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Verfahrest zur Herstellung von Zinkinsulin mit erhöhtem Zinkgehalt
Es ist bekannt, Zinkinsulin mit erhöhtem Zinkgehalt in kristallinischer oder amorpher
Form dadurch herzustellen, daß man Insulin zu wäßrigen Medien zusetzt, in denen
es schwer löslich ist, die ein Zinksalz enthalten sowie einen pR-Wert von ungefähr
6 bis 7 aufweisen. Dem wäßrigen Medium können gegebenenfalls bis zu 8 Gewichtsprozent
Aceton zugesetzt werden, um auf amorphes Insulin lösend zu wirken und die Kristallisation
zu fördern.
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Es ist ferner bekannt, injizierbare Suspensionen oder Lösungen von
Zinkinsulin sowie von Globininsulin, Protämininsulin und- Methylalbumininsulin.
mit verschiedenem Zinkgehalt, ausgehend vom amorphen oder vom kristallinen Insulin,
herzustellen.
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Das Produkt ist in wäßrigen Flüssigkeiten bei dem pK- Wert des Blutes
schwer löslich und daher für die medizinische. Therapie, wo man eine retardiexte
Insulinwirkung wünscht, verwendbar. Eine Aufschlämmung amorpher oder kristalliner
Insulinteilchen mit erhöhtem Zinkgehalt, die bei dem p$ Wert des Organismus besonders
schwer löslich sind und daher langsam resorbiert werden, kann direkt injiziert werden.
DieLösung kannmit derBlutflüssigkeit isotonisch sein.
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Insulin weist eine Anzahl von. Carboxylgruppen auf, die es befähigen,
mit Zinkionen unter Salzbildung zu reagieren. Theoretisch lassen sich bis zu 2,720%
Zink salzartig. binden. Diese. theoretische obere. Grenze ist aber nach den bisher
bekannten. Methoden nicht erreicht worden. Der bisher höchste Zinkgehalt betrug
nur 2,25 bis 2;30%.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von
Zinkinsulin mit erhöhtemo Zinkgehalt. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß man
kristallines oder amorphes Insulin in einem gegenüber Insulin inerten organischen
Medium suspendiert oder löst und mit einer im genannten Medium in solcher Menge
gelösten Zinkverbindung zur Reaktion bringt, daß die Zinkinsulinverbindung einen
Zinkgehalt von wenigstens 2,2 bis 2,3 % besitzt.
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Als inertes organisches Medium kann vorzugsweise Äthylalkohol. Aceton,
Pyridin oder Eisessig verwendet werden. Es ist aber auch möglich, in Gegenwart anderer
inerter organischer Medien zu arbeiten, wie schwachen organischen Basen - hierunter
Aminen, Amiden und P'yridinen - ferner Phenolen, Kresolen, organischen Säuren, wie
Eisessig, Milchsäure, Glykolsäure, Propionsäure oder Ameisensäure, mono- oder polyvalenten
Alkoholen, deren Derivaten oder Verbindungen hiervon, wie Estern und Äthern, Ketonen
sowie Halogen oder Thioderivaten der genannten Stoffe.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Reaktion in Gegenwart
eines Mediums ausgeführt,. das bis zu 8501o Wasser enthält. Nach einer weiteren
Ausführungsform wird. die Reaktion bei einem pH-Wert von wenigstens 4,5 ausgeführt.
Dies kann vorzugsweise in Gegenwart von ammoniakalischem Ammonchlorid geschehen-Es
ist dabei nicht von Bedeutung, ob das Insulin in Medien eingesetzt wird, in denen
es löslich ist, oder ob es in fester Form in einem Medium aufgeschlämmt wird. Die
kristallinen oder amorphen Insulinteilchen gehen nämlich leicht in die entsprechende
Zinkverbindung über..
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Es ist selbstverständlich zweckmäßig, die Herstellung von Zinkinsulin
mit erhöhtem Zinkgehalt unter sterilen Bedingungen vorzunehmen.
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Das Verfahren der Erfindung gestattet es, weit höhere Zinkgehalte,
insbesondere solche von bis zu 8%, zu erreichen und damit die Schwerlöslichkeit
der Insulinverbindung bzw. deren Depotwirkung zu steigern. Untersuchungen haben
ergeben, daß eine Erstreckung der Wirkungsdauer weit über 24 Stunden möglich ist.
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Ein Zinkinsulin mit erhöhtem Zinkgehalt gemäß der Erfindung zeichnet
sich durch große Stabilität aus. Es kann ohne Bedenken in Pulverform gelagert werden.
Beispiel
1 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm absolutem Äthylalkohol, der 5 mg Zink
pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes, z. B. Zinkacetat oder Zinkchlorid, enthält,
aufgeschlämmt.- Nach 2stündigem Um= rühren werden die Kristalle durch Filtrieren
isoliert, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet. Sie enthalten etwa 5111o Zink.
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Die Kristalle können auch durch Zentrifugieren isoliert werden. -Beispiel
2 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm absolutem Äthylalkohol, der -0 ;3 mg
Zink pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes enthält, aufgeschlämmt. Nach 2stündigem
Umrühren werden die Kristalle wie oben isoliert, gewaschen mit Äthylalkohol und
getrocknet. Sie enthalten etwa 3% Zink. Beispiel 3 1 g kristallines Insulin wird
in 100g geschmolzenem wasserfreiem Phenol, das 1% Zink in Form von Zn C12 enthält,
aufgeschlämmt. Nach 2stündigem Umrühren werden 100 ccm Äthylalkohol zugesetzt,
die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet.
Die Kristalle enthalten etwa 50/e Zink. Beispiel 4 1 g kristallines Insulin wird
in 100 ccm 83%igem Benzylalkohol, der 8 mg Zink pro ccm in Form von Zn C12 enthält,
aufgeschlämmt. Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben,
isoliert, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle enthalten etwa
4,1% Zink. Beispiel 5 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm Aceton, das 5 mg
Zink pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes enthält, aufgeschlämmt. Nach 2stündigem
Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert und mit Aceton gewaschen
und getrocknet. Die Kristalle enthalten etwa 50/a Zink. Beispiel 6 1 g kristallines
Insulin wird in. 100 ccm Pyridin, das 10 mg Zink pro ccm in Form eines löslichen
Zinksalzes enthält, aufgeschlämmt. Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle,
wie oben angegeben, isoliert,, mit Alkohol gewaschen und. getrocknet. Die Kristalle
enthalten etwa 311/o Zink. Beispiel 7 1 g kristallines Insulin - wird in 100 ccm
Eisessig, der 5 mg Zink pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes enthält, aufgeschlämmt.
Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert, mit
Alkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle enthalten etwa 5% Zink. Beispiel
8 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches mit 35
Gewichtsprozent Äthylalkohol aufgeschlämmt. Das . Gemisch enthält 10 mg Zink pro
ccm in Form von Zinkchlorid. Die Lösung weist einen pH-Wert von 4,5 auf. Nach 2stündigem
Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert, mit Alkohol gewaschen
und getrocknet. Die Kristalle weisen einen Zinkgehalt von etwa 3,5% Zink auf. Beispiel
9 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches mit 15
Gewichtsprozent Äthylalkohol aufgeschlämmt. Das Gemisch enthält 10 mg Zink pro ccm
in Form von Zinkchlorid. Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle, wie oben
angegeben, isoliert, mit Alkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle weisen
einen Zinkgehalt von etwa 2,3 % Zink auf. Beispiel 10 1 g kristallines Insulin wird
in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches, das 50 Gewichtsprozent Äthylalkohol enthält,
aufgeschlämmt. Das Gemisch enthält 10 mg Zink pro ccm in Form von Zinkchlorid. Dem
Gemisch wird zur Einstellung eines pH-Wertes von -7 eine ammoniakalische Ammonchloridlösung
zugesetzt. Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert,
gewaschen und getrocknet. Die Kristalle enthalten etwa 7% Zink. Beispiel 11 1 g
kristallines Insulin wird in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches, das- 35 Gewichtsprozent
Äthylalkohol enthält, aufgeschlämmt. Das Gemisch enthält 10 mg Zink pro ccm in Form
von Zinkchlorid. Dem Gemisch wird zur Einstellung eines pH-Wertes von 7 eine ammoniakalische
Ammonchloridlösung zugesetzt. Nach 2stündigem Umrühren werden die Kristalle, wie
oben angegeben, isoliert, mit Alkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle enthalten
etwa 5,50% Zink. -Beispiel 12 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches,
das 15 Gewichtsprozent Äthylalkohol enthält, aufgeschlämmt. Das Gemisch enthält
10 mg Zink pro ccm in Form von Zinkchlorid. Dem Gemisch wird zur Einstellung eines
pH-Wertes von 7 eine ammoniakalische Ammonchloridlösung zugesetzt. Nach 2stündigem
Umrühren werden die Kristalle, wie oben angegeben, isoliert, mit Alhohol gewaschen
und getrocknet. Die Kristalle enthalten etwa 5% Zink. Beispiel 13 1 g kristallines
Insulin wird in 100 ccm eines Alkohol-Wasser-Gemisches, das 30 Gewichtsprozent Äthylalkohol
enthält, aufgeschlämmt., Das Gemisch enthält 2,3 mg Zink pro ccm in Form eines löslichen
Zinksalzes und hat einen px Wert von 4,4. Das Insulin ist teilweise in Lösung gegangen.
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Der nicht gelöste Teil der Kristalle wird abfiltriert, mit Alkohol
gewaschen und getrocknet. Sie enthalten 2;2% Zink.
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Der pH-Wert des Filtrates wird auf 6,3 eingestellt. Amorphes Insulin
wird ausgefällt, -mit Alkohol gewaschen und getrocknet. Das amorphe Insulin enthält
etwa 4,5% Zink.
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Beispiel 14 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm einer Mischung
von Aceton und Wasser, die 1,3 mg Zink pro ccm Mischung in Form eines löslichen
Zinksalzes, z. B. Zinkchlorid, enthält, suspendiert: Bei einem Wassergehalt der
Mischung von 25 bzw. 5011/o enthalten die Kristalle 4,5 bzw. 3,6% Zink.
Beispiel
15 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm Glycerin oder in einer Mischung von
Glycerin und Wasser, die 4,0 mg Zn pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes, z.
B. Zinkchlorid, enthält, suspendiert. Bei einem Wassergehalt der Mischung von 50%
enthalten die Kristalle 3,1% Zink. Beispiel 16 1 g kristallines Insulin wird in
100 ccm Methyl acetat, das 15 mg Zink in Form eines löslichen Zinksalzes enthält,
suspendiert. Die Kristalle enthalten 3,9% Zink. Beispiel 17 1 g kristallines Insulin
wird in 100 ccm Glycerin oder in einer Mischung von Glycerin und Wasser, die 0,4
mg Zn pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes, z. B. Zinkchlorid, enthält, suspendiert.
Bei einem Wassergehalt der Mischung von 50% enthalten die Kristalle 3,111/o Zink.
Beispiel 18 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm Athylendiamin, das 10,2 mg
Zink pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes, z. B. Zinkchlorid, enthält, suspendiert.
Nach 2stündigem Rühren werden die Kristalle abgetrennt, mit Äthylalkohol gewaschen
und getrocknet. Die Kristalle enthalten 2,5 % Zink. Beispiel 19 1 g kristallines
Insulin wird in 100 ccm Thiodiglycol, das 8 mg Zink pro ccm in Form eines löslichen
Zinksalzes, z. B. Zinkchlorid, enthält, suspendiert. Die Suspension wird 2 Stunden
lang gerührt, worauf die Kristalle abgetrennt, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet
werden. Die Kristalle enthalten 2,4% Zink. Beispiel 20 1 g kristallines Insulin
wird in 100 g Anilin, das 1,% Zink in Form von Zn C12 enthält, suspendiert. Nach
2stündigem Rühren werden die Kristalle abgetrennt, z. B. durch Filtration, mit Äthylalkohol
gewaschen und getrocknet. Die Kristalle weisen einen Zinkgehalt von etwa 5°/o auf.
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Beispiel 21 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm Propionsäure,
die 5 mg Zink pro ccm in Form eines löslichen Zinksalzes enthält, suspendiert. Nach
2stündigem Rühren werden die Kristalle abgetrennt, z. B. durch Filtration, mit Äthylalkohol
gewaschen und getrocknet. Die Kristalle weisen einen Zinkgehalt von etwa 5 % auf.
Beispiel 22 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm 3-Chlor-1,2-propandiol, das
5 mg Zink pro ccm in Form von Zn C12 enthält, suspendiert. Nach 2stündigem Rühren
werden die Kristalle abgetrennt, z. B. durch Filtration, mit Äthylalkohol gewaschen
und getrocknet. Die Kristalle weisen einen Zinkgehalt von etwa 5 % auf. Beispiel
23 1 g kristallines Insulin wird in 100 ccm Glycol, das 800 mg Zink in Form von
Zn C12 enthält, suspendiert. Nach 2stündigem Rühren werden die Kristalle abgetrennt,
z. B. durch Filtration, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle
weisen einen Zinkgehalt von etwa 6,7% auf. Beispiel 24 1 g kristallines Insulin
wird bei einer Temperatur von 40° C in 60 ccm Phenol, in welchem 0,4 g Zinkchlorid
gelöst ist, suspendiert. Nach 2stündigem Rühren werden die Kristalle abgetrennt,
z. B. durch Filtration, mit Äthylalkohol gewaschen und getrocknet. Die Kristalle
weisen einen Zinkgehalt von etwa 7,8°/o auf. Beispiel 25 1 g kristallines Insulin
wird in 60 cem einer Lösung, die gleiche Teile von Äthylalkohol und 1-Phenol-4-sulfonsäure
und ferner 0,5 g Zinkchlorid enthält, suspendiert. Die Suspension wird 2 Stunden
lang gerührt. Die Kristalle werden z. B. durch Filtration abgetrennt, mit absolutem
Alkohol gewaschen und getrocknet. Die abgetrennten Insulinkristalle weisen einen
Zinkgehalt von 4,5'°/o auf.
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In sämtlichen obigen Beispielen kann man amorphes Insulin verwenden
an Stelle von kristallinem Insulin.