Procédé de purification des sels d'acides de la tétracycline
La présente invention a pour objet un procédé de purification de sels d'acides de la tétracycline.
Chimiquement, l'antibiotique fétracycline est un dérivé du naphtacène, et tout en ayant une structure qui suggère fortement des formes tautomères, on pense qu'il correspond à la formule suivante:
EMI1.1
dont la dénomination chimique est 4-diméthyl amino-1,4,4a,5,5a,6,1 1,12a-octahydro- 3,6,10, 12,12a-pentahydroxy-6-méthyl-1,11-dioxo- naphtacène-2-carboxamide .
La tétracycline peut être purifiée par des moyens de purification ordinaires, par exemple par cristallisation dans des solvants chauds, par chromatographie ou par fixation sur des résines échangeuses d'ions, mais ces moyens sont compliqués, et moins intéressants économiquement que le procédé de la présente invention.
On peut fabriquer la tétracycline par déshalogénation de la chlorotétracycline, ou par fermentation directe au moyen du Streptomyces aureofaciens, en utilisant des mutants naturels ou artificiels, dans un milieu nutritif spécial, approprié. La tétracycline brute obtenue par ces méthodes de production radicalement différentes est contaminée par des impuretés de propriétés physiques et chimiques largement différentes. Les méthodes de purification courantes, qui peuvent être efficaces quand on les applique à la tétracycline obtenue par fermentation, échouent souvent quand on les utilise pour purifier la tétracycline obtenue à partir de la chlorotétracycline, et vice versa.
Le procédé de la présente invention peut, de façon inattendue et avantageuse, s'appliquer à la purification des sels d'acides de la tétracycline provenant des deux sources, car il est très sélectif lorsqu'il s'agit de séparer l'antibiotique des impuretés qui l'accompagnent.
La tétracycline est un antibiotique amphotère. Par suite, les procédés déjà utilisés pour la purification des antibiotiques acides ou basiques ne sont généralement pas utilisables pour la tétracycline. De plus, elle est suscep tible de subir une polymérisation ou des transpositions partielles lajendant inactive, à moins d'être traitée dans des conditions particulièrement modérées.
Le procédé, suivant la présente invention, pour la purification des sels d'acides de la tétracycline est caractérisé en ce qu'on dissout un sel d'acide de la tétracycline impur dans un solvant polaire à l'aide d'une base pour obtenir une solution présentant un pH compris entre 5 et 10 et que, après élimination de toute matière insoluble, on ajoute à la solution de l'acide correspondant au sel de départ pour précipiter la tétracycline sous forme du même sel d'acide, purifié.
La base à l'aide e de laquelle s'effectue la dissolution du sel d'acide de la tétracycline impur dans le solvant polaire réagit avec ledit sel d'acide pour former soit de la tétracycline libre, soit un sel de tétracycline avec la base.
Parmi les solvants polaires de la tétracycline que l'on peut utiliser, figurent les alcanols inférieurs, tels que l'alcool méthylique, l'alcool éthylique, l'alcool propylique, les alcools butyliques, l'alcool amylique et le phényl méthyl-carbinol, le 2-méthoxy-éthanol, le 2-éthoxy-éthanol, l'éthylène-chlorhydrine, le le dioxine, le carbitol, l'éthylène-glycol, l'alcool benzylique, le nitrométhane, l'acétonitrile, la propylène-chlorhydrine, l'alcool diacétonique, l'acétophénone, l'acétate de 2-méthoxy-éthanol et l'eau, ainsi que des mélanges de deux ou plusieurs de ces solvants.
On préfère généralement les 2-alcoxy-éthanols et les alcools aliphatiques contenant jusqu'à 4 atomes de carbone dans la molécule, car la tétracycline présente une solubilité plus avantageuse dans ces solvants, étant relativement plus soluble du côté basique et moins soluble du côté acide.
L'alcool méthylique, le 2-méthoxy-éthanol et le 2-éthoxy-éthanol sont particulièrement efficaces, car on les obtient facilement industriellement, ils sont relativement peu coûteux et leur domaine d'utilisation est très satisfaisant. Si, pour une raison quelconque, on ne dispose pas de ces termes inférieurs ou si,
pour d'autres raisons industrielles, d'autres
termes sont désirables, on peut très efficace
ment utiliser des termes supérieurs. L'alcool
éthylique et l'éther monométhylique de diéthy
lène-glycol sont parmi les solvants les plus
efficaces, bien qu'un peu plus coûteux. Un
peu d'eau dans ces solvants, dans les limites
de miscibilité, ne gêne pas et peut être très
utile avec l'éthanol ou le dioxane. On obtient
généralement des produits plus purs avec moins
de pertes en utilisant des solvants organiques
qu'avec l'eau seule comme solvant.
Moins il
y aura d'eau dans le solvant, moins se décom
posera la tétracycline, en particulier aux tem
pératures plus élevées.
La quantité de base à utiliser pour ajuster
le pH à 5-10 peut être déterminée, soit à partir
de la pureté et de la quantité de tétracycline
utilisée, soit par une mesure réelle du pH
existant. Pour la détermination du pH des
solutions non aqueuses, on a procédé comme
suit: on dilue la solution organique avec un
volume égal d'eau, puis on mesure le pH de
la couche aqueuse, si elle n'est pas miscible,
ou du mélange avec une électrode de verre.
Il est désirable d'utiliser une base azotée
non toxique et de préférence à bas poids molé
culaire et à bas prix, de façon à réduire au
minimum la dépense nécessaire, la quantité et
la nécessité d'une élimination complète de
l'amine. Ainsi l'ammoniaque, qui est relative
ment non toxique convient bien; s'il en reste
un peu sous forme d'un sel d'ammonium, c'est
un diluant inoffensif de la tétracycline finale
recueillie.
La triéthylamine est particulièrement utile,
car on l'obtient facilement dans l'industrie;
elle a un poids moléculaire relativement bas
et elle est généralement très utile, car elle pro
voque une solubilisation rapide et on la mani
pule facilement. D'autres amines, telles que la
diéthylamine, la tri-n-butylamine, la cyclohexylamine, la morpholine, la di-n-propylamine, la
B-phényl-éthylamine, l'éthanolamine, l'isoamyl
amine, l'éthylmorpholine, la diméthylbenzyl
amine, la 2-amino-pyridine, l'isobutylamine, la dicyclohexylamine, la diéthanolamine, la triéthanolamine, le B-diéthylamino-éthanol et la triméthylamine, et des mélanges de ces bases convenables donnent des résultats satisfaisants, bien que les frais de récupération ou leur rareté les rendent moins désirables du point de vue commercial.
En général, on préfère les amines présentant une constante de dissociation de 10-7 au moins et avantageusement de 10-6 ou même davantage, car elles opèrent plus rapidement et assurent une solubilité supérieure.
Il est également possible d'utiliser, comme composé basique, un composé basique d'un métal alcalin.
Après la séparation de la tétracycline sous forme du sel d'acide, on peut procéder comme suit: on recueille le précipité, on le lave pour éliminer le solvant et toutes les impuretés comme dans les procédés de cristallisation ordinaires. 1l est avantageux, mais non nécessaire que le solvant de lavage soit le même que celui dans lequel on a dissous initialement la tétracycline, après lavage avec ce solvant, on lave encore les cristaux avec une petite quantité d'eau, puis avec de l'alcool. L'eau tend à éliminer tous les sels étrangers pouvant être présents, tels que ceux d'ammoniaque ou des amines qui ont pu se former simultanément.
On sèche ensuite la matière pour l'utiliser.
Les exemples suivants décrivent certains modes de réalisation de l'invention.
Exemple I
On dissout 10 g de chlorhydrate de tétracycline brut dans 50 cm3 de 2-éthoxy-éthanol contenant 3 /o d'eau, en agitant pendant 20 minutes après addition de 5,9 cm3 de triéthylamine. La solution a un pH de 8,48 (lorsqu'elle est mélangée à un égal volume d'eau comme indiqué plus haut). On filtre la solution, on ajoute 50 cm3 de n-butanol, et on ajuste le pH du mélange à 1,8 avec 3,95 cm3 d'acide chlorhydrique concentré. Après un repos de 48 heures à la température ordinaire, sous agitation, on sépare les cristaux par filtration, on - les lave au butanol et au chloroforme, et on sèche sous vide.
On obtient 8,7 g de chlorhydrate de tétracycline purifié, titrant 970 microgrammes par mg. -
Exemple 2
On prépare une suspension de 10 g de chlorhydrate de tétracycline impure, titrant 840 microgrammes par mg, dans 50 cm3 de n-butanol contenant 3 0/o d'eau. En ajoutant 5,9 cm3 de triéthylamine et en agitant pendant 20 minutes, on obtient une solution claire de pH 8,1 environ que l'on traite par 0,5 g de charbon décolorant pendant 10 minutes, et que l'on filtre. On acidifie le filtrat clair jusqu'à un pH de 1,7, ce qui nécessite environ 3,9 cm3 d'acide chlorhydrique concentré. Des cristaux commencent à se former, et on laisse reposer pendant 47 h sous agitation, après quoi on sépare les cristaux du solvant par filtration.
Après lavage avec 10 cm3 de n-butanol et 10 cm3 de chloroforme, et après séchage sous vide, on obtient 8,8 g de chlorhydrate de tétra cyclone, purifié, titrant 975 microgrammes par mg.
Exemple 3
On dissout 20 g de chlorhydrate de tétracycline brut dans 100 cm3 d'éthanol contenant 5 0/o d'eau, en agitant avec 11,7 cm3 de triéthylamine. La solution présente un pH de 7,9 environ. On ajoute une petite quantité d'un adjuvant de filtration à base de silicate de magnésium, et on filtre la solution. On acidifie la solution claire jusqu'à pH 1,6 avec de l'acide chlorhydrique concentré, on amorce la cristallisation, et on laisse cristalliser pendant 28 h, puis on filtre. On lave¯ les cristaux de chlorhydrate de tétracycline séparés avec de l'éthanol, puis avec du chloroforme, puis on sèche sous vide. Le produit purifié titre 985 microgrammes par mg.
Exemple 4
On suspend 5 g de chlorhydrate de tétracycline brut dans 50 cm3 de tétrahydrofurane.
On réalise la dissolution par addition de 2,9 cm3 de triéthylamine, en agitant pendant 10 min. La solution présente un pH de 8,4 environ. On filtre la solution, et on y ajoute 1,75 cm3 d'acide chlorhydrique concentré, et on laisse reposer pendant 75 h. On centrifuge les cristaux, on les lave au tétrahydrofurane et au chloroforme, et on sèche sous vide. On obtient 3,2 g de chlorhydrate de tétracycline purifié, titrant 950 microgrammes par mg.
Exemple 5
On délaie 10 g de chlorhydrate de tétracycline titrant 890 microgrammes par mg, avec 50 cm3 de 2-éthoxy-éthanol contenant 50/0 d'eau. On ajoute 5,9 cm3 de triéthylamine, on agite la composition pendant 20 minutes et on filtre avec de la terre d'infusoires comme adjuvant de filtration. A la solution clarifiée, présentant un pH de 8,0 environ, on ajoute suffisamment d'acide chlorhydrique pour ajuster le pH à 1,7, on amorce la cristallisation et on laisse reposer sous agitation pendant 46 h. Après filtration, lavage au 2-éthoxyéthanol et à l'eau, on obtient 8,4 g de chlorhydrate de tétracycline, titrant 995 microgrammes par mg.
Exemple 6
On répète l'exemple 5 en utilisant deux équivalents d'éthylmorpholine au lieu de la triéthylamine. On obtient 8,1 g de chlorhydrate de tétracycline, titrant 985 microgrammes par mg.
Exemple 7
On répète l'exemple 5 en utilisant deux équivalents d'éthanolamine au lieu de triéthylamine. On obtient 7,6 g de chlorhydrate de tétracycline, titrant 950 microgrammes par mg.
Exemple 8
On répète l'exemple 5 en utilisant deux équivalents de bêta-phényléthylamine au lieu de la triéthylamine. On obtient 6,3 g de chlorhydrate de tétracycline titrant 990 microgrammes par mg.
Exemple 9
On répète l'exemple 5 en utilisant deux équivalents de tri-n-butylamine au lieu de triéthylamine. On obtient 8,4 g de chlorhydrate de tétracycline titrant 985 microgrammes par mg.
Exemple 10
On répète l'exemple 5 en utilisant deux équivalents de triéthanolamine au lieu de triéthylamine. On obtient 7,0 g de chlorhydrate de tétracycline titrant 960 microgrammes par mg.
Process for the purification of tetracycline acid salts
The present invention relates to a process for the purification of acid salts of tetracycline.
Chemically, the antibiotic fetracycline is a derivative of naphtacene, and while having a structure that strongly suggests tautomeric forms, it is believed to correspond to the following formula:
EMI1.1
whose chemical name is 4-dimethyl amino-1,4,4a, 5,5a, 6,1 1,12a-octahydro- 3,6,10, 12,12a-pentahydroxy-6-methyl-1,11-dioxo - naphtacene-2-carboxamide.
Tetracycline can be purified by ordinary purification means, for example by crystallization from hot solvents, by chromatography or by fixation on ion exchange resins, but these means are complicated, and less economically attractive than the method of the present invention. invention.
Tetracycline can be made by dehalogenation of chlorotetracycline, or by direct fermentation using Streptomyces aureofaciens, using natural or artificial mutants, in a special, suitable nutrient medium. The crude tetracycline obtained by these radically different production methods is contaminated with impurities of widely different physical and chemical properties. Current purification methods, which can be effective when applied to tetracycline obtained by fermentation, often fail when used to purify tetracycline obtained from chlorotetracycline, and vice versa.
The process of the present invention can, unexpectedly and advantageously, be applied to the purification of the acid salts of tetracycline from both sources, since it is very selective when it comes to separating the antibiotic from the antibiotics. accompanying impurities.
Tetracycline is an amphoteric antibiotic. As a result, the methods already used for the purification of acidic or basic antibiotics are generally not suitable for tetracycline. In addition, it is liable to undergo polymerization or partial transpositions leaving it inactive, unless it is treated under particularly moderate conditions.
The process according to the present invention for the purification of the acid salts of tetracycline is characterized in that an impure acid salt of tetracycline is dissolved in a polar solvent using a base to obtain a solution having a pH between 5 and 10 and which, after removal of any insoluble material, is added to the solution of the acid corresponding to the starting salt to precipitate the tetracycline in the form of the same acid salt, purified.
The base by means of which the dissolution of the acid salt of the impure tetracycline in the polar solvent is carried out reacts with said acid salt to form either free tetracycline or a tetracycline salt with the base .
Among the polar solvents for tetracycline that can be used are lower alkanols, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohols, amyl alcohol and phenyl methyl-carbinol , 2-methoxy-ethanol, 2-ethoxy-ethanol, ethylene-chlorohydrin, dioxin, carbitol, ethylene-glycol, benzyl alcohol, nitromethane, acetonitrile, propylene-chlorohydrin , diacetone alcohol, acetophenone, 2-methoxyethanol acetate and water, as well as mixtures of two or more of these solvents.
Generally preferred are 2-alkoxy-ethanols and aliphatic alcohols containing up to 4 carbon atoms in the molecule, because tetracycline exhibits more favorable solubility in these solvents, being relatively more soluble on the basic side and less soluble on the acid side. .
Methyl alcohol, 2-methoxy-ethanol and 2-ethoxy-ethanol are particularly effective because they are easily obtained industrially, they are relatively inexpensive and their field of use is very satisfactory. If for some reason these lower terms are not available or if,
for other industrial reasons, others
terms are desirable, we can very effectively
ment use superior terms. The alcohol
ethyl and monomethyl ether of diethyl
lene glycol are among the strongest solvents
effective, although a little more expensive. A
little water in these solvents, within the limits
miscibility, does not interfere and can be very
useful with ethanol or dioxane. We obtain
generally purer products with less
losses using organic solvents
than with water alone as a solvent.
Minus it
there will be water in the solvent, the less decomposes
will pose tetracycline, especially at times
higher peratures.
The amount of base to use to adjust
the pH at 5-10 can be determined either from
the purity and amount of tetracycline
used, or by a real pH measurement
existing. For the determination of the pH of
non-aqueous solutions, we proceeded as
follows: the organic solution is diluted with a
equal volume of water, then measure the pH of
the aqueous layer, if it is not miscible,
or mixing with a glass electrode.
It is desirable to use a nitrogenous base
non-toxic and preferably low molten weight
cular and low-cost, so as to reduce
minimum necessary expenditure, quantity and
the need for complete elimination of
the mine. Thus ammonia, which is relative
non-toxic is well suited; if there are any
somewhat in the form of an ammonium salt, it is
a harmless final tetracycline diluent
collected.
Triethylamine is particularly useful,
because it is easily obtained in industry;
it has a relatively low molecular weight
and it is generally very useful, because it pro
evokes a rapid solubilization and it is handled
pule easily. Other amines, such as
diethylamine, tri-n-butylamine, cyclohexylamine, morpholine, di-n-propylamine,
B-phenyl-ethylamine, ethanolamine, isoamyl
amine, ethylmorpholine, dimethylbenzyl
amine, 2-amino-pyridine, isobutylamine, dicyclohexylamine, diethanolamine, triethanolamine, B-diethylamino-ethanol and trimethylamine, and mixtures of these suitable bases give satisfactory results, although the cost of recovery or their scarcity makes them less commercially desirable.
In general, amines having a dissociation constant of at least 10-7 and more preferably 10-6 or even more are preferred, since they operate faster and provide higher solubility.
It is also possible to use, as the basic compound, a basic compound of an alkali metal.
After the separation of the tetracycline as the acid salt, one can proceed as follows: collect the precipitate, wash it to remove the solvent and all impurities as in ordinary crystallization processes. It is advantageous, but not necessary that the washing solvent be the same as that in which the tetracycline was initially dissolved, after washing with this solvent, the crystals are washed again with a small amount of water, then with water. alcohol. The water tends to remove any foreign salts that may be present, such as ammonia or amines that may have formed simultaneously.
The material is then dried for use.
The following examples describe certain embodiments of the invention.
Example I
10 g of crude tetracycline hydrochloride is dissolved in 50 cm3 of 2-ethoxy-ethanol containing 3 / o of water, with stirring for 20 minutes after addition of 5.9 cm3 of triethylamine. The solution has a pH of 8.48 (when mixed with an equal volume of water as indicated above). The solution is filtered, 50 cm3 of n-butanol are added, and the pH of the mixture is adjusted to 1.8 with 3.95 cm3 of concentrated hydrochloric acid. After standing for 48 hours at room temperature with stirring, the crystals are filtered off, washed with butanol and chloroform, and dried in vacuo.
8.7 g of purified tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 970 micrograms per mg. -
Example 2
A suspension of 10 g of impure tetracycline hydrochloride, assaying 840 micrograms per mg, in 50 cm3 of n-butanol containing 30% of water is prepared. By adding 5.9 cm 3 of triethylamine and stirring for 20 minutes, a clear solution of approximately pH 8.1 is obtained which is treated with 0.5 g of decolourising charcoal for 10 minutes, and which is filtered. The clear filtrate is acidified to a pH of 1.7, which requires about 3.9 cm3 of concentrated hydrochloric acid. Crystals begin to form, and the mixture is left to stand for 47 hours with stirring, after which the crystals are separated from the solvent by filtration.
After washing with 10 cm3 of n-butanol and 10 cm3 of chloroform, and after drying under vacuum, 8.8 g of tetra cyclone hydrochloride are obtained, purified, assaying 975 micrograms per mg.
Example 3
20 g of crude tetracycline hydrochloride is dissolved in 100 cm3 of ethanol containing 50% of water, while stirring with 11.7 cm3 of triethylamine. The solution has a pH of approximately 7.9. A small amount of a magnesium silicate filter aid is added, and the solution is filtered. The clear solution is acidified to pH 1.6 with concentrated hydrochloric acid, crystallization is initiated, and allowed to crystallize for 28 h, then filtered. The separated tetracycline hydrochloride crystals were washed with ethanol, then with chloroform, then dried in vacuo. The purified product titrated 985 micrograms per mg.
Example 4
5 g of crude tetracycline hydrochloride are suspended in 50 cm3 of tetrahydrofuran.
Dissolution is carried out by adding 2.9 cm3 of triethylamine, with stirring for 10 min. The solution has a pH of approximately 8.4. The solution is filtered, and 1.75 cm3 of concentrated hydrochloric acid are added thereto, and the mixture is left to stand for 75 h. The crystals are centrifuged, washed with tetrahydrofuran and chloroform, and dried in vacuo. 3.2 g of purified tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 950 micrograms per mg.
Example 5
10 g of tetracycline hydrochloride titrating 890 micrograms per mg are stirred with 50 cm3 of 2-ethoxy-ethanol containing 50% of water. Add 5.9 cc of triethylamine, stir the composition for 20 minutes and filter with diatomaceous earth as a filter aid. To the clarified solution, having a pH of about 8.0, is added enough hydrochloric acid to adjust the pH to 1.7, crystallization is initiated and allowed to stand with stirring for 46 h. After filtration, washing with 2-ethoxyethanol and with water, 8.4 g of tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 995 micrograms per mg.
Example 6
Example 5 is repeated using two equivalents of ethylmorpholine instead of triethylamine. 8.1 g of tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 985 micrograms per mg.
Example 7
Example 5 is repeated using two equivalents of ethanolamine instead of triethylamine. 7.6 g of tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 950 micrograms per mg.
Example 8
Example 5 is repeated using two equivalents of beta-phenylethylamine instead of triethylamine. 6.3 g of tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 990 micrograms per mg.
Example 9
Example 5 is repeated using two equivalents of tri-n-butylamine instead of triethylamine. 8.4 g of tetracycline hydrochloride is obtained, assaying 985 micrograms per mg.
Example 10
Example 5 is repeated using two equivalents of triethanolamine instead of triethylamine. 7.0 g of tetracycline hydrochloride are obtained, assaying 960 micrograms per mg.