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Pradofloxacin ist ein 8-Cyano-Fluorochinolon und erscheint als bräunlich-gelbe feine kristalline Substanz. Es hat einen Schmelzpunkt von 242°C. Die Summenformel lautet C21H21FN4O3, der chemische Name 8-Cyano-1-cyclopropyl-7-(1S,6S)-2,8,-diazabicyclo-(4,3,0)nonan-8-yl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-3-quinoline-Carboxyl-Säure und das Molekulargewicht beträgt 396,4 g/mol (NCBI 2011a). Der Wirkstoff ist in Wasser löslich (33,5 g/l bei einer Temperatur von 21°C) und schmeckt bitter. Der pH-Wert der wässrigen Lösung beträgt 7,3, die Lipidlöslichkeit variiert unter den Fluorchinolonen. So sind Enro- und Pradofloxacin lipophiler als Ciprofloxacin (Lees 2013b; EMEA 2014a).
Pradofloxacin unterscheidet sich von Enrofloxacin durch zwei strukturelle Elemente: ein bicyclisches Amin, das S,S-pyrrolidino-Piperidin ersetzt den Ethyl-Piperazin-Rest an Position C-7 des Enrofloxacins und dem C-Atom an Position 8 ist eine Cyano-Gruppe angeheftet (Silley 2012a; Stephan 2008a; Carregaro 2014a). Das bicyclische Ammonium-Derivat an der Position C-7 ist verantwortlich für die potentere Wirkung von Pradofloxacin. Die Cyano-Gruppe an der Position C-8 sorgt für eine besseren Wirksamkeit gegen Bakterien, welche gegenüber Fluorchinolonen der 1. und 2. Generation Resistenzen aufweisen (Hauschild 2013a; Silley 2012a; Stephan 2008a). Aufgrund der 2 chiralen Kohlenstoff-Atome der Pyrrolopiperidin-Gruppe existieren vier Enantiomer-Formen (2 Enantiomer-Paare). Wegen seiner hohen antimikrobiellen Aktivität wird das S,S-Isomer als Wirksubstanz eingesetzt (Lees 2013b; EMEA 2014a).