BG63307B1

BG63307B1 - Метод за получаване на сол на клавуланова киселина

Info

Publication number: BG63307B1
Application number: BG100765A
Authority: BG
Inventors: Michael Cook; Geoffrey WEBB
Original assignee: Smithkline Beecham P.L.C.
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 2001-09-28
Also published as: GR3036602T3; ES2159626T3; OA10587A; DE69521415T2; MX9603204A; JP4074336B2; CZ229496A3; HU226597B1; AU1541295A; GB9401969D0; CZ294005B6; NO963217D0; AP9600838A0; AU688849B2; EP0741732A1; US5965728A; SK100396A3; FI963050A; HUT74885A; PL181451B1

Abstract

Изобретението се отнася до метод, при който клавулановата киселина в разтвор в напълно или частичноводнонесмесваем органичен разтворител контактува в контактен регион на висока турбулентност и/или тангенциално завихряне със съединение - източник насол, за да образува разтвор на сол на тази киселина във водна фаза. След това органичният разтворител и водната фаза се разделят физически в етап на разделяне, а в следващия етап на обработване солтасе изолира от разтвора като твърдо вещество.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до нов метод за получаване на соли на клавуланова киселина.

Предшестващо състояние на техниката

Клавулановата киселина, (г)-(2Я,5Н)-3-(2-хидроксиетилиден)-7оксо-4-окса-1-азабицикло[3.2.0]хептан-2-карбоксилна киселина), е βлактамазен инхибитор, който се използва търговски като съставка при фармацевтични формулировки, обикновено под формата на неговите соли. Клавуланова киселина се произвежда търговски от култура на микроорганизмите Streptomyces clavuligerus, например както е описано в GB 1508977.

Клавулановата киселина или нейните соли могат да се екстрахират от културалната среда по различни начини, но обикновено клетките на Streptomyces clavuligerus първо се отстраняват от културалната среда чрез методи като филтруване или центрофугиране преди започване на екстрахирането.

Клавулановата киселина или нейните соли могат да се екстрахират от избистрена културална среда по различни методи. Намерено е, че особено подходящи са методи като екстрахиране с разтворители от студена избистрена културална среда при кисели pH стойности и методи които използват анионния характер на клавулановата киселина при неутрално pH, като използване на анионобменни смоли. Друг подходящ метод е образуването на естер на клавулановата киселина, пречистване на естера и регенериране на киселината или на нейна сол.

Методите на екстрахиране за получаване на клавуланова киселина или нейни соли могат да се разделят на първичен процес на изолиране и последващ процес на пречистване.

Подходящо е първичният процес на изолиране да включва екстрахиране с разтворител на свободната клавуланова киселина. При процеса на екстрахиране с разтворител клавулановата киселина се екстрахира в органичен разтворител от студена избистрена културална среда, която може да бъде цялостния бульон, при кисела pH стойност.

При един първичен процес на екстрахиране на свободна клавуланова киселина избистрената среда се охлажда и pH се понижава до порядък pH 1 - 2 чрез прибавяне на киселина при смесване с практически несмесваем с водата органичен разтворител. Подходящи киселини, използвани за понижаване на pH, са хлороводородна, сярна, азотна, фосфорна или други минерални киселини. Подходящи органични разтворители са н-бутанол, етлацетат, н-бутилацетат и метилизобутилкетон и други подобни разтворители. Особено подходящ е метилизобутилкетон за екстрахране на подкисления културален филтрат. След разделяне на фазите клавулановата киселина се намира разтворена в органичната фаза.

Клавулановата киселина може да се екстрахира обратно от органичната фаза в нова водна фаза чрез използване на по-голямата водна разтворимост, примерно на алкалнометалните соли или на солите с алкалоземните метали на клавулановата киселина във вода, отколкото в органични разтворители. Така клавулановата киселина може да се екстрахира обратно от органичния разтворител във воден разтвор или суспензия на алкалнометална база или база на алкалоземен метал като натриев хидроген карбонат, калиев хидроген фосфатен буфер или калциев карбонат или вода, при поддържане на pH приблизително неутрално, например pH 7. Този воден екстракт, след разделяне на фазите, може да се концентрира под намалено налягане. Може да се използва също сушене чрез замразяване,за да се получи твърд суров препарат от солта на клавулановата киселина. Такива твърди препарати са стабилни, когато се съхраняват като сухо твърдо вещество при -20° С. Подобен метод е описан в GB 1563103. Този метод може да се видоизмени по познати начини като например чрез допълнително пречистване, приложено във фазата на органичния разтворител за отстраняване на високомолекулярни онечиствание в« нечистата клавуланова киселина.

Друг вторичен метд за пречистване за клавуланова киселина е например описаният в ЕР 0026044, в който разтвор на нечистата клавуланова киселина в органичен разтворител се поставя в контакт с трет.-бугиламин^а да образува трет.-бутиламинова сол на клавуланова киселина, която след това се изолира. При това се отделя клавулановата киселина от онечистванията, които остават в органичния разтворител, и солта след това се превръща обратно в клавуланова киселина или в производно на клавуланова киселина, като сол на алкален метал или естер. Друг известен вторичен метод за пречистване на клавуланова киселина включва използването на други органични амини като диетиламин, три-(нисш алкил) амини, диметиланилин и Ν,Ν диизопропилетилендиаминза да се образуват соли и/или други производни с клавуланова киселина. Недостатък на тези методи на пречистване е, че те могат да въведат следи от амин, или да оставят следи от соли на клавуланова киселина с амина в крайния продукт. Тези методи на обратно екстрахиране представляват проблем при изготвянето на калиев клавуланат, тъй като калиевия клавуланат е особено чувствителен по отношение на вода. При обичайните методи на обратно екстрахиране калиевият клавуланат може да остане в контакт с вода за продължително време, обикновено около един час или повече, тъй като концентрацията на калиев клавуланат в разтвора нараства при използваните условията на сравнително леко бъркане и разделяне и това може да доведе до екстензивно хидролитично разграждане.

Техническа същност на изобретението

Изобретателите са открили подобрен метод за получаване на соли на клавуланова киселина, при които разграждането е намалено.

Изобретението се отнася до метод за получаване на сол на клавуланова киселина, при който клавуланова киселина или нейно лабилно производно в разтвор на напълно или частично воднонесмесваем органичен разтворител контактува в регион на контактуване, който е регион на висока турбулентност и/или тангенциално завихряне, със съединение източник на солобразуващ катион с противойон в разтвор или суспензия, противойонът, имащ възможността за обмен с клавулановия анион, в присъствие на вода, така че се образува разтвор на сол на клавуланова киселина във водна фаза. Тогава органичният разтворител и водната фаза се разделят физически в етапа на разделяне, последвано от друг етап, в който солта на клавулановата киселина се изолира от разтвора като твърдо вещество.

Подходящи соли на клавуланова киселина, които могат да се приготвят по този метод,са солите на алкалните и алкалоземни метали. Особено предпочитана сол е калиев клавуланат, който широко се използва във фармацевтични формулировки, в които клавуланатното действие е β-лактамазен инхибитор.

Подходящи органични разтворители са описаните по-горе, например н-бутанол, етилацетат, н.бутилацетат и кетони с обща формула R¹.CO.R², в която R¹ и R² означават независимо С^о алкилови групи, по-специално метилизобутилкетон. Разтворът на клавуланова киселина може да съдържа онечиствания, например високомолекулни онечиствания, които могат да присъстват, ако разтворът е получен чрез първичен изолиращ процес, както е описано по-горе, но с предпочитание е бил подложен на предварително пречистване за отстраняване поне на някой от онечистванията. Предварителното пречистване включва филтриране и третиране с активен въглен. Разтворът може също така да съдържа малки количества разтворена или суспендирана вода, но ако разтворът е получен от първичен изолиращ процес, той може да се подложи на обезводняване, например чрез цетрофугиране се отстранят капчиците суспендирана вода.

Подходяща концентрация на разтвора от клавуланова киселина или нейните лабилни производни е около 500 до 20 000 мкг/мл (0.0025 М до 0.1 М), например около 1000 - 5000 мкг/мл (т.е. 0.005М до 0.025% М), типично около 3000 ± 1000 мкг/мл (т.е. 0.015 М ± 0.005 М), изразено по отношение съдържанието на клавуланова ки^селина. Подходящи лабилни производни на клавуланова киселина включват лесно разцепващи се естери като силилови естери. Използваният тук термин „клавуланова киселина“ се отнася както до свободната клавуланова киселина, така и до такива лабилни производни.

Подходящи солобразуващи катиони са катионите на алкалните и алкалоземни метали, по-специално калий. Подходящи противоиони са базичните аниони като хидроген карбонат, карбонат или хидроген фосфат,и по-специално анионите на слаби органични карбоксилни киселини, като тези с формула R-CO₂H, където R означава С^зо алкил, например алкил. Подходящи карбоксилни киселини са оцетната, пропионовата и етил хексановата, като 2-етил хексанова киселина.

Подходящи източници на соли, съдържащи тези йони, са натриев или калиев хидроген карбонат, калиев хидроген карбонат или калциев карбонат и по-специално в случай на получаване на калиев клавуланат, калиев 2-етил-хексанат. Други подходящи съединения като солиеви източници включват йонообменни смоли, които могат да бъдат течни или твърди, и които съдържащ сол образуващ катион като калиев, който може да образува сол с клавуланова киселина.

Клавулановата киселина или нейното производно може да контактува в разтвор със съединението-източник на сол чрез разтваряне или суспендиране на съединението - източник в разтворител и смесване на двата разтвора или на разтвора и суспензията. Един и същ органичен разтворител може да се използва за клавулановата киселина и за източника. В случая на калиев 2-етил хексанат като съединениеизточник на сол, подходящо е използването на разтвор в органичен разтворител като метилизобутилкетон 0.5 до 5.0 М, например 1.0 до 3.0 М, най-добре 2.0 ± 0.5 М калиев 2-етил хексанат.

Водата може да се осигури в региона на контактуване по многобройни начини, както е описано по-долу, и един или повече от тези начини може да се използва като алтернатива или съвместно. Така например съединението- източник на сол може самото то да е разтворено или суспендирано във вода или във вода- съдържащ органичен разтворител, и така да контактува с разтвор на клавуланова киселина. Например разтворът на клавуланова киселина може да съдържа разтворена или суспендирана вода, примерно както е казано по-горе. Съединението-източник на сол може да бъде разтворено или суспендирано в органичен разтворител, примерно същия разтворител, в който е разтворена клавулановата киселина, и самите тези разтворители могат да съдържат разтворена или суспендирана вода. Например метилизобутилкетон може да се използва като такъв органичен разтворител за клавулановата киселина и за източника и може да включва 0.1 до 7.5 % о/о разтворена вода, типично 1 доЗ %, примерно 2.0 ± 0.5 %. Например водата може да се осигури чрез прибавяне на вода или на водна среда като вода съдържащ органичен разтворител към разтвора на клавуланова киселина и разтвора или суспензията на източника на сол в органичен разтворител, да се поставят в контакт в региона на контактуване.

Когато има разтворена вода в органичния разтворител, използван в метода на изобретението, например както е описано погоре, тя може впоследствие да се отдели като водна фаза чрез ефекта на „изсолване“, тъй като той акумулира разтворената сол на клавулановата киселина.

Условията на работа, примерно концентрациите на реактивите, относителните съотношения на използваните разтвори, скоростта на протичане, времето на контактуване и т.н. на метода са така подбрани, че между другото да се екстрахира колкото е възможно повече от клавулановата киселина от разтвора на органичния разтворител във водната фаза като разтвор на нейната сол, и така че да се образува концентриран разтвор на сол на клавулиновата киселина във водната фаза. В случая на калиев клавуланат, при едно предпочитано изпълнение, работните условия се подбират така, че да осигурят концентрация на калиев клавуланат във водната фаза от около 10 до 40 тегповни % (около 0.4 до 1.7 М), например 20 до 30 тегловни % (около 0.8 до 1.2 М). Намерено е, че концентрацията на разтвора на калиев клавуланат от този порядък ускорява следващия етап на метода, като оптимизира добива и подобрява чистотата.

При метода проследяването на концентрацията на солта на клавулановата киселина, примерно на калиевия клавуланат в отделената водна фаза, например чрез плътността, оптично и т.н., е подходящ начин за определяне и контролиране на другите работни условия.

Клавулановата киселина и източникът на сол трябва да се въведат така, че първоначално да има стехеометричен излишък на източникът на сол над клавулановата киселина. Така например източникът на сол може да се въведе в 1:1.1 до 1 : 2 моларно съотношение клавуланова киселина : източник на сол, обикновено 1 : 1 до 1 : 1.5, за да се осигури теоретично достатъчно източник на сол, който да се свърже с цялата клавуланова киселина в региона на контактуване.

Количеството,налично в региона вода, в който клавулановата киселина и съединението източник на сол се поставят в контакт, трябва да бъде около необходимия минимум, за да се постигне желаната концентрация на сол във водната фаза, например на цитирания по-горе калиев клавуланат.

В района на контактуване желано е да се постигне възможно бърз и ефективен контакт между компонентите, т.е. разтвор на клавуланова киселина, разтвор на съединението-източник на сол и налична вода или в органичните разтворители или въведена в контактния регион като отделна фаза. Желателно е в контактния регион цялата вода и/или водна фаза, налична като отделна фаза, да е под форма, която има голяма контактна повърхностна площ с органичната фаза и например водната фаза може да бъде диспергирана емулсионна фаза, т.е. разпръсната под формата на малки капчици, за да създаде добра контактна площ между двете фази.

Ефективен контакт между компонентите може да се постигне, като се използват известни устойства за смесване, които осигуряват висока степен на флуидна турбулентност и тангенциално завихряне в контактния регион на течностите,поставени в смесваната смес,и които са способни да разпръснат отделената вода или водна фаза на малки капчици. Такива смесители са известни и подбирането на подходящо смесващо устройство ще е във възможностите на специалистите от α

областта. Горните компоненти могат да се поставят отделно в контактния регион или алтернативно те могат предварително да са смесени или съединени по-горе от контактния регион и след това заедно да се въведат в контактния регион.

Подходящи смесителни устройства са известните редови смесители, например от типа,при които един или повече турбулентностсьздаващи елементи са разположени в тръба, в която компонентите преминават. Друг подходящ тип смесител е хомогенизатор, например от типа^при който две течни фази се пресоват през наклонен вентил. Подходящи смесителни устройства могат да бъдат също кухини, подложени на висока турбулентност или на тангенциално завихряне чрез турбини, движещи механизми и т.н.

Друг предпочитан смесител е камера, в която въведените течности са подложени на интензивно ротационно завихряне, например вортекс камера от типа, описан в ЕР-0 153 843-А (UK Atomic Energy Authoruty, съдържанието на които се включено тук чрез референции). Вортекс камерата съдържа камера с практически кръгло напречно сечение, например обикновено цилиндрична по форма и притежаваща поне един тангенциален вход или входове и един аксиален изход. При такъв смесител конпонентите се захранват чрез тангенциалния вход или входове и чрез завихряне се получава основно смесване. Компонентите могат да се поставят през един тангенциален вход, ако те предварително са смесени преди навлизането във вортексната камера, или те могат отделно да захранват през отделни тангенциални входове, за да бъдат смесени във вортексната камера.

В резултат на процеса на смесване,описан по-горе,се получава емулсия от фини капчици от водната фаза,съдържаща воден разтвор на клавулановата киселина, диспергирана в по-голямата фаза на органичния разтворител. Водната фаза и фазата на разтворителя могат след това физически да се разделят в разделителен етап. Разделянето може да се извърши, като се използват известни устройства, поспециално центрофугални сепаратори. Подходящ тип центрофугален сепаратор е дискова центрофуга. Такива дискови центрофуги обикновено се състоят от камера с обикновено кръгла вътрешна секция, в която има централна дискова изпускателна тръба и празно пространство между външния край на дисковата изпускателна тръба и стените на камерата. С оглед на голямото съотношение на органична фаза към водната фаза, използвани в процеса на това изобретение, както е описано по-горе, желателно е празното пространство да е сравнително малко. Конструкцията и работата с такава центрофуга е добре познато на специалистите от областта.

Емулсията може да се захранва от смесителното устройство директно в разделящото устройство, за предпочитане за възможно кратко време на прехвърля не, за да се сведе до минимум хидролитното разграждане на солите, като калиев клавуланат. Алтернативно може да се използва смесител от типа, описан в ЕР-0 153 843-А, който включва вортекс камера, описана по-горе, и притежаваща комбиниран сепаратор, който включва колона, образуваща удължение на изхода и притежаваща, или в съседство с нейния край и отдалечено от вортекс камерата,пространствено разделени отвори през които течностите с различни плътности, въведени в камерата през отвора или отворите, се завихрят през камерата и завихрения поток изтича през камерата,като минава по продължение на колоната, в резултат на което се получава центрофужно разделяне на течностите, като разделените течности излизат от колоната през пространствено разделените отвори.

Използвайки компонентите и устройствата за смесване и разделяне, описани по-горе, компонентите могат да се поставят в смесителното устройство и емулсията от органична и водна фаза, образувана в смесителното устройство, може да захрани разделящото устройство, и водната фаза излиза като отделена фаза от разделящото устройство. Съотношението на компонентите.,захранващи смесителното устройство, ще варира според условията, главно концентрацията на разтворителя, използван за разтвора на клавулановата киселина. При определяне на тези съотношения, споменати по-горе, предпочита се да се контролира концентрацията на солта на клавулановата киселина във водната фаза,излизаща от разделящото устройство, и да се наглася поставяното количество от съединението източник на сол и,за да се постигне и поддържа желаната концентрация, ако е необходимо, да се прибавя вода в съответствие с опитните резултати.

Обикновено когато се използват концентрациите на клавуланова киселина и калиев 2-етил хексан, ат₎ описани по-горе, обемното съотношение на вода : органичен разтворител в контактния регион може да е от порядъка на 1 : 50 до 1 : 300, например 1 : 150 до 1 : 250, подходящо е около 1 : 180 ± 20. Това съотношение на вода може да се постигне чрез въвеждане на допълнителна вода с подходяща скорост на, втичане на водата в контактния регион или алтернативно чрез отстраняване на излишъкът от вода чрез обичайна обезводняваща техника.

Например,използвайки обичайната концентрация на клавуланова киселина в метилизобутилкетон и концентрации от калиев 2-етил хексан :ат в метил изобутил кетон/вода, описани по-горе, за да се получат подходящи калиеви клавуланатни концентрации във водната фаза,описана по-горе, относителните обемни съотношения на разтвор на клавуланова киселина : разтвор на калиев 2-етил хексан ат : вода въведени в смесителното устройство могат да са около 180 ± 25 : 2 ± 0.2 : 1 ± 0.2. Използваният абсолютен обем ще зависи,разбира се,от размера на устройствата за смесване и разделяне, и от количеството на разтвора на клавуланова киселина, например изолиран от първичния процес.

Условията на висока турбулентност и/или тангенциално завихряне в контактния регион дава възможнаст методът съгласно изобретението да се проведе изключително бързо, така че когато се получава калиев клавуланат, времето на водната фаза,контактуваща с органичната фаза и в резултат на това времето,през което калиевият клавуланат е във воден разтвор, трябва да е много кратко. Общото време, през което органичната и водна фаза са в контакт, може да бъде по-малко от един час. Предпочита се органичната и водна фаза да са в контакт значително по-кратко време, например 15 или по-малко минути, по-добре 10 мин или по-малко, още по-добре 5 мин или по-малко, идеалното е колкото е възможно по-кратко, при което се постига също подходяща степен на трансфер на клавулатния йон като негова сол от органичната фаза във водната фаза. Подходящо е времето,през което компонентите на метода са в контакт в контактния регион и етапа на разделяне да бъде 0.5 до 3 мин, например времето на престой на органичната фаза в контактния регион да бъде 0.5 до 2.0 мин, например 1 мин ± 15 секунди и времето на престой в етапа на разделяне е подходящо да бъде 1.5 до 3.0 мин, например 2 мин ± 15 сек. Времето, през което компонентите са в контактния регион ,и етапа на разделяне съгласно метода ще зависи от мащаба на процеса, но общите принципи и специфичните детайли на метода,дадени в това описание,осигуряват указания за специалистите от обласка,за да могат да проведат процеса в индустриален мащаб.

През време на протичане на процеса съгласно метода от изобретението, се извършва трансфер на клавуланатен йон от фазата на органичния разтворител във водната фаза. Известно количество сол на клавулановата киселина ще се получи, докато фазите са в контакт при разделянето им в разделителния етап. Както вече беше обяснено по-горе, предпочита се този трансфер да се извършва възможно найбързо. Подходящо е повече от 75 %, за предпочитане повече от 80 %, например 90 % или повече от клавуланатния йон да премине от органичната във водната фаза през времето,когато органичната и водна фаза контактуват в етапите на контактуване и разделяне на процеса. Количеството екстрахиран клавуланатен йон във водната фаза може да се измери и може да се използва за контролиращ параметър при определяне количеството влизащи компоненти.

От етапа на разделяне на процеса се получава концентриран воден разтвор на сол на клавуланова киселина, например калиев клавуланат, който може също да съдържа разтворен органичен разтворител, неизползвано съединение , източник на сол, и други онечиствания, заедно с отделената органична фаза на разтворителя, съдържаща остатъчна клавуланова киселина в разтвор. Този обеднен разтвор на клавуланова киселина в органичен разтворител може да се подложи на дву-или повече етапен процес съгласно изобретението за вторично или евентуално за повече пъти обработване в смесителния и разделящ етап на метода съгласно изобретението, както е описано погоре, за екстрахиране на допълнителни количества сол на клавуланова киселина. По този начин могат 90 % или повече от общото количество клавуланова киселина от органичния разтвор да се екстрахират във водната фаза като сол на клавулановата киселина, например 93 % или повече, обикновено 96 - 98 %. Екстрахирането на това цялостно количество клавуланова киселина е също измеримо свойство на водната фаза и може да се използва за контролен параметър, както е казано по-горе.

При едно изпълнение на такъв двуетапен процес водната фаза, излизаща след разделянето във втория етап, съдържаща воден разтвор на солта на клавулановата киселина и нереагирало съединениеизточник на сол, например респективно калиев клавуланат и калиев 2етил хексан ат, може да се използва за обратно захранване в контактния регион на първия етап на метода, като източник на водна среда.

В този случай съединението- източник на сол и цялата допълнителна вода може да се въведат в контактния регион на втория етап и там може да не е необходимо от първоначално директно въвеждане на съединение източник на сол и/или вода в контактния регион на първия етап от процеса. Съгласно метода на изобретението трябва да се въведе достатъчно количество съединение-източник на сол за да се осигури стехиометричен излишък по отношение на наличната клавуланова киселина и в двата контактни региона и в отделителните етапи. При двуетапния процес на изобретението излизащият воден разтвор на солта на клавулановата киселина се събира след отделянето от първия етап на процеса.

Концентрираният воден разтвор на солта на клавулановата киселина, получена на изхода на разделителния етап съгласно изобретението, независимо дали процесът е едно- или многоетапен, се подлага на допълнителна обработка за изолиране на солта на клавулановата киселина като твърдо вещество, за предпочитане като кристали на солта, например на калиев клавуланат. Въпреки че водният разтвор може да се подложи на известни начини на обработка, като сушене чрез замразяване за изолиране на твърдото вещество, предпочита се водният разтвор да се смеси с органичен разтворител, евентуално с охлаждане,за да се утаи солта от разтвора в кристална форма. В случая на калиев клавуланат, изопропиловият алкохол е подходящ органичен разтворител за утаяване на кристалите.

Независимо какви следващи процедури ще се предприемат, желателно е водният разтвор на солта на клавулановата киселина да се обработи възможно най-бързо,за да се сведе до минимум хидролитното разграждане на солта, по-специално на калиевия клавуланат. Поради това подходящо е цялостният процес от първоначалния контакт между клавулановата киселина или нейно лабилно производно до утайването на кристален продукт от солта да се извърши за по-малко от един час. Водният разтвор може например да изтича директно от изхода на разделителния етап, например от центрофугален сепаратор, и да се смеси с органичен разтворител ? за да се предизвика утаяване на кристалите. Например излизащият от изхода концентриран воден разтвор на калиев клавуланат може да се втича в излишък от органичен разтворител, например охладен изопропанол.

Водният разтвор може евентуално да бъде допълнително пречистен, например чрез въздействие с гранулиран активен въглен, последвано от филтруване. Това пречистване може да се извърши с водния разтвор преди или след смесване с органичен разтворител в етапа на утаяване на кристалите. Образуваните кристали могат да се изолират по обичайни начини, например чрез филтруване и след това сушене.

Методът от изобретението може да се приложи като непрекъснат, полунепрекъснат или като прекъснат процес.

Методът от изобретението осигурява соли на клавулановата киселина, например калиев клавуланат, свободни от следи онечиствания, които се въвеждат чрез известните методи на пречистване, като амини, използвани в процеса на пречистване, съгласно споменат по-горе метод. Въпреки че соли на клавуланова киселина,свободни от такива онечиствания, са известни при работа в лабораторни условия, голямо производство от такива соли, поспециално калиев клавуланат, за използване при изготвянето на фармацевтични препаративни форми, е ново.

Следователно друг аспект от изобретението осигурява фармацевтични препаративни форми за лечение на бактериални инфекции,които съдържат сол на клавуланова киселина, например както е описано по-горе, по-специално калиев клавуланат, като формулировките са практически свободни от органични амини като трет.-бутиламин, диетиламин, три-(нисш алкил) амини, метиланилин или

Ν,Ν’-диизопропил етилен диамин (било като свободни амини или като техни производни или соли).

Подходящо е формулировката да съдържа по-малко от 0.05 %, например по-малко от 0.005 %, за предпочитане по-малко от 0.0005 %, желателно е по-малко от 0.00005 % органични амини по тегло с оглед на теглото на солта на клавулановата киселина, налична във формулровката.

формулировката може също да съдържа едно или повече антибиотични съединения, като β-лактамни антибиотици, например пеницилини и цефалоспорини. Подходящи са антибиотиците, с които клавулановата киселина се комбинира в известни антибиотични формулировки, например амоксицилин (например под формата на трихидрат) и тикарцилин. формулировката може да съдържа съотношение на клавуланова киселина : антибиотик от порядък на известните и приложими като 12 : 1 до 1 : 1 по тегло,изразено по отношение на клавулиновата киселина и антибиотика.

Формулировката може също да съдържа други добавки и спомагателни вещества, например пълнители, свързващи вещества, д зинтегратори, ефервесцентни двойки, ароматизиращи вещества, десиканти и т.н., например като изброените за използване при формулировки, съдържащи калиев клавуланат в GB 2005538. формулировката може също да съдържа вещества като целулозни производни, например микрокристална целулоза като авицел (търговска марка) или силоид (търговска марка), силициев двуоксид или захароза заедно с калиев клавуланат. Формулировката може например да съдържа смес от калиев клавуланат с целулозно производно, силициев двуоксид или захароза, например в съотношение 1:1.

Изобретението също осигурява метод за използване на сол на клавуланова киселина, която е практически свободна от органични амини, както е описано по-горе, при производството на фармацевтична формулировка за лечение при бактериални инфекции.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението ще се поясни по-добре с помощта на примери и позоваване на приложените чертежи, в които:

фиг. 1 показва смесително устройство под формата на вортекс камера притежаваща три тангенциални входа и един аксиален изход;

фиг. 2 показва цялостна схематична диаграма на едноетапен процес съгласно изобретението фиг. 3 показва цялостна схематична диаграма на двуетапен процес съгласно изобретението;

фиг.4 показва схематична диаграма на първичен процес за изолиране на клавуланова киселина;

Показаната цялостно на фиг. 1 вортекс камера (11) се състои от цилиндрична камера (12), притежаваща респективно първи, втори и трети входящ отвор (13), (14) и (15) и един изходящ отвор (16), дадени на фиг. 1А във вертикален разрез и в разрез А - А на фиг. 1В. При работа първата, втората и третата течности (не са показани) се въвеждат със скорост през първи , втори и трети тангенциален вход (13), (14) и (15) по посока на стрелките, получава се завихряне в камерата (12), в която се смесват първата, втората и трета течност . Потокът от първата, втората и трета течност напуска камерата (12) по посока,показана със стрелка чрез аксиппния изход (16), оформен с тръбно удължение (17) на стените на камерата (12).

Съгласно фиг. 2 във вортекс камерата (21) от типа,показан на фиг. 1, се въвежда поток от разтвор на клавуланова киселина в метилизобутилкетон с концентрация около 3000 мкг/мл през първия тангенциален вход (22). През втория тангенциален вход (23) се въвежда поток от разтвор на калиев 2-етил хексанат в метилизобутилкетон +2% о/о вода с концентрация около 2 М. През третия тангенциален входящ отвор (24) се пропуска поток от вода.

Вътрешният диаметър на вортекс камерата (21) е около 10 см, а височината й около 2.5 см. Скоростта на потоците през (22), (23) и (24) е около 3.5 л, 34 мл и 18 мл за минута, обемът на прибавения през (23) разтвор на калиев 2-етил хексанат е такъв, че да поддържа 1.3 : 1 моларен излишък от влизащия калиев 2-етил хексанат по отношение на клавулановата киселина.

При завихрените условия във вортекс камерата (21) се получава много добро смесване на въведените през (22), (23) и (24) компоненти и водата се разпръсква до емулсия от много фини капчици. Времето на престояване на сместа във вортекс камерата (21) е около 1 минута. В края на това време емулсията излиза през аксиалния отвор (16) на смесителя (21) и през провода (25) навлиза в сепаратора (26).

Центрофугалният сепаратор (26) е търговска дискова центрофуга, модифицирана с една вътрешна по същество тороидална вложка (не е показана), която намалява до минимум вътрешното празно пространство между дисковата изпускателна тръба и вътрешната стена на корпуса. Центрофугалният сепаратор (26) разделя органичната фаза на разтворителя от водната фаза, като първата излиза през отвора (27), а втората през изхода (28). Времето на престояване в центрофугата (26) е около 2 мин.

Концентрацията на калиевия клавуланат в разтвора, излизащ от (27) , се проследява, например чрез плътността, и се използва за контролиране скоростта на поставяне на вода през входа (24), скоростта се намалява, ако концентрацията се понижи,и обратно. Цели се оптимална концентрация от около 20 - 25 т.% калиев клавуланат в излизащия от (27) разтвор. Концентрираният воден разтвор, излизащ от (28) , се прехвърля в сборник (29) съдържащ четирц/обемен излишък от изопропилов алкохол, (прибавен през вход 30),докато количество, равно на 25 г клавуланова киселина,се събере в сборник (29). Гранулиран активен въглен (около 10-20 т.% от течността) след това се прибавя и сместа в сборник (29) се бърка 5 мин. Прибавя се допълнителен обем изопропилов алкохол в сборник (29) през вход (30) и сместа отново се бърка 20 мин. Гранулираният въглен се отстранява чрез филтруване през целит във филтър (31), пластът върху филтъра се промива с минимално количество смес от 7 : 1 изопропилов алкохол : вода.

филтратът след това се изпуска в 2.5 л изопропилов алкохол (прибавен през вход 32) в сборник (33) ,за да изкристализира калиевият клавуланат. Суспензията от кристали и матерна луга в сборника (33) се бърка и охлажда до 3 - 5° С за 1 ч. Кристалите се изолират чрез филтруване върху филтър (34) преди да се съберат и изсушат под вакуум (35). Добивът от метода е около 90 % на база първоначално наличната в разтвора от метилизобутилкетон клавуланова киселина, навлизаща през входа (22). :

Трябва да се подразбира, че две и повече комбинации от смесител (21) и центрофугален сепаратор (26) могат да се подредят паралелно,за да се увеличи производителността на метода съгласно изобретението.

При модификация на метода,показан на фиг. 2,за да се осигури двуетапен процес, излизащото количество органична фаза от разтворителя през изход (28) може да захрани друга комбинация (36) от смесител (21) и центрофугален сепаратор (26) през аксиалния изход (16) на другия смесител (21) и допълнително количество разтвор на калиев 2етил хексанат и вода могат да се въведат през съответните тангенциални входове (23) и (24) на допълнителния смесител (21). Това води до разделяне на допълнително количество от водна фаза, съдържаща концентриран разтвор на калиев клавуланат, който може да се събере през (37) с разтвора на калиев клавуланат, получен от първия етап на процеса, в сборник (29), и подложен на следващите етапи на обработване ? описани по-горе. При работа по метода в двуетапен процес по този начин добивът може да се подобри до около 96 - 98 %.

Съгласно друга двуетапна модификация на горния процес, показан на фиг 3, във вортекс смесител (41) от типа,показан по-горе на фиг.1, но притежаващ два тангенциални входа (42), (43), се въвежда поток от разтвор на клавуланова киселина в метилизобутилкетон с концентрация около 3000 мкг/мл, през тангенциален вход (42) със скорост около 3.5 л за мин. През тангенциалния вход (43) се въвежда воден поток? получен от следващ етап на процеса, описан по-долу. Размерите на вортекс смесителя (41) са подобни на вортекс смесителя (21).

Времето на престояване на сместа в смесителя (41) е около 1 мин, в края на това време получената емулсия напуска от аксиалния изход (16) на смесителя (41) и се пренася през линията (44) към центрофугалния сепаратор (45), по конструкция подобен на сепаратора (26). Времето на престояване на сместа в центрофугалния сепаратор (45) е около 2 мин. Излизащият воден разтвор от центрофугата (45) съдържа концентриран воден разтвор на калиев клавуланат и се пренася през линия (46) в сборник (47) отговарящ на сборник (29) от фиг. 2, където може да се смеси с изопропилов алкохол, въведен през линия (48) ,и по нататък да се третира и изолира подобно на (30 - 35), показани на фиг.2.

Органичната фаза от изхода на центрофуга (45), представляваща изчерпен разтвор на клавуланова киселина в метилизобутилкетон, се прехвърля през линията и аксиалния вход (49) във втори смесител (50), подобен на смесителя (41). През тангенциалните входове (51, 51) се въвеждат потоци от разтвор на калиев 2-етил хексанат в метилизобутилкетон (около 2 М, скорост на потока около 34 мл за мин.) и вода (скорост на потока около 18 мл за мин). Време, на престой на сместа в смесителя (50) около 1 мин.

Емулсията от аксиалния изход (16) на смесителя (50) се пропуска през линия (53) до центрофугалния сепаратор (54), подобен на сепаратор (45), времето на престой в сепаратора (54) е около 1 мин. Фазата на органичния разтворител излиза от сепаратора (54) през линия (55). Водната фаза излиза от сепаратора (54) като воден разтвор на калиев клавуланат и остатъчен калиев 2-етил хексанат и се захранва обратно през линия (56) в тангенциалния вход (43) на смесителя (41) като вход за водната фаза, спомената по-горе.

Концентрацията на калиев клавуланат в разтвора, излизащ от (46), се контролира както в процеса, описан по-горе, и се използва за регулиране количеството на водата през вход (52), като се цели оптимална концентрация от около 20 - 25 тегл.% от калиев клавуланат във водния разтвор.

Средният добив от процеса от фиг. 3 е около 96 - 98 % на базата на първоначалната клавуланова киселина,налична в разтвора,навлизащ в (42).

Съгласно фиг. 4, схематично е показан процес,при който суров ферментационен бульон от култура на S. clavuligerus може да се използва за приготвяне на разтвор от клавуланова киселина в органичен разтворител с подходящо качество за използване в метода на това изобретение.

Суров бульон се пропуска през (61) в сборник (62), където се подкислява с оцетна киселина и се смесва с флокулант. След това сместа се филтрува на ротационен вакуумен филтър (63) и се центрофугира в центрофуга (64), за да се отстранят остатъчни твърди частички. Клавулановата киселина след това се адсорбира на колона с йонообменна смола (65) и се елуира като по-концентриран воден разтвор, примерно 1500 - 50 000 мкг/мл, например 5000 - 50 000 мкг/мл. Подходящи йонобменни смоли и условията на елуиране са описаните например в GB 1563103. Водният разтвор се екстрахира в екстрактор (66) с органичен разтворител като метилизобутилкетон. Този органичен разтвор на клавуланова киселина може след това да се обезводни,като се използва центрофуга (67) и се пропуска през слой от абсорбиращ въглен (68) преди излизане (69),за да се получи подходящ за захранване разтвор в горния метод при (22) или (42), показани на фиг.2 и 3.

Легенда фиг.1.

- клавуланова киселина/метилизобутилкетон

- калиев 2-етил хексанат/метилизобутилкетон

- вода

- смесител

- центрофуга

- изопропилов алкохол - смесване

- филтър

- изопропилов алкохол - смесване

- филтър

- сборник и сушене фиг.З

- клавуланова киселина/ метилизобутилкетон смесител

- центрофуга

- калиев 2-етил хексанат/метилизобутилкетон

- смесител

- центрофуга

- изопропилов алкохол - смесване дообработване и изолиране фиг.4

- бульон

- подкисляване + флокулант

- филтър

- центрофуга за отстраняване на отпадъци

- йонообменна смола/елуиране

- екстрахиране с разтворител

- центрофуга/обезводняване - отпадна вода

- активен въглен

Claims

1. Метод за получаване на сол на клавуланова киселина, при който клавулановата киселина или нейно лабилно производно в разтвор в напълно или частично водно-несмесваем органичен разтворител характеризит ращ се с това, че контактуването протича в регион на висока турбулентност и/или тангенциално завихряне, със съединение източник на солобразуващ катион с противоион в разтвор или суспензия, противоионьт има способността да се обменя с клавуланатен анион, в присъствие на вода, така че се образува разтвор на сол на клавулановата киселина във водна фаза, след това органичният разтворител и водната фаза се разделят физически в етап на разделяне, последвано от следващ етап на обработване, при който солта на клавулановата киселина се изолира от, разтвора като твърдо вещество.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че солта е калиев клавуланат.

3. Метод съгласно предходните претенции, характеризиращ се с това, че органичният разтворител е подбран между н-бутанол, етилацетат, н-бутилацетат и кетони с обща формула R¹.CO.R², в която R¹ и R² означават независимо С_но алкилови групи.·

4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че органичният разтворител е метилизобутилкетон.

5. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че концентрацията на клавуланова киселина в разтвора й е около 500 до 20 000 мкг/мл (0.0025 М до 0.1 М).

6. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че противоионът на съединението-източник на сол, е подбрано между хидроген карбонат, карбонат или хидроген фосфат и аниони на слаби органични карбоксилни киселини с формула R-CO₂H, където R означава С^о алкил.

7. Метод съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че съединението-източник на сол,е подбрано между натриев или калиев хидроген карбонат, калиев хидроген фосфат или калциев карбонат и калиев 2-етил хексанат.

8. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че съединението-източник на сол, контактува с разтвора на клавуланова киселина при разтваряне или суспендиране на съединението източник на сол в разтворител и смесване на двата разтвора или на разтвор и суспензия.

9. Метод съгласно претенция 8, характеризиращ се к това, че калиев 2-етил хексанат е източник на сол и се използва в разтвор на органичен разтворител при концентрация 0.5 до 5.0 М калиев 2-етил хексанат.

10. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че водата се осигурява в района на контактуване от съединението-източник на сол, което е разтворено или суспендирано във вода,съдържаща разтворен органичен разтворител и така контактува с разтвора на клавулановата киселина.

11. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 10, характеризиращ се с това, че водата се осигурява в района на контактуване чрез разтвор на клавуланова киселина, съдържащ разтворена или суспендирана вода.

12. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че водата се осигурява в района на контактуване чрез съединението - източник на сол_} разтворено или суспендирано в органичен разтворител ₇ и разтворителят включва разтворена или суспендирана вода.

13. Метод съгласно претенция 12, характеризиращ се с това, че метилизобутилкетон се използва като органичен разтворител за клавулановата киселина и за източника и съдържа 0.1 до 7.5 % о/о разтворена вода.

14. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че водата се осигурява в региона на контактуване чрез прибавяне на вода или на водна среда към разтвора на клавулановата киселина и на разтвора или суспензията на източника на сол в органичен разтворител, когато се поставят в контакт в региона на контактуване.

15. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че работните условия на процеса са така подбрани, че между другото колкото е възможно повече от клавулановата киселина се екстрахира от разтвора на органичния разтворител във водната фаза, като разтвор на солта й, така че да се образува концентриран разтвор на солта на клавулановата киселина във водната фаза.

16. Метод съгласно претенция 15, характеризиращ се с това, че солта на клавулановата киселина е калиев клавуланат и концентрацията на калиевия клавуланат във водната фаза е около 10 до 40 тегл.% (около 0.4 до 1.7 М).

17. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че обемното съотношение на вода : органичен разтворител в региона на контактуване е от порядъка на 1 : 50 до 1 : 300.

18. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че контактът между компонентите се постига, като се използва редов смесител от типа,при който един или повече създаващи турбулентност елементи са поставени в тръба, през която компонентите преминават или хомогенизатор или вортекс камера от типа, съдържащ камера с практически кръгло напречно сечение и притежаваща поне един тангенциален вход и един аксиален изход, или кухина, в която се получава интензивна турбулентност и/или тангенциално завихряне с помощта на турбина или задвижващ механизъм.

19. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че получената сол на клавулановата киселина е калиев клавуланат, източникът на сол е калиев 2-етил хексанат,използван в разтвор на метилизобутилкетон и вода се прибавя в региона на смесване, относителните обемни съотношения на разтвора на клавуланова киселина : разтвор на калиев 2-етил хексанат : вода въведена в смесващото устройство може да е около 180 ± 25 : 2 ± 0.2 :1 ±0.2.

20. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че общото време,в което органичната фаза и водната фаза са в контакт, е 1 ч или по-малко.

21. Метод съгласно претенция 20, характеризиращ се с това, че получаваната сол на клавулановата киселина е калиев клавуланат и калиевият клавуланат престоява във водния разтвор 1 ч или по-малко.

22. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че повече от 75 % от клавулатния йон преминава от органичната фаза през времето ,за което органичната и водна фази са в контакт.

23. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че излизащото количество от изразходвана органична фаза,съдържаща остатъчна клавуланова киселина в разтвор се подлагана два- или повечеетапен процес за вторично и евентуално последващо смесване и разделяне съгласно метода от претенция 1, за допълнително екстрахиране на количество клавулановата киселина като сол.

24. Метод съгласно претенция 23, характеризиращ се с това, че при двуетапен процес излизащата от разделителния етап на втория етап водна фаза, съдържаща воден разтвор на солта на клавулановата киселина и нереагирал остатъчен източник на сол, захранва обратно контактния регион на първия етап на процеса като източник на водна среда.

25. Метод съгласно претенция 24, характеризиращ се с това, че съединението-източник на сол и допълнителната вода,се въвеждат в региона на контактуване на втория етап.

26. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че водниягразтвор на сол на клавулановата киселина, получена на изхода на разделителния етап съгласно изобретението,се смесва с органичен разтворител, евентуално охладен, за да утаи солта от разтвора под формата на кристали.

27. Метод съгласно претенция 26, характеризиращ се с Tosa, че солта на клавулановата киселина е калиев клавуланат и органичният разтворител,с който се смесва водния разтвор,е изопропилов алкохол.

28. Калиев клавуланат * получен по метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 27.

29. фармацевтична формулировка за лечение на бактериални инфекции, съдържаща калиев клавуланат съгласно претенция 28.

30. Използване на калиев клавуланат съгласно претенция 28 при производството на фармацевтични формулировки за лечението на бактериални инфекции.