專利名稱：乙二胺三乙酸和n－酰基乙二胺三乙酸銀螯合劑的制作方法
背景技術(shù)：
乙二胺三乙酸(ED3A)和其鹽(諸如ED3ANa3)已經(jīng)用于螯合化學(xué)領(lǐng)域，并且可在強(qiáng)螯合聚合物、油溶螯合劑、表面活性劑等的制備中用作原料。常規(guī)的用于合成乙二胺三乙酸的途徑是通過獲得其N-芐基衍生物，然后在堿溶液中水解成ED3ANa3，這樣避免了環(huán)化成其2-氧代-1,4-哌嗪二乙酸(3KP)衍生物。
其說明書通過引用并入本文的美國專利5,250,728公開了一種簡單的高收率合成ED3A或其鹽的方法。具體地說，一種N,N＇-乙二胺二乙酸(ED2AH2)的鹽與化學(xué)計(jì)量量(優(yōu)選稍稍摩爾過量)的甲醛在0-110℃(優(yōu)選0-65℃)和大于7.0的pH下縮合，生成一種穩(wěn)定的5員環(huán)中間體。化學(xué)計(jì)量量或稍稍摩爾過量的氰化物源諸如氣態(tài)或液態(tài)氰化氫、氰化氫水溶液或堿金屬氰化物在0-110℃(優(yōu)選0-65℃)加入到這種環(huán)物質(zhì)上，生成了乙二胺N,N＇-二乙酸-N＇-氰甲基或其(單腈二酸)鹽。水溶液中的腈可自發(fā)地在低于3.0∶1(摩爾)堿ED2AH2的存在下(所述堿包括堿金屬或堿土金屬氫氧化物)環(huán)化，生成2-氧代-1,4-哌嗪二乙酸(3KP)或其鹽，即所需的環(huán)狀中間體。在過量堿的存在下，ED3A的鹽以優(yōu)良的收率和純度生成。該專利也公開了一種可替用的實(shí)施方案，原料是水溶液形式的ED2AHaXb，式中X是一種堿陽離子，如一種堿金屬或堿土金屬，a是1-2,b是0-1。反應(yīng)混合物也可被酸化，以確保在反應(yīng)前羧甲基-2-氧代哌嗪(內(nèi)酰胺)的完全生成。加入甲醛，基本上生成羥甲基衍生物。氰化物源加入后，即生成1-氰甲基-4-羧甲基-3-酮哌嗪(單腈單酸)。在該方法中也可使用甲醛和氰化物的反應(yīng)產(chǎn)物HOCH2CN代替CH2O和氰化物源。一旦加入任何適合的堿或酸，這種物質(zhì)就可水解成3KP。堿的加入將打開這個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)，形成ED3A的鹽。
其說明書通過引用并入本文的美國專利5,284,972公開了N-酰基ED3A衍生物和其制備方法。乙二胺三乙酸的N-酰基衍生物的制備可以按照下列通用反應(yīng)方案完成原料ED3A衍生物可以是所述酸本身或其適合的鹽，諸如堿金屬和堿土金屬鹽，優(yōu)選鈉鹽或鉀鹽。
N-?；鵈D3A鹽是溫和的生物可降解陰離子表面活性劑。適用的?；捎酶鞣N酰基鏈長度并且包括月桂酰(C12)、肉豆蔻酰(C14)、椰子酰(cocoyl)(C8-18)和油酰(C18)。
長期以來已經(jīng)知道銀是殺菌劑。例如，新生兒過去通常用硝酸銀擦洗以預(yù)防盲眼感染，直到上個(gè)十年硝酸鹽被指出會導(dǎo)致其它問題。一些殺菌的銀化合物被限于局部使用，并且一般具刺激性到腐蝕性，經(jīng)常具不一致的效能。硝酸鹽的口服可引起可能是致命的嚴(yán)重胃腸炎?；前粪奏ゃy常以含1％微粒化形式磺胺嘧啶銀的局部用乳油形式用作一種抗生的燒傷敷料。它具有殺菌活性并且對革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細(xì)菌具有殺菌作用。其它殺菌的銀化合物包括乳酸銀、苦味酸銀、氧化銀、碘化銀和檸檬酸銀，它們均是收斂劑。這些銀化合物具有在10-4M濃度使蛋白質(zhì)沉淀的不適宜的傾向，因此化學(xué)上已經(jīng)基本上限制使用高劑量。
需要提供一種具有提供穿透潛力的銀螯合劑，攜帶具有效殺菌作用(包括殺菌和抗生作用)的銀離子到銀敏感性病原體，而在低濃度下不會抑制或損害寄主功能。
開發(fā)一種有效抵抗對常規(guī)抗生素如青霉素抗性的細(xì)菌菌株的新抗生素也將是需要的。
本發(fā)明概述先有技術(shù)的問題已經(jīng)由本發(fā)明克服，本發(fā)明提供了展現(xiàn)出光敏性和抗菌活性的新的銀螯合劑。所述銀可與乙二胺三乙酸(ED3A)或其鹽螯合，或優(yōu)選與N-酰基ED3A或其鹽螯合。即使在非常低的銀水平下也展現(xiàn)出殺菌活性。
本發(fā)明的詳細(xì)說明乙二胺三乙酸和其鹽可按照美國專利5,250,728所公開的方法制備或通過其它常規(guī)途徑制備。同樣，N-?；叶啡宜岷推潲}可按美國專利5,250,728公開的方法制備。
對于乙二胺三乙酸(ED3A)的N-?；苌镌蟻碚f，適合的?；呛?-40個(gè)碳原子的直鏈或支鏈脂族基或芳基，優(yōu)選羧酸衍生物的?；?。優(yōu)選的?；睦佑形祯；?、己酰基、庚?；?、辛?；ananoyl、癸?；?、月桂酰、肉豆蔻酰、棕櫚酰、油酰、硬脂酰、壬?；?、新戊酰、新庚酰、新癸酰、異辛酰、isonananoyl、異十三酰、苯甲酰和萘甲酰。月桂酰、肉豆蔻酰、椰子酰和油酰乙二胺三乙酸是特別優(yōu)選的，月桂酰衍生物是最優(yōu)選的。所述N-?；鵈D3A原料優(yōu)選以其鹽的形式使用，最優(yōu)選以其堿金屬鹽特別是鈉鹽和鉀鹽的形式使用。在制備ED3A酸或N-?；鵈D3A酸時(shí)，可容易地通過將所述酸和適用的堿部分或完全中和而轉(zhuǎn)變成鹽。同樣，所述酸也可通過將相應(yīng)的ED3A鹽或N-酰基ED3A鹽用一定量的酸中和來制備。
為了制備本發(fā)明的銀螯合劑，將銀(諸如乙酸銀水合物或碳酸銀形式)在50-80℃溶解于N-?；鵈D3A或ED3A的鹽的水溶液中，或者將銀粉在約80℃隨時(shí)間溶解于N-?；鵈D3A酸或ED3A酸中。銀量與ED3A或N-?；鵈D3A的比率應(yīng)該達(dá)到約1∶3.5，更低的比率(如1∶2)由于缺乏足夠的螯合而不能完全溶解。優(yōu)選使用超聲處理來促進(jìn)該過程。得到的清溶液具有琥珀色，暴露于光一短時(shí)間變成淡紫色到灰色。連續(xù)暴露于光下(特別是紫外光)使溶液顏色隨時(shí)間變深直到黑色。因此，所述溶液優(yōu)選在完全暗處保存。
本發(fā)明的銀螯合劑展現(xiàn)出對包括埃希氏菌屬(Escherichia)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、假單孢菌屬(Pseudomonas)和葡萄球菌屬(Staphylococcus)的各種細(xì)菌的殺菌活性。所述螯合劑的低毒性結(jié)合所螯合銀的高生物利用率使得本發(fā)明的這種組合物可用于局部、注射或口服治療。局部用組合物可以是膏劑形式諸如與一種非水(aquiphor)膏劑基質(zhì)的混合物。也可使用水基液，通過搽洗或噴霧施用。借助于表面活性劑作用的滲透使得可使用非常低的有效劑量，諸如每百萬10份(10ppm)。
對一些細(xì)菌如大腸桿菌(Escherichia coli)和土生克雷伯氏菌(Klebsiella terrigena)來說，本發(fā)明的銀螯合劑的最低致死濃度(MLC)和最低抑制濃度(MIC)是10ppm銀。在這種低銀濃度下，適用的劑量不可能對宿主有毒性。因此，本發(fā)明的銀螯合劑具有作為一種抗生素的用途，并且可與藥學(xué)上可接受的載體結(jié)合和內(nèi)部給藥。
按照本發(fā)明的銀的螯合防止了在10-4M或以下濃度銀使蛋白質(zhì)沉淀，并消除了銀ED2A和銀ED3A副產(chǎn)物。
實(shí)施例1在劇烈攪拌下將22.4g98％月桂酰氯加入到111g乙二胺三乙酸的三鈉鹽(27％)中。在加入月桂酰氯之前將20g異丙醇加入到ED3ANa3溶液中。一旦加入所述脂肪酰氯，反應(yīng)混合物放熱到55℃。所述溶液用高效液相色譜分析(HPLC)，并且發(fā)現(xiàn)0.04摩爾的所述脂肪酰氯反應(yīng)產(chǎn)生0.04 M的游離脂肪酸月桂酸。
實(shí)施例2在劇烈攪拌下將20g98％月桂酰氯用10分鐘滴加到115g乙二胺三乙酸的三鈉鹽(27％)中，在加入月桂酰氯之前將20g異丙醇加入到ED3ANa3溶液中。整個(gè)反應(yīng)期間的溫度維持在20℃。十二小時(shí)后通過高效液相色譜分析樣品中的游離月桂酸，并且發(fā)現(xiàn)了0.2M的月桂酸，表明向月桂酰ED3ANa3的較高轉(zhuǎn)化率。
實(shí)施例3將20g異丙醇加入到157.8g38％ED3ANa3溶液中。在劇烈攪拌下用10分鐘將17.7g壬酰氯滴加到所述ED3ANa3溶液中。在加入前溫度為25℃，完成所述脂肪酰氯加入后溫度為35℃。將所述溶液攪拌35分鐘并用硫酸酸化到4.3的pH。溶液分成兩層。
實(shí)施例4將20g異丙醇加入到158g38％ED3ANa3溶液中。在劇烈攪拌下用約10分鐘將30.1g油酰氯滴加到所述ED3A溶液中。反應(yīng)時(shí)所述溶液的粘度開始升高并且攪拌變得困難。因此將50gH2O加入到反應(yīng)物中稀釋所述溶液并使其更易混合。將溶液攪拌過夜后用硫酸酸化到2.5的pH。形成一種乳液，其進(jìn)一步用100gH2O稀釋后破乳并且過濾出一種輕的蠟狀白色固體。
實(shí)施例5將20g異丙醇加入到158g38％ED3ANa3溶液中。用15分鐘滴加24.7g肉豆蔻酰氯。將溶液攪拌1小時(shí)。基于目視觀察加入更多的異丙醇/水(50/50wt/wt)以防止溶液膠凝。用硫酸將溶液酸化到約2.5的pH并過濾出一種白色蠟狀固體。
實(shí)施例6將18g異丙醇加入到144g25％ED3ANa3溶液中。通過一個(gè)計(jì)量泵均勻用20分鐘將26.3g月桂酰氯泵到所述ED3ANa3溶液中。整個(gè)加入過程中反應(yīng)混合物的溫度維持在30℃。完全加入月桂酰氯后將溶液在30℃再攪拌30分鐘。然后用18.4g96％硫酸酸化并加熱到約80℃。然后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到一個(gè)500ml帶夾套分液漏斗中并保持80℃30分鐘。內(nèi)容物分成兩層。從有機(jī)層中回收了94.8g物質(zhì)，并通過HPLC分析發(fā)現(xiàn)含有3.84％月桂酸。棄去底層。通過HPLC進(jìn)行有機(jī)層的進(jìn)一步分析證實(shí)確實(shí)合成了月桂酰ED3AH3。
實(shí)施例7除了反應(yīng)溫度維持在40℃外，重復(fù)實(shí)施例6。在酸化時(shí)使用了22.66g96％硫酸。所回收的有機(jī)層的重量為68.8g，發(fā)現(xiàn)其含4.49％月桂酸。
實(shí)施例8除了反應(yīng)溫度維持在50℃外，重復(fù)實(shí)施例7。所回收的有機(jī)層的重量為67.1g，其含11.34％月桂酸。
在所有上述實(shí)施例中，所分離的產(chǎn)物被證實(shí)主要由N-?；鵈D3AH3和一些游離脂肪酸或其鹽組成。酸形式的固體樣品從異丙醇和異辛烷重結(jié)晶以除去游離脂肪酸。通過核磁共振(NMR)重結(jié)晶物質(zhì)的分析證實(shí)了N-?；鵈D3A結(jié)構(gòu)。對這些重結(jié)晶樣品的HPLC分析，發(fā)現(xiàn)其游離脂肪酸含量均遠(yuǎn)低于約0.1％的檢測點(diǎn)。
實(shí)施例9使用機(jī)械攪拌和超聲處理(用一臺Branson2200超聲器浴)將0.8g乙酸銀水合物溶解于22g30％月桂酰乙二胺三乙酸二鈉水溶液中。將溶液以1分鐘攪拌交替2分鐘超聲處理保持在50℃約1小時(shí)。將得到的透明琥珀色2％銀螯合劑溶液轉(zhuǎn)移到一玻璃西林瓶中，并在使用前在室溫(25℃)下儲存在暗處兩周。
實(shí)施例10使用機(jī)械攪拌和加熱，將1.35g碳酸銀二水合物溶解于22g30％月桂酰乙二胺三乙酸二銨水溶液中。將溶液加熱到90℃，隨著氨隨酸度上升而脫氣，碳酸銀溶解于所述溶液中。在碳酸銀完全溶解后，將溶液冷卻以使其穩(wěn)定。將得到的溶液轉(zhuǎn)移到一個(gè)玻璃西林瓶中，并在室溫(25℃)下儲存在暗處。
實(shí)施例11使用機(jī)械攪拌和加熱將1g銀粉溶解于49gED3A中。在攪拌下將溶液保持在80℃約30天。將得到的溶液轉(zhuǎn)移到一個(gè)玻璃西林瓶中，并在室溫下儲存在暗處。
實(shí)施例12通過用稀釋液系列攻擊ATCC(美國典型培養(yǎng)物保藏中心)的大腸桿菌、土生克雷伯氏菌、銅綠假單孢菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的第二代傳代培養(yǎng)物，確定LED3A銀的最低抑制濃度(MIC)和最低致死濃度(MLC)。培養(yǎng)物按照ATCC推薦的方法和培養(yǎng)基維持和生長。在細(xì)菌培養(yǎng)基中制備LED3A銀的系列稀釋液，對于銅綠假單孢菌和金黃色葡萄球菌的攻擊來說稀釋1倍到800倍，而對于大腸桿菌稀釋100-3200倍。細(xì)菌生長于肉湯中，將第二代傳代培養(yǎng)物用無菌培養(yǎng)基稀釋到5×106到5×108CFU/ml之間。為了在所有所述銀化合物的稀釋液上維持一致的CFU/ml，從稀釋的攻擊培養(yǎng)物取了等分試樣。制備2％LED3A銀的系列稀釋液(每個(gè)9.9ml)并加入0.1ml渦流狀態(tài)下的細(xì)菌懸浮液，從而使最終具所述稀釋化合物的試液含5×104到5×106CFU/ml。每個(gè)懸浮液的種群水平通過培養(yǎng)和細(xì)胞計(jì)數(shù)檢查。對照沒有加入LED3A銀但加入了0.1ml培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。將樣品和培養(yǎng)物搖動、培養(yǎng)、對比和傳代培養(yǎng)。伴隨著對照管中出現(xiàn)生長，針對所述培養(yǎng)物的每個(gè)攻擊的狀態(tài)評價(jià)MIC和MLC，其生長狀況被分級為陽性，等于對照；陽性，少于對照的受抑生長；或陰性，沒有生長。在最初稀釋系列中顯示出顯著的生長抑制的LED3A銀最低濃度被定義為最低抑制濃度(MIC)。在傳代培養(yǎng)物中沒有出現(xiàn)生長的試驗(yàn)材料的最低濃度被定為最低致死濃度(MLC)。
攻擊試驗(yàn)的結(jié)果表明生物體 銀的MIC 銀的MLC金黃色葡萄球菌 0.005％ 0.02％銅綠假單孢菌0.005％ 0.005％大腸桿菌0.001％ 0.001％土生克雷伯氏菌 0.001％ 0.001％
權(quán)利要求
1．N-酰基乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑，其中所述酰基是含1-40個(gè)碳原子的直鏈或支鏈脂族基或芳基。
2．按照權(quán)利要求1的N-?；叶啡宜峄蚱潲}的銀螯合劑，其中所述?；且环N羧酸的衍生物并且含1-40個(gè)碳原子。
3．按照權(quán)利要求1的N-酰基乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑，其中所述鹽是堿金屬鹽。
4．月桂酰乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑。
5．權(quán)利要求4的銀螯合劑，其中所述鹽是鈉鹽。
6．權(quán)利要求4的銀螯合劑，其中所述鹽是銨鹽。
7．權(quán)利要求4的銀螯合劑，其中所述鹽是鉀鹽。
8．乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑。
9．按照權(quán)利要求8的乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑，其中所述鹽是堿金屬鹽。
10．權(quán)利要求9的銀螯合劑，其中所述鹽是鈉鹽。
11．權(quán)利要求9的銀螯合劑，其中所述鹽是銨鹽。
12．權(quán)利要求9的銀螯合劑，其中所述鹽是鉀鹽。
13．N-烷基乙二胺三乙酸或其鹽的銀螯合劑，其中所述烷基含1-40個(gè)碳原子。
全文摘要
展現(xiàn)出光敏性和殺菌活性的銀螯合劑。所述銀可與乙二胺三乙酸(ED3A)或其鹽螯合，或優(yōu)選與N－?；鵈D3A或其鹽螯合。即使在非常低的銀水平下其也展現(xiàn)出了殺菌活性。
文檔編號C11D3/33GK1237975SQ97199789
公開日1999年12月8日 申請日期1997年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月21日
發(fā)明者A·M·諾諾穆拉 申請人:漢普郡化學(xué)公司