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Verfahren zur Herstellung von wenig toxischen basischen Salzen von
Streptomycesantibiotika Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Antibiotikaleucinsalzen von Streptomycesantibiotika mit verminderten toxischen Eigenschaften
bei gleichbleibender antibakterieller Wirksamkeit.
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Es ist bekannt, daß gewisse von Streptomycesstämmen erzeugte basische
Antibiotika eine Toxizität besitzen, welche ihre allgemeine Anwendung erschweren.
Dazu gehören beispielsweise Streptomycin und Dihydrostreptomycin oder Neomycin und
Viomycin. So ist beim Streptomycin, Dihydrostreptomycin, Neomycin und Viornycin
das Eintreten von Gehörschäden bzw. von Gleichgewichtsstörungen, hervorgerufen durch
Schädigung des achten Gehirnnerven, zu befürchten und kann Veranlassung zur Einstellung
der Behandlung geben. Beim Neomycin und Viomycin können zusätzlich Nierenschäden
auftreten.
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Im Patent 951567 und im Patent 954 874 wurde nun gezeigt, daß
die von Streptomycesarten produzierten basischen Antibiotika dadurch entgiftet werden
können, daß sie mit Pantothensäure oder deren Derivaten chemisch umgesetzt, zweckmäßig
in Salze übergeführt werden.
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In der Patentanmeldung C 10419 IV b / 12 c wurde gezeigt, daß die
basischen Streptomycesantibiotika auch dadurch entgiftet werden können, daß sie
mit einem wasserlöslichen Zinksalz in solchen Mengen versetzt werden, daß die Zinkmenge
0,1 bis 10%, vorzugsweise 0,2 bis 3% der Menge des Antibiotikums entspricht, wobei
wenigstens zum Teil Komplexverbindungen aus dem basischen Antibiotikum und dem Zinksalz
entstehen und die Präparate vorzugsweise in Form von Lösungen angewendet werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun basische Streptomycesantibiotika
. durch Salzbildung mit Leucin entgiftet, ohne daß ihre antibiotische Wirksamkeit
herabgesetzt wird.
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Das Leucin wird zum basischen Streptomycesantibiotikum in einer Menge
von 5 bis 1500/a, berechnet auf die Menge der freien Base des Antibiotikums, vorzugsweise
in einer Menge von 15 bis 1251/o hinzugesetzt, so daß mindestens teilweise eine
Salzbildung zwischen dem basischen Streptomycesantibiotikum und dem Leucin erfolgt.
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Man kann das Leucin gegebenenfalls auch im Gemisch mit den im Patent
951567 und im Patent 954 874 sowie in der Patentanmeldung C 10419 IV b/ 12
o beschriebenen, entgiftend wirkenden Verbindungen, beispielsweise zusammen mit
Zinksalzen-zur Anwendung bringen.
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Die durch das vorliegende Verfahren erreichbare therapeutische Wirkung
ergibt sich aus folgenden Vergleichsversuchen a) Die Dosis in mg, bezogen auf 20
g Maus, bei deren Verabreichung 50% der Tiere sterben (DL"), beträgt bei Streptomycinsulfat
etwa 15 bis 18. Geringe Unterschiede in den Angaben der DL., beruhen darauf,
daß nur zur gleichen Zeit mit gleichem Tiermaterial durchgeführte Tierexperimente
miteinander verglichen werden dürfen. Je nach dem Stamm, dem Ernährungszustand usw.
sind die Tiere unterschiedlich empfindlich. Wenn man den Versuchstieren ein Gemisch
von Streptomycinsulfat und Leucin verabreicht, so daß die Tiere 20 mg Leucin je
20 g Maus erhalten, beträgt die DL., bei Tieren, für die die DL.,
bei Streptomycinsulfat allein bei etwa 15 liegt, nunmehr 20,4; die Toxizität ist
also entsprechen vermindert worden.
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Beim Dihydrostreptomycinsulfat beträgt die DL.,
in mg je 20
g Maus etwa 28. Wenn man gleichfalls 20 mg Leucin je 20 g Maus verabreicht, so beträgt
die DL., nunmehr etwa 35. Auch hier ist also eine starke Verminderung der
Toxizität eingetreten.
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Die Versuche wurden derart durchgeführt, daß Mäuse mit einem mittleren
Gewicht von 20 g verwendet und die antibiotisch wirksamen Stoffe subkutan eingespritzt
wurden. Die eine Hälfte der Versuchstiere erhielt nur das Antibiotikum, während
die andere Hälfte zusätzlich das Leucin, gleichfalls subkutan verabfolgt, erhielt.
Dann wurde festgestellt, wieviel Tiere jeweils innerhalb der folgenden 5 Tage starben
und daraus der Wert der DL50 ermittelt.
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Die Produkte gemäß der Erfindung wurden hinsichtlich der Toxizitätsverminderung
auch mit den aus dem deutschen Patent 929 665 und der deutschen Patentschrift 814
316 sowie der USA.-Patentschrift
2 643 997 bekannten Produkten verglichen.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden -Tabelle 1 enthalten. Da die im deutschen
Patent 929 665 beschriebenen Produkte schwerlöslich sind, wurden bei den Versuchen
- mit diesen Produkten die Gemische der Ausgangskomponenten eingesetzt. Die in der-
nachstehenden Tabelle angegebenen Werte sind an einheitlichem Tiermaterial erzielt
und daher direkt miteinander vergleichbar.
| Tabelle 1 |
| DL5o mg Anti- |
| biotikum (als Base) |
| Verbindung je 20 g Maus |
| bei subkutaner |
| Einspritzung |
| Streptomycinsulfat 14,8 |
| Streptomycinleucinat ... ... 18,5 |
| Streptomycinsulfat + Desoxychol- |
| säure (entsprechend Beispiel 6 des |
| deutschen Patents 929 665) ....... -1-4,9" |
| Streptomycinsulfat + Lithochol- |
| säure (entsprechend Beispiel.5 des |
| deutschen Patents 929 665) ..... 14,5 |
| Streptomycinphosphat |
| (USA.-Patentschrift 2 643 997). . 15,0 |
| Streptomycin-p-aminosalicylat |
| (Beispiel 1 der deutschen Patent- |
| schrift 814 316) ............... 14,8 |
| Dihydrostreptomycinsülfat ..:.... 25,2 |
| Dihydrostreptomycinsulfat + Des- |
| oxycholsäure (entsprechend Bei- |
| spiel 1 des deutschen Patents |
| 929665) .... -.............. 24,9 |
| Dihydrostreptomycinleucinat ..... 35,7 |
| Dihydrostreptomycinsulfat + Chol- |
| säure (entsprechend Beispiel 3 des |
| deutschen Patents 929 665) ..... 25,8 |
| Dihydrostreptomycinsulfat + Litho- |
| cholsäure (entsprechend Beispiel 4 |
| des deutschen Patents. 929 665). . 24,7 |
| Dihydrostreptomycin-p-amino- |
| salicylat (entsprechend Beispiel 2 |
| der deutschen Patentschrift |
| 814 3l6) ...................... 25,0 |
| i\Teomycinsulfat ................. 7,95 |
| i'Veomycinleucinat .............. . 9,1 |
| Viomycinsulfat .................. ' 32,4 |
| Viomycinleucinat .... ........... 41,5 |
b) Die Tatsache, daß die antibiotische Wirksamkeit der basischen Streptömycesantibiotika
durch die Salzbildung mit Leucin nicht vermindert wird, ergibt sich aus folgenden
Vergleichsversuchen. Für die Versuche wurden jeweils zehn weiße Mäuse mit Mycobacterium
tuberculosis Stamm H37 Rv infiziert und dann-3 Tage nach der Infektion beginnend
- 6 Tage lang mit den zu prüfenden Substanzen behandelt. Die durchschnittliche Lebensdauer
der Tiere ist ein Maßstab für die tuberkulostatische Wirksamkeit der Verbindungen.
Die Streptomycin-; Dihydrostreptomycin- und Neomycinverbindungen wurden in solchen
Mengen subkutan verabreicht, daß pro Tag und Tier 1 mg der Base des jeweiligen--Antibiotikums
angewendet wurde. Bei den Viomycinverbindungen wurden unter sonst gleichen Bedingungen
pro Tag und Tier 3 mg Viomycinbase verabreicht.
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Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
| Tabelle 2 |
| mittlere |
| Verbindung Lebensdauer |
| in Tagen |
| Streptomycinsülfät .............. 22,8 |
| Streptomycinleucinat ............. 24,1 |
| Dihydrostreptomycinsulfat ....... 23,#r |
| Dihydrostreptomycinleucinat . , . . . 23,7 |
| Neomycinsulfat ................. 19,7 |
| 1 Neor nycinleucinat ................ 20,5 |
| Viomycinsulfat .................. 24,3 |
| Viomycinleucinat ................ 24,8 |
| Kontrolle (unbehandelt) .......... 18,5 |
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die mit den Antibiotikaleucinaten .behandelten
Tiere in allen Versuchen eine geringfügig höhere Lebenszeit hatten, im übrigen aber
zwischen der Wirksamkeit der Antibiotikasulfate und der Antibiotikaleucinate praktisch
kein Unterschied besteht.
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Diese therapeutische Wirkung zeigen nicht nur die reinen Antibiotikaleueinsalze,
sondern auch deren Mischungen mit anderen basischen Streptomycesantibiötika oder
anderen Antibiotika, wie Penicillin oder Penicillinsalzen.
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Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
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Beispiel 1 Man löst unter keimfreien Arbeitsbedingungen nacheinander
in 10 ccm Wasser 0,15 g Leucin und 1 g Streptomycinsulfat. Die erhaltene Lösung
kann unmittelbar verwendet werden. Man kann die Lösung auch gefriertrocknen und
auf diese Weise eine gut verwendbare feste Substanz erhalten.
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Beispiel 2 Man verwendet an Stelle von Streptomycinsulfat gemäß Beispiel
1 die gleiche Menge an Dihydrostreptomycinsulfat und erzielt das gleiche Ergebnis.
Beispiel 3 In 250 ccm lauwarmem destilliertem Wasser werden 18,9g Barythydrat [Ba(OH)2
- 8H20] und anschließend 15,7g Leucin gelöst. Zu der erhaltenen Lösung gibt man
unter Rühren eine Lösung von 30,4g Streptomycinsulfat in l00 ccm destilliertem Wasser.
Das gebildete Bariumsulfat wird abfiltriert und das Filtrat gefriergetrocknet. Man
erhält 35 g des Leucinsalzes des Streptomycins.
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F.=250' (Zersetzung). Der bei der Analyse gefundene Stickstoffgehalt
von 14,36°/o stimmt mit dem berechneten Wert von 14,36°/a überein.
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Beispiel 4 Man verfährt wie -im Beispiel 4, ersetzt aber das im Beispiel
4 verwendete Streptomycinsulfat durch
29,8g Dihydrostreptomycinsulfat.
Man erhält 39g des Leucinsalzes des Dihydrostreptomycins.
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F. = 220° (Zersetzung) ; N (berechnet) : 14,33%, N (gefunden) : 14,420/a.
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Beispiel s Man löst 19,65 g Leucin und 25,35 g Neomycin in 1000 ccm
destilliertem Wasser und behandelt die Lösung mit 1 g Entfärbungskohle. Die filtrierte
Lösung wird gefriergetrocknet. Man erhält 45 g des Leucinsalzes des Neomycins.
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F. = 250° (Zersetzung) ; N (berechnet) : 10,83 0/0, N (gefunden) :
11,531/o.
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Beispiel 6 In 250 ccm destilliertem gekochtem Wasser von 80° werden
nacheinander unter Rühren 18,9g Barythydrat und dann 15,72g dl-Leucin gelöst. Nach
dem Erkalten gibt man eine Lösung aus 30,2g 970/aigem Dihydrostreptomycinsulfat
und 500 ccm destilliertem Wasser hinzu. Man hält das Reaktionsgemisch 11/2 Stunden
auf einer Temperatur von -I-2°, behandelt es dann mit Entfärbungskohle und filtriert
unter Anwendung eines Filterhilfsmittels. Die erhaltene Lösung wird gefriergetrocknet.
Man erhält 37g des dl-Leucinsalzes des Dihydrostreptomycins. Der Schmelzpunkt liegt
bei etwa 220° unter Zersetzung.
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N (berechnet) : 14,33 0/0, N (gefunden) : 14,381/0. Beispiel ? Man
verfährt wie im Beispiel 6, ersetzt jedoch das dort verwendete Dihydrostreptomycinsulfat
durch 30,25g 96,5%iges Streptomycinsulfat. Man erhält 37,5g des dl-Leucinsalzes
des Streptomycins. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 250° unter Zersetzung.
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N (berechnet) : 10,830/0, N (gefunden) : 11,12%.. Beispiel 8 Man verfährt
wie im Beispiel 7, ersetzt jedoch das dort verwendete Dihydrostromycinsulfat durch
26,75 g 96,5%iges Neomycinsulfat. Man erhält 23 g des dl-Leucinsalzes des Neomycins.
Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 250° unter Zersetzung.
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Beispiel 9 Eine Suspension von 2,62 g 1 (-)-Leucin in 50 ccm warmen
Wassers wird mit 3,15 g Ba(OH)2-$ H20 versetzt. Zu der enstandenen Bariumleucinatlösung
gibt man eine Lösung von 6 g Viomycinsulfat in 50 ccm Wasser. Das Reaktionsgemisch
wird für einige Stunden auf 1 bis 2° abgekühlt und dann das entstandene Bariumsulfat
abfiltriert. Das Filtrat wird einer Gefriertrocknung unterworfen, wobei man das
Viomycinleucinat, das bei 212° unter Zersetzung schmilzt, erhält.
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N (berechnet) : 22,1%, N (gefunden) : 22,50/a.
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Die Tatsache, daß gemäß der vorliegenden Erfindung wirklich Salze
entstehen, ergibt sich daraus, daß das Leucin als solches in Wasser sehr wenig löslich
ist, während die Reaktionsprodukte ebenso wie Streptomycin und Dihydrostreptomycin
in Wasser sehr leicht löslich sind.
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Die Löslichkeiten der erfindungsgemäßen Verbindungen in Wasser bei
25° sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt: 1-Leucin ........................
etwa 2,40/0 dl-Leucin ...................... etwa 1 0/0 1-Leucinsalz des Dihydrostreptomycins
18 0/0 1-Leucinsalz des Streptomycins ........ 15 0/0 1-Leucinsalz des Neomycins
.......... 10 % dl-Leucinsalz des Dihydrostreptomycins 9 0/0 dl-Leucinsalz des Streptomycins
...... 8,5% dl-Leucinsalz des Neomycins ......... 9 0/a 1-Leucin in einer 10%igen
Lösung des Leucinsalzes des Streptomycins ..... 0,30/0