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Verfahren zur Gewinnung von reinem Phenoxymethylpenicillin Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Phenoxymethylpenicillin aus seinen
rohen wäßrigen Lösungen oder festen Rohprodukten, die aus Gärlösungen isoliert wurden.
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Es ist bekannt, daß bei der Fällung von Phenoxymethylpenicillin aus
rohen wäßrigen Lösungen das Antibiotikum als sehr langsam erstarrendes C51 ausgeschieden
wird. Derartige rohe wäßrige Lösungen werden durch Extraktion organischer Lösungsmittelextrakte
bei einem pg Wert von 7 erhalten, wobei die Lösungsmittelextrakte durch Behandlung
von Gärlösungen mit Chloroform, Amyl- oder Butylacetat bei einem p$ Wert unterhalb
von 7 gewonnen werden. Das hierbei erhaltene feste Produkt ist grau oder gelb gefärbt
und mit verschiedenen Verunreinigungen vermischt, besonders mit Phenoxyessigsäure,
die bei der Gärung als »Zusatzstoff« verwendet wird. Phenoxyessigsäure fällt in
wäßrigem Medium zusammen mit Phenoxymethylpenicillin aus, da auch sie in Wasser
wenig löslich ist.
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Obwohl Phenoxyessigsäure in Wasser löslicher ist als Phenoxymethylpenicillin,
sind die Löslichkeiten und der Unterschied in der Löslichkeit so gering, daß eine
gute Trennung stets mit einem großen Verlust an Antibiotikum verbunden ist.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, für die Extraktion der angesäuerten
Gärlösung ein selektives Lösungsmittel, wie Chloroform, zu verwenden, das aus der
Gärlösung alles Phenoxymethylpenicillin und nur einen Teil der Phenoxyessigsäure
extrahiert. Es wurde auch versucht, einer neutralen wäßrigen Lösung der beiden Säuren
ein Erdalkalisalz, wie Bariumchlorid, zuzufügen. Das Bariumsalz des Phenoxymethylpenicillins
ist in Wasser ziemlich löslich und kristallisiert nach längerem Stehen, während
das Bariumsalz der Phenoxyessigsäure nur im Verhältnis 1,5 :100 löslich ist und
sofort ausfällt.
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In jedem Fall ist der Unterschied zwischen den Löslichkeiten und den
Kristallisationsgeschwindigkeiten der Bariumsalze sowie der Unterschied zwischen
den Verteilungskoeffizienten der Phenoxyessigsäure und des Phenoxymethylpenicillins
in der Gärlösung und z. B. dem Chloroform nicht groß genug, um eine scharfe Trennung
zu ermöglichen. Die Maßnahmen müssen mehrmals ausgeführt werden, bis die Phenoxyessigsäure
in befriedigender Weise abgetrennt ist. Diese wiederholten Reinigungs- oder Waschoperationen
bringen beträchtliche Verluste an wirksamem Stoff mit sich und machen das Reinigungsverfahren
besonders langwierig.
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Es wurde gefunden, daß Phenoxymethylpenicillin als weiße, reine und
von Phenoxyessigsäure freie Substanz erhalten werden kann, wenn man es mit Säuren
aus rohen wäßrigen Lösungen in Gegenwart von 2-Methöxyäthanol bei einem p),-Wert
von 1,5 bis 2 ausfällt, da Phenoxyessigsäure in 2-Methoxyäthanol-Wasser-Mischungen
viel löslicher ist als Phenoxymethylpenicillin. Eine Mischung von z. B. 15 Raumteilen
2-Methoxyäthanol und 85 Raumteilen Wasser löst rund 5 g Phenoxyessigsäure und nur
etwa 0,15 g Phenoxymethylpenicillin je 100 ccm Lösungsmittel. Bei einem Mischungsverhältnis
von 50: 50 werden 57 g Phenoxyessigsäure und nur 0,59 g Phenoxymethylpenicillin
gelöst.
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Der Löslichkeitsunterschied ist daher sehr groß Phenoxyessigsäure
ist in einer Mischung von 50 Teilen Wasser und 50 Teilen 2-Methoxyäthanol ungefähr
100mal löslicher als Phenoxymethylpenicillin.
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Die Gegenwart von 2-Methoxyäthanol bei der Fällung vonPhenoxymethylpenicillin
aus rohen wäßrigen Lösungen bewirkt außerdem, daß sich das freie Phenoxymethylpenicillin
in Form von weißen Kristallen abscheidet. Neben Phenoxyessigsäure bleiben in der
Mutterlauge noch andereVerunreinigungen und Farbstoffe zurück.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Gärlösung z. B. mit
Amylacetat bei einem pH-Wert von 1,9 extrahiert und der Amylacetatextrakt mit einer
Phosphatpufferlösung extrahiert, so daß der pH-Wert des Extraktes etwa 6,5 beträgt.
Zu dieser Lösung, die neben Phenoxymethylpenicillin auch verschiedene Farbstoffe
und verhältnismäßig große Mengen Phenoxyessigsäure enthält, werden z. B. 30 °%
2-Methoxyäthänol
gegeben, dann wird die Mischung unter raschem Rühren und- unter Kühlung mit einer
starken Mineralsäure bis zu einem pH-Wert von etwa 1,5 bis 2,0 angesäuert. Darauf
scheidet sich das Phenoxymethylpenicillin inFormreinerweißerKristalleab.
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Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird rohes Phenoxymethylpenicillin
in 2-Methoxyäthanol gelöst und zur gekühlten Lösung unter Rühren das gleiche Volumen
Wasser gegeben.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann ein rohes Salz des Phenoxymethylpenicillins
mit einer Base der allgemeinen Formel
in der R ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet (gemäß Patentanmeldung
L 27639IVb/12p [deutsche Auslegeschrift 1058 513]), in 2-Methoxyäthanol
suspendiert und tropfenweise mit einer starken Säure, z. B. n-Salzsäure bis zu einem
pH Wert von etwa 2 versetzt werden, wobei Phenoxymethylpenicillin in weißer kristalliner
Form ausfällt.
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Beispiel 1 100 Liter Gärlösung, die 1800 I. E./ccm Phenoxymethylpenicillin
und 0,2% Phenoxyessigsäure enthalten, werden bei einem pH-Wert von 1,9 mit 12 Liter
Amylacetat in einem mechanischen Extraktionsapparat extrahiert. Der Amylacetatextrakt
wird dann mit 2 Liter einer Pufferlösung bei einem pH-Wert von 6,5 ausgezogen. Man
erhält 2 Liter eines 125 g Phenoxymethylpenicillin enthaltenden Extraktes, dem 600
ccm 2-Methoxyäthanol und dann bei einer 10° C nicht übersteigenden Temperatur 15%ige
Schwefelsäure bis zu einem pH-Wert von 2 zugegeben werden. Man rührt noch 1 Stunde,
dann wird der entstandene Niederschlag abfiltriert und das gesammelte Produkt getrocknet.
Es werden 116 g weißes Phenoxymethylpenicillin mit einem Gehalt von 1650 I. E./mg
(jodometrische Bestimmung) erhalten.
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Beispiel 2 130 g rohes Phenoxymethylpenicillin mit einem Gehalt von
1300 I. E./mg werden in 300 ccm 2-Methoxyäthanol gelöst. Der gekühlten Lösung wird
unter Rühren 1 Liter Wasser zugegeben; nach 1 Stunde wird der Niederschlag abgesaugt,
mit wenig Wasser gewaschen und getrocknet. Es werden 93 g Phenoxymethylpenicillin
mit einem Gehalt von 1670 I. E./mg erhalten.
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Beispiel 3 300 g rohes Phenoxymethylpenicillinsalz des L-threo-1-p-Nitrophenyl-2-amino-1,3-propandiols
mit einer Reinheit von 800 I. E./mg werden in 1 Liter 2-Methoxyäthanol suspendiert.
Nach dem Abkühlen auf 0° C wird 'unter. Rühren n-Salzsäure bis zum pH-Wert 2 zugegeben.
Die Masse wird noch 1 Stunde gerührt, dann wird der Niederschlag abgesaugt und getrocknet.
Man erhält 134 g. Phenoxymethylpenicillin mit einem Gehalt von 1680 I. E./mg (jodometrische
Be-Stimmung).