Procédé de préparation d'un chlorhydrate purifié de chlortétracycline.
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'un chlorhydrate purifié de chlortétracydine à partir d'une e matière impure contenant de la chlortétra- eycline sous une forme autre que le chlorhydrate.
Le micro-organisme appelé Streptomyces aureofaciena produit pendant sa croissance de la chlortétraeycline, une substance vendue dans le commerce sous la marque de fabrique aauréomycine , qui présrente lme remarquable activité antibiotique dans un domaine théra- peutique beaucoup plus'étendu que les autres antibiotiques antérieurement connus et qui répond à la formule suivante :
EMI1.1
Des détails sur te micro-organisme et les propriétés de la chlortétraeyeline sont donnés dans les Annals of the New York Academy of Sciences , volume 51, article 2, novembre 1948 ;
l'on trouve dans la littérature médicale de nombreuses références aux résultats remar- quables obtenus avee ce puissant antibiotique.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on prépare, à partir de ladite matière impure contenant de la chlortétracycline sous une forme autre que le chlorhydrate, une solution aqueuse présentant un pg inférieur à 4 et contenant au moins 0, 3 mg de chlortétracycline sous forme de sel d'acide par cm3, on mélange cette solution, débarrassée de toute matière insoluble, avec un solvant organique et un chlorure soluble dans l'eau pour provoquer la séparation de chlorhydrate de chlortétracyeline et on isole le produit solide obtenu.
La matière impure de départ renfermant de la chlortétraeycline peut être un mélange de fermentation provenant de la culture d'un micro-organisme producteur de chlortétra- cycline dans un milieu nutritif aqueux, ou un produit solide renfermant de la chlortétracyeline et des impuretés provenant de la fermentation, obtenu comme produit intermé diaire dans l'élaboration d'un mélange de fermentation. Pour préparer la solution aqueuse présentant un pg inférieur à 4 et contenant au moins 0, 3 mg de chlortétracycline par cm3, on peut procéder selon les méthodes décrites ci-après.
Selon une première méthode, on ajoute à un mélange de fermentation aqueux renfermant de la chlortétraeycline un acide minéral tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique, par exemple sous forme d'une solution aqueuse diluée, pour réduire le pg dudit mélange à une valeur inférieure à 4 et transformer la ehlortétraeyeline en un sel d'acide. On filtre la solution obtenue contenant de la
chlortétracycline sous forme de sel d'acide pour éliminer les impuretés insolubles. Il sera généralement nécessaire de concentrer la solution aqueuse acide, de préférence par distillation sous vide à basse température, pour obtenir une concentration en chlortétracycline d'au moins 0, 3 Mg/CM3.
Selon une deuxième méthode, on ajoute au mélange de fermentation un alcali, par exemple une solution aqueuse de soude caustique, pour porter 1 p du melane a une valeur comprise entre 6 et 11. On filtre le mélange pour obtenir un résidu solide renfermant de la chlortétracycline. On épuise le résidu solide par un acide minéral aqueux pour obtenir une solution aqueuse acide contenant la chlortétracycline sous forme de sel d'acide.
Si cette solution est trop diluée, on peut la concentrer par distillation sous vide a basse tem pérature. Selon une variante de cette seconde méthode, on ajoute au mélange de fermen- tation un composé basique d'un métal alea- lino-terreux tel que Ca, Ba, Mg et Sr, par exemple de l'hydroxyde de calcium, pour porter le PEX du mélange à une valeur de 6 à 11, de préférence 7 à 9, et transformer la chlortétracycline en un sel alealino-terreux insoluble. Par filtration du mélange, on obtient un résidu solide renfermant la chlortétra cycline sow forme d'mn sel alealino-terreux.
Ce résidu est alors épuisé par un acide miné- ral aqueux de la manière décrite ci-dessus.
Selon une troisième méthode, on ajoute un alcali, par exemple de la soude caustique, au mélange de fermentation, comme dans la deuxième méthode. On recueille par filtration un résidu solide que l'on épuise par lm mé- lange d'eau et d'un solvant organique en présence soit d'un alcali, soit d'un acide minéral.
Comme solvant organique, on peut utiliser une cétone, de préférence l'acétone, ou un alcool tel que 1'éthanol. Ensuite, le solvant organique est éliminé de l'extrait obtenu, de préfé- rence en soumettant ce dernier à une distilla- tion sous vide à basse température.
On obtient ainsi une solution aqueuse soit alcaline, soit acide, renfermant la ehlortétraeyeline. Si la solution obtenue est alealine, il faut encore l'acidifier par un acide minéral pour obtenir la solution aqueuse acide voulue.
l, a solution aqlleuse aoide contenant la
chlortétracyeline doit avoir un pg inférieur
à 4. Si le pH était supérieur à 4, les caractéristiques de solubilité de la chlortétracycline ne seraient pas assez favorables. D'autre part, il est préférable que le PH ne soit pas sensi blement inférieur à 1.
Un p} inférieur serait théoriquement satisfaisant, mais dans la mise en oeuvre'du procédé à l'échelle industrielle, la corrosion produite par une solution aussi acide nécessiterait l'utilisation de récipients particulièrement résistants aux acides, ce qui entraînerait it des frais considérables. Un com- promis raisonnable au point de vue économique consiste à préparer une solution acide présentant un pji de 1 à 2, de préférence de 1, 5.
Au cas où la solution aqueuse contenant la chlortétracycline sous forme d'un sel d'aeide n'est pas suffisamment concentrée, on peut la concentrer par distillation sous vide. A des températures supérieures à environ 50 C, une décomposition de la chlortétracycline se pro duit. Il convient donc d'opérer à des tempé- ratures comprises entre 20 et 40 C. On peut aussi éliminer 1'eau par, sublimation, après avoir congelé le tout.
On poursuit la distillation du solvant, s'il y en a un, et/om de l'eau, jusqu'à obtention d'une concentration en chlortétracycline d'au moins 0, 3 mg/cm3. La chlortétracycline est soluble dans la phase aqueuse jusqu'à concurrence d'environ 15 mg par em3 3 à un pg de 1, 5 et à la température ambiante. Il1 est préférable de poursuivre la concentration jusqu'à obtention d'une concentration en ehlortétraeyeline dans la phase aqueuse de 3 à 30 mg par cm3, selon les impuretés présentes.
Avec certains mé- langes de fermentation, on peut obtenir la concentration préférée en concentrant la phase aqueuse à approximativement 25 /o ou moins du volume initial du mélange.
Le chlorure que l'on mélange à la solution aqueuse acide contenant la ehlortétraeyeline ou au mélange de celle-ci avec le solvant organique est utilisé, de préférence, en une quan- tité suffisant a obtenir une solution pratiquement saturée. On peut toutefois aussi obtenir des résultats satisfaisants en utilisant des quantités de chlorure inférieures à la quantité qui sature la solution.
Comme chlorure, on utilise de préférence le chlorure de sodium. On peut toutefois aussi utiliser d'autres chlorures, par exemple le chlorure de potassium et le chlorure d'ammonium qui permettent d'obtenir le chlorhydrate de chlortétTacyeline sous forme de beaux cristaux. En outre, on peut utiliser les chlorures de calcium et de lithium.
Le solvant organique que l'on mélange à la solution acide contenant la chlortétra- cycline, déjà additionnée de chlorure ou non, peut être un alcool. On peut utiliser, par exemple, les alcools méthylique, éthylique et isopropylique qui provoquent la séparation du chlorhydrate de chlortétracyeline sous forme cristalline et forment, avec la solution acide, une seule phase aux températures et concen trations utilisées. Il est toutefois préférable d'utiliser des solvants qui forment, avec la solution acide, un mélange se séparant en deux phases.
Comme solvants de ce type, on peut utiliser des alcooLs à chaîne de longueur moyenne, par exemple l'alcool butylique normal, l'alcool butylique secondaire, l'alcool amylique, l'alcool hexylique, l'alcool oetylique, l'alcool eaprylique, le décanol, etc. La sépara- tion du chlorhydrate de chlortétraeycline se produit à l'interface de la phase aqueuse et de la phase organique.
On peut aussi utiliser des alcools polyvalents et leurs éthers, par exemple les éthers d'éthylèneglycol. Il est. avantageux d'utiliser le butanol normail qui n'est pas soluble dans l'eau au point de provoquer des difficultés dans la séparation des phases et ne dissout. pas une quantité exagérée de ehlortétzeyeline. Il convient d'utiliser une quantité de butanol normal juste suffisante pour former une phase séparée.
En quantité d'environ 5 /o, le butanol normal dissout en grande partie les impuretés sans dissoudre une proportion démesurée de chlortétraeyeline. Si on ajoute plus de 10 /o de butanol, la perte de produit dans le solvant devient généralement trop élevée.
Une manière commode d'isoler le chlorhydrate de chlortétracyeline qui s'est formé et séparé est la filtration à la température ambiante. On peut laver le produit isolé avec un ou plusieurs solvants et le sécher. On peut utiliser à cet effet l'éthanol ou d'autres alcools, l'eau, certaines cétones, etc. La pureté du produit obtenu dépend, dans une certaine mesure, de la matière de départ. Dans certains cas, il est avantageux de soumettre à une puri fication supplémentaire le produit obtenu.
Une reeristallisation supplémentaire améliore généralement la pureté, mais n'est pas absolu ment'nécessaire.
Dans le mode préféré de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le solvant organique est choisi de manière à former une phase distincte de la phase aqueuse. Le chlorhydrate de ehlortétraeyeline se sépare de pré férence à l'interface de ces deux phases. Le chlorure présent dans le mélange favorise une séparation nette des deux phases. Le solvant organique sert à dissoudre certaines impuretés aeeompagnant la èhlortétraeyeline et à faciliter la formation de cristaux purs de chlorhydrate de chlortétracycline.
L'effet combine du solvant organique et du chlorure présents dans le mélange facilite la séparation d'un chlorhydrate de eMo'rtétracycline cristallisé exempt de Ra majeure partie des impuretés accompagnant la chlortétracycline dans la matière de départ impure.
Les exemples suivants montrent comment on peut réaliser la présente invention.
Exemple 1 :
A 4, 9 litres d'un mélange de fermentation provenant de la culture d'un micro-organisme producteur de chlortétracycline, on ajoute 135 cm3 d'acide ch4orhydrique 6 N pour réduire le P1 du mélange à 1, 45. On agite le tout pour assurer un mélange intime et la dissolution de toute la chlortétracycline. A 3000 em3 de la solution résultante, on ajoute 300 g d'un adjuvant de filtration, en l'oeeur- rence le produit marque Hy-F1lo Superçel , on filtre le mélange sur papier filtre et on lave le résidu solide avec suffisamment d'eau acidulée pour obtenir 3000 cm3 de filtrat.
On place le filtrat dans une colonne à distillation sous vide et on distille à une température de 25 à 30 sous vide, jusqu'à obtention de 550 cm3 de concentrat présentant une teneur en ehlortétraeyeline d'environ 2 mglem3. On en prélève 50 em3 comme échantillon d'essai et on ajoute au reste du concentrat 25 em3 d'alcool butylique normal et 125 g de chlorure de sodium. On agite le mélange à la temperature ambiante pendant 1/2 heure, puis on le laisse reposer jusqu'au lendemain à 2 C. On sépare les cristaux sur un entonnoir Büchner, on les lave d'abord avec une petite quantité d'alcool, puis avec de l'eau distillée, et on les sèche sous vide.
On obtient un rendement en chlorhydrate de chlortétracycline de 4, 61 g.
Selon l'analyse colorimétrique, le produit obtenu présente une activité de 300 y par mg, ce qui correspond à une récupération de 37 /o de la chlortétraeycline sous forme de chlorhydrate cristallisé, par rapport à la quantité de chlortétracycline présente dans le mélange de fermentation.
On porte le pg de 1 litre d'un mélange de fermentation eontenant de la ehlortétraeyeline à environ 9 par addition de soude caustique
ION, on ajoute 25 g de terre d'infusoires comme adjuvant de filtration et on sépare les solides par filtration. Après lavage, le gâteau de filtration est extrait avec 250 cm3 d'eau acidifiée à un pg de 1, 35 par de l'aeide sulfu- rique. Après agitation, on ajoute de 1'acide sulfurique supplémentaire pour maintenir le pe à 1, 35.
On filtre le mélange et on ajoute au filtrat acide qui présente une teneur en chlortétracycline d'environ 3, 5 mg/cm3, 5"/o en volume de butanol et 25 /o en poids de chlorure de sodium. On agite et refroidit le mélange, on sépare les cristaux de chlorhydrate de chlortétracyeline dans un entonnoir Biichner et on les lave à l'eau.
Exemple 3 :
A 5 litres d'un mélange de fermentation contenant de la ehlortétraeyeline, on ajoute suffisamment d'acide chlorhydrique 6 N pour porter le pu du mélange à 1, 4. On agite vigoureusement le mélange et on le filtre. On ajoute au filtrat qui présente une teneur en chlortétracycline d'environ 1 mg/cm3, 5 /o en volume d'alcool butylique normal et 30 /o en poids de chlorure de sodium. On agite le mélange à la température ambiante pendant une heure, et on le laisse reposer jusqu'au lendemain à 2 C. On recueille les'cristaux dans un entonnoir Biichner et on les lave avec une petite quantité d'alcool et ensuite à l'eau distillée.
On obtient ainsi du chlorhydrate de chlortétracyc'line cristallisé.
A process for preparing a purified hydrochloride of chlortetracycline.
The present invention relates to a process for preparing a purified hydrochloride of chlortetracydin from an impure material containing chlortetra-eycline in a form other than the hydrochloride.
The microorganism called Streptomyces aureofaciena produces during its growth chlortetraeycline, a substance sold commercially under the trademark aureomycin, which exhibits remarkable antibiotic activity in a much more extensive therapeutic area than other previously known antibiotics. and which responds to the following formula:
EMI1.1
Details of the microorganism and the properties of chlortetraeyeline are given in Annals of the New York Academy of Sciences, volume 51, article 2, November 1948;
there are many references in the medical literature to the remarkable results obtained with this powerful antibiotic.
The process according to the invention is characterized in that an aqueous solution having a pg of less than 4 and containing at least 0.3 is prepared from said impure material containing chlortetracycline in a form other than the hydrochloride. mg of chlortetracycline as the acid salt per cm3, this solution, free of any insoluble matter, is mixed with an organic solvent and a water-soluble chloride to cause the separation of chlortetracyeline hydrochloride and the solid product is isolated got.
The starting impure material containing chlortetraeycline may be a fermentation mixture obtained from the cultivation of a microorganism producing chlortetracycline in an aqueous nutrient medium, or a solid product containing chlortetracyeline and impurities from the fermentation, obtained as an intermediate product in the preparation of a fermentation mixture. To prepare the aqueous solution having a pg of less than 4 and containing at least 0.3 mg of chlortetracycline per cm 3, one can proceed according to the methods described below.
According to a first method, is added to an aqueous fermentation mixture containing chlortetraeycline a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, for example in the form of a dilute aqueous solution, to reduce the pg of said mixture to a value less than 4 and converting ehlortetraeyeline into an acid salt. The resulting solution containing
chlortetracycline as an acid salt to remove insoluble impurities. It will generally be necessary to concentrate the acidic aqueous solution, preferably by vacuum distillation at low temperature, to obtain a chlortetracycline concentration of at least 0.3 Mg / CM3.
According to a second method, an alkali is added to the fermentation mixture, for example an aqueous solution of caustic soda, to bring 1 p of the melane to a value between 6 and 11. The mixture is filtered to obtain a solid residue containing sodium. chlortetracycline. The solid residue is depleted with an aqueous mineral acid to obtain an acidic aqueous solution containing the chlortetracycline as the acid salt.
If this solution is too dilute, it can be concentrated by vacuum distillation at low temperature. According to a variant of this second method, a basic compound of an alea-amino-earth metal such as Ca, Ba, Mg and Sr, for example calcium hydroxide, is added to the fermentation mixture, in order to provide the substance. PEX of the mixture to a value of 6 to 11, preferably 7 to 9, and transform the chlortetracycline into an insoluble alealino-earth salt. By filtration of the mixture, a solid residue is obtained containing the chlortetra cyclin in the form of an alealino-earth salt.
This residue is then depleted with aqueous mineral acid as described above.
According to a third method, an alkali, for example caustic soda, is added to the fermentation mixture, as in the second method. A solid residue is collected by filtration which is exhausted by a mixture of water and an organic solvent in the presence of either an alkali or a mineral acid.
As the organic solvent, a ketone, preferably acetone, or an alcohol such as ethanol can be used. Then, the organic solvent is removed from the obtained extract, preferably by subjecting the latter to vacuum distillation at low temperature.
There is thus obtained an aqueous solution, either alkaline or acid, containing ehlortetraeyeline. If the solution obtained is alealine, it must be further acidified with a mineral acid in order to obtain the desired aqueous acidic solution.
the acidic solution containing the
chlortetracyeline must have a lower pg
to 4. If the pH was greater than 4, the solubility characteristics of chlortetracycline would not be favorable enough. On the other hand, it is preferable that the PH is not significantly less than 1.
A lower p} would theoretically be satisfactory, but in carrying out the process on an industrial scale, the corrosion produced by such an acidic solution would necessitate the use of particularly acid resistant containers, which would entail considerable expense. A reasonable compromise from an economic point of view is to prepare an acidic solution having a pji of 1 to 2, preferably 1.5.
In case the aqueous solution containing the chlortetracycline as an aid salt is not sufficiently concentrated, it can be concentrated by vacuum distillation. At temperatures above about 50 ° C decomposition of chlortetracycline occurs. It is therefore advisable to operate at temperatures between 20 and 40 ° C. It is also possible to remove the water by sublimation, after having frozen the whole.
The distillation of the solvent, if any, and / or of the water is continued until a chlortetracycline concentration of at least 0.3 mg / cm3 is obtained. Chlortetracycline is soluble in the aqueous phase to an extent of about 15 mg per em3 3 at a µg of 1.5 and at room temperature. It is preferable to continue the concentration until a concentration of ehlortetraeyeline in the aqueous phase of 3 to 30 mg per cm3 is obtained, depending on the impurities present.
With some fermentation mixtures, the preferred concentration can be achieved by concentrating the aqueous phase to approximately 25% or less of the initial volume of the mixture.
The chloride which is mixed with the acidic aqueous solution containing the etraeyelin or the mixture thereof with the organic solvent is preferably used in an amount sufficient to obtain a substantially saturated solution. However, satisfactory results can also be obtained by using amounts of chloride less than the amount which saturates the solution.
As the chloride, sodium chloride is preferably used. However, it is also possible to use other chlorides, for example potassium chloride and ammonium chloride, which make it possible to obtain chlortetTacyeline hydrochloride in the form of beautiful crystals. In addition, calcium and lithium chlorides can be used.
The organic solvent which is mixed with the acid solution containing the chlortetracyclin, already added with chloride or not, can be an alcohol. Methyl, ethyl and isopropyl alcohols can be used, for example, which cause the separation of chlortetracyeline hydrochloride in crystalline form and form, with the acid solution, a single phase at the temperatures and concentrations used. It is, however, preferable to use solvents which form, with the acid solution, a mixture which separates into two phases.
As solvents of this type, medium chain alcohols can be used, for example normal butyl alcohol, secondary butyl alcohol, amyl alcohol, hexyl alcohol, etyl alcohol, eapryl alcohol. , decanol, etc. The separation of chlortetraeycline hydrochloride occurs at the interface of the aqueous phase and the organic phase.
Polyvalent alcohols and their ethers can also be used, for example ethylene glycol ethers. It is. advantageous to use normal butanol which is not soluble in water to the point of causing difficulties in phase separation and does not dissolve. not an exaggerated amount of ehlortétzeyeline. Just enough normal butanol should be used to form a separate phase.
In an amount of about 5%, normal butanol largely dissolves the impurities without dissolving an inordinate proportion of chlortetraeyeline. If more than 10% of butanol is added, the loss of product in the solvent generally becomes too high.
A convenient way to isolate the chlortetracyeline hydrochloride which has formed and separated is filtration at room temperature. The isolated product can be washed with one or more solvents and dried. Ethanol or other alcohols, water, certain ketones, etc. can be used for this purpose. The purity of the product obtained depends to some extent on the starting material. In some cases, it is advantageous to subject the product obtained to further purification.
Further reeristallization generally improves purity, but is not absolutely necessary.
In the preferred embodiment of the process according to the invention, the organic solvent is chosen so as to form a phase distinct from the aqueous phase. Ehlortetraeyeline hydrochloride preferably separates at the interface of these two phases. The chloride present in the mixture promotes a clean separation of the two phases. The organic solvent serves to dissolve certain impurities accompanying the etraeyelin and to facilitate the formation of pure crystals of chlortetracycline hydrochloride.
The combined effect of the organic solvent and the chloride present in the mixture facilitates the separation of crystallized eMo'rtetracycline hydrochloride free from Ra major part of the impurities accompanying the chlortetracycline in the impure starting material.
The following examples show how the present invention can be carried out.
Example 1:
To 4.9 liters of a fermentation mixture originating from the culture of a microorganism producing chlortetracycline, 135 cm3 of 6 N hydrochloric acid is added to reduce the P1 of the mixture to 1.45. The whole is stirred. to ensure thorough mixing and dissolution of all the chlortetracycline. To 3000 cubic meters of the resulting solution, 300 g of a filter aid is added, preferably the product Hy-F1lo Superçel brand, the mixture is filtered through filter paper and the solid residue washed with sufficient water. acidulated water to obtain 3000 cm3 of filtrate.
The filtrate is placed in a vacuum distillation column and distilled at a temperature of 25 to 30 under vacuum, until 550 cm3 of concentrate is obtained having an ehlortetraeyelin content of about 2 mglem3. 50 em3 was taken as a test sample and to the remainder of the concentrate 25 em3 of normal butyl alcohol and 125 g of sodium chloride were added. The mixture is stirred at room temperature for 1/2 hour, then left to stand overnight at 2 C. The crystals are separated on a Büchner funnel, washed first with a small amount of alcohol, then with distilled water, and dried in vacuo.
A yield of chlortetracycline hydrochloride of 4.61 g is obtained.
According to the colorimetric analysis, the product obtained exhibits an activity of 300 y per mg, which corresponds to a recovery of 37 / o of chlortetraeycline in the form of crystallized hydrochloride, relative to the amount of chlortetracycline present in the fermentation mixture. .
The pg of 1 liter of a fermentation mixture containing ehlortetraeyelin is brought to about 9 by the addition of caustic soda.
ION, 25 g of diatomaceous earth is added as a filter aid and the solids are separated by filtration. After washing, the filter cake is extracted with 250 cm3 of water acidified to a µg of 1.35 with sulfuric acid. After stirring, additional sulfuric acid is added to maintain the bp at 1.35.
The mixture is filtered and added to the acidic filtrate which has a chlortetracycline content of about 3.5 mg / cm3, 5 "/ o by volume of butanol and 25 / o by weight of sodium chloride. The mixture is stirred and cooled. After mixing, the chlortetracyeline hydrochloride crystals were separated in a Biichner funnel and washed with water.
Example 3:
To 5 liters of a fermentation mixture containing ehlortetraeyelin, enough 6N hydrochloric acid is added to bring the pu of the mixture to 1.4. The mixture is stirred vigorously and filtered. To the filtrate, which has a chlortetracycline content of about 1 mg / cm3, 5% by volume of normal butyl alcohol and 30% by weight of sodium chloride are added. The mixture is stirred at room temperature for one hour, and allowed to stand overnight at 2 ° C. The crystals are collected in a Biichner funnel and washed with a small amount of alcohol and then with water. distilled water.
In this way crystallized chlortetracyc'line hydrochloride is obtained.