DE1470013C - Mannichbasen des Tetracyclins sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mannichbasen des Tetracyclins der allgemeinen Formel I H₃q OH N(CHj)₂

;CH₂)„COOH

OH

in der η die Zahl O oder 1 bedeutet, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Es ist bereits bekannt, wasserlösliche Tetracyclin-Derivate durch Mannich-Reaktionen herzustellen. Diese Reaktion besteht in der Kondensation einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung mit Formaldehyd und einem primären oder sekundären Amin unter Bildung solcher Verbindungen, die allgemein unter der Bezeichnung Mannichbasen bekannt sind. Im Fall von Tetracyclin wurden Mannichbasen unter Verwendung zahlreicher organischer Amine, entweder aliphatischen aromatischer oder heterocyclischer Natur, erhalten (vergleiche z. B. die deutschen Patentschriften 1044 806, 1063 598 und 1 088 481). Alle diese Derivate sind jedoch, obwohl ziemlich wasserlöslich, wenig stabil, und viele unter ihnen sind bei parenteraler Verabreichung wenig verträglich.

Um die Stabilität und die Verträglichkeit zu verbessern, wurden andere Derivate, die eine Carboxygruppe enthielten, hergestellt, wobei man als Aminkomponente gewisse Aminosäuren verwendete. Zwar wurden hierbei Verbindungen mit größerer Stabilität erhalten, jedoch war die antibiotische Wirksamkeit dieser Mannichbasen mehr oder weniger herabgesetzt. Die Ursache hierfür liegt darin, daß beim Arbeiten unter den in der genannten Literatur beschriebenen Bedingungen das Tetracyclin leicht eine Umwandlung in das therapeutisch inaktive isomere Epitetracyclin erleidet.

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Gruppe von neuen Mannichbaseh des Tetracyclins mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Stabilität, Wasserlöslichkeit und Verträglichkeit bei parenteraler Verabreichung, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die hierbei örhältlichen Mannichbasen des Tetracyclins weisen einen weit geringeren Gehalt an Epitetracyclin auf, als er in Tetracyclin-Mannichbasen vorliegt, die nach den bisher bekannten Verfahren hergestellt wurden.

Gemäß dem beanspruchten Verfahren werden 1 Mol Tetracyclin, 1 bis 2 Mol Formaldehyd und etwa 1 Mol einer Verbindung der allgemeinen Formel II

(CH₂)„CO₂H

(Π)

weist. Obwohl die Umsetzung in allen bei Mannich-Reaktionen üblichen Lösungsmitteln recht gut abläuft, werden die besten Ergebnisse bei Verwendung eines niedermolekularen aliphatischen Alkohols, wie Methanol oder Äthanol, erzielt. Unter diesen Bedingungen ist die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 10 und 50⁰C in 5 bis 15 Minuten abgeschlossen, und es entsteht kein Epitetracyclin. Beim Ansäuern mit einer Mineralsäure auf einen pH-Wert von 4 bis 5 fällt das Reaktionsprodukt aus und kann anschließend isoliert werden. Die Ausbeuten sind gewöhnlich sehr hoch.

Die Tabelle 1 vergleicht Ausbeuten und Epitetracyclinbildung beiAdem erfindungsgemäßen Verfahren, B dem in Farmaco, Ed. Prat, 16,65 (1961), beschriebenen Verfahren und C dem in der USA-Patentschrift 3 042 716 beschriebenen Verfahren.

Tabelle 1

	Ver fahren	% Aus beute	% Tetra	% Epitetra cyclin
Ausgangsverbindung	A	68,7	cyclin + Epitetra cyclin	1,2
Piperidin-	B	40,5	72,7	14,3
4-carbonsäure	C	26,4	74,4	5,8
	A	65	52,5	<1
3-Piperidyl-	B	40	73,9	13,7
essigsäure	C	28	.67	6,5
	A	71	46	1,4
Piperidin-	B	35,1	76,9	10
3-carbonsäure	C	25	71.	4,5
		52

60

65 Die antibakteriellen Spektren der erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber einigen typischen Bakterien werden in der nachfolgenden Tabelle mit dem von Tetracyclin verglichen.

Tabelle 2

Antibakterielle Wirksamkeit in vitro
Mindesthemmkonzentration in y/ml

M.aureus

S.hemolyticus

S.faecalis Tetracyclin-Mannichbase mit

Piperidin-

3-carbon-

säure

0,1
0,1

0,1

Piperidin-

4-carbon-

säure

0,1

0,1

0,2

3-Pipe-

ridylessig-

säure

0,05

0,1

0,1

Tetracyclin

0,1

0,1
0,1

1 4VU U13

Fortsetzung

B.subtilis

Proteus X 19

E.coli

Klebsiella

pneumoniae
Pseudomonas

aeruginosa

Tetraeyclin-Mannichbase mil

Piperidin-

3-carbon-

säure

0,05

0,2

0,2 10

Piperidin-

4-carbon-

säure

0,05

0,2

0,2
10

3-Piperidylessig-

0,05

0,2

0,2 10

Tetracyclin

0,05

■5

0,2

0,2
10

Die erfindungsgemäßen Mannichbasen des Tetracyclins mit den obengenannten Piperidincarbonsäuren haben eine weit größere Stabilität als die Mannichbasen mit organischen Basen, wie Pyrrolidin, Morpholin, N-Hydroxyäthylpiperazin und basischen Aminosäuren, wie Lysin. Sie sind in Wasser ^ bei pH-Werten zwischen 3 und 8 stark löslich. Wäh- :- ·) rend sich bei den wäßrigen Lösungen der bekannten Tetracyclin-Mannichbasen beim Stehen ein Niederschlag bildet und Hydrolyse der gelösten Verbindung beobachtet wird, ergeben die wäßrigen Lösungen der erfindungsgemäßen Mannichbasen beim Stehen weder einen Niederschlag, noch wird Hydrolyse beobachtet. Die lokale Verträglichkeit bei intramuskulärer Verabreichung ist besser als bei allen anderen Tetracyclinmannichbasen. Nachfolgend werden die Ergebnisse eines Vergleichs zwischen dem erfindungsgemäßen (3 - Carboxymethyl -1 - piperidino) - methyl-" tetracyclin und anderen handelsüblichen Tetracyclin-. mannichbasen wiedergegeben. Die Substanzen wurden Mäusen (Gruppen von fünf Tieren) in einer Konzentration entsprechend 100 mg Tetracyclin je Milliliter Lösung intramuskulär injiziert.

Q-Carboxymethyl-l-piperidinoj-methyltetracyclin

(Gelöst in wäßriger 2%iger NaHCO₃-Lösung, pH-Wert 7,75). Das Produkt wurde gut absorbiert, einige geringe Blutungen in der Muskelmasse. Geringe Zunahme des Muskelvolumens.

[4-(/?-HydroxyäthyI)-l-piperidino]-methyltetracyclin

(Wäßrige Lösung, pH-Wert 5,9). Schwachgelbe Farbe infolge von rückständigen Produkten. Bei einigen Tieren geringe Ausscheidungen von aufgeschlämmtem Produkt. Vergrößertes Muskelvolumen. Gelegentliche subkutane Ödeme.

Pyrrolidino-methyltetracyclin

(Wäßrige Lösung, pH-Wert 5,6). Spuren von rückständigem gelbem Produkt, geringe Blutungen in der Muskelmasse. Vergrößertes Muskelvolumen. Subkutane Ödeme, gelegentlich mit sehr reichlich Ödemflüssigkeit.

Lysino-methyltetracyclin

(Wäßrige Lösung, pH-Wert 4,5). Spuren von rückständigem, ausgeschlämmtem Produkt, in einigen Fällen sehr reichlich. Ödeme, in zwei Fallen sehr ausgeprägt. Geringe Blutungen in der Muskelmasse.

Die erfindungsgemäße Verbindung war daher die einzige der untersuchten Verbindungen, die bei intra-, muskulärer Verabreichung völlig absorbiert wurde. Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungen ist ihre Eignung für rektale Verabreichung. Es ist allgemein bekannt, daß Tetracyclin-Antibiotika nicht absorbiert werden, wenn man sie in Form von Suppositorien verabreicht. Im Gegensatz hierzu ergeben die erfindungsgemäßen Tetracyclinmannichbasen sehr befriedigende Blutspiegel des Antibiotikums.

Die nachfolgende Tabelle gibt den Blutspiegel beim Menschen in verschiedenen Zeitintervallen nach Verabreichung eines Suppositoriums, das 500 mg (3-Carboxy-1-piperidino)-methyltetracyclin enthält, wieder. Die Werte sind in y/ml ausgedrückt und stellen den Durchschnitt der an 10 menschlichen Patienten beobachten Werte dar.

Blutspiegel nach

1 Stunde	2 Stunden	3 Stunden
0,81	0,78	0,51

Diese Werte entsprechen therapeutisch brauchbaren Dosen an Tetracyclin.

Es wurde ferner das antibakterielle Spektrum des erfindungsgemäßen (3-Carboxy-l-piperidino)-methyltetracyclins (A) gegenüber einigen typischen Bakterien mit dem Spektrum des bekannten Pyrrolidinomethyltetracyclins (B) verglichen und die Ergebnisse in nachstehender Tabelle wiedergegeben:

Antibakterielle Wirksamkeit in vitro; minimale Hemmkonzentration in

M.aureus

S.hemolyticus

S.faecalis

B.subtilis .

Proteus X 19

E.coli

Klebsiella pneumoniae

Pseudomonas aeruginosa ...

Es wurde auch" die Löslichkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen (3 - Carboxy -1 - piperidino)-methyltetracyclin (A) und (4-Carboxy-l-piperidino)-methyltetracyclin (A₁) in Wasser bei Raumtemperatur mit der bekannten Verbindung Pyrrolidino-methyltetracyclin (B) verglichen.

(A)

(B)

0,15	0,20
0,15	0,15
0,10	0,10
0,05	0,05
8	10
0,20	0,25
0,50	0,50
10	10

Maximale Löslichkeit

(A) '	(A1) - '	(B)
lg/0,5 ml	lg/0,6 ml	1 g/0,8 ml

Die bessere Beständigkeit der Verfahrensprodukte gegenüber'einigen bekannten Mannichbasen ist aus den in nachstehender Tabelle wiedergegebenen Daten ersichtlich.

Die Proben wurden in hermetisch verschlossenen Glasbehältern aufbewahrt und die Ergebnisse mikrobiologisch bestimmt.

I 4/ϋϋΙύ

Verbindung

Physikalischer

Zustand und

Η,Ο-Gehall der

Proben Prozentuale Menge des in den Proben
vorliegenden Telrucvclinderiviils nach

5 Tagen
bei 6OC

10 Tagen
bei 50⁰C

15 Timen
bei 40"^cC

Q-Carboxy-l-piperidino^methyltetracyclin

^-(/^-Hydroxyäthylj-l-piperidinoj-methyltetracyclin

Pyrrolidiho-methyltetracyclin

Lysino-methyltetracyclin

Pulver 2,02% Pulver
2,79%,

Pulver 1,2%

Pulver 0,82% 92,42

85,30

83,07

■ 77,40

93,47
87,52
85,29
89,04

97,5
90,3
94,35
95,25

Beispiel 1 (4-Carboxy-1 -piperidino)-methyltetracyclin

Ein Gemisch aus 2,2 g Tetracyclin, 0,7 ml Triäthylamin und 40 ml Äthanol wird auf 40⁰C erwärmt, dann werden 0,65 g Piperidin-4-carbonsäure in 1,5 ml Wasser und anschließend 0,5 ml 40%iger wäßriger Formaldehyd zugesetzt. Die Lösung verbleibt 5 Minuten bei 40⁰C und wird dann auf 25⁰C abgekühlt, und 0,5 ml 10n-Salzsäure werden zugegeben. Der hellgelbe kristalline Niederschlag wird gesammelt und getrocknet. Ausbeute 2,25 g, bei einer spektrophotometrischen Gehaltsbestimmung von 72,7% (berechnet als Tetracyclinhydrochlorid). Der Gehalt an Epitetracyclin beträgt 1,2% (chromatographisch bestimmt), [α]f = (-) 175,5° (l%ige Lösung in Methanol). F. 200⁰C (Zers.).

Beispiel 2 (3-Carboxymethyl-l-piperidino)-methyltetracyclin

Ein Gemisch aus 11,0 g Tetracyclin, 3,5 ml Triäthylamin und 250 ml Äthanol wird auf 4O⁰C erwärmt, dann wird eine Lösung aus 3,6 g 3-Piperidylessigsäure in 7,5 ml Wasser und anschließend 2,5 ml 40%iger wäßriger Formaldehyd zugesetzt. Die Lö-

20

30

35

40 sung verbleibt 5 Minuten bei 4O⁰C und wird dann auf 25° C abgekühlt, und 2,5 ml 10n-Salzsäure werden zugegeben. Der gelbe kristalline Niederschlag wird gesammelt und getrocknet. Ausbeute 10,5 g bei einer spektrophotometrischen Gehaltsbestimmung von 73,9% (berechnet als Tetracyclinhydrochlorid). Der Gehalt an Epitetracyclin beträgt weniger als 1% (chromatographisch bestimmt). \_a\™ — (—) 178,3° (l%ige Lösung in Methanol) F. 16O⁰C (Zers.).

Beispiel 3
(3-Carboxy-1 -piperidino)-methyltetracyclin

Ein Gemisch aus 22 g Tetracyclin, 7,0 g Triäthylamin und 500 ml Äthanol wird auf 4O⁰C erwärmt, dann wird eine Lösung aus 6,5 g Piperidin-3-carbonsäure in. 15 ml Wasser zugegeben, danach 5 ml 40%iger wäßriger Formaldehyd. Nach 5minutigem Stehen bei 4O⁰C wird die.Lösung auf 25°C abgekühlt, und 5 ml 10n-Salzsäure werden zugesetzt. Der gelbe kristalline Niederschlag wird gesammelt und getrocknet. Ausbeute 22 g, bei einer spektrophotometrischen Gehaltsbestimmung von 76,9% (berechnet als Tetracyclinhydrochlorid). Der Gehalt an Epitetracyclin beträgt 1,4% (chromatographisch bestimmt), [α]? = (-) 186,2°. F. 170°C (Zers.).

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mannichbasen des Tetracyclins der allgemeinen Formel I H₃C OH N(CH₃)₂

OH O HO O OH

/VoH

vj— CO-NH- CH₂ — (CH₂)„CO₂H

in der η die Zahl 0 oder 1 bedeutet.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 1 Mol Tetracyclin, 1 bis 2 Mol Formaldehyd und etwa 1 Mol einer Verbindung der allgemeinen Formel II

(CH₂)_nCO₂H (H)

in der η die Zahl 0 oder 1 bedeutet, in Gegenwart einer solchen Menge einer tertiären organischen Base, die ausreicht, um dem Gemisch einen pH-Wert zwischen etwa 7,5 und 8,5 zu erteilen, bei Temperaturen zwischen 10 und 5O⁰C 5 bis 15 Minuten lang miteinander umsetzt.