<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA PURIFICATION DE SELS DE PENICILLINE.
La présente invention est relative à un procédé perfectionné pour la production de sels de pénicilline d'une très grande pureté.
On connaît des procédés de préparation de sels de pénicilline sous forme pure. Ces procédés comprenant, par exemple, le traitement par le carbone de bouillies de culture acidifiées et/ou des traitements successifs d'extraction dans une solution de solvant organique et dans l'eau, des procé- dés chromatographiques, la formation de dérivés de pénicilline cristallisa- bles tels que les sels de métaux alcalins ou les sels d'aminés de pénicilline, la purification de ces sels par cristallisation, et finalement la conversion de la substance pure ainsi obtenue, si c' est nécessaire, en le sel voulu pour l'emploi thérapeutique..
La présente invention a pour objet un procédé de production de sels de pénicilline de grande pureté, exécutable en un nombre limité d'opéra- tiens et avec un rendement total élevé en pénicilline.
On a découvert qu'en utilisant de l'oxycaine Pénicilline comme produit intermédiaire dans la préparation de sels de pénicilline, et en se basant sur la propriété de l'oxycaine pénicilline d'être substantiellement insoluble dans la plupart des solvants usuels, on peut effectuer la purifica- tion de la pénicilline'de façon simple en un nombre moindre d' opérations et avec une production toale plus élevée qu'auparavant.
Dans la préparation de sels de pénicilline suivant la présente invention, on traite de la pénicilline ou un sel de pénicilline par de l'o- xycaine ou un sel d'oxycaine, en solution dans un solvant dans lequel l'o- xycaine pénicilline est relativement insoluble, la pénicilline et l'oxycaine étant présentes en concentrations telles qu'il se forme une quantité d'oxycai- ne-pénicilline supérieure à la quantité qui se dissout dans ledit solvant de
<Desc/Clms Page number 2>
réaction on sépare ensuite l'oxycaine pénicilline précipitée et en la met en solution dans de l'eau en présence d'un solvant organique substantielle-
EMI2.1
ment non miscible à l'eau, on décompose l'flrcaln8 pénicilline dans des conditions acides ou alcalines,
et en obtient la pénicilline mise en liberté de la manière habituelle.
EMI2.2
L'oxycalne est le nom donné au composé ortho-hydrozy-para-adno benzoate de diéthylaminoéthyle, ayant la formule : zig) (p 2)c6g3.c..cg2cg,.(czg5)z.
Le terme lfoxycaInetl est utilisé ici pour désigner la base libre identifiée ci-dessus, et on utilise le terme **sels d-'oxyca3:ne" pour désigner les sels de la base libre, tels que le chlorhydrate, formé par addition d'un acide à l'atane d'azote tertiaire, qui devient ainsi pentavalent. p h' eaine- pénicilline est un sel de cette nature, dans lequel une molécule de pénicil- line est fixée à cet atome d'azote de façon similaire.
Bien que le sel d'oxy- eaine utilisé d'habitude dans la préparation de l'oxycaine pénicilline soit le chlorhydrate d'oxycaine, il est à remarquer qu'on peut également employer
EMI2.3
d'autres sels d'oxycalne, tels que le phosphate d'@xycalne, le sulfate d'oxy- caine, etc..
EMI2.4
On peut préparer l'oxycalne pénicilline en ajoutant simplement la forme acide de la pénicilline à la base libre oxycaine, ou par la double
EMI2.5
décomposition d'un sel d'oxycalne et d'un sel de pénicilline.
Par exemple, le chlorhydrate d'oxycalne et la pénicilline de sodium peuvent réagir pour former de l' oxycaine pénicilline et du chlorure - de sodium. Bien qu'on puisse effectuer la formation d'exycaine pénicilline par la réaction entre un sel de l' oxycaine et la forme acide de pénicilline, ou entre l'oxycaine et un sel de pénicilline, dans ces circonstances la réac- tion n'a pas lieu de façon satisfaisante ou n'est pas complète. Il rentre toutefois dans le danaine de la présente invention de former la base oxy- caine libre ou, la forme acide de pénicilline, suivant les besoins, in situ dans le mélange de réaction, par l'addition d'une base ou d'un acide, respec- tivement.
EMI2.6
On peut faire réagir ensemble l'exycalne et la pénicilline dans des proportions substantiellement équimoléculaires, mais on préfère
EMI2.7
utiliser de l'oxycalne en excès sur la proportion équimoléculaire, pour éviter toute perte de pénicilline. On a trouva que l'emploi de 1,5 à 2,0
EMI2.8
équivalents d'oxycalne par équivalent de pénicilline, donne des résultats satisfaisants.
On peut utiliser la pénicilline sous sa forme acide ou sous forme d'un sel de pénicilline, et elle peut se trouver en solution dans l' eau ou dans un solvant organique.
EMI2.9
On peut préparer l'oxycaine pénicilline à partir de pénicilline qu'on a soumise à un petit nombre d'opérations de purification, ou bien en
EMI2.10
peut préparer l'oxycalne pénicilline à partir de pénicilline purifiée. Il est à remarquer qu'il n'est pas à conseiller d'utiliser la bouillie de cul-
EMI2.11
ture brute contenant de la pénicilline pour préparera l'exycalne pénicilline, parce qu'elle renferme une trop grande quantité d'impuretés complexes qui em-
EMI2.12
pêcheraient la précipitation satisfaisante de l'oxycaine pénicilline, et q6f en outre, elle serait trop diluée par rapport à la pénicilline pour permettre la précipitation.
Il est désirable de soumettre la solution de pénicilline ou de ses sels à un traitement par une petite quantité - par exemple 1-5% -
EMI2.13
de carbone actif avant de la faire réagir avec l'oxyealne. On effectue ce trai- tement au carbone en agitant la solution avec le carbone puis en filtrant ce dernier.
Bien que ce traitement n'augmente pas sensiblement la pureté de la
EMI2.14
pénicilline, il produit une amélioration considérable de la couleur du ses de pénicilline obtenu ultérieurement.
EMI2.15
Des solvants dans lesquels l'oxycalme pénicilline est substan- tiellement insoluble et qui conviennent pour le procédé de la présente imven-
<Desc/Clms Page number 3>
tion, comprennent l'eau; des esters d'acides carboxyliques aliphatiques in- férieurs, tels que l'acétate d'amyle et l'acétate de butyle; des alcools ali- phatiques tels que l'éthanol, le propanol, le butanol et l'alcool amylique;
des éthers tels que l'éther éthylique, l'éther méthyl-éthylique et l'éther isopropyléthylique; des cétones aliphatiques inférieures telles que la méthyl isobutyl cétone et la méthyl éthyl cétçne; des mélanges des solvants organi- ques, par exemple des mélanges acétoneracétate de butyle, butanol-acétate de butyle, etc.., et des mélanges aqueux de solvants organiques, tels que l'acé- tone aqueux, la méthyl éthyl cétone aqueuse, le butanol aqueux, etc.. Un mé- lange de solvants qui renferme 30%-70% en volume d'acétone-acétate de butyle convient particulièrement bien.
Cette liste de solvants pouvant être utilisés dans la présen- te invention, est donnée uniquement à titre d'illustration et d'autres sol- vants organiques ou leurs mélanges sont utilisables.
Dans le but d'assurer *la précipitation satisfaisante de l'oxy- caine pénicilline, la concentration de pénicilline dans le solvant de réaction, doit être supérieure à celle qui équivaut à la solubilité de l'oxycaine péni- cilline dans le solvant de réaction., Ainsi, par exemple, la solubilité de l' oxycalne pénicilline dans l'eau est d'environ 0.7% en poids, ce qui correspond à une solution aqueuse qui renferme environ 6800 unités de pénicilline par millilitre, et par conséquent, quand on utilise de l'eau comme solvant de ré- action, la solution doit contenir de la pénicilline à une concentration su- périeure à au moins 6800 unités de pénicilline par millilitre, et de préfé- rence dépassant 25.000 unités de pénicilline par millilitre.
De morne, avec les autres solvants de réaction convenables, la concentration minimum permise de pénicilline dans le mélange de réaction dépend de la solubilité de l'oxy- caine pénicilline dans le solvant utilisé. Ainsi, la solubilité de l'oxycai- ne pénicilline dans l'acétate de butyle est d'environ 0,15% en poids et dans l'acétone, d'environ 4% en poids. Il est préférable que la solubilité de l' oxycaine dans le solvant ne dépasse pas 5%, et elle est de préférence infé- rieure à 2%.
Il est très désirable de séparer l'oxycaine pénicilline préci- pitée par filtration, centrifugation ou par des moyens analogues avant de la transformer en le sel voulu de pénicilline. Il est désirable de laver l'oxy- caine précipitée avec de l'eau et/ou un solvant organique, tel que l'un quel- conque des solvants cités plus haut dans lequel l'oxycaine pénicilline est substantiellement insoluble. On a trouvé qu'un lavage de loxycaine pénicil- line avec un mélange de solvants organiques contenant 30% d'acétone en volu- me et 70% d'acétate de butyle en volume, convient très bien.
On met alors l'oxycaine pénicilline séparée en suspension dans l'eau en présence d'un solvant organique substantiellement non miscible à 1' eau et on décompose l'oxycaine pénicilline dans des conditions acides ou al- calines. L'eau et le solvant organique substantiellement non miscible à l'eau sont avantageusement en volumes sensiblement égaux. Dans des conditions aci- ides,, l'oxycaine pénicilline est décomposée en pénicilline libre extraite dans le solvant organique et un sel d'oxycaine qui reste en solution dans la phase aqueuse, on sépare les deux phases et on obtient la pénicilline à partir de la phase solvant organique et le sel d'oxycalne à partir de la phase aqueuse.
Dans des conditions alcalines, il se forme un sel de pénicilline et de 1'oxy- calne libre, le sel de pénicilline demeure dans la phase aqueuse et la base oxycaine est extraite dans la phase solvant organique.
Comme solvants organiques substantiellement non miscibles à l' eau, on peut citer des alcools aliphatiques tels que le butanol et l'alcool amylique, des esters d'acides carboxyliques tels que l'acétate de butyle et l'acétate d'amyle, des cétones telles que la méthyl isobutyl cétone,-des hydro- carbures aliphatiques chlorés tels que le chloroforme et des éthers tels que l'éther diéthylique et l'éther diisopropylique.
On préfère effectuer la décomposition de l'oxycaine pénicilline dans des conditions acides. L'oxycaine pénicilline est mise en suspension dans
<Desc/Clms Page number 4>
l'eau en présence d'un solvant organique de la pénicilline substantiellement non miscible à l'eau, et on acidifie la suspension par des moyens quelcon- ques de réglage du pH, par exemple en ajoutant un acide quelconque, minéral ou organique. La pénicilline libérée est extraite dans le solvant organique,
EMI4.1
et le sel d'oxycalne demeure dans la phase aqueuse, On hydrolyse avantageuse-- ment l'oxycaîne pénicilline en réglant le pH de la suspension à une valeur ' comprise entre environ 1,5 et 2,5.
La solution de pénicilline dans le solvant organique obtenue, peut être traitée par tout procédé connu pour obtenir le sel de pénicilline , voulu. On peut, par exemple, extraire la pénicilline par une solution aqueuse d'un composé alcalin d'un métal alcalin ou alcalino-terreux, et séparer le sel de pénicilline par le procédé ordinaire, c'est-à-dire par séchage par en- gélation ou bien par addition par exemple d'alcool butylique normal et évape- ration pour effectuer la cristallisation.
Ou bien, on peut traiter la solution de pénicilline dans le solvant organique par une base telle que la procaine, l'oxycaine ou des matières analogues formant des sels de pénicilline substan- tiellement insolubles, pour précipiter le sel de pénicilline correspondant.
Il rentre dans le cadre de l'invention d'appliquer le procédé qui en fait l' objet à la production d'oxycaine pénicilline parce que l'oxycalne pénicilline finalement obtenue a une pureté plus élevée et une meilleure couleur.
On peut également décomposer l'oxycalne pénicilline en mettant
EMI4.2
l'oxycaine pénicilline en suspension dans l'eau, en présence d'un solvant er- ganique substantiellement non miscible à l'eau et on décompose l'oxycalne pé- nicilline en ajoutant un alcali à une température inférieure à la température ordinaire, en refroidissant de préférence la solution à une température d'en- viron 0-5 C dans le but de réduire à un minimm la décomposition de la péni- cilline par l'alcali. On extrait la pénicilline dans la phase aqueuse sous forme d'un sel de l'alcali utilisé - par exemple sous forme de sel de sodium quand on utilise l'hydroxyde de sodium - et la base oxycaine passe dans la phase solvant organique.
Il ne doit exister à aucun moment, au cours de l'addition de l'alcali, un excès considérable d'alcali dans la suspension de l'oxycaine pénicilline en train de se décomposer. L'alcali utilisé doit de préférence être sous forme de solution aqueuse diluée, et on doit l'ajouter très lente- ment, en remuant, à la suspension d'oxycaïne pénicilline. On a trouvé que si on ajoute de l'alcali aqueux ayant une normalité d'environ 0,025, goutte à goutte à la suspension, en remuant, on évite en substance complètement la des- truction de l'activité de la pénicilline par l'alcali.
EMI4.3
On peut recouvrer l'oxycaïne ou le sel d'oxycaine résiduaire de différentes façons. Il est désirable que, si l'oxycalne nest pas en solu- tion aqueuse, elle soit reprise en solution aqueuse. Ainsi, quand on a prépa- ré l'oxycalne pénicilline par la réaction d'oxycalne et de pénicilline en so- lution dans un solvant organique, on extrait avantageusement la liqueur mère de solvant contenant l'oxycaine dans de l'acide sulfurique dilué à. un pH d' environ 2,5, on sépare la couche aqueuse, on neutralise et on sépare le sol-
EMI4.4
vant par évaporation. Quand on prépare l' ocaine pénicilline par la réaction d'un sel d'oxyealne et d'un sel de pénicilline en solution aqueuse, le sel d'oxycaine se trouve dans la liqueur mère aqueuse.
Si on effectue la décès-
EMI4.5
position de l' oxycaine pénicilline par extraction de la pénicilline dans un solvant organique dans des conditions acides, la couche aqueuse renferme l'- oxycaine résiduaire; avantageusement, on la neutralise et.l'évaporé pour sé-
EMI4.6
parer le solvant organique. Si on effectue la déccmposition de l'oxyeaino pé- nicilline par l'extraction de l'oxycaine dans un solvant organique dans des conditions alcalines, en laissant un sel de pénicilline dans la couche aqueu-
EMI4.7
se, l'oxycalne se trouve dans la couche de solvant organique et avantageuse- ment, on l'extrait dans de l'acide sulfurique dilué à un pH d'environ 2,5, on sépare et neutralise la couche aqueuse et on élimine le solvant par évaporation.
On ajoute l'alcali aqueux à la solution aqueuse neutre contenant
<Desc/Clms Page number 5>
l'oxycaine pour élever le niveau du pH à 9,0 ; la base d'oxycaine se sépare sous forme d'une huileo Ou bien, on peut élever le niveau du pH à environ 11,
0 et extraire l'oxycaine dans un solvant organique pour obtenir une solution qu'on peut utiliser pour effectuer des précipitations ultérieures de pénicil- line avec ou sans concentration préalable par évaporation. Quelque soit le procédé utilisé, on peut trouver avantageux d'éliminer la couleur par traite- ment des sortions aqueuses combinées par un peu de charbon activé, suivi de séparation, lavage du carbone par un peu d'acide minéral dilué et addition des eaux de lavage au filtrat principal.
Les exemples ci-après illustrent le procédé de la présente in- vention. Les parties en poids et les parties en volume auxquelles il est fait référence satisfont entre elles à la mêmerelation que des grammes et des mil- lilitres.
EXEMPLE 10 -
On ajoute lentement, en remuant, à 50 parties en volume d'une solution de pénicilline dans l'acétate de butyle contenant 30. 000 unités de pénicilline par millilitre, environ 2 équivalents d'oxycalne dissous dans 6 parties d'acétate de butyle en volume. Apres repos pendant une demi-heure, on sépare l'oxycaine pénicilline précipitée, on la lave en la mettant en suspension dans deux parties d'acétone en volume et on sèche. On met l'xycai- ne pénicilline obtenue en suspension dans un mélange d'eau-acétate de butyle, et on;acidifie au pH 2.0 par de l'acide chlorhydrique dilué. On extrait la 'pénicilline mise en liberté dans la couche d'acétate de butyle, on sépare cel- le-ci et on extrait de nouveau la pénicilline à l'eau au pH 7 en présence d' hydroxyde de sodium.
On sèche la solution aqueuse par congélation et on ob- tient de la pénicilline de sodium pure.
EXEMPLE 2. -
On ajoute lentement à 2.000 parties en volume d'une solution de pénicilline dans l'acétate de butyle contenant 23.000 unités de pénicil- line par millilitre, en remuant, environ 2 équivalents d'oxycaine dissous dans 270 parties d'acétate de butyle en volume. Après repos pendant une demi-. heure, on sépare l'oxycaine pénicilline précipitée, on la lave en la mettant en suspension dans trois portions successives de 100 parties en volume d'un mélange à 30%-70% en volume d'acétone-acétate de butyle, et on sèche à 40 C.
Le produit a une couleur crème, il comprend 42,3 parties en poids et possède une puissance de 995 unités par milligramme représentant une production de 92% pour l'opération considérée.
On met en suspension 39 parties en poids de ce solide dans 200 parties d'eau en volume et 600 parties d'acétate de butyle en volume, et on refroidit à 5 C. On ajoute 1500 parties en volume de tampon de phosphate au pH 1,5 et on continue à remuer pendant 30 minutes, après ce temps, le ni- veau du pH de la couche aqueuse est de 2,1 et la plus grande partie du corps solide s'est dissoute. On sépare la couche d'acétate de butyle; elle contient 615 parties en volume et une concentration de 61,900 unités par millilitre, ce qui représente une production de 98% pour l'opération considérée.
On ajoute à 500 parties en volume de la solution de pénicilline dans l'acétate de butyle, 32 parties d'eau en volume en remuant et refroi- dissant à 5 C, et on ajoute lentement du bicarbonate de sodium solide jusqu' à ce que le niveau du pH de la couche aqueuse soit de 6.8. On sépare la couche aqueuse; elle comprend 52 parties en volume, a une concentration de 578.000 unités par millilitre, la pénicilline ayant une puissance de 10600 unités par milligramme, ce qui représente une production de 97% pour l'opération consi- dérée et une production totale de 87% à partir de la matière de départ.
On ajoute à une partie de cette solution de sodium pénicilline trois volumes de butanol normal et on distille l'eau par azéotropsme sous pression réduite jusqu'à ce que la cristallisation se produise. On filtre les cristaux, on les lave au moyen d'un peu de butanol normal suivi d'un peu d'a-
<Desc/Clms Page number 6>
cétate d'éthyle et on sèche à l'air à 100 C. Le produit a une couleur blanche et une puissance de 1.640 unités par milligramme. ' -
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de purification de pénicilline caractérisé en ce
EMI6.1
qu'on traite de la pénicilline ou un sel de pénicilline par de l'oxyeaine an un sel d'oxycaine en solution dans un solvant dans lequel 1-loxycaine pénicil- line est substantiellement insoluble, on sépare l'oxycalne pénicilline préci- pitée et on la met en suspension dans un mélange d'eau et d'un solvant rgani- que substantiellement non miscible à l'eau, on déocupose l'oxycaine pénicil- line dans des conditions acides; on extrait la pénicilline mise en liberté dans le solvant organique et on en sépare la pénicilline purifiée.
2.- Procédé de purification de pénicilline caractérisé en ce
EMI6.2
qu'on traite de la pénicilline ou un sel de pénicilline par de l'oxycalne aa un sel d'oxycaine en solution dans un solvant dans lequel l'oxycaine pénicil- line est substantiellement insoluble, on sépare l' oxycaine pénicilline préci- pitée et on la met en suspension dans un mélange d'eau et d'un solvant orga-
EMI6.3
nique substantiellement non miscible à l'eau, on décompose lloxycaïne péni- cilline dans des conditions alcalines, à une température inférieure à la tem- pérature ordinaire, on extrait la base oxycaine dans le solvant organique et on obtient à partir de la solution aqueuse le sel de pénicilline qui s'est formé.
3. - Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en
EMI6.4
ce qu'on utilise 1, 5 à 2,0 équivalents doivcaîne ou de sel d'oxycalne par équivalent respectivement de pénicilline ou de sel de pénicilline.
4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on lave avec de l'eau et/ou un solvant organique
EMI6.5
l'oxyeaine pénicilline précipitée avant de la mettre en suspension dans l'eau.
50 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on met l'oxycalne pénicilline formée en suspem- sion dans un mélange d'eau et d'un solvant organique substantiellement non miscible à l'eau, choisi dans la classe comprenant des alcools aliphatiques, des cétones, des esters d'acides carboxyliques, des hydrocarbures chlorés et des éthers.
6.- Procédé suivant la revendication 5, caractéri,sé en ce qu'
EMI6.6
on met l'oxycalne pénicilline formée en suspension dans un mélange d'eau et d'un solvant organique substantiellement non miscible à l'eau choisi dans la classe comprenant l'alcool butylique, l'alcool amylique, la méthyl isobutyl cétone, l'acétate de butyle et l'acétate d'amyle.
7.- Procédé suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'eau et le solvant organique sont présents en volume substantielle- ment égaux.
8.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'
EMI6.7
on lave lloxycaîne pénicilline précipitée avec un mélange de solvant qui con- siste en 30% d'acétone en volume et 70% d'acétate de butyle en volume.