Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung der relativ wasserunlöslichen Kristallform von Cephalexin-Monohydrat, welches ein bakterizides Mittel darstellt, das der Klasse angehört, welche gewöhnlich als Cephalosporine bekannt sind. Das antibakterielle Mittel Cephalexin wird in der menschlichen Therapie verwendet und ist im Handel als das Monohydrat der freien Säure erhältlich (Zwitterion). Diese Droge ist z.B. im J. Med. Chem. 12, 310-313 (1969), J. Org. Chem. 36(9), 1259-1267 (1971) und J. Org.
Chem. 37(17), 2765-2767 (1972) beschrieben.
Vergleiche belgisches Patent Nr. 765 596; Farmdoc 67 511S und US Patent Nr. 3 507 861, britisches Patent Nr. 1174335 und kanadisches Patent Nr. 856786.
Es existieren zahireiche Publikationen über verschiedene Methoden zur Herstellung und Reinigung von Cephalexin in Form dessen freie Säure. Vergleiche dazu die US Patent Nr.
3 634416; 3 668 201; 3 668 202; 3 671449 (Beispiel 3); 3 676 434; 3 676 437; 3 689483 und 3 694437.
Verschiedene Veröffentlichungen bezüglich der kristallinen Formen und Hydrate von Cephalexin findet man z.B. bei Pfeiffer und Mitarbeiter im Journal of Pharmaceutical Sciences, 59(12), 1809-1814(1970), Bond und Mitarbeiter im Pharmaceutical Journal, 210-214 (August 22, 1970), im US Patent Nr. 3 502 663; 3 531 481; 3 655556 und 3 692781, im belgischen Patent Nr. 753 910 (Farmdoe 82145) und im belgischen Patent Nr. 777789 (Farmdoc 48556T) sowie im französischen Patent Nr. 2096 117.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der relativ wasserunlöslichen Kristallform von Cephalexin-Mono- hydrat, welche im wesentlichen die folgenden Röntgenstrahlen-Brechungsdaten aufweisen:
Interplanarer Abstand d A Relative Intensität I/I
16,01 0,19
12,07 1,00
10,82 0,13
9,64 0,03
8,83 0,07
8,53 0,13
8,10 0,26
7,07 0,08
6,10 0,14
5,60 0,22
5,43 0,64
4,98 0,17
4,76 0,09
4,57 0,17
4,39 0,18
4,23 0,18
4,02 0,30
3,94 0,13
3,86 0,19
3,79 0,04
3,70 0,05
3,61 0,18
3,44 0,08
3,24 0,10
3,20 0,05
3,11 0,13
2,99 0,08
2,91 0,09
2,80 0,07
2,73 0,07
2,67 0,09 ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine konzentrierte saure wässrige Lösung von Cephalexin herstellt,
welches in dieser Lösung eine undissoziierte Carboxylgruppe und eine disso ziwerte salzgebundene Aminogruppe aufweist, dieser Lösung so viel n-'Butanol zufügt, dass sich zwei flüssige Phasen bilden, und hierauf das Phasensystem zwecks Ausfällung der genannten wasserunlöslichen kristallinen Form von Cephalexin-Monohydrat bis zum pH-Wert des isoelektrischen Punktes langsam neutralisiert, wobei sich ein schwerlösliches Cephalexin-Zwitterion bildet, das bei der Kristallisation ein Wassermolekül aufnimmt.
Die Azidität der wässrigen Lösung liegt normalerweise unter einem pH 2,4, vorzugsweise im Bereiche von 1,7 bis 2,3 bzw. ungefähr 2,3. Im allgemeinen beträgt der Zusatz an n -Butanol zur Bildung eines Zweiphasen-Systems mindestens 0,5 Volumen Butanol pro Volumen wässriger Lösung, wobei man auch mit Vorteil Keimkristalle der genannten unlöslichen Cephalexin-Monohydrat-Form zusetzt, und die Neutralisa tion bei einer Temperatur von nicht mehr als 45"C, vorzugsweise im Bereiche von 20 bis 25"C, und bei einem pH von etwa 4,0 bis 5,0 durchführt. Die Neutralisation erfolgt vorzugsweise mit Triäthylamin, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, oder Ammoniumhydroxid.
Die Neutralisation erfolgt vorzugsweise im angegebenen Bereich, insbesondere deshalb, weil damit eine Zersetzung des Produktes vermieden wird, welche bei höheren Temperaturen beobachtet wurde. Den pH-Wert kann man mittels einer Glaselektrode verfolgen, die man in das gerührte Zweiphasen-System während der Neutralisation und in die abgetrennte wässrige Phase am Ende der Titration eintaucht. Die bevorzugten Neutralisationsmedien sind Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniumhydroxid.
Die in Frage stehende wasserunlösliche Form von Cephalexin-Monohydrat beträgt ungefähr 10 mg/ml. Diese Angabe wurde auf folgende Art ermittelt: 30 mg des Produktes wurden in ein Milliliter entionisiertem Wasser während 5 Minuten geschüttelt, wobei ein' Teil der Substanz in Suspension blieb. Hierauf wurde der Lösung ein Milliliter Wasser zugesetzt und man beobachtete, dass nach Schütteln während 5 Minuten noch nicht alles in Lösung ging. Man setzte dieser Lösung einen weiteren Milliliter Wasser zu (total 3 ml) und nach Schütteln der Lösung erhielt man eine klare Lösung. Die derart bestimmte Löslichkeit des Produktes beträgt somit 10 bis 15 mg/ml.
Die Verwendung dieser kristallinen Form des Produktes ist dieselbe, welche bisher in der wissenschaftlichen und medizinischen Literatur angegeben wurde. Dieses antibakterielle Mittel kann auch in der tierischen Medizin verwendet werden, das Mittel besitzt eine gute Stabilität und bewirkt die Bildung eines günstigen Blutspiegels nach oraler Einnahme. Dessen genauen und reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften erlauben eine entsprechend erfolgreiche kommerzielle Produktion und Formulierung für medizinische Zwecke.
Beispiel 1
In Butanol-Wasser-Gemischen unlösliches Cephalexin -Monohydrat bei 20 bis 250C
25,0 g reines Cephalexin wurden langsam in 60 ml Wasser gegeben. Hierauf wurden 9,8 ml 6-n HCI tropfenweise dazugegeben, so dass der pH-Wert dieser Lösung 1,7 betrug. Die Lösung erschien etwas getrübt Man fügte deshalb 2,5 g Aktivkohle (Darko KB) zu. Das Gemisch wurde während 15 Minuten gerührt und dann abfiltriert. Hierauf wurden 20 g NaOH in genügend Wasser gelöst, um 100 ml einer 20%igen NaOH-Lösung zu erhalten.
Die abfiltrierte KoMe wurde mit Wasser gewaschen und ergab eine Gesamtlösung von 110 ml. Diese Lösung wurde bei 20 bis 250C gerührt und dieser Lösung 3,5 ml 20%iges NaOH innerhalb etwa zwei Minuten zugefügt. Der pH der Lösung betrug hierauf 2,3. Dann wurde dieser Lösung 1,0 g Keimkristalle aus unlöslichem Cephalexin-Monohydrat zugesetzt.
Hierauf wurden der Lösung 50 ml normales Butanol zugesetzt und das Gemisch bei 23"C gerührt, während man in Portionen von ca. 0,5 ml gesamthaft 8,65 ml 20%ige Natronlauge innerhalb 4y2 Stunden zusetzte.
Der pH wurde auf diese Weise auf 2,4 oder etwas höher gehalten und betrug am Schluss 4,5 und die Temperatur 20 bis 25"C. Die Analyse ergab folgende Werte: K.F. H2O = 3,6wo, IPA = 0,089%, BuOH = 0,72%, chemische Wirksamkeit = 898 mcg/mg, Bio-Wirksamkeit = 920 mcg/mg.
Das ausgefällte unlösliche Cephalexin-Monohydrat wurde abfiltriert, nacheinander mit 50 ml n-Butanol (n-BuOH), 40 ml Wasser, 50 ml n-BuOH und 100 ml IPA und hierauf während 22 Stunden bei 53 bis 55"C und atmosphärischem Druck getrocknet, wobei 20,0 g trockenes kristallines unlösliches Cephalexin-Monohydrat in pharmazeutischer Reinheit erhalten wurde.
Beispiel 2
Cephalexin-Monohydrat (unlösliche Form) erhalten aus Butanol-Wasser-Umkristallisation
Nach dem folgenden Verfahren wurde ein sehr weisses Produkt von hoher Reinheit mit der gewünschten Kristallform erhalten. Die Butanolschicht bewirkt die Entfernung von Dimethylanilin-Spuren (DMA) und gefärbten Stoffen, während die wässrige Schicht wasserlösliche Verunreinigungen entfernt.
1. 1000 g rohes Cephalexin wurden langsam in 2400 ml ent ionisiertes Wasser, das 40 ml 6-n Salzsäure enthielt, gege ben. Dieser Zusatz wurde langsam innerhalb etwa 15 Mi nuten durchgeführt, während der pH bei 1,6 bis 1,8 durch weiteren Zusatz von 6-n HC1 aufrechterhalten wurde. Der pH-Wert wird dauernd kontrolliert und es ist eine Gesamt menge von 390 bis 400 ml 6-n HC1 erforderlich, um die
Lösung auf dem gewünschten Säuregrad zu halten. Die
Temperatur wird auf etwa 200C gehalten.
2. Der Lösung werden 100 g entfärbende Aktivkohle (Tarco
KB) zugesetzt und der Brei während 30 Minuten gerührt.
Der Brei wird mittels eines überzogenen Filters abfiltriert.
3. Der Filterkuchen wird mit so viel entionisiertem Wasser gewaschen, um ein Filtrat von 4,0 Litern zu erhalten. Grös sere Wassermengen sind nicht erwünscht, weil sie zu hö heren Verlusten an Mutterlauge führen.
4. Das Filtrat wird auf einem pH von 21, bis 2,2 mit etwa
30 bis 35 mi Triäthylamin (IBA) eingestellt. Der pH der
Lösung sollte überwacht werden. Es kann eine leichte Trü bung eintreten.
5. Der stark wasserhaltigen Lösung werden 2000 ml n-Butanol zugesetzt und die Temperatur auf 40"C gehoben. Hierauf werden 100 ml TEA und dann Keimkristalle zugesetzt. Dies ergibt einen guten Kristallbrei.
6. Innerhalb etwa 5 Minuten wird dauernd TEA zugesetzt, während die Temperatur auf 40"C und der pH auf 4,4 bis
4,6 gehalten wird. Die nötige Gesamtmenge an TEA wird etwa 345 bis 350 ml betragen. Dabei ist es empfehlenswert, einen aliquoten Teil der 6-n Salzsäure mit TEA vorgehend zu tritrieren, um festzustellen, wieviel TEA erforderlich ist, um einen pH-Wert von 4,5 zu erreichen. Dabei sollte die
Salzsäure mit dem 8-fachen Volumen an entionisiertem
Wasser verdünnt werden bevor die Titration durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Oberladung mit TEA während der Auskristallisation des Produktes vermieden werden.
Beispiel 3
Cephalexin-Monohydrat (unlösliche Form) aus unmittel barer Kristallisation im Butanol-Wasser-System aus einer Versuchsanlage
1000 ml aus einer Versuchsanlage erhaltenen, teilweise konzentrierten wässrigen sauren Lösung von Cephalexin wurden unter Vakuum auf etwa 200 ml weiter eingeengt. Der pH des Konzentrates betrug 1,1 bei 22"C. Durch Zusatz von 10 ml TEA wurde der pH auf 2,1 eingestellt. Hierauf wurde die Lösung mit 1,0 g Cephalexin-Monohydrat (unlösliche Form) Keimkristallen und mit 150 ml n-Butanol versetzt. Es bildete sich sofort eine schwere Kristalhnasse. Der Brei wurde gerührt und diesem 8,0 ml TEA tropfenweise in kleinen Teilmengen von etwa 1,0 ml innerhalb von 3 Stunden bei einem pH von 4,5 zugesetzt.
Der Brei wurde während einer weiteren Stunde bei 200C und hierauf der Feststoff abfiltriert und der Filterkuchen mit 200 ml nassem Butanol, und dann mit 100 ml kaltem (0 bis 5"C) entionisiertem Wasser gewaschen. Hierauf wurde der Filterkuchen mit 100 ml trockenem Butanol, dann mit 100 ml Isopropanol gewaschen. Das Produkt wurde bei 50"C getrocknet. Man erhielt 30 g Cephalexin-Monohydrat (unlösliche Form) bzw. 29,0 g Cephalexin-Monohydrat bei Abzug der zugesetzten Keimkristalle (1,0 g).
Prüfung: K.F. H20 = 3,9%, IPA = 0,15%, BuOH 0,57%, chemische Wirksamkeit = 892 mcg/mg.
The present invention relates to a method of making the relatively water-insoluble crystal form of cephalexin monohydrate, which is a bactericidal agent belonging to the class commonly known as cephalosporins. The antibacterial agent cephalexin is used in human therapy and is commercially available as the free acid monohydrate (zwitterion). This drug is e.g. in J. Med. Chem. 12, 310-313 (1969), J. Org. Chem. 36 (9), 1259-1267 (1971) and J. Org.
Chem. 37 (17), 2765-2767 (1972).
See Belgian Patent No. 765 596; Farmdoc 67 511S and US Patent No. 3,507,861, British Patent No. 1174335 and Canadian Patent No. 856786.
There are numerous publications on various methods for the preparation and purification of cephalexin in the form of its free acid. Compare US Patent No.
3 634416; 3,668,201; 3,668,202; 3 671449 (Example 3); 3,676,434; 3,676,437; 3 689483 and 3 694437.
Various publications relating to the crystalline forms and hydrates of cephalexin are found e.g. Pfeiffer et al. in Journal of Pharmaceutical Sciences, 59 (12), 1809-1814 (1970), Bond et al. in Pharmaceutical Journal, 210-214 (August 22, 1970), US Patent No. 3,502,663; 3,531,481; 3 655556 and 3 692781, in Belgian patent No. 753 910 (Farmdoe 82145) and in Belgian patent No. 777789 (Farmdoc 48556T) and in French patent No. 2096 117.
The process according to the invention for the production of the relatively water-insoluble crystal form of cephalexin monohydrate, which essentially has the following X-ray diffraction data:
Interplanar distance d A Relative intensity I / I
16.01 0.19
12.07 1.00
10.82 0.13
9.64 0.03
8.83 0.07
8.53 0.13
8.10 0.26
7.07 0.08
6.10 0.14
5.60 0.22
5.43 0.64
4.98 0.17
4.76 0.09
4.57 0.17
4.39 0.18
4.23 0.18
4.02 0.30
3.94 0.13
3.86 0.19
3.79 0.04
3.70 0.05
3.61 0.18
3.44 0.08
3.24 0.10
3.20 0.05
3.11 0.13
2.99 0.08
2.91 0.09
2.80 0.07
2.73 0.07
2.67 0.09 is characterized in that a concentrated acidic aqueous solution of cephalexin is prepared,
which in this solution has an undissociated carboxyl group and a dissociated salt-bound amino group, this solution adds so much n-'butanol that two liquid phases are formed, and then the phase system for the purpose of precipitating the mentioned water-insoluble crystalline form of cephalexin monohydrate up to pH -Value of the isoelectric point is slowly neutralized, forming a sparingly soluble cephalexin zwitterion that absorbs a water molecule during crystallization.
The acidity of the aqueous solution is normally below a pH 2.4, preferably in the range 1.7 to 2.3 or about 2.3. In general, the addition of n -butanol to form a two-phase system is at least 0.5 volume of butanol per volume of aqueous solution, seed crystals of the insoluble cephalexin monohydrate form mentioned being advantageously added, and the neutralization at a temperature of no more than 45 "C, preferably in the range of 20 to 25" C, and at a pH of about 4.0 to 5.0. Neutralization is preferably carried out with triethylamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonium hydroxide.
The neutralization is preferably carried out in the specified range, in particular because it avoids decomposition of the product, which was observed at higher temperatures. The pH value can be monitored using a glass electrode which is immersed in the stirred two-phase system during neutralization and in the separated aqueous phase at the end of the titration. The preferred neutralization media are sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide.
The water-insoluble form of cephalexin monohydrate in question is approximately 10 mg / ml. This information was determined in the following way: 30 mg of the product were shaken in one milliliter of deionized water for 5 minutes, part of the substance remaining in suspension. One milliliter of water was then added to the solution and it was observed that not everything went into solution after shaking for 5 minutes. A further milliliter of water was added to this solution (total 3 ml) and after shaking the solution, a clear solution was obtained. The solubility of the product determined in this way is thus 10 to 15 mg / ml.
The use of this crystalline form of the product is the same as that previously reported in the scientific and medical literature. This antibacterial agent can also be used in animal medicine, the agent has good stability and causes the formation of a favorable blood level after oral ingestion. Its precise and reproducible chemical and physical properties allow a correspondingly successful commercial production and formulation for medical purposes.
example 1
Cephalexin monohydrate insoluble in butanol-water mixtures at 20 to 250C
25.0 g of pure cephalexin was slowly added to 60 ml of water. Then 9.8 ml of 6N HCl were added dropwise so that the pH of this solution was 1.7. The solution appeared somewhat cloudy. Therefore, 2.5 g of activated carbon (Darko KB) were added. The mixture was stirred for 15 minutes and then filtered off. Then 20 g of NaOH was dissolved in enough water to obtain 100 ml of a 20% NaOH solution.
The KoMe filtered off was washed with water and gave a total solution of 110 ml. This solution was stirred at 20 ° to 250 ° C. and 3.5 ml of 20% NaOH were added to this solution over the course of about two minutes. The pH of the solution was then 2.3. Then 1.0 g of insoluble cephalexin monohydrate seed crystals was added to this solution.
50 ml of normal butanol were then added to the solution and the mixture was stirred at 23 ° C. while a total of 8.65 ml of 20% sodium hydroxide solution was added in portions of approx. 0.5 ml over the course of 4/2 hours.
The pH was kept at 2.4 or slightly higher in this way and was 4.5 at the end and the temperature was 20 to 25 ° C. The analysis gave the following values: KF H2O = 3.6wo, IPA = 0.089%, BuOH = 0.72%, chemical potency = 898 mcg / mg, bio-potency = 920 mcg / mg.
The insoluble cephalexin monohydrate which precipitated was filtered off, successively with 50 ml of n-butanol (n-BuOH), 40 ml of water, 50 ml of n-BuOH and 100 ml of IPA and then dried for 22 hours at 53 to 55 ° C. and atmospheric pressure whereby 20.0 g of dry crystalline insoluble cephalexin monohydrate was obtained in pharmaceutical grade.
Example 2
Cephalexin monohydrate (insoluble form) obtained from butanol-water recrystallization
A very white product of high purity with the desired crystal shape was obtained by the following procedure. The butanol layer removes traces of dimethylaniline (DMA) and colored substances, while the aqueous layer removes water-soluble impurities.
1. 1000 g of crude cephalexin were slowly added to 2400 ml of deionized water containing 40 ml of 6N hydrochloric acid. This addition was carried out slowly within about 15 minutes, while the pH was maintained at 1.6 to 1.8 by further addition of 6N HCl. The pH value is constantly monitored and a total of 390 to 400 ml of 6-n HC1 is required to achieve the
Keep the solution at the desired acidity. The
The temperature is kept at around 200C.
2. 100 g of decolorizing activated carbon (Tarco
KB) was added and the slurry was stirred for 30 minutes.
The pulp is filtered off using a covered filter.
3. The filter cake is washed with enough deionized water to make a 4.0 liter filtrate. Larger amounts of water are not desirable because they lead to higher losses of mother liquor.
4. The filtrate is to a pH of 21 to 2.2 with about
30 to 35 ml of triethylamine (IBA) set. The pH of the
Solution should be monitored. A slight cloudiness can occur.
5. 2000 ml of n-butanol are added to the highly water-containing solution and the temperature is raised to 40 ° C. Then 100 ml of TEA and then seed crystals are added. This results in a good crystal paste.
6. TEA is added continuously over the course of about 5 minutes while the temperature is at 40 "C and the pH at 4.4 to
4.6 is held. The total amount of TEA required will be approximately 345 to 350 ml. It is advisable to first titrate an aliquot of the 6N hydrochloric acid with TEA to determine how much TEA is required to achieve a pH value of 4.5. The
Hydrochloric acid with 8 times the volume of deionized
Water must be diluted before the titration is carried out. In this way, an overload of TEA can be avoided during the crystallization of the product.
Example 3
Cephalexin monohydrate (insoluble form) from immediate crystallization in the butanol-water system from a test facility
1000 ml of partially concentrated aqueous acidic solution of cephalexin obtained from a pilot plant were further concentrated to about 200 ml in vacuo. The pH of the concentrate was 1.1 at 22 ° C. The pH was adjusted to 2.1 by adding 10 ml of TEA. The solution was then mixed with 1.0 g of cephalexin monohydrate (insoluble form) seed crystals and with 150 ml of n A heavy mass of crystals formed immediately, the slurry was stirred and 8.0 ml of TEA was added dropwise in small portions of about 1.0 ml over 3 hours at a pH of 4.5.
The slurry was filtered off for a further hour at 200 ° C. and then the solids and the filter cake was washed with 200 ml of wet butanol and then with 100 ml of cold (0 to 5 ° C.) deionized water. The filter cake was then washed with 100 ml of dry butanol, then washed with 100 ml of isopropanol. The product was dried at 50.degree. 30 g of cephalexin monohydrate (insoluble form) or 29.0 g of cephalexin monohydrate were obtained when the added seed crystals (1.0 g) were removed.
Examination: K.F. H20 = 3.9%, IPA = 0.15%, BuOH 0.57%, chemical potency = 892 mcg / mg.