DD300584A7

DD300584A7 - Process for the distribution of 3-methoxy-8,14-seco-1,3,5 (10), 9 (11) -stra-tetraene-14,17-dione in aqueous fermentation media

Info

Publication number: DD300584A7
Application number: DD34356890A
Authority: DD
Original assignee: Jenapharm Gmbh
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verteilung von * in waeszrigen Fermentationsmedien. Erfindungsgemaesz wird 1 Teil Steroidverbindung in 2 bis 3 Teilen Wasser bei 70 C bis 100 C geschmolzen und unter Ruehren mit einem aus den zwei Komponenten Blockcopolymeres auf der Basis von Polyoxypropylen-Polyoxyethylen und Polyoxypropylen im Verhaeltnis 1:2 bis 2:1 bestehenden Tensidgemisches in einer Menge von 3 bis 10 %, bezogen auf die Steroidverbindung, emulgiert und diese Emulsion 30 Minuten bei einer Temperatur von 90 C bis 100 C von stoerenden Keimen befreit und unmittelbar dem vorkultivierten Fermentationsmedium zugesetzt.{Verfahren; Verteilung; Emulgieren; * Tensid; Blockcopolymeres; Polyoxypropylen-Polyoxyethylen; Polyoxypropylen; Fermentationsmedium, waeszrig}The invention relates to a method for the distribution of * in aqueous fermentation media. According to the invention, 1 part of the steroid compound is melted in 2 to 3 parts of water at 70 ° C to 100 ° C and stirred with a surfactant mixture consisting of the two components block copolymer based on polyoxypropylene-polyoxyethylene and polyoxypropylene in a ratio of 1: 2 to 2: 1 Amount of 3 to 10%, based on the steroid compound, emulsified and this emulsion freed for 30 minutes at a temperature of 90 C to 100 C from interfering bacteria and added directly to the pre-cultured fermentation medium. {Process; Distribution; Emulsify; * Surfactant; block copolymer; Polyoxypropylene polyoxyethylene; polyoxypropylene; Fermentation medium, watery}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung -Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der vorgeschlagenen Verfahrensweise liegt auf dem Gebiet dor pharmazeutischen Industrie, besonders der Steroidsynthese und Naturstoffchemie.The field of application of the proposed method is in the field of the pharmaceutical industry, in particular steroid synthesis and natural product chemistry.

Charakteristik das bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known prior art

Die otereoselektive Umsetzung von komplizierteren organischen Verbindungen wird in steigendem Maße in mikrobiologischen Systemen durchgeführt. Die Grundvoraussetzung für einen solchen Syntheseschritt ist neben dem Vorliegen eines geeigneten Mikroorganismus die feine Verteilung eines meist lipophilen Stoffes in einem wäßrigen Medium.The otereoselective conversion of more complicated organic compounds is increasingly being carried out in microbiological systems. The basic requirement for such a synthesis step is, in addition to the presence of a suitable microorganism, the fine distribution of a mostly lipophilic substance in an aqueous medium.

Im einfuchsten Fall kann das Steroid in speziellen Mahlwerken fein zerkleinert werden. Für diese Methode eignen sich nur wenige Verbindungen mit harten Kristallen, alle übrigen Substanzen führen zur Verklebung der Mühlen und können nicht mechanisch zerkleinert werden (WEAVER, E. Α.; KENNEY, H.E.; WOLL, ΛΛ.Α.: Appl. Microbiol. 8 (19601,345 bis 348; US-PS 3201324).In the simplest case, the steroid can be finely crushed in special grinders. Only a few compounds with hard crystals are suitable for this method, all other substances lead to the bonding of the mills and can not be mechanically comminuted (WEAVER, E. Α, KENNEY, HE, WOOL, ΛΛ, Α .: Appl. Microbiol (19601,345 to 348; U.S. Patent 3,201,324).

Das Lösen in organischen Lösungsmitteln ist die am häufigsten praktizierte Methode. Die in Frage kommenden Lösungsmittel sind jedoch mehr oder weniger toxisch und beeinflussen das Wachstum der Mikroorganismen negativ (HERZOG, H. L.; PAYNE, CC; HYGHES, M.T., et al: Microbiological transformation of steroids: Tetrahedron 18 [196?|, 581 bis 589; DULANEY, E.L; STAPLEY, E.O.: Appl. Microbiology 7, [1959], 276 bis 284).Dissolving in organic solvents is the most commonly practiced method. However, the solvents in question are more or less toxic and adversely affect the growth of the microorganisms (HERZOG, HL, PAYNE, CC, HYGHES, MT, et al: Microbiological transformation of steroids: Tetrahedron 18 [196], 581-589; DULANEY, EL, STAPLEY, EO: Appl. Microbiology 7, [1959], 276-284).

Darüber hinaus gehen sie bei der Aufarbeitung verloren, d.h., sie gelangen unerwünscht ins Abwasser.In addition, they are lost in the workup, that is, they enter undesirable in the wastewater.

Nach dieser Methode ist eine ideale Verteilung nicht zu erreichen, da das Steroid beim Einbringen der Lösung in das wäßrige "ermentationsmedium in zum Teil größeren Klumpen ausfällt.According to this method, an ideal distribution can not be achieved because the steroid precipitates when introducing the solution into the aqueous "Ermentationsmedium in sometimes larger lumps.

In der US-PS 3481974 wird das Steroid in relativ gi oßen Mengen Aceton bzw. Methanol gelöst (5 Teile Steroidverb. in 1600 Teilen Methanol). Obwohl im weiteren Vorlauf der Fermentation der größte Teil dieser Lösungsmittel durch die Abluft entfernt wird, stört es erfahrungsgemäß besonders in der Anfangsphase die biologische Umsetzung. Auch den weiteren in dieser Patentschrift angeführten Methoden zum Eintrag des Steroids in die wäßrige Phase, wie z. B. Feinstmahlung unter Tensidzusatz oder Verteilung mit Ultraschall, haften die oben schon beschriebenen Nachteile (Klumpenbildung, schlechte Umsetzung, Abwasserbelastung) an.In US-PS 3481974 the steroid is dissolved in relatively low amounts of acetone or methanol (5 parts of steroid compound in 1600 parts of methanol). Although in the further flow of the fermentation, the largest part of these solvents is removed by the exhaust air, it bothers experience, especially in the initial phase, the biological conversion. The other cited in this patent methods for the entry of the steroid in the aqueous phase, such as. As Feinstmahlung with addition of surfactant or distribution with ultrasound, adhere to the disadvantages already described above (clumping, poor implementation, wastewater pollution).

Im DD-WP 232166 wird eine Verfahrensweise zur Mikronisierung von Steroiden beschrieben, bei der das Steroid in einem organischen Lösungsmittel gelöst, mit einem Tensid versetzt und versprüht wird. Dabei wird ein sehr feines Pulver erhalten, das den Fermentationsbrühen zugesetzt werden kann. Dieses Verfahren wurde bevorzugt für Sterole vorgeschlagen. Als Tenside werden Sorbitanfettsäureester zugesetzt.In DD-WP 232166 a method for the micronization of steroids is described in which the steroid is dissolved in an organic solvent, mixed with a surfactant and sprayed. In this case, a very fine powder is obtained, which can be added to the fermentation broths. This method was preferably proposed for sterols. As surfactants, sorbitan fatty acid esters are added.

Dia technische Lehre dieser Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich vom vorliegenden Vorschlag durch folgende Parameter:The technical teaching of this invention differs fundamentally from the present proposal by the following parameters:

- Benutzung eines Lösungsmittels- Use of a solvent

- Zerstäubungstrocknung- Atomization drying

- Einsatz eines Festproduktes in die Kulturbrühe und- Use of a solid product in the culture broth and

- Einsatz bei einer anderen Stoffgruppe.- Use with another substance group.

Ähnlichkeiten ergeben sich aus der Verwendung eines Tensids, das jedoch zum Zwecke der besseren Versprühung im Sprühtrockner zur Erzeugung eines besonders feinen Pulvers benutzt wird. Der vorliegende Vorschlag verwendet das Tensid zur Verteilung im wäßrigen System und geht darüber hinaus nicht von einem Sorbitanester, sondern von einem Ethylenoxid-Blockcopolymeren aus.Similarities result from the use of a surfactant, which is however used for the purpose of better spraying in the spray dryer to produce a particularly fine powder. The present proposal uses the surfactant for distribution in the aqueous system and moreover does not start from a sorbitan ester but from an ethylene oxide block copolymer.

Die Frage einer sterilen Fahrweise wird in dieser Patentschrift nicht behandelt und ist auf diese Weise nicht lösbar.The question of a sterile driving style is not dealt with in this patent and is not solvable in this way.

Allen bisherigen Methoden haftet noch der Nachteil an, daß nur durch umständliche Manipulationen eine Keimminderung bzw. Sterilität in der Steroidsuspension zu erreichen ist.All previous methods still has the disadvantage that only by cumbersome manipulations a sterility or sterility in the steroid suspension can be achieved.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erarbeitung eines Verfahrens, das es ermöglicht, 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11 )-estra-!etraen-14,17-dion in Fermentationsmedien fein zu verteilen und damit eine schnelle Umsetzung in der gewünschten Richtung zu erreichen. Die Mikroorganismen sollen in ihrer Entwicklung nicht gehemmt bzw. mit unerwünschten Keimen kontaminiert werden. Die Abwasserbelastung soll bedeutend vermindert werden und sich auf kleine Mengen biologisch abbaufähiger Verbindungan boschränker.. *The aim of the present invention is the development of a process which makes it possible to use 3-methoxy-8,14-seco-1,3,5 (10), 9 (11) -estra- [...] 14,17-dione in fermentation media to distribute finely and thus achieve a quick implementation in the desired direction. The microorganisms should not be inhibited in their development or contaminated with unwanted germs. The wastewater load is to be significantly reduced and to small amounts of biodegradable compound to boschränker .. *

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung !st die Beschreibung eines Verfahrens, das die Einbringung einer Steroidverbindung in ein wäßriges Medium in feiner Verteilung unter keimarmen Bedingungen ermöglicht. Dabei sollen die Verwendung größerer Mengen organischer Lösungsmittel vermieden werden und eine schnelle und vollständige Transformation des Steroids erreicht werden. Erfindungsgemäß wird 1 Teil Steroidverbindung in 2 bis 3 Teilen Wasser bei 70°C bis 100⁰C geschmolzen und unter Rühren mit einem aus den zwei Komponenten Blockcopolymeres auf der Basis von Polyoxypropylen-Polyoxyethylen und Polyoxypropylen im Verhältnis 1:2 bis 2:1 bestehenden Tensidgemisch in einer Menge von 3 bis 10%, bezogen auf die Steroidverbindung, emulgiert unc* diese Emulsion 30 Minuten '.jei einer Temperatur von 90^äC bis 100⁰C von störenden Keimen befreit und unmittelbar dem vorkultiviertem Fermentationsmedium zugesetzt.The object of the invention is the description of a process which enables the introduction of a steroid compound into an aqueous medium in fine distribution under low-germ conditions. The aim is to avoid the use of larger amounts of organic solvents and to achieve rapid and complete transformation of the steroid. According to the invention 1 part of steroid compound in 2 to 3 parts of water at 70 ° C to 100 ⁰ C is melted and mixed with a block copolymer of the two components on the basis of polyoxypropylene polyoxyethylene and polyoxypropylene in a ratio of 1: existing 1 surfactant blend: 2 to 2 in an amount of 3 to 10%, based on the steroid compound, emulsified unc * this emulsion freed 30 minutes' .jei a temperature of 90 C to 100 ⁰ ^{C, etc.} from interfering germs and added directly to the fermentation medium precultured.

Als Tensid wird ein Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Copolymeres mit einem Molgewicht von 1000 bis 5000 benutzt. Das zusätzlich zugefügte Polyoxypropylen besitzt ein Molgewicht von 1000 bis 3 000.As the surfactant, a polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymer having a molecular weight of 1,000 to 5,000 is used. The additionally added polyoxypropylene has a molecular weight of 1000 to 3,000.

Die Zusammensetzung des Tensidgemisches ist für eine stabile Steroidemulsion von großer Bedeutung und ermöglicht erst die erfindungsgemäße Transformation des Steroids. Abweichungen von der erfindungsgemäßen Struktur oder Zusammensetzung führen zu schlechter Verteilung, Schaumbildung und Klumpenbildung beim Auftreffen auf die Kulturlösung. Die auf diese Weise hergestellte Steroidemulsion wird 30 bis 60 Min. auf 100⁰C erhitzt, um damit die für dieses Verfahren vorteilhafte Sterilität des Einsatzproduktes zu gewährleisten. Die heiße Emulsion wird unmittelbar der vorbereiteten Mikrobenkuitur zugesetzt und wie üblich fermentiert.The composition of the surfactant mixture is of great importance for a stable steroid emulsion and only allows the inventive transformation of the steroid. Deviations from the structure or composition according to the invention lead to poor distribution, foaming and lump formation when hitting the culture solution. The steroid emulsion prepared in this way is heated for 30 to 60 min. At 100 ⁰ C, in order to ensure the advantageous for this method sterility of the feedstock. The hot emulsion is added directly to the prepared Mikrobenkuitur and fermented as usual.

AusführungcbelspleleAusführungcbelsplele

example 1

20g 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11)-estra-tetraen-14,17-dion werden mit 2g eines Blockcopolymeren aus Polyoxypropylen und Polyoxyethylen mit einer Molmasse von 3100 und einem Molmassenanteil für die Polyoxypropylsnkomponente von 61,5% vermischt und unter intensivem Rühren bei 9O⁰C in 100ml Wasser emulgiert Nach Zugabe von 1 g Polyoxypropylen der Molmasse 1650 wird die Emulsion in 21 der vorbereiteten Kulturbrühe gegeben. Die Fermentation wird wie üblich weitergeführt. Nach Aufarbeitung erhält man 18,5g S-Methoxy-e.i'l-seco-i ,3,5(10),9(11 )-estra-tetraen-17 ß-ol-14-on.20 g of 3-methoxy-8,14-seco-1,3,5 (10), 9 (11) -estra-tetraene-14,17-dione are reacted with 2 g of a block copolymer of polyoxypropylene and polyoxyethylene having a molecular weight of 3100 and a Molar mass fraction for the Polyoxypropylsnkomponente of 61.5% mixed and emulsified with vigorous stirring at 9O ⁰ C in 100ml of water After addition of 1 g of polyoxypropylene molecular weight 1650, the emulsion is added in 21 of the prepared culture broth. The fermentation is continued as usual. After working up, 18.5 g of S-methoxy-e.i'l-seco-i, 3,5 (10), 9 (11) -estra-tetraene-17β-ol-14-one are obtained.

Example 2

Wie Beispiel 1, nur werden 1,5g eines Blockcopolymeren auf der Basis eines oxyethyiierten und oxypropylierten Alkylphenols mit einer Molmasse von 1500 eingesetzt, wobei der Polyoxyethylenanteil 29,3% beträgt. Man erhält 17,9g des obigen Endproduktes.As in Example 1, only 1.5 g of a block copolymer based on an oxyethylated and oxypropylated alkylphenol having a molecular weight of 1500 are used, the polyoxyethylene content being 29.3%. 17.9 g of the above end product are obtained.

Example 3

20g 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11)-estra-tetraen-14,17-dion werden mit 1,8g eines Blockcopolymeren aus Polyoxypropylen und Polyoxyethylen einer Molmasse von 4 - 50 versetzt, wobei der Polyoxyethylenanteil 38,6% beträgt. Diese Mischung wird bei 80⁰C in 80 ml Wasser emulgiert und unter ständigem Rühren 0,9g eines Polyoxypropy'en mit einer Molmasse von 1120zugufügt.20 g of 3-methoxy-8,14-seco-1,3,5 (10), 9 (11) -estra-tetraene-14,17-dione are mixed with 1.8 g of a block copolymer of polyoxypropylene and polyoxyethylene of a molecular weight of 4 - 50 offset, wherein the polyoxyethylene content is 38.6%. This mixture is emulsified water at 80 ⁰ C in 80 ml and with constant stirring 0.9 g of a Polyoxypropy'en having a molecular weight of 1120zugufügt.

Man hält noch 30 Minuten bei 8O⁰C bis 85⁰C und setzt diese Emulsion einer vorbereiteten Kultur zu. Nach extraktiver Aufarbeitung erhält man 18,2g S-It is kept for 30 minutes at 8O ⁰ C to 85 ⁰ C and this emulsion is added to a prepared culture. After extractive work-up, 18.2 g of

Claims

A process for the distribution of 3-methoxy-8,14-seco-i, 3,5 (10), 9 (11) -estra-tetraene-i 4,17-dione in aqueous fermentation media by suspending the steroid in water in Presence of a surfactant and immediate addition of the suspension to the pre-cultured fermentation medium, characterized in that 1 part steroid compound in 2 to 3 parts of water at? 0 ° C to 100 ⁰ C melted and with stirring with one of the two components block copolymer based on polyoxypropylene Polyoxyethylene and polyoxypropylene in the ratio 1: 2 to 2: 1 existing surfactant mixture in an amount of 3 to 10%, based on the steroid compound, emulsified and this tmulsion for 30 minutes at a temperature of 9O ⁰ C to 100 ⁰ C of interfering germs and added directly to the pre-cultured fermentation medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymer has a molecular weight of 1000 to 5000 and that a polyoxypropylene is used with a molecular weight of 1000 to 3000.