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Vertahren zur Herstellung von wasserlöslichen, neutrale Lösungen ergebenden Uerivaten von Tetracyclinen
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von wasserlöslichen, neutrale Lösungen ergebenden Derivaten von Tetracyclinen durch Behandlung mit Formaldehyd. Es entstehen dabei Methylolverbindungen der allgemeinen Formel : R-CONH. CH2OH, worin R den Rest des verwendeten Tetracyclins bedeutet. Beispielsweise bildet sich, wenn man von Tetracyclin ausgeht, die Verbindung :
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Aus andern Tetracyclinen, wie Chlortetracyclin, Oxytetracyclin oder Demethylchlortetracyclin erhält man ähnliche Produkte.
Diese Art Reaktion wurde schon von Einhorn (Ann. 343,255, 1905) bei der Synthese von N-methylolDerivaten von Amiden beschrieben, als die Mannich-Reaktion noch nicht bekannt war. Die ersten Beobachtungen Mannichs über die Reaktion, welche seinen Namen trägt, wurden 1912 veröffentlicht (Mannich und Krösche-Arch. Pharm. 250,647, 1912-vgl. Organic Reactions, Vol. I, S. 306).
In der Tat haben später veröffentlichte Arbeiten gezeigt, dass es sich bei den Produkten, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren synthetisiert wurden, nicht um zwei durch eine Methylenbindung miteinander verbundene Moleküle des Antibioticums handelt, wie man anfänglich glaubte, sondern um N-methylol-Derivate der allgemeinen Formel :
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in völliger Übereinstimmung mit der Reaktion, die Einhorn schon 1905 beschrieben hat.
Diese neuen Derivate weisen bemerkenswerte pharmakologische Eigenschaften auf. Sie sind zwar in vitro nicht sehr aktiv, jedoch in vivo höchst aktiv, was wahrscheinlich mit einer Spaltung der Verbindung in vivo in ihre beiden Grundmoleküle unter Freiwerden von monomeren Formaldehyd in Beziehung steht.
Vor allem soll vermerkt werden, dass die pharmakologischen und klinischen Eigenschaften solcher Produkte allen bekannten, analogen Verbindungen gegenüber einen eindeutigen Fortschritt in der Heilkunde darstellen ; daraus lässt sich ihre Nützlichkeit unmittelbar ableiten.
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Nachstehend werden einige pharmakologische Daten der Produkte mit den Daten der im Handel befindlichen ähnlichen Derivate verglichen. Die experimentellen Daten sprechen deutlicher als jede Erklärung.
Die Tabellen I und II beziehen sich auf die akute bzw. subakute Toxizität des Tetracyclin-Hydrochlorids, des Pyrrolidino-Methyltetracyclins und des erfindungsgemässen Tetracyclins, welches fortan TMT"genannt werden soll.
Zum Vergleich wurde das in der deutschen Auslegeschrift Nr. 1044806 beschriebene PyrrolidinoMethyltetracyclin herangezogen. Diese Verbindung befindet sich im Handel und ist deshalb die beste der in jener Auslegeschrift beschriebenen Verbindungsgruppe.
Alle in den Tabellen angeführten Dosen sind als Tetracyclin (freie Base) ausgedrückt, um einen direkten Vergleich zu erlauben. Bei der Umrechnung wurden die Molekulargewichtsunterschiede der verschiedenen Verbindungen berücksichtigt.
Tabelle I Akute Toxizität (LDso Maus albino Swiss)
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<tb>
<tb> Applikationsart <SEP> Tetracyclin. <SEP> HCl <SEP> Pyrrolidinomethyl- <SEP> TMT <SEP>
<tb> tetracyclin
<tb> Intravenös.......... <SEP> 0, <SEP> 155 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 145 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 172 <SEP> g/kg <SEP>
<tb> Intraperitoneal...... <SEP> 0, <SEP> 338 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 325 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 360 <SEP> g/kg
<tb> Oral <SEP> 2, <SEP> 550 <SEP> g/kg <SEP> 1, <SEP> 320 <SEP> g/kg <SEP> 3, <SEP> 000 <SEP> g/kg
<tb>
Tabelle II Subakute Toxizität (Maus albino Swiss LDso)
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<tb>
<tb> Applikationsart <SEP> :
<SEP> Intraperitonal <SEP> 0, <SEP> 250 <SEP> g/kg <SEP> pro <SEP> die
<tb> Tetracyclin-Hydrochlorid <SEP> Pyrrolidinomethyltetracyclin <SEP> TMT
<tb> 0, <SEP> 830 <SEP> 0, <SEP> 540 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
Die nachfolgenden Daten stellen einen Vergleich dar zwischen der akuten und der subakuten Toxizität des Chlortetracyclinchlorhydrates und dem löslichen Tetracyclin nach der Erfindung, welches AMA genannt werden soll. Der Vergleich wird auf Chlortetracyclin beschränkt, weil kein anderes wasserlösliches Derivat des Chlortetracyclins bis ins einzelne beschrieben ist, obschon in der deutschen Auslegeschrift Nr. 1044806 allgemein darauf hingewiesen wird. Die in den Tabellen angeführten Dosen sind als Tetracyclin (freie Base) ausgedrückt.
Tabelle III Akute Toxizität (LD50 Maus albino Swiss)
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<tb>
<tb> Applikationsart <SEP> Chlortetracyclin-Hydrochlorid <SEP> AMA
<tb> Intravenös <SEP> 0, <SEP> 093 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 115 <SEP> g/kg <SEP>
<tb> Intraperitoneal.............. <SEP> 0, <SEP> 214 <SEP> g/kg <SEP> 0, <SEP> 273 <SEP> g/kg <SEP>
<tb> Oral <SEP> ....................... <SEP> 2,150 <SEP> g/kg <SEP> 2,830 <SEP> g/kg
<tb>
auoaKute ioxiznai iviaus aiDino wiss).
Nach oraler Applikation von Chlortetracyclin-Hydrochlorid in einer Dosierung von 2 g/kg pro die, als Tetracyclin (freie Base) ausgedrückt, beträgt die mittlere Überlebensdauer 3, 15 Tage.
Nach Applikation einer gleich grossen Dosis AMA, auch als Chlortetracyclin (freie Base) ausgedrückt, beträgt die mittlere Überlebensdauer 25, 8 Tage.
Im Falle des erfindungsgemässen löslichen Chlortetracyclins stellt seine Löslichkeit einen weiteren unmittelbaren Beweis seiner Nützlichkeit dar. In der Tat besitzt Chlortetracyclinchlorhydrat in Wasser eine Löslichkeit von 1%, während AMA in Wasser im Verhältnis 1: 1 (g/v) löslich ist. Dies erlaubt die intravenöse Applikation des Antibioticums in Form normaler Injektionen beim pn des Blutes, während bisher die intravenöse Applikation des Chlortetracyclins ausgeschlossen war. Man musste sich auf Infusionen beschränken, deren Resultate jedoch infolge Erscheinungen von Phlebitis und Thrombophlebitis recht ungünstig waren.
Zweckmässig verwendet man erfindungsgemäss Formaldehyd in einer Menge von 1 bis 3 Mol pro Mol des Tetracyclins. Die Behandlung wird vorteilhaft so durchgeführt, dass man den Formaldehyd auf eine wässerige Suspension des Tetracyclins einwirken lässt. Man kann eine Lösung von Formaldehyd in der Kälte oder Wärme benutzen. Man kann auch mit gasförmigem Formaldehyd bei langsamem Durchleiten durch die Suspension arbeiten, oder auch mit festem Paraldehyd, der beim Erwärmen Formaldehyd abgibt.
Der pH-Wert des Reaktions-Gemisches kann zwischen 5 und 9 variieren, mit einem Reaktions-Optimum zwischen 7 und 8. Während der Reaktion wird das Produkt vollständig wasserlöslich ; es kann dann durch
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Process for the preparation of water-soluble, neutral solution-yielding derivatives of tetracyclines
The present invention relates to the preparation of water-soluble, neutral solution-yielding derivatives of tetracyclines by treatment with formaldehyde. This produces methylol compounds of the general formula: R-CONH. CH2OH, where R is the remainder of the tetracycline used. For example, assuming tetracycline, the connection is formed:
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Similar products are obtained from other tetracyclines, such as chlortetracycline, oxytetracycline or demethylchlortetracycline.
This type of reaction was already described by Einhorn (Ann. 343,255, 1905) in the synthesis of N-methylol derivatives of amides when the Mannich reaction was not yet known. Mannich's first observations on the reaction that bears his name were published in 1912 (Mannich and Krösche-Arch. Pharm. 250,647, 1912 - cf. Organic Reactions, Vol. I, p. 306).
In fact, later published work has shown that the products which were synthesized by the process according to the invention are not two molecules of the antibiotic linked to one another by a methylene bond, as was initially believed, but rather N-methylol derivatives of general formula:
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in complete agreement with the reaction that Einhorn described as early as 1905.
These new derivatives have remarkable pharmacological properties. Although they are not very active in vitro, they are highly active in vivo, which is probably related to a cleavage of the compound in vivo into its two basic molecules with the release of monomeric formaldehyde.
Above all, it should be noted that the pharmacological and clinical properties of such products represent a clear advance in medicine compared to all known, analogous compounds; their usefulness can be derived directly from this.
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Some pharmacological data on the products are compared below with data on similar derivatives on the market. The experimental data speak more clearly than any explanation.
Tables I and II relate to the acute and subacute toxicity of tetracycline hydrochloride, pyrrolidino-methyltetracycline and the tetracycline according to the invention, which is to be called TMT from now on.
The pyrrolidino-methyl-tetracycline described in German Auslegeschrift No. 1044806 was used for comparison. This compound is commercially available and is therefore the best of the group of compounds described in that published publication.
All doses listed in the tables are expressed as tetracycline (free base) for direct comparison. The molecular weight differences of the various compounds were taken into account in the conversion.
Table I Acute toxicity (LDso mouse albino Swiss)
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<tb>
<tb> Type of application <SEP> Tetracycline. <SEP> HCl <SEP> Pyrrolidinomethyl- <SEP> TMT <SEP>
<tb> tetracycline
<tb> Intravenous .......... <SEP> 0, <SEP> 155 <SEP> g / kg <SEP> 0, <SEP> 145 <SEP> g / kg <SEP> 0, < SEP> 172 <SEP> g / kg <SEP>
<tb> Intraperitoneal ...... <SEP> 0, <SEP> 338 <SEP> g / kg <SEP> 0, <SEP> 325 <SEP> g / kg <SEP> 0, <SEP> 360 < SEP> g / kg
<tb> Oral <SEP> 2, <SEP> 550 <SEP> g / kg <SEP> 1, <SEP> 320 <SEP> g / kg <SEP> 3, <SEP> 000 <SEP> g / kg
<tb>
Table II Subacute toxicity (mouse albino Swiss LDso)
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<tb>
<tb> Application type <SEP>:
<SEP> Intraperitoneal <SEP> 0, <SEP> 250 <SEP> g / kg <SEP> per <SEP> die
<tb> Tetracycline Hydrochloride <SEP> Pyrrolidinomethyltetracycline <SEP> TMT
<tb> 0, <SEP> 830 <SEP> 0, <SEP> 540 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
The following data represent a comparison between the acute and subacute toxicity of the chlorotetracycline chlorohydrate and the soluble tetracycline according to the invention, which is to be called AMA. The comparison is limited to chlortetracycline because no other water-soluble derivative of chlortetracycline is described in detail, although this is generally indicated in German Auslegeschrift No. 1044806. The doses listed in the tables are expressed as tetracycline (free base).
Table III Acute toxicity (LD50 mouse albino Swiss)
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<tb>
<tb> Type of application <SEP> chlorotetracycline hydrochloride <SEP> AMA
<tb> Intravenous <SEP> 0, <SEP> 093 <SEP> g / kg <SEP> 0, <SEP> 115 <SEP> g / kg <SEP>
<tb> Intraperitoneal .............. <SEP> 0, <SEP> 214 <SEP> g / kg <SEP> 0, <SEP> 273 <SEP> g / kg <SEP >
<tb> Oral <SEP> ....................... <SEP> 2.150 <SEP> g / kg <SEP> 2.830 <SEP> g / kg
<tb>
auoaKute ioxiznai iviaus aiDino wiss).
After oral administration of chlortetracycline hydrochloride at a dosage of 2 g / kg per die, expressed as tetracycline (free base), the mean survival time is 3-15 days.
After application of an equal dose of AMA, also expressed as chlorotetracycline (free base), the mean survival time is 25.8 days.
In the case of the soluble chlortetracycline of the present invention, its solubility provides further immediate evidence of its usefulness. In fact, chlortetracycline chlorohydrate has a solubility of 1% in water, while AMA is soluble in water at a ratio of 1: 1 (w / v). This allows the intravenous application of the antibiotic in the form of normal injections at the pn of the blood, while the intravenous application of the chlortetracycline was previously excluded. One had to limit oneself to infusions, the results of which, however, were quite unfavorable due to symptoms of phlebitis and thrombophlebitis.
According to the invention, formaldehyde is expediently used in an amount of 1 to 3 mol per mol of the tetracycline. The treatment is advantageously carried out in such a way that the formaldehyde is allowed to act on an aqueous suspension of the tetracycline. One can use a solution of formaldehyde in the cold or in the heat. You can also work with gaseous formaldehyde while slowly passing it through the suspension, or with solid paraldehyde, which gives off formaldehyde when heated.
The pH of the reaction mixture can vary between 5 and 9, with a reaction optimum between 7 and 8. During the reaction, the product becomes completely water-soluble; it can then go through
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