Verfahren zur Herstellung von Eisen(III)-komplexverbindungen mit hydriertem Dextran
Die Erfindung bezieht sich auf cin Verfahren zur
Herstellung von wasserlöslichen, nichtionenartigen Komplexverbindungen des dreivertigen Eisens mit hydriertem Dextran. Dem erfindungsgemässen Verfahren kann zusätzlich Zitronensäure oder deren Alkalisalze zugesetzt werden. Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen elgnen sich auf Grund ihrer Eigenschaften zur Anwendung in der Humantherapie und/oder in der Veterinänmedizin zur Bekämpfung von Krankheiten, die im Organismus durch Eisenmangel oder durch Störung des Eisenabsorptionsvermögens auftreten.
Es sind bereits ähnliche Präparate, die Verbindungen des dreiwertigen Eisens und nichthydrierten Dextrans enthalten, bekannt. Diese Präparate, vorzugsweise in Injektionsform hergestellt, finden weitghende Anwendung in der Medizin. Die Toxizität dieser Verbindungen, üblich als DL50 ausgedrückt. beträgt im Mäusetest bei intravenöser Verabreichung etwa 500 bis 700 mg pro 1 kg Lebendgewicht der Versuchstiere, Solche Werte werden von der Pharmakopea USA XVII gefordert.
Ein weiterer Fortschritt auf dem Gebiet der Eisen (III)-Dextran-Komplexverbindungen war die Herstellung von eisenhaltigen Verbindungen des hydrierten Dextrans. Diese Verbindungen behalten dieselben therapeutischen Eigenschaften bei, können aber eine beträchtlich niedrigere Toxizität haben, und sind stabiler in wässrigen Lösungen. Die Herstellung dieser Verbindungen ist jedoch schwieriger als die des nichthydrierten Dextrans, wobei ihre nützlichen Eigenschaften mit dem Herstellungsverfahren verbunden sind.
Nach einem amerikanischen Patent USA Nr. 3 234 209 werden Eisenverbindungen des hyrierten dextrans hergestellt, die eine mehrfach niedrigere Toxizität haben als Ver bindungen des nichthydrierten Dextrans oder als Verbindungen des hydrierten Dextrans, die nach bereits bekannten Verfahren hergestellt wurden (zum Beispiel nach dem Patent USA Nr. 3 022 221 derselben Autoren). Die niedrige Toxizität wird von den Autoren mit 2 ihrem Herstellungsverfahren in Zusammenhang gebracht, und zwar mit der herstellung des zur Komplexbildung nötigen Eisen(III)-hydroxyds, dass durch teilweise Neutralisierung einer Eisensalzlösung mit einer Ammoniaklösung, nachfolgend Dialyse erhalten wird und als dialisierte kolloidale Lösung zur Anwendung kommt.
Nach dem schweizerischen Patent Nr. 39 882 wird die Eisenkomplexverbindung des hydrierten Dextrans durch Elektrodialyse von eisen(III)-salzen erhalten. Bei diesem Verfahren befindet sich die Lösung des hydrierten Dextrans und des Eisen(III)-salzes während der Dialyse im Kathodenraum und eine verdünnte Natriumchloridlösung im Anodenraum des Gerätes. Im Kathodenraum entstehen Bedingungen zur Bildung von kolloidalem Eisen(III)-hydroxyd in Anwesenheit von hydriertem Dextran. Gleichzeitig wird das Anion des ursprünglich gebrauehten Eisensalzes entfernt. Die bei diesem Vorgang entstehende Mischung bildet nach dem Erhitzen eine Komplexvenbindung.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ausgefälltes, abgewaschenes und abfiltriertes Eisen(III)-hydroxyd in feuchtem Zustand mit trockenem hydriertem Dextran, das eine nach Somogyi bestimmte Reduktionskraft im Bereich von 0.02 bis 3,0 hat, zu einer homogenen Masse vermischt wird, diese mischung mit einer Alkalimetallhydroxydlösung alkalisiert und unter Rühren bis zur völligen Wasserlöslichkeit des Endstoffes erhitzt, nachfolgend abgekühlt, filtriert und mit Ionenaustauschern behandelt wird.
Die Methode zur Bestimmung der Reduktionskraft des hydrierten Dextrans nach Somogyi ist in J. Biol.
Chem. band 160, S. 61-68, 1945 beschrieben, und unter Somogyi-Bestimmungsmethode sowie unter Somogyi-Reagens versteht man die von Michael Somogyi in der erwähnten Literaturstelle angegebene Methode und das entsprechende Reagens.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann die niedrigtoxisehe Eisen(III)-kompleksverbindung des hydrierten Dextrans bedeutend einfacher und bllhger hergestellt werden, wobei es vor allem nicht notwendig ist, kolloidales Eisen(III)-hydroxyd als Ausgangs stoff zu verwenden. Dieses Verfahren bedarf keiner Dialyseoder Elektrodialysegeräte, und die Beseitigung dieser Reaktionsschritte erlaubt es insbesondere, die Synthese bei hohen Konzentrationen der Umsatzstoffe auszuführen, was wiederum die Möglichkeit bietet, das Arbeitsvolumen der Apparatur zu verringern. Dabei entfällt die Notwendigkeit, sehr verdüunte Lösungen des Endstoffes einzuengen, wie es bei anderen Methoden vorkommen kann.
Die erfindungsgemäss hergestellten Eisen(III)-kom- plexverbindungen des hydrierten Dextrans haben eine so geringe Toxizität, dass sogar Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Wertes DL," entstehen. Die Dosisgrenze ist eher durch die verabreichten Volumina des gelösten Präparates als durch dessen Toxizität bedingt.
Die zur Infektion angefertigten Lösungen des Endstoffes zeigen gewöhnlich nach der Sterilisation weder Spuren von Eisenionen noch Änderungen in ihren Eigenschaften. Es zeigte sich, dass erfindungsgemäss Komplexverbindungen mit inden günstigen Eigenschaften durch Vermischen von ausgefälltem, gewaschenem und filtriertem Eisen(III)-hydroxyd mit trockenem hydriertem Dextran und nachfolgendem Erhitzen d,ieser Mischung in Anwesenheit von Alkalimetallbydroxyden bis zur völligen Wasserlöslichkeit des sich bildenden Endstoffes erhalten werden. Der Endstoff wh'd nachfolgend vom Überschuss des zugegebenen Alkalimetallhydroxdes durch Behandlung mit lonenaustauschern befreit.
Die mit Ionenaustauschern behandelte Lösung kann durch Zusatz der nötigen Mengen von Natriumchlorid zur Herstellung einer isotonischen Lösung, Einstellung der Konzentration des Wirkstoffes, Filtration, Vergiessen der Lösung in die nötigen Behälter und nachfolgende thermischer Sterilisation direkt in die Injektionsform gebracht werden.
Die Lösung kann ferner auf bekannte Weise technischen Operationen unterworfen werden, bei denen das Wasser entfernt und der Endstoff in fester Fonn erhalten wird. Der so erhaltene Endstoff besitzt üblicherweise, nachdem er in Wasser gelöst wird, die gleichen Eigenschaften wie die ursprüugliche Lösung.
Eine gewisse Unbequemlichkeit dieses Verfahrens liegt in der anhaltenden Erhitzungsdauer und der Notwendigkeit ein stark alkalisches Milieu anzuwenden, wie es zur Durchführung des Komplexierungsvorganges notwendige ist. Es zeigte sich, dass die Reaktionszeit bedeutend verkürzt werden kann wenn in die Reaktionsmischung eine Hydroxys äure mft Chelateigenschaften oder ihr Natriumsalz hinzugegeben wird. Von diesen Stoffen erwies sich die Zitronensäure oder deren Na triumsalz insbesondere als günstig.
Es zeigte sich weiterhin, dass der Zusatz eines sol chen Stoffes nicht nur die Bildung der Eisen(III)-kom- plexverbindungen des hydrierten Dextrans beschleunigt und erleichtert, sondern auch die Eigenschaften des erhaltenen Endstoffes verbessert.
Die Lösungen dieser Verbindungen lassen sich schneller filtrieren, sind während der Aufbewahrung beständiger und zeigen in Ampullen keine Neigung zur Bildung von Niederschlägen. Auch fliessen sie von den Glaswänden der Ampullen und Injektionsspritzen, sogar bei hohen Konzentrationen, leichter ab. Die günstigen therapeutischen Eigenschaflen bleiben dabei erhalten.
Es wurde festgestellt, dass es vor allem wesentlich ist, dass das chelatierende Mittel in die Reaktionsini- schung vor dem Erhitzen hinzugegeben wird. Dieses erleichtert die Homogenisierung der Reaktionsmasse und beschleunigt die später einsetzende Bildung der Komplexverbindung. Auf diese Weise verläuft vor al lem die Komplexbildung des Eisens und hydrierten Dextrans ebenso leicht wie bei der Umsetzung mit nichthydriertem Dextran, und die Eigenschaften des Endstoffes sind besser reproduzierbar.
Es wurde festgestellt, dass die Endstoffe, welche vorzugsweise mit einem Natriumzitratzusatz erhalten worden sind, bei nachfolgen der Behandlung mit Kationenaustauschern, im Vergleich zu den Endstoffen, die ohne diesen Zusatz erhalten waren, keinen grösseren Abfall des pH-Wertes und auch keine höhere etlektroly- tische Leitfähigkeit zeigten. Dies weist daraufhin, dass die Zitronensäure mit dem hydrierten Dextran und Eisen eine Art MischLolllplexverbindung bildet, wie das bei den bekannten Misebkomplexen von Eisen, Sorbitol und Zitronensäure, die bereits in der Therapie An wendung finden, der Fall ist.
Es zeigte sich ferner, dass im erfindungsemässen Verfahren mit Erfolg hydriertes Dextran mit einer anderen Charakteristik wie in den bekannten Verfahren angewendet wird.
Erfindungsgemäss werden günstige Resultate erzielt, wenn hydriertes Dextran mit einer nach Somogyi bestimmten Reduktionskraft im Bereich von 0,02 bis 3 % liegt. Unter Redluíktionskraft wird die in Gramm ausgedrückte Menge Glukose in 100 Gramm Dextran verstanden. In den bekannten Verfahren der weiter oben erwähnten Patente hingegen wird die Anwendung von hydriertem Dextran gefordert bei dem das Somogyi-Reagens vollständig unreduziert bleibt. Um diesen Unterschied klarer darzustellen, soll als Beispiel angegeben werden, dass nichthydriertes Dextran von etwa gleichem Molekulargewicht eine Reduktionskraft von etwa 10 O @ hat.
Das Dextran, dass sich im erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Komplexverbindungen eignet, ist ausser durch die Reduktionskraft vorzugsweise auch durch die Grenzviskosität oder die Viskosität charakterisiert. Die Grenzviskosität, die bei 25 C bestimmt wird, soll insbesondere Werte im Bereich von 0,01 bis 0,2 haben, günstigenfalls von 0,05 bis 0,07.
Zur Herstellung von Eisen(III)-hydroxyd, welches im erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird, kann unter Rühren zu der Lösung eines wasserlöslichen Eisensalzes vorzugsweise zur wässrigen Lösung von Eisen (111)-chlorid, stufenweise eine Alkalimetallkarbo.
natlösung hinzugegeben werden. Der Niederschlag von Eisen(III)-hydroxyd wird gewöhnlich mit destilliertem Wasser gewaschen und dekantiert, insbesondere bis zum Verschwinden der gelösten Stoffe in der dekantierten Flüssigkeit. Der Niederschlag kann sodann durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden. Das Mengenverhältn von Eisen (III)-hydroxyd zu hydrier tem Dextran kann im erfindungsgemässen Verfahren in einem ziemlich weiten Bereich variieren, vor allem kann die Menge des elementaren Eisens im Endstoff 5 bis 30 S betragen.
Bei Anwendung eines chelatierenden Mittels ist es insbesondere günstig, dieses in einer Menge von 1 bis 10% im Verhältnis zu der zur Um setzung angewandten hydrierten Dextranlmenge, in dieser Phase in die Mischung hineinzugeben.
Die Mischung wird gewöhnlich gerührt, bis sie einen homogenen Zustand erreicht. Sodann wird ein in Wasser gelöstes Alkalimetallhydroxyd hinzugegeben, bis die Mischung eine alkalische Reaktion aufweist.
Die Mischung wird nachfolgend unter Rühren so lange erhitzt, bis Ider Endstoff in Wasser völlig löslich ist.
Die Zeit, die zur Umsetzung nötig ist, beträgt für den Fall, wo kein chelatierendes Mittel zugesetzt wird, gewöhnlich einige Stunden. Bei dem bevorzugten Zusatz von Natriumzitrat kann die Reaktionsdauer etwa 100-150 Minuten betragen.
Die günstige Umsetzungstemperatur liegt vor al'iem im Bereich von 70-100 C.
Aus der Reaktionsmischung wird üblicherweise von Zeit zu Zeit eine Probe entnommen und in einem gro ssen Überschuss von Wasssr gelöst. Sobald die Probe in Wasser klar löslich ist, kann das Erhitzen noch während 10-20 Minuten fortgesetzt werden. Nachfolgend wird die Lösung abgekühlt, filtriert und mit dem Ionenaustauscher behandelt.
Die in die Lösung eingebrachten Alkalimetalle werden gewöhnlich entfernt, indem sie durch eine auf ein Filter oder eine Kolonne gebrachte Schicht eines schwach sauren Kationenaustauschers hindurchgelassen werden. Der Kationenaustauscher kann auch zur Lösung hinzugegeben werden, gerührt und nach gewisser Zeit durch Filtrieren oder Zentrifugieren entfernt werden. Die Lösung wird vorzugsweise so lange mit dem Ionenaustauscher behandelt, bis sie einen im Bereich von 5,5-6,6 liegenden pHWWert erreicht hat.
Gleichzeitig sinkt die elektrolytische Leitfähigkeit der Lösung, wobei es günstig ist, diese auf einen Wert von 3 x 10-1 bis 1x10-4(Ohm-1cm-1) bei einer Temperatur von 20 C zu bringen.
Aus der hergestellten Lösung kann nach dem Filtrieren der Endstoff in fester Form gewonnen, oder auch direkt als In,jlektionslösung gebraucht werden. Im ersten Falle kann der Stoff in einem Sprühtrockner direkt getrocknet werden. Der Endstoff kann auch durch Verdampfung des Lösungsmittels im Vakuum oder durch Fällung mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, wie niedrige Alkohole und Azeton, abgetrennt werden.
Nach der Fällung ist es günstig, die Lösung Ides Endstoffes mit einem Überschuss des organischen Lösungsmittels zu versetzen und den ausgefällten Endstoff zu filtrieren, und im Vakuum zu trocknen.
Der Endstoff kann in Trockenform gelagert wer- den. Nach dem Auflösen in Wasser weist er gewöhnlich die Eigenschaften der ursprünglichen Lösung auf.
Wenn es nicht notwendig ist, den Endstoff in fester Form abzutrennen, so kann die den -Endstoff enthaltende Lösung nach Entmineralisierung, Einstellung der nötigen Eisenkonzentration (auf Grund analytischer Bestimmungen), Zusatz von Natriumchlorid bis zur Isotonie und Klär- oder Entkeimungsfiltration direkt als Injektionslösug erhalten werden. Nach dem Abfüllen der Lösung in geeignete Behälter wie Ampullen, Fläschchen und andere, kann diese in geschlossenen Behältern bei einer Temperatur von 1150 C 30 Minuten lang sterilisiert werden.
Beispiel I
In einen vier Liter fassenden Glaskolben mit Rührer wurden 700 mi einer Eisen(III)-chloridlösung mit einem Eisengehalt von 15 mg Elementareisen pro mi gebracht und fauf 120 C abgekühlt. Getrennt wurde eine Lösung von 33 Gramm wasserfreiem Natriumkar- monat in 1500 ml destilliertem Wasser vorbereitet, filtriert und auf 120 C abgekühlt.
Die NSatriumkarbonatllösunlg wurde unter intensivem Rühren zu der Eisen(III)-chloridlösung im Verlaufe von etwa 60 Minuten eingetropft, his die Suspension den pHJWert 5,9 erreicht hat. Die Suspension des gefällten Eisen(III)-hydroxyds wurde in einen 6 Liter fassenden Glaskolben gebracht, mit destilliertem Wasser auf etwa 6 Liter verdünnt und zum Absetzen des Hydroxyd stehengelassen.
Die Flüssigkeit wurde dekantiert, der Niederschlag erneut mit destilliertem Wasser verdünnt und abermals dekantiert. Weiter wurde analog vorg gangen, bis keine positive Reaktion auf Chlorionen in der dekantierten Flüssigkeit festzustellen war.
Der Nie drerschlalg des Eisen(III)-hydroxyds wurde auf einer Nut- sche im Vakuum filtriert und nachfolgend im feuchten Zustand mit 30 Gramm trockenem hydroertem Dextran mit der Grenzviskosität von 0,058 und ,der Reduktions- kraft von 0,029 % gemischt.
Zu der homogenen Mischung wurden 15 ml einer
10%igen Natriumhydroxydlösung in destilliertem Wasser hinzugegeben und unter stetigem Rühren auf 96 bis 1000 C erhitzt. Nach 60minutigem Erhitzen wurden weitere 7,5 ml einer 10%igen Natriumhydroxydlösung hinzugegeben und der auf Grund der Verdampfung entstandene Wasserverlust ersetzt. Die nach 145 Minuten entnommene Probe war in Wasser völlig klar löslich. D'ie Lösung wurde noch 10 Minuten lang erhitzt, zum Abkühlen stehengelassen und nachfolgend durch einen Sinterfilter der Porengrösse G-3 filtriert.
Die filtrierte Lösung wurde viermal durch eine mit schwach saurem Ionenaustauscher beschickte Kolonne hindurchgelassen (70 mi einer Suspension des Katio nenaustlauschers Amberlit IRC-50 der Firma Rohm und Haas). Sobald die Lösung die elektrolytische Leit fähigkeit 1,28 x 10-3(Ohm-1cm-1) und den pH-Wert 5,6 erreicht hatte, wurde die Entmineralisierung beendet. Die Lösung wurde auf eine Konzentration von 50 mg Elementareisen pro ml verdünnt, mit 0,85 g Nattiumchlorid pro 100 ml Lösung versetzt und nach dem Auflösen durch einen Asbest-Zellulose-Klärfilter- satz von der Dichte K-5 filtriert.
Die Lösung wurde in Ampullen abgefüllt, die Ampullen wurden verschmolzen und im Autoklav 30 Minuten lang bei 1150 C sterilisiert.
Beispiel II
Eisen(III)-hydroxyd wurde auf dieselbe Art und in derselben Menge wie in Beispiel I hergestellt.
Der filtrierte, feuchte Niederschlag des Eisen(III)- hydroxyds wurde mit 36 g hydriertem Dextran mit einer Grenzviskosität von 0.059 und einer Reduktionskraft von 0,020% gründlich durchgemischt. Zu dieser Mischung wurde 1 g Natrium,zitrat hinzugegeben, es wurde gemischt, niachfciigend 20 ml einer 10 % igen Natriumhydroxydlösung hinzugefügt und unter stetigem mechanischem Rühren auf 96 bis 98 C erhitzt.
Nach 45 Minuten wurde eine Probe entnommen, die in Wasser klar löslich war. Nach Ablauf von 55 Minuten wurde das Erhitzen beendet.
Die Lösung wurde abgekühlt durch ein Glasfilter (G-3) filtriert und einige Male durch eine aus 70 ml eines schwach sauren Kationenaustauschers (Amberlit I'RC-5 < )) in Wasserstoffionenform) bestehende Schicht hindurchgelassen. Sobald die Lösung den Wert 1,28x10-3 (Ohm-1cm-1) und den pH-Wert 5,6 erreicht hatte, wurde die Entionisierung beendet. Die Lösung wurde mit destilliertem Wasser auf eine Konzentration von 50 mg Elementareisen pro ml Lösung verdünnt.
Sodann wurden 0,85 g Natriumchlorid pro 100 ml Lösung hinzugegeben, und nach dem Auflösen des Na triumchlorids wurde die Lösung durch einen Asbest Zellulose¯Klärfiltersatz K-5 filtriert. Die Lösung wurde in Ampullen abgefüllt, die Ampullen wurden verschmolzen und 30 Minuten lang im Autoklav bei 115 C sterilisiert.
Beispiel lll
Eisen(III)-hydroxyd und die Eisen (III)-komplexver- bindung des reduzierten Dextrans wurden nach dem in Beispiel II beschriebenen Verfahren hergestellt. Dazu wurden 30 g hydriertes Dextran mit der Grenzviskosität 0,059 und der Reduktionskraft 2,8% angewendet, zu dem 1,5 g Natriumzitrat zugesetzt wurde.
Nach der Entionisierung und Filtration der Lösung wurde der Endstoff als Trockenpulver durch Trocknung in einem Sprühtrockner erhalten. Die Eingangstemperatur der zur Trocknung benutzten Luft betrug 130 C und die Sprühturbine hatt eine Geschwindigkeit von etwa 15000 Umdrehungen/Minute. Es wurde ein bräunlichrotes, leicht wasserlösliches Pulver mit einem Gehalt von 28,6% komplexartig gebundenem Eisen erhalten. Es war möglich, aus diesem Pulver Lösungen mit identischen Eigenschaften als die der ursprün,glichen Lösung herzustellen.
Beispiel Iv
In einem Glaskolben mit Rührer und Tropftrichter wurden 1400 ml Eisen(III)-chloridlösung mit einem Gesamteisengehalt von 21,8 g gegeben und auf 12 C abgekühlt. Zu der mechanisch gerührten Eisen (III)-chloridlösung wurden im Verlauf von etwa 50 Minuten 2500 ml einer auf die gleiche Temperatur abgekühlte Natriumkarbonatlösung mit etwa 63 g Natriumkarbonatfeststoffgehalt hinzugegeben. Sobald die Suspension den pH-Wert 5,5 erreicht hat, wurde das Eintropfen beendet. Der Niederschlag wurde dreimal mit destilliertem Wasser durch Dekantieren gewaschen und im Vakuum filtriert. Der feuchte, filtrierte Niederschlag des Eisen(III)-hydroxyds wunde mit 84 g hydriertem Dextran mit der Grenzviskosität 0,055 und Reduktionskraft 2,32% gründlich durchgemischt.
Zu der Mischung wurden zuerst 4 g in 20 ml destilliertem Wasser gelöstes Natriumzitrat und dann 24 ml einer 10% eigen Lösun g von Natriumhydroxyd hinzugegeben.
Die mischung wurde unter mechanischem Rühren 25 Minuten lang erhitzt, bis die Temperatur 75 C erreichte, und bei dieser Temperatur hielt man 15 Minuten lang. Nachher wurde die Temperatur stufenweise erhöht, um nach 25 Minuten eine Temperatur von 95 C zu erreichen. Eine zu dieser Zeit entnommene Probe des Endstoffes war in Wasser völlig löslich. Die Mischung wurde noch weitere 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 98 C erhitzt und nachher zum Abkühlen stehengelassen.
Nach dem Filtrieren wurde die Lösung viermal durch 90 ml einer Kationenaustauscherschicht aus Amberlit IRC-50 , bis der pH-Wert 6,0 erreicht wurde, hindurchgelassen. Die Lösung wird wie in Beispiel I in eine Injektionsform gebracht und sterilisiert.
Process for the preparation of iron (III) complex compounds with hydrogenated dextran
The invention relates to a method for
Production of water-soluble, non-ionic complex compounds of three-point iron with hydrogenated dextran. Citric acid or its alkali metal salts can additionally be added to the process according to the invention. The compounds obtainable according to the invention, on the basis of their properties, are suitable for use in human therapy and / or in veterinary medicine for combating diseases which occur in the organism due to iron deficiency or due to a disruption of the iron absorption capacity.
Similar preparations containing compounds of trivalent iron and non-hydrogenated dextran are already known. These preparations, preferably produced in injection form, are widely used in medicine. The toxicity of these compounds, commonly expressed as DL50. is in the mouse test with intravenous administration about 500 to 700 mg per 1 kg of live weight of the test animals. Such values are required by the Pharmacopeia USA XVII.
Another advance in the field of iron (III) -dextran complex compounds was the production of iron-containing compounds of hydrogenated dextran. These compounds retain the same therapeutic properties, but can have significantly lower toxicity and are more stable in aqueous solutions. However, these compounds are more difficult to make than unhydrogenated dextran, and their useful properties are related to the manufacturing process.
According to an American patent USA No. 3,234,209, iron compounds of hydrogenated dextran are produced, which have a toxicity several times lower than compounds of non-hydrogenated dextran or as compounds of hydrogenated dextran which have been produced according to known processes (for example according to the USA patent No. 3 022 221 by the same authors). The authors associate the low toxicity with their manufacturing process, namely with the manufacture of the iron (III) hydroxide required for complex formation, which is obtained by partially neutralizing an iron salt solution with an ammonia solution, followed by dialysis and as a dialysis colloidal solution is used.
According to Swiss patent no. 39 882, the iron complex compound of hydrogenated dextran is obtained by electrodialysis of iron (III) salts. In this process, the solution of the hydrogenated dextran and the iron (III) salt is in the cathode compartment during dialysis and a dilute sodium chloride solution is in the anode compartment of the device. Conditions for the formation of colloidal iron (III) hydroxide in the presence of hydrogenated dextran arise in the cathode compartment. At the same time, the anion of the originally brewed iron salt is removed. The mixture produced during this process forms a complex compound after heating.
The method according to the invention is characterized in that precipitated, washed and filtered iron (III) hydroxide in the moist state is mixed with dry hydrogenated dextran, which has a reducing power determined according to Somogyi in the range from 0.02 to 3.0, to form a homogeneous mass, this mixture is made alkaline with an alkali metal hydroxide solution and heated with stirring until the end product is completely soluble in water, then cooled, filtered and treated with ion exchangers.
The method for determining the reducing power of the hydrogenated dextran according to Somogyi is in J. Biol.
Chem. Volume 160, pp. 61-68, 1945, and Somogyi method of determination and Somogyi reagent are understood to mean the method and the corresponding reagent given by Michael Somogyi in the cited literature reference.
According to the process according to the invention, the low-toxic iron (III) complex compound of hydrogenated dextran can be produced much more easily and more easily, in particular not using colloidal iron (III) hydroxide as the starting material. This process does not require any dialysis or electrodialysis equipment, and the elimination of these reaction steps makes it possible in particular to carry out the synthesis at high concentrations of the conversion substances, which in turn offers the possibility of reducing the working volume of the equipment. This eliminates the need to concentrate very dilute solutions of the end product, as can occur with other methods.
The iron (III) complex compounds of hydrogenated dextran produced according to the invention have such a low toxicity that even difficulties arise in determining the value DL ". The dose limit is more due to the administered volumes of the dissolved preparation than to its toxicity.
The solutions of the end product prepared for infection usually show neither traces of iron ions nor changes in their properties after sterilization. It was found that, according to the invention, complex compounds with favorable properties are obtained by mixing precipitated, washed and filtered iron (III) hydroxide with dry hydrogenated dextran and then heating this mixture in the presence of alkali metal hydroxides until the end product formed is completely soluble in water . The end product is subsequently freed from the excess of the alkali metal hydroxide added by treatment with ion exchangers.
The solution treated with ion exchangers can be brought directly into the injection form by adding the necessary amounts of sodium chloride to produce an isotonic solution, adjusting the concentration of the active ingredient, filtration, pouring the solution into the necessary containers and subsequent thermal sterilization.
The solution can also be subjected to technical operations in a known manner in which the water is removed and the end product is obtained in solid form. The end product obtained in this way usually has the same properties as the original solution after it has been dissolved in water.
A certain inconvenience of this method lies in the prolonged heating time and the need to use a strongly alkaline medium, as is necessary to carry out the complexation process. It was found that the reaction time can be shortened significantly if a hydroxy acid with chelate properties or its sodium salt is added to the reaction mixture. Of these substances, citric acid or its sodium salt proved to be particularly beneficial.
It was also found that the addition of such a substance not only accelerates and facilitates the formation of the iron (III) complex compounds of the hydrogenated dextran, but also improves the properties of the end product obtained.
The solutions of these compounds can be filtered more quickly, are more stable during storage and show no tendency to form precipitates in ampoules. They also flow off the glass walls of the ampoules and injection syringes more easily, even at high concentrations. The beneficial therapeutic properties are retained.
It has been found that it is especially essential that the chelating agent be added to the reaction mixture prior to heating. This facilitates the homogenization of the reaction mass and accelerates the formation of the complex compound which begins later. In this way, above all, the complex formation of iron and hydrogenated dextran takes place just as easily as in the reaction with non-hydrogenated dextran, and the properties of the end product are more reproducible.
It was found that the end products, which were preferably obtained with an addition of sodium citrate, did not show a greater drop in the pH value and also no higher electrolyte value in the subsequent treatment with cation exchangers compared to the end products that were obtained without this addition. Table conductivity showed. This indicates that the citric acid forms a kind of mixed lolliplex compound with the hydrogenated dextran and iron, as is the case with the well-known miseb complexes of iron, sorbitol and citric acid, which are already used in therapy.
It was also found that in the process according to the invention, hydrogenated dextran with a different characteristic than in the known processes is successfully used.
According to the invention, favorable results are achieved when hydrogenated dextran with a reducing power determined according to Somogyi is in the range from 0.02 to 3%. Reducing power is the amount of glucose expressed in grams in 100 grams of dextran. In the known processes of the patents mentioned above, however, the use of hydrogenated dextran is required, in which the Somogyi reagent remains completely unreduced. In order to illustrate this difference more clearly, it should be given as an example that non-hydrogenated dextran of approximately the same molecular weight has a reducing power of approximately 10 O @.
The dextran that is suitable for the production of complex compounds in the process according to the invention is characterized not only by the reducing power but also preferably by the limiting viscosity or the viscosity. The intrinsic viscosity, which is determined at 25 ° C., should in particular have values in the range from 0.01 to 0.2, preferably from 0.05 to 0.07.
To produce iron (III) hydroxide, which is used in the process according to the invention, an alkali metal carbide can be added in stages to the solution of a water-soluble iron salt, preferably to the aqueous solution of iron (111) chloride, with stirring.
natural solution can be added. The precipitate of ferric hydroxide is usually washed with distilled water and decanted, especially until the dissolved substances in the decanted liquid disappear. The precipitate can then be separated off by filtration or centrifugation. The quantitative ratio of iron (III) hydroxide to hydrogenated dextran can vary within a fairly wide range in the process according to the invention; in particular, the amount of elemental iron in the end product can be 5 to 30%.
If a chelating agent is used, it is particularly advantageous to add this to the mixture in an amount of 1 to 10% in relation to the amount of hydrogenated dextran used for conversion in this phase.
The mixture is usually stirred until it becomes homogeneous. An alkali metal hydroxide dissolved in water is then added until the mixture exhibits an alkaline reaction.
The mixture is then heated with stirring until the end product is completely soluble in water.
The time required for reaction is usually a few hours in the case where no chelating agent is added. With the preferred addition of sodium citrate, the reaction time can be about 100-150 minutes.
The favorable reaction temperature is always in the range of 70-100 C.
A sample is usually taken from the reaction mixture from time to time and dissolved in a large excess of water. As soon as the sample is clearly soluble in water, heating can be continued for 10-20 minutes. The solution is then cooled, filtered and treated with the ion exchanger.
The alkali metals introduced into the solution are usually removed by passing them through a layer of weakly acidic cation exchanger placed on a filter or column. The cation exchanger can also be added to the solution, stirred and, after a certain time, removed by filtration or centrifugation. The solution is preferably treated with the ion exchanger until it has reached a pH value in the range from 5.5 to 6.6.
At the same time, the electrolytic conductivity of the solution decreases, whereby it is beneficial to bring it to a value of 3 x 10-1 to 1x10-4 (Ohm-1cm-1) at a temperature of 20 C.
After filtering the solution produced, the end product can be obtained in solid form or used directly as an injection solution. In the first case, the fabric can be dried directly in a spray dryer. The end product can also be separated off by evaporation of the solvent in vacuo or by precipitation with a water-miscible organic solvent, such as lower alcohols and acetone.
After the precipitation, it is advantageous to add an excess of the organic solvent to the solution of the end product and to filter the precipitated end product and dry it in vacuo.
The end product can be stored in dry form. When dissolved in water, it usually has the properties of the original solution.
If it is not necessary to separate the end product in solid form, the solution containing the end product can be obtained directly as an injection solution after demineralization, adjustment of the necessary iron concentration (based on analytical determinations), addition of sodium chloride up to isotonicity and clarification or disinfection filtration will. After the solution has been filled into suitable containers such as ampoules, vials and others, it can be sterilized in closed containers at a temperature of 1150 C for 30 minutes.
Example I.
700 ml of an iron (III) chloride solution with an iron content of 15 mg of elemental iron per ml were placed in a four liter glass flask equipped with a stirrer and the mixture was cooled to 120.degree. Separately, a solution of 33 grams of anhydrous sodium carmonate in 1500 ml of distilled water was prepared, filtered and cooled to 120.degree.
The sodium carbonate solution was added dropwise to the iron (III) chloride solution over the course of about 60 minutes while stirring vigorously, until the suspension had reached the pH value 5.9. The suspension of the precipitated iron (III) hydroxide was placed in a 6 liter glass flask, diluted to about 6 liters with distilled water and allowed to stand for the hydroxide to settle.
The liquid was decanted, the precipitate diluted again with distilled water and decanted again. The same procedure was followed until there was no positive reaction to chlorine ions in the decanted liquid.
The low-density iron (III) hydroxide was filtered on a suction filter in a vacuum and then mixed in the moist state with 30 grams of dry hydroertem dextran with an intrinsic viscosity of 0.058 and a reducing power of 0.029%.
To the homogeneous mixture, 15 ml of a
10% sodium hydroxide solution in distilled water is added and the mixture is heated to 96 to 1000 ° C. with constant stirring. After heating for 60 minutes, a further 7.5 ml of a 10% strength sodium hydroxide solution were added and the loss of water due to evaporation replaced. The sample taken after 145 minutes was completely soluble in water. The solution was heated for a further 10 minutes, allowed to stand to cool and then filtered through a sintered filter with pore size G-3.
The filtered solution was passed four times through a column charged with a weakly acidic ion exchanger (70 ml of a suspension of the amberlite IRC-50 cation exchanger from Rohm and Haas). As soon as the solution had reached the electrolytic conductivity 1.28 x 10-3 (Ohm-1cm-1) and the pH value 5.6, the demineralization was ended. The solution was diluted to a concentration of 50 mg elemental iron per ml, mixed with 0.85 g sodium chloride per 100 ml solution and, after dissolving, filtered through an asbestos-cellulose clarifying filter set with a density of K-5.
The solution was filled into ampoules, the ampoules were fused and sterilized in the autoclave at 1150 ° C. for 30 minutes.
Example II
Ferric hydroxide was prepared in the same manner and in the same amount as in Example I.
The filtered, moist precipitate of iron (III) hydroxide was thoroughly mixed with 36 g of hydrogenated dextran with an intrinsic viscosity of 0.059 and a reducing power of 0.020%. 1 g of sodium citrate was added to this mixture, the mixture was mixed, then 20 ml of a 10% sodium hydroxide solution were added and the mixture was heated to 96 to 98 ° C. with constant mechanical stirring.
After 45 minutes, a sample was taken which was clearly soluble in water. After 55 minutes, the heating was stopped.
The solution was cooled, filtered through a glass filter (G-3) and passed several times through a layer consisting of 70 ml of a weakly acidic cation exchanger (Amberlite I'RC-5 <)) in hydrogen ion form). As soon as the solution had reached the value 1.28x10-3 (Ohm-1cm-1) and the pH value 5.6, the deionization was ended. The solution was diluted with distilled water to a concentration of 50 mg elemental iron per ml of solution.
Then 0.85 g of sodium chloride per 100 ml of solution was added and, after the sodium chloride had dissolved, the solution was filtered through an asbestos cellulose clarifier set K-5. The solution was filled into ampoules, the ampoules were fused and sterilized in an autoclave at 115 ° C. for 30 minutes.
Example III
Iron (III) hydroxide and the iron (III) complex compound of the reduced dextran were prepared according to the method described in Example II. For this purpose, 30 g of hydrogenated dextran with the intrinsic viscosity 0.059 and the reducing power 2.8%, to which 1.5 g of sodium citrate was added.
After deionization and filtration of the solution, the end product was obtained as a dry powder by drying in a spray dryer. The inlet temperature of the air used for drying was 130 ° C. and the spray turbine had a speed of about 15,000 revolutions / minute. A brownish-red, easily water-soluble powder with a content of 28.6% iron bound in a complex manner was obtained. It was possible to use this powder to make solutions with properties identical to those of the original solution.
Example Iv
1400 ml of iron (III) chloride solution with a total iron content of 21.8 g were placed in a glass flask equipped with a stirrer and dropping funnel and the mixture was cooled to 12 ° C. To the mechanically stirred ferric chloride solution, 2500 ml of a sodium carbonate solution cooled to the same temperature and having about 63 g of sodium carbonate solids content were added in the course of about 50 minutes. As soon as the suspension had reached pH 5.5, the dropping was stopped. The precipitate was washed three times with distilled water by decantation and filtered in vacuo. The moist, filtered precipitate of iron (III) hydroxide was thoroughly mixed with 84 g of hydrogenated dextran with an intrinsic viscosity of 0.055 and a reducing power of 2.32%.
First 4 g of sodium citrate dissolved in 20 ml of distilled water and then 24 ml of a 10% own solution of sodium hydroxide were added to the mixture.
The mixture was heated with mechanical stirring for 25 minutes until the temperature reached 75 ° C. and held at that temperature for 15 minutes. Afterwards the temperature was increased in stages in order to reach a temperature of 95 ° C. after 25 minutes. A sample of the end product taken at this time was completely soluble in water. The mixture was heated for a further 15 minutes at a temperature of 98 ° C. and then left to cool.
After filtering, the solution was passed four times through 90 ml of a cation exchange layer of Amberlite IRC-50 until the pH reached 6.0. As in Example I, the solution is placed in an injection mold and sterilized.