CH291671A

CH291671A - Verfahren zur Reinigung von Alkali- oder Erdalkalisalzen des Penicillins.

Info

Publication number: CH291671A
Authority: CH
Inventors: Glaxo Laboratories Limited
Original assignee: Glaxo Lab Ltd
Priority date: 1948-08-11
Filing date: 1948-08-11
Publication date: 1953-06-30

Description

Verfahren zur Reinigung von Alkali- oder Erdalkalisalzen des Penicillins. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Alkali- oder rrdalkalisalzen des Penicillins.

Die Extraktion des Penicillins aus der Kulturflüssigkeit, in welcher es erzeugt wurde, und dessen Reinigung, sowie die Her stellung seiner Alkalisalze in praktisch reiner Form haben verschiedene Schwierigkeiten be reitet.

Im Patent Nr. 271517 ist ein Verfahren beschrieben, nach welchem man durch Um setzung von rohem Penicillin mit einer oder mehreren primären organischen Basen, die im genannten Patent definiert sind, in (;e- genwart eines geeigneten Lösungsmittels Pe- nieillinsalze von hohem Reinheitsgrad erzeLt- ;.en kann.

Im Patent Nr. 275965 ist be schrieben, dass man wasserlösliche Penicillin salze durch Umsetzung ihrer wässrigen Lösun gen mit einem Salz einer primären orga nischen Base, wie sie im letzteren Patent de finiert sind, reinigen kann.

Es wurde gefunden, dass es auch vorteil haft ist, in einem organischen Lösungsmittel gelöstes, rohes Penicillin mit einem oder meh reren Salzen aus einer primären organischen Base und einer organischen Säure zu behan deln, wobei die Fällung des bzw. der Salze des Penicillins mit der primären organischen Base erfolgt. Das als Niederschlag erhaltene Penicillinsalz wies einen viel höheren Rein heitsgrad auf. als das als Ausgangsmaterial verwendete Penicillin. Das Salz kann ge- wünschtenfalls durch Waschen und/oder Kristallisation weiter gereinigt werden.

Gegenstand des vorliegenden Patentes ist ein Verfahren zur Reinigung - von Alkali- oder Erdalkalisalzen des Penicillins durch Herstellung einer Lösung von freiem Peni cillin aus dem zu reinigenden Alkali- oder Erdalkalisalz;

anschliessende Überführung des freien Penicillins in ein Salz des Penicillins mit einer primären organischen Base, aus welchem wiederum das Alkali- oder Erd- alkalisalz des Penicillins gebildet wird, wel ches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bildung des Salzes des Penicillins mit der organischen Base dadurch erfolgt, dass man freies Penicillin in Lösung in einem organischen Lösungsmittel mit einem Salz zur Umsetzung bringt, das erhalten wird aus einer primären organischen Base der all gemeinen Formel RNH2, welche einen PKH-Wert von nicht weniger als 10,

2 auf weist und in welcher R einen Kohlenwasser Stoffrest, der höchstens -8 Kohlenstoffatome und einen Cyclohexylring, mit welchem die Aminogruppe verbunden ist, enthält, bezeich net, und einer Carbonsäure, die einen alipha- tischen, 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen den Rest enthält, wobei das Kohlenstoffatom der Carboxylgruppe in diesem aliphatischen Rest inbegriffen ist.

Der PKg-Wert einer Base lässt sich durch die folgende Gleichung definieren: PKn =14-PKb, worin Pr;6 den Logarithmus der reziproken Dissoziationskonstante der Base bedeutet. Da. der Phb--#Vert einer stärkeren Base geringer ist als jener einer schwächeren Base, ist der PKH-Wert einer stärkeren Base höher als jener einer schwächeren Base. Beispiele von geeigneten Basen sind insbesondere Cyelo- hexylamin und 1lethylcyclohexylamin.

Als Carbonsäuren kommen z. B. Ameisen säure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure, Caprylsäure, Glycolsäure und Malonsäure in Frage.

Als organische Lösungsmittel wird man vorzugsweise solche verwenden, in welchen das Penicillin bei der Extraktion leicht aufge nommen wird, welche gegen Penicillin ver hältnismässig inert sind und in welchen die Penicillinsalze der primären organischen Ba sen verhältnismässig unlöslich sind.

Als sol ches Lösungsmittel wird vorteilhaft Amyl- aeetat verwendet; es eignen sich jedoch auch andere Lösungsmittel, wie Diäthy läther, Bu- tylacet.at oder Methylisobutylketon für diesen Zweck.

Im oben erwähnten Patent Nr. 271.517 ist die Angabe zu finden, dass es im allgemeinen zweckmässig ist, neben dem Hauptlösungs mittel. gleichzeitig eine kleine Menge eines Hilfslösungsmittels mit den dort genannten Eigenschaften zu verwenden.

Es hat sieh ge zeigt, dass in diesem Fall zweckmässig auch die Lösung des rohen Penieillins eine kleine Menge eines zusätzlichen Lösungsmittels ent hält, in welchem die Penicillinsalze der pri mären organischen Basen verhältnismässig un löslich sind, in welchem jedoch die Salze der Verunreinigungen, die normalerweise im rohen Penicillin vorhanden sind, mit den pri mären organischen Basen löslich sind.

Gegen wärtig wird Äthylalkohol als solches zusätz liches Lösungsmittel bevorzugt, und zwar in einer Menge von 2 bis 10 %, bezogen auf das Hauptlösungsmittel. Es hat sieh auch beim Arbeiten gemäss vorliegender Erfindung als zweckmässig erwiesen, noch ein oder mehrere geeignete zusätzliche Lösungsmittel zu ver wenden.

Beispiel 1: 50 em3 einer teilweise gereinigten wäss- rigen Lösung von Penieillinnatrium, mit einem Gehalt. von 125 000 I. Ejem3 bzw. von etwa 6 Megaeinheiten, werden angesäuert und mit 35 cm3 Arn.#-lacetat extrabiert. Der Extrakt wird abgetrennt und über wasser freiem Natriumsulfat getrocknet..

Man ver setzt den filtrierten Extrakt mit 2 g Cyclo- hexylaminformiat und erhitzt das Clemisch während 1 bis 2 Minuten bei etwa 60 C, wo bei sieh das Formiat löst und sich das Cvclo- hexylaminsalz des Penicillins rasch in Form farbloser Nadeln abseheidet. Man lässt das Gemisch während 15 Minuten stehen und fil triert es anschliessend. Das Produkt wird mit Amylacetat und dann mit Aceton gewaschen. Ausbeute: 3,1 g; Gehalt: 1.205 I.E./mg.

Das so erhaltene Cvclohexvlarninsalz des Penieillins wird dann in der im Patent Nr. 287388 beschriebenen Weise wieder in das Natriumsalz übergeführt, indem man das Salz in Butanol suspendiert. und teilweise löst und unter Rühren einer Suspension von kristallisiertem Natriumaeetat in But.anol, welche eine Temperatur von etwa 60 C auf weist Land durch Erhitzen hergestellt wurde, zugibt. Bei der Zugabe des Cyclohexylamin- salzes zur Suspension wird das Gemisch durch den Umstand, dass sich beide Kompo nenten lösen, klar.

Nach einigen Sekunden beginnt. das Penicillinnatrium sich in Form von Platten auszukristallisieren. Nach 1 1/2 Stranden scheint die Ausscheidung voll kommen zu sein.

Beispiel. 2: Man löst 6,67 Megaeinheiten von teilweise gereinigtem Penicillinnatrium in 35 cm3 destilliertem Wasser, versetzt. mit 75 cm3 Amylacetat und säuert die Lösung mit 10 o/oiger Phosphorsäure auf ein pH von 2,5 an. Man trennt die Schichten und wäscht die organische Phase zweimal mit 35 em3 Was ser.

Man trägt 3,75 em.3 Äthanol und hierauf 2 g (10 % Überschuss über die theoretische Menge) Cyelohexylamin-acetat ein und er hitzt das Clemisch während etwa 1 Minute bei 50 bis 60 C. Das Cy elohexylaminsalz des Penicillins scheidet sich rasch in Form farb loser Nadeln ab. Man lässt abkühlen und während 15 Minuten bei Raum.teinperatur stehen, worauf das Salz durch Filtration ab getrennt, mit Amylacetat und dann mit Ace ton gewaschen wird. Ausbeute: 3,05 g; Ge halt: 1270 I. E./mg.

Das so erhaltene Salz wird in der glei- ehen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben wurde, wieder in Penicillinnatrium über geführt.

Beispiel 3: Rohes Penicillinnatrium wird in Wasser gelöst, mit Amylacetat versetzt und die Lö- sung mit 10 % iger Phosphorsäure bis zu einem PH-Wert von 2,5 angesäuert.

Dann trennt man die Schichten und wäscht die organische Phase zweimal mit Wasser. 50 cm3 dieser teilweise gereinigten Lösung von Pe- nieillin in Amylacetat, die 23 000 I. E/cin3 enthält, werden über wasserfreiem Natrium sulfat getrocknet.

Die filtrierte Lösung wird mit 2,5 cm3 Äthanol als Nebenlösungsmittel und hierauf mit 1,6 g (10 % überschuss) C.#-elohexylamin-propionat versetzt. Das Ge misch wird während 1. Minute bei etwa 60 C erhitzt, wobei sich das Cyclohexylaminsalz des Penicillins rasch in Form von Nadelbü- seheln abscheidet.

Nach dem Abkühlen wird das Produkt abfiltriert, mit Amylacetat und dann mit Aceton gewaschen. Ausbeute: 0,6 g; Gehalt: 1215 I. E./mg. Das so erhaltene CS-clohexylaminsalz des Penicillins wird dann in der im Patent Nr. 287388 beschriebenen "eise wieder in das Natriumsalz übergeführt, indem man das Salz in Butanol suspendiert und teilweise löst und unter Rühren einer Suspension von kristallisiertem Natrium acetat in Butanol, welche eine Temperatur von etwa 60 C aufweist und durch Erhitzen hergestellt wurde, zugibt.

Bei der Zugabe des Cyelohexylaminsalzes zur Suspension wird das Gemisch durch den Umstand, dass sich beide Komponenten lösen, klar. Nach einigen Sekunden beginnt das Penicillinnatrium sich in Form von Platten auszukristallisieren. Nach 11/ Stunden scheint die Ausscheidung vollkommen zu sein. Beispiel 4: Rohes Penicillinnatrium wird in Wasser gelöst, mit Amylacetat versetzt und die Lö sung mit 10%iger Phosphorsäure bis zu einem pH-Wert von 2,5 angesäuert.

Dann trennt man die Schichten und wäscht die organische Phase zweimal mit Wasser. Diese teilweise gereinigte Lösung von Penicillin in Amylacetat wird über wasserfreiem Natrium sulfat getrocknet. 50 em3 dieser getrockneten Amylacetatlösung werden mit 2,5 cm3 Ätha- nol als Nebenlösungsmittel und dann mit 2,05 g (10 % Überschuss) Cyclohexylamin- butyrat versetzt.

Das Gemisch wird während 1 bis 2 Minuten bei etwa 60 C erhitzt, wobei sich das Butyrat löst und sich das Cy clo- hexylaminsalz des Penicillins in Form von Nadeln rasch abscheidet. Nach dem Abkühlen lässt man das Gemisch während 1 Stunde ste hen, worauf das Produkt abfiltriert, mit Amylacetat und dann mit Aceton gewaschen wird. Ausbeute: 0,5 g; Gehalt: 1325 I.E./mg.

Das so erhaltene Cyclohexylaminsalz wird in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1, wieder in Penicillinnatrium übergeführt. . Beispiel 5: Rohes Penicillinnatrium wird in Wasser gelöst, mit Methyl-isobutylketon versetzt und diese Lösung mit 10%iger Phosphorsäure auf ein pff von 2,5 angesäuert.

Die Schichten werden dann getrennt und die organische Phase zweimal mit Wasser gewaschen.1.00 cm3 dieser Lösung von 7 Megaeinheiten von teil weise gereinigtem Penicillin in Methyl-isobu- tylketon, die man zum voraus über wasser freiem Magnesiumsulfat getrocknet hat, wer den mit 50 cm3 Äthanol als zusätzlichem Lö sungsmittel versetzt. Hierauf trägt man eine Lösung von 3,5 g Cyclohexylamin-isobutyrat in 20 cm3 Methyl-isobutylketon bei etwa 60 C ein.

Das Gemisch wird geschüttelt, wobei das Cyclohexylaminsalz des Penicillins langsam auskristallisiert. Das Produkt wird abfil- triert und mit Methyl-isobutylketon und dann mit Aceton gewaschen. Ausbeute: 2,34 g; Ge halt: 1396 I.E./mg. Die Überführung des Cyelohexylaminsalzes in Penicillinnatrium erfolgt in der gleichen Weise wie im Bei spiel 1.

Beispiel 6: 200 ein-' einer teilweise gereinigten wä.ss- rigen Lösung von Penicillinnatrium, die einen Gehalt von 25 000 I.E./cm3 aufweist, werden angesäuert und mit 25 eins Butyl- acetat extrahiert. Die Lösungsmittelschicht wird abgetrennt und über wasserfreiem Na triumsulfat getrocknet. Der filtrierte Ex trakt wird bei 60 C in eine Lösung von 3,4 g Cyelohexylamin-caprylat in 15 ein-' Butylacetat eingetragen.

Das Cyclohexyl- aminsalz des Penicillins scheidet sich rasch ab. Nach 30 Minuten langem Stehen wird das Salz abfiltriert, mit Butylacetat und dann mit Aceton gewaschen. Ausbeute: 3,5 g; Ge halt: 1167 I. E./mg.

Das so erhaltene Cyclohexylaminsalz des Penicillins wird dann in der im Patent Nr. 287388 beschriebenen Weise wieder in das Natriumsalz übergeführt, indem man das Salz in Butanol suspendiert und teilweise löst und unter Rühren einer Suspension von kristallisiertem Natriumacetat in Butanol, welche eine Temperatur von etwa 60 C auf weist und durch Erhitzen hergestellt wurde, zugibt.

Bei der Zugabe des Cyclohexylamin- salzes zur Suspension wird das Gemisch durch den Umstand, dass sich beide Kompo nenten lösen, klar. Nach einigen Sekunden beginnt das Penicillinnatrium sich in Form von Platten auszukristallisieren. Nach 11 :, Stunden scheint die Ausscheidung vollkom men zu sein.

Beispiel '00 em3 einer teilweise gereinigten wä13- rigen Lösung von Penicillinnatrium, die einen Gehalt von 25 000 I. E./cm:', aufweist, werden angesäuert und mit 25 cm-' Buty 1- acetat extrahiert.

Die Lösungsmittelschicht wird abgetrennt und über wasserfreiem Na triumsulfat getrocknet. 25 ern3 der so ge trockneten Butylacetatlösung werden bei etwa 60 C mit 2,46 g von in 15 em3 Butyl- acetat suspendiertem und teilweise gelöstem Cyclohexylamin-glykolat versetzt. Man lässt während 30 Minuten stehen, worauf das Cyclohexylaiuinsalz des Penicillins abfiltriert und mit Buty laeetat und dann mit Aceton gewaschen wird.

Ausbeute 1,92 g; Gehalt: 1332 I. E./mg. Die L ber führung des so erhal tenen Cy clohexy laminsalzes in Penicillin natrium erfolgt in der in Beispiel 1 beschrie benen Weise.

Beispiel 8: 200 em3 einer teilweise gereinigten wäss- rigen Lösung von Penicillinnatrium, die einen Gehalt von 25 000 I. E./eiu3 aufweist, werden angesäuert und mit. 25 em3 Butyl- acetat extrahiert.

Die Lösungsmittelschicht wird abgetrennt und über wasserfreiem Na triumsulfat getrocknet. ?cm3 der so ge trockneten Butylacetatlösung werden mit 2,12 g von in 15 cm3 Butylaeetat suspensier- tem und teilweise gelöstem Cy cloliexylamin- malonat bei etwa 60 C versetzt.

3Ian lässt .während 30 Minuten stehen, worauf das Cyclohexylaminsalz des Penicillins abfiltriert, mit Butylacetat und dann mit Aceton ge waschen wird. Ausbeute:',36 g; Gehalt: 1348 I. E./mg. Dieses Cy clohexy laminsalz wird dann in der in Beispiel 1. beschriebenen Weise wieder in Penicilliiinatriuin über geführt.

Wie Penicillinnatrium lassen sich auch an dere Alkali- oder Erdalkalisalze des Penicil lins, z. B. Penieillinkalium, Penicillincalcium usw., mit gleichem Erfolg analog den obigen Beispielen reinigen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Reinigung von Alkali- oder Erdalkalisalzen des Penicillins durch Her stellung einer Lösun- von freiem Penieillin aus dem zu reinigenden Alkali- oder Erd- a.lkalisa.lz, anschliessende Cberführung des freien Penieillins in ein Salz des Penicillins mit einer primären organisehen Base, aus w elehem wieder das Alkali- oder Erdalkali- salz des Penicillins gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,

dass die Bildung des Salzes des Penicillins mit der organischen Base dadurch erfolgt, dass man freies Penieillin in Lösung in einem organisehen Lösungsmittel mit einem Salz zur Umsetzung bringt, das erhalten wird aus einer primären organischen Base der allgemeinen Formel RNII2, welche einen PK,H-M'ert von nicht weniger als 10,2 aufweist und in welcher R einen Kohlen wasserstoffrest, der höchstens 8 Kohlenstoff- atome und einen Cyclohexylring, mit welchem die Aminogruppe direkt verbunden ist, ent hält, bezeichnet,

und einer Carbonsäure, die einen aliphatischen, 1 bis 8 Kohlenstoff atome aufweisender. Rest enthält, wobei das liohlenstoffatom der Carboxylgruppe in die- seni aliphatisehen Rest inbegriffen ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ausser dem Lö sungsmittel für das freie Penicillin noch mindestens ein solches Lösungsmittel verwen det wird, in welchem die Penicillinsalze der primären organischen Basen verhältnismässig unlöslich sind, in welchem jedoch die Salze der Verunreinigungen, die normalerweise im rohen Penicillin vorhanden .sind, mit den primären organischen Basen löslich sind. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Ainylacetat verwendet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel 1)iäthyläther verwendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel ssuty lacetat verwendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel 1vIetliyl-isobutylizeton verwendet wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, class als Lösungsmittel Diäthyläther verwen det wird. 7.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel. Butylaeetat verwendet wird. B. Verfahren nach Patentanspruch und Vnteransprucli 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Methyl-isobutylketon verwendet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Cyclohexyl- aminsalz verwendet wird. 10.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Methylcyclo- hexylaminsalz verwendet wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Amei- sensäure verwendet wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Essig säure verwendet wird. 13.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Pro- pionsäure verwendet wird. 14. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Butter säure verwendet wird. 15. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Iso- buttersäure verwendet wird. 16.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Capryl- säure verwendet wird. 17. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Glykol- säure verwendet wird. 18. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Salz der pri mären organischen Base ein Salz der Malon- säure verwendet wird. 19.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass noch etwas Äthylalkohol zugesetzt wird.