DE1167338B

DE1167338B - Process for the separation of chlorotetracycline from aqueous Gaerloesungen

Info

Publication number: DE1167338B
Application number: DEL38451A
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Mulli; Dr Wolfgang Dierchen
Original assignee: Lohmann & Co K G
Current assignee: Lohmann & Co K G
Priority date: 1961-03-15
Filing date: 1961-03-15
Publication date: 1964-04-09

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: C 07 c Boarding school Class: C 07 c

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:Number: File number: Registration date: Display day:

C12dC12d

Deutsche KL: 12 ο-25 German KL: 12 ο -25

L 38451 IVb/12 ο
15. März 1961
9. April 1964 L 38451 IVb / 12 ο
March 15, 1961
April 9, 1964

Die Erfindung bezieht sich auf die Abtrennung von Chlortetracyclin aus wäßrigen Gärlösungen.The invention relates to the separation of chlorotetracycline from aqueous fermentation solutions.

Bei der Gewinnung von Tetracyclinen ist neben dem reinen Fermentationsprozeß die Abtrennung der Produkte aus den Fermentationsmedien und ihrer Reinigung von Bedeutung. Es ist bekannt, solche Stoffe in üblicher Weise über ihre Salze zu reinigen und zu isolieren.In the production of tetracyclines, the separation is in addition to the pure fermentation process of the products from the fermentation media and their purification are important. It is known such To clean and isolate substances in the usual way via their salts.

Bei den meisten bekannten Verfahren muß zunächst die Gärlösung in üblicher Weise aufgearbeitet und speziellen Reinigungsmaßnahmen unterworfen werden, um aus den erhaltenen reinen wäßrigen Lösungen das Tetracyclin auszufällen.In most of the known processes, the fermentation solution must first be worked up in the usual way and are subjected to special cleaning measures to remove the pure aqueous solutions obtained precipitate the tetracycline.

Zwecks Reinigung von Tetracyclin wurden bereits Verfahren beschrieben (deutsche Auslegeschrift 1 026 481), wonach aus der rohen Tetracyclin enthaltenden Lösung bei p_H-Werten oberhalb 6,5 das Erdalkalisalz ausgefällt und dieser Niederschlag mit angesäuertem Wasser oder mit organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen, Alkoxyalkanolen oder Ketonen extrahiert wird. In gleicher Weise kann die das Tetracyclin enthaltende wäßrige Lösung mittels der genannten Lösungsmittel direkt extrahiert werden, sofern die Lösungsmittel mit Wasser nicht mischbar sind. Der Reinheitsgrad der dabei anfallenden Produkte ist jedoch nicht zufriedenstellend.For cleaning of tetracycline methods have been described (German Auslegeschrift 1,026,481), after which containing tetracycline from the crude solution at _pH values above 6.5, the precipitated alkaline earth metal salt, and this precipitate with acidified water or with organic solvents such as alcohols, alkoxyalkanols or Ketones is extracted. In the same way, the aqueous solution containing the tetracycline can be extracted directly by means of the solvents mentioned, provided that the solvents are not miscible with water. However, the degree of purity of the resulting products is not satisfactory.

Zur Herstellung von Produkten mit höheren Reinheitsgraden wurden als Lösungsmittel Methylalkylketone (deutsche Auslegeschrift 1 076 674) empfohlen. Bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch erforderlich, in verschiedenen Verfahrensstufen jeweils die Lösung auf unterschiedliche p_H-Werte umzustellen, andernfalls ist die Reinigung unvollständig.For the production of products with higher degrees of purity, methyl alkyl ketones (German Auslegeschrift 1 076 674) were recommended as solvents. In this known method, however, it is necessary to convert each of the solution to different p _H values in different stages of the process, otherwise the cleaning is incomplete.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, eine Lösung von Tetracyclin bzw. seinen Salzen mit Säuren oder Basen mit Harnstoff umzusetzen und die erhaltene Tetracyclin-Harnstoff-Additionsverbindung in einem organischen Lösungsmittel mit Wasser oder Säuren gewünschtenfalls zu zersetzen (deutsche Auslegeschrift 1 045 392).It has also been proposed a solution of tetracycline or its salts with acids or React bases with urea and the resulting tetracycline-urea addition compound in one to decompose organic solvents with water or acids if desired (German Auslegeschrift 1 045 392).

Allen diesen Verfahren gegenüber, bei denen zunächst die Gärlösung aufgearbeitet werden muß, unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß unmittelbar aus der Gärlösung durch Extraktion ein gereinigter, konzentrierter und unmittelbar zur Kristallisation geeigneter Extrakt anfällt. In contrast to all these processes, in which the fermentation solution must first be worked up, the method according to the invention differs in that directly from the fermentation solution through Extraction, a purified, concentrated extract that is immediately suitable for crystallization is obtained.

Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, bei denen das gereinigte Tetracyclin direkt aus der Gärlösung gewonnen wird. So beschreiben die deutschen Patentschriften 952 632 und 958 109 sowie die deutschen Auslegeschriften 1000 810 und 1029 372 Verfahren zur Abtrennung von Chlortetracyclin aus wäßrigen GärlösungenProcesses have also become known in which the purified tetracycline is extracted directly from the fermentation solution is won. So describe the German patents 952 632 and 958 109 as well as the German Auslegeschriften 1000 810 and 1029 372 Process for the separation of chlortetracycline from aqueous fermentation solutions

Anmelder:Applicant:

Lohmann & Co. K. G.,Lohmann & Co. K. G.,

Hamburg 36, Warburgstr. 35Hamburg 36, Warburgstr. 35

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Kurt MuIh, Hamburg-Blankenese,Dr. Kurt MuIh, Hamburg-Blankenese,

Dr. Wolfgang Dierchen, CuxhavenDr. Wolfgang Dierchen, Cuxhaven

untereinander mehr oder weniger ähnliche Verfahren, bei welchen zunächst mit Hilfe von Eisen(III)-Chlorid eine Tetracyclin-Eisen-Komplexverbindung ausgeschieden wird, aus der anschließend Tetrazo cycline hergestellt werden.procedures that are more or less similar to one another, in which initially a tetracycline iron complex compound with the help of iron (III) chloride is excreted, from which Tetrazo cyclins are then produced.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber diesen umständlichen und langwierigen Verfahren durch seine große Einfachheit aus, insbesondere ist die Entfernung des erfindungsgemäß verwendeten Fällungsmittels weitaus leichter.The method according to the invention is distinguished from these cumbersome and lengthy ones Method characterized by its great simplicity, in particular the removal of the used according to the invention Precipitant far easier.

Schließlich beschreibt die deutsche Auslegeschrift 1 049 057 ein Verfahren zur Gewinnung von Tetracyclinen aus den Gärmaischen unter Verwendung eines mit Wasser nicht mischbaren polaren organisehen Lösungsmittels zur Extraktion der Tetracycline, jedoch wird in diesem Verfahren eine weitere Vorbehandlung der Maische durch verschiedene Verfahrensstufen beschrieben, innerhalb derer der p_H-Wert umgestellt und der Maische eine quartemäre Ammoniumverbindung zugesetzt wird.Finally, the German Auslegeschrift 1 049 057 describes a process for the extraction of tetracyclines from the fermentation mash using a water-immiscible polar organic solvent for the extraction of the tetracyclines, but this process describes a further pretreatment of the mash through various process stages, within which the _pH value changed and the mash is a quaternary ammonium compound added.

Demgegenüber ist das angemeldete Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß außer der erfindungsgemäßen Verwendung von Phenol als Fällungsmittel keine weiteren Zusätze erforderlich sind.In contrast, the pending method is characterized in that in addition to the inventive Using phenol as a precipitant no further additives are required.

Dem vorgeschilderten Stand der Technik ist zu entnehmen, daß man offensichtlich bisher der Ansicht war, daß brauchbare Tetracycline nur unter Verwendung aliphatiseher Lösungsmittel erhalten werden.It can be seen from the prior art described above that one has obviously been of the opinion so far was that useful tetracyclines could only be obtained using aliphatic solvents will.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß mit Hilfe von Phenol die Extraktion von Chlortetracyclin aus Gärlösungen auf sehr einfache Weise und mit hohem Wirkungsgrad gelingt.It has now surprisingly been found that the extraction of chlortetracycline with the help of phenol Fermentation solutions succeed in a very simple way and with a high degree of efficiency.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Chlortetracyclin enthaltende wäßrige Gärflüssigkeiten bei p_H-Werten zwischen 1 und 3 mit mindestens lO^fl/o ihres Volumens mit Phenol extrahiert, dieThis is inventively achieved in that chlortetracycline-containing aqueous Gärflüssigkeiten at _pH values between 1 and 3 at least lO ^fl / o of its volume extracted with phenol, the

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phenolische Phase abgetrennt, mit einem Gemisch aus Wasser und einem in Wasser nicht löslichen aliphatischen Lösungsmittel behandelt, danach die wäßrige Phase abgetrennt und das reine Chlortetracyclinprodukt durch Einengen der abgetrennten wäßrigen Phase zur Kristallisation gebracht, abfiltriert und getrocknet wird.phenolic phase separated, with a mixture of water and one insoluble in water Treated aliphatic solvent, then separated off the aqueous phase and the pure chlorotetracycline product brought to crystallization by concentrating the separated aqueous phase, filtered off and is dried.

Gemäß einer etwas abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man auch so arbeiten, daß das reine Chlortetracyclinprodukt aus der wäßrigen Phase durch Einstellen eines p_H-Wertes von etwa 5 mit wäßriger Lauge zum Kristallisieren gebracht und danach ebenfalls filtriert und getrocknet wird. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren gestaltet sich die praktische Durchführung der erfindungsgemäßen Extraktion unter Anwendung von Phenol als Extraktionsmittel außerordentlich einfach. Die Chlortetracyclin enthaltenden wäßrigen Gärlösungen, die zweckmäßig p_H-Werte von 1 bis 3 aufweisen sollen, werden mit einer Menge Phenol versetzt, die etwa 10 bis 15% des Volumens der angewandten Chlortetracyclinlösung beträgt. Nach Durchrühren der erhaltenen Mischung wird die Phenolphase entweder durch 2- bis 3stündiges Stehenlassen oder schneller durch Zentrifugieren abgetrennt. Die auf die eine oder andere Weise erhaltene wäßrige Schicht wird anschließend nochmals mit 10% ihres Volumens mit Phenol, wie oben beschrieben, behandelt. Die beiden Phenolphasen werden vereinigt und zweimal mit etwas destilliertem Wasser, beispielsweise in der Zentrifuge, gewaschen. Nunmehr wird die Phenolphase mit einem gleichen Volumen Wasser und einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, wie etwa Äthyläther, in dem wohl das phenolische Lösungsmittel, nicht aber das Chlortetracyclin löslich ist, versetzt. Schließlich wird die erhaltene Suspension mit Säure, etwa Salzsäure, auf einen p_H-Wert von 1 bis 2 gestellt. Die sich rasch klar absetzende chlortetracyclinhaltige wäßrige Schicht wird anschließend unter vermindertem Druck bis zur beginnenden Kristallisation eingeengt oder mit verdünnter Lauge auf einen p_H-Wert von etwa 5 gebracht, wodurch das Chlortetracyclin in neutraler Form ausfällt. Das ausgefallende Produkt wird filtriert oder zentrifugiert, beispielsweise mit verdünntem Alkohol gewaschen und unter Luftabschluß getrocknet. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Antibiotika sind neutral und weisen gute Farbeigenschaften und so hohe Reinheitsgrade auf, daß sie ohne weitere Reinigung auch zu Injektionszwecken in der Humanmedizin verwendet werden können.According to a somewhat modified embodiment of the inventive method can also operate such that the pure Chlortetracyclinprodukt from the aqueous phase by adjusting a p _H -value of about 5 contacted with an aqueous liquor to crystallize and then also filtered and dried. Compared to the previously known methods, the practical implementation of the extraction according to the invention using phenol as the extraction agent is extremely simple. Shall have the chlortetracycline-containing aqueous Gärlösungen, the appropriate p _H values of 1 to 3, are mixed with an amount of phenol, which is about 10 to 15% of the volume of Chlortetracyclinlösung applied. After the mixture obtained has been stirred through, the phenol phase is separated off either by allowing it to stand for 2 to 3 hours or, more quickly, by centrifugation. The aqueous layer obtained in one way or another is then treated again with 10% of its volume with phenol, as described above. The two phenol phases are combined and washed twice with a little distilled water, for example in a centrifuge. An equal volume of water and a water-immiscible organic solvent, such as ethyl ether, in which the phenolic solvent but not the chlorotetracycline is soluble, is now added to the phenolic phase. Finally, the resulting suspension with acid, such as hydrochloric acid, is adjusted to a _pH value 1 to 2 The rapidly clear settling chlortetracyclinhaltige aqueous layer is then concentrated or under reduced pressure until the onset of crystallization associated with diluted lye to a _pH value of about 5, whereby the chlortetracycline in neutral form precipitates. The precipitated product is filtered or centrifuged, for example washed with dilute alcohol and dried in the absence of air. The antibiotics obtained by the process according to the invention are neutral and have good color properties and such a high degree of purity that they can also be used for injection purposes in human medicine without further purification.

example

11 Fermentationsmaische, wie sie im Zuge der Chlortetracyclinherstellung anfällt, wurde mit n-HCl auf einen p_H-Wert von etwa 2,5 gebracht und 20 Minuten gerührt. Nach Abtrennen der unlöslichen Bestandteile fielen 900 ecm Lösung an, die einer biologischen Wirksamkeit von 5500 g/ccm Chlortetracyclin entsprechen. Dieser Lösung wurden 100 ecm flüssiges Phenol unter Rühren zugesetzt. Anschließend wurde das Gemisch 10 Minuten gerührt und die Suspension zentrifugiert. Dadurch trennten sich die wäßrige und die Phenolphase scharf voneinander ab. Die Phenolphase wurde abgehoben. Die wäßrige Schicht wurde nochmals mit 90 ecm flüssigem Phenol behandelt. Die beim Zentrifugieren anfallende Phenolschicht wurde mit der ersten Schicht vereinigt. Die beiden vereinigten Phenolschichten — etwa 180 ecm — wurden zweimal mit je 20 ecm destilliertem Wasser gewaschen. Die so gereinigten Phenolphasen wurden mit 200 ecm Äther und 200 ecm destilliertem Wasser und so viel Salzsäure versetzt, daß der p_n-Wert etwa 1,5 betrug. Nach Schichtentrennung wurde die salzsaure wäßrige Antibiotikalösung abgenommen und unter vermindertem Druck bis zur beginnenden Kristallisation eingeengt. Zur Vervollständigung der Kristallisation wurde die Lösung über Nacht bei 4° C stehengelassen. Anschließend wurden die Kristalle durch Filtration abgetrennt, mit 15 ecm 90%igem wäßrigem Äthylalkohol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute betrug 4,1 g Chlortetracyclin in Form des Hydrochlorids, die sich bei der chromatographischen Analyse als einheitlich erwies und einen Reinheitsgrad von 968 g/mg aufweisen.11 Fermentation mash, such as is obtained in the course of Chlortetracyclinherstellung, was reacted with n-HCl to a _pH value of about 2.5 and stirred for 20 minutes. After the insoluble constituents had been separated off, 900 ecm of solution were obtained, which corresponds to a biological effectiveness of 5500 g / ccm of chlorotetracycline. 100 ecm of liquid phenol were added to this solution with stirring. The mixture was then stirred for 10 minutes and the suspension centrifuged. As a result, the aqueous and phenol phases separated sharply from one another. The phenolic phase was lifted off. The aqueous layer was treated again with 90 ml of liquid phenol. The phenolic layer obtained during centrifugation was combined with the first layer. The two combined phenolic layers - about 180 ecm - were washed twice with 20 ecm of distilled water each time. The phenol phases purified in this way were mixed with 200 ecm of ether and 200 ecm of distilled water and so much hydrochloric acid that the p _n value was about 1.5. After the layers had separated, the hydrochloric acid aqueous antibiotic solution was removed and concentrated under reduced pressure until crystallization began. To complete the crystallization, the solution was left to stand at 4 ° C. overnight. The crystals were then separated off by filtration, washed with 15 ecm of 90% aqueous ethyl alcohol and dried in vacuo. The yield was 4.1 g of chlorotetracycline in the form of the hydrochloride, which was found to be uniform in the chromatographic analysis and has a degree of purity of 968 g / mg.

Wurden 200 ecm einer salzsauren wäßrigen Chlortetracyclinlösung, die wie beschrieben aus der Phenollösung hergestellt wurde, mit Ammonik bis zum p_H-Wert von 5,5 versetzt, so fiel ein Produkt aus, das durch Zentrifugieren abgetrennt und nach zweimaligem Waschen mit je 10 ecm 9O°/oigem Äthylalkohol im Vakuum getrocknet wurde. Die Ausbeute betrag 3,6 g neutrales Antibiotikum.200 cc of a hydrochloric acid aqueous Chlortetracyclinlösung prepared from the phenol solution as described, neutralized with ammonia added until the _pH value of 5.5, a product was precipitated, which was separated by centrifugation, and after washing twice with 10 cc 9O % Ethyl alcohol was dried in vacuo. The yield is 3.6 g of neutral antibiotic.

Claims

Claim:

Process for the separation of chlortetracycline from aqueous Gärlösungen with hike polar solvent at a _pH value of 1 to 3, separating the organic phase, treatment with an acid such as hydrochloric acid, or with aqueous alkali to _pH value of about 5 and crystallization of the pure tetracycline or its salt, characterized in that phenol is used as the polar solvent and extracted with at least 10% of the volume of the fermentation solution used and a water-insoluble one prior to the crystallization of the pure chlorotetracycline to remove the phenol aliphatic solvent added.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1049 057,
1,045,392, 1,076,674, 1,000,810, 1,029,372;
German patent specification No. 952 632.