DE1943781A1

DE1943781A1 - Erythromycylamin und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1943781A1
Application number: DE19691943781
Authority: DE
Inventors: Koert Gerzon; Murphy Hubert William
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1968-08-29
Filing date: 1969-08-28
Publication date: 1970-08-20
Also published as: NL6913124A; IL32865A0; FR2016612A1; DE1966310C3; IL32865A; GB1275473A; DE1966310B2; IE33572B1; CH520135A; NL148896B; CA918651A; DE1966310A1; DE1943781C3; IE33572L; DK125852B; AT301021B; ZA695765B; SE363629B; DE1943781B2; BE738083A

Description

PATENTANWÄLTE

D R. I. M A A S

DR. W. PFEIFFER

DR. F. VOITHENLEITNER

8 MÜNCHEN 23
UNöSRERSTR. 25 - TEL 33 02 33

80 808

Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana, V,St.A.

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Erythromycylamin und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft die neue antibiotische Substanz Erythromycylamin und ein Verfahren zu ihrer Herstellung durch Hydrierung von Erythromycinoxim, Erythromyein-Hydrazin-Addukt oder des N'-Isopropylidenderivats des Addukte. Die Heretellung von Erythromycylamin (III) aus Erythromycin (I) erfolgt naoh folgender ^eaktionsfolge:

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— 7—·

CK

N(CH₃)

Ha R=NOH
- Hb R=N-NH₂

Hc R=N-N=C'

,CH₃ "CHL

'OH
III.

¹CH₃:- .•■"."-^:

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Die Umwandlung von Erythromycin (I). in Erythromycinoxim (Ila) oder Erythromycin-Hydrazin-Addukt (Hb) erfolgt durch Umsetzung von Erythromycin mit Hydroxylaminhydrochlorid bzw. Hydrazin in Methanol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel. Das N'-Isopropylidenderivat (lic) des Erythromycin-Hydrazin-Addukt s wird durch Umsetzung des Addukte (lib) mit Aceton hergestellt. Die Hydrierung von Erythromycinoxim, Erythromycin-Hydrazin-Addukt oder des N'-Isopropylidenderivats von Erythromycin-Hydrazin-Addukt in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators liefert Erythromycylamin in guter Ausbeute. Die Hydrierung wird entweder in einer Hochdruckhydrierbombe bei

Drucken im Bereich von 35 - UO kg/cm² (500 - 2000 psi) oder im Pail des Isopropylidenderivats von Erythromycin-Hydrazin bei niederem Druck und bei Temperaturen von Raumtemperatur bis etwa 100 ⁰C durchgeführt. Zur Mäßigung der Umsetzung wird ein inertes Lösungsmittel verwendet. Zu solchen inerten Lösungsmitteln gehören beispielsweise saure Lösungsmittel wie Essigsäure. Vorzugsweise wird als Lösungsmittel jedoch Wasser verwendet, das 1 bis 2 <fo if-Gluconolacton, Grlucoheptonolacton oder ein anderes geeignetes Lacton einer Zuckersäure enthält. Edelmetallkatalysatoren, die für die Umsetzung geeignet sind, sind beispielweise Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium und dergleichen als freie Metalle oder vorzugsweise als Oxide.

Erythromycylamin wird nach Abfiltrieren des Katalysators aus der Hydrierungsmischung durch übliche Maßnahmen isoliert. Die Verbindung ist ein weißer kristalliner Feststoff, der nach Umkristallisieren aus Äther bei 125 - 127 ⁰C schmilzt. So hergestelltes Erythromycylamin ergibt bei Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von 25 # Dimethylformamid in Methanol als Eluiermittel und Kieselsäuregel F als Adsrobens einen einzigen Fleck. In diesem System hat die Verbindung einen R_f-Wert von 0,29. Bei elektrometrischer Titration in 66 #-igem DMF wird ein pKa von 9»8 für die

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neu entstandene primäre Aminogruppe außer dem bekannten pKa-Wert von 8,7 für die Dimethylaminogruppe des Desosaminteils gefunden. Das Vorliegen einer primären Aminogruppe wird eindeutig durch Behandlung von Erythromycylamin in Methanollösung mit Acetanhydrid nachgewiesen, wodurch es in das entsprechende Acetamid übergeführt wird, das sehr charakteristische Infrarotabsorptionsbanden bei 1525 cm"" und 1660 cm" aufweist. Das Massenspektrum von Erythromycylamin zeigt ein Molekülion mit einem m/e-Wert von 734 (berechnetes Molekulargewicht 734,7). Erythromycylamin weist folgende Werte der Elementaranalyse auf: ber.: C 60,46; H 9,60; N 3,01.

gef.: 0 60,50; H 9,73; N 3,78.

Alle diese Werte stützen die Schlußfolgerung, daß das Reduktionsprodukt aus Erythromycylamin (9S-Amino-9-deoxy-9-dihydroerythromycin A) besteht. Die stereochemische Konfiguräion und den ungefähren räumlichen Bau von Erythromycyl amin zeigt die folgende Formel ·

OH

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Eine genauere Betrachtung der Werte von Djokic et al, Oroatica Chemica Acta, 39, 273 (Tabelle II auf Seite 276) legt nahe, daß es sich bei der von diesen Autoren als Erythromycylamin bezeichneten Verbindung in Wirklichkeit um Erythromycinoxim handelt.

Erythromycylamin zeichnet sich durch ausgeprägte antibiotische Aktivität aus, deren Größenordnung der des Stammantibioticums entspricht. Es ist oral zur Behandlung von Infektionen bei Mäusen durch verschiedene grampositive Organismen wirksam. Die folgende Tabelle I enthält Angaben über die antibiotische Aktivität von Erythromycylamin in vivo. In Spalte I der Tabelle I ist die Bezeichnung des zum Infizieren der Mäuse verwendete Organismus, in Spalte 2 die EDc₀ (Dosis, die 50 i» der infizierten Tiere heilt) für Erythromyeylamin in mg/kg-·² hei subkutaner Verabreichung und in Spalte 3 der entsprechende Wert bei oraler Verabreichung angegeben.

	Tabelle I	ε 2,	ED₅₀ mg Ag x 2 oral
Organismus	ED₅₀ mg Ag 3 subcutan		26 93 62,3 .
S. pyogenes S· aureus D. pneumonia	2,6 10,4 10,4

Erythromycylamin ist zur Bekämpfung der durch S. Pyogenes verursachten Infektion ebenso wirksam wie Propionylerythromyciß oder Erythromycinbase und überraschenderweise wirksamer ale jede dieser Verbindungen gegen S. aureus und D.pneumonia. Daraus geht hervor, daß Erythromyoylamin selbst antibakteriell .wirksam ist, d.h. daß keine chemischen oder enzymatisohen Veränderungen «rforderlich sind, um Erythromyoylamin in eine anti-

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"* O ™*

bio tisch aktive Form überzuführen..

Erythromycylamin ist in vitro gegen gramnegative und grampositive Bakterien wirksam. Tabelle II zeigt sein antibiotisches Spektrum in. vitro aufgrund von Bestimmungen nach der Scheibchenmethode unter Verwendung von Trypticase-Soja-Agar als Kulturmedium« In Spalte 1 der Tabelle II ist die Bezeichnung des Testorganismus, in Spalte 2 die minimale Hemmkonzentration (in Mikrogramm pro Milliliter), bei der Erythromycylamin das Wachstum des in Spalte 1 angegebenen Organismus hemmt, und in Spalte 3 der entsprechende Wert für Erythromycin (in Form des Grlucoheptonatsalzes) angegeben. _f

	Tabelle II	MIC in mcg/ml
		für Erythromy- cin-Grlucohep- tonat
Organismus	MIC in mcg/ml für Erythromycylamin	50,00
Pseudomonas sp. X-239	100,00	12,5
E. coli EO-O127	6,25	12,5
E. coli EG-H	6,25	50,00.
Proteus sp. (Indole-)	PR-6 25,00	100,00
Proteus sp. (Indole+)	PR-9 100,00	25,00
K. aerobacter K-I	6,25	6,25
K. aerobacter KA-H	3,13	0,2
S. aureus PS-3055	0,2	1,56
S. aureus MR-3130	3,13	25,00
S.typhimurium S-4	6,25	25,00
S. typhosa QJ-36	6,25	12,5
Salmonella sp. SA-12	6,25	12,5
Shigella sp. SH-3	3,13

Erythromycylamin zeichnet sich also in vitro und in vivo durch antibiotische Aktivität gegen grampositive und gramnegative Organismen aus. Erythromycylamin kann daher zur Bekämpfung von Stpphylococoen oder Streptoooocen, die auf Geräten, Einrichtungen, Wänden und Buden in zahnärztlichen und

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— ν _

ärztlichen Praxisräumen und in Krankenhäusern vorkommen, angewandt werden. Zu diesem Zweck wird Erythromycylamin vorzugsweise in Form eines Säureadditionssalzes, zum Beispiel des Hydrochlorids, und gewöhnlich unter Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels in Wasser gelöst. Die Lösung wird wie eine gewöhnliche Waschlösung auf die Oberflächen aufgebracht. Erythromycylamin kann ferner zur Behandlung von Infektionen bei Säugetieren, die durch verschiedene Mikroorganismen verursach^ werden, verwendet werden. Wenn es für .diesen Zweck verwendet wird, können die Methoden, die zur Verabreichung von Erythromycin, seiner Salze und Derivate an Tiere oder Menschen angewandt werden, direkt auf die Anwendung von Erythromycylamin übertragen werden, d.h. Erythromycylamin kann zur Behandlung von Infektionen verwendet werden, die durch pathogene Mikroorganismen, zum Beispiel Staphylococcen, Pneumococcen, Streptococcen (einschließlich hämolytische Streptococcen) sowie Stämme von Neisseria, Hemphilus, Corynebacterium, Brucella und Clostridium verursacht werden. Wenn Erythromycylamin zur Behandlung von Infektionen bei Säugetieren verwendet wird, kann es in mehreren Dosen in Mengen von 0,5 "bis 2 g pro Tag verabreicht werden»

Erythromycylamin wird an Säugetiere gewöhnlich auf oralem Wege entweder in Form von Kapseln oder Tabletten verabreicht. Jede dieser pharmazeutischen Darreichungsformen kann nach den Methoden zubereitet werden, die zur Zubereitung ähnlicher pharmazeutischer Darreichungsformen für Erythromycin selbst angewandt werden.

Der Vorteil der Verwendung von Erythromycylamin Ifegt nicht nur darin, daß jede Gefahr, daß eine abnormale leberfunktion induziert wird, praktisch vermieden wird, sondern auch darin, daß es im Vergleich zu Erythromycin die Darmbewegung nicht oder nur wenig erhöht.

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Die verringerte Darmbewegung bei Verabreichung von Erythromycylamin im Vergleich zu Erythromycin zeigt der folgende Versuch, bei dem Erythromycin und Erythromycylamin an Hunde mit dauerimplantierten Induktionsspulen an den Darmwänden verabreicht werden. In Spalte 1 der Tabelle III ist die Dosis des verwendeten Antibioticums, in Spalte 2. der Verabreichungsweg, in Spalte 3 und 4 die Stärke der Reaktion auf Erythromycin, in Spalte 5 die Zahl der mit Erythromycin getesteten Hunde, die sich von der getesteten Anzahl erbrechen, in Spalte 6 und 7 das Ausmaß und die Stärke der Reaktion auf Verabreichung von Erythromycylamin und in Spalte 8 die Zahl der Tiere, die sich von den getesteten . Tieren erbrechen, angegeben.

Dosis

Tabelle III
Erythromycin Erythromcylamin

Weg Stärke Dauer Erbre

ohen

Stärke Dauer

Erbre chen

10 oral +++ 2 Stdn. 3/3

2-4 ^x IV

5-8 IV

1/2

0/6

0/3

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Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß Erythromycylamin den Darm nicht annähernd so reizt wie Erythromycin seihst.

Erythromycylamin ist ferner beständiger gegen Säure als Erythromycin. Diese erhöhte Beständigkeit zeigt sich, wenn man Erythromycylamin im Experiment angesammeltem menschlichem Magensaft (pH = 1,2) aussetzt. In der ersten Spalte von !Tabelle IV ist das getestete Antibioticum, in Spalte 2 der Anteil des Antibioticums in Prozent, der nach 5 Minuten langer Einwirkung von angesammeltem menschlichem Magensaft noch vorhanden ist, und in Spalte 3 die nach 10 Minuten langer Einwirkung noch vorhandene Menge angegeben.

Tabelle IY

10'

Erythromycin 3 # . *

Erythromycylamin 67 # 47

* nicht gemessen

Wie daraus zu ersehen ist, bleibt Erythromycylamin unter sauren Bedingungen wesentlich länger erhalten als Erythromycin.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

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Beispiel 1

8 g Erythromycinoxim werden in 350 ml einer wässrigen Lösung suspendiert, die 4,2 g {T-Gluconolacton enthält. Nach Zusatz von 2,5 g Platinoxid wird die Mischung in einer Hydrierbombe 16 Stunden hei etwa 28°C in einer Wasserstoffatmosphäre mit H kg/cm (700 psi) gehalten. Die Eeaktionsmischung wird aus der Hydrierbombe entnommen, und der Katalysator wird abfiltriert. Das Eiltrat wird mit 25 ml 1-n wässriger Natriumhydroxid« lösung versetzt und dann viermal mit 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Die organischen Schichten werden vereinigt, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Nach Umkristallisieren des Rückstands aus Äther werden 5,5 g (71 $> Ausbeute) weißes krjsballines Erythromycylamin erhalten, das hei etwa 125⁰C schmilzt. SaI-ze von Erythromycinoxim, zum Beispiel das Bicarbonat oder Thiocyanat, können unter gleichen Bedingungen hydriert und dadurch in Erythromycylamin übergeführt werden.

Beispiel

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß das nach Sigal et al, J. Am. Chem. Soc, 78, 3881 (1956) hergestellte Erythromycin-Hydrazin-Addukt in Eisessig hydriert wird. Nach Abfiltrieren des Katalysators und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird ein Rückstand erhalten, der in Äther gelöst wird. Die Ätherlösung wird mit 10 #-iger Natriumhydroxidlösung und Wasser gewaschen und dann getrocknet. Durch Einengen und Abkühlen der Lösung wird Erythromycylamin erhalten.

Beispiel 3

Das Erythromy.oin-Hydrazin-Addukt wird in Aceton gelöst und etwa 4 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach Abkühlen wird das N'-Isopropylidenderivat von Erythromy.cin-Hydrazin-Addukt in kristalliner Fqnn yom Schmelzpunkt 145 - 147°C

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erhalten und durch Abfiltrieren isoliert. Das kristalline Produkt liefert bei Dünnschichtchromatographie einen einzigen PIeck. Durch elektrometrische Titration, Röntgenbeugung und Spektralanalyse im Infrarot- und Ultraviolettgebiet wird nachgewiesen, daß die Verbindung die gewünsohte Struktur hat.

Analyse ber.: C 60,96; H 9,34; N 5,33. gef.: C 60,99; H 9,46; N 5,20.

40 g des N¹-IBopropylidenderivats von Erythromycin-Hydrazin-Addukt werden in 150 ml Eisessig gelöst und bei einem Wasserstoff druck von 4,2 kg/cm² (60 psi) 40 Stunden bei 28°C in Gegenwart von PtO₂ hydriert. Die Reduktion verläuft über ein intermediäres Dihydroderivat, nämlich über das N'-Isopropylderivat des Erythromycin-Hydrazin-Addukts. Erythromycylamin wird nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 aus der Reaktionsmischung isoliert und gereinigt.

Beispiel 4

Das N'-Isopropylderivat von Erythromycin-Hydrazin-Addukt wird aus dem Reaktionsgemisch einer Hydrierung der entsprechenden N'-Isopropylidenverbindung in Äthanol unter Verwendung von PtO₂ als Katalysator isoliert. Nach Abfiltrieren des Katalysators und Eindampfen des FiIt rats im Vakuum wird ein Rückstand erhalten, der nach Umkristallisieren aus Isopropanol das N'-Isopropylderivat von E_rythromycin-Hydrazin-Addukt liefert, das bei etwa 130⁰C schmilzt.

Analyse ber.: C 60,80; H 9,57; N 5,32. gef·.: C 60,44; H 9,56; N 5,58.

Durch Reduktion dieser Verbindung nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 wird Erythromycylamin erhalten, das nach der in diesem Beispiel beschriebenen Arbeitsweise isoliert und gereinigt wird.

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Claims

Pate ntana-prüche

ή J Erythromycylamin.
2. Das N'-Isopropylidenderivat vpn Erytbromycin-Hydrazin.
3. Sas ΪΓ'-Isopropylderivat von Erythromycin-Hydrazin-Addukt,
4. Verfahren zur Herstellung von Erythromycylamin, dadurch
gekennzeichnet, daß man Erythromycinoxim oder ein Salz von Erythromyoinoxim, das Erythromy.cin-Hydrazin-Addukt oder das K'-Isopropylidenderivat des Erythromycin-Hydrazin-Adäukts bei einem Wasserstoffdmck im Bereich von 3,5 - HO kg/cm (50 - 2000 psi) ±n Gegenwart eines inerten Lösungsmittels und eines Edelmetallkatalysators hydriert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
man Erythromyoinoxim in wässriger Lösung, die 1 bis 2 $>
cT-Crluconolaöton enthält, in Gegenwart von Platinoxid als

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