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Verfahren zur Erzeugung von Griseofulvin enthaltenden Trockenprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Griseofulvin enthaltenden
Trockenprodukten.
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Griseofulvin ist ein bekanntes Antibiotikum mit bemerkenswerten fungistatischen
und fungiciden Eigenschaften, das der folgenden Formel entspricht:
Die Herstellung dieser Verbindung in technischem Maßstab durch submerse aerobe Gärung
und ihre Isolierung und Reinigung aus der Gärmaische sind in den deutschen Patentschriften
1018 588 und 1021539 beschrieben.
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Eine der hauptsächlichen Anwendungsmöglichkeiten für Griscofulvin
ist die der Behandlung von Pflanzenkrankheiten im Gartenbau und in der Landwirtschaft.
Im Hinblick auf diese Verwendungszwecke ist es daher erforderlich, das Antibiotikum
wohlfeil und in großen Mengen zu erzeugen. Die bisher vorgeschlagenen Extraktionsverfahren
beruhen alle auf der Abtrennung des Mycels aus der nach der Gärung erhaltenen Gärbrühe,
der sich dann die Extraktion des Antibiotikums aus diesem anschloß. Das abgetrennte
Antibiotikum wurde dann durch Vermischen mit geeigneten Trägern zu in der Landwirtschaft
verwendbaren Stäube- und Sprühmitteln sowie pharmazeutischen Produkten verarbeitet.
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Bei der Fermentation von Griseofulvin erzeugenden Organismen verbleibt
der Hauptteil des Antibiotikums bis nahe vor ihrem Ende im Mycel, weshalb man sie
kurz vor dem Mvcelzerfall abbricht und das feste Mycel abtrennt. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß bei dem Punkt, wo der Mycelzerfall erfolgt, der Gesamttiter an Griseofulvin
noch beträchtlich ansteigt. Auf Grund der Schwierigkeiten bei der Extraktion des
Antibiotikums aus einer Kultur, deren Mycel bereits beträchtlich zerfallen ist,
konnte aber dieser Vorteil bisher nicht wahrgenommen werden.
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Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, das bei der submersen,
aeroben Gärung von Griseofulvin erzeugenden 1likroorganismen gebildete Mycel oder
sogar die gesamte dabei erhaltene Gärbrühe der Walzentrocknung zu unterwerfen. Das
erhaltene Trockenprodukt kann dann direkt für Gartenbau- oder Landwirtschaftszwecke
verwendet werden, ohne daß eine weitere Behandlung außer einfachem Vermahlen nötig
ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher eine das Antibiotikum
in großer Wirkungsstärke enthaltende Gärmaische der Walzentrocknung unterworfen,
wobei der Gesamttiter wenigstens 0,5 g/Liter und vorzugsweise wenigstens 1,0 g/Liter
Griseofulvin beträgt.
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Besonders vorteilhaft ist es, eine Gärmaische der Walzentrocknung
zuzuführen, die durch Weiterführung einer Griseofulvin erzeugenden Gärung über den
Punkt des Mycelzerfalls hinaus erhalten wurde, weil dadurch auch noch die Titerzunahme
nach Beginn des Mycelzerfalls ausgenutzt werden kann. Außerdem macht die Walzentrocknung
der gesamten Maische das vorherige Abfiltrieren des Mycels überflüssig.
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Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das das Griseofulvin enthaltende Mycel von der bei der Submersgärung eines
Griseofulvin erzeugenden Organismus in einem geeigneten Nährmedium erhaltenen Maische
abgetrennt. Dieses Mycel, das einen beträchtlichen Anteil des vorhandenen Gesamtgriseofulvins
enthält, wird dann der Walzentrocknung unterworfen. Bei dieser Arbeitsweise ist
es zweckmäßig, die Gärung vor dem Mycelzerfall abzubrechen.
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Das bei der Walzentrocknung erhaltene Material liegt in Form eines
flockigen Pulvers vor, das gewöhnlich
wenigstens 3% und unter Umständen
bis zu 80!o Griseofulvin enthält. Dieses Material kann auf eine geeignete Teilchengröße
vermahlen und direkt als oder in Stäubemittel(n) für Gartenbau oder Landwirtschaft
verwendet werden. Selbstverständlich können auch andere Bestandteile, z. B. Netz-
und Haftmittel, zugesetzt werden, und zwar vorteilhafterweise zu der nach der Gärung
enthaltenen Maische vor ihrer Trocknung. wodurch eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet
wird. Das Pulver kann selbstverständlich auch zu Zubereitungen verarbeitet werden,
die in Wasser oder 01 unter Bildung eines Sprühmittels suspendiert oder emulgiert
werden können.
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Außer der Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Material
erhalten wird, das gegebenenfalls nach dem Vermahlen direkt angewandt und in einer
einzigen Stufe aus der Gärmaische hergestellt werden kann, weist das Produkt noch
den weiteren Vorteil auf, daß das Griseofulvin gleichmäßig in ihm verteilt ist und
daß alle Teilchen praktisch das gleiche Raumgewicht aufweisen. Wie allgemein bekannt.
sind diese beiden Merkmale bei landwirtschaftlichen Stäubemitteln von großer Bedeutung.
insbesondere dann. wenn sie in großem Maßstab durch maschinelle Verteilung zur Anwendung
gelangen sollen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß andere Trocknungsarten als die Walzentrocknung,
z. B. eine Sprühtrocknung, keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern, was insbesondere
auf die gelatinöse Beschaffenheit der 'Maische zurückzuführen ist. Das erfindungsgemäße
Verfahren wird aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen vorwiegend auf durch
Submersgärung erhaltene Maischen mit großer Wirkungsstärke angewandt; eine durch
Oberflächengärung erhaltene Maische wäre weniger geeignet, da erstens der Titer
zu gering wäre, wodurch das Verfahren nicht besonders wirtschaftlich würde, und
zweitens die zusammenhängende gelatinöse Beschaffenheit einer Oberflächenkultur
ein Material liefern würde, das sich zur direkten Verwendung in einem landwirtschaftlichen
Produkt nicht eignet.
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Die Walzentrocknung kann auf jede beliebige der auf anderen Gebieten
der Technik bekannten Arbeitsweisen durchgeführt werden. Das Mvcel oder die gesamte
'Maische wird in einem dünnen Film einer erwärmten Trommel oder Walze zugeführt
und beispielsweise entweder zwischen der Trommel und einer daran angrenzenden Rakel
oder durch die Eingriffsstelle eines Trommel- oder Walzenpaares geleitet. Aus <lern
Film wird die Feuchtigkeit durch Verdampfen entfernt. und die getrockneten Feststoffe
werden gekrümelt und dann mittels einer weiteren Rakel. die auf die erhitzte Trommel
drückt, von dieser entfernt. Es stehen mehrere verschiedene Arten und Vorrichtungen
zur Walzentrocknung zur Verfügung. und die Wahl einer bestimmten richtet sich in
der Hauptsache nach dem Maßstab, in dem das Verfahren angewandt werden soll.
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Sowohl das feuchte feste 'Ivcel, das aus einer Griseofulvinfermentation.
beispielsweise durch Filtrieren mit Hilfe eines ''akuumdrehbandfilters erhalten
wurde, als auch die gesamte Gärmaische können in sehr zufriedenstellender '''eise
walzengetrocknet werden und liefern eine feste Substanz. die aus blaßlederfarbenen,
frei fließenden und angenehm riechenden trocknen Flocken besteht.
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Die Herstellung dieser Trockenprodukte ist billig und führt zu einer
sehr hohen Gesamtausbeute an Griseofulvin. z. B. zu einer Ausbeute, die häufig bei
über 951/o an walzengetrockneter Festsubstanz, bezogen auf die Gärmaische liegt.
Die Wirkungsstärke der Trockenprodukte hängt von vielen Faktoren ab, z. B. von dem
für die Gärung verwendeten Stamm des Organismus, der Beschaffenheit des 'Mediums
und den Gärbedingungen. Wie bereits erwähnt, enthält jedoch die getrocknete feste
Substanz erfahrungsgemäß gewöhnlich 3 bis 8% Griseofulvin.
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Zur Herstellung Griseofulvin enthaltender Produkte, wie Stäubemittel,
Pulver und Sprühmittel u. dgl., zur Verwendung in Landwirtschaft und Gartenbau bringt
man die walzengetrockneten Festsubstanzen durch Vermahlen oder andersartiges Zerkleinern
auf die erforderliche Teilchengröße. Diesem feinvermahlenen, Griseofulvin enthaltenden
Trockenprodukt kann man gegebenenfalls weitere '-Mengen entweder Verdünnungsmittel
oder reinen Griseofulvins je nach der Wirkungsstärke des Produktes, die man zu erzielen
wünscht, zusetzen. Das gebildete Pulver kann direkt als landwirtschaftliches oder
Gartenbaustäubemittel oder als Grundlage komplizierterer Zubereitungen verwendet
werden, die für besondere Anwendungsformen in der Landwirtschaft bestimmt sind.
Derartige Zubereitungen können beispielsweise geeignete N etzmittel. z. B. das unter
dem Handelsnamen Nansa HS-Flake bekannte Alkvlarvlsulfonat, Dispergiermittel, Füllstoffe,
wie Kaolin (China-Clay) und Magnesiumtrisilikat. sowie Haftmittel enthalten.
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Das bei der Walzentrocknung erhaltene Produkt läßt sich gut zu ausgezeichneten
Stäuben gleichmäßiger Dichte mit Wirkungsstärken von etwa 3 bis 8% (Gew./Gew.) Griseofulvin
vermahlen. Die bei der Verarbeitung erzielbare Teilchengröße kann beliebig variiert
und somit den verschiedensten Verwendungszwecken angepaßt werden. Zweckinäßigerweise
wird das Trockenprodukt auf eine Teilchengröße von unter 200 Mikron vermahlen; es
läßt sich sogar mit gutem Erfolg einer Feinstzerteilung unterwerfen, bei der Teilchen
von unter 10 Mikron erhalten werden. wobei mehr als 90% der Teilchen weniger als
5 Mikron aufweisen.
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Der besondere Vorteil solcher Stäube liegt darin, daß alle Teilchen.
sowohl des Wirkstoffes als auch des Verdünnungsmittels, etwa die gleiche Größe und
Dichte besitzen. Bei der Anwendung besteht demnach keine Gefahr, daß sich die beiden
Teilchenarten voneinander trennen.
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Die Zugabe geeigneter Netzmittel, Dispergiermittel und Füllstoffe
kann bei der Herstellung benetzbarer oder dispergierbarer Pulver entweder vor der
Walzentrocknung oder während des Vermischens und Vermahlens der Trockenprodukte
erfolgen, doch ist ersteres gewöhnlich zu bevorzugen, um eine gründliche Verteilung
in dem gesamten Produkt zu gewährleisten. Ferner wurde gefunden. daß die auf eine
geringe Teilchengröße vermahlenen Griseofulvin enthaltenden Trockenprodukte entweder
mit oder ohne Zugabe von Schutzkolloiden zu einer Stammpaste oder Stammdispersion
mit einem geeigneten Netzmittel innig vermischt werden können. Das unter dem Handelsnamen
'Nansa HS-Flake bekannte AlkvIarvlsulfonat stellt beispielsweise ein für beliebige
der obigen Zwecke geeignetes :Netzmittel dar. Alle diese Produkte, walzengetrocknete
Stäubemittel. benetzbare und dispergierbare Pulver sowie Sprühmittel, sind für eine
große Anzahl von Pflanzen nicht phototoxisch.
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Es sei erwähnt, daß das erfindungsgemäß erhaltene Trockenprodukt selbst
eine gute Nährquelle für das
Wachstum bestimmter '-l%lilcroorganismen,
unter anderein Bakterien darstellt, die von Griseofulvin nicht angegriffen werden.
Zur Sicherung der Stabilität ist es deshalb zweckmäßig, eine Substanz mit antibakteriellen
Eigenschaften zuzusetzen. Bekanntlich wirken viele Netzmittel vom Alkylarylsulfonattyp
bakteriostatisch, so daß sie gleichzeitig als Netzmittel und als antibakterielles
Mittel dienen können. Selbstverständlich kann man auch ein anderes nicht phytotoxisches
und verträgliches antibakterielles Mittel versenden.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
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Walzentrocknung von Griseofulvin-mycelfeststoffen Beispiel 1 3251
Gärmaische (hergestellt nach deutschem Patent 1018 588) mit einem Titer von
1205 ug/ml wurden filtriert, wobei 81 kg feuchter Mycelfeststoff mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 76.4% und gemäß der spektrophotometrischen Prüfung, wie sie in dem vorstehend
genannten Patent beschrieben ist, mit einem Gehalt von 270- Griseofulvin
erhalten wurden.
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22 kg dieses Mycels wurden auf einem Simon-Versuchswalzentrockner
getrocknet, dessen Walzen 20,3 cm lang waren und einen Durchmesser von 20,3 cm besaßen
und wobei der Abstand zwischen den Walzen 0,25 mm betrug. Die Vorrichtung wurde
mit 1.9 Umdr./Min. betrieben und Dampf' mit einem Druck von 4.2 atü zum Erhitzen
verwendet. Die getrocknete Festsubstanz (Feuchtigkeitsgehalt 6,4%`) wurde in Form
angenehm riechender, blaß lederfarbener, frei fließender Flocken in einem Gewicht
von 4,33 kg erhalten. Nach der spektrophotometrischen Prüfung enthielt das Material
86 g Griseofulvin, woraus sich ergibt, daß kein Abbau oder Verlust des Antibiotikums
erfolgt war. Zur Nachprüfung wurden 200 g des Materials mit Trichloräthylen extrahiert.
und es wurden dabei 4 g Griseofulvin, das vor dem Umkristallisieren 80% rein war,
erhalten.
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Beispiel 2 Aus 1201 einer typischen Gärmaische mit einem Titer von
2725 ug/ml wurden 12 kg eines feuchten Mycelfeststoffes mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 80,7% und einem Fettgehalt von 3,34% durch Filtrieren der Maische erhalten.
Durch spektrophotometrische Prüfung wurde gefunden, daß dieser Feststoff 180 g Griseofulvin
enthielt. Der llycelfeststoff wurde. wie oben beschrieben, der Walzentrocknung unterworfen
und ergab 2,7 kg an blaß lederfarbenen. frei fließenden, angenehm riechenden,
getrockneten Flocken mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 9,7% und einem Fettgehalt
von 11,9%.
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Wie durch spektrophotometrische Prüfung ermittelt werden konnte, enthielt
das getrocknete Material 190 g Griseofulvin, d. h. 7,2%. Zur I'Tachprüfung wurden
240 g des getrockneten Mycels extrahiert und lieferten dabei 15 g Griseofulvin,
das vor dem Umkristallisieren eine Reinheit von 92% aufwies.
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Walzentrocknung von Griseofulvinbrühen Beispiel 3 401 einer typischen
Gärmaische mit einem Wirkstoffgehalt von 3,445 ug/ml wurden auf dem Simon-Versuchswalzentrockner
getrocknet, wobei der Abstand zwischen den @@'alzen 0,25 min betrug. Die Vorrichtung
wurde mit 1,3 Umdr./Min. betrieben und Dampf mit einem Druck von 4,2 atü zum Erhitzen
verwendet. Die getrocknete Festsubstanz fiel in Form angenehm riechender, blaß lederfarbener.
frei fließender Flocken (Dichte = 0,29) und in einem Gewicht von 2870g an. Die Prüfung
ergab einen Gehalt von 5,1%:Griseofulvin, 8.0%_Feuchtigkedtiund 8,8% Fett. Beispiel
-1 201 einer typischen Gesamtbrühe mit einem Wirkstoffgehalt von 2140 u9/ml wurden
mit 9,1 g des unter dem Handelsnamen Nansa HS-Flake bekannten Netzmittels versetzt
und der Walzentrocknung unterworfen. Man erhielt 950 g eines getrockneten Produkts,
dessen Überführung einen Gehalt von 48,6 g Griseofulvin, 4,5% Fett und 6,5% Feuchtigkeit
ergab. Ein anderer Anteil von 201 genau der gleichen Brühe wurde auf dem Simon-Versuchswalzentrockner
unter Verwendung von Dampf mit einem Druck von 4,2 atü zum Erhitzen bei 1,3 Lmdr./Min.
getrocknet. Es wurden 800g eines getrockneten Produkts erhalten, dessen Prüfung
ein Gehalt von 44,8 g Griseofulvin, 5,6% Fett und 6,0% Feuchtigkeit ergab.
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Vermahlen des bei der Walzentrocknung von Griseofulvingesamtbrühe
erhaltenen Produkts 40 g eines typischen, bei der Walzentrocknung von Gesamtbrühe
erhaltenen Produkts. dessen Prüfung einen Gehalt von 5,0% Griseofulvin, 8,0% Feuchtigkeit
und 8,8% Fett ergab, wurde in einer mit 15000 Umdr./1lin. betriebenen Mikropulverisiervorrichtung
unter Verwendung des 0,25-mm-Siebes (10/1000 »sieve«) unter Bildung von 38 g eines
hellbraunen Staubes oder Filzes vermahlen, dessen Prüfung einen Gehalt von 5,6%
Griseofulvin, 8,1% Fett und 9,8 % Feuchtigkeit ergab.
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Alle Teilchen waren kleiner als 101Iikron und 90% kleiner als 5 1\Iikron.