abwerden; das Sulfat hat z. B. eine ziemlich geringe weichungen. Das Produkt schmolz unter Zerfall bei Löslichkeit in Methanol und kann daher aus Methanol ^{etwa 2}I^{50 c und} zeigte eine biologische Wirksamkeit leicht durch Zusatz eines methanollöslichen Sulfats, ^{von 695} 7^/mS-z.B. Triäthylaminsulfat, gefällt und abgetrennt 60 Analyse für C₂₇H₄₇N₁₀O₁₂Cl₃:
werden. ,....,...,, , . Berechnet ... C 40,03, H 5,85, N 17,29, Cl 13,13%:

Streptomycyhdenisonikotinsaurehydrazon und seme gefunden ... C 40,01, H 5,90, N 17,19, Cl 13,09%. Salze sind nicht nur wie die Ausgangsstoffe zur Behandlung von Tuberkulose geeignet, sondern besitzen Beispiel 2
Eigenschaften, die auf Grund der Eigenschaften der 65

Ausgangsmaterialien, aus denen sie hergestellt wer- Eine Mischung aus 20 g Streptomycinhydrochlorid

den, d. h. Streptomycin und Isonikotinsäurehydrazid, und 32 g Isonikotinsäurehydrazid in 350 cm³ trockenicht vorgesehen werden konnten. Vor allem wurde nem Methanol wurde im Wasserbad bei 70 bis 75° C

gefunden, daß Mikroorganismen, die entweder gegen 1 Stunde erhitzt. Die Mischung wurde dann gekühlt

Streptomycin oder gegen Isonikotinsäurehydrazid 70 und das überschüssige Isonikotinsäurehydrazid ab-

filtriert. Das Filtrat wurde mit einer methanolischen Triäthylaminsulfatlösung behandelt. Es fiel Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonsulfataus. Es wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und über Calciumchlorid lösungsmittelfrei gemacht. Die Ausbeute betrug 90% der Theorie. Die mikrobiologische Wirksamkeit dieses Produktes betrug nach Hydrolyse unter Verwendung von Klebsiella pneumoniae in einem turbidimetrischen Verfahren 600 bis 630 y/mg. Die Analyse zeigte, daß es sich um das gewünschte Produkt handelte.

Beispiel 3

Rohes Streptomycin wurde an einem Ionenaustauscherharz vom Carbonsäuretyp (Handelsnahme »Amberlite IRC 50«) adsorbiert und durch Auswaschen mit verdünnter Salzsäure als Hydrochlorid erhalten. Die Salzsäurelösung wurde eingeengt und das Wasser durch Methanol ersetzt. Das unlösliche Material wurde abfiltriert und das rohe Methanolkonzentrat des Streptomycinhydrochlorids zur Trockne eingedampft. 21,3g des rohen Produktes (490 y/mg) wurden in 150 cm³ wasserfreiem Methanol mit 4,26 g Entfärbungskohle erhitzt. Die Lösung wurde IV2 Stunden gerührt, und dann nitriert. Die filtrierte Lösung wurde mit 3 g Isonikotinsäurehydrazid versetzt und 20 Minuten am Rücknußkühler erhitzt. Die Lösung wurde dann gekühlt, mit einer kleinen Menge Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonhydrochloridkristallen geimpft und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Am Morgen wurde das kristalline Produkt abfiltriert, mit Methanol gewaschen und getrocknet. Es wog 7,49 g. Seine Wirksamkeit war größer als 490 y/mg und betrug etwa 600 y/mg.

Beispiel 4

Streptomycin-Gärbrühe wurde filtriert und über ein Ionenaustauscherharz vom Carbonsäuretyp (Handelsname »Amberlite IRC 50«) geleitet. Mittels verdünnter Salzsäure wurde das Streptomycin dann wieder ausgewaschen und nach Neutralisierung der Säure durch Absprühen getrocknet. 110,6 g dieses Materials mit einem Gehalt von 230 y/mg wurden in 200 cm³ kochendem wasserfreiem Methanol verrührt. Die Mischung wurde dann gekühlt und das unlösliche organische Salz abfiltriert. Die Methanollösung wurde dann auf die Hälfte ihres Volumens eingeengt und weiteres ausgefälltes Salz abfiltriert. 6,0 g Isonikotinsäurehydrazid wurden der Streptomycinlösung dann zugesetzt und 8,5 g Entfärbungskohle. Nach V2Stündigem Rühren der Mischung wurde diese filtriert, mit Kristallen von Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonhydrochlorid geimpft und im Kühlschrank aufbewahrt. Es wurden 14,6 g Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazonhydrochlorid erhalten. Seine Wirksamkeit war größer als 230 y/mg und betrug etwa 400 bis 500 y/mg.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Streptomycylidenisonikotinsäurehydrazon bzw. dessen Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man Streptomycin bzw. dessen Salze mit Isonikotinsäurehydrazid bzw. dessen Salzen in wasserfreien Alkanolen bei einem p_H-Wert von etwa 5,0 bis etwa 10,5 und zweckmäßig bei 30 bis 100° C umsetzt und das gebildete Reaktionsprodukt in üblicher Weise, wie Kristallisation, abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von Triäthylaminsulfat arbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 814 316, 830 994;

kanadische Patentschrift Nr. 474 055;

USA.-Patentschrift Nr. 2 634 264;

J. biol. Chem., Bd. 164, 1946, S. 173;

Florey, Chain u.a., Antibiotics, 1949, Bd. II, S. 1310;

Lanat, Bd. 262, 1952, S. 1113;

Amer. Rev. of Tuberculosis, Bd. 65, 1952, S. 777, 778.

In Betracht gezogene ältere Patente:

Deutsches Patent Nr. 965 325.

© 909 650/540 11.59