Procédé de préparation du sel sodique de pénicilline cristallisé. La présente invention a pour objet. un procédé de préparation du sel sodique de pénicilline cristallisé.
lie processus d'isolement de la pénicilline (lu bouillon de fermentation comprend habi tuellement l'extraction du bouillon, acidifié et filtré, par un solvant organique, ordinaire ment de l'acétate d'amyle, le traitement au carbone du liquide d'extraction, la purifica tion de ce liquide, par exemple par extraction répétée avec de l'eau ou des solvants organi ques, par adsorption chromatographique ou par d'autres moyens, et l'évaporation à basse température de la, solution aqueuse finalement obtenue du sel sodique de pénicilline, pour obtenir ce sel sous forme amorphe. Ce sel amorphe obtenu par dessiccation à basse tem pérature présente l'inconvénient d'être hygros- copique et relativement instable.
Le sel sodique de pénicilline cristallisé est, par contre, relativement stable et non hygroscopique. De nombreuses méthodes ont été proposées récemment pour obtenir le sel sodique de pénicilline cristallisé. Une de ces méthodes consiste à dissoudre le sel sodique (le pénicilline amorphe dans un alcool ali phatique inférieur et à produire la cristalli sation du sel par addition d'un liquide misci ble avec l'alcool mais ne constituant pas un solvant pour le sel sodique de pénicilline.
Un procédé proposé par la suite consiste à produire la. cristallisation d'une .préparation partiellement purifiée ayant une teneur rela- tivement élevée en pénicilline, en présence d'un sel neutre soluble dans l'eau, à séparer les cristaux obtenus et à les recristalliser dans un solvant organique. Un autre procédé en core consiste à ajouter un agent favorisant la précipitation à une solution aqueuse de pénicilline ou de sels de pénicilline, à extraire les sels de pénicilline du mélange résultant avec un solvant organique non miscible, et à produire la cristallisation d'un sel pur de pénicilline à partir du liquide d'extraction.
Ces procédés de préparation du sel sodi que de pénicilline cristallisé ont l'inconvénient de donner un rendement global peu élevé en substance cristalline, et cette susbtance est rarement à la fois pure et pratiquement in colore. La présente invention permet d'obtenir le sel sodique de pénicilline cristallisé, pur et blanc, avec de bons rendements.
On a. trouvé qu'une cristallisation efficace du sel sodique de pénicilline, avec production de cristaux pratiquement purs et blancs, peut être obtenue seulement par la combinaison de certaines opérations dont l'importance n'a pas été comprise jusqu'ici, soit qu'on les envisage seules, soit qu'on envisage leurs combinaisons, et que l'inclusion de ces opérations dans le processus de purification est d'une importance capitale pour obtenir de bons rendements.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on extrait la pénicilline d'un bouil lon de fermentation acidifié contenant de la pénicilline, par un solvant organique, en ce qu'on transforme la pénicilline contenue dans l'extrait en le sel sodique de pénicilline amor phe par adjonction d'un composé alcalin du sodium, en ce qu'on prépare une solution de ce sel sodique amorphe dans un mélange d'eau et de butanol normal, le sel ap'ant une acti vité d'au moins 800 unités internationales de pénicilline par mg,
en ce qu'on traite cette solution avec du charbon activé en quantité au plus égale à 10 % du poids de la. solution, en ce qu'on sépare ensuite le charbon de la solution, en ce qu'on ajuste le pH de la solu tion â une valeur comprise entre 5,0 et 7,5, en ce qu'on évapore la solution ainsi obtenue en maintenant la teneur en eau de la.
solution à une valeur d'au moins 5 % en volume jus- qu'à ce que la concentration en sel sodique de pénicilline soit. au moins de 15 mg par eni-3, en ce qu'on poursuit ensuite l'évaporation de la solution sans adjonction d'eau jusqu'à ce que la cristallisation du sel sodique se pro duise et en ce qu'on recueille le sel sodique de pénicilline cristallisé.
Il est nécessaire que le solvant organique utilisé pour dissoudre le sel sodique amorphe de pénicilline soit une solution aqueuse de butanol normal, et ensuite que le sel sodique de pénicilline amorphe sou mis à la cristallisation ait une activité d'au moins 800, et de préférence d'au moins 1000 unités internationales de pénicilline par milligramme. On a trouvé, d'une part, qu'avec des solvants organiques autres que le butanol normal, les rendements obtenus en cristaux de sel sodique de pénicilline sont. notablement ré duits, et, d'autre part, que si la pureté du sel amorphe soumis à la. cristallisation est infé rieure à celle indiquée ci-dessus, l'efficacité du procédé de cristallisation est diminuée et le produit obtenu est moins pur.
En outre, bien que le traitement au charbon n'ait pas une influence notable sur la pureté du sel so dique de pénicilline cristallisé finalement ob tenu, il permet d'éliminer des petites quan tités de certaines impuretés qui peuvent agir comme des inhibiteurs de cristallisation et dont. la présence doit être évitée pour avoir une cristallisation satisfaisante du sel.
De plus, la solution doit être pratiquement neutre, son pH étant compris entre 5,0 et 7,5 et de préférence entre 6,4 et 6,6, car il peut se pro duire une décomposition clé la pénicilline à des pH plus acides ou plus alcalins en pré sence de butanol normal. Enfin, la concentra tion en pénicilline dans la solution de butanol normal doit être d'au moins<B>15</B> mg par milli litre, et de préférence de \?5 à 70 mg par milli litre avant de laisser cristalliser le. sel sodique de pénicilline.
Le butanol normal humide est un solvant pour le sel sodique de péni cilline amorphe, tandis que le butanol normal anhydre ne dissout pratiquement pas ce sel. Il est évident par conséquent qu'en évapo rant une solution du sel sodique (le péni cilline amorphe dans du butanol normal hu mide, l'eau s'élimine sous forme d'un mélange azéotropique avec une partie chi butanol nor mal, ce qui entraîne la eristallisation ou la précipitation du sel sodique de pénicilline du butanol normal anhydre résultant.
Afin d'évi ter le plus possible la. destruction de la péni eilline pendant. le stade d'évaporation, il est avantageux d'effectuer cette évaporation par au moins deux passages dans un évaporateur à couche mince, en ajoutant de l'eau à la solution du sel sodique de pénicilline amorphe dans le butanol normal avant claque passage dans l'évaporateur, de manière due la teneur en eau de cette solution ne tombe pas au- dessous de 5% en volume,
jusqu'à ce que la solution ait été concentrée à la valeur indi quée avant la cristallisation. Il est avanta geux de recristalliser le sel sodique de péni cilline cristallisé obtenu en premier lieu.
Les pH de la solution sont déterminés en diluant un échantillon de la solution avec dix fois son volume d'eau distillée, et en mesurant le pH de la solution obtenue.
L'ajustage du plI de la solution peut. se faire en ajoutant un acide quand orr vent réduire la valeur du pll, ou un composé alca lin du sodium, tel que l'lrvdroxvde, le carbo nate out le bicarbonate de sodium, quand ort désire augmenter la, valeur du pH.
Le traitement au charbon de la solution peut se faire, par exemple, en brassant la solu tion avec 4 1/o en poids du produit marque Actibon C ou d'un autre charbon activé, en séparant le charbon par filtration et en le lavant sur le filtre avec du butanol normal, la première fraction de lavage étant ajoutée au filtrat, et les autres fractions étant utilisées pour le premier lavage et les lavages subsé quents d'une autre charge de charbon.
Il faut noter due toutes les opérations de distillation et. d'évaporation intervenant dans le présent procédé et portant sur des solutions contenant. de la pénicilline peuvent être effec- tnées à pression réduite, selon la pratique ordinaire, pour éviter une décomposition de la pénicilline. Une pression clé moins de 50 mm <B>11-</B> s'est montrée satisfaisante.
L'évaporateur à. couche mince utilisable pour l'évaporation de la solution aqueuse dans le biitanol normal. du sel sodique amorphe petit être un évaporateur à couche ascension nelle d'un type usuel, avant un débit suffi samment élevé pour réduire, sinon suppri mer, la destruction de la pénicilline due à de longues périodes clé contact. avec le butanol normal à, température élevée.
On poursuit l'évaporation de la solution jusqu'à atteindre une concentration en sel d'au moins 15 mg par millilitre (soit, par exemple, 25 000 uni tés par millilitre), et clé préférence comprise entre 4-0 et 60 mg, et pendant cette eoneen- tration on ajoute, si nécessaire, une quantité déterminée d'eau à la solution aqueuse de bntanol avant.
chaque passage dans l'évapora teur, (le manière que la teneur en eau de la solution ne tombe pas au-dessous de 5 % en volume, pour éviter qu'une cristallisation pré maturée du sel sodique de pénicilline ne se produise et pour réduire la décomposition du sel<B>(le</B> pénicilline qui est beaucoup plus lente en présence d'eau.
La concentration en eau peut être avantageusement. de 20 % en vo- lume avant chaque passage. Quand la concen tration du sel (le pénicilline dans la solution a atteint au moins<B>15</B> nig par millilitre pen dant le stade de concentration, la cristalli sation peut s'effectuer par un ou plusieurs passages supplémentaires de la solution dans l'évaporateur et sans addition d'eau.
Ces pas sages finals de la solution concentrée à tra- vers l'évaporateur peuvent être prévus, par réglage de la concentration de la solution, de la température et de la vitesse d'écoulement, clé manière que la cristallisation du sel sodi que de pénicilline se produise dans un organe collecteur et. non dans le tube d'évaporation. La liqueur-mère séparée peut être passée à nouveau dans l'évaporateur, afin d'augmenter le rendement en sel cristallisé.
Il faut. noter que la solution concentrée obtenue après plusieurs passages dans l'évapo rateur peut être évaporée plus avant par sim ple distillation ou évaporation sous pression réduite pour effectuer la cristallisation du sel sodique de pénicilline, au lieu de passer dans l'évaporateur.
Le sel sodique cristallin et la liqueur-mère peuvent être séparés par filtration, et la liqueur-mère, qui a ordinairement une faible teneur en pénicilline CT et une teneur relative ment haute en pénicilline F, peut être traitée pour récupérer ces pénicillines.
Le sel cris tallisé séparé peut, ensuite être recristallisé, par exemple par dissolution dans une solution aqueuse de butanol normal et par adjonction de butanol normal sec à la solution, de préfé rence en deux fractions au moins et à la tem pérature de 0 C environ, pour amener la concentration de l'alcool à 95-99 % en vo- lume environ, ce qui entraîne la cristallisa tion du sel.
On a constaté que si l'addition de butanol normal .sec se poursuit jusqu'à une concentration finale en butanol. normal de 97 % en volume, en veillant à ce que la cris- tallisation commence avec une teneur en eau aussi haute que possible et que les cristaux se séparent sous formes d'aiguilles, on obtient des cristaux blancs du sel sodique de péni cilline d'une pureté de 100% pratiquement,
avec un rendement. de 72 à 77 % dans ce der- nier stade de recristallisation. Un tel mode de faire donne normalement des aiguilles, mais il peut être nécessaire parfois d'amorcer la cristallisation.
Quand on poursuit l'addition de butanol normal sec jusqu'à une concentra- tion finale de 99 % en volume, le rendement en produit cristallisé peut être augmenté, mais le produit. est aussi plus coloré.
Comme la liqueur-mère séparée à ce stade peut être uti lisée à nouveau à un stade antérieur du pro cédé, par exemple en l'ajoutant à la solution traitée nu charbon, il n'y a pas d'avantage à continuer l'addition de butanol normal sec au- delà d'une concentration de 97 %.
Il faut noter aussi que, bien que la solu tion du sel sodique de pénicilline amorphe dans le butanol normal utilisée puisse être obtenue de différentes manières, il est avanta geux que cette solution provienne de l'extrac tion aqueuse d'une solution du sel sodique de pénicilline dans un solvant organique, telle qu'obtenue dans le procédé ordinaire de pré paration de la pénicilline, suivie d'une extrac tion de l'extrait aqueux par du butanol nor mal.
Ces extractions peuvent se faire avanta geusement en continu à contre-courant dans une tour ou dans un élément à plusieurs étages, la proportion du solvant à l'eau dans chaque extraction étant choisie de manière à assurer une extraction optimum de la péni cilline, tout en évitant une dilution inutile de la solution de pénicilline ainsi traitée.
On a observé que le traitement de la solu tion du sel sodique de pénicilline amorphe dans le butanol normal avec un charbon activé chimiquement, entraîne l'acidification de cette solution et nécessite par conséquent l'ajuste ment du pH à une valeur comprise entre 5,0 et 7,5 et de préférence entre 6,4 et 6,6 avant cle concentrer la solution. Cet ajustement se fait de préférence en ajoutant. à la solution une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, avant de commencer l'évaporation.
Si, cepen dant, la solution butylique est déjà saturée d'eau, il est impossible de neutraliser la solu tion par addition d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, et il est. nécessaire, dans ce cas, d'ajouter de l'hydroxyde de so dium aqueux après que la solution a été par tiellement concentrée et déshydratée par un seul passage dans l'évaporateur.
L'exemple suivant expose une mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'activité de la pénicilline est donnée en unités inter nationales, et les pourcentages sont en poids, sauf indication contraire. Exemple: On agite une solution de sel sodique de pénicilline amorphe dans du butanol normal., obtenue comme indiqué plus haut à partir d'un bouillon acidifié, en présence d' Aeti- bon C (charbon activé acide), à raison de 4 parties en poids de charbon pour 100 par ties en volume de la.
solution, on sépare le charbon par filtration et on lave le charbon sur le filtre avec 25 % du volume de la, solu- tion originale de butanol normal.
Le sel sodi que de pénicilline récupéré dans le filtrat et dans la première fraction de lavage représente les 94,7 % du sel original, et la décoloration obtenue dans ce stade est. de 82 0/0.
La solution traitée au charbon est ensuite évaporée par plusieurs passages dans un évaporateur à cou che mince ascensionnelle comprenant un tube d'évaporation en métal 11-1 onel de 61 em de longueur et de 6 mm de diamètre intérieur, et un système de condensation comportant une chemise d'eau en métal 1tlonel de 12,5 mm de diamètre intérieur.
Après le premier passage dans l'évapora teur, on neutralise la solution à un pH de 6,5 au moyen d'une solution d'hydroxyde de so dium. La teneur en eau de la solution est ajustée à une valeur d'environ 20% en vo lume avant chaque passage. Le débit du liquide à travers l'évaporateur est d'environ 6,8 litres/heure. Quand la solution a été con centrée jusqu'à une valeur de 54,3 mg de sel sodique de pénicilline par millilitre, le sel est. cristallisé par trois nouveaux passages de la solution dans l'évaporateur. La substance cris talline est alors séparée par filtration de la liqueur-mère, et consiste en sel sodique de pénicilline d'une pureté de 97 0/0, le rendement étant de 80%.
La liqueur-mère contient. 12,3 mg de sel sodique de pénicilline par milli litre et ainsi le rendement. global en sel sodi que de pénicilline à partir de la solution trai tée au charbon est de 99 0/0.
La substance cristalline séparée est. dissoute dans deux fois son poids d'une solution aqueuse de butanol normal à 88 % en volume environ, et le sel sodique de pénicilline est recristallisé dans cette solution par addition (le butanol normal sec, à 0 C, jusqu'à une eorieentration finale de 97% en volume. La substance cristalline obtenue consiste en sel sodique de pénicilline blanc d'une pureté de 100%,
le rendement étant de 77%. Si l'on tient compte du sel sodique de pénicilline dans la liqueur-mère, qui rentre dans le cycle du procédé où on l'ajoute à la solution traitée au charbon,
on obtient un rendement de 99 % en substance cristalline dans ce stade de reeristal- lisation.
Process for preparing the sodium salt of crystallized penicillin. The object of the present invention is. a process for preparing the crystallized penicillin sodium salt.
relates to the process of isolating penicillin (fermentation broth usually includes extraction of the broth, acidified and filtered, by an organic solvent, usually amyl acetate, carbon treatment of the extraction liquid , the purification of this liquid, for example by repeated extraction with water or organic solvents, by chromatographic adsorption or by other means, and the evaporation at low temperature of the aqueous solution finally obtained from the salt sodium penicillin, to obtain this salt in amorphous form This amorphous salt obtained by desiccation at low temperature has the drawback of being hygroscopic and relatively unstable.
Crystallized penicillin sodium salt is, on the other hand, relatively stable and non-hygroscopic. Many methods have been proposed recently for obtaining the sodium salt of crystallized penicillin. One of these methods consists in dissolving the sodium salt (the amorphous penicillin in a lower aliphatic alcohol and producing the crystallization of the salt by adding a liquid miscible with alcohol but not constituting a solvent for the sodium salt. of penicillin.
A method proposed below is to produce the. crystallizing a partially purified preparation having a relatively high penicillin content in the presence of a neutral water-soluble salt, separating the obtained crystals and recrystallizing them from an organic solvent. Another still method is to add a precipitation promoting agent to an aqueous solution of penicillin or penicillin salts, to extract the penicillin salts from the resulting mixture with an immiscible organic solvent, and to produce crystallization of a salt. pure penicillin from the extraction liquid.
These processes for preparing crystallized penicillin sodium salt have the disadvantage of giving a low overall yield of crystalline substance, and this substance is rarely both pure and practically colorless. The present invention makes it possible to obtain the crystalline sodium salt of penicillin, pure and white, in good yields.
We have. found that an efficient crystallization of the sodium salt of penicillin, with the production of practically pure and white crystals, can be obtained only by the combination of certain operations, the importance of which has not been understood heretofore, either that they are either consider their combinations, and the inclusion of these operations in the purification process is of paramount importance to obtain good yields.
The process according to the invention is characterized in that the penicillin is extracted from an acidified fermentation broth containing penicillin, with an organic solvent, in that the penicillin contained in the extract is converted into the salt. sodium penicillin amor phe by adding an alkaline sodium compound, in that a solution is prepared of this amorphous sodium salt in a mixture of water and normal butanol, the salt having an activity of at at least 800 international units of penicillin per mg,
in that this solution is treated with activated charcoal in an amount at most equal to 10% of the weight of the. solution, in that the carbon is then separated from the solution, in that the pH of the solution is adjusted to a value between 5.0 and 7.5, in that the solution thus obtained is evaporated by maintaining the water content of the.
solution to a value of at least 5% by volume until the sodium salt concentration of penicillin is. at least 15 mg per eni-3, in that the evaporation of the solution is then continued without the addition of water until crystallization of the sodium salt takes place and the salt is collected crystallized penicillin sodium.
It is necessary that the organic solvent used to dissolve the amorphous sodium salt of penicillin is an aqueous solution of normal butanol, and then that the sodium salt of amorphous penicillin subjected to crystallization has an activity of at least 800, and preferably of at least 1000 international units of penicillin per milligram. It has been found, on the one hand, that with organic solvents other than normal butanol, the yields obtained of penicillin sodium salt crystals are. significantly reduced, and, on the other hand, that if the purity of the amorphous salt subjected to the. crystallization is lower than that indicated above, the efficiency of the crystallization process is reduced and the product obtained is less pure.
In addition, although the charcoal treatment does not have a significant influence on the purity of the crystallized penicillin sodium salt finally obtained, it allows small amounts of certain impurities to be removed which can act as crystallization inhibitors. and which. the presence must be avoided in order to have a satisfactory crystallization of the salt.
In addition, the solution should be practically neutral with a pH between 5.0-7.5 and preferably 6.4-6.6, as penicillin key decomposition can occur at more acidic pHs. or more alkaline in the presence of normal butanol. Finally, the concentration of penicillin in the normal butanol solution should be at least <B> 15 </B> mg per milli liter, and preferably from 5 to 70 mg per milli liter before allowing the crystallization of the mixture. . sodium salt of penicillin.
Wet normal butanol is a solvent for the amorphous penicillin sodium salt, while anhydrous normal butanol does not substantially dissolve this salt. It is evident therefore that by evaporating a solution of the sodium salt (the amorphous penillin in normal wet butanol, the water is eliminated in the form of an azeotropic mixture with a normal butanol part, which causes eristallization or precipitation of the penicillin sodium salt from the resulting normal anhydrous butanol.
In order to avoid the. destruction of the penileillin during. the evaporation stage, it is advantageous to carry out this evaporation by at least two passages in a thin-film evaporator, adding water to the solution of the sodium salt of amorphous penicillin in normal butanol before passing through the 'evaporator, the water content of this solution does not fall below 5% by volume,
until the solution has been concentrated to the indicated value before crystallization. It is advantageous to recrystallize the crystallized sodium salt of penicillin obtained in the first place.
The pHs of the solution are determined by diluting a sample of the solution with ten times its volume of distilled water, and by measuring the pH of the solution obtained.
The adjustment of the fold of the solution can. be done by adding an acid when orr vent to reduce the pll value, or an alkaline sodium compound, such as lrvdroxvde, carbonate or sodium bicarbonate, when ort wishes to increase the pH value.
Charcoal treatment of the solution can be done, for example, by mixing the solution with 4 1 / o by weight of the Actibon C brand product or another activated charcoal, separating the charcoal by filtration and washing it over the filter with normal butanol, the first wash fraction being added to the filtrate, and the other fractions being used for the first wash and subsequent washes of another charge of carbon.
It is necessary to note due all the operations of distillation and. evaporation involved in the present process and relating to solutions containing. of penicillin can be carried out at reduced pressure, according to ordinary practice, to avoid decomposition of the penicillin. A key pressure of less than 50 mm <B> 11- </B> has been shown to be satisfactory.
The evaporator at. thin layer usable for the evaporation of the aqueous solution in normal biitanol. amorphous sodium salt can be used as an ascending layer evaporator of the usual type, before a sufficiently high flow rate to reduce, if not eliminate, the destruction of penicillin due to long periods of contact. with normal butanol at, elevated temperature.
Evaporation of the solution is continued until a salt concentration of at least 15 mg per milliliter is reached (ie, for example, 25,000 units per milliliter), and preferably between 4-0 and 60 mg, and during this concentration, if necessary, a determined quantity of water is added to the aqueous solution of bentanol beforehand.
each pass through the evaporator, (such that the water content of the solution does not fall below 5% by volume, to prevent premature crystallization of the sodium salt of penicillin from occurring and to reduce the decomposition of salt <B> (</B> penicillin which is much slower in the presence of water.
The water concentration can advantageously be. by 20% by volume before each pass. When the salt concentration (the penicillin in the solution has reached at least <B> 15 </B> nig per milliliter during the concentration stage, crystallization can take place by one or more additional passes of the solution. in the evaporator and without adding water.
These final steps of the concentrated solution through the evaporator can be foreseen, by adjusting the concentration of the solution, the temperature and the flow rate, so that the crystallization of the sodium salt of penicillin. occurs in a collecting organ and. not in the evaporator tube. The separated mother liquor can be passed through the evaporator again, in order to increase the yield of crystallized salt.
It is necessary. note that the concentrated solution obtained after several passes through the evaporator can be further evaporated by simple distillation or evaporation under reduced pressure to effect crystallization of the sodium salt of penicillin, instead of passing through the evaporator.
The crystalline sodium salt and the mother liquor can be separated by filtration, and the mother liquor, which usually has a low content of penicillin CT and a relatively high content of penicillin F, can be processed to recover these penicillins.
The separated crystallized salt can then be recrystallized, for example by dissolving in an aqueous solution of normal butanol and by adding dry normal butanol to the solution, preferably in at least two fractions and at a temperature of approximately 0 ° C. , to bring the alcohol concentration to about 95-99% by volume, which results in crystallization of the salt.
It has been found that if the addition of normal dry butanol continues until a final butanol concentration. normal of 97% by volume, ensuring that the crystallization begins with as high a water content as possible and that the crystals separate in the form of needles, white crystals of the sodium salt of penicillin d are obtained. 'a purity of practically 100%,
with a yield. from 72 to 77% in this latter stage of recrystallization. Such a procedure normally gives needles, but it may sometimes be necessary to initiate crystallization.
When the addition of dry normal butanol is continued to a final concentration of 99% by volume, the yield of crystalline product can be increased, but the product. is also more colorful.
As the mother liquor separated at this stage can be used again at an earlier stage of the process, for example by adding it to the treated solution without carbon, there is no advantage in continuing the addition. of normal dry butanol above a concentration of 97%.
It should also be noted that, although the solution of the sodium salt of amorphous penicillin in the normal butanol used can be obtained in different ways, it is advantageous that this solution comes from the aqueous extraction of a solution of the sodium salt. of penicillin in an organic solvent, as obtained in the ordinary process for the preparation of penicillin, followed by extraction of the aqueous extract with normal butanol.
These extractions can advantageously be carried out continuously against the current in a tower or in a multi-stage unit, the proportion of solvent to water in each extraction being chosen so as to ensure optimum extraction of the penicillin, while avoiding unnecessary dilution of the penicillin solution thus treated.
It has been observed that the treatment of the solution of the amorphous penicillin sodium salt in normal butanol with a chemically activated charcoal leads to the acidification of this solution and therefore requires the adjustment of the pH to a value between 5. 0 and 7.5 and preferably between 6.4 and 6.6 before concentrating the solution. This adjustment is preferably made by adding. to the solution an aqueous solution of sodium hydroxide, before starting the evaporation.
If, however, the butyl solution is already saturated with water, it is impossible to neutralize the solution by adding an aqueous solution of sodium hydroxide, and it is. necessary, in this case, to add aqueous sodium hydroxide after the solution has been partially concentrated and dehydrated by a single pass through the evaporator.
The following example sets out an implementation of the method according to the invention. The activity of penicillin is given in international units, and percentages are by weight, unless otherwise indicated. Example: A solution of amorphous penicillin sodium salt in normal butanol, obtained as indicated above from an acidified broth, is stirred in the presence of Aeti- bon C (acid activated charcoal), in an amount of 4 parts. by weight of coal per 100 parts by volume of the.
solution, the charcoal is filtered off and the charcoal washed on the filter with 25% by volume of the original normal butanol solution.
The sodium salt of penicillin recovered in the filtrate and in the first washing fraction represents 94.7% of the original salt, and the discoloration obtained in this stage is. of 82 0/0.
The carbon-treated solution is then evaporated by several passes in an ascending thin-film evaporator comprising an 11-1 onel metal evaporation tube 61 em in length and 6 mm in internal diameter, and a condensation system comprising a 1tlonel metal water jacket with an internal diameter of 12.5 mm.
After the first passage through the evaporator, the solution is neutralized to a pH of 6.5 with sodium hydroxide solution. The water content of the solution is adjusted to a value of about 20% by volume before each pass. The flow rate of liquid through the evaporator is approximately 6.8 liters / hour. When the solution has been concentrated to a value of 54.3 mg of sodium penicillin salt per milliliter, the salt is. crystallized by passing the solution three more times through the evaporator. The crystalline substance is then separated by filtration from the mother liquor, and consists of sodium salt of penicillin with a purity of 97%, the yield being 80%.
The mother liquor contains. 12.3 mg of penicillin sodium salt per milli liter and thus the yield. the overall sodium salt of penicillin from the charcoal-treated solution is 99%.
The separated crystalline substance is. dissolved in twice its weight of an aqueous solution of normal butanol at about 88% by volume, and the sodium salt of penicillin is recrystallized from this solution by addition (dry normal butanol, at 0 C, to a final concentration of 97% by volume The crystalline substance obtained consists of sodium salt of white penicillin with a purity of 100%,
the yield being 77%. If we take into account the sodium salt of penicillin in the mother liquor, which goes into the process cycle where it is added to the solution treated with carbon,
a 99% yield of crystalline substance is obtained in this reeristallization stage.