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Verfahren zur Reinigung von a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin durch Umkristallisieren von a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-St1lfosalicylat aus methanolischer Salzsäure und anschliessendes Ausfällen des a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Hydrochlorids aus einer Lösung des Sulfosalicylats in äthanolischer Salzsäure.
Diese Methode stellt ein neues Verfahren zur Reinigung von a-6-Deoxy-tetracyclinen dar und liefert
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Deoxy-5-oxy-tètracyclin- Hydrochlorid, Wenncyclin-Sulfosalicylat verwendet wird.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 200, 149 wird u. a. eine Gruppe neuer Tetracycline beschrieben, welche als a-6-Deoxy-tetracycline bezeichnet werden. Hiebei werden die Bezeichnungen"6-Epi"und"a-"ver- wendet, die untereinander austauschbar sind und identische räumliche Anordnungen der 6-Methyl-Gruppe
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für vorbekannte Isomere verwendet wird. Die letzteren Verbindungen wurden nun im wissenschaftlichen Schrifttum als ss-6-Deoxy-tetracycline bezeichnet, und in der vorliegenden Beschreibung werden die Bezeichnungen "a" und "n" im gleichen Sinne verwendet.
Die Herstellung von a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin durch katalytische Hydrierung gewisser 6-Methylentetracycline und auch verschiedener in 13-Stellung substituierter 6-Decxy-tetracycline unter Verwendung von Raney-Nickel ist bekannt und in der Fachliteratur, einschliesslich den oben erwähnten Patentschriften, beschrieben.
Nach diesen Verfahren wird a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin in einfacher Weise und in guter Ausbeute erhalten. Die erhaltenen Verbindungen sind jedoch unvermeidlicherweise durch verschiedene Reaktionsteilnehmer bzw. durch Nebenprodukte verunreinigt, die vor pharmazeutischer Verwendung des erwünschten Tetracyclins beseitigt werden müssten. Insbesondere kann das rohe Reaktionsprodukt als Verunreinigungen verschiedene Metalle, beispielsweise Nickel oder Aluminium in elementarer Form oder in Form von Verbindungen, aber auch verschiedene andere Katalysatorrückstände enthalten. Häufig liegen als Verunreinigungen auch Zersetzungsprodukte, beispielsweise Anhydro- und Apo-tetracycline, wie 5a, 6-Anhydro-oxytetracyclin und Apo-oxytetracyclin, gelegentlich auch ss-6-Deoxy-5-oxytetracyclin vor. Diese Stoffe müssen ebenfalls entfernt werden.
Wie bereits in den oben erwähnten Patentschriften angegeben ist, kann das a-6-Deoxy-5-oxytetracyclin aus den Reaktionsgemischen ohne Schwierigkeiten in Form seines Sulfosalicylats abgetrennt werden, wobei eine Lösung der Verbindung in einem inerten Lösungsmittel, zweckmässig Methanol, mit 5-Sulfosalicylsäure behandelt wird, wobei das Sulfosalicylat ausfällt. Hiebei werden jedoch die oben erwähnten Verunreinigungen in der Regel nicht abgetrennt, obzwar die Menge einiger derselben verringert wird.
Bei der weitergehenden Entfernung der restlichen Verunreinigungen und der Umwandlung des Sulfosalicylats zum pharmazeutisch verwendbaren Hydrochlorid bzw. zur amphoteren Base treten jedoch Schwierigkeiten auf. Die bisher angewendeten Reinigungsmethoden, beispielsweise Gegenstromverteilung, waren zeitraubend und lieferten nur geringe Ausbeuten, die, auf dem Umwege über unreines Sulfosalicylat, die amphotere Base und in weiterer Folge hochgereinigtes Hydrochlorid mit einer Ausbeute von nur 10% lieferten. Die Umwandlung zum Hydrochlorid in einer üblichen Mischung aus Äthanol und Chlorwasserstoff liefert ebenfalls weder ein Produkt zufriedenstellender Reinheit noch hohe Ausbeuten. Es fehlt somit an einer praktischen Methode zur Umwandlung des unreinen Sulfosalicylats in hochreines Hydrochlorid unter Erzielung hoher Ausbeuten.
Das erfindungsgemässe Verfahren erfüllt nun die oben erwähnten Erfordernisse. Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Sulfosalicylat zunächst umkristallisiert und anschliessend direkt in das hochreine Hydrochlorid umgewandelt, ohne dass es erforderlich wäre, die amphotere Base als Zwischenprodukt zu isolieren. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass das Sulfosalicylat aus methanolischem Chlorwasserstoff umkristallisiert wird, das umkristallisierte Sulfosalicylat in
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Ebenso wie in der ersten Verfahrensstufe ist es auch hier in der Regel vorzuziehen, das Tetracyclin bei erhöhten Temperaturen bis Rückflusstemperatur zu lösen, um unter Verwendung von möglichst wenig
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kritisch, die'erhaltene Lösung vor demHeissssltrieren. mit Aktivkohle zu reinigen, jedoch können hiedurch Ungelöstes oder adsorbierbare Ver- unreinigen entfernt werden.
Die erhaltene Lösung bzw. das Filtrat liegt nun in einer Form vor, um ihren CHorwasserstoffgehalt einzustellen und sie mit Wasser zu verdünnen. Chlorwasserstoff und Wasser, können gleichzeitig oder getrennt in beliebiger Reihenfolge zugesetzt werden. Die Lösung muss mindestens etwa 12 Mol Chlorwasserstoff pro Mol Tetracyclin enthalten, um sicherzugehen, dass das a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin nicht wieder in Form des Sulfosalicylats auskristallisiert. Die obere Grenze der Cblorwasserstoffkonzentration ist an sich nicht kritisch. Die besten Ergebnisse lassen sich bei einer Konzentration des Chlorwasserstoffs von etwa 15 bis 20 Mol/Mol Tetracyclin erzielen.
Naturgemäss kann es ohne weiteres der Fall sein, dass bereits die in die zweite Verfahrensstufe eingebrachte Lösung des $ulfosalicylats die erforderliche Mindestmenge an Chlorwasserstoff enthält, und in diesem Fall ist es'nicht erforderlich, der Lösung weiteren Chlorwasserstoff zuzusetzen. Wenn somit im folgenden, auch in den Ansprüchen, von Einstellen der Chlorwasserstoffkonzentration" gesprochen wird, so ist darin auch dieser Fall eingeschlossen. Am häufigsten sind jedoch in der der zweiten Verfahrensstufe zugeführten Lösung weniger als 12 Mol Chlorwasserstoff pro Mol Antibiotikum enthalten, und es ist dann erforderlich, der Lösung weiteren Chlorwasserstoff zuzusetzen.
Der Wassergehalt der ohne Verwendung von Wasser hergestellten und in die zweite Verfahrensstufe eingebrachten Lösung des umkristallisierten Sulfosalicylats in trockenem äthanolischen Chlorwasserstoff beträgt nahezu Null, da die Lösung nur so viel Wasser enthält, als durch das Kristallwasser des Sulfbsali- cylats (1, 5 Mol Wasser/Mol Sulfosalicylat) in die Lösung eingebracht worden ist. Es ist deshalb erforder- lich, der Lösung weiteres Wasser zuzusetzen, um das Abscheiden des gewünschten Hydrochlorids zu bewir- ken. Die Wasserkonzentration sol111 Vol. -% nicht überschreiten, da andernfalls das Antibiotikum wieder in Form des Sulfosalicylats auskristallisieren kann. Die besten Ergebnisse lassen sich bei zumindest etwa
3 Vol.-% Wasser, insbesondere bei 4-10 Vol.-% Wasser, erzielen.
Die Zugabe des Chlorwasserstoffs und des Wassers kann häufig gleichzeitig erfolgen, beispielsweise durch Zugabe einer wässerigen Salzsäure geeigneter Konzentration in der erforderlichen Menge. Es ist in der Regel zweckmässig, konzentrierte Salzsäure in einer Menge von etwa 0, i25 bis 0, 75 ml/g der zweiten
Verfahrensstufe zugeführten Sulfosalicylats zu verwenden. Wenn somit im folgenden von einer "Zugabe von Wasser" (auch in den Ansprüchen) gesprochen wird, so ist darunter auch die Zugabe von Wasser in
Form von Salzsäure zu verstehen.
Die nunmehr vorliegende Lösung kann nun auf Räumtemperatur oder darunter gekühlt und vorzugs- weise auch geimpft werden, um die Abscheidung des Hydrochlorids zu bewirken. Es scheidet sich nun hochreines a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Hydrocblorid aus, das nach abgeschlossener Kristallisation in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Filtrieren, abgetrennt und dann, beispielsweise durch Waschen mit äthanolischem Chlorwasserstoff, Äthanol und Aceton, von Mutterlauge befreit und dann getrocknet wird. Das erhaltene Produkt enthält 1 Mol Chlorwasserstoff/Mol'-Astibiotikum-und in der Regel 0, 5 Mol
Wasser und 0, 5 Mol Äthanol, wobei allerdings die Solvatisierung durch die beiden letzteren von Fall zu Fall verschieden sein kann.
Das erhaltene Produkt ist von ausgezeichneter Qualität und in Wasser klar löslich, was darauf hindeutet, dass das sehr schwer lösliche Sulfosalicylat nicht-vorliegt. Gewünschtenfalls kann das erhaltene Produkt durch Neutralisieren in einem inerten Lösungsmittel in an sich bekannter Weise in die freie Base oder die amphotere Verbindung übergeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren liefert ausgezeichnete Ausbeuten, die noch durch Rückgewinnung und Rückführung des in den Mutterlaugen enthaltenen Antibiotikums erhöht werden können. Durch Zugabe von Sulfosalicylsäure zur Mutterlauge kann restliches Antibiotikum aus der Mutterlauge in Form des Su. 1fosalicylats'ausgefÅallt werden, das erneut als Ausgangsstoff für das erfindungsgemässe Verfahren verwendet wird. In diesem Fall sind die erzielbaren Ausbeuten nahezu quantitativ.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1 : Umkristallisieren : 7, 2 kg rohes a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Sulfosalicylat, welches durch Entschwefelung von 6-Deoxy- 13-benzylmerkapto-5-oxy-tetracyclin über Raney-Nickel hergestellt worden war, wurden in 531 methanol- schem Chlorwasserstoff gelöst, welcher durch Auflösen von 6, 7 kg HCI in 88, 2 1 Methanol hergestellt worden war. Das erhaltene Gemisch wurde auf Rückfluss erhitZt, worauf in Anteilen von je 8, 821 weiterer methanolischer Chlorwasserstoff zugesetzt wurde, um alles in Lösung zu bringen, wobei insgesamt 88, 21 erforderlich waren.
Nun wurden 0, 34 kg Aktivkohle und 0, 68 kg Diatomeenerde zugesetzt, worauf 15 min gerührt und anschliessend die Mischung noch heiss filtriert wurde. Der Filterkuchen wurde mit 8, 821 heissem methanolischen Chlorwasserstoff gewaschen. Filtrat und Waschwasser wurden nun vereinigt und bei 45-50 Q C mit der Hälfte des Volumens an Wasser versetzt, welches 2, 9 kg Sulfosalicylsäure enthielt.
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Nachdem bei 500 C 1 h gerührt worden war, wurde die Mischung auf 20 C gekühlt und 2 h granuliert. Das erhaltene kristalline Produkt wurde filtriert und mit 221 einer Mischung aus 2 Mol. - Teilen Methanol und 1 Mol-Teil Wasser und'dann noch mit Aceton gewaschen. Es wurden so 6, 2 kg a-6-Deoxy-5-oxy- tetracyclin-SuJfosalicylat, B = 217 bei 349 mIL, erhalten. Die Reinheit wurde durch quantitative Chromatographie mit mindestens 95% ermittelt.
Umwandlung in das Hydrochlorid :
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kuchen mit etwa 8, 821 äthanolischem Chlorwasserstoff gewasche. Der Lösung wurden sodann bei 50 bis 55 C 1580 ml wässerige 12 n-HCl zugesetzt, worauf die Lösung geimpft und bei 50-55 C 3 h gerührt wurde. In weiterer Folge wurde die Lösung innerhalb 3 h auf 35 C und dann auf 20 C gekühltund schliess- lich weitere 4 h granuliert. Der ziemlich dicke Kristallbrei wurde sodann filtriert, worauf der Filterkuchen
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140 C lagen 3, 44 kg a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Hydrochlorid vor.
Die Mutterlauge und das Waschwasser wurden miteinander vereinigt, worauf die erhaltene Lösung mit dem gleichen Volumen an Wasser verdünnt wurde, welches jedoch 1, 6 kg Sulfosalicylsäure enthielt. Das erhaltene Gemisch wurde 4 h b : i 20-25 C granuliert und dann nitriert, worauf der Filterkuchen mit einem
Gemisch aus 1 Mol-Teil Äthanol und 1 Mol-Teil Wasser und schliesslich mit Aceton gewaschen wurde.
In dieser Weise wurden 1, 31 kg a-6-Deoxy'-5-oxy-tetracyclin-Sulfosalicylat zurückgewonnen, das erneut aufgearbeitet werden kann.
Beispiel 2 : Umkristallisieren :
Ein Gemisch aus 25 g rohem a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Sulfosalicylat (E1 = 150), welches durch
Hydrieren von 11 1-Chlor-6-deoxy-6-demethyl-6-methylen-5-oxy-tetracyclin über Palladium hergestellt worden war, und 100 ml einer Lösung von 33 g Chlorwasserstoff in 400 ml Methanol wurde auf dem Was- serbad auf Rückfluss erhitzt. Das Sulfosalicylat löste sich innerhalb 10 min. Die Lösung wurde 1 h auf Rückfluss erhitzt, worauf sie mit Aktivkohle behandelt und über Diatomeenerde filtriert wurde. Der Filterkuchen wurde mit 50 ml methanolischem Chlorwasserstoff gewaschen. Das Filtrat und die Waschflüssigkeit wurden vereinigt, worauf das erhaltene Gemisch auf 50 C erwärmt und zunächst mit 10 g Sulfosalicylsäure und dann mit 75 ml Wasser versetzt wurde.
Die Kristallisation begann sofort. Das Gemisch wurde jedoch bei Raumtemperatur noch 2 h gerührt und dann filtriert, worauf die abfiltrierten Kristalle mit einem 33% Wasser enthaltenden Gemisch aus Methanol und Wasser, dann mit Aceton und schliesslich mit Äther gewaschen wurden. Es wurden so'in 64, 4%iger Ausbeute 16, 1 g a-6-Deoxy-5-0xy'-tetracyclin- Sulfosalicylat in Form blassgelber Kristalle, E1 = 210, erhalten. In der Mutterlauge wurden papierchromatographisch beträchtliche Mengen an ss-Isomeren und Apo-oxytetracyclin nachgewiesen.
Bei einem weiteren Versuch, bei welchem jedoch 37, 5 ml Wasser statt 75 ml verwendet wurden, wurden mit 65, 2%iger Ausbeute 16, 3 g Sulfosalicylat, E1 = 209, erhalten.
Umwandlung in das Hydrochlorid :
16 g des wie oben umkristallisierten Sulfosalicylats wurden in 72 ml einer Lösung von 66 g gasförmigem Chlorwasserstoff in 400 ml Äthanol warm gelöst, worauf die trübe Flüssigkeit mit Aktivkohle behandelt und über Diatomeenerde nitriert wurde. Der Filterkuchen wurde mit 16 ml heisser Äthanol-HCl-Lö- sung gewaschen. Filtrat und Waschwasser wurden sodann miteinander vereinigt, worauf das Gemisch auf 65 C erhitzt und unter Rühren mit 4 ml konzentrierter Salzsäure versetzt und geimpft wurde. Die Kristallisation wurde 4i h bei 65-68 C unter Rühren abgeschlossen und schliesslich noch unter weiterer Kristallisation innerhalb 2 h abkühlen gelassen. Die abfiltrierten Kristalle wurden gründlich mit Äthanol und Äther gewaschen.
Es wurden so mit 73%iger Ausbeute 8, 49 g a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Hydro- chlorid, EI = 298, in Form gelber Kristalle erbalten, die laut Papierchromatogramm 2% oder weniger ss-Isomer enthielten. Das erhaltene Hydrochlorid ist in Wasser mit einer Konzentration von 20 mg/ml vollkommen löslich.
Die aus der obigen Kristallisation stammende Mutterlauge und Waschflüssigkeit wurden vereinigt und mit dem gleichen Volumen an Wasser verdünnt und mit 4 g Sulfosalicylsäure versetzt. Die Kristallisation setzte sofort ein. Das. Gemisch wurde noch über Nacht gerührt und dann filtriert, worauf die Kristalle zunächst mit einem Gemisch von Äthanol und Wasser (1 : 1), dann mit Aceton und schliesslich mit Äther gewaschen wurden. Es wurden so 2, 88 g blassgelber Kristalle erhalten, welche hauptsächlich aus a-6-Deoxy-
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igenentspricht. Die an ss-Isomer stark angereicherte Mutterlauge wurde verworfen.
Beispiel 3 : Umkristallisieren : 9, 2 g eines mit Nickelsalzen verunreinigten a-6- Deoxy'-5-oxy-tetracyclin-Sulfosalicylats wurden in 64 ml methanolischem Chlorwasserstoff (99 g trockenes HCld-1200 ml Methanol) in der Wärme aufgenommen, worauf die Lösung heiss'filtriert und der Filterkuchen mit 10 ml heissem methanolischem HCl gewaschen wurde. Das Filtrat wurde auf 500 C gehalten und zunächst mit 7, 2 g Sulfosalicylsäure-Dihydrat und dann
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triert wurde. Der Filterkuchen wurde mit 13, 5 ml heissem äthanolischen Chlorwasserstoff gewaschen.
Filtrat und Waschflüssigkeit wurden vereinigt, worauf die erhaltene Lösung auf 600 C erhitzt und mit 4, 3 ml konzentrierter Salzsäure versetzt wurde. Das Erhitzen der Mischung wurde unterbrochen, worauf das Gemisch geimpft und gerührt wurde. Nach 45 min wurde das Gemisch erneut auf 60 C erhitzt und dann über Nacht bei Raumtemperatur kristallisieren gelassen. Die Kristalle wurden abfiltriert und gründlich mit äthanolischem Chlorwasserstoff (33 g gasförmiges HCI in 400 ml 2 B-Äthanol), und dann mit Äther gewaschen und schliesslich luftgetrocknet. Es wurde so mit 75, 7% iger Ausbeute 7, 98 g a-6-Deoxy-
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trockenem äthanolischem Chlorwasserstoff gelöst, welcher 8 g HC1/100 ml enthielt.
Die Lösung wurde sodann mit Aktivkohle versetzt und anschliessend filtriert, worauf der Filterkuchen mit 5 ml äthanolischem
Chlorwasserstoff gewaschen wurde. Die durch Vermischen von Filtrat und Waschflüssigkeit erhaltene
Lösung wurde mit 3, 75 ml konzentrierter Salzsäure versetzt und sodann unter Rühren gekühlt. Das auskristallisierte Hydrochlorid wurde abfiltriert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Umwandlung von unreinem, als Verunreinigungen beispielsweise Metallverbindungen, Anhydro-tetracycline und Apo-tetracycline enthaltendem a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclin-Sulfosalicylat in das im wesentlichen reine Hydrochlorid, dadurch gekennzeichnet, dass das Sulfosalicylat aus methanolischer Salzsäure umkristallisiert wird, das umkristallisierte Sulfosalicylat in trockenem äthanolischem Chlorwasserstoff gelöst wird, der Chlorwasserstoffgehalt der erhaltenen äthanolischen Lösung auf zumindest etwa 12 Mol pro Mol gelösten a-6-Deoxy-5-oxy-tetracyclins eingestellt und der äthanolischen Lösung Wasser bis zu 11 Vol.-% zugesetzt wird.