Procédé de préparation de la procaïne-pénicilline. La présente invention a pour objet. un procédé de préparation de la procaïne-péni- cilline.
La. procaïne-pénicilline est l'un des déri vés de la pénicilline les plus avantageux pour l'emploi thérapeutique, présentant l'avantage d'être peu douloureuse quand elle est admi nistrée par injection, et de se maintenir dans le courant sanguin à une concentration favo rable. La préparation de procaïne-pénicilline a déjà été décrite en rapport avec des pro cédés de stabilisation d'antibiotiques, tels que la pénicilline, la streptomycine et la. tyrothri- cine, avec des amines.
Ces procédés compren nent la combinaison des différentes substances désignées sous le nom de pénicilline soit sépa rément, soit en mélange entre elles, à deux ou plus, et d'autres antibiotiques avec certains alcaloïdes comme la procaïne et l'atropine.
On sait que les préparations de pénicilline (et sous ce nom il faut comprendre soit une péni cilline spéciale, soit un mélange de pénicil lines) et d'un alcaloïde présentent le grand avantage de donner des solutions auto- stabilisantes, et qu'on obtient des résultats particulièrement satisfaisants avec la pr ocaïne, la solubilité- de cette dernière étant en outre favorisée par l'union avec un antibiotique.
On a décrit la préparation d'une solution aqueuse de procaïne-pénicilline, consistant à ajouter de l'ascorbate de procaïne au sel de calcium de la pénicilline, la solution jaune vif obtenue pouvant être stabilisée par adjonction de sor- bose. Une autre méthode consiste à faire réagir la pénicilline sous forme acide avec la pro- eaïne-base. Une telle solution de procaïne- pénicilline est maintenue de préférence à une température de 2 C avant son emploi.
On a trouvé maintenant que si la pro- caïne-pénicilline est. préparée par réaction entre la procaïne ou un sel de procaïne et la pénicilline ou un sel de pénicilline dans un milieu solvant dans lequel la solubilité de la procaïne-pénicilline est d'au plus 5%, la pro- caïne étant présente au moins en proportion équimoléculaire par rapport à la pénicilline, la procaïne-pénicilline peut être pratiquement précipitée par défaut de solubilité et peut être séparée, par filtration ou par tout autre moyen.
On a trouvé, en outre, qu'une pro- caïne-pénicilline d'une pureté relativement élevée et propre à l'usage thérapeutique peut être précipitée de cette manière à partir de solutions de pénicilline ou de ses sels d'une faible pureté, et qu'il n'est donc pas néces saire, pour préparer la procaïne-pénicilline, d'utiliser une pénicilline ou un sel de péni cilline fortement purifié. On peut ainsi éviter les opérations de purification habituellement effectuées dans la préparation. de la pénicil line et les pertes en pénicilline que ces opéra tions entraînent,
tout en obtenant une pro- caïne-pénicilline de la pureté voulue pour l'emploi thérapeutique. Le procédé de préparation de la procaïne- pénicilline selon l'invention est caractérisé en ce qu'on traite de la pénicilline ou un sel de pénicilline d'une pureté comprise entre 10 et 70 % en poids,
avec de la procaïne ou Lin sel de procaïne, en solution de réaction dans un solvant dans lequel la solubilité de la pro- caïne-pénicilline est d'au plus 5 0/0, la procaïne étant présente au moins en proportion équi moléculaire relativement à la pénicilline, et en ce que l'on sépare la procaïne-pénicilline par précipitation par manque de solubilité,
à partir d'au moins un milieu formé au moins partiellement par le ou les solvants consti tuant le milieu dans lequel s'est effectuée la réaction. De préférence, la teneur en pénicil line est telle qu'il se forme plus de procaïne- pénicilline que le-milieu de réaction n'en peut dissoudre, et on isole la procaïne-pénicilline ainsi précipitée.
Si l'on a effectué la réaction en solution très diluée, de sorte qu'il n'y a pas eu préci pitation de proeaïne-pénicilline, ou qu'il ne s'en est précipité qu'une partie, l'adjonction, après réaction, d'un liquide diminuant le pou voir Bolvant du milieu assure la. précipitation voulue de ladite substance.
La pureté de la pénicilline utilisée est avantageusement comprise entre 35 et 70 %, et de préférence entre 60 et 70 % en poids. La pénicilline utilisée peut être, par exemple, sous forme d'un extrait aqueux d'un sel de pénicilline,
d'un extrait de pénicilline dans un solvant organique, ou d'une substance solide obtenue par précipitation d'une solution de pénicilline ou par congélation et dessiccation d'une telle solution. La pénicilline utilisée peut être soumise préalablement à un petit nombre d'opérations de purification, pour qu'elle présente la pureté indiquée ci-dessus.
Il n'est pas avantageux, en général, d'utiliser comme matière première un bouillon de cul ture contenant de la pénicilline, un tel bouil lon étant trop pauvre en pénicilline pour per mettre la précipitation de la procaïne-péni- cilline. En outre, un tel bouillon contient en général des matières d'une structure organi- que complexe qui peuvent gêner la précipi tation.
On peut. utiliser avantageusement, par contre, dans le procédé selon l'invention, un bouillon de culture filtré et concentré, par exemple par extraction avec un volume rela tivement faible d'un solvant organique, ou une solution aqueuse obtenue par extraction de ce solvant organique au moyen d'eau et à un pli alcalin.
La solution de pénicilline ou d'un sel de pénicilline peut être soumise à un traitement avec une petite quantité de charbon actif, 1 à 5 % par exemple, avant de faire réagir la pénicilline avec la procaïne. Ce traitement peut se faire par agitation de la solution avec le charbon, et ce dernier peut être séparé en suite par filtration. Bien qu'un tel traitement ne produise aucune augmentation notable de la pureté de la pénicilline, il améliore consi dérablement la couleur de cette dernière.
Pour obtenir -une précipitation satisfai sante de la procaïne-pénicilline sans adjonc tion d'un liquide diminuant le pouvoir sol vant du milieu, la concentration en pénicilline du solvant dans lequel se fait la réaction doit être en excès sur la concentration correspon dant à la solubilité de la procaïne-pénicilline dans ce solvant.
Ainsi, par exemple, la solu bilité de la procaïne-pénicilline dans l'eau étant de 0,5 % en poids, ce qui correspond à une solution aqueuse contenant environ 5000 unités de pénicilline par millilitre, on utili sera de préférence un excès de 25 000 unités de pénicilline par millilitre pour obtenir une bonne précipitation.
Il en est. de même avec d'autres solvants réactionnels appropriés, la concentration minimum admissible en péni cilline dans le mélange réactionnel dépendant de la solubilité de la procaïne-pénicilline dans le solvant utilisé. On utilise de préférence un solvant dans lequel la solubilité de la procaïne- pénicilline est inférieure à 2 % oui pratique- ment nulle.
Une précipitation satisfaisante de la procaïne-pénicilline dépend non seulement de la concentration en pénicilline du mélange réactionnel, mais aussi de la pureté de la pé- iiieilline, exprimée en unités internationales par milligramme clé substances solides totales. La procaïne ou procaïne-base est le p-aminobenzoyl-p-diéthylamino-éthanol dont le chlorhydrate, de formule p-NH2. C6H,i. CO. 0.
CH. CI32 . N(C2H5) 2 . 1-ICI, est connu comme anesthésique local. Par sels de procaïne , on entend les sels de cette base libre, comme le chlorhydrate, le sulfate, le nitrate, le formiate, le benzoate, etc., dans les quels 1-'acide se fixe à l'atome d'azote trivalent de la base, qui devient ainsi pentavalent. La procaïne-pénicilline est un sel de ce type, dans lequel une molécule de pénicilline est attachée à l'azote trivalent de la procaïne base.
Toute fois, i1 est évident que, lorsqu'on parle de sels de procaine utilisés comme produits de départ, ceci exclut la procaïne-pénicilline.
La procaïne-pénicilline peut être préparée soit par réaction entre la forme acide de la pénicilline et la procaïne-base, soit par double décomposition d'un sel de procaïne et d'un sel, de pénicilline. Par exemple, le chlorhydrate de procaïne et le sel sodique de pénicilline peuvent réagir pour former de la procaïne- pénicilline et. du chlorure de sodium.
Bien (lue la formation de procaïne-pénicilline puisse se produire par réaction entre -Lin sel de pro caïne et la pénicilline sous forme acide, ou entre la procaïne et un sel de pénicilline, la réaction ne se fait pas d'une manière satis faisante et n'est, pas complète. Le procédé selon l'invention peut comprendre cependant la formation in situ dans le mélange réaction nel de la procaïne-base ou de la forme acide (le la pénicilline, selon le cas, par addition d'une base ou d'un acide, respectivement.
La procaïne et la pénicilline peuvent être utilisées en proportions équimoléculaires, mais on utilise de préférence un excès de procaïne relativement à, la quantité équimoléculaire, dans le but d'éviter toute perte de pénicilline.
La réaction entre la procaïne et la péni- eilline, ou entre leurs sels, se fait en solution, et elle peut être effectuée le plus avantageuse ment en mélangeant des solutions clés deux composants, ou en ajoutant. l'un des compo sants â. une solution de l'autre composant (fans laquelle il est soluble. Le solvant utilisé doit donc alors dissoudre la pénicilline, et la procaïne, ou leurs sels, utilisés comme réactifs, mais la solubilité de la procaïne-pénicilline dans ce solvant doit être d'au plus 5%.
Parmi les solvants appropriés pour le pro cédé selon l'invention, on peut citer: les esters d'acides carboxyliques aliphatiques inférieurs, tels que l'acétate d'amyle et l'acétate de bu tyle; les alcools aliphatiques, tels que l'éthanol, le propanol, le butanol et l'acool amylique; les hydrocarbures halogénés, tels que le chloro forme;
les éthers, tels que l'éther éthylique, l'éther diisopropylique, l'éther méthyl-éthyli- que et l'éther isopropyl-éthylique; les cétones aliphatiques inférieures, telles que la méthyl- isobutyl-cétone et la- méthyl-éthy 1-cétone; des mélanges de solvants organiques, tels que acétone-acétate de butyle, butanol-acétate de butyle, etc.;
et des mélanges d'eau et de sol vants organiques tels que l'acétone, la méthyl- éthyl-cétone, le butanol, etc.
On a vu que la concentration des réactifs est de préférence telle que la procaïne-péni- cilline précipite facilement, mais dans les cas où l'on utilise des solutions très diluées, ou lorsqu'il reste de la procaïne-pénicilline rési duelle en solution après que la majeure par tie de ce corps a été précipitée, on peut ajou ter à la solution un liquide dans lequel la procdïne-pénicilline n'est pas soluble, et qui diminue le pouvoir solvant du milieu, afin de faciliter la précipitation de la procaïne-péni- cilline.
La pénicilline ou le sel de pénicilline em ployé peut être constitué par la matière obte nue à un stade quelconque d'un procédé de purification d'un premier extrait, effectué avec un solvant organique, d'un bouillon aci difié contenant de la pénicilline amorphe brute, quand la pureté de la pénicilline dans cet extrait est comprise enÉre 10 et 70%.
On peut, par exemple, ajouter de la procaïne en solution dans de l'acétate d'amy le à un extrait par l'acétate d'amyle de la pénicilline contenue dans un bouillon de culture filtré et acidifié, la quantité de procaïne ajoutée cor respondant approximativement à la quantité de pénicilline présente ou étant en excès rela tivement à cette quantité, et on peut séparer par filtration la procaïne-pénicilline préci pitée et la laver avec un solvant organique ou avec de l'eau.
On peut aussi dissoudre le sel sodique de pénicilline amorphe, séché par congélation, ou le sel sodique de pénicilline cristallisé, d'iuie faible pureté, dans un mé lange d'eau et d'acétone et ajouter à cette solution une solution de chlorhydrate de pr o- caïne dans un mélange d'eau et d'acétone, sé parer par filtration la procdïne-pénicilline précipitée, la laver avec de l'eau pour élimi ner le chlorure de sodium, et la sécher ensuite.
Quand on mélange ensemble des solutions des deux réactifs, il n'est pas nécessaire que le solvant soit le même, mais, si les solvants sont différents, i1. est avantageux qu'ils soient pratiquement complètement miscibles. Il est nécessaire dans certains cas d'utiliser des sol vants différents pour la procaïne et la péni- cilline, ces deux réactifs pouvant ne pas être solubles tous deux dans -Lin solvant déterminé.
Les exemples suivants illustrent la mise en pauvre du procédé selon l'invention. Les par ties en poids et les parties en volume ont entre elles le rapport qu'elles auraient si elles étaient exprimées respectivement en grammes et en millilitres.
<I>Exemple 2:</I> On mélange 2000 parties en volume d'une solution de pénicilline dans de l'acétate de butyle, contenant 12,2 millions d'unités de pénicilline, l'activité des substances solides étant de 900 unitésimg, dans 400 parties en volume d'une solution de procaïne dans de l'acétate de butyle, obtenue en dissolvant 9,26 parties en poids de chlorhydrate de pro- caïne dans de l'eau, en extrayant cette solu tion avec de l'acétate de butyle après alcalini- sation au moyen de soude caustique,
et on laisse reposer pendant une nuit, à la tempé rature de 5 C. La procaïne-pénicilline préci pitée est séparée par. filtration, lavée avec de l'acétone, séparée à nouveau par filtration, lavée avec de l'eau et de l'éther et séchée à 37 C.
On obtient 13,3 parties en poids de pro- caïne-pénicilline d'une activité de 901 uni tésimg et comprenant au total 11,98 millions d'unités de pénicilline, ce qui correspond à un rendement de 98,2 % en procaïne-péni- cilline.
<I>Exemple 2:</I> On filtre un bouillon contenant de la péni cilline, on acidifie le filtrat et on l'extrait avec de l'acétate d'amyle. On extrait la solu tion de pénicilline dans l'acétate d'amyle avec de l'eau, à un pH de 7, on acidifie l'extrait. aqueux et on l'extrait à nouveau avec de l'acétate d'amyle.
La solution résultante, con tenant 9041 unités de pénicilline par mille- litre, est agitée avec 1% en poids de charbon actif, et le charbon est séparé par filtration.
On traite 800 parties en volume de la solution résultante avec une solution de proçane dans de l'acétate de butyle, et on sépare la pro- caïne-pénieilline précipitée comme décrit dans l'exemple 1.
On obtient 7,105 parties en poids de procaïne-pénicilline d'une activité de 975 iuiitésimg, ce qui représente un rendement de 96 % à partir de l'extrait à l'acétate d'amyle. Exemple <I>3:
</I> On mélange lentement, en brassant, une solution de 10 parties en poids de chlorhydrate de procaïne dans 90 parties en volume d'un mélange eau-acétone contenant 8011/o en vo lume d'acétone, avec une solution de 13,04 par ties en poids de sel sodique de pénicilline amorphe, d'une pureté d'environ 65 %, dans 50 parties en volume d'un mélange eau-acétone contenant 80 0/ô en volume d'acétone.
Quand le mélange des deux solutions est achevé, on y ajoute de l'acétate de butyle en quantité suffisante pour réduire la concentration en eau à 3 %. Cela provoque une nouvelle préci- pitation, sous forme cristalline, de procaïne- pénicilline par encore précipitée. On sépare les cristaux par filtration, on les lave avec de l'acétone, de l'eau et finalement de l'acétone, et on les sèche.
On obtient 11 parties en poids de procaïne-pénicilline d'une couleur crème très pâle et d'une activité de 960 unités/mg. Le rendement total en pénicilline, sous forme de procaïne-pénicilline, est. de 76 %.
<I>Exemple 4:</I> On filtre 36 300 litres d'un bouillon conte nant de la pénicilline, on acidifie le filtrat et on l'extrait avec de l'acétate - de butyle. L'ex trait est traité par de l'eau à un<B>pH</B> de 7, on acidifie l'extrait aqueux et on l'extrait avec 1640 litres d'acétate de butyle.
Cet extrait, qui contient 25 370 millions d'unités de péni cilline et dont les substances solides contien- nent 734 unités/mg (pureté de 41%), est traité avec 36,3<B>kg</B> de procaïne-base en solu tion dans 81,6 litres d'acétone.
On sépare, par filtration, la procaïne-pénicilline formée, on la lave avec 109 litres d'acétate de butyle et 6,8 litres d'acétone, on filtre et on sèche la procaïne-pénicilline. Cette dernière a une acti vité de 982 unités/mg (pureté de 94,5 0/0), et le rendement, à partir de l'extrait de l'acétate de butyle traité par la procaïne, est de 85 %. <I>Exemple 5:
</I> On filtre 36 300 litres d'un bouillon conte nant de la pénicilline, on acidifie le filtrat et on l'extrait avec de l'acétate de butyle. L'extrait est traité par de l'eau à un pH de 7, on acidifie l'extrait aqueux et on l'extrait avec 1640 litres d'acétate . de butyle. Cet extrait, qui contient 18 000 millions d'unités de péni cilline et dont les substances solides contien nent 833 unités/mg (pureté de 470/0), est traité avee 36,3 kg de procaïne-base en solu tion dans 81,6 litres d'acétone.
On sépare par filtration la procaïne-pénicilline formée, on la lave avec 109 litres d'acétate de butyle et 6,8 litres d'acétone, on filtre et on sèche la procaïne-pénicilline. Cette dernière a une acti- vité de 942 unités/mg (pureté de 90,5%), et le rendement, à partir de l'extrait à l'acétate de butyle traité _avec la procaïne-base, est de 1001/0.
<I>Exemple 6:</I> On filtre 36 300 litres d'un bouillon conte nant de la pénicilline, on acidifie le filtrat et on l'extrait avec de l'acétate de butyle. L'ex trait est traité avec de l'eau à un<B>pi,</B> de 7, on acidifie l'extrait aqueux et on l'extrait avec 1640 litres d'acétate de butyle. Cet extrait, qui contient 25 700 millions d'unités de péni cilline et dont les substances solides contien nent 1073 unités/mg (pureté de 60 0/0), est traité avec 36,3<B>kg</B> de procaïne-base en solu tion dans 81,6 litres d'acétone.
On sépare par filtration la procaïne-pénicilline formée, on la lave avec 109 litres d'acétate de butyle et 6,8 litres d'acétone, on filtre et on sèche la proeaïne-pénicilline. Cette dernière a une acti vité de 958 unités/mg (pureté dè 921/o), et le rendement, à partir de l'extrait à l'acétate de butyle traité .par la procaïne-base, est de 91,511/o.
<I>Exemple 7:</I> On dissout 2 parties en poids de sel sodi que de pénicilline amorphe, d'une activité de 618 unités/mg (pureté de 37 0/0), dans 8 par ties en volume d'eau distillée, et on ajoute à cette solution, en brassant, une solution de 3 parties en poids de chlorhydrate de procaïne dans 12 parties en volume d'eau distillée. On sépare par filtration la procaïne-pénicilline précipitée. On obtient 1,12 partie en poids de procaïne-pénicilline, d'une activité de 925 uni- tésjmg (pureté de 90(1/o).
Les puretés sont calculées sur la base d'une activité de 1780 unités/mg pour la péni cilline G pure, et d'une activité de 1667 uni t.ésimg pour le sel sodique pur de pénicilline G.
Process for the preparation of procaine-penicillin. The object of the present invention is. a process for the preparation of procaine penicillin.
Procaine-penicillin is one of the most advantageous derivatives of penicillin for therapeutic use, having the advantage of being little painful when given by injection, and of remaining in the blood stream at a favorable concentration. The preparation of procaine-penicillin has already been described in connection with methods of stabilizing antibiotics, such as penicillin, streptomycin and la. tyrothricine, with amines.
These methods include combining the different substances referred to as penicillin either separately or in admixture with one another, two or more, and other antibiotics with certain alkaloids such as procaine and atropine.
It is known that the preparations of penicillin (and under this name one must understand either a special penicillin or a mixture of penicillin) and an alkaloid have the great advantage of giving self-stabilizing solutions, and that we obtain particularly satisfactory results with procaine, the solubility of the latter being furthermore promoted by the union with an antibiotic.
The preparation of an aqueous solution of procaine-penicillin has been described, consisting in adding procaine ascorbate to the calcium salt of penicillin, the bright yellow solution obtained being able to be stabilized by addition of sorbose. Another method is to react the penicillin in acid form with the protein base. Such a procaine-penicillin solution is preferably maintained at a temperature of 2 ° C. before its use.
It has now been found that if procaine-penicillin is. prepared by reaction between procaine or a procaine salt and penicillin or a penicillin salt in a solvent medium in which the solubility of procaine-penicillin is at most 5%, the procaine being present at least in proportion equimolecular with respect to penicillin, procaine-penicillin can be substantially precipitated by lack of solubility and can be separated, by filtration or by any other means.
It has furthermore been found that pro-caine-penicillin of relatively high purity suitable for therapeutic use can be precipitated in this manner from solutions of penicillin or its salts of low purity, and that it is therefore not necessary, in order to prepare procaine-penicillin, to use a penicillin or a highly purified salt of penicillin. It is thus possible to avoid the purification operations usually carried out in the preparation. penicillin and the losses of penicillin that these operations cause,
while obtaining procaine-penicillin of the purity desired for therapeutic use. The process for preparing procaine-penicillin according to the invention is characterized in that one treats penicillin or a salt of penicillin with a purity of between 10 and 70% by weight,
with procaine or the salt of procaine, in reaction solution in a solvent in which the solubility of the procaine-penicillin is at most 5%, the procaine being present at least in an equi molecular proportion relative to penicillin, and in that procaine-penicillin is separated by precipitation due to lack of solubility,
from at least one medium formed at least partially by the solvent or solvents constituting the medium in which the reaction was carried out. Preferably, the penicillin content is such that more procaine-penicillin is formed than the reaction medium can dissolve, and the procaine-penicillin thus precipitated is isolated.
If the reaction has been carried out in a very dilute solution, so that there has not been precipitation of preanin-penicillin, or that only a part thereof has precipitated, the addition, after reaction, a liquid reducing the power to see Bolvant of the medium ensures the. desired precipitation of said substance.
The purity of the penicillin used is advantageously between 35 and 70%, and preferably between 60 and 70% by weight. The penicillin used can be, for example, in the form of an aqueous extract of a salt of penicillin,
of an extract of penicillin in an organic solvent, or of a solid substance obtained by precipitation of a solution of penicillin or by freezing and drying of such a solution. The penicillin used can be subjected beforehand to a small number of purification operations, so that it exhibits the purity indicated above.
It is not generally advantageous to use as a raw material a growing broth containing penicillin, such broth being too poor in penicillin to allow precipitation of procaine-penicillin. Furthermore, such a broth generally contains materials of a complex organic structure which may interfere with precipitation.
We can. advantageously use, on the other hand, in the process according to the invention, a filtered and concentrated culture broth, for example by extraction with a relatively small volume of an organic solvent, or an aqueous solution obtained by extraction of this organic solvent with medium water and to an alkaline fold.
The solution of penicillin or a salt of penicillin may be subjected to treatment with a small amount of activated charcoal, 1 to 5% for example, before reacting the penicillin with the procaine. This treatment can be done by stirring the solution with the carbon, and the latter can be separated afterwards by filtration. Although such treatment does not produce any appreciable increase in the purity of penicillin, it considerably improves the color of the latter.
To obtain satisfactory precipitation of procaine-penicillin without the addition of a liquid reducing the sol ving power of the medium, the penicillin concentration of the solvent in which the reaction is carried out must be in excess of the concentration corresponding to the concentration. solubility of procaine-penicillin in this solvent.
Thus, for example, the solu bility of procaine-penicillin in water being 0.5% by weight, which corresponds to an aqueous solution containing about 5000 units of penicillin per milliliter, preferably an excess of 25,000 units of penicillin per milliliter to obtain good precipitation.
It is. likewise with other suitable reaction solvents, the minimum permissible concentration of penicillin in the reaction mixture depending on the solubility of procaine-penicillin in the solvent used. Preferably a solvent is used in which the solubility of procaine-penicillin is less than 2% or practically zero.
Satisfactory precipitation of procaine penicillin depends not only on the penicillin concentration of the reaction mixture, but also on the purity of the penicillin, expressed in international units per milligram of total solids. Procaine or procaine-base is p-aminobenzoyl-p-diethylamino-ethanol, including the hydrochloride, of formula p-NH2. C6H, i. CO. 0.
CH. CI32. N (C2H5) 2. 1-HERE, is known as a local anesthetic. By procaine salts is meant the salts of this free base, such as the hydrochloride, sulfate, nitrate, formate, benzoate, etc., in which 1-acid binds to the trivalent nitrogen atom of the base, which thus becomes pentavalent. Procaine-penicillin is one such salt, in which a penicillin molecule is attached to the trivalent nitrogen of the procaine base.
However, it is evident that when speaking of procaine salts used as starting materials, this excludes procaine-penicillin.
Procaine-penicillin can be prepared either by reaction between the acid form of penicillin and procaine-base, or by double decomposition of a procaine salt and a salt, penicillin. For example, procaine hydrochloride and the sodium salt of penicillin can react to form procaine-penicillin and. sodium chloride.
Although (since the formation of procaine-penicillin can occur by reaction between -Lin salt of pro caine and penicillin in acid form, or between procaine and a salt of penicillin, the reaction does not take place in a satisfactory manner. and is not complete. The process according to the invention may however comprise the formation in situ in the reaction mixture of procaine-base or of the acid form (penicillin, as the case may be, by addition of a base or acid, respectively.
Procaine and penicillin can be used in equimolecular proportions, but preferably an excess of procaine relative to the equimolecular amount is used in order to avoid any loss of penicillin.
The reaction between procaine and penileillin, or between their salts, takes place in solution, and can most advantageously be carried out by mixing key two-component solutions, or by adding. one of the components â. a solution of the other component (in which it is soluble. The solvent used must therefore dissolve the penicillin, and procaine, or their salts, used as reagents, but the solubility of procaine-penicillin in this solvent must be d 'at most 5%.
Among the solvents suitable for the process according to the invention, mention may be made of: esters of lower aliphatic carboxylic acids, such as amyl acetate and bu tyl acetate; aliphatic alcohols, such as ethanol, propanol, butanol and amyl alcohol; halogenated hydrocarbons, such as chloroform;
ethers, such as ethyl ether, diisopropyl ether, methyl ethyl ether and isopropyl ethyl ether; lower aliphatic ketones, such as methyl-isobutyl-ketone and 1-methyl-ethyl 1-ketone; mixtures of organic solvents, such as acetone-butyl acetate, butanol-butyl acetate, etc .;
and mixtures of water and organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, butanol, etc.
It has been seen that the concentration of the reagents is preferably such that procaine-penicillin precipitates easily, but in cases where very dilute solutions are used, or when there is residual procaine-penicillin in solution. after the major part of this body has been precipitated, a liquid may be added to the solution in which procdine-penicillin is not soluble, and which decreases the solvent power of the medium, in order to facilitate the precipitation of the solution. procaine-penicillin.
The penicillin or the salt of penicillin employed can be constituted by the material obtained at any stage of a process for the purification of a first extract, carried out with an organic solvent, of an acid broth containing amorphous penicillin. crude, when the purity of the penicillin in this extract is between 10 and 70%.
One can, for example, add procaine dissolved in amyl acetate to an extract with amyl acetate of penicillin contained in a filtered and acidified culture broth, the amount of procaine added cor corresponding approximately to the amount of penicillin present or being in excess relative to that amount, and the above procaine-penicillin can be filtered off and washed with an organic solvent or with water.
Alternatively, the freeze-dried amorphous penicillin sodium salt or crystallized penicillin sodium salt of low purity can be dissolved in a mixture of water and acetone and added to this solution with a solution of sodium hydrochloride. procaine in a mixture of water and acetone, filter off the precipitated procdin-penicillin, wash it with water to remove the sodium chloride, and then dry it.
When mixing solutions of the two reagents together, the solvent need not be the same, but if the solvents are different, i1. is advantageous that they are practically completely miscible. In some cases it is necessary to use different solvents for procaine and penicillin, both reagents may not both be soluble in a given solvent.
The following examples illustrate the impoverishment of the process according to the invention. Parts by weight and parts by volume have the relation to each other as they would if they were expressed in grams and milliliters respectively.
<I> Example 2: </I> 2000 parts by volume of a solution of penicillin in butyl acetate, containing 12.2 million units of penicillin, are mixed, the activity of the solid substances being 900 img units, in 400 parts by volume of a solution of procaine in butyl acetate, obtained by dissolving 9.26 parts by weight of procaine hydrochloride in water, extracting this solution with l 'butyl acetate after alkalinization by means of caustic soda,
and it is left to stand overnight at a temperature of 5 C. The above procaine-penicillin is separated by. filtration, washed with acetone, filtered off again, washed with water and ether and dried at 37 C.
13.3 parts by weight of procaine-penicillin with an activity of 901 unitsimg and comprising a total of 11.98 million units of penicillin are obtained, which corresponds to a yield of 98.2% of procaine. penicillin.
<I> Example 2: </I> A broth containing penicillin is filtered, the filtrate is acidified and extracted with amyl acetate. The penicillin solution in amyl acetate is extracted with water, pH 7, the extract is acidified. aqueous and extracted again with amyl acetate.
The resulting solution, containing 9041 units of penicillin per milliliter, is stirred with 1% by weight of activated carbon, and the carbon is separated by filtration.
800 parts by volume of the resulting solution were treated with a solution of procan in butyl acetate, and the precipitated procaine-penillin was separated as described in Example 1.
7.105 parts by weight of procaine-penicillin with an activity of 975 iuiitésimg are obtained, which represents a yield of 96% from the extract with amyl acetate. Example <I> 3:
</I> A solution of 10 parts by weight of procaine hydrochloride in 90 parts by volume of a water-acetone mixture containing 8011 / o by volume of acetone is mixed slowly, with stirring, with a solution of 13 04 parts by weight of amorphous penicillin sodium salt, of about 65% purity, in 50 parts by volume of a water-acetone mixture containing 80% by volume of acetone.
When the mixing of the two solutions is complete, butyl acetate is added thereto in an amount sufficient to reduce the water concentration to 3%. This causes further precipitation, in crystalline form, of the further precipitated procaine penicillin. The crystals are filtered off, washed with acetone, water and finally acetone, and dried.
11 parts by weight of procaine-penicillin with a very pale cream color and an activity of 960 units / mg are obtained. The total yield of penicillin, as procaine-penicillin, is. by 76%.
<I> Example 4: </I> 36,300 liters of a broth containing penicillin are filtered, the filtrate is acidified and extracted with butyl acetate. The extract is treated with water at a <B> pH </B> of 7, the aqueous extract is acidified and extracted with 1640 liters of butyl acetate.
This extract, which contains 25,370 million units of penicillin and whose solids contain 734 units / mg (41% purity), is treated with 36.3 <B> kg </B> of procaine- base in solution in 81.6 liters of acetone.
The procaine-penicillin formed is separated by filtration, washed with 109 liters of butyl acetate and 6.8 liters of acetone, the procaine-penicillin is filtered and dried. The latter has an activity of 982 units / mg (purity of 94.5%), and the yield, from the extract of butyl acetate treated with procaine, is 85%. <I> Example 5:
</I> 36,300 liters of a broth containing penicillin are filtered, the filtrate is acidified and extracted with butyl acetate. The extract is treated with water at pH 7, the aqueous extract is acidified and extracted with 1640 liters of acetate. of butyl. This extract, which contains 18,000 million units of penillin and the solids of which contain 833 units / mg (purity of 470/0), is treated with 36.3 kg of procaine-base in solution in 81, 6 liters of acetone.
The procaine-penicillin formed is separated by filtration, washed with 109 liters of butyl acetate and 6.8 liters of acetone, the procaine-penicillin is filtered off and dried. The latter has an activity of 942 units / mg (90.5% purity), and the yield, from the butyl acetate extract treated with procaine base, is 100%.
<I> Example 6: </I> 36,300 liters of a broth containing penicillin are filtered, the filtrate is acidified and extracted with butyl acetate. The extract is treated with water to a <B> pl, </B> of 7, the aqueous extract is acidified and extracted with 1640 liters of butyl acetate. This extract, which contains 25,700 million units of penicillin and whose solids contain 1073 units / mg (60% purity), is treated with 36.3 <B> kg </B> of procaine -base in solution in 81.6 liters of acetone.
The procaine-penicillin formed is separated by filtration, washed with 109 liters of butyl acetate and 6.8 liters of acetone, filtered and the prean-penicillin dried. The latter has an activity of 958 units / mg (purity of 921 / o), and the yield, from the butyl acetate extract treated with procaine-base, is 91.511 / o.
<I> Example 7: </I> 2 parts by weight of sodium salt of amorphous penicillin, with an activity of 618 units / mg (purity of 37%), are dissolved in 8 parts by volume of distilled water, and to this solution is added, with stirring, a solution of 3 parts by weight of procaine hydrochloride in 12 parts by volume of distilled water. The precipitated procaine-penicillin is filtered off. 1.12 part by weight of procaine-penicillin is obtained, with an activity of 925 units / mg (purity of 90 (1 / o).
The purities are calculated based on an activity of 1780 units / mg for pure penicillin G, and an activity of 1667 units / mg for the pure sodium salt of penicillin G.