<B>Verfahren zur Herstellung eines</B> Penicillinsalze <B>enthaltenden Produktes.</B> Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines die Cyclo- hexy laminsalze der Penicilline F, X und K enthaltenden, in der Hauptsache aus dem Cyelohexylaminsalz von Penicillin G bestehen- den Produktes, welches zur Reinigung von Ge.- :
nisehen der genannten Penicilline hergestellt wird. Das neue Produkt. ist bei 25 C zu 5 /u in Wasser und zu 15 % in Alkohol löslich und weist ein Spektrum auf, das Banden bei 1780 em-i, was auf die Anwesenheit eines ss-Laktamringes schliessen lässt, und bei 692 ein-' und 726 em-1, was einen Phenyl- essigSäurerest anzeigt, enthält.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, da.ss man eine wässrige Lösung eines Metallsalze von Penicillin F, Penicillin X und Penicillin K enthaltenden, jedoch in der Hauptsache aus einem Metall salz des Penicillins C1 bestehenden Produktes mit einer starken Säure ansäuert, die ange säuerte Lösung mit einem organischen Lö sungsmittel extrahiert und das extrahierte, Penieillin F, Penicillin K und Penicillin K enthaltende, jedoch in der Hauptsache aus Penicillin G bestehende Material mit Cyclo- hexylamin zur Umsetzung bringt.
Als starke Säure kann man z. B. Phos phorsäure verwenden.
Man kann von einem rohen Metällsalzge- misch, z. B. einem Gemisch der Natrium- oder Caleiumsalze der Penicilline ausgehen, wie es nach den üblichen Methoden bei der Extrak tion der Penicilline aus den metabolisehen Lösungen erhalten, wird, bzw. einer wässrigen Lösung solcher Salze. Die wässrige Lösung wird z. B. mit Phosphorsäure ass starke Säure bis zum pH 2,5 angesäuert und anschliessend das Penicillingemisch mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert.
Als organische Lösungsmittel werden zweckmässig solche gegenüber den Penicillinen inerte Lösungsmittel verwendet, mit welchen die Penicilline leicht aus der angesäuerten, wässrigen Lösung ausgezogen werden können, und in welchen die Cyclohexylaminsalze der Penicilline relativ schwer löslich sind.
Ein sol ches Lösungsmittel ist beispielsweise Diäthyl- äther. Es können aber auch andere Löungs- mittel, wie Amylacetat oder Methylisobutyl keton, verwendet werden. Im allgemeinen sind ha.logenierte Kohlenwasserstoffe unvorteilhaft.
Wird zur Extraktion der Penicilline aus der angesäuerten, wässrigen Lösung Chloroform verwendet und dieser Extrakt mit Cyclohexyl- amin versetzt, so werden die Penicillinsalze im allgemeinen in Lösung bleiben. Sie können jedoeh dadurch zur Kristallisation gebracht werden, dass man vor Zugabe des Cyclohexyl- amins mehrere Volumina eines organisehen Lösungsmittels, in welchen die Cyclohexyl- aminsalze wenig löslich sind, wie z. B.
Aceton oder Methyläthylketon, oder aber eine ge ringe Menge eines dieser Lösungsmittel zusam men mit mehreren Volumina eines Lösungs- mittels von der Art von Kohlenstofftetra- chlorid oder Äther zusetzt.
Als derartige, im folgenden als Hilfs lösungsmittel bezeichnete Lösungsmittel wird man vorzugsweise solche verwenden, in wel chen die Cyclohexylaminsalze der Penicilline relativ unlöslich sind, in welchen aber die normalerweise vorhandenen Verunreinigungen der Penicilline löslich sind. In Abwesenheit solcher Hilfslösungsmittel besteht. die Mög lichkeit, dass die Salze dieser Verunreinigun gen zusammen mit den Penicillinsalzen ausge schieden werden.
Gegenwärtig wird vorzugs- vreiseethylisobiitylketon als Hauptlösungs- mittel verwendet und mit 2-10 % Äthylalko- hol als Hilfslösungsmittel versetzt.
Im Hin blick auf die Natur und die relativen Mengen der verwendeten Lösungsmittel bestehen je doch die verschiedensten Kombinationsmög lichkeiten zwischen Hauptlösungsmittel und Hilfslösungsmittel. Ob sich ein bestimmtes Lösungsmittel als Hilfslösungsmittel eignet und welche Mengen optimale Resultate lie fern, kann leicht. durch den Fachmann in La: boratoriumsversuchen bestimmt werden. Solche Versuche dienen auch dazu, die optimalen Konzentrationen festzustellen, welche bei den einzelnen Kombinationen von Haupt- und Hilfslösungsmittel zweckmässig sind.
Im folgenden wird zunächst in grossen Zügen angegeben, wie das erfindungsgemässe Verfahren am besten durchgeführt werden kann.
Zuerst wird eine Lösung der Penicilline in einem der oben genannten Lösungsmittel her gestellt. Als Aiisgangsma.terial wird ein rohes 14letallsalzgemisch, vorzugsweise ein Gemisch der Natrium- oder Calciumsalze der Penicil- line, das nach Möglichkeit nicht weniger als 20 0/a der besagten Salze enthält, oder aber eine wässrige Lösung der Metallsalze, die vor- zugsweise, aber nicht unbedingt, bis ungefähr 7% Penicilline,
bezogen auf 1001/o, reines Penicillin, enthält, verwendet. Es kann auch eine Penicillinmetallsalzlösung verwendet wer den, welche bei der Extraktion der Penicilline aus der metabolischen Lösung nach der übli ehen Art erhalten wird. Wird eine solche Lösung durch Zugabe einer starken Säure, z. B. Phosphorsäure, unter Rühren auf ein PH von ungefähr 2,5 angesäuert, so. entstehen die freien Penicilline, welche zusammen mit einer gewissen Menge Verunreinigungen durch Extraktion in eines der oben genannten Lösungsmittel übergeführt werden.
Vorzugs weise wird dazu Meth.ylisobutylketon oder Diä.thZ-läther verwendet. Damit eine solche Extraktion ausgiebiger ausfällt, ist es vorteil haft, wenn in der wässrigen Lösung noch eine andere Substanz, wie z. B. Natriumchlorid, vorhanden ist.
Anschliessend wird vorzugsweise unter Rühren eine bestimmte Quantität. eines der oben angegebenen organischen Hilfslösungs mittel zugegeben. V orzugs-#veise werden zwi schen 5-30 Volumprozente 'Aeeton oder lIe- thy läthylketon als Hilfslösungsmittel v erwen- det,
wenn Diäthy läther als Ilauptlösungsmit- tel zur Anwendung gelangt.
Sodann wird meist unter Rühren das Cy elo- hexylamin zugesetzt. Die Menge der zuzuset zenden Base sollte wenigstens einem Moläqui- valent der Penieilline entsprechen. Es ist. aber nicht gesagt, dass das exakte Moläquiv alent den optimalen Bedingungen entspricht. Die für jeden einzelnen Fall geeignete.
Menge lässt sich leicht im Laboratorium an Probelösungen bestimmen, die aus dem verwendeten Gemisch der rohen Penicillinrnetallsalze hergestellt werden. In der Praxis wurde gefunden, dass es genügt, wenn so viel der organischen Base zugesetzt wird, bis kein weiterer Niederschlag mehr gebildet wird. Es ist jedoch vorteilhaft., wenn im allgemeinen die Menge an Cyclo- hexylamin die der Gesamtacidität der rohen Penicillinlösung entsprechende Menge nicht überschreitet.
Bei dieser Arbeitsweise wird in der Regel eine makro- oder mikrokristalline, feste Sub stanz, bestehend aus den Cyelohexylaminsal- zen der Penicilline, ausgeschieden, welche ge gebenenfalls -von schmierigen Verunreinigun gen begleitet sein knn.
Diese feste Substanz, die gewöhnlich in guter Ausbeute entsteht, wird z. B. durch Fil tration isoliert und kann gewünsehtenfalls durch Waschen oder durch Umkristallisieren liaeh den weiter unten beschriebenen Metho den gereinigt werden.
Wird das Gemisch der Cyclohexylaminsalze der Penicilline aus einer Lösung der rohen Penicilline in einem organischen Lösungsmit tel ausgefällt, ohne dass eines der oben defi nierten Hilfslösungsmittel zugegen ist-, so wird der Niederschlag je nach der anfänglichen Reinheit der rohen Penicilline, der Wahl der Reagenzien und der Natur,der Lösungsmittel entweder aus einer festen Substanz, einem Öl oder aus einem Gemisch beider bestehen.
In jedem Fall kann aber das Gemisch der Cyelohexylaminsalze durch Waschen oder durch Verreiben mit einem der oben genann ten Hilfslösungsmittel und einem der ebenfalls schon genannten Hauptlösungsmittel in einen verhältnismässig reinen Zustand übergeführt werden. Gewünschtenfalls kann das Gemisch der Cyelohexylaminsalze der Penicilline durch Umkristallisieren noch weiter gereinigt wer den.
Dies wird am besten durch Lösen in einer minimalen Menge von warmem Äthylalkohol, Zusetzen von .drei Volumina Dibutyläther, langsames Abkühlenlassen auf 0 C und Fil trieren durchgeführt.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Abkürzungen ME Megaeinheit-, das heisst 1000 000 Oxfordeinheiten, und 0E Oxford einheiten.
<I>Beispiel 1:</I> 5,3 ME eines die Calciumsalze von Peni- eillin F, Penicllin X und Penicillin K enthal tenden, jedoch in der Hauptsache aus dem CaleiumsaU des Penicillins G bestehenden Produkts (780 OE/mg) werden in 250 cm3 25 %iger Natriumehloridlösung gelöst. Die Lösung wird mit Phosphorsäure auf pH 2,
5 eingestellt und zweimal mit Äther extrahiert. Der Ätherextrakt wird durch Einstellen in festes Kohlendioxyd-Aceton-Gemisch abge kühlt und abfiltriert. Die trockene Äther lösung wird mit 1,5 g Entfärbungskohle ge- "ehüt.telt und filtriert. Der feste Niederschlag wird gut mit Äther gewaschen.
Zu den ver einigten Filtraten und Waschflüssigkeiten (900 em3) fügt man 45 cm3 Aceton und 10 6m3 einer lOvolumprozentigen, ätherischen Lösung von Cyelohexylamin. Nach einigen Minuten Stehen bei Zimmertemperatur wird abfiltriert und der feste Niederschlag viermal durch Verrühren mit trockenem Aceton und durch anschliessendes Abfiltrieren gewaschen. Die Ausbeute an cremegelbem Niederschlag nachdem Trocknen beträgt 2,82 g.
Das Produkt wird. in. 60 cm3 warmen Chloroform gelöst und mit 180 cm3 Aceton versetzt. Dabei kristallisieren langsam die Cyclohexylaminsalze der Penicilline aus. Vor ,dem Abfiltrieren wird das Gemisch auf unge- fähr -20 C abgekühlt. Die Mutterlaugen werden auf 10 em3 eingedampft und noch mals mit 30 cm3 Aceton zur Ausfällung einer weiteren Menge des gewünschten ,Salzes ver setzt.
Die Ausbeute an weissem Niederschlag setzt sich zusammen aus 2,12 g aus der ersten und 0,30 g aus der zweiten Kristallisation. Sie weisen einen Gehalt von 1660 OE/mg auf. Beispiel <I>2:</I> 1 DZE eines die Calciumsalze von Penicillin F, Penicillin X und Penicillin. K enthalten den, jedoch in der Hauptsache aus dem Cal ciumsalz des Penicillins G bestehenden Pro duktes (780 OE/mg) wird in Wasser gelöst. Die Lösung wird bis zum PH 4 angesäuert und mit Methylisobutylketon extrahiert.
Der Ex trakt wird durch Tiefkühlung in einem Ge misch von festem Kohlendioxyd und Aceton getrocknet und anschliessend abfiltriert. Zu dieser getrockneten Penicillinlösung (75 cms) fügt man 2 cm3 einer lOvolumprozentigen Lösung von Cyclohexylamin in Methyliso@ butylketon. Nach einer halben Stunde wird der Niederschlag abfiltriert,
mit Methyliso- butylketon und. dann mit Aceton gewaschen. Der feste Niederschlag entspricht ungefähr 7011/o des ursprünglich eingesetzten Penicil lins. In der Mutterlauge finden sich noch weitere 15 %-.
<I>Beispiel 3:</I> 2,5 ME eines die Natriumsalze von Peni cillin F, Penicillin X und Penicillin K enthal tenden, je-doeh in der Hauptsache aus dem Natriumsalz des Penicillins G bestehenden Produktes (445 OE/mg) werden, wie in Bei spiel 1 beschrieben, in Äther übergeführt. Die verwendete Menge Tierkohle wird aber gegen= über Beispiel. 1 verdoppelt.
Die Lösung wird, wie in Beispiel 1, mit Cyelohexyla.min behan delt. Das cremegefärbte Gemisch der Cyclo- hexylaminsalze der Penicilline wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, umkristallisiert. Das rohe bzw.
umkristallisierte Salzgemisch ent- hält 60 bzw. 50 % der ursprünglich vorhande- nen Menge an Penicillinen.
An Stelle der Natrium- oder Ca.leiumsalze der Penieilline lassen sich mich andere Metall salze .der Penicilline verwenden.
<B> Process for the production of a product containing penicillin salts. The present invention relates to a process for the production of a product containing the cyclohexylamine salts of penicillins F, X and K, mainly from the Cyelohexylamine salt of penicillin G, an existing product, which is used to purify Ge.-:
nisehen the penicillins mentioned is manufactured. The new product. is 5% soluble in water at 25 ° C and 15% in alcohol and has a spectrum that shows bands at 1780 em-i, which suggests the presence of an ß-lactam ring, and at 692 a 'and 726 em-1, which indicates a phenylacetic acid residue.
The process according to the invention is characterized in that an aqueous solution of a metal salt of penicillin F, penicillin X and penicillin K, but mainly consisting of a metal salt of penicillin C1, is acidified with a strong acid which is acidified Solution extracted with an organic solvent and the extracted, penieillin F, penicillin K and penicillin K containing, but mainly consisting of penicillin G material with cyclohexylamine to react.
As a strong acid you can z. B. use phosphoric acid.
One can use a crude metal salt mixture, e.g. B. a mixture of sodium or calcium salts of penicillins, as it is obtained according to the usual methods in the extraction of penicillins from the metabolic solutions, or an aqueous solution of such salts. The aqueous solution is z. B. acidified with phosphoric acid ass strong acid to pH 2.5 and then extracted the penicillin mixture with an organic solvent.
The organic solvents used are expediently those solvents which are inert towards the penicillins, with which the penicillins can easily be extracted from the acidified, aqueous solution and in which the cyclohexylamine salts of the penicillins are relatively sparingly soluble.
Such a solvent is, for example, diethyl ether, but other solvents such as amyl acetate or methyl isobutyl ketone can also be used. In general, halogenated hydrocarbons are unfavorable.
If chloroform is used to extract the penicillins from the acidified, aqueous solution and cyclohexylamine is added to this extract, the penicillin salts will generally remain in solution. However, they can be brought to crystallize by adding several volumes of an organic solvent in which the cyclohexylamine salts are sparingly soluble, such as, for example, to the addition of the cyclohexylamine. B.
Acetone or methyl ethyl ketone, or a small amount of one of these solvents together with several volumes of a solvent of the type of carbon tetrachloride or ether is added.
Such solvents, hereinafter referred to as auxiliary solvents, are preferably used in which the cyclohexylamine salts of penicillins are relatively insoluble, but in which the normally present impurities of penicillins are soluble. In the absence of such co-solvents there is. the possibility that the salts of these impurities are excreted together with the penicillin salts.
At present, preference is given to using ethyl isobiityl ketone as the main solvent, with 2-10% ethyl alcohol added as an auxiliary solvent.
With regard to the nature and the relative amounts of the solvents used, there are, however, a wide variety of possible combinations between the main solvent and the auxiliary solvent. It is easy to determine whether a certain solvent is suitable as an auxiliary solvent and which quantities will give optimal results. be determined by the expert in laboratory tests. Such experiments also serve to determine the optimal concentrations which are appropriate for the individual combinations of main and auxiliary solvents.
In the following it is first given in broad outline how the method according to the invention can best be carried out.
First, a solution of the penicillins is made in one of the above solvents. The starting material used is a crude metal salt mixture, preferably a mixture of the sodium or calcium salts of the penicillins, which if possible contains not less than 20% of the said salts, or an aqueous solution of the metal salts, which preferably but not necessarily, up to about 7% penicillins,
based on 1001 / o, pure penicillin, is used. A penicillin metal salt solution can also be used, which is obtained in the usual manner when the penicillins are extracted from the metabolic solution. If such a solution is obtained by adding a strong acid, e.g. B. phosphoric acid, acidified with stirring to a pH of about 2.5, so. the free penicillins are formed, which, together with a certain amount of impurities, are extracted into one of the solvents mentioned above.
Preference is given to meth.ylisobutyl ketone or Diä.thZ ether used. So that such an extraction turns out to be more extensive, it is advantageous if another substance, such as e.g. B. sodium chloride is present.
A certain quantity is then preferably added with stirring. one of the organic auxiliary solvents specified above was added. Preference is given to using between 5-30 percent by volume of aeetone or lithium ethyl ketone as auxiliary solvents,
when dietary ether is used as the main solvent.
The cyclohexylamine is then added, usually with stirring. The amount of base to be added should be at least one molar equivalent of the penile line. It is. but not said that the exact molar equivalent corresponds to the optimal conditions. The most suitable for each individual case.
The amount can easily be determined in the laboratory using sample solutions which are prepared from the mixture of crude penicillin metal salts used. In practice it has been found that it is sufficient if enough of the organic base is added until no further precipitate is formed. However, it is advantageous if, in general, the amount of cyclohexylamine does not exceed the amount corresponding to the total acidity of the crude penicillin solution.
In this way of working, a macro- or microcrystalline, solid substance consisting of the cyelohexylamine salts of the penicillins is usually excreted, which may be accompanied by greasy impurities.
This solid substance, which usually arises in good yield, is z. B. isolated by Fil tration and can if desired by washing or by recrystallization liaeh the metho described below to be purified.
If the mixture of the cyclohexylamine salts of the penicillins from a solution of the crude penicillins in an organic solvent is precipitated without one of the auxiliary solvents defined above being present, the precipitate will depend on the initial purity of the crude penicillins, the choice of reagents and nature, the solvents consist either of a solid substance, an oil or a mixture of both.
In any case, however, the mixture of cyelohexylamine salts can be converted into a relatively pure state by washing or by trituration with one of the abovementioned auxiliary solvents and one of the main solvents also mentioned above. If desired, the mixture of cyelohexylamine salts of penicillins can be purified even further by recrystallization.
This is best carried out by dissolving in a minimal amount of warm ethyl alcohol, adding three volumes of dibutyl ether, slowly cooling to 0 C and filtering.
In the following examples, the abbreviations ME mean mega-units, i.e. 1000,000 Oxford units, and 0E Oxford units.
<I> Example 1: </I> 5.3 ME of a product containing the calcium salts of penicillin F, penicillin X and penicillin K, but consisting mainly of the caleium of penicillin G (780 OE / mg) dissolved in 250 cm3 of 25% sodium chloride solution. The solution is adjusted to pH 2 with phosphoric acid,
5 and extracted twice with ether. The ether extract is cooled and filtered off by setting it in a solid carbon dioxide-acetone mixture. The dry ether solution is protected with 1.5 g decolorizing charcoal and filtered. The solid precipitate is washed well with ether.
45 cm3 of acetone and 10 6m3 of a 10 percent by volume, ethereal solution of cyelohexylamine are added to the combined filtrates and washing liquids (900 cubic meters). After standing for a few minutes at room temperature, it is filtered off and the solid precipitate is washed four times by stirring with dry acetone and then filtering off. The yield of creamy yellow precipitate after drying is 2.82 g.
The product will. dissolved in 60 cm3 of warm chloroform and mixed with 180 cm3 of acetone. The cyclohexylamine salts of the penicillins slowly crystallize out. Before filtering off, the mixture is cooled to approximately -20.degree. The mother liquors are evaporated to 10 cubic meters and a further 30 cm3 of acetone are added to precipitate a further amount of the desired salt.
The yield of white precipitate consists of 2.12 g from the first and 0.30 g from the second crystallization. They have a content of 1660 OE / mg. Example <I> 2: </I> 1 DZE of one of the calcium salts of penicillin F, penicillin X and penicillin. K contain the product (780 OE / mg) consisting mainly of the calcium salt of penicillin G, which is dissolved in water. The solution is acidified to pH 4 and extracted with methyl isobutyl ketone.
The extract is dried by freezing in a mixture of solid carbon dioxide and acetone and then filtered off. 2 cm3 of a 10 percent by volume solution of cyclohexylamine in methyl iso @ butyl ketone are added to this dried penicillin solution (75 cms). After half an hour, the precipitate is filtered off,
with methyl isobutyl ketone and. then washed with acetone. The solid precipitation corresponds to about 7011 / o of the originally used penicillin. Another 15% - can be found in the mother liquor.
<I> Example 3: </I> 2.5 ME of a product containing the sodium salts of penicillin F, penicillin X and penicillin K, each mainly consisting of the sodium salt of penicillin G (445 OE / mg) are, as described in Example 1, converted into ether. The amount of animal charcoal used is however compared to the example. 1 doubled.
As in Example 1, the solution is treated with Cyelohexyla.min. The cream-colored mixture of the cyclohexylamine salts of penicillins is, as described in Example 1, recrystallized. The raw resp.
The recrystallized salt mixture contains 60 or 50% of the original amount of penicillins.
Instead of the sodium or calcium salts of the penicillins, other metal salts of the penicillins can be used.