DD258603A1

DD258603A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF THERAPEUTICALLY USEFUL OXYTETRACYCLIN DIHYDRATE FROM OXYTETRACYCLIN RAW SALTS

Info

Publication number: DD258603A1
Application number: DD27183984A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Schneider
Original assignee: Jenapharm Veb
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1988-07-27

Abstract

Die Erfindung dient in der pharmazeutischen Industrie zur Reinigung von OTC-Rohprodukten, die unmittelbar aus biologisch erzeugten Substraten gewonnen wurden. Dabei wird therapeutisch verwendbares OTC-Dihydrat erhalten. Es werden die dem OTC-Rohprodukt anhaftenden Verunreinigungen und Farbstoffe fast vollstaendig entfernt und es wird ein gut kristallisiertes OTC-Dihydrat in hoher Ausbeute und sehr guter Reinheit erhalten. Dazu bringt man das OTC-Rohprodukt in einem niederen mit Wasser mischbaren Alkohol als OTC-Hydrochlorid in Loesung, fuegt schrittweise ein uebliches Neutralisationsmittel bis p H 6,0 bis 7,0 hinzu und trennt die unloeslichen bzw. ausgefallenen Verunreinigungen unter Hinzufuegen von Aktivkohle ab. Zum klaren Filtrat gibt man dann zur Faellung des in Loesung befindlichen OTC Wasser hinzu und trennt das auskristallisierte OTC-Dihydrat ab.The invention is used in the pharmaceutical industry for the purification of OTC crude products obtained directly from biologically produced substrates. In this case, therapeutically usable OTC dihydrate is obtained. The impurities and dyes adhering to the OTC crude product are almost completely removed and a well-crystallized OTC dihydrate is obtained in high yield and very good purity. To do this, the crude OTC product is dissolved in a lower water-miscible alcohol as the OTC hydrochloride solution, gradually adding a standard neutralizer to pH 6.0-7.0, and separating the non-soluble or precipitated contaminants with activated carbon , The clear filtrate is then added to the precipitate of OTC water in solution and separates the crystallized OTC dihydrate.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung dient in der pharmazeutischen Industrie zur Herstellung von gereinigtem und theurapeutisch verwendbarem Oxytetracyclin-Dihydrat (OTC-Dihydrat) aus entsprechenden OTC-Rohsalzen, welche durch Aufarbeitung mikrobiologisch erzeugter Fermentatonsbrühen erhalten wurden. Dabei werden die in den OTC-Rohsalzen noch enthaltenen Verunreiniungen weitestgehend entfernt und gut kristallisierte, hochreine OTC-Dihydrate gewonnen.The invention is used in the pharmaceutical industry for the preparation of purified and theurapeutic usable oxytetracycline dihydrate (OTC dihydrate) from corresponding OTC crude salts obtained by working up microbiologically produced fermentation broths. In the process, the contaminants still contained in the OTC crude salts are largely removed and well-crystallized, high-purity OTC dihydrate is recovered.

Characteristic of the known technical solutions

|n einer Vielzahl von Patenten und Veröffentlichungen wurde die Herstellung von Oxytetracyclin (OTC) und seiner Salze beschrieben. Dabei ist es das Ziel dieser Arbeiten, den OTC-Wirkstoff in hoher Ausbeute und guter Qualität aus den Fermentationslösungen zu isolieren und in die gewünschten therapeutisch anwendbaren Formen zu überführen. Die Vielzahl der Veröffentlichungen zeigt an, daß das Problem der Herstellung von therapeutisch verwendbaren, hochreinem OTC sehr kompliziert ist und nicht immer optimal gelöst werden konnte.A large number of patents and publications have described the production of oxytetracycline (OTC) and its salts. The aim of this work is to isolate the OTC active ingredient in high yield and good quality from the fermentation solutions and to convert them into the desired therapeutically applicable forms. The multitude of publications indicates that the problem of producing therapeutically useful, high purity OTC is very complicated and could not always be solved optimally.

Alle bisher veröffentlichten Verfahren zur Herstellung von OTC beinhalten auch eine Reihe von Nachteilen. Dabei arbeiten alle wesentlichen Verfahren nach dem Prinzip der Lösung des OTC aus Mycel und der Überführung dieses OTC in die flüssige Phase, der Abtrennung des Mycelanteils und der Gewinnung eines OTC-Rohproduktes nach unterschiedlichen Verfahrensweisen aus dieser OTC-Lösung. Der bedeutendste Nachteil aller bisher bekannt gewordener Verfahren liegt inderfehlenden Selektivität bei der Trennung und Isolierung des Oxytetracyclinsausdem Mycelanteil begründet. In praktisch allen auf diese Weise erhaltenen OTC-Produkten sind eine Reihe von Verunreinigungen in unterschiedlichen verfahrensspezifischen Mengen enthalten, wie z. B. eiweißartige Stoffe und deren Spaltprodukte, Farbstoffe, OTC-artige Nebenprodukte und Abbauverbindungen des OTC und änliche Stoffe, die aus der Kulturlösung bzw. dem Mycelanteil stammen. Deshalb befassen sich eine Reihe von Verfahren mit der weiteren Reinigung dieser im Produktionsprozeß anfallenden OTC-Rohprodukte.All previously published methods for the production of OTC also involve a number of disadvantages. All essential processes are based on the principle of the solution of OTC from mycelium and the conversion of this OTC into the liquid phase, the separation of the mycelium fraction and the recovery of an OTC crude product according to different procedures from this OTC solution. The most significant disadvantage of all previously disclosed methods is due to the lack of selectivity in the separation and isolation of the oxytetracycline from the mycelial portion. Virtually all OTC products obtained in this way contain a number of impurities in different process-specific amounts, such as: As proteinaceous substances and their cleavage products, dyes, OTC-like by-products and degradation compounds of the OTC and änliche substances derived from the culture solution or the mycelium. Therefore, a number of methods are concerned with the further purification of these OTC crude products resulting from the production process.

Gemäß DDR-Patent 158701 werden die erhaltenen OTC-Rohsalze in Wasser unter Hinzufügen von Säure gelöst ifnd zur Fällung der vorhandenen Verunreinigungen mit einer Lösung von Alkylsulfonat in Wasser bei Anwesenheit von Aktivkohle behandelt. Nach Abtrennung der ausgefallenen Verunreinigungen und des Aktivkohle-Anteils gewinnt man aus dem klaren Filtrat nach Eingießen dieser Lösung in konzentrierten Ammoniak und schrittweises Ansäuern mit Salzsäure bis pH 6,5 bis 6,8 ein gereinigtes OTC-Dihydrat.According to DDR patent 158701, the crude OTC salts obtained are dissolved in water with addition of acid and treated with a solution of alkyl sulfonate in water in the presence of activated carbon to precipitate the impurities present. After separation of the precipitated impurities and the charcoal content is obtained from the clear filtrate after pouring this solution in concentrated ammonia and gradually acidifying with hydrochloric acid to pH 6.5 to 6.8, a purified OTC dihydrate.

Entsprechend BRD-OS 2048355 wird ein gereinigtes OTC-Dihydrat dadurch gewonnen, daß man das zu reinigende OTC-Rohprodukt in Wasser unter Hinzufügen von Säure löst, den unlöslichen Rückstand filtrativ abtrennt und das klare Filtrat mit einer dafür vorgesehenen organische Base versetzt, um beim späteren OTC-Fällungsprozeß ausfallende farbliche Verunreinigungen in Lösung zu behalten. Danach wird das OTC durch Zugabe von Neutralisationsmitteln bei pH 4,5 bis 6,0 als OTC-Dihydrat ausgefällt und isoliert.According to West German Offenlegungsschrift No. 2,048,355, a purified OTC dihydrate is obtained by dissolving the OTC crude product to be purified in water with the addition of acid, filtering off the insoluble residue and adding to the clear filtrate an organic base intended for this purpose OTC precipitation process to keep occurring color contaminants in solution. Thereafter, the OTC is precipitated by addition of neutralizing agents at pH 4.5 to 6.0 as OTC dihydrate and isolated.

Beide angeführte Verfahren zur Reinigung von OTC und zur Herstellung von OTC-Dihydrat haben eine Reihe von Nachteilen. Dazu zählen besonders die Verwendung zusätzlicher höhermolekularer Hilfsstoffe zur Erzielung eines Reinigungseffektes sowie beim DDR-Patent 158701 die Durchschreitung des für die Zersetzung des OTC ungünstigen basischen pH-Wert-Bereichesund beim BRD-OS 2048355 die bei der Fällung im schwach sauren pH-Wert-Bereich anfallende und für die spätere Abtrennung ungünstige Kristallstruktur des OTC-Dihydrates. Weiterhin werden dabei nicht immer farblich optimale Produkte erhalten.Both of these procedures for the purification of OTC and for the production of OTC dihydrate have a number of disadvantages. These include, in particular, the use of additional relatively high molecular weight excipients to achieve a cleaning effect and in DDR patent 158701 the passage of the unfavorable for the decomposition of the OTC basic pH range and BRD-OS 2048355 in the precipitation in the weakly acidic pH range resulting and unfavorable for the subsequent separation crystal structure of the OTC dihydrate. Furthermore, not always optimal color products are obtained.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, aus den bei der Aufarbeitung von OTC-Kulturlsösungen anfallenden OTC-Rohprodukten ohne Einsatz von aufwendigeren Hilfsstoffen für den Reinigungsprozeß ein OTC-Dihydrat herzustellen, welches weitestgehend frei von Verunreinigungen und Farbstoffen ist. Dabei kann das anfallende OTC-Dihydrat direkt in der Humanmedizin angewendet werden oder aber zu einem qualitiv hochwertigen OTC-Hydrochlorid umgesetzt werden.The aim of the invention is to produce an OTC dihydrate from the OTC crude products obtained during the workup of OTC culture solutions without the use of more expensive auxiliaries for the purification process, which is largely free of impurities and dyes. The resulting OTC dihydrate can be used directly in human medicine or be converted into a qualitatively high-quality OTC hydrochloride.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens welches es ermöglicht, im schwach sauren bis neutralen pH-Bereich ein sehr gut kristallisiertes OTC-Dihydrat zu erhalten, bei dem die gewünschte Korngröße durch Wahl der Kristallisationsbedingungenin gewissem Umfang steuerbar ist. Die bei diesem Prozeß erhaltenen Produkte lassen sich, auch bedingt durch die guten Kristalleigenschaften, hervorragend im großtechnichen Maßstab abtrennen und von Verunreinigungen durch Auswaschen befreien. Dabei sind Einschlüsse von Fremdstoffen in das Kristallgefüge kaum vorhanden.The object of the invention is to provide a process which makes it possible to obtain a very well crystallized OTC dihydrate in the weakly acidic to neutral pH range, in which the desired particle size can be controlled to a certain extent by selecting the crystallization conditions. The products obtained in this process can be, also due to the good crystal properties, excellent on a large scale scale and free of impurities by washing. Inclusions of foreign substances are hardly present in the crystal structure.

Es wurde gefunden, daß ein hoher Reinigungseffekt von OTC dann erreicht wird, wenn man das OTC in einem niederen mit Wasser mischbaren Alkohol unter Zugabe von Salzsäure als OTC-Hydrochlorid löst. Nach vollständiger Lösung des Oxytetracyclins stellt man durch Zugabe von üblichen Neutralisationsmitteln den pH-Wert der Lösung auf 6,0 bis 7,0 ein und erhält nach Abtrennung der dabei unlöslichen Verunreinigungen unter Beifügung von etwas Aktivkohle ein klares Filtrat. Durch Zugabe von Wasser zum Filtrat kristallisiert das OTC-Dihydrat in hellgelben bis zitronengelben Kristallen aus. Bei den üblichen bekannten Verfahren gewinnt man das OTC-Dihydrat aus wäßriger saurer Lösung durch schrittweise Neutralisation im schwach sauren pH-Bereich. Dabei kommt es ab pH 3,5 neben der Abscheidung von OTC-Dihydrat verstärkt zur Ausfällung von Verunreinigungen, die sich ab pH 4,0 bis 5,0 besonders verstärken, während im pH-Bereich von 3,5 bis 3,8 die OTC-Abscheidung noch sehr unvollständig ist und Ausbeuteverluste bedeuten. Gleichzeitig sind die dabei anfallenden Produkte sehr feinkörnig und belasten eine großtechnische Abtrennung mit nachfolgenden Waschprozeß erheblich. Bei einem anderen Verfahren umgeht man die Nachteile der OCT-Dihydrat-Fällung im schwach sauren pH-Bereich dadurch, daß man die gesamte OTC-haltige Lösung in einen Überschuß mit konzentrierten Ammoniak gibt und durch schrittweise Zugabe von Salzsäure einen End-pH-Wertvon 6,5 bis 6,8 einstellt. Dabei werden zwar wesentliche Verbesserungen durch Vermeiden von Fällungen der Verunreinigungen im schwach sauren pH-Wert-Bereich erzielt und erhebliche günstigere Abtrenneigenschaften des erhaltenen OTC-erreicht, jedoch treten bekanntermaßen Schädigigungen des OTC-Moleküls im alkalischen pH-Bereich ein. Zum anderen werden durch diese Verfahrensweise nicht alle Farbstoffe aus der OTC-Substanz eliminiert, und ferner werden zusätzliche höher molekulare Hilfsstoffe für die Erzielung des Reinigungseffektes benötigt.It has been found that a high cleaning effect of OTC is achieved by dissolving the OTC in a lower water-miscible alcohol with addition of hydrochloric acid as OTC hydrochloride. After complete dissolution of the oxytetracycline, the pH of the solution is adjusted to 6.0 to 7.0 by addition of customary neutralizing agents and, after separation of the insoluble impurities with the addition of some activated charcoal, a clear filtrate is obtained. By adding water to the filtrate, the OTC dihydrate crystallizes in light yellow to lemon yellow crystals. In the customary known processes, the OTC dihydrate is obtained from aqueous acidic solution by stepwise neutralization in the weakly acidic pH range. In addition to the precipitation of OTC dihydrate, from pH 3.5 it is increasingly precipitated by impurities which increase particularly strongly from pH 4.0 to 5.0, while in the pH range from 3.5 to 3.8 OTC Still very incomplete and mean loss of yield. At the same time, the resulting products are very fine-grained and burden a large-scale separation with subsequent washing process considerably. In another method, the disadvantages of OCT dihydrate precipitation in the weakly acidic pH range are overcome by adding the entire OTC-containing solution to an excess of concentrated ammonia and adding a final pH of 6 by the gradual addition of hydrochloric acid , 5 to 6.8. Although significant improvements are achieved by avoiding precipitation of the impurities in the weakly acidic pH range and achieves significantly more favorable separation properties of the OTC obtained, however, as is known, damage to the OTC molecule occurs in the alkaline pH range. On the other hand, this procedure does not eliminate all dyes from the OTC substance, and further requires additional higher molecular weight excipients to achieve the cleaning effect.

Mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens werden diese Nachteile vermieden, indem man in einem niederen mit Wasser mischbaren Alkohol das OTC-Hydro-chlorid löst und durch Zugabe von Neutralisationsmittel bis pH 6,0 bis 7,0 das OTC in die unter diesen Bedingungen löslichen Solvatkomplexe überführt und die dabei ungelösten bzw. ausgefallenen Verunreinigungen abtrennt. Nach Zugabe von Wasser zur klaren OTC-Lösung wird der OTC-Solvatkomplex in das unter diesen Bedingungen schwer lösliche OTC-Dihydrat überführt, welches langsam auskristallisiert, wobei die farblichen Verunreinigungen in der alkoholisch-wäßrigen Lösung zurückbleiben. Mit Hilfe dieser Verfahrensweise umgeht man den für die Kristallisation kritischen pH-Bereich von 3,5 bis 5,5 und vermeidet den alkalischen pH-Bereich vollständig. Weiterhin kommen keine höhermolekularen Hilfsstoffe für die Erzielung eines Reinigungseffektes zur Anwendung. Die beschriebene Verfahrensweise ergibt ein sehr gut kristallisierendes Produkt in hoher Ausbeute mit guten farblichen Eigenschaften und sehr guter Haltbarkeit. Der pH-Wert der wäßrigen Suspension und die Beurteilung der farblichen Qualität ergeben sehr gute Werte.By means of the present process, these disadvantages are avoided by dissolving the OTC hydrochloride in a lower water-miscible alcohol and converting the OTC into the solvate complexes which are soluble under these conditions by adding neutralizing agent to pH 6.0-7.0 and the thereby unresolved or precipitated impurities separated. After adding water to the clear OTC solution, the OTC solvate complex is transferred to the OTC dihydrate which is sparingly soluble under these conditions and which slowly crystallizes out leaving the colored impurities in the alcoholic aqueous solution. By means of this procedure, one bypasses the critical for the crystallization pH range of 3.5 to 5.5 and completely avoids the alkaline pH range. Furthermore, no higher molecular weight excipients for achieving a cleaning effect are used. The procedure described gives a very good crystallizing product in high yield with good color properties and very good durability. The pH of the aqueous suspension and the assessment of the color quality give very good values.

embodiments example 1

1,5 kg OTC-Rohbase mit einem Gehalt von 830IE OTC/mg OTC-Rohbase werden in 16,51 Methanol suspendiert und durch Zugabe von 210ml konzentrierter Salzsäure gelöst. Danach gibt man zu dieser OTC-Lösung langsam unter gutem Rühren eine Lösung von 210 ml 45%iger Natronlauge in 1,21 Methanol hinzu, stellt den pH-Wert der Lösung mit Diethylamin auf 6,5 und rührt den Ansatz mit 15kg Aktivkohle 20 Minuten. Nach Abtrennung des unlöslichen Rückstandes versetzt man unter mäßigem Rühren das klare Filtrat mit 421 destilliertem Wasser und trennt nach Beendigung des Kristallisationsvorganges das ausgeschiedene OTC-Dihydrat ab, wäscht es mit destilliertem Wasser und Aceton und trocknet es im Wirbelschichttrockner bei einer Lufttemperatur von 4O⁰C. Man erhält 1,23 kg hellgelbes OTC-Dihydrat mit 910IE OTC/mg OTC-Dihydrat, entsprechend einer Ausbeute von 90 %.1.5 kg OTC crude base containing 830 U OTC / mg OTC crude base are suspended in 16.51 methanol and dissolved by adding 210 ml of concentrated hydrochloric acid. Thereafter, a solution of 210 ml of 45% sodium hydroxide solution in 1.21 methanol is added slowly to this OTC solution with good stirring, the pH of the solution with diethylamine to 6.5 and the mixture is stirred with 15 kg of activated carbon for 20 minutes , After separation of the insoluble residue is added with moderate stirring, the clear filtrate with 421 distilled water and separated after completion of the crystallization process, the precipitated OTC dihydrate, washed with distilled water and acetone and dried in a fluidized bed dryer at an air temperature of 4O ⁰ C. This gives 1.23 kg of light yellow OTC dihydrate with 910 IE OTC / mg OTC dihydrate, corresponding to a yield of 90%.

Example 2

Zu 1,11 Methanol gibt man 100g OTC-Rohbase mit einem Gehalt von 850IE OTC/mg OTC-Rohbase, löst das OTC unter Rühren mit 14ml konzentrierter Salzsäure und stellt den pH-Wert der Lösung durch langsame Zugabe von 45%iger Kaliumhydroxid-Lösung auf 6,8. Nach Behandlung dieser Lösung mit 1 g Aktivkohle und dem Abtrennen der unlöslichen Bestandteile versetzt man das klare Filtrat bei mäßigem Rühren mit 3I destilliertem Wasser. Nach Abschluß des Kristallisationsvorganges wird das ausgefallene OTC-Dihydrat abgetrennt, mit destilliertem Wasser und Aceton gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 40⁰C getrocknet. Man erhält 85,5 g hellgelbes OTC-Dihydrat mit 920IE OTC/mg OTC-Dihydrat, entsprechend einer Ausbeute von 92,5%.To 1.11 methanol is added 100 g OTC crude base containing 850 IE OTC / mg OTC crude base, the OTC is dissolved under stirring with 14 ml concentrated hydrochloric acid and the pH of the solution is adjusted by slow addition of 45% potassium hydroxide solution to 6.8. After treating this solution with 1 g of activated charcoal and separating off the insoluble constituents, the clear filtrate is mixed with 3 l of distilled water with moderate stirring. After completion of the crystallization process, the precipitated OTC dihydrate is separated, washed with distilled water and acetone and dried in a vacuum oven at 40 ⁰ C. This gives 85.5 g of light yellow OTC dihydrate with 920 IE OTC / mg OTC dihydrate, corresponding to a yield of 92.5%.

Example 3

Man löst 50g OTC-Hydrochlorid mit einem Gehalt von 840IE OTC/mg OTC-Hydrochlorid in 600ml Methanol und stellt den pH-Wert dieser Lösung durch langsame Zugabe von 45%iger Kaliumhydroxid-Lösung auf 6,5. Danach rührt man den Ansatz 20 Minuten mit 500 mg Aktivkohle aus und trennt von den unlöslichen Anteilen ab. Das klare Filtrat versetzt man unter langsamen Rühren mit 11 destilliertem Wasser und trennt nach Beendigung des Kristallisationsvorganges das ausgefallene OTC-Dihydrat ab, wäscht es mit destilliertem Wasser und Aceton und trocknet es im Vakuumtrockenschrank bei 4O⁰C. Man erhält 40,8g OTC-Dihydrat mit 915IE OTC/mg OTC-Dihydrat, entsprechend einer Ausbeute von 89%.Dissolve 50 g OTC hydrochloride containing 840 IU OTC / mg OTC hydrochloride in 600 mL methanol and adjust the pH of this solution to 6.5 by slowly adding 45% potassium hydroxide solution. Thereafter, the mixture is stirred for 20 minutes with 500 mg of activated carbon and separated from the insoluble fractions. The clear filtrate is treated with gentle stirring with 11 distilled water and separated after the end of the crystallization process, the failed OTC dihydrate from, it is washed with distilled water and acetone and dried in a vacuum oven at 4O ⁰ C. This gives 40,8g OTC dihydrate with 915 U OTC / mg OTC dihydrate, corresponding to a yield of 89%.

Claims

1. A process for the preparation of therapeutically useful oxytetracycline dihydrate from oxytetracycline crude salts, characterized in that the oxytetracycline crude salt dissolved in a lower water-miscible alcohol with the addition of hydrochloric acid, then the resulting solution with a neutralizing agent, such as alkali hydroxide solution, Ammonia or organic amines, to set a pH in the range of 6.0 to 7.0, filtered from the insoluble residue with the addition of adsorbents and precipitated from the filtrate, the oxytetracycline dihydrate by the addition of water.

2. The method according to item 1, characterized in that are used as the lower alcohol, methanol, ethanol, propanol-1 or 2-propanol.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the filtrate contains less than 10% water before the precipitation of the oxytetracycline dihydrate and that the amount of water to be added to the precipitation amounts to 0.5 to 5 times the volume of the alcoholic oxytetracycline solution.