CH359840A - Process for the production of a new antibiotic - Google Patents

Process for the production of a new antibiotic

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CH359840A
CH359840A CH359840DA CH359840A CH 359840 A CH359840 A CH 359840A CH 359840D A CH359840D A CH 359840DA CH 359840 A CH359840 A CH 359840A
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antibiotic
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chloroform
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Ernst Prof Dr Gaeumann
Vladimir Prof Dr Prelog
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Ciba Geigy
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    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P1/00Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
    • C12P1/06Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes by using actinomycetales
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
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    • C12N1/205Bacterial isolates
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Description

  

  Verfahren zur Herstellung     eines    neuen     Antibiotikums       Die vorliegende Erfindung betrifft ein     Verfahren     zur Herstellung eines neuen, wasserlöslichen Anti  biotikums, das im folgenden mit A 9578 bezeichnet  wird.  



  Das Antibiotikum A 9578 entsteht bei der Kultur  eines neuen     Actinomyceten-Stammes,    der aus einer  bei Boston, Mass., USA, gesammelten Erdprobe  isoliert worden ist und der in unseren Laboratorien,  sowie in der     Eidg.        Technischen    Hochschule, Institut  für spezielle Botanik unter der Bezeichnung A 9578  aufbewahrt wird.  



       Streptomyces    A 9578 gehört der Art     Strepto-          myces        griseoflavus        (Krainsky)        Waksman    et     Henrici     an, unterscheidet sich aber von andern Vertretern  dieser Art durch die Bildung des neuen wasser  löslichen Antibiotikums. Es ist bis jetzt nur ein  Stamm von     Streptomyces        griseoflavus    bekannt, der  ein Antibiotikum produziert. Dabei handelt es sich    um das sogenannte     Griseoflavin    [Y.     Waga,    J.

   Anti  biotics Japan, A 6, 66 (1953)], das sich aber vom  neuen Antibiotikum A 9578 schon durch seine Lös  lichkeit in organischen Lösungsmitteln unterscheidet.  Das     Luftmycel    des     Streptomyces    A 9578 ist aschgrau.  Die     Sporenträger    sind verzweigt und bilden reichlich  Spiralen mit meist 2-5 Windungen. Die Sporen selbst  haben eine Grösse von 1,0-l,3     @t    X 0,7-0,9     ,u    und  tragen an ihrer     Oberfläche    etwa 0,2 y lange, spitz  zulaufende und an der Basis nur wenig verbreiterte  Stacheln.

   Das Wachstum ist relativ wenig temperatur  abhängig,     .sowohl    bei 18  als auch bei 400 entwickelt  sich der Pilz gut, doch liegt das Optimum     zwischen     25 und 32 .  



  Zur weiteren Charakterisierung wird im folgenden  das Wachstum von     Streptomyces    A 9578 auf ver  schiedenen Nährmedien beschrieben. Die Nährmedien  1-7 sowie 10 wurden nach W. Lindenbein,     Arch.          Mikrobiol.    17, 361 (1952), hergestellt.

    
EMI0001.0029     
  
    1. <SEP> Synthetischer <SEP> Agar: <SEP> Wachstum <SEP> schleierartig, <SEP> farblos, <SEP> kein <SEP> Luftmycel..
<tb>  2. <SEP> Synthetische <SEP> Lösung: <SEP> Sediment, <SEP> Flocken <SEP> rötlich. <SEP> Gut <SEP> ausgebildete <SEP> Pellikel <SEP> mit <SEP> schleierartigem,
<tb>  weissgrauem <SEP> Luftmycel. <SEP> Substrat <SEP> braungelb <SEP> bis <SEP> sattgelb.
<tb>  3. <SEP> Glucose-Agar: <SEP> Wachstum <SEP> anfangs <SEP> punktförmig, <SEP> nach <SEP> 12 <SEP> Tagen <SEP> runzlig, <SEP> blassgelb.
<tb>  4. <SEP> Glucose-Asparagin-Agar: <SEP> Wachstum <SEP> anfangs <SEP> punktförmig, <SEP> später <SEP> schleierartig, <SEP> gelblich. <SEP> Luftmycel
<tb>  samtig, <SEP> anfangs <SEP> bräunlichgrau, <SEP> später <SEP> aschgrau. <SEP> Substrat <SEP> gelb.
<tb>  5. <SEP> Calciummalat-Agar:

   <SEP> Wachstum <SEP> schleierartig, <SEP> weissgelb, <SEP> später <SEP> sattgelb. <SEP> Luftmycel <SEP> spärlich,
<tb>  mehlig <SEP> bestäubt, <SEP> mehlweiss. <SEP> Substrat <SEP> hellbraun.
<tb>  6. <SEP> Gelatinestich <SEP> (18  <SEP> C): <SEP> Wachstum <SEP> sehr <SEP> spärlich, <SEP> Verflüssigung <SEP> sehr <SEP> langsam
<tb>  (0,5 <SEP> cm <SEP> nach <SEP> 30 <SEP> Tagen).
<tb>  7. <SEP> Stärkeplatte: <SEP> Wachstum <SEP> schleierartig, <SEP> milchweiss, <SEP> kein <SEP> Luftmycel.
<tb>  Hydrolyse <SEP> 1 <SEP> cm <SEP> nach <SEP> 5 <SEP> Tagen. <SEP> .
<tb>  B. <SEP> Kartoffeln: <SEP> Wachstum <SEP> anfänglich <SEP> punktförmig, <SEP> blassgelb, <SEP> später <SEP> pustelig. <SEP> Luftmycel
<tb>  samtig, <SEP> weissgelb <SEP> bis <SEP> aschgrau. <SEP> Substrat <SEP> bräunlichgrau <SEP> verfärbt.

         
EMI0002.0001     
  
    9. <SEP> Karotten: <SEP> Wachstum <SEP> sehr <SEP> spärlich. <SEP> Kein <SEP> Luftmycel. <SEP> Substrat <SEP> nicht <SEP> verfärbt.
<tb>  10. <SEP> Lackmusmilch: <SEP> Ringwachstum <SEP> und <SEP> Oberflächenhaut, <SEP> farblos. <SEP> Luftmycel <SEP> weissgrau.
<tb>  Peptonisierung <SEP> langsam, <SEP> ohne <SEP> Koagulation.
<tb>  Tyrosinasereaktion: <SEP> Negativ.            Streptomyces    A 9578 zeigt, nach der Methodik  von T.

   G.     Pridham    und D.     Gottlieb,    J.     Bacteriology     56, 107 (1948), untersucht, bei Verwendung der fol  genden     Kohlenstoffquellen    gutes Wachstum:     L-Xylose,          L-Arabinose,        LrRhamnose,        Saccharose,        Raffinose,          Inulin,        D-Mannit,        D-Sorbit,        Mesoinosit,        Salicin,          D-Fructose.     



  Zur     Herstellung    des Antibiotikums A 9578 kann  man auch Varianten der     Streptomyces-Art    A 9578  verwenden, wie sie z. B. durch     Selektionierung    oder  Mutation, insbesondere unter der Einwirkung von  Ultraviolett- oder Röntgenstrahlen oder von     Stick-          stoff-Senfölen    gewonnen werden. Ein derartiger       Streptomyceten-Stamm    wird, z. B. in wässeriger,  Kohlenhydrate,     stickstoffhaltige        Verbindungen    sowie  anorganische Salze enthaltender Nährlösung,     aerob     gezüchtet, bis diese eine wesentliche antibakterielle  Wirkung zeigt, und das Antibiotikum A 9578 hierauf  isoliert.

    



  Als     assimilierbare        Kohlenhydrate    kommen z. B.  Glucose,     Saccharose,        Lactose,        Mannit,    Stärke sowie  Glycerin in Frage. Geeignete stickstoffhaltige Nähr  stoffe und gegebenenfalls wachstumsfördernde Stoffe  sind:

       Aminosäuren,        Peptide    und Proteine, sowie deren  Abbauprodukte, wie     Pepton    oder     Trypton,    ferner  Fleischextrakte, wasserlösliche Anteile von Getreide  körnern, wie Mais und Weizen, von     Destillations-          rückständen    der Alkoholherstellung, von Hefe, Boh  nen, insbesondere der Sojapflanze, von Samen, bei  spielsweise der Baumwollpflanze usw., aber auch       Ammoniumsalze    und Nitrate. Von andern anorga  nischen Salzen kann die Nährlösung beispielsweise  Chloride,     Carbonate,    Sulfate von Alkalien, Erd  alkalien, Magnesium, Eisen, Zink und Mangan ent  halten.  



  Die Züchtung erfolgt     aerob,    also beispielsweise     in     ruhender Oberflächenkultur oder vorzugsweise     sub-          mers    unter Schütteln oder Rühren mit Luft oder       Sauerstoff    in Schüttelflaschen oder den bekannten       Fermentern.    Als Temperatur eignet sich eine solche  zwischen 18 und 40 . Eine     wesentliche    antibakterielle  Wirkung zeigt die Nährlösung dabei im allgemeinen  nach 11/2-5 Tagen.  



  Zur Isolierung des Antibiotikums A 9578 kann  man z. B. wie folgt vorgehen: Man trennt das     Mycel     vom     Kulturfiltrat    ab, wonach die Hauptmenge des  Antibiotikums im Kulturfiltrat gefunden wird. Es blei  ben aber trotzdem namhafte Mengen des Antibioti  kums am     Mycel        adsorbiert.    Es ist daher vorteilhaft,  letzteres gut auszuwaschen. Dazu     eignen    sich Wasser  und     wässrige    organische Lösungsmittel, wie Alkohole,  z. B.     wässriges    Methanol.    Um das Antibiotikum dem Kulturfiltrat zu ent  ziehen und zu reinigen, sind verschiedene Methoden  geeignet, die einzeln oder in Kombination miteinander  angewandt werden können.

   Es hat sich als     vorteilhaft     erwiesen, die Kulturlösung während dieser Operatio  nen auf einem     pH    zwischen 3 und 5 zu halten.  



  Man kann     Adsorptionsmittel    verwenden, z. B.  Aktivkohlen, wie      Norit     (Markenprodukt), aktivierte  Erden, wie     Fullererde    oder      Floridin ,    oder     Harz-          adsorber,    wie      Asmit     (beides Markenprodukte). Die       Elution    der     Adsorbate    erfolgt zweckmässig mit Ge  mischen von mit Wasser mischbaren organischen Lö  sungsmitteln mit Wasser oder     wässrigen    Säuren, z. B.

    mit     Wasser-Methanol-,        Wasser-Pyridin-,    verdünnte       Essigsäure-Methanol-    oder     Wasser-Methanol-Eisessig-          Butanol-Gemischen.    Als besonders vorteilhaft für die       Elution    eines     Noritadsorbates    hat sich das Gemisch  von Wasser (2     Volumteile),    Methanol (1     Volumteil),     Eisessig (1     Volumteil)    und     Butanol    (2     Volumteile)     erwiesen.  



  Als     Adsorptionsmittel    für das Antibiotikum kann  man auch     Kationenaustauscher    verwenden; besonders  geeignet sind Säuregruppen enthaltende Harze, wie        Amberlite        IRC-50     (Markenprodukt). Letzteres  kann sowohl in der Säureform als auch in der Na  triumform verwendet werden, doch hat sich ein Ge  misch dieser beiden Formen im Volumenverhältnis  1 : 2 besonders bewährt. Die     Elution    geschieht zweck  mässig mit verdünnten Säuren, z. B. mit     methano-          lischer    Salzsäure.  



  Weiter kann das basische Antibiotikum auch  direkt aus dem Kulturfiltrat ausgefällt werden, zum  Beispiel mittels einer organischen Säure, zum Beispiel       Pikrinsäure.    Wenn man diese Fällung mit Salzen orga  nischer Basen, z. B. mit     Triäthylammoniumsulfat,     oder mit verdünnten Säuren behandelt, wird das Anti  biotikum     in    Form des entsprechenden Salzes erhalten.  Man kann dabei sowohl in     wässrigem    Medium als  auch in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel,  wie Methanol oder Aceton, arbeiten.

   Diese     überfüh-          rung    der     schwerlöslichen    Salze in leichtlösliche Salze  des Antibiotikums wird entweder mit Mineralsäuren  oder an     Ionenaustauscherharzen,    z. B. an      Amberlite     IRA 400 , durchgeführt.  



  Eine Anreicherung des Antibiotikums wird z. B.  auch dadurch erreicht, dass man     wässrige    oder     alko-          holisch-wässrige    Lösungen des Salzes mit einem über  schuss von organischen, mit Wasser mischbaren Lö  sungsmitteln, wie Aceton oder     Dioxan,    versetzt, wobei  die Salze in fester Form ausgefällt werden.  



  Eine weitere Methode der Anreicherung des Anti  biotikums besteht darin, dass man     wässrige    Lösungen  desselben mit Lösungen von Phenol in Chloroform  extrahiert, wobei sowohl das     pH    der     wässrigen    Lösung      als auch der     Phenolgehalt    der     Chloroformlösung     variiert werden. So befindet sich. das     Antibiotikum     z.

   B. bei einer Verteilung zwischen einer Lösung, die  auf 100     cm3    Chloroform 100 g Phenol enthält, und  einer     wässrigen    Phase von     pH    1 bis 6 fast ausschliess  lich in der organischen Phase, während es bei der  Verwendung einer Lösung, die auf 100     cm3    Chloro  form nur 33 g Phenol enthält, der     wässrigen    Phase  lediglich bei einem     pH    zwischen 4 und 6 annähernd  vollständig entzogen     wird.    Versteht man unter dem  Verteilungskoeffizienten des Antibiotikums das Ver  hältnis von Konzentration in der organischen Phase  zur Konzentration in der     wässrigen,    so geht aus den  obigen Angaben hervor,

   dass der Verteilungskoeffi  zient mit steigendem     Phenolgehalt    der     organischen     Phase zunimmt und mit sinkendem     pH    der     wässrigen     Phase abnimmt. Da es somit möglich ist, jeden belie  bigen Verteilungskoeffizienten des Antibiotikums in  diesem System einzustellen, kann man durch Kombi  nation von wenigen Verteilungsoperationen einen  Grossteil inaktiver Verunreinigungen abtrennen.  



  Eine andere Anreicherungsmethode für das Anti  biotikum stellt die     Chromatographie    dar, wie     Adsorp-          tionschromatographie    an verschiedenen Materialien,  z. B. an      Norit     (Markenprodukt), Aluminiumoxyd,       Magnesiumsilikaten,        Silicagel,        Calciumsulfat,    sowie       Verteilungschromatographie    mit     Cellulose,    Stärke,       Silicagel,         Celite     (Markenprodukt) als Trägersub  stanzen,

   oder aber     Chromatographie    an     Ionenaus-          tauscherharzen;    z. B. an      Dowex    50 ,      Amberlite          IRC-50     (beides Markenprodukte). Beispielsweise hat  sich die     Verteilungschromatographie    an     Cellulose     unter Verwendung des     Lösungsmittelsystems        Butanol     (4     Volumteile),    Eisessig (1     Volumteil)    und Wasser  (5     Volumteile)    besonders. bewährt.  



  Weiter kann das Antibiotikum durch Gegenstrom  verteilung nach     Craig    zwischen zwei nicht mischbaren       Lösungsmittelphasen    angereichert werden. Folgende       Lösungsmittelsysteme    haben sich dabei besonders be  währt:  a) sek.     Butanol    und     1/1o    n     Ammoniumacetat-          puffer    vom     pH    4,68.  



  b)     1/"o    n     Ammoniumacetatpuffer    vom     pH    4,6  und 10     fl/o        ige    Lösung von Phenol in Chloroform. Der    Verteilungskoeffizient des Antibiotikums     im    System b)  und damit die     Lage    des     Aktivitätsmaxs-mums    in der  Verteilung kann einerseits durch Änderung des     pH     der Pufferlösung und anderseits durch Variierung des       Phenolgehaltes    der organischen Phase beliebig ver  ändert werden.  



  Zur Herstellung eines weitgehend reinen Präpa  rates hat sich folgende Kombination der aufgeführten  Anreicherungsverfahren bewährt: Aus dem Kultur  filtrat wird das     Antibiotikum    am     gepufferten        Ionen-          austauscher         Amberlite        IRC-50         adsorbiert    und mit  tels     methanolischer        Salzsäure        eluiert.    Die     Eluate    wer  den bei     pH    5     im    Vakuum konzentriert,

   wobei ein       wässriges    Konzentrat des Antibiotikums erhalten wird,  das volumenmässig ungefähr     1/10o    der Kulturlösung  entspricht. Dieses wird einige Male zwischen     Phenol-          Chloroform-Gemischen    einerseits und     wässrigen    Lö  sungen von variierendem     pH    anderseits verteilt, wobei  nach Gefriertrocknung ein Präparat erhalten wird,  das in bezug auf das Kulturfiltrat eine um den Faktor  500-1000 erhöhte spezifische Wirksamkeit besitzt.

    Durch Behandlung eines solchen Präparates mittels       Verteilungschromatographie    an     Cellulose    und     Craig-          scher    Gegenstromverteilung kann das basische, weit  gehend einheitliche Antibiotikum A 9578 vorzugs  weise in Form eines Salzes erhalten werden.  



  Wie aus     papierchromatographischen    Untersuchun  gen hervorgeht, besteht das Antibiotikum A 9578 aus  mindestens zwei Komponenten, nämlich der Haupt  komponente A und der Nebenkomponente B. Diese  werden im Verlaufe der beschriebenen Anreiche  rungsprozesse weitgehend voneinander getrennt, spe  ziell bei der     Verteilungschromatographie    an     Cellulose     und bei der Gegenstromverteilung.  



  Die beiden Komponenten von A 9578 werden       papierchromatographisch    .definiert     durcheinen    direkten  Vergleich ihrer     Rf-Werte    mit den     RI-    Werten einer  Reihe von     bekannten    Antibiotika (2-l1) in den  Systemen     A-G    (Tabelle).

   Beim System H wird  durchlaufend     chromatographiert.    Die angegebenen  Zahlen dort die     in    cm gemessenen Laufstrecken. der  Antibiotika nach     16stündiger        Chromatogrammdauer.     Der Nachweis der Antibiotika erfolgt autobiographisch  mit     Staphylococcus        aureus    oder     Bacillus        subtilis.     
EMI0003.0098     
  
    System <SEP> la <SEP> 1b <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11
<tb>  A <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0,92 <SEP> 0,07 <SEP> 0
<tb>  B <SEP> 0,49 <SEP> 0,63 <SEP> 0,05 <SEP> 0,05 <SEP> 0,17 <SEP> 0,02 <SEP> 0,02 <SEP> 0,

  66 <SEP> 0,55 <SEP> 0,92 <SEP> 0,32 <SEP> 0,22
<tb>  C <SEP> 0,34 <SEP> 0,58 <SEP> 0,22 <SEP> 0 <SEP> 0,02 <SEP> 0,22 <SEP> 0,03 <SEP> 0,72 <SEP> 0,62 <SEP> 0,93 <SEP> 0,39 <SEP> 0,1<B>1</B>
<tb>  D <SEP> 0,05 <SEP> 0,15 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> x <SEP> x <SEP> 0,92 <SEP> 0
<tb>  E <SEP> 0,32 <SEP> 0,32 <SEP> 0 <SEP> 0,10 <SEP> 0,22 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> x <SEP> x <SEP> 0,86 <SEP> 0,12
<tb>  F <SEP> 0,47 <SEP> 0,47 <SEP> 0,22 <SEP> 0,14 <SEP> 0,12 <SEP> 0,04 <SEP> 0,05 <SEP> 0,49 <SEP> 0,42 <SEP> 0,91 <SEP> 0,43 <SEP> 0,36
<tb>  G <SEP> 0,74 <SEP> 0,74. <SEP> 0,07 <SEP> 0,02 <SEP> x <SEP> x <SEP> 0,94 <SEP> 0,61 <SEP> 0,69
<tb>  H <SEP> 2,7 <SEP> 7,6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (14,5) <SEP> (8,8) <SEP> 27 <SEP> 1       
EMI0004.0001     
  
    A <SEP> wassergesättigtes <SEP> Butanol
<tb>  B <SEP> Butanol-Eisessig-Was-ser <SEP> (4:

   <SEP> 1 <SEP> <B>:5)</B> <SEP> (obere <SEP> Phase)
<tb>  C <SEP> wassergesättigtes <SEP> Butanol <SEP> + <SEP> 2 <SEP> % <SEP> p-Toluolsulfo  säure
<tb>  D <SEP> wassergesättigtes <SEP> Butanol <SEP> + <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Piperidin
<tb>  E <SEP> Butanol-Pyridin-Wasser <SEP> (6 <SEP> : <SEP> 4: <SEP> 3)
<tb>  F <SEP> 801/m <SEP> Äthanol <SEP> + <SEP> 1,5 <SEP> % <SEP> Natriumchlorid,
<tb>  Whatman <SEP> Nr. <SEP> 4 <SEP> imprägniert <SEP> mit <SEP> 0,95 <SEP> m <SEP> Natrium  sulfat <SEP> + <SEP> 0,05 <SEP> m <SEP> Natriumhydrosulfat
<tb>  G <SEP> Butanol-Äthanol-Wasser <SEP> (1 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> :

   <SEP> 2)
<tb>  H <SEP> Butanol-ButylacetatEisessig- <SEP> Wasser
<tb>  (10:3:1,3:14,3) <SEP> (obere <SEP> Phase)
<tb>  la <SEP> A <SEP> 9578 <SEP> Base <SEP> A
<tb>  1b <SEP> A <SEP> 9578 <SEP> Base <SEP> B
<tb>  2 <SEP> Streptomycin
<tb>  3 <SEP> Ristocetin <SEP> A
<tb>  4 <SEP> Ristocetin <SEP> B
<tb>  5 <SEP> Neomycin <SEP> B
<tb>  6 <SEP> Viomycin
<tb>  7 <SEP> Chlortetracyclin
<tb>  8 <SEP> Oxytetracyclin
<tb>  9 <SEP> Actinomycin <SEP> J
<tb>  10 <SEP> Cycloserin
<tb>  11 <SEP> Grisein
<tb>  x <SEP> Antibiotikum <SEP> über <SEP> ganze <SEP> Laufstrecke <SEP> verteilt
<tb>  0 <SEP> Position <SEP> unscharf       Bei der Papierelektrophorese in     O,lmolarem          Acetatpuffer    von     pH    4,6 wandert das Antibiotikum  A 9578 gegen die Kathode.

   Die Wanderungsgeschwin  digkeit ist etwa halb so gross wie diejenige des     Strepto-          mycins.     



  Die Komponente A des Antibiotikums A 9578 ist  ein orangegelbes Pulver, das sich leicht in Wasser,  gut in Methanol und schwer in :den meisten orga  nischen Lösungsmitteln löst.  



  Die Base A     gibt    folgende Farbreaktionen:       FeCl3:    braunrot       FeC13-K.Fe(CN)(,:    blau       Ninhydrin:    schwach violett.  



  Der     Sakaguchi-,        Maltol-    und     Ehrlich-Morgantest     sind negativ. Eine     wässrige    Lösung der Komponente A       zeigt    im UV-Spektrum Absorptionsmaxima bei  215     mu    (E     i        m    - 312) und bei 315     mu    (E     I        %    - 42).  



  Die freie Base des Antibiotikums A 9578 ist leicht  aus     ihren    Salzen zugänglich, aus dem Sulfat z. B.  durch Umsetzung in     wässrigem    Medium mit Barium  hydroxyd, Neutralisierung des überschüssigen     Baryts     mit Kohlendioxyd sowie     Abtrennung    des     Barium-          carbonat-    und     -sulfat-Niederschlages    und Isolierung  der freien Base mittels Gefriertrocknung. Einfacher  erfolgt die Herstellung aus den Salzen unter Verwen  dung eines stark basischen     Anionenaustauschers,    z. B.  der OH-Form des unter der Bezeichnung      Dowex-2      (eingetragene Marke) im Handel befindlichen Pro  duktes.

    



  Eine der     auffallendsten    Eigenschaften des Anti  biotikums A 9578     ist    ein     ausgeprägtes    Stabilitäts  minimum zwischen     pH    7 und 11. Lösungen des Anti-         biotikums    verlieren bei 20  C und bei einem     pH    von  8 bis 10 innerhalb 48 Stunden den grössten Teil ihrer  Aktivität, während sie bei der gleichen Temperatur  bei einem     pH    von 1-5 vollständig und bei 6-7 und  11 teilweise wirksam bleiben.  



  Die Salze des Antibiotikums A 9578 und seiner  Komponente leiten sich von anorganischen und orga  nischen Säuren ab, beispielsweise von der Salzsäure,  den Schwefelsäuren und Phosphorsäuren, der Essig-,       Propion-,    Valerien-,     Palmitin-    oder Ölsäure, der Bern  steinsäure, Zitronensäure, Mandelsäure, Glutamin  säure oder     Pantothensäure.    Sie stellen neutrale oder  saure Salze dar. Ihre Herstellung erfolgt z. B. durch  Einwirkung der entsprechenden Säuren auf die freie  Base oder durch doppelte Umsetzung von     Salzen,     beispielsweise von A     9578-sulfat    mit     pantothensaurem          Calcium.     



  Das Antibiotikum A 9578 besitzt eine sehr hohe  antibiotische Wirksamkeit gegenüber verschiedenen  Testorganismen. Im sogenannten     Agarquerstrich-Test     ist es aktiv gegen folgende Testorganismen:     Micro-          coccus        pyogenes,        var.        aureus,        Streptococcus        viridans,          Streptococcus        faecalis,        Corynebacterium        diphteriae,          Escherichia        coli,

          Bacillus        megatherium    und     Bacillus          subtilis.     



  In     vivo    ist das Antibiotikum A 9578 ebenfalls  wirksam. Bei fünfmaliger subkutaner Verabreichung  von 10<B>mg/ kg</B> an mit     Staphylococcus        pyogenes,        var.          aureus    infizierte Mäuse werden 100     a/oi    und bei einer  Dosis von 5mal 5     mg/kg    50     o/a    Überlebende     beob-          achtet.        50        %        Überlebende        erhält        man,

          wenn        man     Mäusen, die mit     Escherichia        coli    infiziert sind,  fünfmal 50 mg/kg subkutan appliziert.  



  Die Toxizität des Antibiotikums ist gering. So  wird z. B. die subkutane Applikation von 1000     mg/kg     von Mäusen ohne Schädigung ertragen. Höhere Dosen  wurden noch nicht geprüft.  



  Das Antibiotikum A 9578, seine Komponenten,  seine Salze oder Derivate können als Heilmittel Ver  wendung finden. Diese enthalten die genannten Ver  bindungen in Mischung mit einem für die     enterale,          parenterale    oder lokale Applikation geeigneten phar  mazeutischen organischen oder anorganischen Träger  material.  



  In den nachfolgenden Beispielen sind die Tempe  raturen in Celsiusgraden angegeben.  



  <I>Beispiel 1</I>  Die Züchtung des     Streptomyces    A 9578 wird  nach dem     Submers.verfahren    durchgeführt. Man ver  wendet eine Nährlösung, die pro Liter Leitungswas  ser 20 g Sojamehl und 20 g     Mannit    enthält. Die Nähr  lösung wird in den Impfkolben oder in den     Fermen-          tern    während 20-30 Minuten bei 1 atü sterilisiert.  Die sterilisierte Nährlösung zeigt ein     pH    von 7,5 bis  8,0. Die     Animpfung    erfolgt mit bis zu 10     0/a    einer  teilweise     sporulierenden    vegetativen Kultur des Orga  nismus.

   Man     inkubiert    unter gutem Schütteln oder  Rühren bei     27 ,    wobei Kulturen in     Fermentern    mit  etwa 2     Vol.    steriler Luft pro     Vol.    Lösung     in:    der      Minute belüftet werden. Nach 48-120 Stunden     Be-          brütung    hat die Kulturlösung den grössten Hemmwert  gegenüber den Testorganismen (B.     subtilis,    B.     mega-          therium,        Micrococcus        pyogenes,        var.        aureus)    erreicht.

    Man unterbricht die Kultur, bringt das     pH    durch Zu  gabe von verdünnter Schwefelsäure auf 4,5 und trennt  das     Mycel    sowie andere feste Bestandteile von der  die Hauptmenge des Antibiotikums enthaltenden Lö  sung durch Filtrieren oder Zentrifugieren ab, wobei  gegebenenfalls der Kulturlösung vor der Filtration       etwa        1%        eines        Filterhilfsmittels,        z.        B.         Hyflo        Super-          cel     (Markenprodukt), zugesetzt wird.

   Die Filterrück  stände wäscht man mit Wasser und mit     wässrigem     Methanol und vereinigt die     Waschflüssigkeiten,    mit  dem Kulturfiltrat.  



  Verwendet man anstelle der oben angegebenen  Nährlösung solche, die pro Liter Leitungswasser die  folgenden Nährstoffe enthalten, so erhält man nach  analoger Züchtung und Aufarbeitung Kulturfiltrate  von ähnlich hoher antibiotischer Wirksamkeit.  
EMI0005.0023     
  
    a) <SEP> Glucose <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  Sojamehl <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  Natriumchlorid <SEP> 5 <SEP> g
<tb>  Natriumnitrat <SEP> 1 <SEP> g
<tb>  b) <SEP> Glycerin <SEP> 20 <SEP> g
<tb>  Sojamehl <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  Natriumchlorid <SEP> 5 <SEP> g
<tb>  Natriumnitrat <SEP> 1 <SEP> g
<tb>  Calciumcarbonat <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  c) <SEP> Glucose <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  Sojamehl <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  Corn <SEP> steep <SEP> liquor <SEP> (Maisquellwasser) <SEP> 20 <SEP> g
<tb>  Natriumchlorid <SEP> 5 <SEP> g
<tb>  Natriumnitrat <SEP> 1 <SEP> g
<tb>  Calciumcarbonat <SEP> 10 <SEP> g
<tb>  d)

   <SEP> Lactose <SEP> 20 <SEP> g
<tb>  Getrocknete <SEP> Schlempe <SEP> aus <SEP> der <SEP> Ge  treidevergärung <SEP> (mit <SEP> einem <SEP> Gehalt
<tb>  von <SEP> 5 <SEP> 4/o <SEP> Stickstoff, <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Zucker,
<tb>  1,1-1,24/o <SEP> Phosphor, <SEP> 0,5-% <SEP> Cal  cium <SEP> und <SEP> 0,5 <SEP> 0/a <SEP> Magnesium) <SEP> 20 <SEP> g
<tb>  Natriumchlorid <SEP> 5 <SEP> g
<tb>  Natriumnitrat <SEP> 1 <SEP> g       <I>Beispiel 2</I>  3 Liter eines gemäss Beispiel 1 erhaltenen Kultur  filtrates werden durch Zugabe von verdünnter Natron  lauge auf     pH    7,5 gebracht und mit 50 g     Aktivkohle          ( Norit    A ) versetzt.

   Man lässt während 1 Stunde  mechanisch rühren, wobei die gesamte antibiotisch  wirksame Substanz von der Kohle     adsorbiert    wird.  Letztere wird durch Filtration,     vorteilhaft    unter Zu  gabe von etwas Filterhilfsmittel, wie z. B.      Hyflo          Supercel     (Markenprodukt), von der vollständig in  aktiven Lösung abgetrennt.

   Die Kohle wird darauf     in     500     cm3    einer Mischung von 4     Volumteilen    Wasser    und 1     Volumteil        Pyridin    eingetragen, die Mischung       i/2    Stunde mechanisch gerührt und dann     filtriert,     worauf der     Kohlerückstand    noch einmal in gleicher  Weise extrahiert wird.. Die     Eluate    enthalten die ge  samte antibiotische Aktivität.  



  <I>Beispiel 3</I>  3 Liter eines gemäss Beispiel 1 erhaltenen Kultur  filtrates werden durch Zugabe von verdünnter Na  tronlauge auf     pH    7,5 gebracht und dann sofort mit  einer     Durchlaufgeschwindigkeit    von 0,5 Liter pro  Stunde auf     eine    Säule von      Amberlite        IRC-50           (H-Form)    gebracht, deren Länge 30 cm und deren  Durchmesser 5 cm beträgt. Das Antibiotikum wird  dabei vollständig     adsorbiert.    Die Säule wird mit  3 Liter Wasser gewaschen.

   Zur     Elution    verwendet  man 1 Liter 0;4 n     Salzsäure.    Die ersten 500     cm3    des       Eluates        sind    antibiotisch unwirksam, während die  zweiten 500     cm3    die gesamte Aktivität enthalten.

         Dieses    aktive     Eluat    wird zur Entfernung der über  schüssigen Salzsäure durch eine Säule von      Amber-          lite        IR    4B      perkoiiert.    Durch Gefriertrocknung des       Perkolates    erhält man das angereicherte     Antibiotikum     A 9578 in Form eines hochwirksamen amorphen  Pulvers.  



  <I>Beispiel 4</I>  6 Liter eines gemäss Beispiel 1 erhaltenen Kultur  filtrates werden durch Zugabe von verdünnter Natron  lauge auf     pH    7,5 gebracht und dann sofort durch  eine Säule von      Asmit   <B>173 </B>     perkoliert,    die 14 cm  lang ist und einen Durchmesser von 4,5 cm hat. Das  Antibiotikum wird dabei vollständig     adsorbiert.    Man       wäscht    das     Adsorberharz    hierauf mit 3 Liter Wasser  und     eluiert    das Antibiotikum mit 1 Liter einer  Mischung von Methanol und 1 n Essigsäure (1 : 1).

    Das     Eluat,    das die gesamte Aktivität enthält, wird  im Vakuum bei     35     auf 15     cm3    konzentriert. Man  versetzt diese Lösung mit 75     cms    0,25 n     methano-          lischer    Salzsäure und giesst das Gemisch in 10 Liter  Aceton, wobei das     Hydrochlorid    des Antibiotikums  ausfällt. Es wird filtriert und     mit    Aceton gewaschen.

    Zur weiteren Reinigung löst man es in 150     cm3     Methanol und filtriert     die    etwas trübe Lösung unter  Zugabe von      Celit .    Nach Eindampfen des     Filtrates          im.    Vakuum bei 25      erhält    man das     Hydrochlorid     des     Antibiotikums    A 9578 in Formeines amorphen  Pulvers.  



  <I>Beispiel 5</I>  30 Liter eines gemäss Beispiel 1 erhaltenen Kultur  filtrates werden auf     pH    4,5 gebracht und dann in  einem     Dünnschichteneindampfer    auf 2 Liter     einge-          engt.    Das     Konzentrat    bringt man durch Zugabe von       verdünnter    Natronlauge auf     pH    8 und filtriert es  unter Zugabe von      Celit .    Das klare Filtrat wird  auf     pH    5 gebracht und unter Rühren     mit    1,5 Liter  einer heissen, 5     0/0igen    wässerigen     Pikrinsäurelösung     versetzt.

   Der entstandene Niederschlag wird nach  mehrstündigem Stehen bei 0  unter Zugabe von 50 g            Celit         abfiltriert.    Das     Filtrat    ist antibiotisch nur  sehr schwach aktiv. Der Filterrückstand wird hierauf  dreimal mit je 800     cm3        kaltem    Aceton     ausgerührt    und  filtriert. Man engt das Filtrat im Vakuum auf 80     em3     ein, wobei das     Pikrat    des Antibiotikums und über  schüssige     Pikrinsäure    ausfallen. Nach Abtrennung  erhält     man    8,5g Trockensubstanz.  



  Zur Isolierung des     Antibiotikums    als     Hydro-          chlorid    werden 2,5 g der erwähnten Trockensubstanz  in 30     cm3    Methanol gelöst. Man gibt hierauf zuerst  eine Mischung von 1     em3        konz.    Salzsäure und 10     cm3     Aceton und dann 500     cm3    Äther zu, wobei das       Hydrochlorid    quantitativ ausgefällt wird. Durch  wiederholtes Lösen des Niederschlages in salzsaurem  Methanol und Ausfällen mit Äther können, die letzten  Reste     Pikrinsäure    daraus entfernt werden.

   Schliesslich  wird das     Hydrochlorid    in möglichst wenig Methanol  gelöst,     filtriert    und im Vakuum eingedampft. Man  erhält 714 mg des     Hydrochlorides    des     Antibiotikums     A 9578, das antibiotisch sehr aktiv ist.  



  <I>Beispiel 6</I>  600 Liter eines nach Beispiel 1 erhaltenen     Kultur-          filtrates    werden     mit    5,5 kg      Hyflo        Supercel     (Mar  kenprodukt) verrührt, mit 2,5 Liter 2n     Salzsäure    auf  einen     pH-Wert    von 4,0     eingestellt    und hierauf     filtriert.     Den     Filterrückstand    wäscht man mit 100     Litern     Wasser.

   Das klare Filtrat wird mit 7 kg vorbehan  deltem      Norit     (Markenprodukt) während 45 Minuten       verrührt.    Die     Vorbehandlung    des      Norits     erfolgt  durch     mehrmaliges        Ausrühren    mit In Salzsäure und       anschliessendem        Neutralwaschen    mit Wasser. Der mit  Antibiotikum beladene      Norit     wird     abfiltriert.    Das  Filtrat enthält keine antibiotische Aktivität. Das        Norit -Adsorbat    wird zweimal mit 200     Litern    Was  ser durch Rühren und Filtrieren gewaschen.

   Die       Waschflüssigkeit    enthält keine Aktivität. Die     Elution     erfolgt durch zweimaliges, I ständiges     Ausrühren    der  Aktivkohle mit einem Gemisch von     n-Butanol-          Methanol-EisessigWasser    im Volumenverhältnis von  2: 1 : 1 :2, wobei die Aktivkohle durch     Filtration     abgetrennt wird. Die     vereinigten        Eluate    (140 Liter  + 46 Liter) werden mit 96     Litern    n     Butylacetat    .gut  durchmischt. Die sich abscheidende     wässrige    Phase  wird abgetrennt und die organische Phase mit 1,2 Li  tern Wasser nachgewaschen.

   Die vereinigten     wässrigen     Phasen (65,5 Liter) werden sukzessive mit 72 Litern  eines     Gemisches    von     n-Butanol-n-Butylacetat    im  Volumenverhältnis von 1 : 2, 48 Liter Essigester und  schliesslich mit 24 Liter Äther durch     Ausrühren     gewaschen. Die organischen Phasen werden verwor  fen.

   Die verbleibende     wässrige    Phase (44 Liter), die  die gesamte antibiotische Aktivität enthält, wird im       Quickfitt-Verdampfer    bei höchstens 30  auf ein Volu  men von 5,45     Litern        konzentriert.    Aus diesem hoch  aktiven, schwarzbraun gefärbten Konzentrat erhält  man das Antibiotikum durch     Gefriertrocknung    in  Form von 509 g eines braunen Pulvers. Dieses  Material zeigt in bezug auf das Kulturfiltrat eine       30-50fache    spezifische antibiotische Aktivität.

      <I>Beispiel 7</I>  Zur Isolierung des Antibiotikums A 9578 aus  300 Litern eines nach Beispiel 1 erhaltenen Kultur  filtrates werden 1     Volumteil         Amberlite        IRC-50      (Markenprodukt) in der     H-Form    mit 2     Volumteilen           Amberlite        IRC-50     in der Na-Form     mechanisch     gemischt. 6,3 Liter dieses Gemisches werden in eine  Glassäule eingefüllt. Das Höhe:     Durchmesser-Ver-          hältnis    des Harzbettes     beträgt    8 : 1.

   Das     Kulturfiltrat     wird mit 2n Salzsäure auf     pH    4,0 .eingestellt und mit  einer     Durchlaufgeschwindigkeit    von 0,2     Liter/Min./     Liter Harz durch das Harz     perkoliert,    wobei sich in  den oberen     =/..    der Säule eine     orangebraune    Zone aus  bildet.

   Das Harz wird anschliessend mit<B>30</B> Liter     Was-          ser        und        mit        60        Liter        80        %        igem        Methanol        gewaschen.     Der Durchlauf und die Waschflüssigkeiten enthalten  nur wenig antibiotische Aktivität. Die     Elution    erfolgt  in 2 Portionen mit insgesamt 37 Litern eines Ge  misches von 8     Volumteilen    Methanol und 2     Volum-          teilen    In Salzsäure.

   Beide Portionen werden mit  5n     NaOH    auf     pH        5;0,        gestellt,    vereinigt und hierauf  im     Zirkulationsverdampfer    bei höchstens 30  auf  2 Liter konzentriert.

   Das     wässrige    Konzentrat wird auf       pH    5,6 gestellt und zwecks Entfernung von wenig  unlöslichem Material durch      Hyflo        Supercel     (Mar  kenprodukt)     filtriert.    Dieses Filtrat (2,3 Liter) enthält  annähernd die gesamte antibiotische Aktivität der       Kulturlösung.    Es wird in 4 Portionen mit insgesamt  500     cm3        eines        Phenol-Chloroformgemisches,    das  100 g Phenol in 100     cm3    Chloroform enthält, extra  hiert. Die     wässrige    Phase wird verworfen.

   Der     Phenol-          Chloroformextrakt    (500     cm3)    wird mit 1 Liter Chloro  form     verdünnt    und mit 3mal 500     cm3        1/1o    n     Ammo-          niumacetatpuffer    von     pH    4,60 ausgeschüttelt, wobei  der organischen Phase gefärbte, antibiotisch inaktive       Verunreinigungen    entzogen werden. Die Chloroform  phase wird nun mit 300 + 2mal 100     cm3        1/l0    n Salz  säure extrahiert.

   Der tiefrot gefärbte Säureextrakt, der  das Antibiotikum enthält, wird mit     Kaliumbicarbonat     auf     pH    3,5 gebracht und mit 4mal 50     cm3-Portionen          Phenol-Chloroformgemisch    (100 g : 100     cm3)    zurück  extrahiert. Man filtriert den     Phenol-Chloroformextrakt     durch      Celite     (Markenprodukt). Das klare, rotge  färbte Filtrat (200     cm3)    wird unter starkem Schütteln  mit 50     cm3    Wasser, 500 cm- Äther und 300     cm3          Petroläther    versetzt.

   Nach dem Abtrennen der     wäss-          rigen    Phase wird die organische Phase mit 2mal  50     cm3    Wasser nachgewaschen. Die vereinigten     wäss-          rigen    Extrakte werden 2mal mit 500     em3    Äther und  1mal mit 500     cm3    Benzol ausgeschüttelt und hierauf       lyophilisiert.    Man erhält 2,60 g eines antibiotisch  hochwirksamen,     orangebraun    gefärbten Pulvers.  Dieses Material zeigt in bezug auf das Ausgangs  material eine     500-1000fache    spezifische     antibiotische     Aktivität (Aktivität pro Gewichtseinheit Trocken  substanz).

   Auf     Whatman    Nr.     1-Papier    zeigt dieses  Material im System n     Butanol    : n     Butylacetat    : Eis  essig: Wasser =<B>10:</B> 3 : 1,3 :14,3 bei der autobio  graphischen Entwicklung mit     Staphylococcus        aureus     2     Substanzflecken.    Die langsamer wandernde anti-           biotische    Substanz wird als Base A, die     2,5mal        schnel-          ler    wandernde Substanz als Base B bezeichnet.

   Die  Base A gibt auf dem Papier beim Besprühen mit       FeC13    +     K.FeCNE    eine blaue Farbreaktion.  



  <I>Beispiel 8</I>  338 g eines nach Beispiel 6 erhaltenen     Anti-          biotikumpräparates    werden in 1,5 Liter Wasser gelöst.  Man setzt 150 g kristallines     Ammoniumsulfat    zu und  extrahiert die Lösung mit 1 Liter +     2mal    500     cm3     eines     Phenol-Chloroformgemisches,    das 100 g Phenol  in 100     cm',    Chloroform enthält. Die vereinigten       Phenol-Chloroformextrakte    werden mit 750     cm3     In Salzsäure ausgeschüttelt und hierauf durch eine  Schicht von      Celite     filtriert.

   Das klare rotbraune  Filtrat wird unter Rühren mit 600     cm3    Wasser,  4 Liter Äther und schliesslich mit 4 Liter     Petroläther     versetzt. Die     wässrige    Phase wird     abgetrennt    und die  organische Phase mit 2mal 200     cm3    Wasser nach  extrahiert. Die vereinigten     wässrigen    Phasen (1 Liter)  werden 2mal mit 1 Liter Äther gewaschen und hierauf       lyophilisiert.    Man erhält 136 g eines braunen Pulvers,  das in bezug auf das Ausgangsmaterial eine um den  Faktor 2 erhöhte spezifische antibiotische Aktivität  aufweist.  



  <I>Beispiel 9</I>  550 mg eines nach Beispiel 11 erhaltenen, stark  aktiven     Antibiotikumpräparates    (Base A) werden in  55     ml    eines     1(1o        nAmmoniumacetatpuffers    von     pH    4,60  gelöst und mit 4mal 20 ml eines     Phenol-Chloroform-          gemisches,    das 100 g Phenol in 400 ml Chloroform  enthält, extrahiert. Die organischen Extrakte werden  mit 2mal 15     ml    Pufferlösung zurückgewaschen.

   Der  das Antibiotikum enthaltende organische Extrakt  (80 ml) wird mit 40     ml    Chloroform verdünnt, noch  einmal mit 60 ml Pufferlösung gewaschen und hier  auf durch ein doppeltes Faltenfilter     filtriert.    Das tief  rot gefärbte Filtrat extrahiert man mit     30+20+10m1     0,2n     Salzsäure.    Die das Antibiotikum     enthaltende     Säurelösung wird mit 50 ml Wasser     verdünnt    und mit  einem     Phenol-Chloroformgemisch,    das 100 g Phenol  in 100 ml Chloroform enthält, erschöpfend extrahiert  (2 X 20+ 10 ml).

   Die vereinigten     Phenol-Chloroform-          extrakte    werden durch ein doppeltes Faltenfilter fil  triert und mit 20 ml Wasser, 200     ml    Äther und  100 ml     Petroläther    geschüttelt. Nach dem Abtrennen  der     wässrigen    Phase wird die organische Phase mit  2mal 15     ml    Wasser nachextrahiert. Die vereinigten       wässrigen    Extrakte werden 2mal mit 50 ml Äther  und 1mal mit 50 ml Benzol gewaschen und hierauf       lyophilisiert.    Man erhält 117 mg eines braunroten  Pulvers, das in bezug auf das Ausgangsmaterial eine  annähernd 5fache Anreicherung der antibiotischen  Aktivität aufweist.  



  <I>Beispiel 10</I>  700 mg eines nach Beispiel 7 erhaltenen     Anti-          biotikumpräparates    werden an 127g     Whatman    Nr. 1       Cellulosepulver        chromatographiert.    Als     Elutionsmittel     verwendet man die obere Phase eines Gemisches von    4 Teilen     Butanol,    1 Teil Eisessig und 5 Teilen Was  ser. Der abgetrennten oberen Phase werden 10     Vol:o/o     reines     Butanol    zugesetzt.

   Die Substanz wird mit der  10fachen Menge     Cellulosepulver    verrieben und als  Pulver auf die Säule     aufgetragen.    Die     Durchlauf-          geschwindigkeit    beträgt 15-20     ml/Stunde.    Es wer  den Fraktionen zu 40 ml aufgefangen. Die     einzelnen     Fraktionen werden mit 50     ml        Petroläther    geschüttelt.  Die ausgeschiedene     wässrige    Phase wird mit Benzol  gewaschen und     lyophilisiert.    Die Hauptmenge der  antibiotischen Aktivität befindet sich in den Frak  tionen 7-8 (121 mg) und 10-13 (142 mg).

   Gemäss       papierchromatographischen        Untersuchungen    enthalten  die Fraktionen 7-8     vorwiegend    Base B, die Frak  tionen 10-13 vorwiegend Base A.  



  <I>Beispiel l l</I>  3 g eines nach Beispiel 8 erhaltenen Antibiotikum  präparates werden in einer     Craigschen    Verteilungs  apparatur in System sek.     Butanol-O,ln    Ammonium  acetatpuffer     pH    4,68 über 100 Stufen verteilt. Jede  Einheit enthält je 100 ml obere und untere Phase. Die       Substanz    wird in die Einheit Nr. 3 eingefüllt. Die Auf  arbeitung erfolgt durch Versetzen des Gemisches der  beiden Phasen mit dem doppelten Volumen     Petrol-          äther    und     Lyophilisation    der     wässrigen:    Phase. Die  dunkel gefärbten Fraktionen 3-11 enthalten nur  wenig antibiotische Aktivität.

   Die orangegelb gefärb  ten Fraktionen 12-20 (631 mg)     enthalten    den Haupt  teil der antibiotischen Aktivität (vorwiegend Base A).  Die gelb gefärbten Fraktionen 21-40     sind    schwächer  aktiv und enthalten ein Gemisch von Base A und B,  in dem die letztere überwiegt.

      <I>Beispiel 12</I>  200 mg eines nach Beispiel 10 erhaltenen     Anti-          biotikumpräparates    (Base A) werden     in    einer     Craib     scheu     Verteilungsapparatur    im System     1/zon        Ammo-          niumacetatpuffer        pH        4,58    -     10        %,        Phenol        in        Chloro-          form    über 29 Stufen verteilt. Jede Stufe enthält je  10 ml obere und untere Phase.

   Die Hauptmenge der  antibiotischen Aktivität befindet sich in den Fraktio  nen 6-15. Diese werden     vereinigt    (etwa 200     ml),          mit    400 ml Äther und 300     ml        Petroläther    versetzt und  geschüttelt. Die abgetrennte, orangerot gefärbte     wäss-          rige    Phase wird mit Chloroform gewaschen und mit  20     +    3mal 10 ml eines Gemisches von 100 g Phenol  in 100 ml Chloroform extrahiert.

   Den     Phenol-Chloro-          formextrakt    versetzt man unter Schütteln mit 20     ml     Wasser, 300 ml Äther und 200     ml        Petroläther.    Die  rotgefärbte     wässrige    Phase wird abgetrennt, mit viel  Äther und Benzol gewaschen und     lyophilisiert.    Man  erhält 86,4 mg der Base A     in        Form    eines gelben  wasserlöslichen Pulvers.  



       UV-Spektrum    in Wasser:       Amax:    215     m@c    (E     i   <B>%</B> = 312), 315     m,u    (Ei     m    = 42).  Farbreaktionen:       FeC13:    braunrot;     FeC13    +     K.Fe(CN),:    blau;       Ninhydrin:    schwach positiv.  



       Sakaguchi,        Maltol,        Elson-Morgan:    negativ.



  Process for the Production of a New Antibiotic The present invention relates to a process for the production of a new, water-soluble antibiotic, which is referred to below with A 9578.



  The antibiotic A 9578 arises from the culture of a new actinomycete strain, which was isolated from a soil sample collected near Boston, Mass., USA and which is in our laboratories and in the Federal Institute of Technology, Institute for Special Botany under the Designation A 9578 is kept.



       Streptomyces A 9578 belongs to the species Streptomyces griseoflavus (Krainsky) Waksman et Henrici, but differs from other representatives of this species in the formation of the new water-soluble antibiotic. So far, only one strain of Streptomyces griseoflavus is known to produce an antibiotic. This is the so-called griseoflavin [Y. Waga, J.

   Anti biotics Japan, A 6, 66 (1953)], which differs from the new antibiotic A 9578 by its solubility in organic solvents. The aerial mycelium of Streptomyces A 9578 is ash gray. The spore carriers are branched and form copious spirals with mostly 2-5 turns. The spores themselves have a size of 1.0-1.3 x 0.7-0.9, u and have spines about 0.2 y long, tapering to a point and only slightly broadened at the base.

   Growth is relatively little dependent on temperature, the fungus develops well at both 18 and 400, but the optimum is between 25 and 32.



  For further characterization, the growth of Streptomyces A 9578 on various nutrient media is described below. The nutrient media 1-7 and 10 were according to W. Lindenbein, Arch. Mikrobiol. 17, 361 (1952).

    
EMI0001.0029
  
    1. <SEP> synthetic <SEP> agar: <SEP> growth <SEP> veil-like, <SEP> colorless, <SEP> no <SEP> aerial mycelium ..
<tb> 2. <SEP> Synthetic <SEP> solution: <SEP> sediment, <SEP> flakes <SEP> reddish. <SEP> Well <SEP> formed <SEP> pellicles <SEP> with <SEP> veil-like,
<tb> white-gray <SEP> aerial mycelium. <SEP> substrate <SEP> brown-yellow <SEP> to <SEP> deep yellow.
<tb> 3. <SEP> glucose agar: <SEP> growth <SEP> initially <SEP> punctiform, <SEP> after <SEP> 12 <SEP> days <SEP> wrinkled, <SEP> pale yellow.
<tb> 4. <SEP> Glucose-Asparagine-Agar: <SEP> Growth <SEP> initially <SEP> punctiform, <SEP> later <SEP> veil-like, <SEP> yellowish. <SEP> aerial mycelium
<tb> velvety, <SEP> initially <SEP> brownish gray, <SEP> later <SEP> ash gray. <SEP> substrate <SEP> yellow.
<tb> 5. <SEP> calcium malate agar:

   <SEP> growth <SEP> veil-like, <SEP> white-yellow, <SEP> later <SEP> deep yellow. <SEP> aerial mycelium <SEP> sparse,
<tb> floury <SEP> dusted, <SEP> powdery white. <SEP> substrate <SEP> light brown.
<tb> 6. <SEP> gelatin stitch <SEP> (18 <SEP> C): <SEP> growth <SEP> very <SEP> sparse, <SEP> liquefaction <SEP> very <SEP> slow
<tb> (0.5 <SEP> cm <SEP> after <SEP> 30 <SEP> days).
<tb> 7. <SEP> starch plate: <SEP> growth <SEP> veil-like, <SEP> milk white, <SEP> no <SEP> aerial mycelium.
<tb> Hydrolysis <SEP> 1 <SEP> cm <SEP> after <SEP> 5 <SEP> days. <SEP>.
<tb> B. <SEP> potatoes: <SEP> growth <SEP> initially <SEP> punctiform, <SEP> pale yellow, <SEP> later <SEP> pustular. <SEP> aerial mycelium
<tb> velvety, <SEP> white yellow <SEP> to <SEP> ash gray. <SEP> substrate <SEP> brownish gray <SEP> discolored.

         
EMI0002.0001
  
    9. <SEP> carrots: <SEP> growth <SEP> very <SEP> sparse. <SEP> No <SEP> aerial mycelium. <SEP> substrate <SEP> not <SEP> discolored.
<tb> 10. <SEP> litmus milk: <SEP> ring growth <SEP> and <SEP> surface skin, <SEP> colorless. <SEP> aerial mycelium <SEP> white-gray.
<tb> Peptonization <SEP> slowly, <SEP> without <SEP> coagulation.
<tb> Tyrosinase reaction: <SEP> negative. Streptomyces A 9578 shows, according to the method of T.

   G. Pridham and D. Gottlieb, J. Bacteriology 56, 107 (1948) investigated good growth when using the following carbon sources: L-xylose, L-arabinose, LrRhamnose, sucrose, raffinose, inulin, D-mannitol, D -Sorbitol, meso-inositol, salicin, D-fructose.



  Variants of the Streptomyces species A 9578 can also be used to produce the antibiotic A 9578, as they are, for. B. be obtained by selection or mutation, in particular under the action of ultraviolet or X-rays or nitrogen mustard oils. Such a Streptomycete strain is e.g. B. in aqueous, carbohydrates, nitrogenous compounds and inorganic salts containing nutrient solution, grown aerobically until it shows a significant antibacterial effect, and the antibiotic A 9578 is isolated on it.

    



  As assimilable carbohydrates z. B. glucose, sucrose, lactose, mannitol, starch and glycerol in question. Suitable nitrogenous nutrients and, if necessary, growth-promoting substances are:

       Amino acids, peptides and proteins, as well as their breakdown products such as peptone or tryptone, also meat extracts, water-soluble parts of cereal grains such as maize and wheat, of distillation residues from alcohol production, of yeast, beans, in particular of the soy plant, of seeds for example the cotton plant etc., but also ammonium salts and nitrates. The nutrient solution can contain other inorganic salts, for example chlorides, carbonates, sulfates of alkalis, alkaline earths, magnesium, iron, zinc and manganese.



  The cultivation takes place aerobically, for example in resting surface culture or preferably submerged with shaking or stirring with air or oxygen in shaker bottles or the known fermenters. A suitable temperature is between 18 and 40. The nutrient solution generally shows a significant antibacterial effect after 11 / 2-5 days.



  To isolate the antibiotic A 9578 you can, for. B. proceed as follows: The mycelium is separated from the culture filtrate, after which the main amount of the antibiotic is found in the culture filtrate. Nevertheless, significant amounts of the antibiotic remain adsorbed on the mycelium. It is therefore advantageous to wash out the latter well. Water and aqueous organic solvents such as alcohols, e.g. B. aqueous methanol. Various methods that can be used individually or in combination with one another are suitable for removing the antibiotic from the culture filtrate and purifying it.

   It has proven advantageous to keep the culture solution at a pH between 3 and 5 during these operations.



  One can use adsorbents, e.g. B. activated carbons such as Norit (branded product), activated earths such as fuller earth or floridin, or resin adsorbers such as Asmit (both branded products). The elution of the adsorbates is conveniently carried out with Ge mixing of water-miscible organic solvents with water or aqueous acids, eg. B.

    with water-methanol, water-pyridine, dilute acetic acid-methanol or water-methanol-glacial acetic acid-butanol mixtures. The mixture of water (2 parts by volume), methanol (1 part by volume), glacial acetic acid (1 part by volume) and butanol (2 parts by volume) has proven to be particularly advantageous for the elution of a norit adsorbate.



  Cation exchangers can also be used as adsorbents for the antibiotic; Resins containing acid groups, such as Amberlite IRC-50 (branded product), are particularly suitable. The latter can be used both in the acid form and in the sodium form, but a mixture of these two forms in a volume ratio of 1: 2 has proven particularly useful. The elution is conveniently done with dilute acids such. B. with methanolic hydrochloric acid.



  Furthermore, the basic antibiotic can also be precipitated directly from the culture filtrate, for example by means of an organic acid, for example picric acid. If you do this precipitation with salts orga African bases, z. B. treated with triethylammonium sulfate, or with dilute acids, the anti biotic is obtained in the form of the corresponding salt. You can work either in an aqueous medium or in a water-miscible solvent such as methanol or acetone.

   This transfer of the sparingly soluble salts into easily soluble salts of the antibiotic is carried out either with mineral acids or with ion exchange resins, e.g. B. at Amberlite IRA 400 carried out.



  Enrichment of the antibiotic is z. B. also achieved by adding an excess of organic, water-miscible solvents, such as acetone or dioxane, to aqueous or alcoholic-aqueous solutions of the salt, the salts being precipitated in solid form.



  Another method of enriching the antibiotic consists in extracting aqueous solutions of the same with solutions of phenol in chloroform, with both the pH of the aqueous solution and the phenol content of the chloroform solution being varied. So is. the antibiotic z.

   B. with a distribution between a solution that contains 100 g of phenol per 100 cm3 of chloroform and an aqueous phase of pH 1 to 6 almost exclusively in the organic phase, while when using a solution that contains 100 cm3 of chloroform contains only 33 g of phenol, is almost completely removed from the aqueous phase only at a pH between 4 and 6. If one understands by the distribution coefficient of the antibiotic the ratio of the concentration in the organic phase to the concentration in the aqueous phase, then from the above it follows that

   that the distribution coefficient increases with increasing phenol content of the organic phase and decreases with decreasing pH of the aqueous phase. Since it is thus possible to set any distribution coefficient of the antibiotic in this system, a large number of inactive impurities can be separated off by combining a few distribution operations.



  Another enrichment method for the antibiotic is chromatography, such as adsorption chromatography on various materials, e.g. B. Norit (branded product), aluminum oxide, magnesium silicates, silica gel, calcium sulfate, as well as distribution chromatography with cellulose, starch, silica gel, Celite (branded product) as carrier substances,

   or else chromatography on ion exchange resins; z. B. Dowex 50, Amberlite IRC-50 (both branded products). For example, partition chromatography on cellulose using the solvent system butanol (4 parts by volume), glacial acetic acid (1 part by volume) and water (5 parts by volume) has proven particularly successful. proven.



  Furthermore, the antibiotic can be enriched by countercurrent distribution according to Craig between two immiscible solvent phases. The following solvent systems have proven particularly useful: a) sec. Butanol and 1/10 N ammonium acetate buffer of pH 4.68.



  b) 1 / "on ammonium acetate buffer with a pH of 4.6 and a 10 liquid solution of phenol in chloroform. The distribution coefficient of the antibiotic in system b) and thus the position of the maximum activity in the distribution can be changed on the one hand by changing the pH of the Buffer solution and, on the other hand, can be changed as desired by varying the phenol content of the organic phase.



  To produce a largely pure preparation, the following combination of the enrichment processes listed has proven itself: The antibiotic is adsorbed from the culture filtrate on the buffered Amberlite IRC-50 ion exchanger and eluted with methanolic hydrochloric acid. The eluates who concentrated at pH 5 in vacuo,

   whereby an aqueous concentrate of the antibiotic is obtained which corresponds in volume to approximately 1 / 10o of the culture solution. This is distributed a few times between phenol-chloroform mixtures on the one hand and aqueous solutions of varying pH on the other hand, a preparation being obtained after freeze-drying which has a specific effectiveness increased by a factor of 500-1000 with respect to the culture filtrate.

    By treating such a preparation by means of partition chromatography on cellulose and Craig's countercurrent distribution, the basic, largely uniform antibiotic A 9578 can preferably be obtained in the form of a salt.



  As can be seen from paper chromatographic investigations, the antibiotic A 9578 consists of at least two components, namely the main component A and the secondary component B. These are largely separated from one another in the course of the enrichment processes described, especially in partition chromatography on cellulose and in countercurrent distribution .



  The two components of A 9578 are defined by paper chromatography by a direct comparison of their Rf values with the RI values of a number of known antibiotics (2-11) in systems A-G (table).

   System H is continuously chromatographed. The numbers given are the running distances measured in cm. of antibiotics after 16 hours of chromatogram. The antibiotics are detected autobiographically with Staphylococcus aureus or Bacillus subtilis.
EMI0003.0098
  
    System <SEP> la <SEP> 1b <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11
<tb> A <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0.92 <SEP> 0 , 07 <SEP> 0
<tb> B <SEP> 0.49 <SEP> 0.63 <SEP> 0.05 <SEP> 0.05 <SEP> 0.17 <SEP> 0.02 <SEP> 0.02 <SEP> 0 ,

  66 <SEP> 0.55 <SEP> 0.92 <SEP> 0.32 <SEP> 0.22
<tb> C <SEP> 0.34 <SEP> 0.58 <SEP> 0.22 <SEP> 0 <SEP> 0.02 <SEP> 0.22 <SEP> 0.03 <SEP> 0.72 <SEP> 0.62 <SEP> 0.93 <SEP> 0.39 <SEP> 0.1 <B> 1 </B>
<tb> D <SEP> 0.05 <SEP> 0.15 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> x <SEP> x <SEP> 0.92 <SEP> 0
<tb> E <SEP> 0.32 <SEP> 0.32 <SEP> 0 <SEP> 0.10 <SEP> 0.22 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> x <SEP> x <SEP > 0.86 <SEP> 0.12
<tb> F <SEP> 0.47 <SEP> 0.47 <SEP> 0.22 <SEP> 0.14 <SEP> 0.12 <SEP> 0.04 <SEP> 0.05 <SEP> 0 , 49 <SEP> 0.42 <SEP> 0.91 <SEP> 0.43 <SEP> 0.36
<tb> G <SEP> 0.74 <SEP> 0.74. <SEP> 0.07 <SEP> 0.02 <SEP> x <SEP> x <SEP> 0.94 <SEP> 0.61 <SEP> 0.69
<tb> H <SEP> 2.7 <SEP> 7.6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (14.5) <SEP> (8, 8) <SEP> 27 <SEP> 1
EMI0004.0001
  
    A <SEP> water-saturated <SEP> butanol
<tb> B <SEP> butanol-glacial acetic acid-water <SEP> (4:

   <SEP> 1 <SEP> <B>: 5) </B> <SEP> (upper <SEP> phase)
<tb> C <SEP> water-saturated <SEP> butanol <SEP> + <SEP> 2 <SEP>% <SEP> p-toluenesulphonic acid
<tb> D <SEP> water-saturated <SEP> butanol <SEP> + <SEP> 2 <SEP>% <SEP> piperidine
<tb> E <SEP> butanol-pyridine-water <SEP> (6 <SEP>: <SEP> 4: <SEP> 3)
<tb> F <SEP> 801 / m <SEP> Ethanol <SEP> + <SEP> 1.5 <SEP>% <SEP> sodium chloride,
<tb> Whatman <SEP> No. <SEP> 4 <SEP> impregnated <SEP> with <SEP> 0.95 <SEP> m <SEP> sodium sulfate <SEP> + <SEP> 0.05 <SEP> m <SEP> sodium hydrosulphate
<tb> G <SEP> butanol-ethanol-water <SEP> (1 <SEP>: <SEP> 1 <SEP>:

   <SEP> 2)
<tb> H <SEP> butanol-butyl acetate glacial acetic acid <SEP> water
<tb> (10: 3: 1.3: 14.3) <SEP> (upper <SEP> phase)
<tb> la <SEP> A <SEP> 9578 <SEP> Base <SEP> A
<tb> 1b <SEP> A <SEP> 9578 <SEP> Base <SEP> B
<tb> 2 <SEP> streptomycin
<tb> 3 <SEP> Ristocetin <SEP> A
<tb> 4 <SEP> Ristocetin <SEP> B
<tb> 5 <SEP> Neomycin <SEP> B
<tb> 6 <SEP> Viomycin
<tb> 7 <SEP> chlorotetracycline
<tb> 8 <SEP> oxytetracycline
<tb> 9 <SEP> actinomycin <SEP> J
<tb> 10 <SEP> cycloserine
<tb> 11 <SEP> Grisein
<tb> x <SEP> antibiotic <SEP> distributed over <SEP> entire <SEP> run <SEP>
<tb> 0 <SEP> Position <SEP> out of focus During paper electrophoresis in 0.1 molar acetate buffer of pH 4.6, the antibiotic A 9578 migrates towards the cathode.

   The speed of migration is about half that of streptomycin.



  Component A of antibiotic A 9578 is an orange-yellow powder that dissolves easily in water, good in methanol and difficult in: most organic solvents.



  Base A gives the following color reactions: FeCl3: brown-red FeC13-K.Fe (CN) (,: blue ninhydrin: pale violet.



  The Sakaguchi, Maltol and Ehrlich Morgan tests are negative. An aqueous solution of component A shows absorption maxima in the UV spectrum at 215 mu (E i m - 312) and at 315 mu (E I% - 42).



  The free base of the antibiotic A 9578 is easily accessible from its salts, from the sulfate z. B. by reaction in an aqueous medium with barium hydroxide, neutralization of the excess barium with carbon dioxide and separation of the barium carbonate and sulfate precipitate and isolation of the free base by freeze drying. Easier is the production from the salts using a strongly basic anion exchanger, eg. B. the OH form of the product under the name Dowex-2 (registered trademark) in the trade.

    



  One of the most striking properties of the antibiotic A 9578 is a pronounced minimum stability between pH 7 and 11. Solutions of the antibiotic lose most of their activity within 48 hours at 20 C and at a pH of 8 to 10, while they lose most of their activity within 48 hours remain fully effective at the same temperature at a pH of 1-5 and partially effective at 6-7 and 11.



  The salts of antibiotic A 9578 and its components are derived from inorganic and organic acids, for example from hydrochloric acid, sulfuric acids and phosphoric acids, acetic, propionic, valeric, palmitic or oleic acid, succinic acid, citric acid, Mandelic acid, glutamic acid or pantothenic acid. They represent neutral or acidic salts. B. by the action of the corresponding acids on the free base or by double reaction of salts, for example of A 9578 sulfate with pantothenic calcium.



  The antibiotic A 9578 has a very high antibiotic effectiveness against various test organisms. In the so-called agar cross-stroke test, it is active against the following test organisms: Micro- coccus pyogenes, var. Aureus, Streptococcus viridans, Streptococcus faecalis, Corynebacterium diphteriae, Escherichia coli,

          Bacillus megatherium and Bacillus subtilis.



  The antibiotic A 9578 is also effective in vivo. When 10 mg / kg were administered five times subcutaneously to mice infected with Staphylococcus pyogenes, var. Aureus, 100 a / oi and with a dose of 5 mg / kg 50% survivors were observed. 50% survivors are obtained

          when mice infected with Escherichia coli are administered five times 50 mg / kg subcutaneously.



  The toxicity of the antibiotic is low. So z. B. the subcutaneous application of 1000 mg / kg of mice without damage. Higher doses have not yet been tested.



  The antibiotic A 9578, its components, its salts or derivatives can be used as remedies. These contain the compounds mentioned in a mixture with a pharmaceutical organic or inorganic carrier material suitable for enteral, parenteral or local application.



  In the following examples, the temperatures are given in degrees Celsius.



  <I> Example 1 </I> The cultivation of Streptomyces A 9578 is carried out by the submerged method. A nutrient solution is used which contains 20 g of soy flour and 20 g of mannitol per liter of tap water. The nutrient solution is sterilized in the inoculation flask or in the fermenters for 20-30 minutes at 1 atm. The sterilized nutrient solution shows a pH of 7.5 to 8.0. The inoculation takes place with up to 10 0 / a of a partially sporulating vegetative culture of the organism.

   Incubate at 27 with good shaking or stirring, aerating cultures in fermenters with about 2 vol. Sterile air per vol. Solution every minute. After 48-120 hours of incubation, the culture solution has reached the greatest inhibitory value against the test organisms (B. subtilis, B. megatherium, Micrococcus pyogenes, var. Aureus).

    The culture is interrupted, the pH is brought to 4.5 by adding dilute sulfuric acid and the mycelium and other solid constituents are separated from the solution containing the majority of the antibiotic by filtration or centrifugation % of a filter aid, e.g. B. Hyflo Supercel (branded product) is added.

   The filter residues are washed with water and with aqueous methanol and the washing liquids are combined with the culture filtrate.



  If, instead of the nutrient solution given above, those containing the following nutrients per liter of tap water are used, culture filtrates of similarly high antibiotic effectiveness are obtained after analogous cultivation and processing.
EMI0005.0023
  
    a) <SEP> glucose <SEP> 10 <SEP> g
<tb> soy flour <SEP> 10 <SEP> g
<tb> sodium chloride <SEP> 5 <SEP> g
<tb> sodium nitrate <SEP> 1 <SEP> g
<tb> b) <SEP> Glycerin <SEP> 20 <SEP> g
<tb> soy flour <SEP> 10 <SEP> g
<tb> sodium chloride <SEP> 5 <SEP> g
<tb> sodium nitrate <SEP> 1 <SEP> g
<tb> calcium carbonate <SEP> 10 <SEP> g
<tb> c) <SEP> Glucose <SEP> 10 <SEP> g
<tb> soy flour <SEP> 10 <SEP> g
<tb> Corn <SEP> steep <SEP> liquor <SEP> (corn steep water) <SEP> 20 <SEP> g
<tb> sodium chloride <SEP> 5 <SEP> g
<tb> sodium nitrate <SEP> 1 <SEP> g
<tb> calcium carbonate <SEP> 10 <SEP> g
<tb> d)

   <SEP> lactose <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Dried <SEP> stillage <SEP> from <SEP> the <SEP> grain fermentation <SEP> (with <SEP> a <SEP> content
<tb> of <SEP> 5 <SEP> 4 / o <SEP> nitrogen, <SEP> 2 <SEP>% <SEP> sugar,
<tb> 1.1-1.24 / o <SEP> phosphorus, <SEP> 0.5-% <SEP> calcium <SEP> and <SEP> 0.5 <SEP> 0 / a <SEP> magnesium ) <SEP> 20 <SEP> g
<tb> sodium chloride <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Sodium nitrate <SEP> 1 <SEP> g <I> Example 2 </I> 3 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1 are brought to pH 7.5 by adding dilute sodium hydroxide solution and mixed with 50 g of activated carbon (Norit A) offset.

   The mixture is left to stir mechanically for 1 hour, all of the antibiotic substance being adsorbed by the charcoal. The latter is by filtration, advantageously with the addition of some filter aid, such as. B. Hyflo Supercel (branded product), separated from the completely in active solution.

   The charcoal is then introduced into 500 cm3 of a mixture of 4 parts by volume of water and 1 part by volume of pyridine, the mixture is mechanically stirred for 1/2 hour and then filtered, whereupon the charcoal residue is extracted again in the same way. The eluates contain the entire antibiotic Activity.



  <I> Example 3 </I> 3 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1 are brought to pH 7.5 by adding dilute sodium hydroxide solution and then immediately on a column of Amberlite IRC at a flow rate of 0.5 liters per hour -50 (H-shape) with a length of 30 cm and a diameter of 5 cm. The antibiotic is completely adsorbed. The column is washed with 3 liters of water.

   1 liter of 0.4N hydrochloric acid is used for the elution. The first 500 cm3 of the eluate are antibiotic ineffective, while the second 500 cm3 contain the entire activity.

         This active eluate is percolated through a column of Amberlite IR 4B to remove the excess hydrochloric acid. The enriched antibiotic A 9578 is obtained in the form of a highly effective amorphous powder by freeze drying the percolate.



  <I> Example 4 </I> 6 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1 are brought to pH 7.5 by adding dilute sodium hydroxide solution and then immediately percolated through a column of Asmit 173, which 14 cm long and 4.5 cm in diameter. The antibiotic is completely adsorbed. The adsorber resin is then washed with 3 liters of water and the antibiotic is eluted with 1 liter of a mixture of methanol and 1N acetic acid (1: 1).

    The eluate, which contains the entire activity, is concentrated in vacuo at 35 to 15 cm3. This solution is mixed with 75 cms of 0.25N methanolic hydrochloric acid and the mixture is poured into 10 liters of acetone, the hydrochloride of the antibiotic precipitating out. It is filtered and washed with acetone.

    For further purification, it is dissolved in 150 cm3 of methanol and the somewhat cloudy solution is filtered with the addition of Celite. After evaporation of the filtrate in. At 25 vacuum, the hydrochloride of antibiotic A 9578 is obtained in the form of an amorphous powder.



  <I> Example 5 </I> 30 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1 are brought to pH 4.5 and then concentrated to 2 liters in a thin-layer evaporator. The concentrate is brought to pH 8 by adding dilute sodium hydroxide solution and filtered while adding Celite. The clear filtrate is brought to pH 5 and, while stirring, 1.5 liters of a hot, 50/0 aqueous picric acid solution are added.

   After standing at 0 for several hours, the precipitate formed is filtered off with the addition of 50 g of Celite. The filtrate has only very weak antibiotic activity. The filter residue is then stirred three times with 800 cm3 of cold acetone each time and filtered. The filtrate is concentrated in vacuo to 80 cubic meters, the picrate of the antibiotic and excess picric acid precipitating out. After separation, 8.5 g of dry substance are obtained.



  To isolate the antibiotic as the hydrochloride, 2.5 g of the dry substance mentioned are dissolved in 30 cm3 of methanol. A mixture of 1 em3 conc. Hydrochloric acid and 10 cm3 acetone and then 500 cm3 ether are added, the hydrochloride being precipitated quantitatively. By repeatedly dissolving the precipitate in hydrochloric acid methanol and precipitating it with ether, the last remains of picric acid can be removed from it.

   Finally, the hydrochloride is dissolved in as little methanol as possible, filtered and evaporated in vacuo. 714 mg of the hydrochloride of the antibiotic A 9578, which is very antibiotically active, are obtained.



  <I> Example 6 </I> 600 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1 are stirred with 5.5 kg of Hyflo Supercel (branded product) and adjusted to a pH of 4.0 with 2.5 liters of 2N hydrochloric acid and then filtered. The filter residue is washed with 100 liters of water.

   The clear filtrate is stirred with 7 kg of pre-treated Norit (branded product) for 45 minutes. The Norit is pretreated by stirring it several times with In hydrochloric acid and then washing it with neutral water. The norit laden with antibiotic is filtered off. The filtrate does not contain any antibiotic activity. The Norit adsorbate is washed twice with 200 liters of water by stirring and filtering.

   The washing liquid contains no activity. Elution takes place by stirring the activated carbon twice continuously with a mixture of n-butanol-methanol-glacial acetic acid / water in a volume ratio of 2: 1: 1: 2, the activated carbon being separated off by filtration. The combined eluates (140 liters + 46 liters) are mixed well with 96 liters of n butyl acetate. The aqueous phase which separates out is separated off and the organic phase is washed with 1.2 liters of water.

   The combined aqueous phases (65.5 liters) are washed successively with 72 liters of a mixture of n-butanol-n-butyl acetate in a volume ratio of 1: 2, 48 liters of ethyl acetate and finally with 24 liters of ether by stirring. The organic phases are discarded.

   The remaining aqueous phase (44 liters), which contains all of the antibiotic activity, is concentrated in the Quickfitt evaporator at a maximum of 30 to a volume of 5.45 liters. From this highly active, black-brown colored concentrate, the antibiotic is obtained by freeze-drying in the form of 509 g of a brown powder. This material shows a 30-50-fold specific antibiotic activity with respect to the culture filtrate.

      <I> Example 7 </I> To isolate the antibiotic A 9578 from 300 liters of a culture filtrate obtained according to Example 1, 1 part by volume of Amberlite IRC-50 (branded product) in the H form with 2 parts by volume of Amberlite IRC-50 in the Na -Form mechanically mixed. 6.3 liters of this mixture are poured into a glass column. The height: diameter ratio of the resin bed is 8: 1.

   The culture filtrate is adjusted to pH 4.0 with 2N hydrochloric acid and percolated through the resin at a flow rate of 0.2 liters / min. / Liter of resin, an orange-brown zone forming in the upper = / .. of the column.

   The resin is then washed with <B> 30 </B> liters of water and with 60 liters of 80% methanol. The run-through and wash liquids contain little antibiotic activity. Elution takes place in 2 portions with a total of 37 liters of a mixture of 8 parts by volume of methanol and 2 parts by volume of hydrochloric acid.

   Both portions are adjusted to pH 5.0 with 5N NaOH, combined and then concentrated to 2 liters in a circulation evaporator at a maximum of 30.

   The aqueous concentrate is adjusted to pH 5.6 and filtered through Hyflo Supercel (branded product) to remove little insoluble material. This filtrate (2.3 liters) contains almost all of the antibiotic activity of the culture solution. It is extracted in 4 portions with a total of 500 cm3 of a phenol-chloroform mixture containing 100 g of phenol in 100 cm3 of chloroform. The aqueous phase is discarded.

   The phenol-chloroform extract (500 cm3) is diluted with 1 liter of chloroform and extracted 3 times with 500 cm3 1 / 1o N ammonium acetate buffer of pH 4.60, whereby the organic phase is removed from the colored, antibiotically inactive impurities. The chloroform phase is then extracted with 300 + 2 times 100 cm3 1/10 N hydrochloric acid.

   The deep red colored acid extract, which contains the antibiotic, is brought to pH 3.5 with potassium bicarbonate and extracted back with 4 times 50 cm3 portions of phenol-chloroform mixture (100 g: 100 cm3). The phenol-chloroform extract is filtered through Celite (branded product). The clear, red-colored filtrate (200 cm3) is mixed with 50 cm3 of water, 500 cm3 of ether and 300 cm3 of petroleum ether with vigorous shaking.

   After the aqueous phase has been separated off, the organic phase is washed twice with 50 cm3 of water. The combined aqueous extracts are shaken out twice with 500 cm3 of ether and once with 500 cm3 of benzene and then lyophilized. 2.60 g of a highly antibiotic, orange-brown powder are obtained. This material shows a 500-1000-fold specific antibiotic activity (activity per unit weight of dry substance) in relation to the starting material.

   On Whatman No. 1 paper shows this material in the system n butanol: n butyl acetate: glacial acetic acid: water = <B> 10: </B> 3: 1.3: 14.3 during autobiographical development with Staphylococcus aureus 2 Substance stains. The antibiotic substance that migrates more slowly is referred to as base A, and the substance that migrates 2.5 times faster as base B.

   Base A gives a blue color reaction on paper when sprayed with FeC13 + K.FeCNE.



  <I> Example 8 </I> 338 g of an antibiotic preparation obtained according to Example 6 are dissolved in 1.5 liters of water. 150 g of crystalline ammonium sulfate are added and the solution is extracted with 1 liter + 2 times 500 cm3 of a phenol-chloroform mixture containing 100 g of phenol in 100 cm3 of chloroform. The combined phenol-chloroform extracts are shaken out with 750 cm3 of hydrochloric acid and then filtered through a layer of Celite.

   The clear red-brown filtrate is mixed with 600 cm3 of water, 4 liters of ether and finally 4 liters of petroleum ether while stirring. The aqueous phase is separated off and the organic phase is extracted twice with 200 cm3 of water. The combined aqueous phases (1 liter) are washed twice with 1 liter of ether and then lyophilized. 136 g of a brown powder are obtained which, in relation to the starting material, has a specific antibiotic activity which is increased by a factor of 2.



  <I> Example 9 </I> 550 mg of a strongly active antibiotic preparation (base A) obtained according to Example 11 are dissolved in 55 ml of a 1 n ammonium acetate buffer of pH 4.60 and mixed with 4 times 20 ml of a phenol-chloroform mixture containing 100 g of phenol in 400 ml of chloroform, and the organic extracts are backwashed twice with 15 ml of buffer solution.

   The organic extract (80 ml) containing the antibiotic is diluted with 40 ml of chloroform, washed once more with 60 ml of buffer solution and filtered through a double folded filter. The deep red colored filtrate is extracted with 30 + 20 + 10m1 0.2N hydrochloric acid. The acid solution containing the antibiotic is diluted with 50 ml of water and extracted exhaustively with a phenol-chloroform mixture containing 100 g of phenol in 100 ml of chloroform (2 × 20+ 10 ml).

   The combined phenol-chloroform extracts are filtered through a double folded filter and shaken with 20 ml of water, 200 ml of ether and 100 ml of petroleum ether. After the aqueous phase has been separated off, the organic phase is extracted twice with 15 ml of water. The combined aqueous extracts are washed twice with 50 ml of ether and once with 50 ml of benzene and then lyophilized. 117 mg of a brown-red powder are obtained which has an approximately 5-fold increase in antibiotic activity with respect to the starting material.



  <I> Example 10 </I> 700 mg of an antibiotic preparation obtained according to Example 7 are chromatographed on 127 g Whatman No. 1 cellulose powder. The eluent used is the upper phase of a mixture of 4 parts of butanol, 1 part of glacial acetic acid and 5 parts of water. 10 vol: o / o pure butanol are added to the separated upper phase.

   The substance is triturated with 10 times the amount of cellulose powder and applied to the column as a powder. The throughput speed is 15-20 ml / hour. The fractions of 40 ml were collected. The individual fractions are shaken with 50 ml of petroleum ether. The separated aqueous phase is washed with benzene and lyophilized. Most of the antibiotic activity is found in fractions 7-8 (121 mg) and 10-13 (142 mg).

   According to paper chromatographic investigations, fractions 7-8 predominantly contain base B, and fractions 10-13 predominantly contain base A.



  <I> Example l l </I> 3 g of an antibiotic preparation obtained according to Example 8 are in a Craig distribution apparatus in system sec. Butanol-O, ln ammonium acetate buffer pH 4.68 distributed over 100 levels. Each unit contains 100 ml each of the upper and lower phases. The substance is poured into unit No. 3. The work-up is carried out by adding twice the volume of petroleum ether to the mixture of the two phases and lyophilizing the aqueous phase. The dark colored fractions 3-11 contain little antibiotic activity.

   The orange-yellow colored fractions 12-20 (631 mg) contain the main part of the antibiotic activity (predominantly base A). The yellow-colored fractions 21-40 are less active and contain a mixture of base A and B in which the latter predominates.

      <I> Example 12 </I> 200 mg of an antibiotic preparation (base A) obtained according to Example 10 are added in a Craib scheu distribution apparatus in the system 1 / zon ammonium acetate buffer pH 4.58-10%, phenol in chloroform distributed over 29 levels. Each stage contains 10 ml each of the upper and lower phases.

   The bulk of the antibiotic activity is in fractions 6-15. These are combined (about 200 ml), mixed with 400 ml of ether and 300 ml of petroleum ether and shaken. The separated, orange-red colored aqueous phase is washed with chloroform and extracted with 20 + 3 times 10 ml of a mixture of 100 g of phenol in 100 ml of chloroform.

   The phenol-chloroform extract is mixed with 20 ml of water, 300 ml of ether and 200 ml of petroleum ether while shaking. The red colored aqueous phase is separated off, washed with plenty of ether and benzene and lyophilized. 86.4 mg of base A are obtained in the form of a yellow, water-soluble powder.



       UV spectrum in water: Amax: 215 m @ c (E i <B>% </B> = 312), 315 m, u (Ei m = 42). Color reactions: FeC13: brown-red; FeC13 + K.Fe (CN) ,: blue; Ninhydrin: weakly positive.



       Sakaguchi, Maltol, Elson-Morgan: negative.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines neuen Antibioti kums, dadurch gekennzeichnet, dass man Strepto- myces A 9578 oder eine Mutation dieses Actino- myceten-Stammes in einer Nährlösung aeröb kultiviert und hierauf das Antibiotikum A 9578 aus der Nähr lösung isoliert. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM A method for producing a new antibiotic, characterized in that Streptomyces A 9578 or a mutation of this actinomycete strain is cultivated aerobically in a nutrient solution and the antibiotic A 9578 is then isolated from the nutrient solution. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man während 36-120 Stunden bei einer Temperatur zwischen 18 und 40 , vorzugsweise bei 27 , submers in einem wässrigen Medium kulti viert, das assimilierbare Kohlenstoff- und stickstoff haltige Verbindungen sowie anorganische Salze ent hält. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unter- anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anti biotikum aus der Kulturlösung durch Adsorption mittels Aktivkohle, aktivierten Erden oder Harzadsor- bern isoliert wird. 3. Process according to claim, characterized in that cultivation is carried out for 36-120 hours at a temperature between 18 and 40, preferably at 27, submerged in an aqueous medium which contains assimilable carbon and nitrogen-containing compounds and inorganic salts. 2. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the antibiotic is isolated from the culture solution by adsorption by means of activated carbon, activated earth or resin adsorbers. 3. Verfahren nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antibiotikum mittels eines schwach sauren, Carb- oxylgruppen enthaltenden Ionenaustauschers adsor- biert wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das adsorbierte Antibiotikum mit einem sauren Elutionsmittel extrahiert wird. 5. Method according to patent claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the antibiotic is adsorbed by means of a weakly acidic ion exchanger containing carboxyl groups. 4. The method according to claim and dependent claims 1 to 3, characterized in that the adsorbed antibiotic is extracted with an acidic eluent. 5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antibiotikum mittels Pikrinsäure als schwerlösliches Salz ausgefällt wird. Method according to patent claim and sub-claims 1 to 4, characterized in that the antibiotic is precipitated as a sparingly soluble salt using picric acid.
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