CS209676B1 - Method of making the 6-amino-penicilane acid - Google Patents

Method of making the 6-amino-penicilane acid Download PDF

Info

Publication number
CS209676B1
CS209676B1 CS253379A CS253379A CS209676B1 CS 209676 B1 CS209676 B1 CS 209676B1 CS 253379 A CS253379 A CS 253379A CS 253379 A CS253379 A CS 253379A CS 209676 B1 CS209676 B1 CS 209676B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
penicillin
solution
bound
escherichia coli
cells
Prior art date
Application number
CS253379A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Miroslav Barta
Vladimir Vojtisek
Karel Culik
Roman Zeman
Reimund Denk
Michal Bucko
Emil Miklas
Antonia Jakubova
Original Assignee
Miroslav Barta
Vladimir Vojtisek
Karel Culik
Roman Zeman
Reimund Denk
Michal Bucko
Emil Miklas
Antonia Jakubova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Barta, Vladimir Vojtisek, Karel Culik, Roman Zeman, Reimund Denk, Michal Bucko, Emil Miklas, Antonia Jakubova filed Critical Miroslav Barta
Priority to CS253379A priority Critical patent/CS209676B1/en
Publication of CS209676B1 publication Critical patent/CS209676B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

(54) Způsob výroby 6-aminopenicilánové kyseliny i(54) Production method of 6-aminopenicillanic acid i

Vynález se týká způsobu výroby 6-aminopenicilánové kyseliny enzymovou hydrolýzou penicilinu, zejména benzylpěnici1 inu, vázanými buňkami produkčního mikroorganismu Escherichia coli s vysokým obsahem pěnicilinacylázy.The present invention relates to a process for the preparation of 6-aminopenicillanic acid by the enzymatic hydrolysis of penicillin, in particular benzylic foam, by bound cells of the production microorganism Escherichia coli with a high content of foamedinacylase.

Dosud používané způsoby výroby 6-amínopenicilánové kyseliny enzymovou hydrolýzou penicilinu zahrnují použití rozpustné pění ci 1 inacylázy, nativních buněk s penicilinacylázovou aktivitou, jednotlivých kovalentně zesítěných buněk nebo různým způsobem vázaných buněk s pěnici1inacylazovou aktivitou a vázané pěnici1inacy1ázy.The methods used to produce 6-aminopenicillanic acid by enzymatic hydrolysis of penicillin to date include the use of soluble foam or inacylase, native cells with penicillin acylase activity, single covalently cross-linked cells or differently bound cells with foamed acylase activity and bound foamed acylase.

Využití vázaných buněk nebo vázaného enzymu pro přípravu 6-aminopenicilánové kyseliny /dále jen 6-APK/ má proti využití nativních buněk nebo rozpustného enzymu především tu výhodu, že vázané materiály lze opakovaně nebo kontinuálně využívat. Vázané buňky pak oproti vázanému enzymu mají především ekonomickou výhodu v nižších nákladech na jejích přípravu. Při jejich využití pro uvedený účel odpadají především náklady na proces čištění a izolace enzymu.The use of bound cells or bound enzyme for the preparation of 6-aminopenicillanic acid (hereinafter referred to as 6-APK) has the advantage over the use of native cells or soluble enzyme that the bound materials can be reused or continuously used. Bound cells then have an economic advantage at a lower cost of preparation compared to the bound enzyme. When used for this purpose, the costs of the enzyme purification and isolation process are eliminated.

Podle čs. autorského osvědčení č, 201621 lze pro výrobu 6-APK použít jednotlivě kovalentně zesítěných a permeabi 1 izovaných buněk Escherichia coli. Nevýhodou tohoto postupu však je nutnost oddělit tyto buňky pro jejich malé rozměry a tím špatné sedimentační vlastnosti po skončení enzymové reakce na velkokapacitních odstředivkách, co2 klade poměrně vysoké nároky na technické vybavení provozu.According to MS. No. 201621, individually covalently cross-linked and permeable Escherichia coli cells can be used to produce 6-APK. The disadvantage of this procedure, however, is the necessity to separate these cells because of their small size and thus poor sedimentation properties after the end of the enzyme reaction on large-capacity centrifuges, which places relatively high demands on the technical equipment of the plant.

Uvedené nedostatky sice odpadají při použití buněk vázaných na syntetické poly2 měrní nosiče podle čs . autorského osvědčení č. 200802, avšak vedle vysoké ceny nosičů je jejich použití omezeno relativně nízkou specifickou aktivitou vázaných preparátů, která je způsobena tím, že buňky jsou vázány pouze na povrchu nosiče. Některé nevýhody tohoto postupu odpadají při využití vázaných buněk, jejichž příprava je popsána v čs. autorském osvědčení č. 197101.These drawbacks are eliminated by using cells bound to the synthetic poly2 carrier materials according to U.S. Pat. No. 200802, but in addition to the high cost of carriers, their use is limited by the relatively low specific activity of the coupled preparations due to the cells being bound only to the surface of the carrier. Some disadvantages of this procedure are eliminated by the use of bound cells, the preparation of which is described in MS. No. 197101.

Nedostatkem takto připravených vázaných buněk vsak je jejich relativně nízká specifická aktivita a špatné hydrodynamické vlastnosti, které brání jejich použití v reaktorech s pevným ložem biokatalyzátoru. USA patentový spis č. 4 113 566 popisuje využití vázaných buněk připravených zesítěním jednotlivých buněk Próteus rettgeri bifunkčním aldehydem a jejich následným zapolymerováním do organické matrice, v průtokovém reaktoru s mělkým ložem, přibližně asi do 6 cm, jímž reci.rkuluje roztok penicilinu. Nedostatkem tohoto postupu však je nutnost rozložení biokatalyzátoru na velkou plochu.However, the disadvantage of the thus prepared bound cells is their relatively low specific activity and poor hydrodynamic properties, which prevent their use in fixed bed biocatalyst reactors. U.S. Pat. No. 4,113,566 discloses the use of bound cells prepared by crosslinking individual Proteus rettgeri cells with a bifunctional aldehyde and then polymerizing them into an organic matrix in a shallow bed flow reactor of about 6 cm to recirculate the penicillin solution. However, this process has the disadvantage of having to spread the biocatalyst over a large area.

Zjistili jsme nyní, že mechanické a hydro dynamické vlastnosti vázaných buněk s vysokým obsahem pěnici1inacy1ázy, připravených podle Čs. autorského osvědčení č. 203607, umožňují enzymové štěpení penicilinu v provozním měřítku, a to v míchaném vsádkovém reaktoru, recirkulačním reaktoru s pevným ložem a v kontinuálním průtokovém reaktoru sestávajícím z jednoho sloupce s pevným ložem s výhodou pak ze série sloupců s pevným ložem tohoto materiálu zapojených v kaskádě /sérii/.We have now found that the mechanical and hydro-dynamic properties of high-endocyaninase-bound cells prepared according to CS. No. 203607, enable enzymatic cleavage of penicillin on an industrial scale in a stirred batch reactor, a fixed bed recirculation reactor and a continuous flow reactor consisting of a single fixed bed column, preferably a series of fixed bed columns of this material connected in a cascade / series /.

Postupem podle vynálezu lze hydrolyzovatThe process of the invention can be hydrolyzed

209 67 6 roztok penicilinu částicemi suspendovaných vázaných buněk v míchaném reaktoru. Vzhledem k tomu, že při míchání standardními míchadly turbinového typu může docházet ke zmenšování velikosti částic, je výhodné použít míchadel, která umožňují dosažení krátkých míchacích časů při relativně malém smykovém namáhání kapaliny a suspendovaných částic.209 67 6 solution of penicillin by suspended particle bound particles in a stirred reactor. Since particle size reduction may occur when mixing with standard turbine type agitators, it is preferable to use agitators which allow short agitation times to be achieved with relatively low shear stresses of liquid and suspended particles.

Tomuto požadavku vyhovují např. kotvová míchadla a šroubové míchadlo. Při aktivitě vázaných buněk 6 až 9 j/mg a jejich koncentraci 10 až 150 mg/ml lze provádět štěpení roztoků penicilinu o koncentraci 0,025 mol/1 až 0,4 mol/1, s výhodou 0,13 až 0,25 mol/1. Při koncentracích vyšších dochází k vysokému stupni inhibice enzymové aktivity a k neúměrnému prodloužení reakční doby, při koncentracích nižších pak stoupají nároky na izolaci produktu. Teplota, při níž lze reakci provádět, leží mezi 20 až 50 °C, s výhodou mezi 35 až 40 °C,For example, anchor stirrers and screw stirrers meet this requirement. At a bound cell activity of 6 to 9 µg / mg and a concentration of 10 to 150 mg / ml, cleavage of penicillin solutions at a concentration of 0.025 mol / l to 0.4 mol / l, preferably 0.13 to 0.25 mol / l, can be performed. . At higher concentrations, a high degree of enzyme activity inhibition and a disproportionate prolongation of the reaction time occur, and at lower concentrations there is an increased demand for product isolation. The temperature at which the reaction can be carried out is between 20 and 50 ° C, preferably between 35 and 40 ° C,

Při vyšších teplotách dochází k degradaci penicilinu i 6-APK, při teplotách nižších výrazně klesá rychlost hydrolýzy. Hodnota pH v průběhu reakce je udržována v rozmezí hodnot 7 až 8, s výhodou 7,5 až 8,0, dávkováním alkálie,jako např, čpavkové vody, roztoku hydroxidu sodného nebo draselného či organickými aminy. Při vyšších hodnotách pH dochází k hromadění degradačních produktů penicilinu a 6-APK, při hodnotách nižších pak klesá rychlost reakce.Penicillin and 6-APK are degraded at higher temperatures and the rate of hydrolysis decreases significantly at lower temperatures. The pH during the reaction is maintained in the range of 7 to 8, preferably 7.5 to 8.0, by the addition of an alkali such as ammonia water, sodium or potassium hydroxide solution or organic amines. At higher pH values the degradation products of penicillin and 6-APK accumulate, at lower values the reaction rate decreases.

Přítok roztoku alkálie je vhodné umístit v oblasti reaktoru, v níž dochází k intenzivnímu míchání, např. v blízkosti míchadla, čímž je zabráněno lokálnímu zvýšení pH a degradaci penicilinu a 6-APK. Za uvedených podmínek je reakce ukončena v rozmezí 1 až 4 hodin a ztráty produktu v důsledku spontánní degradace nepřevyšují 5 X. Po skončení reakce jsou vázané buňky bud odděleny filtrací nebo mohou být ve vhodně upraveném reaktoru dekantovány či promyty /vestavěné síto/ a opakovaně použity pro přípravu 6-APK.The alkaline solution feed should be located in the reactor area where intensive stirring occurs, e.g. near a stirrer, thereby preventing local pH increase and degradation of penicillin and 6-APK. Under these conditions, the reaction is complete within 1 to 4 hours and product losses due to spontaneous degradation do not exceed 5 X. After completion of the reaction, the bound cells are either separated by filtration or can be decanted or washed in a suitably conditioned reactor (embedded sieve) and reused for Preparation 6-APK.

Postupem podle vynálezu lze dále provádět hydrolýzu roztoku penicilinu recirkulac. i vrstvou vázaných buněk a úpravou pH v míchané nádrži, z níž je reakční směs čerpána na sloupec a kam je po průtoku sloupcem s pevným ložem biokatalyzátoru opět přiváděna. V tomto případě lze. hydrolýzu provádět bu<3 ve vodném prostředí nebo s výhodou ve vhodném pufru. Teplotu při hydrolýze je podobně jako při hydrolýze v míchaném reaktoru vhodné udržovat mezi 20 až 50 °C, s výhodou mezi 35 až 40 °C.The process according to the invention can furthermore carry out the hydrolysis of the penicillin recirculation solution. The reaction mixture is pumped to the column and to which it is fed again after passing through the fixed bed column of the biocatalyst. In this case, you can. The hydrolysis can be carried out either <3 in an aqueous medium or preferably in a suitable buffer. The hydrolysis temperature is similar to that of the stirred reactor hydrolysis, preferably between 20 and 50 ° C, preferably between 35 and 40 ° C.

Hodnota pH, na níž je udržován roztok penicilinu, resp. reakční směs, se pohybuje mezi 7,5 až 8,5 s výhodou mezi 7,7 až 8,2. Účinnost recirkulačního reaktoru s pevným ložem vázaných buněk závisí na rozdílu mezí hodnotou pH, na níž je upravován roztbk penicilinu,a hodnotou na výtoku ze sloupce. Tato hodnota závisí jednak na výšce náplně katalyzátoru a na průtokové rychlosti kapaliny sloupcem, jednak na kvalitě a koncentraci pufrujících substancí. Sloupec lze plnit samotnými vázanými buňkami nebo jejich směsí s pomocnými filtračními látkami jako např. křemelínou, Optimální výška náplně se pohybuje mezi 7 až 30 empří průtokové rychlosti v rozmezí 5 až 30 cra/min.The pH at which the penicillin solution is maintained. The reaction mixture is between 7.5 and 8.5, preferably between 7.7 and 8.2. The efficiency of a fixed bed recirculation reactor depends on the difference between the pH at which penicillin breakdown is treated and the value at the column effluent. This value depends both on the catalyst bed height and the flow rate of the liquid through the column and on the quality and concentration of the buffering substances. The column can be filled with the bound cells alone or their mixtures with filtering aids such as kieselguhr. The optimum filling height is between 7 and 30 meters of flow rate in the range of 5 to 30 cra / min.

Za těchto podmínek je rychlost reakce minimálně ovlivňována difúzí a v případě, kdy gradient pH na sloupci vázaných buněk je minimální, resp. hodnota pH na výtoku ze sloupce s pevným ložem biokatalyzátoru neklesá pod hodnotu 7,0/ lze dosáhnout stejného využití aktivity vázaných buněk jako v případě využití míchaného reaktoru. Výhodou tohoto postupu je, že vázané buňky jsou trvale umístěny ve sloupci a odpadá jakákoliv manipulace s nimi mezi jednotlivými cykly opakovaného použití.Under these conditions, the rate of reaction is minimally influenced by diffusion and when the pH gradient on the column of bound cells is minimal, respectively. the pH at the outflow from the fixed bed column of the biocatalyst does not fall below 7.0 (the same utilization of bound cell activity can be achieved as with a stirred reactor). The advantage of this procedure is that the bound cells are permanently placed in the column and there is no need to manipulate them between cycles of reuse.

Další postup podle vynálezu, který lze použít k přípravě 6-APK,je kontinuální hydrolýza penicilinu při průtoku jeho roztoku o koncentraci 0,025 aš 0,4 mol/litr sloupcem nebo s výhodou systémem sloupců s pevným ložem vázaných buněk s penicilinac.ylázovou aktivitou. Využití aktivity enzymu v kontinuálním reaktoru s pevným ložem je závislé na pracovním pH, které klesá při průtoku roztoku penicilinu sloupcem s rostoucí konverzí.A further process of the invention which can be used to prepare 6-APK is the continuous hydrolysis of penicillin at a flow rate of 0.025 to 0.4 mol / liter of solution through the column or preferably by a fixed bed column system of penicillin-acylase activity. The utilization of enzyme activity in a continuous fixed bed reactor is dependent on the working pH, which decreases as the penicillin solution flows through the column with increasing conversion.

Z tohoto důvodu je účinnost reaktoru závislá jednak na koncentraci penicilinu, jednak na koncentraci puťrujících substancí, Při vyšších koncentracích penicilinu je proto výhodné rozdělit náplň reaktoru do série 2 či více sloupců, přičemž před vstupem roztoku reakční směsi do každého následujícího sloupce je jeho pH upravováno dávkováním alkálie na původní hodnotu.For this reason, the efficiency of the reactor is dependent both on the concentration of penicillin and on the concentration of scavenging substances. At higher concentrations of penicillin, it is therefore advantageous to divide the reactor charge into a series of 2 or more columns. alkali to its original value.

Zvláště výhodné je rozdělení materiálu vázaných buněk do sloupců o stejném průměru tak, aby po průtoku každým ze sloupců došlo k hydrolýze stejného dílu substrátu. Takovým způsobem pracující kontinuální enzymový reaktor zajištuje vysoký stupeň využití penicilinacylázové aktivity při nízkých nárocích na koncentraci pufrujících s ubs tane i .It is particularly preferred to divide the bound cell material into columns of equal diameter so that the same portion of substrate is hydrolyzed after flowing through each column. A continuous enzyme reactor operating in this manner ensures a high degree of utilization of penicillin acylase activity at low demands on the concentration of buffering agents.

Pro danou koncentraci penicilinu a zvolený počet sloupců lze výsku náplně v jednotlivých sloupcích vypočíst z integrované formy rychlostní rovnice pro hydrolýzu benzylpenici linu katalyzovanou penicilinacylázou /Warburton D., Dunnill P., Lilly M. Ď., Biotechnol. Bioeng., 1 5 , 1 3 , 1 973/, která má následující tvar:For a given penicillin concentration and the number of columns selected, the fill studies in individual columns can be calculated from the integrated form of penicillin acylase catalyzed hydrolysis of benzylpenicin / Warburton D., Dunnill P., Lilly M. Ď., Biotechnol. Bioeng., 1 5, 1 3, 1 973 /, which has the following shape:

S X - K ln/ 1 - X/ . o m o 2 ./1 + -° + K£ SX-K in (1-X). omo 2 ./1 + - ° + K £

K K_K a fa sK K_K and fa s

oO

2K2K

XX

Κ 2KΚ 2K

Ka Κ, Κ K£ f a fKaΚ, Κ K £ faf

S X + /,S X + /,

2K Kc j i nás leduj ici význam:2K To us it c leduj ici importance:

So počáteční koncentrace benzylpěnici1 inu Kin Michaelisova konstanta X stupeň konverzeS o initial concentration of benzylic foam Inin K in Michaelis constant X degree of conversion

Kf inhibiční konstanta pro kyselinu fenylo c tovouKf inhibitory constant for phenylacetic acid

Ka inhibiční konstanta pro 6-APKK and inhibition constant for 6-APK

Κθ substrátová inhibiční konstantaInhibθ substrate inhibition constant

E celková aktivita enzymu v reaktoru Vr celkový objem reaktoru H celková výška náplně P průtoková rychlostE total enzyme activity in reactor V r total reactor volume H total charge height P flow rate

Pokud nejsou známy hodnoty všech uvedených konstanty lze pro přibližný výpočet relativní výšky náplně v jednotlivých sloup'cích vyjít z grafické závislosti konverze penicilínu vázanými buňkami na čase v míchaném reaktoru. Časy potřebné k dosažení určitého stupně konverze jsou pak úměrné celkové výšce náplně nutné k dosažení tohoto stupně konverze. Z toho rovněž kde jednotlivé symboly maIf the values of all the above-mentioned constants are not known, the graphical dependence of penicillin conversion of bound cells on time in a stirred reactor may be used to approximate the relative packing height in individual columns. The times required to achieve a certain degree of conversion are then proportional to the total fill height required to achieve that degree of conversion. Of which also where the individual symbols ma

9 67 6 s9 67 6 p

vyplývá, že poměr výšek jednotlivých sloupců nezávisí na celkové výšce náplně a průtokové rychlosti..it follows that the ratio of the heights of the individual columns does not depend on the total filling height and flow rate.

Pro danou kvalitu vázaných buněk a danou koncentraci substrátu a zvolený stupen konverze je však dán poměr mezi celkovou výškou sloupců a průtokovou rychlostí.However, for a given quality of bound cells and a given substrate concentration and a chosen degree of conversion, the ratio between the total column height and the flow rate is given.

Změny kapacity, resp. celkového objemu reaktoru lze při zachování stupně konverze dosáhnout bud současným zvýšením výsky reaktoru o. průtokové rychlosti, anebo zvýšením průměru reaktoru, Maximální délka reaktoru je pak omezena hydrodynamickými vlastnostmi biokatalyzátoru. Schéma celé linky na výrobu 6-APK kontinuálním způsobem pomocí vázaných buněk s vysokým obsahem pěni ci 1 inacyl ázy je uvedeno na obr. 1.Changes in capacity, respectively. The total reactor volume can be achieved while maintaining the degree of conversion, either by simultaneously increasing the incidence of the reactor by the flow rate, or by increasing the reactor diameter. The maximum reactor length is then limited by the hydrodynamic properties of the biocatalyst. A schematic of the entire 6-APK production line in a continuous manner using high-fractionated / acylase-bound bound cells is shown in Figure 1.

Schéma kontinuální linky pro výrobu 6-APK pomocí vázaných buněk podle obr. 1 je následuj í cí .The scheme of the continuous cell line for the production of 6-APK using the bound cells of Fig. 1 is as follows.

Kontinuální příprava demineralizované vody 3 7 °C tepléContinuous preparation of demineralized water 3 7 ° C warm

Kontinuální příprava roztoku benzylpeni.ci 1 inuContinuous preparation of benzylpentiline solution

Kontinuální navazování substance K-solí benzy1penici1 i nu nebo kontinuální přítok koncentrovaného roztoku penicilinuContinuous binding of substance K-salts of benzylpenicillin or continuous inflow of concentrated penicillin solution

Dávkovači ČerpadloDispenser Pump

Vícečlený kaskádový sloupcový kontinuáln i. reaktorMultiple cascade column continuous reactor

Regulační Členy /pH/Regulators / pH /

Průtokový chladičFlow cooler

Odparka pH-s t atThe evaporator pH-s t at

Zásobník organického rozpouštědlaContainer of organic solvent

1. kotel pro kontinuální krystalizaci 1 2 Od p ad1st boiler for continuous crystallization 1 2 From p ad

2. kotel pro dokrysta 1ízaci z14 Zásobník ledové promýkvací vúdy2nd Boiler for 14 of 14 Controller Ice Tray Container

Zásobník promývacího acetonuWash acetone tank

Bubnová odstředivkaDrum centrifuge

SušárnaDrying

Předmětem vynálezu je tedy způsob výroby 6- ami tropeni ci lanové kyseliny enzymovou hydrol.ýzou penicilinu, zejména benzylpenícílinu, vázanými buňkami produkčního mikroorganismu Escheríchia coli s vysokým obsahem pěnící1ínacylázy, jehož podstata spočívá v tom, že se roztok penicilínu o koncentraci 0,025 až 0,4 mol/lítr, s hodnotou pH 7,0 až 8,5, uvádí při teplotě 20 až 50 °C ve styk s buňkami produkčního mikroorganismu Escheríchia coli vzájemně vázánými chemickou vazbou reakcí s glutardíaldehydem a organickým diaminem.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a process for the preparation of 6-aminocyanic acid by enzymatic hydrolysis of penicillin, in particular benzylpenicillin, by bound cells of a high-foaming, Escherichia coli producing microorganism comprising a solution of penicillin at a concentration of 0.025-0.4 mol / liter, having a pH of 7.0 to 8.5, at 20 to 50 ° C contacts the cells of the producing microorganism Escherichia coli bound together by chemical bonding by reaction with glutardialdehyde and an organic diamine.

Jako roztoku penicilinu s hodnotou pri 7,0 až 8,5 lze používat roztoku připraveného rozpuštěním pevné substance ve vodě nebo v roztoku pufru nebo získaného v průběhu izolace u filtrátu fermentační půdy, popřípadě zředěného vodou nebo roztokem pufru.As a solution of penicillin at 7.0-8.5, a solution prepared by dissolving a solid substance in water or a buffer solution or obtained during the isolation of a fermentation broth filtrate, optionally diluted with water or a buffer solution, may be used.

Způsob podle vynálezu lze realizovat například tak, že se roztok penicilinu míchá se suspenzí buněk Escheríchia coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, za úpravy pH na hodnotu 7,0 až 8,0 dávkováním alkálie, přičemž po skončení reakce se částice vázaných buněk oddělí, a opakovaně používají ke štěpení penicilinu.For example, the method of the invention can be accomplished by mixing the penicillin solution with a suspension of chemically coupled Escherichia coli cells, adjusting the pH to 7.0 to 8.0 by dosing with alkali, separating the bound cell particles after completion of the reaction, and repeatedly used to break down penicillin.

Tento postup lze obměnit tak, že roztok penicilinu rec.irkuluje pevným ložem buněk Escheríchia coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, o výšce 7 až 30 cm, rychlostí 5 az 2 0 cm/min., p ř i č e ní ž pH roztoku se po průchodu sloupcem upravuje na hodnotuThis procedure can be varied so that the penicillin solution is recirculated through a fixed bed of chemically bound Escherichia coli cells at a height of 7 to 30 cm at a rate of 5 to 20 cm / min, wherein the pH of the solution is Passes the column to the value

7,5 až 8,5 dávkováním alkálie, popřípadě tak, že. roztok penicilinu s hodnotou pH 7,5 až 8,5 protéká sloupcem naplněným buňkami Escheríchia coli vzájemně vázanými chemickou vazbou, rychlostí 1 až 10 cm/min. nebo protéká postupně alespoň dvěma sloupci naplněnými pevným ložem ounék Escheríchia coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, rychlostí 1 až 10 cm/min., přičemž před vtokem do každého následujícího sloupce se pH roztoku upravuje na hodnotu 7,5 az 8,5 dávkováním alkálie.7.5 to 8.5 by dosing the alkali, optionally so that. a penicillin solution having a pH of 7.5-8.5 flows through a column packed with chemical binding of Escherichia coli cells at a rate of 1 to 10 cm / min. or flow sequentially through at least two columns filled with a fixed bed of Escherichia coli mutually bonded by chemical bonding, at a rate of 1 to 10 cm / min, the pH of the solution being adjusted to 7.5 to 8.5 by addition of alkali prior to entering each subsequent column.

Ke způsobu výroby 6-aminop eni ci 1 áriové kyseliny podle vynálezu lze účelně používat, vázaných buněk s vysokým obsahem pěnici i in a cy 1 ázy , připravených z jednotlivých buněk produkčního mikroorganisnm postupem podle čs. autorského osvědčení č. 203 607.For the process of producing the 6-aminopentinic acid according to the invention, it is expedient to use, for example, bound cells with a high content of warbler and cylase, prepared from individual cells produced by the microorganism according to the procedure of U.S. Pat. Certificate No. 203 607.

V dalším je vynález blíže objasněn, v příkladech provedení, aniž by se jimi omezoval. Příklady provedeníIn the following, the invention is illustrated in more detail, without being limited thereto. Examples

Příklad!Example!

Vázané buňky E.coli o aktivitě 6,7 j/mg vlhké hmoty byly připraveny postupem podle čs. autorského osvědčení č. 203 607. Materiál měl následující vlastností: sp e c.i ť ick i aktivita 6,7 j/mg vlhké hmoty, suspenzeBound E. coli cells with an activity of 6.7 µg / mg wet mass were prepared according to the procedure of US. No. 203,607. The material had the following properties: sp e citical activity 6.7 J / mg wet mass, suspension

2,5 g ve 25 ml vody sedimentovala kvantitativně za 3 minuty na objem 8 ml, velikost částic se pohybovala mezi 150 až 225 <um, vlhkost 60 7<,, tmavohnědé destičky pískovitého charakteru.2.5 g in 25 ml of water sedimented quantitatively in 3 minutes to a volume of 8 ml, the particle size ranged between 150-225 µm, the humidity of 60 µm, dark brown sand-like plates.

500 g vázaných buněk bylo použito k hydrolýze 4,5 1 roztoku sodné soli benzylpenicilinu /1 600 j/rag/ o koncentraci 6,5 g/100 ml deminera 1 izované vody. Reakce probíhala při teplotě 37 °C za míchání kotvovým míchadlem v nádobě z nerezavějící ocelí, v jejímž dně byla uchycena frita S 3. V průběhu reakce bylo pH reakční směsí udržováno na hodnotě 7,8 dávkováním čpavkové vody. Po skončení reakce byla kapalina vakuově spodem reaktoru odsáta a zahájena další konverze. Filtrát byl ochlazen na 5 °C a po přidání 1,2 1 butylacetátu bylo jeho pH upraveno za stálého míchání na 4,3 kyselinou sírovou zředěnou 1:3.500 g of bound cells were used to hydrolyze 4.5 L of benzylpenicillin sodium salt (1600 µg / rag) at a concentration of 6.5 g / 100 ml of demineralized water. The reaction was carried out at 37 ° C with an anchor stirrer in a stainless steel vessel at the bottom of which a S 3 frit was attached. During the reaction, the pH of the reaction mixture was maintained at 7.8 by the addition of ammonia water. After completion of the reaction, the liquid was aspirated under the reactor under vacuum and further conversion started. The filtrate was cooled to 5 ° C and after addition of 1.2 L of butyl acetate the pH was adjusted to 4.3 with 1: 3 dilute sulfuric acid with stirring.

Po hodině stání byl krystalický produkt odfiltrován a promyt 2krát 250 ml ledové vody a stejným množstvím ledového acetonu. Tímto způsobem bylo provedeno 10 opakovaných konverzí za 24 hodin, přičemž průměrná doba hydrolýzy byla 1,5 hod. a nebyl pozorován pokles aktivity. Celkový výtěžek z 10 konverzí Činil 1372 g 6-aminopenici1ánové kyseliny o čistotě 98,8 %, což odpovídá· výtěžku 79,5 %; obsah nerozpustného zbytku v produktu činil 0,5 %,After standing for one hour, the crystalline product was filtered off and washed twice with 250 ml of ice-water and an equal amount of ice-acetone. In this way, 10 repetitive conversions were performed in 24 hours with an average hydrolysis time of 1.5 hours and no decrease in activity was observed. The total yield of 10 conversions was 1372 g of 6-aminopenicenic acid of 98.8% purity, corresponding to a yield of 79.5%; the content of insoluble residue in the product was 0.5%,

Příklad 2Example 2

Příprava 6-aminopenícílánové kyseliny byla provedena stejným způsobem jako v příkladě 1, s tím rozdílem, ze jako výchozí materiál byl místo surové sodné soli benzylpenicilínu použit koncentrát vyrobený převedením penicilínu z buty 1acetátového extraktu filtrátu fermentační půdy do vodné .fáze pomocí K2CO3. Koncentrát byl před hydrolýzou naředěn demineralizovanou vodou na koncentraci 100000 j penicilinu G na ml.The preparation of 6-aminopenicillanic acid was carried out in the same manner as in Example 1, except that the concentrate produced by converting penicillin from the butyl acetate extract of the fermentation broth filtrate to the aqueous phase using K 2 CO 3 was used instead of the crude benzylpenicillin sodium salt. The concentrate was diluted with demineralized water to a concentration of 100,000 µg penicillin G per ml prior to hydrolysis.

Ve třech opakovaných pokusech nebyl pozorován pokles aktivity a celkový výtěžek činil 317 g 6~amínopenici lánové kyseliny o čistotě 97,9 Z, což představuje 63,2 % teorie; obsah nerozpustného zbytku v produktu činil 4,5 7, .In three replicate experiments, no decrease in activity was observed and the total yield was 317 g of 6,9-lanoic acid of 97.9 Z purity, representing 63.2% of theory; the insoluble residue content of the product was 4.5.

Příklad 3Example 3

Sloupec o velikosti 10 x 20 cm -/V ix 2 1570 ml/ byl naplněn 977 g vázaných buněk popsaných v příkladě 1 a promyt 3 litry pufru o pH 7,8, který obsahoval 0,048 mol KH2PO4 a 0,026 mol NagB^Oy.lG H2O na litr.A column of 10 x 20 cm - (1x1 1570 ml) was filled with 977 g of bound cells described in Example 1 and washed with 3 liters of pH 7.8 buffer containing 0.048 mol KH2PO4 and 0.026 mol NagB2 O4.1G H2O. per liter.

Při teplotě 37 °C protékal sloupcem roztokA solution was passed through the column at 37 ° C

762 g sodné soli benzylpenicilinu v 11700 ml pufru. Po průtoku sloupcem byl roztok jímán v míchané a temperované nádobě, v níž bylo jeho pH upravováno dávkováním čpavkové vody na hodnotu 7,8 a odtud byl znovu čerpán na sloupce. Po skončení konverze byl sloupec vymyt jedním litrem pufru. Roztok po konverzi a promývací roztok byly spojeny a ochlazeny na 5 °C. Poté byly přidány 3 litry butylacetátu vychlazeného na 5 °C a pH bylo za stálého míchání upraveno na hodnotu 4,3, kyselinou sírovou zředěnou 1:3·, Po 1 hodině krystalizac.e při teplotě 5 °C byla 6-APK odfiltrována a promyta 2krát 600 ml ledové vody a 2krát 600 ml ledového acetonu. Produkt byl vysušen ve vakuové sušárně pří teplotě 40 °C. Výsledky štěpení jsou uvedeny v následující tabulce.762 g of benzylpenicillin sodium in 11700 ml of buffer. After flowing through the column, the solution was collected in a stirred and tempered vessel in which its pH was adjusted by the addition of ammonia water to a value of 7.8 and was pumped back to the columns. After the conversion was completed, the column was washed with one liter of buffer. The converted solution and the wash solution were combined and cooled to 5 ° C. Then 3 liters of butyl acetate cooled to 5 ° C were added and the pH was adjusted to 4.3 with stirring with 1: 3 dilute sulfuric acid. After 1 hour of crystallization at 5 ° C, the 6-APK was filtered and washed 2 times 600 ml ice water and 2 times 600 ml ice acetone. The product was dried in a vacuum oven at 40 ° C. The cleavage results are shown in the following table.

šarže konverze batch conversion průtok flow tlakové pressure ztráty na losses on tu here /cm/min/ / cm / min / s loupe i s peels i / a tra/ / a tra /

1 1 92,2 92.2 15,1 15.1 0,9 0.9 2 2 91,9 91.9 13,6 13.6 1 ,0 1, 0 3 3 94 , 1 94, 1 14,8 14.8 0,9 0.9 4 4 95,3 95.3 14,2 14.2 1 , 1 1, 1 5 5 95 , , 95,, 10,9 10.9 1 , 2 1, 2 . 6 . 6 94,9 94.9 11,8 11.8 1 ,25 1, 25 7 7 95,0 95.0 10,5 10.5 1 »3 13 8 8 95,2. 95.2. 10,2 10.2 1 ,3 13 9 9 92 , 7 92, 7 10,2 10.2 1,4 1.4 94,5 94.5 9,6 9.6 1 , 6 1, 6 94,3 94.3 9, 1 9, 1 1 ,5 1, 5 1 2 1 2 93 , 3 93, 3 13,4 13.4 1 , 1 1, 1 1 3 13 93,6 93.6 11,6 11.6 1 ,4 1, 4 1 4 1 4 93 , 7 93, 7 9,4 9.4 1 »5 1 »5 1 5 1 5 92,4 92.4 9,8 9.8 1 ,4 1, 4 / + / po / + / Mon skončení šarže 11 end of batch 11 I byl materiál vy - And the material was j mix L a j mix L a znovu again naplněn do filled to sloupce. columns.

Průměrný výtěžek 6-APK činil 78,3 7 pří čistotě 98,2 % a obsah;: nerozpustného zbytku v produktu 0,5 %.The average yield of 6-APK was 78.3% at a purity of 98.2% and the content of insoluble residue in the product was 0.5%.

Příklad 4Example 4

Do čtyř sloupců o výšce 9, 14, 33 a 34 cm a průměru 4 cm opatřených temperačním pláštěm bylo naplněno celkem 704 g vázaných buněk s penicilinacylázovou aktivitou popsaných v příkladě 1. Systém byl promyt 2 litry pufru obsahujícího 0,05 mol ΚΗ2^θ4 a 0,005 mol Na2B^0y.10 Η2θ na litr o pH 8,4. Poté byl zahájen průtok ó^ního roztoku sodné soli. benzylpenicilinu ve shora uvedeném pufru rychlostí 3300 ml/hod. při teplotě 37 °C. Po průchodu každým ze sloupců bylo upraveno pH na hodnotu uvedenou v následující tabulce dávkováním 6 N roztoku NaOH:A total of 704 g of the bound cells with penicillin acylase activity described in Example 1 were filled into four 9, 14, 33 and 34 cm high and 4 cm diameter columns with a temperature jacket and the system was washed with 2 liters of buffer containing 0.05 mol ΚΗ2 ^ θ4 and 0.005 mol of Na 2 B 4 O 3 · 10 2θ per liter, pH 8.4. The flow of the sodium salt solution was then started. benzylpenicillin in the above buffer at a rate of 3300 mL / hr. at 37 ° C. After passing through each column, the pH was adjusted to the value shown in the following table by dosing a 6 N NaOH solution:

sloupec pH na vstupu pH na výstupupH inlet pH inlet

8,4 6,38.4 6.3

8,3 6,68.3 6.6

8,2 6,98.2 6.9

8,1 7,78.1 7.7

Po výtoku z posledního sloupce činila konverze penicilinu 97,5 Z. Roztok byl kontinuálně chlazen na 20 °C a vakuově odpařován na 1/3 původního objemu. Poté byl roztok ochlazen na 5 °C a ve tříhodinových intervalech bylo pH koncentrátu upraveno kyselinou sírovou ředěnou 2:1 na hodnotu 4,3. Úprava pH byla prováděna za stálého míchání v přítomnosti 600 ml butyacetátu .na 1 litr koncentrátu. Po hodině krystalizace byla vyloučená 6-amínopenici 1 anová kyselina oddělena a promyta 2krát 500 ml ledové vody a stejným množstvím ledového acetonu. Produkt byl sušen ve vakuu při 40 °C. Průměrný výtěžek při provozu trvajícím 170 hodin činil 89,2 7 při čistotě 98,4 7 a obsahu nerozpustného zbytku v produktu 0,5 7,After effluent from the last column, the conversion of penicillin was 97.5 Z. The solution was continuously cooled to 20 ° C and vacuum evaporated to 1/3 of the original volume. The solution was then cooled to 5 ° C and the pH of the concentrate was adjusted to 4.3 with sulfuric acid diluted 2: 1 at 3-hour intervals. The pH adjustment was carried out with stirring in the presence of 600 ml of butyl acetate per liter of concentrate. After an hour of crystallization, the precipitated 6-aminopentanedioic acid was separated and washed twice with 500 ml of ice-water and an equal amount of ice-acetone. The product was dried under vacuum at 40 ° C. The average yield for operation lasting 170 hours was 89.2 7 at a purity of 98.4 7 and an insoluble residue content of 0.5 7,

V průběhu výroby nebyl pozorován pokles výtěžku.No decrease in yield was observed during production.

Claims (7)

PŘEDMĚT VSUBJECT V 1. Způsob výroby 6-aminopenicilánové kyseliny enzymovou hydrolýzou penicilinu, zejména benzylpenicilinu, vázanými buňkami produkčního mikroorganismu Escherichía coli s vysokým obsahem penici 1 inacy1ázy, vyznačující se tím, že se roztok penicilinu o koncentraci 0,025 až 0,4 mol/litr, s hodnotou pH 7,0 až 8,5, uvádí při teplotě 20 až 50 °C ve styk s buňkami produkčního mikroorganismu Escherichía coli vzájemně vázanými chemickou vazbou reakcí s glutardíaldehydem a organickým diaminem.A process for the production of 6-aminopenicillanic acid by enzymatic hydrolysis of penicillin, in particular benzylpenicillin, by bound cells of the production of Escherichia coli producing a high penicillinasease, characterized in that a penicillin solution having a concentration of 0.025-0.4 mol / liter having a pH value 7.0 to 8.5, at 20 to 50 ° C, contact with cells of the producing microorganism Escherichia coli bound together by chemical bonding by reaction with glutardaldehyde and an organic diamine. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se’ používá roztoku penicilinu s hodnotou pH 7,0 až 8,5 připraveného rozpuštěním pevné substance ve vodě nebo v roztoku pufru nebo získaného v průběhu izolace z filtrátu fermantační půdy, popřípadě zředěného vodou nebo roztokem pufru.2. A method according to claim 1, wherein a solution of penicillin having a pH of 7.0-8.5 prepared by dissolving the solid in water or buffer solution or obtained during isolation from the fermentation broth filtrate, optionally diluted with water, is used. or a buffer solution. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že se roztok penicilínu míchá se suspenzí buněk Escherichía coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, za úpravu pH na hodnotu 7,0 až 8,0 dávkováním alká.líe, při-.3. The method of claims 1 and 2 wherein the penicillin solution is mixed with a suspension of chemically bound Escherichia coli cells to adjust the pH to 7.0 to 8.0 by dosing alkali at a pH of 7.0 to 8.0. Y N Á L E Z U čemž po skončení reakce se částice vázaných buněk oddělí a opakovaně použijí ke štěpení penicilinu.Y After the reaction, the bound cell particles are separated and reused to break down penicillin. 4. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že roztok penicilinu recirkuluje pevným ložem buněk Escherichía coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, o výšce 7 až 30 cm, rychlostí 5 až 20 cm/min., přičemž pH roztoku se po průchodu sloupcem upravuje na hodnotu 7,5 až 8,5 dávkováním alkálie.4. A method according to claim 1 or 2, wherein the solution of penicillin is recirculated through a fixed bed of chemically bound Escherichia coli cells at a height of 7 to 30 cm at a rate of 5 to 20 cm / min. adjusted to a value of 7.5 to 8.5 by dosing the alkali. 5. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že roztok penicilinu s hodnotou pH5. A method according to claim 1, wherein the pH of the penicillin solution 7,5 až 8,5 protéká sloupcem naplněným buňkami Escherichía coli vzájemně vázanými chemickou vazbou, rychlostí 1 až 10 cm/min.7.5 to 8.5 flows through a column packed with chemical binding of Escherichia coli cells at a rate of 1 to 10 cm / min. 6. Způsob podle bodu 1 a'2, vyznačující se tím, že roztok penicilinu protéká postupně alespoň dvěma sloupci naplněnými pevným ložem buněk Escherichía coli vzájemně vázaných chemickou vazbou, rychlostí 1 až6. The method of claim 1 wherein the penicillin solution flows sequentially through at least two columns packed with a fixed bed of Escherichia coli cells bound together by chemical bonding at a rate of 1 to 2. 10 cm/min., přičemž před vtok.em do každého následujícího sloupce se pH roztoku upravuje na hodnotu 7,5 až 8,5 dávkováním alkálie.10 cm / min, the pH of the solution being adjusted to 7.5 to 8.5 by the addition of alkali prior to inflow into each subsequent column.
CS253379A 1979-04-12 1979-04-12 Method of making the 6-amino-penicilane acid CS209676B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS253379A CS209676B1 (en) 1979-04-12 1979-04-12 Method of making the 6-amino-penicilane acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS253379A CS209676B1 (en) 1979-04-12 1979-04-12 Method of making the 6-amino-penicilane acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS209676B1 true CS209676B1 (en) 1981-12-31

Family

ID=5362732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS253379A CS209676B1 (en) 1979-04-12 1979-04-12 Method of making the 6-amino-penicilane acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS209676B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110065152A1 (en) Process for production of galactooligosaccharides (gos)
US3764475A (en) Enzymatic hydrolysis of cellulose to soluble sugars
SU1024014A3 (en) Method of preparing fermental preparation of glucoisomerase
CN104928340A (en) Process for enzymatic synthesis of cefprozil
US3642580A (en) Enzymatic saccharification of cellulose
CN101928298B (en) Method and device for producing N-phosphono methyl glycine
CN102827912A (en) Technology for preparing medicine intermediate D-7-ACA by two enzyme carriers one-step method
JP2010094093A (en) Method for producing ethanol from hull of citrus
CN105219665B (en) A kind of manufacturing method and its catalyst of oligoisomaltose
EP0424794B1 (en) A process for the production of non-alcoholic malt beverage
CS209676B1 (en) Method of making the 6-amino-penicilane acid
KR20100051051A (en) Process and reactor for saccharification of cellulose
CN115505622A (en) Method for preparing UDCA isomer of 3 alpha, 7 beta-dihydroxy-5 alpha-H
CN104830940A (en) An enzymatic synthesis process of Amoxicillin
CN112626060B (en) Immobilized multienzyme system for producing inositol and method for producing inositol
CN208898904U (en) A kind of device of immobilized tannase production gallic acid
CN103145257B (en) Water quality stabilizer
Hahn‐Hägerdal et al. Soluble temporarily immobilised biocatalysts
CN112384630A (en) Anti-viscosity method for catalytic production of phosphatidylserine enzyme and method for producing phosphatidylserine by using same
DK144277B (en) FIVE-METHOD OF PREPARING 6-AMINOPENICILLANIC ACID
Marconi et al. Improved whey treatment by immobilized lactase
CN216663111U (en) Conversion extraction element
RU2631650C2 (en) Method for producing acrylamide
US4562154A (en) Continuous alcohol manufacturing process using yeast
SU1254004A1 (en) Method of producing alpha-malic acid