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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 6-Aminopenicillansäure aus Benzylpenicillin mittels Enzympräparaten.
Enzymatisch katalysierte Umsetzungen stellen bei zahlreichen chemischen Verfahren wichtige Stufen dar. Als Beispiele seien die Verseifung von Lipoiden unter Verwendung einer Hydrolase, wie Lipase, der Proteinabbau unter Verwendung eines proteolytischen Enzyms, wie Trypsin, die Erzeugung von Steroiden unter Verwendung einer Dehydrogenase, die Erzeugung von Glukosesirupen aus Stärke unter Verwendung von Hydrolase und die Erzeugung von 6-Aminopenicillansäure aus Penicillinen, wie Benzylpenicillin oder Phenoxymethylpenicillinsäure unter Verwendung von Pencillin-Acylase, genannt.
Gewöhnlich werden die enzymatischen Umsetzungen mit dem Enzym in Lösung in einem solchen Medium durchgeführt, das ein Substrat enthält (der Ausdruck "Substrat" bedeutet hier eine Substanz, die ein Enzym umwandelt, um das Produkt zu liefern). Da das Enzym im Reaktionsmedium gelöst ist, ist es häufig sehr schwierig, das Enzym vom Substrat oder, wenn die Umsetzung beendet ist, vom Umsetzungsprodukt zu trennen. Wenn das Produkt aus dem Reaktionsgemisch isoliert wird, führt das Trennverfahren gewöhnlich zu einer Desaktivierung des Enzyms. Dies beeinträchtigt natürlich das Enzym in einer nicht wiedergutzumachenden Weise.
Um diese Schwierigkeit einer Trennung zu beheben und ein Enzymsystem zu schaffen, das wiederverwendbar ist, ist es bekannt, das Enzym an einen unlöslichen festen Trägerstoff entweder durch Adsorption (vgl. GB-PS Nr. 1, 264, 147) oder durch kovalente Bindung entweder direkt oder indirekt über Brückenglieder zu binden (vgl. GB-PS Nr. 1, S49, 49B, Nr. 1, S87, 460 und Nr. 1, 365, 886). Derartige unlösliche Präparate zeigen jedoch verschiedene Nachteile. Zunächst sind sie, wenn es sich um Feststoffe handelt, einem mechanischen Zerfall und gegebenenfalls einem Auseinanderbrechen unterworfen. Zweitens ist das Aufbringen des Enzyms auf die Oberfläche des festen Trägerstoffes und somit die spezifische Aktivität des Präparats oft ungenügend. Drittens ist die Zugänglichkeit des Substrats zur aktiven Stelle des Enzyms häufig gehindert.
Versuche zur Verbesserung der spezifischen Aktivität derartiger unlöslicher Enzym-Polymerisat-Präparate durch Vergrössern des äusserlichen Oberflächenbereiches des Feststoffes erfordern eine Herabsetzung der Teilchengrösse der festen Präparate, was die Handhabung und insbesondere die Abtrennung durch Abfiltrieren schwieriger gestaltet, und erzeugt anderseits, wenn der innere Oberflächenbereich erhöht wird, indem die Teilchen stärker porös gemacht werden, Teilchen mit einer geringeren mechanischen Festigkeit.
Desweiteren wurden bestimmte wasserlösliche Enzym-Polymerisat-Komplexe gefunden (vgl.
GB-PS Nr. 1, 284, 925), wobei dÅas Enzym entweder direkt oder indirekt über ein Brückenglied an einen wasserlöslichen polymeren Trägerstoff gebunden ist. Diese Enzym-Polymerisat-Komplexe kann man aus dem wässerigen Reaktionsmedium durch Ultrafiltration wiedergewinnen. Jedoch stellt die Ultrafiltration eine schwierige und kostspielige Technik dar, insbesondere im grossen Massstab und ist aus diesem Grunde für eine industrielle Anwendung unerwünscht.
Es wurde nun gefunden, dass bestimmte Enzyme an nicht-polare Gruppen gebunden werden können, um das Präparat aus wässerigen Medien dank seiner Affinität zu mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeiten abtrennbar zu machen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von 6-Aminopenicillansäure aus Benzylpenicillin mittels Enzympräparaten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Benzylpenicillin in einem wässerigen Medium mit einer inerten, mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit und einem Enzympräparat in Berührung bringt, das Penicillin-Acylase an genügend viele nicht polare Gruppen, z. B. Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 6 C-Atomen, wie Alkyl mit 6 bis 30 C-Atomen, Alkenyl mit 6 bis 50 C-Atomen, Cycloalkyl und Cycloalkenyl mit 6 bis 20 C-Atomen, gegebenenfalls substituiertes Aryl und Aralkyl, gebunden enthält, so dass das Präparat mit der inerten, mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit assoziiert wird, das.
Reaktionsgemisch in wässerige und mit Wasser nicht mischbare Schichten auftrennt, dadurch das Enzympräparat aus dem wässerigen Reaktionsgemisch mittels seiner Assoziation mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit abtrennt, die 6-Aminopenicillansäure aus der wässerigen Phase gewinnt und gegebenenfalls das abgetrennte Enzympräparat durch Inberührungbringen mit weiterem Benzylpenicillin wiederverwendet.
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Gemäss der AT-PS Nr. 286498 und der DE-OS 1966427 können die Enzympräparate mehrmals bzw. kontinuierlich verwendet werden, doch erfolgt dort die Trennung durch Filtration, während erfin- dungsgemäss die Trennung durch Assoziieren mit einem inerten, mit Wasser nicht mischbaren Lö- sungsmittel stattfindet.
Der hierin verwendete Ausdruck "inerte, mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit" bedeutet, dass die Flüssigkeit mit dem Enzympräparat nicht reagiert, und demzufolge auch nicht die Enzymak- tivität wesentlich ändert.
Der Ausdruck "assoziiert" umfasst jede Form einer Wechselwirkung zwischen den nicht-polaren
Gruppen des Enzympräparats und den Molekülen der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit, wobei die Form ausreichend stabil ist, um ein Mittel zur Abtrennung des Enzympräparats aus dem wässe- rigen Medium zu schaffen.
Geeignete nicht-polare Gruppen, die mit den Enzymen verbunden sein können, sind, wie er- wähnt, Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 6 C-Atomen, zweckmässigerweise Alkyl mit 6 bis
30 C-Atomen, z. B. n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Octadecyl, 4-Methylpentyl, 4, 4-Dimethylpentyl und 3-Äthylhexyl, ferner Alkenyl mit 6 bis 50 C-Atomen, wie Undeca- -10-enyl, Oleyl oder Linoleyl, Cycloalkyl und Cycloalkenyl mit 6 bis 20 C-Atomen, Aryl und substituiertes Aryl, z. B. Phenyl, das gegebenenfalls durch 1 bis 3 Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein kann, sowie Aralkyl, z. B. Benzyl, 2-Phenyläthyl, 4-Phenylbutyl und 2-Tolyl- äthyl.
Das Enzym kann entweder direkt mit der nicht-polaren Gruppe verbunden sein oder indirekt über ein Brückenglied.
Bei einigen Enzymen erzeugt die unmittelbare Verknüpfung zahlreicher nicht-polarer Gruppen an das Enzymmolekül eine Änderung hinsichtlich der Konformation und eine Änderung hinsichtlich der Aktivität des Enzyms. Deswegen und auch in einigen Fällen wegen der Struktur des Enzyms ist es manchmal nicht möglich, geeignete nicht-polare Gruppen an das Enzym zu binden, um das Präparat aus den wässerigen Medien abtrennbar zu machen, ohne die Aktivität des Enzyms in unannehmbarer Weise herabzusetzen.
Um diese Schwierigkeit zu umgehen, bevorzugt man häufig, ein Enzympräparat herzustellen, bei dem das Enzym an einen polymeren Trägerstoff gebunden oder adsorbiert ist. Letzterer kann dann die nicht-polaren Gruppen an Stelle derjenigen des Enzyms selbst oder zusätzlich zu denjenigen des Enzyms tragen. Darüber hinaus schafft dies einen einfachen Weg zur Regulierung der relativen Anteile von nicht-polaren Gruppen zum Enzym in dem Präparat. Es ist natürlich auch möglich, ein bereits zum Abtrennbarmachen aus wässerigen Medien genügend nicht-polare Gruppen tragendes Enzym an einen polymeren Trägerstoff zu binden, der gegebenenfalls weitere nicht-polare Gruppen tragen kann.
Die Bindung des Enzyms an das Polymerisat schliesst sowohl eine kovalente Bindung als auch eine Adsorption an den polymeren Trägerstoff ein, sofern die Adsorption ausreichend stark genug ist, um das Enzym auf dem Trägerstoff zurückzuhalten, wenn das Präparat mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit zusammengebracht wird.
Der verwendete Träger kann in Wasser löslich oder unlöslich sein.
Wenn ein in Wasser unlösliches polymeres Material angewendet wird, liegt es vorzugsweise in. feinteiliger Form vor, so dass es einen grossen Oberflächenbereich für die Bindung des Enzyms darstellt und somit dem Präparat eine hohe spezifische Aktivität verleiht.
Beispiele von geeigneten, in Wasser unlöslichen Materialien sind Cellulosepulver und Cellulose-Derivate, wie Carboxymethylcellulose-Ionenaustauscherharze, Polyamide, hochmolekulare Polysaccharide, wie Agàrose und vernetzte Dextrane, ferner solche Polysaccharide, die mit Modifizierungsmitteln, wie Epichlorhydrin, oder durch Einarbeiten von Carboxymethyl- oder Aminoäthylgruppen modifiziert sind, sowie Polyacrylate und Polymethacrylate. Besonders bevorzugt sind Agarose und makrorektikulär vernetzte Polyacrylate und Polymethacrylate.
Beispiele von wasserlöslichen Materialien sind Polymerisate natürlichen Ursprungs, z. B. Polysaccharide, wie Dextran, Dextrine oder Stärke, sowie solche Polymerisate natürlichen Ursprungs, die modifiziert worden sind, wie teilweise abgebaute Stärke oder Cellulose, ferner Polysaccharide, Oligosaccharide und Saccharide, die mit Modifizierungsmitteln, wie Epichlorhydrin, modifiziert
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worden sind, sowie Cellulose, die durch Einführen von Carboxymethyl- oder Aminoäthylgruppen modifiziert worden ist.
Von den vorgenannten modifizierten Sacchariden und Oligosacchariden wurde festgestellt, dass Copolymerisate von Epichlorhydrin und entweder Lactose, Dextrose oder Saccharose besonders zweckmässig sind. Ein bevorzugtes Polymerisat ist ein Saccharose-Epichlorhydrin-Polymerisat (das unter dem Warenzeichen"Ficoll"bekannt ist), insbesondere ein solches mit einem Molgewicht von etwa 400000.
An Stelle der Polymerisate natürlichen Ursprungs kann man auch wasserlösliche synthetische Polymerisate verwenden, wie Polymerisate von Polyvinylalkohol und Mischpolymerisate von Malein- säure- oder Acrylsäureanhydriden mit Äthylen, Styrol, Methylvinyläther, Divinyläther oder Vinylacetat. Derartige Polymerisate sind z. B. in den DE-OS 1948177 und 1948298 und den GB-PS Nr. 1, 290, 701 und Nr. l, 223, 281 beschrieben.
Eine zweckmässige Klasse von wasserlöslichen Mischpolymerisaten sind die (unter dem Namen "Gantrez AN"bekannten) Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisate.
Das Enzym kann unmittelbar an das eine nicht-polare Gruppe tragende Polymerisat gebunden werden. Gegebenenfalls kann es auch an einen polymeren Träger mit Brückengliedern, an die das Enzym geknüpft werden kann, gebunden werden. Geeignete Brückenglieder sind aliphatische a, w-Di- amine mit 2 bis 10 C-Atomen, wie 1, 3-Diaminopropan oder 1, 6-Diaminohexan. Die eine Aminogruppe des Brückengliedes wird an das Polymerisat gebunden und die andere ist frei zur Kupplung mit dem Enzym, z. B. über einen wasserlöslichen Dialdehyd, wie Glyoxal oder Glutaraldehyd. Die Verwendung derartiger bifunktioneller Brückenglieder ergibt auch eine gewisse Vernetzung zwischen den Enzym-Polymerisat-Einheiten.
Die Brückenglieder können zwischen Enzym und Trägerstoff oder zwischen Enzym und nicht-polarer Gruppe (mit oder ohne zusätzlichem Vorliegen eines Trägerstoffes) oder zwischen Trägerstoff und nicht-polarer Gruppe angewendet werden.
Die Anzahl der nicht-polaren Gruppen im Enzympräparat hängt von einer Anzahl Faktoren ab. Ein Verknüpfen der nicht-polaren Gruppen an ein Polymerisat und/oder ein Enzym ruft in der unmittelbaren Nähe des Enzyms eine hydrophobe Umgebung hervor. Bei einigen Enzymen ergibt sich bei einem zu hohen Hydrophobizitätsgrad eine Desaktivierung des Enzyms infolge gleichzeitiger Änderung bei der Konformation.
Es ist ein Gleichgewicht zwischen der Verknüpfung der geringsten Anzahl von erforderlichen nicht-polaren Gruppen, um eine Abtrennung aus wässerigen Medien zu gestatten, und der grösstmöglichen Anzahl, die mit der Stabilität des Enzyms verträglich ist, erforderlich. Die Bestimmung dieses Gleichgewichts muss notgedrungen eine Routineangelegenheit von Versuchen und Fehlern bleiben. Die Kriterien, durch die das Gleichgewicht bestimmt werden kann, sind folgende :
1. Das Molgewicht des polymeren Trägerstoffes
2. das Molgewicht der Monomeren-Einheiten ;
3. der prozentuale Anteil an Monomer-Einheiten in dem. durch nicht-polare Gruppen substi- tuierten Polymerisat ;
4. die Grösse der nicht-polaren Gruppen ;
5. die Identität des Enzyms und
6. der Substitutionsgrad des Polymerisats durch das Enzym.
Wenn z. B. als Träger ein Polymerisat mit einem Molgewicht von 230000 und Monomer-Einheiten vom Molgewicht 156 (Gantrez AN 119) verwendet wird, wobei 1 Mol dieses Trägerstoffes durch 1 Mol Penicillin-Acylase substituiert ist, tritt die geringstmögliche Substitution, die zur wirksamen Abtrennung aus wässerigen Medien erforderlich ist, auf, wenn etwa 25% der Monomer-Einheiten durch n-Dècylgruppen substituiert sind. Anderseits tritt die grösstmögliche Substitution zur Aufrechterhaltung der enzymatischen Aktivität auf, wenn etwa 50% der Monomer-Einheiten durch n-Octadecylgruppen substituiert sind.
Die erfindungsgemäss verwendeten Enzympräparate werden dadurch hergestellt, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
R-X, (I)
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worin R eine nicht-polare Gruppe und X eine funktionelle Gruppe ist, mit einem Enzym in Berührung bringt, das eine aktive Gruppe gebunden enthält, die mit der Gruppe X reagieren kann.
Die Gruppe X kann beispielsweise eine Amino-, Carboxyl-, Aldehyd-, Hydroxy-, Thiol- oder Azogruppe sein. Die Gruppe X kann sich auch von reaktionsfähigen Vernetzungsgruppen ableiten, z. B. von Dialdehyden, wie Glyoxal oder Glycerin aldehyd, und/oder Diaminen, wie 1, 6-Hexamethylendiamin oder Äthylendiamin, und/oder aliphatischen a, M-Diaminocarbonsäuren, wie Glycerin oder Lysin, oder einem polymeren Trägerstoff, der derartige funktionelle Gruppen enthält. Vorzugsweise ist X Amino oder ein Rest mit einer Aminogruppe.
Die an das Enzym gebundene und zur Umsetzung mit der Gruppe X befähigte aktive Gruppe kann eine im Enzym vorhandene Gruppe sein, die entweder von Anfang an vorliegt oder durch Modifikation entstanden ist, wie beispielsweise die Carboxyl-, Amino-, Thiol- oder die phenolische Hydroxylgruppe, oder Anhydridbindungen oder ein derartiger aktive Gruppen enthaltender polymerer Trägerstoff oder ein reaktionsfähiges Brückenglied, wie es in bezug auf die Gruppe X oben erläutert wurde.
Für die meisten Enzym-Polymerisat-Präparate ist ein zweckmässiges Verfahren im Schema I veranschaulicht. Bei der ersten Stufe wird das Polymerisat (a) an die nicht-polaren Gruppen, vorzugsweise über ein primäres oder sekundäres Amin R. NH2 oder RA. NH und (b) an Brückenglieder, wie a, -Diamine, für eine anschliessende Verknüpfung des Enzyms über Dialdehydgruppen gebunden. Diese Reaktionen werden zweckmässigerweise in wässeriger Lösung oder Suspension bei einem alkalischen PH-Wert, zweckmässigerweise bei PH 8 bis 12, und bei Raumtemperatur durchgeführt. Das Dialdehydgruppen tragende Enzym kann dann mit dem modifizierten Polymerisat in wässerigen Medien bei im wesentlichen neutralen PH-Werten gebunden werden.
Schema I
EMI4.1
EMI4.2
aldehyd darstellt.
Es ist auch häufig erforderlich, die Gruppen am Polymerisat, vorzugsweise mit Cyanbromid, zu aktivieren, bevor eine Bindung an die nicht-polaren Gruppen möglich ist.
Anderseits weisen einige Polymerisate Gruppen auf, die zur Verbindung mit nicht-polaren Gruppen und/oder Enzymen gegebenenfalls ohne Zwischenschalten von Brückengliedern verwendet werden können. Den auf diese Weise hergestellten Enzympräparaten fehlt dann die mit der Verwendung von Brückengliedern verbundene Vernetzung. Häufig besitzen derartige Enzympräparate vorteilhafte Eigenschaften, wie nachstehend noch beschrieben wird.
Bei auf Maleinsäureanhydrid-Monomeren beruhenden Polymerisaten, wie beispielsweise den "Gantrez"-Polymerisaten, können die entlang der Hauptkette befindlichen Anhydridgruppen zur Bindung sowohl nicht-polarer Gruppen als auch der Enzyme verwendet werden. Zweckmässigerweise wird das Polymerisat zuerst durch Bindung nichtpolarer Gruppen modifiziert. Dann werden die restlichen Anhydridgruppen im Polymerisat unmittelbar mit dem Enzym gebunden. Dieses Verfahren ist im Schema II veranschaulicht :
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Schema II
EMI5.1
Bei diesem Schema II stellt R die nicht-polare Gruppe dar, während der'Rest ENZ-NH2 ein eine Aminogruppe tragendes Enzym bedeutet.
"Gantrez"-Polymerisate (z. B."Gantrez AN 119"und"Gantrez AN 14911) haben weiterhin den Vorteil, dass sie sich ohne Reaktion in bestimmten aprotischen, nicht-wässerigen Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid, lösen, die auch gute Lösungsmittel für die Amine RNH2 und R2 NH sind. Ein homogenes Reaktionsgemisch ist möglich, und deshalb schaffen derartige Lösungsmittel vorteilhafte Reaktionsmedien für die Bindung der nicht-polaren Gruppen an diese Polymerisate, wenn die Enzympräparate hergestellt werden.'
Es können zahlreiche, mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeiten zur Abtrennung des Enzympräparats aus dem wässerigen Medium verwendet werden.
Beispiele geeigneter Flüssigkeiten sind Alkane, wie Heptan, Octan, Nonan, Decan, Hexadecan, aromatische Kohlenwasserstoffe, höhere aliphatische Ester, wie Glycerintrioleat, sowie aliphatische Alkohole mit 4 bis 12 C-Atomen, wie n-Decanol.
Bei der Berührung mit einer derartigen Flüssigkeit bildet das Enzympräparat eine Oberflächenschicht im dazwischenliegenden Berührungsbereich aus. Um einen möglichst grossen Berührungsbereich zu haben, wird bei dieser Berührungsstufe gewöhnlich eine Bewegung angewendet, z. B. durch Rühren oder Schütteln, um die mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit in kleinste Tröpfchen überzuführen. Jedes Tröpfchen wird dann von dem Enzympräparat umhüllt, das an der Oberfläche haftet.
Diese Berührung des Enzympräparats mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit kann vor, während oder nach der Durchführung der enzymatischen Reaktion erfolgen. Vorzugsweise wird sie vor der enzymatischen Reaktion durch Dispergieren mittels Bewegen des Enzympräparats mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit in einem das Benzylpenicillin enthaltenden wässerigen Medium durchgeführt. Während der enzymatischen Reaktion wird somit das Präparat mit Tröpfchen der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit, die als Emulsion in den wässerigen Medien vorliegt, assoziiert, und die Dispersion wird während der Reaktion mittels Bewegen aufrechterhalten. Wenn eine Abtrennung des Enzympräparats gewünscht wird, unterbricht man das Bewegen und lässt die Phasen sich vereinigen.
Gegebenenfalls kann das Enzympräparat in dem wässerigen Reaktionsgemisch als Lösung oder
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Suspension vorliegen und nach der Reaktion mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit in
Berührung gebracht werden, wenn eine Abtrennung des Enzympräparats gewünscht wird.
Die Art der Assoziation des Enzympräparats zur mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit variiert je nach dem polymeren Material und/oder den in das Enzympräparat eingebrachten nicht- polaren Gruppen. Bei den Enzym-Polymerisat-Präparaten, die im wesentlichen vernetzt sind, bilden sich z. B. feste Aggregate aus, und diese Teilchen haften an den Tröpfchen der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit. Bei nicht-vernetzten Präparaten jedoch, wie sie sich mit den vorgenannten "Gantrez"-Trägermaterialien bilden (und auch bei keine Polymerisate enthaltenden Präparaten), tritt gewöhnlich keine grosse Haftung von Feststoffen an die Tröpfchen auf, und es bildet sich auf den Tröpfchen eine monomolekulare Schicht des Enzympräparats aus.
Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Enzymreaktion nach dem ersten Inberührungbringen des Enzympräparats mit der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit, um ein solches System zu erzeugen, durchgeführt wird.
Was auch immer die Art der Assoziation betrifft, so befähigt die Berührung zwischen dem Enzympräparat und der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit (gewöhnlich in Form von Tröpfchen) die Abtrennung des Enzympräparats vom wässerigen Medium. Die mit dem Enzympräparat überzogenen Tröpfchen haben annähernd die gleiche Dichte wie diejenige der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit. Wenn man die Tröpfchen stehenlässt, so sammeln sie sich entweder an der Oberfläche des wässerigen Mediums (für Flüssigkeiten einer geringeren Dichte als Wasser) an oder sinken zu Boden (bei Flüssigkeiten mit höherer Dichte als Wasser). Somit wird eine gesonderte Schicht erzeugt, die aus der mit dem Enzympräparat vereinigten, mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit besteht, und die in einfacher Weise aus dem wässerigen Medium gewonnen werden kann.
Bei Flüssigkeiten, die auf den wässerigen Medien nicht rasch genug obenauf schwimmen oder sich davon absetzen, können andere Trennverfahren angewendet werden. Beispielsweise seien genannt Zentrifugieren oder das Filtrieren des Gemisches durch ein wasserabweisendes Filter, das das wässerige Medium durchlaufen lässt und die mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit (zusammen mit dem Enzympräparat) zurückbehält und dadurch abtrennt.
Die erfindungsgemäss verwendete Penicillin-Acylase wird vorzugsweise aus Bakterien erhalten, z. B. Stämmen von Escherichia coli. Sie wird zur Erzeugung von 6-Aminopenicillansäure innerhalb eines Pa-Bereiches von 6,0 bis 9,0, vorzugsweise 7,0 bis 8,5, verwendet. Da die Desacylierung eines Penicillins zu einer Freisetzung einer freien Säure aus der Penicillin-Seitenkette führt, ist es erforderlich, den obgenannten PH-Bereich während des Verfahrens zur Herstellung von 6-Aminopenicillansäure durch die Zugabe eines erforderlichen Anteils Alkali, wie einer Lösung von Natrium- oder Ammoniumhydroxyd oder Triäthylamin, aufrecht zu erhalten.
Ein besonderer Vorteil bei der erfindungsgemässen Verwendung der Enzympräparate besteht in der einfachen Anwendung auf die kontinuierliche Durchführung der enzymatischen Reaktion, die in einer Vorrichtung durchgeführt werden kann, die in der Zeichnung dargestellt ist, die ein schematisches Diagramm eines geeigneten Reaktionsgefässes zeigt.
Gemäss der Zeichnung ist das Reaktionsgefäss --1-- mit Mitteln zum Bewegen in Form eines Rührers --2--, Einleitungsrohren --3, 4 und 5-- für Substrat, Alkali und die Enzymphase und einem Auslass --6-- versehen. Das Reaktionsgefäss --1-- enthält weiterhin eine Sonde --7-- zur Feststellung des PH-Wertes, die ein Ventil --8-- steuert, das mit dem Alkali-Einlassrohr --4-- in Verbindung steht.
Aus dem Auslass --6-- wird das Reaktionsgemisch über die Pumpe --9-- und das Einleitungsrohr-11-- in ein gesondertes Gefäss --10-- geleitet. Das Gefäss --10-- hat einen oberen Auslass --12--, der mit dem Einlassrohr --5-- des Reaktionsgefässes in Verbindung steht, einen unteren Auslass --13-- zur Entfernung des Reaktionsproduktes mittels einer Pumpe --14-- und ein Filter in Form einer Sinterglasplatte-15-, die oberhalb des unteren Auslasses --13-- angeordnet ist. Benzylpenicillin wird durch das Einleitungsrohr --3-- über eine Pumpe --16-- geführt, die mit der gleichen Fliessgeschwindigkeit wie die Pumpe --14-- betrieben wird und auch verbunden ist.
Beim Betrieb wird das Reaktionsgefäss --1-- durch das Einleitungsrohr --3-- mit dem Benzylpenicillin in einem wässerigen Medium zusammen mit dem Enzympräparat und der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit beschickt. Das Gemisch wird mittels des Rührers --2-- dispergiert, so dass eine Emulsion entsteht. Das Reaktionsgefäss --1-- kann bei einer konstanten Temperatur gehalten
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