Verfahren zur Herstellung des Procainsalzes von Penicillin-G. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Procainsalzes von Penicillin-G, welches dadurch gekenn zeichnet ist, dass man ein Salz des Peni- eillin-G mit einem Procainsalz in einem Lö sungsmittel, in welchem das gewünschte Pro eairi-Penicillin-C verhältnismässig unlöslich ist, zur Reaktion gebracht wird, derart, dass mehr Proeain-Penicillin-(T gebildet wird, als im Lösungsmittel löslich ist, und dass der Niederschlag gewonnen wird.
Das so erhaltene Proeainsalz von Penieil- lin-(1 besitzt bei 28 C einen Wasserlöslich- keitsgrad, der praktisch 0,7 % nicht über- steigt, einen Schmelzpunkt von etwa 129 C und eine spezifische Drehung [a.] 25 = 173 D (C=1 in 50 o/oigen Aceton).
Bisher wurde Penicillin in Form seiner einfachen Salze, gewöhnlich des --',#-atrium- oder Kaliumsalzes, angewendet. Solche Salze sind in Wasser stark löslich, ebenso in den Körperflüssigkeiten, und haben das Bestre ben, in Gegenwart der Letzteren sich zu zer setzen. Werden solche Salze eingespritzt, bei spielsweise in wässriger Lösung, so unterliegt das Penicillin nicht nur der Zersetzung, son dern wird rasch von den Körperflüssigkeiten aufgenommen und bald im Urin ausgeschie den, so dass die Peneillinkonzentration im Blut. nur während einer kurzen Dauer auf einer wirksamen Höhe bleibt.
Aus diesem Grunde war es bei Verabreichung des Peni- @@illins in Form einer wässri;gen Lösung- nii- tig, die Einspritzungen häufig zu wieder holen, gewöhnlich alle 3 oder 4 Stunden. Die Penicillintherapie erfordert die Aufrecht erhaltung von wirksamen Blutkonzentrationen während längerer Dauer, gewöhnlich wäh rend mehrerer Tage. Die Notwendigkeit einer häufigen Einspritzung ist sowohl für den Arzt als auch den Patienten beschwerlich.
Es wurde schon nach Mitteln gesucht, um wäh rend längerer Dauer eine wirksame Penicil- linkonzentration im Blut. zu erzeugen, bevor zugterweise während mindestens 24 Stunden, ohne diese häufigen Einspritzungen.
Eine zur Erreiehium dieses Zweckes ange wendete Methode besteht darin, das Penicillin in Form einer Suspension in einem Gemisch von Öl und Bienenwachs einzuspritzen. Wäh rend auf der einen Seite mit richtigen Kon zentrationen und insbesondere mit. genügend Bienenwachs hinsiehtlieh der Erzeugung an haltend wirksamer Penieillinkonzentrationen gewisse Erfolge erzielt worden sind, ist die Anwendung dieser Emulsionen für den Pa tienten unangenehm. Sie können Fibrose her vorrufen und einen Rückstand von Bienen waehs zurücklassen, welcher während meh reren Monaten vom Körper nicht resorbiert werden kann und in gewissen Fällen einen chirurgischen Eingriff nötig: macht.
Erfindungsgemäss erhält man ein Penieil- linsa.lz,welches in Wasser und in Körperflüs- si-keiten schwer löslich und nicht. toxisch ist, welches, wie sieb zei-te, verabreicht werden kann, ohne dem Patienten Beschwerden zu bereiten und ohne einen Rückstand zu hinter lassen. Wie sieh ferner zeigte, wird es im Körper langsam absorbiert, so dass es möglich ist, im Blutstrom während längeren Zeitab schnitten haltbare, wirksame Penicillinkon- zentrationen zu bilden.
Während bei Anwen dung der bekannten Penicillinsalze zur Auf rechterhaltung wirksamer Penicillinkonzen- trationen 8 oder mehr wässrige Einspritzun gen pro Tag erforderlich sind, können bei An wendung des erfindungsgemäss erhaltenen Salzes mit einer einzigen wässrigen Einsprit zung pro Tag wirksame Konzentrationen aufrechterhalten werden.
Man hat schon kleine Mengen Procain zusammen mit. Penicillin verabreicht, teils um die anästhetisehe Wirkung des Procains zu erhalten und teils deshalb, weil das Procain, wie sich gezeigt hatte, in vielen Fällen Allergien verminderte oder beseitigte.
Das erfindungsgemäss erhaltene neue Procain- Penicillinsalz ermöglicht, nicht nur die Auf rechterhaltung wirksamer Penicillinkonzen- trationen im Blut während längerer Dauer, sondern liefert auch Proeain für die anästhe- tische und antiallergische Wirkung.
Das verwendete Penicillin kann entweder ein amorphes Penicillin oder bevorzugter weise ein kristallisiertes Penicillin sein. Bei der Herstellung des Salzes kann man. ent weder von einem trockenen Penicillin oder einer gereinigten, das Penicillin enthalten den Lösung ausgehen. Als Lösung kann eine solche verwendet werden, wie \ sie direkt durch Extraktion des Kulturmediums, in wel- ehemdasPenicillin erzeugt wird,erhalten wird.
Das neue Proea.in-Penicillinsalz kann in irgendeiner gewünschten Weise verabreicht werden. Die gewöhnlich bevorzugte Art der Verabreichung besteht in der intramusku lären Injektion einer Suspension des Pro- cain-Penicillins in Wasser oder einem an dern wässrigen Medium oder in irgendeinem der gewöhnlich angewendeten öligen Medien.
Soll das Procain-Penicillinsalz in Form einer wässrigen Suspension vera.breielit. werden, so sollte die Suspension zweekmässigerweise eine frisch bereitete sein, da. das Penicillin dazu neigt, sieh in Gegenwart von Wasser zu zer setzen. Für diese Art der Verabreichung wird das Proeain-Penieillinsalz z.
B. in einer Menge, die für eine Einheitsdosierung reicht, bevorzugterweise in einer Menge von etwa 200 000 bis 300 000 internationalen Penicil- lineinheiten, in einer zugesehmolzenen Am pulle in Verbindung mit einer Ampulle, die eine geeignete Menge eines wässrigen Me diums enthält, aufbewahrt, so dass der Arzt die beiden kurz vor der Verabreichung kom binieren kann.
In einer solchen Konibina- tionspaekuti; ist das Procain-Penieillinsalz in seiner Ampulle vorteilhaft in feiner Vertei- lung, bevorzugteiweise in einer Korngrösse, die einer lIasehenzahl von nicht weniger als 40 und zweekmässigerweise von etwa 100 ent spricht., enthalten.
Die Menge des wässrigen Mediums ist zweckmässig klein, jedoch genü gend gross, uin eine Suspension einer zum In jizieren geeigneten Konsistenz zu bilden. Bei 200 000 bis 300 000 Einheiten Procain-Peni- eillin, welelies einen Gehalt von 1.000 Ein heiten pro mg aufweist, ist es zweckmässig, etwa 1. ein3 des wässrigen Mediums zu ver wenden.
Das neue Penieillinsalz eignet sieh für :diese vorteilhafte Methode der Verabrei chung, da es, wie sich ergab, Kristalle bildet, welche in genügend feiner Verteilung erhal ten werden können, um eine geeignete Sus pension zu bilden.
Das neue Penicillinsalz lässt sieh auch finit Vorteil in eine Form bringen, welche di rekt verahreieht werden kann, indem das fein zerteilte, kristallisierte Material in irgendeinem der gewöhnlich verwendeten, einspritzbaren öligen 3tedien suspendiert wird.
Die Suspension ist., Gsofern sie unter Aussehluss von Wamer erzeugt, wurde, be ständig Lind. für den sofortigen Gebrauch ohne vorheriges -Mischen verfügbar.
Das neue Procain - Penicillinsa.lz kann durch einfaelies Vereinigen einen Procain- salzes Lind eines Penicillinsalzes, zweckmässig mit einem Z'bersehuss an Procain, mittels eines Lösungsmittels hergestellt werden.
Das Proeaiit-Penieillin ist sowohl in Wasser als auch in organischen Lösungsmitteln schwer löslich, so dass es gewöhnlich sehr rasch aus dem Reaktionsgemisch ausfällt. Es wird zweckmässig durch Filtration isoliert.
Für die Herstellung in einem wässrigen Lösungsmittel ist, es zweckmässig und erwünscht, das Penicillin in Form irgend eines seiner üblichen löslichen Salze, wie z. B. des Ammonium-, Kalium, Natrium- oder Calcitimsalzes, zu verwenden. Das Pro- cain wird in diesem Falle ebenfalls in Form eines löslichen Salzes, wie z. B, seines Hydro- halogenids, Sulfats, Nitrats, Formiats oder dergleichen verwendet..
Das wässrige Reaktionsgemisch kann naeli irgendeiner geeigneten -Methode hergestellt werden. Einer der Reaktionsteilnelinier. zweckmässig das Penicillin, kann in Form einer Lösung in Wasser verwendet werden, welchem der andere Reaktionsteilnehmer zu gesetzt wird. Bevorzugterweise werden wässrige Lösungen. der einzelnen Reaktions teilnehmer vereinigt.
Werden das Penicillin und das Proeain. zusammen in Lösung ge bracht, so erfolgst. im wässrig,en Reaktions- gemiseh sofort eine Ausfällung des gewünsch ten Proeain-Peiiieillinsalzes. L m die Aus beute zu erhöhen, ist. es zweeknlä.ssig, das Reaktionsgemisch in der Kälte stehen zu las sen. Das Proeain-Penieillin wird z.
B. durch Filtration isoliert und hierauf vorzugsweise zuerst finit. Wasser und dann mit einem mit Wasser inisehbaren Lösungsmittel von niedri gem Siedepunkt, wie z. B. Aceton, gewaschen und schliesslich im Vakuum. getrocknet..
L'berdies wird man vorzugsweise Penicil lin von zieinlieh holiein Reinheitsgrad ver wenden: der Reinheitso-racl sollte zweckmässig mindestens<B>75</B> %oig sein, da durch die Anwe senheit üliei-mül'iger -Mengen Verunreinigun gen, wie sich gezeigt hat, die Bildung des l'roeain-Penicillins ,oder dessen Ausfällung in kristallisierter Forin gestört wird.
Zur Bereitung des Reaktionsgeiniselies wird (las Penicillin zweckmässig als Lösung genommen. Die Penicillinlösung kann eine solche sein, wie sie direkt durch Extraktions- behandlun g ans dein Kulturmedium, in wel- clieni!dasPenicillin erzeuä-twird,,erhaltenwird. Sie kann beispielsweise der erste organische , Extrakt des Kulturmediums oder der erste wä.ssrige Extrakt,
welcher durch Extraktion dieses organischen Extraktes erhalten wird, oder ein nachfolgender, entweder wässriger oder organischer Extrakt sein. Soll das Peni cillin in Form eines solchen Extraktes aus dem Kulturmedium verwendet werden, so ist es zweckmässig, diesen vor dem Gebrauch in organischer Lösung zu entfärben.
Für injizierbare Suspensionen wird zweckmäl@ig kristallisiertes Proeain-Penicillin in feiner Verteilung, vorzugsweise in einer Korngrösse, die einer Maschenzahl von etwa. .10 bis etwa. 100 entspricht, hergestellt. Die Kri- stallgTösse kann durch Einschaltung geeig neter Bedingungen bei der Reaktion verän dert werden. Die Kristallgrösse wird z. B. bei Ausführung- der Reaktion unter kräftigem Rühren und bei verminderter Temperatur herabgesetzt.
Falls das -Material bei der Reaktion. nicht in genügender Zerteilung erhalten wird, kann es nachträglich durch Zerreiben, beispielsweise auf einem Sieb geeijmeter llasehenzahl, zerkleinert werden. Beispiel <I>1:</I> Einer Lösung aus 75 g (etwa 120 000 000 Einheiten enthaltend) kristallisiertem Na trium-Penieillin-G und -150 cmc destilliertem Wasser wird eine Lösung von 75 g Proeain- Hy drochlorid in 200 eins destilliertem Wasser zugegeben.
Es erfolgt beinahe sofort. eine Fällung des gewünschten Procain-P.enicillins G. Das Gemisch wird hierauf gekühlt, bei- spiel., iveise durch Einstellen in einen Kühl- selirank während 2 Stunden. Man filtriert hierauf das Gemisch, wäscht das Procain- Penicillin mit 500 ema destilliertem Wasser und dann mit. 250 ein-' Aceton und trocknet schliesslich das gewaschene Produkt während etwa 12 Stunden im Vakuum.
Das getroek- nete Procain-Penicillin-(-#'- wird in einer Aus beute von etwa 112 g bei einer Wirksamkeit von. etwa. 1000 Einheiten pro fing, was einer Totalineng-e von etwa 112 000 000 Einheiten entspricht,
erhalten. Bei der Umwandlung in das Proeain-Penicillin werden also etwa 93% der Wirksamkeit. des ursprüng-liclien Natrium-Penieillins zurückgewonnen. Das in der Mutterlauge zurückbleibende Penicillin kann nach bekannten Methoden zurück gewonnen werden, so dass der Ausgleich auf 100% praktisch erzielt wird.
Man bann an Stelle von krist.allisierteni N atrium-Penieillin-CT auch kristallisiertes Ka- lium-Penieillin-G verwenden. Es wurde so Procain-Penicillir in ungefähr gleicher Aus beute und von ungefähr gleicher Wirksam- keit erhalten.
Beispiel <I>2:</I> Man züchtet einen penicillinerzeugenden Schimmelpilz in der üblichen Weise in einem wässrigen Nährmedium, um. in der Kul- turflüssigkeit einen Penicillingehalt von etwa 300 Einheiten pro cin3 zii erhalten.
Die Kul turflüssigkeit wird durch Filtration von den Schimmelpilzen abgetrennt, auf ein pH von etwa 2 bis 3 eingestellt und mit Amyl- acetat in einer Menge von etwa 1/5 bis ij.i des Volumens der filtrierten Kulturflüssig- keit extrahiert.
Dieser erste Amylacetat- extrakt wird durch Verrühren finit einer kleinen Menge Entfärbungskohle während etwa 15 Minuten entfärbt und hierauf durch Filtration von der Kohle befreit. Der ent färbte erste organische Extrakt wird auf ein pg von etwa 6,5 bis 7 eingestellt und mit einer verdünnten wässrigen Natrium hydroxydlösung extrahiert, wobei man einen ersten wässrigen Extrakt erhält, der Na trium-Penicillin in einer Konzentration von etwa<B>10000</B> bis 12000 Einheiten pro cm3 enthält.
1000 em3 dieses ersten wässrigen Extrak tes werden mit .einer Lösung aus etwa 6 g Procain-Hy drochlorid und 15 eins destillier tem Wasser unter Rühren versetzt.
Es erfolgt beinahe unmittelbar eine Fällung des gewünschten Procain-Penicillins. Das Ge misch wird in einem Kühlschrank während etwa 2 Stunden stehengelassen und hierauf filtriert. Das auf diese Weise isolierte feste Procain-Penieillin wird mit etwa 40 em3 destilliertem Wasser und dann mit. etwa \?0 cin3 Aceton gewaschen und hierauf wäh rend etwa 4 Stunden im Vakuum getrocknet.
Das getrocknete kristallisierte Procain-Peni- eillin weist eine Wirksamkeit von etwa 900 Einheiten pro mg auf. Beispiel. <I>3:</I> 3 g trockene, ainorplies Natrium-Penicil- lin (welches eine Wirksamkeit von etwa 1300 Einheiten pro mg besitzt.)
erden in etwa 30 em3 Wasser -elöst. Diese Lösung wird unter Rühren mit\ einer Lösung von etwa 3 g Procain-Hv drochlorid in 10 e1113 Wasser ver setzt. Es<U>erfolgt</U> eine beinahe sofortige Fäl lung von kristallisierter Substanz.
Das Reak- tionsgemisch wird über Nacht in einen Kühl schrank eingestellt. und hierauf zur Isolie- rung des kristallisierten Materials filtriert, welches das gewünschte Procain-Penieillin ist. Dieses wird zwecl.@mässig gewaschen, und zwar zuerst. mit einer kleinen Menge Wasser und dann mit. einer kleinen Menge Aceton und hierauf im Vakuum getrocknet.
Bei der in diesem Beispiel beschriebenen Herstel lungsart beträgt die Ausbeute etwa 2,9 g kristallisiertes Procain-Penieillin einer Wirk- samkeit von etwa 900 Einheiten pro fing, was einer Rückgewinnung von etwa 70 % der ursprünglichen Wirksamkeit des amorphen Natrium-Penicillins bei der Umwandlung in Pro ea.in-Penieillin entspricht.
11a11 kann bei den Beispielen ? und 3 an Stelle von Natrium-Penieillin auch Kalium Penicillin verwenden.
Ferner kann man in den Beispielen 1 bis 3 an Stelle von Natrium- oder Kalium-Peni- eillin ein anderes anorganisches Salz oder ein organisches, lösliches Salz des Penicillins-CT, wie z. B. das Kalzium-, Ammonium- oder N-Athyl-pilieridin-Sa.lz usw., verwenden.
In den folgenden Beispielen sind injizier- bare Suspensionen von Procaiti-Penicillin be schrieben, welche sieh für die Penicillin therapie eignen und lang andauernde, wirk same Konzentrationen im Blut. erzeugen.
Beispiel <I>a,:</I> Kristallisiertes Procain-Penicillin, bei spielsweise gemiiss Beispiel 1 hergestelltes Proeain-Penieillin, welches eine Wirksam keit. von etwa. 1000 Einheiten pro mg auf weist und sieh in fein zerteiltem Zustand (zweekmässigerweise der Maschenzahl von etwa 1.00) befindet, wird in Fläschchen ab gefüllt, von denen jedes etwa 200 mg auf nimmt., was einer Wirksubst.anzmenge von etwa<B>200000</B> Einheiten entspricht..
Mit jedem dieser Procain-Penicillin enthaltenden Flä.sch- ehen wird ein zweites Fläschchen kombiniert, welches etwa 1 em3 destilliertes, steriles Wasser enthält.
Kurz vor der Verabreiehung, gegebenenfalls einige Stunden vor der Ver abreichung, leert man das Wasser enthal tende Fläschchen in das Proeain-Penieillin enthaltende Fläschchen und schüttelt das (,emiseh, um eine Suspension zu erzeugen. Die Suspension wird in einer hypodermati- schen Spritze aufgenommen und durch intra muskuläre Injektion verabreicht.
In einem besonderen Fall, in welchem einem Patienten eine intramuskuläre Injek tion einer gennlss diesem Beispiel hergestell ten, wässrigen Proeain-Penicillinsuspension, welche nur 200000 Einheiten aktives Peni- eillin enthielt, verabreielit wurde, wurden im Blut die folgenden Spiegel der Penicillinkon- zent.rat.ion erhalten:
EMI0005.0027
Zeitpunkt <SEP> nach <SEP> Penicillinkonzentration
<tb> der <SEP> Inj<U>e</U>ktion <SEP> im <SEP> Blut
<tb> 1 <SEP> Stunde <SEP> 0,196 <SEP> Einheiten <SEP> pro <SEP> cm3
<tb> 4 <SEP> Stunden <SEP> 0,496 <SEP> <SEP> <SEP>
<tb> 8 <SEP> Stunden <SEP> 0,248 <SEP> <SEP> <SEP>
<tb> 12 <SEP> Stunden <SEP> 0,062 <SEP> <B> <SEP> <SEP> </B>
<tb> 24 <SEP> Stunden <SEP> 0,062 <SEP> <SEP> >: <SEP> lach 24stündiger Testdauer wies die Blutkonzentration somit immer noch einen wirksamen Spiegel von 0,06 Einheiten pro em3 auf.
Beispiel <I>b:</I> Kristallisierte"-, Procain-Penicillin-CT, wel- ehes eine Wirksamkeit. von etwa 1000 Ein heiten pro in- und einen Zustand feiner Ver- teilun#, (Masehenzahl etwa 40) aufweist, wird in troekenein, sterilem Pflanzenöl, wie z.
B. Baumwollsamenöl, Erdnussöl und Sesamöl, in genügender Menge suspendiert, um etwa<B>300000</B> Einheiten pro em3 .der Sus pension zu erhalten. Diese Suspension wird in geeignete Fläschchen, zweckmässig in sol- ehe eines Inhaltes von 10 cm3, abgefüllt. Diese Fläschchen können als solche verpackt und transportiert werden, vorzugsweise unter Bedingungen, die eine Erhöhung der Temperatur über etwa 50 C verhindern.
Man erhält so ein Einheitsprodukt, welches fertig ist, um intramuskulär injiziert zu werden, um einen Vorrat an Penicillin anzu häufen, welcher langsam absorbiert wird und während mehr als 24 Stunden mit Leiehtigkeit wirksame Penicillinkonzentratio- nen im Blut aufrechterhalten kann.
In einem besondern Fall, in welchem einem Patienten eine intramuskuläre Injek tion von 1 em3 einer Supension von kristalli siertem Proeain-P,enicillin in Baumwoll- samenöl, wobei die Suspension etwa<B>300000</B> Einheiten Penicillin pro cm3 enthielt, und die Korngrösse des Prwain-Penicillins einer Maschenzahl von etwa. 40 entsprach, verab reicht wurde, wurden die folgenden Penicil- linspiegel im Blut erhalten:
EMI0005.0072
Zeitpunkt <SEP> nach <SEP> Penicillinkonzentration
<tb> der <SEP> Injektion <SEP> im <SEP> Blut
<tb> 1 <SEP> Stunde <SEP> 0,496 <SEP> Einheiten <SEP> pro <SEP> ein?,
<tb> 12 <SEP> Stunden <SEP> 0,248 <SEP> <SEP> <SEP>
<tb> 18 <SEP> Stunden <SEP> 0,124 <SEP> <SEP> <SEP>
<tb> 24 <SEP> Stunden <SEP> 0,1.24 <SEP> <SEP> <B> <SEP> </B> An Stelle der einfachen wässrigen oder öligen Medien der Beispiele a. und b kann man auch gemischte Medien oder solche Me dien verwenden, welche an sieh das Bestre ben haben,
die wirksamen Penicillinkonzen- trationen im Blut aufrechtzuerhalten. Ein solches Medium besteht z. B. aus einer Pflanzenöl-Wasser-Emalsion, die vorzugs- weise mit einer kleinen Menge eines wasserlösliehen Emulgiermittels und einer kleinen Menge eines öllöslichen Emul- giermittels stabilisiert ist. Wegen seines Wassergehaltes ist. es zweckmässig, dieses Produkt.
in einem System von 2 Fläseh- ehen analog der in \ Beispiel a beschrie benen Weise abzl_füllen. Ein anderes .dieser 1Iedien besteht- aus einem<B>öl,</B> welches eine kleine Menge eines hydrierten Pflanzenöls enthält, beispielsweise aus einem Erdnussöl, welches etwa :5 bis 151/o hydriertes Erd- nussöl enthält.
Eine Suspension von Procain-Penieillin wird z. B. aus einer Emulsion, die Wasser und etwa 101,10 Baumwoll Samenöl enthält, und Proeain-Penicillin-(1 hergestellt, wobei das Letztere in einer solchen Menge verwen det wird, dass man etwa. 300000 Einheiten pro em' erhält.
Die Emulsion wird zweck- mässig mit etwa 0,04% eines öllöslichen Emulgiernlittels lind 0,041/9 eines wasserlös lichen Emulgiermittels stabilisiert und mit 0,25 % Phenol als Konservierungsmittel ver- setzt. In einen.
besondern Fall, in weleheni einem Patienten 1 em3 dieser Suspension verabreicht wurde, erhielt man die folgen den Penieillinspiegel im Blut:
EMI0006.0042
Zeitpunkt <SEP> nach <SEP> Penicillinkonzentration
<tb> der <SEP> Injektion <SEP> im <SEP> Blut
<tb> 1. <SEP> Stunde <SEP> 0,248 <SEP> Einheiten <SEP> pro <SEP> cm3
<tb> 12 <SEP> Stunden <SEP> 0,248 <SEP> <B> <SEP> <SEP> </B>
<tb> 18 <SEP> Stunden <SEP> 0,124 <SEP> <SEP> <SEP>
<tb> 24 <SEP> Stunden <SEP> 0,062 <SEP> <B> <SEP> <SEP> </B>