AT236581B - Verfahren zur Herstellung von Penicillinderivaten - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Penicillinderivaten 
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 Mangansalze, und Protektoren, wie Cystein, Glutathion,-Ascorbinsäure, Thioglykolsäure, Hydride und Sulfite, zur Erhaltung der wirksamen   SH-Gruppe   im Coenzym A zuzusetzen. 



   Solche in hohem Masse acylaktivierendes Enzym als auch Coenzym A enthaltende   Enzymträger sind,   wie gefunden wurde, auch für die Spaltung des Penicillins in 6-Aminopenicillansäure und die Seitenkettensäure sowie für die Penicillinbildung aus 6-Aminopenicillansäure + Seitenkettenrest enthaltendes Molekül geeignet. In welcher Richtung die Acylierungsreaktion der 6-Aminopenicillansäure verläuft, ob also eine Penicillinspaltung oder ein Penicillinaufbau erfolgt, hängt von den Reaktionsbedingungen (PHWert, Konzentration der Reaktionspartner, Entfernung derselben aus dem Gleichgewicht usw.) ab.

   Eine vollständige Spaltung des eingesetzten Penicillins in 6-Aminopenicillansäure und Seitenkettensäure scheint auf Grund thermodynamischer Überlegungen nicht möglich zu sein : eine solche Spaltung kann aber mehr oder minder vollständig erzwungen werden, wenn die im Gleichgewicht vorhandene Seitenkettensäure (z. B. Phenoxyessigsäure) mittels einer Neutralisationsreaktion unter Anwendung von verdünnter Lauge oder Bicarbonatlösung aus dem Gleichgewicht entfernt wird, so dass die Spaltung weitergeht. So ist es bereits bekannt, dass die Penicillinspaltung,   z. B.   von Penicillin G in 6-Aminopenicillansäure und Phenylessigsäure, bei höheren pH-Werten,   z.

   B.   solchen über   8. 0,   ziemlich weitgehend verläuft, während der umgekehrte Prozess, also die Resynthese des Penicillins, bei niedrigen pH-Werten vor sich geht, 
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    wenn der Acylrestoxy)-äthylthioglykolsäure]   vorliegt. 



   Diese Reaktionen verlaufen besonders bevorzugt und glatt in Gegenwart von Enzymträgern mit be- sonders hohem Gehalt an acylaktivierendem Enzym und Coenzym A, wobei vorzugsweise die genannten
Energielieferanten, Aktivatoren und Protektoren angewendet werden. Die Enzymsysteme mit besonders hohem Gehalt an acylaktivierendem Enzym und Coenzym A können in Form von wässerigen Suspensionen der Mikroorganismen selbst oder als Mikroorganismenpräparate (Autolysate, Plasmolysate, Zellwand- fraktionen) verwendet werden. Coenzym A und acylaktivierendes Enzym können auch im Laufe eines
Fermentationsprozesses der betreffenden Mikroorganismen gebildet werden und die Ausgangsprodukte der
Reaktion und die Transacylase können dieser Fermentationslösung erst nachträglich zugesetzt werden. 



   Erfolgt nach dem erfindungsgemässen Verfahren eine Umacylierung von Penicillin, dann kann das erhaltene Gemisch der beiden Penicilline (das entstandene und das noch nicht umgewandelte) als solches für therapeutische Zwecke verwendet werden. Im Falle der enzymatischen Penicillinspaltung kann die erhaltene 6-Aminopenicillansäure in bekannter Weise durch Behandlung mit Acylchlorid in entsprechen- de Penicilline umgewandelt werden. 



   Beispiel 1 : 3 g Penicillin G-Natrium werden   in 90 ml 0, 5-molarem Phosphatpuffer mit einem   pH-Wert von 7, 5   gelöst ;   dieser Penicillinlösung werden die zentrifugierten Zellen von Escherichia coli zugesetzt, die aus 200 ml einer 5 h alten Schüttelkultur gewonnen worden sind. Ferner werden zugefügt :
10 ml einer 96   h-alten   Schüttelkultur von Streptomyces fradiae, 100 mg Magnesiumsulfat, 100 mg Ascorbinsäure und 2 ml Toluol. Der gesamte Ansatz wird 16 h bei   28 C   ruhend bebrütet. Während dieser Zeit werden kontinuierlich 3 g   a-Phenoxypropionylchlorid   zufliessen gelassen. Während   der Bebrütung   wird der PH-Wert mit verdünnter Natronlauge auf 7, 5 gehalten.

   Nach der Bebrütung wird ein aliquoter Teil in üblicher Weise analysiert, wobei neben etwa   65'%'cx- (Phenoxy)-äthylpenicillin 35%   Penicillin G nachgewiesen wurden. 



   Beispiel 2 : 100 mg   6-Aminopenicillansäure   werden in 80 ml eines Autolysates von Nocardia gardneri gelöst, welches durch 24stündige Autolyse bei   480C   mit 5% Toluol einer 48 h alten Schüttelkultur dieses Organismus erhalten wurde. Weiterhin werden 20 ml eines wie oben gewonnenen Autolysates einer   24 halten Schüttelkultur   von   Clostridium butylicum. 50 mg Mangansulfat,   100 mg Natriumsulfid und 200 mg eines   gemischtenApl1ydrids   aus   a- (Phenoxy) -propionsäure   und Benzoesäure zugegeben. Während der 8stündigen Bebrütung bei   37 C   wird ein pH-Wert von 4, 5 aufrecht erhalten.

   In einem aliquoten Teil des Ansatzes wird nach Extraktion mit Butylacetat in üblicher Weise das gebildete a- (Phenoxy)-   - äthylpenicillin   jodometrisch bestimmt. Es wurden 1630 E/ml gefunden, was einer etwa   60%gen   Umwandlung der 6-Aminopenicillansäure in   &alpha;-(Phenoxy)-äthylpenicillin   entspricht. 



     Beispiel 3 : 3g   Penicillin G-Natrium werden in 90 ml Mycelautolysat einer 72 h alten Schüttelkultur von Botrytis cinerea gelöst. Das Mycelautolysat wird wie folgt hergestellt : 100 ml einer Botrytis   cinerea-Schüttelkultur   wurden zentrifugiert und der Rückstand in 100 ml eines 0, 05-molaren Phosphatpuffers mit einem PH-Wert von 7, 0 aufgenommen und mit 3% Toluol durch 24 h bei 45 C autolysiert. 



   Zur Penicillinlsöung in diesem Autolysat werden weiterhin 10 ml eines Autolysates einer 24 h alten Kultur von Proteus morganii, die durch eine   24stündige   Autolyse bei   480C   unter Zusatz von 5% Toluol erhalten wurde, 10 mg Magnesiumsulfat und 20 mg Glutathion zugefügt. Der gesamte Ansatz wird auf 

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