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Verfahren zur Herstellung von reinen stabilen Erythromycin-Säure-Additionssalzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erythromycinsalzen, insbesondere
von Erythromycin-Additionssaläen in hochgereinigter Form.
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Die Erythromycinbase und ihre Additionssalze zeichnen sich durch ein
relativ weites bakterielles Spektrum aus. Sie weisen gegenüber zahlreichen Mikroorganismen
sowohl Grampositiven wie auch Gramnegativen eine antibiotische Wirksamkeit auf.
Eine weitere bedeutende antibiotische Eigenschaft stellt ihre Fähigkeit dar, das
. Wachstum und die Entwicklung von gewissen Rickettsia-(Rickettsail-) Körpern und
großer Viren, beispielsweise des epidemischen Typhus und der Meningopneumonitis,
und außerdem einiger Spirochäteh zu hindern. Auf Grund dieser antibiotischen Eigenschaften
in Verbindung mit ihrer niedrigen Toxizität stellen diese Verbindungen für viele
Krankheiten außerordentlich wertvolle Präparate dar.
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Da gewisse Erythromycin-Säure-Additionssalze für die Herstellung von
pharmazeutischen Erythromycin-Präparaten sehr wertvoll sind, bestand der Wunsch,
verhältnismäßig stabile Erythromycin-Additionssalze mit hoher Erythromycin-Aktivität
herzustellen.
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Bislang wurden Erythromycin-Säure-Additionssalze, wie das Erythromycin-Stearat,
in der Weise hergestellt, daß man das filtrierte Kulturmedium auf einen pH-Wert
zwischen 9 und 11, vorzugsweise auf pH 9,5 einstellt und mit einem Alkylacetat,
wie Amylacetat, extrahiert. Das Erythromycin geht dabei in die Amylacetatphase.
Anschließend wird das. Ainylacetat mit : Wasser, das einen pH-Wert unterhalb von
6,5, vorzugsweise von etwa 5, besitzt, extrahiert und die wäßrige, das Erythromycin
enthaltende Lösung im Vacuum eingeengt. Die Lösung stellt man auf ein pH von etwa
9,5 ein, wobei die Erythromycinbase in fester, gewöhnlich kristalliner Form ausfällt.
Man filtriert oder zentrifugiert den Niederschlag ab und reinigt ihn .durch Umkristallisieren.
Die wäßrige Lösung der reinen Erythromycinbase wurde dann mit einer äquivalenten
Menge der gewünschten Säure behandelt und die Lösung im Vacuum zur Trockne eingedampft.
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Nach einem Alternativverfahren kann rhan das gereinigte Erythromycin
in einem organischen Lösungsmittel mit der. gewünschten Säure oder Säurelösung behandeln
und das Erythromycinsalz direkt aus der Lösung ausfällen.
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Nach den bisherigen Methoden zur Herstellung von Erythromycin-Säure-Additionssalzen
war es also notwendig, zunächst die gereinigte Erythromycinbase zu isolieren und
diese Base anschließend in Lösung mit der gewünschten Säure 'umzusetzen. Diese Methode
war daher auf Grund der umständlichen Herstellungs- und Reinigungsprozeduren und
der damit verbundenen Erythromycin-Aktivitätsverluste - im :Hinblick auf die Aktivität
der Fermentierungsflüssigkeit - ünbebefriedigend. Die Erfindung betrifft ein einfacheres
Verfahren zur Herstellung von Erythromycin-Säure-Additionssalzen in hochgereinigter
Form und guter Ausbeute ohne Isolierung der freien Erythromycinbase in gereinigter
Form. Es wurde gefunden, daß man die Erythromycin-Säure-Additionssalze auf direktem
Wege herstellen kann, wenn man eine wäßrige, rohes Erythromycinsalz enthaltende
Lösung in Anwesenheit einer ausreichenden Menge eines in Wasser gut löslichen anorganischen
Salzes mit' einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel für Erythromycin
bei einem pH von etwa 8 bis 11 und einer Temperatur zwischen 35 und 45° behandelt,
nach der Phasentrennung das in dem organischen Lösungsmittel enthaltene Erythromycin
mit einer gesättigten oder ungesättigten höheren aliphatischen Fettsäure zur Reaktion
bringt und das gebildete Erythromycin-Säure-Additionssalz in reiner Form isoliert.
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Nach der bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird eine wäßrige
Erythromycinsalzlösung, z. ß. Erythromycinacetat oder Erythromycinsulfat, mit einer
Konzentration von etwa 40000 Erythromycineinheiten pro cm3 auf einen pH-Wert zwischen
etwa 8 und 8,5 eingestellt, diese Lösung gegebenenfalls auf etwa 35 bis 40° erhitzt,
dann mit mindestens etwa 35 Volumprozent eines organischen Lösungsmittels für Erythromycin,
z. B. Aceton, Äthylalkohol und Isbpropylalkohol, und einem sehr wasserlöslichen
anorganischen Salz als gussalzend wirkendes Mittel, wie Natriumchlorid, in einer
Konzentration
von etwa 200 g pro Liter der ursprüngliclre@n 13rytliromycinsalzlösung versetzt
und die Mischung ,rn feinen p11-Wert zwischen etwa 8,5 und 11, vorzugsweise zwischen
etwa 9,5 und 10,8 eingestellt. Nach der Abtrennung des organischen Lösungsmittels
von der wäßrigen Phase wird der organischen Lösungsmittelphase, die etwa 200000
bis 300000 Erythromycineinheiten pro cm3 enthält, bei etwa 35 bis 45° etwa 5 bis
10 Volumprozent Wasser von 45° und die gewünschte Säure, die auch eine Temperatur
von etwa 40 bis 45° hat, in 25 °/o igem Überschuß zugefügt und anschließend so viel
steriles Wasser zugegeben, bis eine leichte Trübung auftritt, jedoch noch keine
deutliche Phasentrennung eintritt. Dann kühlt man die Lösung ohne zu rühren auf
etwa 10 bis 20° ab, filtriert das ausgefallene Ery thromyciri-Säure-Additionssalz
ab, wäscht es mit 50°/°igem Aceton, dessen Temperatur zwischen 10 und 15° liegt,
und trocknet es im Vacuum bei etwa 45°.
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Das Verfahren der Erfindung soll an Hand einiger Beispiele näher erläutert
werden Beispiel 1 Eine wäßrige Lösung von ungeklärtem Erythromycin-Acetatsalz (1126
1) mit einer Bioaktivitätskonzentration von 39000 Einheiten Erythromycin pro cm3
und einem p.-Wert von 7,3 wird mit 6,35 kg Diatomeenerde und 2,26 kg Aktivkohle
behandelt. Die Aufschlämmung wird 15 Minuten gerührt und filtriert und die dabei
erhaltene klare Salzlösung mit den folgenden Ingredienzien in der angegebenen Reihenfolge
vermischt 454 1 Aceton ' 100/,ige Natronlauge bis zu pH 8,2 329 kg Natriuinchlorid
10°J°ige Natronlauge bis zu pH 10,6 Unter Rühren wird die Mischung auf 45° erhitzt,
die sich abscheidende, an Erythromycinbase angereicherte Acetonpliase von der wäßrigen
Salzphase abgetrennt und mit 24,3 kg USP-Stearinsäure vermischt. Wenn die Stearinsäure
sich in der Lösung vollkommen aufgelöst hat, wird die Lösung bei 45° steril filtriert,
dann mit dem gleichen Volumen Wasser unter Rühren bei 45° verdünnt, so daß eine
Trübung entsteht, ohne jedoch eine deutliche Phasentrennung zü verursachen. Man
läßt die Lösung ohne zii rühren auskristallisieren, kühlt sie innerhalb von etwa
12 Stunden auf 18° ab, filtriert den Niederschlag, wäscht die Kristalle mit 50°/°igem
Aceton von 15° und trocknet sie im Vacuum bei 45°. Die Ausbeute an Erythromvcin-Stearat
mit einer Bioaktivität von 610 Einlieiten Erythromycinpro rng,bezogen aufdieEr37thromycin-Aktivität
der nicht geklärten Salzlösung, beträgt 72,50l0. zu. Wenn sich die Stearinsäure
in der Acetonlösung gelöst hat, wird die Lösung steril filtriert und unter Rühren
2981 Wasser von 45° hinzugefügt, wobei die Lösung trüb wird. Man läßt die Lösung
ohne zu rühren auskristallisieren und kühlt sie nach und nach auf 18° ab. Die Kristalle
werden abfiltriert, mit 50°/°igem Aceton gewaschen und im Vacuum bei 45° getrocknet.
Die Ausbeute an ErvthromVcin-Stearat mit einer Bioaktivität von 610 Einheiten Erythromycin
pro mg, bezogen auf die Erythromycin-Aktivität der klaren Ausgangs-Erythromvcin-Acetatlösung,
beträgt 69 °/°. Beispiel 3 Eine Erythromycin-Acetatlösung (18,81) mit einer Biowirksamkeit
von 40500 Erythromycineinheiten pro cm3 wird aus einem Erytliromycin-Fermentierungsmedium
gewonnen, indem man dieses bei einem pH von etwa 10 mit Amylacetat extrahiert und
aus dem Amylacetatextrakt das Erythromycin mit Wasser, welches mit Essigsäure auf
einen pH-Wert von etwa 5 eingestellt ist, extrahiert. Dieser wäßrigen Lösung werden
bei einem pH-Wert von 7,3 und einer Temperatur von 38° unter Rühren die folgenden
Ingredienzien in der angegebenen Reihenfolge zugemischt 8 1 Aceton 10°/°ige Natronlauge
bxs zu p. 8,2 5800 g Natriumchlorid 100/,ige Natronlauge bis zu pü 10,5 Die dabei
erhaltene Mischung wird etwa 15 Minuten gerührt, -um eine maximale Löslichkeit des
Natriumchlorids zu erzielen. Nach Beendigung des Rührens trennt sich die die Erythrornycinbase
enthaltende Acetonphase von der schwereren, die Salzkomponente enthaltenden wäßrigen
Phase ab. In der Acetonphase sind 97,5 °/° der Bioaktivität der 'ursprünglichen
Erythromycin-Acetatlösung enthalten. Eine Acetonlösung der Erythroinycinbase (1
1), die in der oben beschriebenen Weise erhalten worden ist, wird mit 75 cm3 Wasser
bei einer Temperatur von etwa 42° und 84,7 g USP-Stearinsäure unter Rühren versetzt.
Wenn die Stearinsäure sich in der Acetonlösung der Erythromycinbase vollkorrrmen
gelöst hat, wird diese Lösung mit 1 1 sterilem Wasser bei einer Temperatur, von
48° verdünnt. Dann läßt man die Lösung etwa' 12 Stunden bei einer Temperatur von
nahezu 5° auskristallisieren. Man filtriert ab, wäscht -die großen, nadelähnlichen
Kristalle mit 5.0°/°igem Aceton von 10° und trocknet sie im Vacuum bei 45°. Die
Ausbeute. an Erythromycin-Stearat mit einer Biowirksamkeit von 617 Einheiten Erythromycin
pro mg, das 3,2 0'/o Feuchtigheit enthält, beträgt 84 °; °, bezogen auf die Erythromycin-Aktivität
der Acetonlösung der Erythromycinbase. Beispiel 2 Eine geklärte wäßrige Lösung von
Erythromycin-Acetat (1522 1) von pir 7,0, die 95 Billionen Bioeinheiten Erythromycin
enthält, wird in der angegebenen Reihenfolge mit den folgenden Ingredienzien vermischt
585 1 Aceton 100/,ige Natronlauge bis zu pii 8,4 344 kg Natriumchlorid 100/,ige
Natronlauge bis zu pii 10,6
Die Mischung «-ird unter Rühren auf 45` erhitzt
und die sich abscheidende, an Erythromycinbase angereicherte Acetonphase vor, der
@wäßrigen nati-iumchloridhaltigcn P aase abgetrennt. Anschließend fügt man der an
Erytlirornvcin angereicherten Acetonlösung unter Rührei b, i cinTc inrieratur von
45° 30,8 kg USP-Stearinsäurc Beispiel 4 Eine Acetonlösung der Ery#thromycinbase
(1 1), welche in der im Beispiel 3 beschriebenen Weise hergestellt ist und eine
Konzentration von 174250 Einheiten Erytliromvcin pro cm3 enthält, wird bei einer
Temperatur von 45° mit 50 cm3 Wasser und 84,7 g*USP-Stearinsäure vermischt, die
erhaltene Erythromycin-Stearatlösurig in Acetonwasser bei 45° unter leichtem Vacuum
filtriert, dann unter Vacurim auf ein Volumen von 650 cm3 bei 45° eingeengt und
der konzentrierten Lösung unter Rühren bei 45' 150 cm3 steriles Wasser zugefügt.
Die trübe Lösung läßt man etwa 12 Stunden durch Abkühlest in einem kühlen Rauei
von etwa 5° ohne Rühren auskristallisieren, filtriert die kristalline Aufschlämmring,
wäscht die Kristalle reit 50°/°igem Aceton von etwa 10"
und trocknet
sie im Vacuum bei etwa 45°. Die Ausbeute an Frythromycin-Stearat mit einer Bioaktivität
von 593 Einheiten Erythromycin pro mg beträgt 78 %.
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Beispiel 5 Eine Lösung von Erythromycin-Acetat (16 1) mit einer Bioaktivität
von 40 200 Einheiten Erythromycin pro cm3 bei einer "Temperatur von 38° wird mit
6,751 Aceton extrahiert, indem man 4,3 kg Natriumchlorid und so viel 10°/oige Natronlauge
hinzufügt, daß der PH-Wert etwa 10,5 beträgt. Nach der Phasentrennung befindet sich
die Erythromycinbase in der Acetonphase. Einer in dieser Weise hergestellten Acetonlösung
der Erythromycinbase (300 cm3) werden bei 45° 32 g USP-Stearinsäure zugemischt.
Wenn sich die Stearinsäure vollständig aufgelöst hat, fügt man 200 cm3 Wasser von
45° hinzu, läßt die trübe Mischung bei Raumtemperatur etwa 12 Stunden zum Auskristallisieren
stehen, filtriert die kristalline Aufschlämmung ab, wäscht die Kristalle mit 50°/oigem
Aceton.bei Raumtemperatur und trocknet sie im Vacuum bei 45°. Die Ausbeute an Erythromycin-Stearat
mit einer Wirksamkeit von 590 Einheiten Erythromycin pro mg beträgt 92,20/0.. Beispiel
6 Eine Erythromycin-Acetat-Salzlösung (2,5 1) mit einer Bioaktivität von 29 500
Einheiten Erythromycin pro cm3 wird bei 35° mit folgenden Ingredienzien in der angegebenen
Reihenfolge unter Rühren vermischt: 375 cm3 Isopropylalkohol 950 g Natriumchlorid
10%ige Natronlauge bis zu p.- 10,5 Die Mischung wird etwa.15 Minuten bei 35° gerührt.
Danach zerfällt sie in eine an Erythromycin angereicherte Isopropylalkoholphase
und eine wäßrige Natriumchloridphase. Die Isopropylalkoholphase mit der Erythromycinbase
wird von der wäßrigen Phase abgetrennt und mit 30 g Stearinsäure versetzt. Wenn
die Stearinsäure vollständig in Lösung gegangen ist, fügt man 270 g Wasser von 60°
hinzu, wobei die Lösung trüb wird, ohne daß jedoch eine Phasentrennung eintritt.
Die trübe Lösung wird auf etwa 2° abgekühlt und bei dieser Temperatur etwa 12 Stunden
stehengelassen, um eine im wesentlichen vollständige Kristallisation des Erythromycin-Stearats
zu erzielen. Das Erythromycin-Stearat wird abfiltriert, die Ausbeute beträgt 77
°/o. Das Stearat hat eine Bioaktivität von 658 Einheiten Erythromycin pro mg.
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In den vorhergehenden Beispielen, an denen die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht werden sollte, wird das Erythromycin aus der Lösung
in einem organischen Lösungsmittel durch Wasser ausgefällt, da hierdurch das Erythromycin
in einer kristallinen Form anfällt, die sich gut filtrieren läßt. Das Erythromycin
kann aber auch aus der organischen Lösungsmittellösung 'auf verschiedenen anderen
Wegen gewonnen werden. So ist es z. B. möglich, durch Zusatz eines organischen Kohlenwasserstoffs
wie Petroläther mit einem Siedepunkt zwischen 88 und 99° die Erythromycinsalze aus
der organischen Lösung zu fällen.
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Es ist weiterhin möglich, die Erythromycinsalze einfach in der Weise
aus dem organischen Lösungsmittel zu isolieren, daß man die organische Lösung kühlt
und so lange stehen läßt, bis die Erythromycinsalze ausfallen.
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In den Beispielen ist zwar hauptsächlich Aceton als Lösungsmittel
für die Erytliromycin-Additionssalze genannt. Statt dessen können mit gleichem Erfolg
auch andere übliche mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, in denen die
Erythromycinsalze löslich sind, unter anderem-Alkohole, wie Äthylalkohol, Isopropylalkohol
und tert.-Butylalkohol, verwendet \t,crden. Außer den weiter oben angeführten Lösungsmitteln
können noch andere bekannte organische Lösungsmittel verwendet werden.
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Desgleichen können auch an Stelle des Natriumchlorids andere Stoffe
zum Aussalzen in dem Verfahren gemäß Erfindung verwendet werden; geeignet sind anorganische
Salze mit einer verhältnismäßig hohen Wasserlöslichkeit, wie z. B. Calciumchlorid
und Ammoniumsulfat.
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Es soll weiterhin darauf hingewiesen werden, daß zur Einstellung des
pH-Wertes der Erythromycinlösung an Stelle von Natriumhydroxyd auch Kaliumhydroxyd
oder andere alkalische Reagenzien, die gewöhnlich benutzt werden, um einen pH zwischen
etwa 8,5 und 11,0 einzustellen, verwendet werden können.
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In den vorhergehenden Beispielen ist zwar nur die Herstellung von
Erythromycin-Stearat beschrieben, es ist jedoch auch möglich, andere Erythromycin-Additionssalze
herzustellen, z. B. Erythromycin-Capronat, Erythromycin=Laurat, Erythromycin-Myristat,
Erythromycin-Palmitat, Erythromycin-Oleat und Erythromycin-Lignocerat, indem man
die Stearinsäure in der in den Beispielen beschriebenen Weise durch Capronsäure,
Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Lignocerinsäure oder auch
andere in Wasser unlösliche gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren ersetzt.