DE1120072B

DE1120072B - Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls N-substituierten 6-[Ureido-N']-penicillansaeuren in Submerskultur

Info

Publication number: DE1120072B
Application number: DEF30666A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-Heinz Wallhaeusser; Dr Helmut Nahm
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1960-03-03
Filing date: 1960-03-03
Publication date: 1961-12-21

Description

Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls N-substituierten 6-[Ureido-N']-penicillansäuren in Submerskultur Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls N-substituierten 6-[Ureido-N']-penicillansäuren auf biologischem Wege, einer Gruppe von Verbindungen der allgemeinen Formel, in der R die unten angegebene Bedeutung besitzt, Tatsächlich lassen sich durch Zugabe verschiedener sogenannter Precursorsubstanzen zu Kulturen von Penicillin erzeugenden Penicilliumarten verschiedene Penicilline gewinnen, die sich nur durch den Acylrest-C O R unterscheiden.
Batchelor und Mitarbeiter (Nature 183, S.257 [1959]; belgisches Patent 569 728) ist es gelungen, die 6-Aminopenicillansäure durch Züchtung von Penicillium chrysogenum W 5120 unter geeigneten Bedingungen, wobei vor allem ohne Precursorzusatz gearbeitet wurde, in reiner Form zu isolieren.
Es wurde nämlich gefunden, daß man auf fermentativem Wege direkt zu den gegebenenfalls N-substituierten 6-Ureidopenicillansäuren gelangen kann, wenn man zu einer Kulturlösung von Penicillium chrysogenum während der Fermentation portionsweise oder kontinuierlich Isocyansäure bzw. deren Salze bzw. Isocyanate zusetzt und anschließend die 6-[Ureido-N']-penicillansäuren aus der Kulturlösung isoliert.
Die Isocyansäure bzw. deren Salze bzw. Isocyanate haben die allgemeine Formel R----N=C=O wobei R z. B. die folgenden Bedeutungen haben kann: Wasserstoff, einen gesättigten oder ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, dessen Kette durch Halogen-, Hydroxyl-, Alkoxy-, Sulfhydryl-, Alkylmercapto- und/ oder Alkyl- oder Phenylamino- sowie Carboxyl- oder Carboxyalkylgruppen substituiert bzw. durch Sauerstoff=, Schwefel- oder Stickstoffatome unterbrochen sein kann, oder einen cycloaliphatischen Rest mit der gleichen Substitution wie oben, einen aromatischen oder heterocyclischen Rest, der gegebenenfalls mit Halogenatomen, niederen Alkylgruppen, Hydroxyl-, Alkoxy-, Mercapto-, Alkylmercapto-, Amino-, Alkylamino-, Arylamino-, Carboxyl-, Carboxyalkyl-, Carboxyaryl- und/oder Nitrogruppen substituiert sein kann, oder einen araliphatischen Rest mit der gleichen Substitution wie oben für den aliphatischen und den aromatischen Rest.
Mit der Zugabe wird zweckmäßig erst zu Beginn der Pilzwachstumsphase begonnen, nachdem die Nährlösung entsprechend gepuffert ist, vorzugsweise im pH-Bereich von 6 bis 7.
Die verfahrensgemäß gebildeten 6-Ureidopenicillansäuren werden nach Beendigung der Fermentation in Form der freien Säuren oder als deren Salze gewonnen, wobei man diese mittels mit Wasser nicht oder nur teilweise mischbaren Lösungsmitteln, z. B. Butylacetat, Butanol, Chloroform oder Methylenchlorid, aus der Kulturlösung extrahiert oder an Aktivkohle bzw. Ionenaustauscher adsorbiert und anschließend eluiert. Beispiel 1 a) Herstellung des Impfmaterials Ein 300-ml-Erlenmeyerkolben wird mit 80m1 der nachstehend aufgeführten Nährlösung beschickt und nach der Sterilisation mit der Sporensuspension eines Penicillium-chrysogenum-Stammes beimpft und danach 26 Stunden bei 25'C geschüttelt. Nährlösung: Rohrzucker .......... 20/0 Cornsteep liquor ..... 7% Ca C 03 . . . . . . . . . _ . . . 1 °/o Fette Öle . . . . . . . . . . . . 1% b) Fermentation Mit der obigen Impfkultur wird ein steriler 5-1-Fermenter, der 21 folgender Nährlösung enthält, beimpft: Nährlösung: Milchzucker ......... 4% Cornsteep liquor ..... 7% CaC03 ...... . ...... 0,5% K HZ P O4 . . . . . . . . . . . . 0,7% Fette Öle . . . . . . . . . . . . 0,25% Die Fermentation erfolgt unter intensivem Rühren und Belüften bei 25'C und ist nach etwa 140 Stunden abgeschlossen. Von der 24. bis zur 120. Fermentationsstunde wird Benzylisocyanat, und zwar jeweils 0,1% Beispiel 2 Zu einem nach Beispiel l hergestellten Fermentationsansatz wird anstatt der 0,1%igen Benzylisocyanatlösung (in Aceton) eine entsprechende Lösung von f-Phenoxyäthylisocyanat in gleicher Weise zugefügt. Nach Abschluß der Umsetzung wird das Reaktionsprodukt auf gleiche Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, extrahiert und gereinigt.
Die so erhaltene 6-(N-,B-Phenoxyäthylureido)-penicillansäure wird in das kristalline N-Äthylpiperidinsalz übergeführt und hat einen Fp. von 140°C.
Die Analyse ergab für C24H36N405S: Berechnet .. N = 11,38%, S = 6,51%; gefunden ... N = 11,4 0/0,S = 6,61%.
Beispiel 3 Gemäß Beispiel l setzt man zur Fermentationslösung statt der 0,1%igen Benzylisocyanatlösung eine entsprechende Lösung von 4-Carbomethoxy-n-progelöst in 10 ml Aceton, in Abständen von 24 Stunden portionsweise zugegeben, insgesamt also 0,5%. Bei Beendigung der Fermentation beträgt die biologische Aktivität 1270 E/ml.
- - c) Isolierung Die vorstehende Kulturlösung wird filtriert und das gekühlte Filtrat anschließend beim pH-Wert 2 mit Butylacetat erschöpfend extrahiert. Die Lösung wird dann mit Nag S O4 getrocknet und eingeengt, wobei sich ein Rohprodukt des gebildeten Ureides abscheidet, das isoliert und durch Umkristallisieren aus Methanol-Isobutyläther in kristalliner Form erhalten wird.
Der Schmelzpunkt dieses Produktes beträgt 196°C (unter Zersetzung, ab 184°C beginnende Sinterung). Die erhaltenen Analysenwerte C = 49,70/0,H = 5,8%, N = 11,00/0,S = 8,90/0 stimmen gut mit der nachstehenden Formel C16H1904N,S - 2H20 -der Benzylureidopenicillansäure überein. pylisocyanat zu und isoliert das entstandene Reaktions` produkt nach der im Beispiel 1 genannten Weise.
Das Procainsalz der so gewonnenen 6-(N'-4'-Carbmethoxypropyl-ureido)-penicillansäure schmilzt bei 1100°C unter Zersetzung.
Die Analyse für C2gH"N50gS ergab: Berechnet ... N = 11,48%, S = 5,26%; gefunden ... N = 11,2 0/0,S = 5,2 0/0.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls N-substituierten 6-[Ure ido-N']-penicillansäuren, dadurch gekennzeichnet, däß man zu einer Kulturlösung von Penicillium chrysogenum während der Fermentation portionsweise oder kontinuierlich Isocyansäure bzw. deren Salze bzw. Isocyanate zusetzt und anschließend die 6-[Ureido-N']-penicillansäuren aus der Kulturlösung isoliert.