DE1645980A1 - Verfahren zum Herstellen von Ampicillintrihydrat - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentonwolt, KOLN, Universitättitraße 31 Anlag« Aktenzeichen

zur Eingab, vom 8.6.67 Mi/ ^{Nom# d}·*"■"· Ankerfarm S.p.A.

Verfahren zum Hebstellen von Ampleillintrihydrat

Die Erfindung betrifft einen" neue partialsynthetische Verbindung mit hoher antiblotlscher Wirkung; die Erfindung ist auch von grosser Bedeutung zur Behandlung von durch grampo-

infektiöse sitive und gramnegative Organismen verursachte/ Erkrankungen, und zwar für Mensch und Tier. Die erfindungsgemässe Verbindung ist auch als Futterzusatzmittel brauchbar.

Diese Erfindung hat die folgende allgemeine Struktur:

	O Il	CH	— C	CH	.CH3
CH—	- c—	ι C -	I N ■	COO
NH5				' CH3
C.			t >	.3H2O
-NH —

Die Verbindung ist bekannt als Ampicillin, 6-(D-(-)-alpha-Aminop phenyl-acetaraido)-penicillinsäure, D-(-)alpha-eminobenzylpenicil lin, D-(-)-alpha-Äminobenzylpenicillansäure.

Ee sind in der ttohniechen Literatur und in Patentschriften viele Verfahren zur Synthese einer solchen Verbindung beschrieben. Die diesen Verfahren zugrunde liegende Umsetzung 1st die Acylierung der Aminogruppe von 6-AminopenicillAnsäure mittels eines Aoylierungedtrivatee der D-(-)-alpha-Eminophenylesslgstture. 75/1 -1-

Die Acylierungsumsetzung wird im allgemeinen in einem Lösungsmittel mit innerhalb eines grosseh Bereiches liegenden .Hydratation durchgeführt»

Ein gemeinsames Kennzeichen dieser Verfahren ist die Schwierigkeit, das Antibiotikum aus den Reaktiolnsgemischen abzuscheiden und zu trennen, da diese zusammen mit dem gewünschten Penicillin verschiedene aber beachtliche Mengen polymerisierter, zersetzter und nicht völlig umgesetzter Verbindungen ent- _ halten. Einige dieser Verbindungen haben dem Ampicillin sehr gleiche Eigenschaften, was ihre Abtrennung sehr erschwert.

Nach den bekannten Verfahren wird das Ampicillin aus dem Reaktionsgemisch als Monohydrat abgeschieden, das bei 2o - 25⁰C und bei seinem isoelektrischen Punkt von pH 4,85 eine Löslichkeit in Wasser von 2o - 25 mg/ml hat. Diese Löslichkeit ist im Vergleich der des Ampleillintr!hydrates, die as.B. beiVmg/ml bei den gleichen Temperatur- und pH-Bedingungen liegt, verhältnismässig hoch. Weiter 1st zu beachten, daß " die chemische Stabilität und die Mikrobiologische Wirksamkeit des Arapicillintrihydrates wesentlich größer ist.

* All dies führt bei den bekannten Synthesen zu Ausbeuten an·

Antieinera reinen Biotikum, das wesentlich niedriger als die Ausbeuten ist, die aufgrund der Analysen der Ausgangsgeraische erwartet werden können.

Es wurde ein Verfahren gefunden, durch das alle die «it der Gewinnung verbundenen Schwierigkeiten überwunden und das unmittelbar su der Abscheidung von Arapiolllintrihydrat fuhrt · und wesentlich höhere Ausbeuten an einem reinen Antibiotikum ₍

ergibt, Kenn man die chemischen Ausgangsstoffe und mikrobiologische Versuche zum Vergleich nimmt. Das Verfahren der Erfindung bietet den Vorteil, sehr einfach und abwandlungsfähig zu sein, da es zur Gewinnung und Reinigung einer Synthese sowie auch zur wirksamen Reinigung eines rohen Ampicillin; eingesetzt werden kann. Das nach dem Verfahren der Erfindung zu gewinnende und zu reinigende Ampicillin muss bei einem sauren pH völlig gelöst sein der ausreicht, um die vollständige Salzbildung der Aminogruppe in einem Gemisch, das im wesentlichen durch ein Lösungsmittel gebildet wird, zu gewährleisten. Ein solches Lösungsmittel hat eine hohe spezifische Leitfähigkeit, ist £ völlig wassermischbar und hat

en
ein innerhalb breiter Bereiche liegenden Hydratationsgrad,

der jedoch nicht höher als 2o % des gesamten Volumens ist.

Ein solches Gemisch, das völlig klar abfiltriert ist, wird mittels einer organischen oder anorganischen Base in einer geeigneten Konzentration auf ein zwischen 4,ο und 7»o liegenden pH-Wert alkalisiert.

Der gebildete voluminöse, weitgehend mit dem Lösungsmittel durchsetzte Niederschlag wird filtriert, zunächst bis alle organischen Lösungsmittel entfernt sind mit dem Lösungsmittelgemisch und dann mit Wasser bis zum Verschwinden anorganischer Salze gewaschen und schliesslich bei 4o - 5o°C an der Luft getrocknet. Es wird ein sehr weisses, dem Ampiclllintrihydrat entsprechendes Produkt erhalten, das chemisch

ist
rein und sehr stabil/und eine hohe mikrobiologische Potenz

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Die auf Ampicillin,wasserfreie Säure, bezogenen Ausbeuten liegen im Bereich von 80 - 9o %, berechnet aufgrund des Gehaltes der sauren Mischung vor der Alkalisierung.

Es ist interessant festzustellen, daß der in dem Lösungsmittel gebildete Niederschlag in seinen Kristallen eine Menge des das Reaktionsgemisch bildenden Lösungsmittels zurückhält; diese Mengen entsprechen etwa der 12fachen Gewichtsmenge der trockenen Substanz. Durch Trocknen des ^ Produktes konnte ein Antibiotikum mit einer Rfcenz

die nicht höher als 7o % als¹ wasserfreie^Säure war, gewonnen werden, aber es war bei Raumtemperatur sehr unbeständig.

Die Analyse ergibt, daß.ein solches Produkt eine Mischung aus Mono- und Dihydrat von Ampicillin ist und unter den bestimmten Bedingungen vorliegender Erfindung Wasser bis zur Bildung des Trihydrates zurückhält und die Stabilität und die chemische und mikrobiologische W Potenz des Trihydrates annimmt.

Wenn man die Beständigkeit dee Ampleillintr!hydrates in der Weise untersucht, daß man einige in geeigneter Weise unter Vakuum bei einer nicht höherliegenden Temperatur als Raumtemperatur getrocknete Proben des Niederschlages prüft, ergibt sich» daß sich die chemische und mikrobiologische Potenz des nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Trihydrates sich selbst dann nicht ändert, wenn es mehr als 15 Tage bei 4o°G gelagert wird.

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Dagegen erleidet der trockene Niederschlag grosse morphologische Änderungen; er wird geb und riecht nach Schwefel und seine chemische Potenz verliert etwa 13 % wenn er in der Dunkelheit bei 37⁰C gelagert wird. Wenn man Ihn in der Dunkelheit bei Raumtemperatur lagert, verliert er etwa 5 %. Licht führt zu einem Abfall von 5 % bei dem trockenen Niederschlag, der täglich etwa 1% verliert, wenn man ihn bei 0⁰C in der Dunkelheit aufbewahrt. Die gleichzeitige Einwirkung einer Temperatur von 4o°C und von Licht führt zu einem nicht umkehrbaren täglichen Abbau, der größer als 25 % der ursprünglichen chemisch-mikrobiologischen Potenz sein kann.

Mittels einer, wie in Beispiel 1 beschrieben, auf Silicagelplatten durchgeführten Dünnschicht-Chromatographie ergibt sich die irreversible durch Licht und Wärme bedingte Änderung der chemischen Struktur des Niederschlages, selbst wenn dieser mit aller Sorg&lt getrocknet worden 1st. Auf den chromatographischen Platten erscheinen Flecken mit Rf-Werten, die niedriger als der Rf-Wert reinen Ampicillins sind; sie können mit den Flecken einer Probe von D-(-)-alphy-Aminophenylessi{fäure verglichen werden. Auf den gleichen Platten erscheinen auch einige Flecken mit höherem Rf-Wert; sie können mit den Flecken verglichen werden, die durch auf verschiedene Weise erhaltene Proben von Penicilloeäure gebildet werden.

In den folgenden Beispielen 1st die Erfindung näher beschrieben:

Beispiel 1

Es wurde ein Reaktionsgemisch, das durch Acylierung von 6-Aminopenicillansäure und einem azylierenden N-geschützten Derivat der D(-)-alpha-Aminophenylessigsäure erhalten worden war, mit Aceton bis zu 80 % des Ausgangsvolumens bzw. so weit versetzt, daß der Endhydratationsgrad auf etwa 6 % fiel.

Das erhaltene Gemisch hatte eine jodometrische Potenz von ^ etwa 25 g/l von D-(-)alpha-Aminobenzylpenicillin, berechnet als wasserfreie Säure. Andere Analysen und Chromatographien ergaben das Vorliegen von etwa 2 g/l von 6-Aminopenicillansäure, 6 g/l D-(-)-alpha-Phenylglycin und verschiedene Mengen anderer Verunreinigungen ( Penicillosäure, organische und anorganische Chloride und Acetate).

Die Mischung wurde auf O⁰C abgekühlt und auf ein pH von mit konzentrierter Salzsäure angesäuert; gegebenenfalls anfallende Bodenkörper wurden mittels eines mit Tierkohle gefüllten Filters abfiltriert. Das klare Filtrat wurde durch sorgfältiges Zusetzen von Triäthylamin auf ein pH von 5,8 alkalisiert.

Das sich abscheidende voluminöse, hellweisse, kristalline Produkt wurde durch Saugen abfiltriert und dann mit 6 Xlgaun Aceton gewaschen, um farblose Waschwässer zu erhalten.

Der gut ausgepresste Filterkuchen wurde wiederholt mit kleinen Mengen Eiswasser gewaschen, bis das Filtrat mit Silbernitratfceine Fällung ergab.

Das erhaltene Produkt wurde in einem Luftstrom bei einer Temperatur von nicht mehr als 5o°C getrocknet.

Es wurde ein kristallines, sehr weisses Pulver erhalten, das bei der jodometrischen Prüfung eine Potenz von 86,6 % als D-(-)-alpha-Aminobenzylpenicillin-wasserfreie Säure mit einem nach der Methode von Karl Fischer ermittelten Wassergehalt von 13,4 % hatte.

Die Elementaranalyse für C₁^H₁₉N₅O₁₁S.3H₃O ergibt: C = 47,6, H = 6,3, N = lo,4, S = 7,9, H₃O = 13,456; die Analyse des nach dem vorstehenden Beispiel erhaltenen Produktes ergab: C = 47,3, H = 6,4, N = lo,2, S = 7,4, H₂O = 13,336-

Die mikrobiologische Potenz, untersucht nach der Agar-Diffusionsmethode unter Anwendung von Bacillus subtilis als Testorganismus, ergab 85 56 als D-(-)-alpha-Aminobenzylpenicillin wasserfreie Säure.

Eine mit Sllicagel-Platten mit einer Stärke von 5 mm, Essigsäure-Butanol-Waeser, Io : 4o : 5o als Elulerungsmittel und alkoholiBchem NInhydrin als Entwickler durchgeführte Dünnschicht-Chromatographie ergab einen einzigen Flecken mit einem Rf-Wert (ungefähr o,4), der dem einer zweifelsohne reinen Kontrollprobe von Ampicillintrihydrat völlig entτ sprach.

Die auf den Gehalt des sauren Gemisches bezogene Ausbeute betrug 91 %»

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Beispiel 2 *

Ea wurden loo g iOhes Ampicillin mit einer jodometrisehen Potenz von ^l I» berechnet als D-(-)-alpha-Aminobenzy!penicillin wasserfreies Säure und das gemäss der Karl Fischeir-Methode 5 % Warser und einigeAbbauprodukte enthielt, in 2oo Hl 5 I Was? er enthaltendes Aceton suspendiert.

Die Suspension wurde mit wässriger 37 $iger Salzsäure auf ein pH von 1 angesäuert und nach dem Rühren während 3 Stunden bei O⁰C mehrere Male durch Tierkohle filtriert, um eine völlig klare Lösung zu erhalten, die mit Triäthylamin auf ein pH von T eingestellt wurde. Der reichlich vorhandene gebildet* Niederschlag wurde durch Saugen filtriert, und mit '!si· ^gem ^?; ilgem Aceton gewaschen ua farblose wäseer a-: 2·»halten.

Der gut ausgepi^iFEte r'ilies^:: .v-- ";■;:■■:.. Άίΐ t> : Λ Ινα Ki

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wasser gewaschen, bis im Piltrat keine Reaktion der Chlor- Ionen mehr festgestellt werden konnte*

Das Piltrat wurde in einem Luftstrom bei H5°C getrocknet«

Es wurden 3¹I g sehr weisses Ampiclllintrihydrat erhalten. Seine chemische und mikrobiologische Potenz, seine spezifische Rotation und seine Dünnschicht-Chromatographie ergab, daß es dem gemäss Beispiel 1 erhaltenen Produkt entspracht_e

Patentansprüche

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Reinigen von Ampicillin, dadurch ge- ■ kennzeichnet, daft man das Ampicillin in einem wassermischbaren ' Lösungsmittel mit einer hohen spezifischen Leitfähigkeit bei einem pH von 1-4 löst, wobei die gesamte Hydratation des Lösungsmittels nicht mehr als 2o % des Gesamtvolumens der Mischung ausmacht.

2. . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fällen des Ampicillins in kristallisierter Form die saure klare Lösung auf ein pH zwischen 4 und 7 mittels einer organischen oder anorganischen Base solcher Stärke einstellt, daß die Mineralsäure neutralisiert wird und die gesamte Endhydratation unter 2o % bleibt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen Γ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den durch Filtration abgeschiedenen Niederschlag mit dem In Anspruch 1 beschriebenen Lösungsmittel wäscht, das den gleichen Hydratationsgrad hat, um die organischen Verunreinigungen zu entfernen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß man den durch Filtration abgetrennten und von organischen Verunreinigungen freien Niederschlag wiederholt auf dem ' Filter mit Eiswasser wäscht, so daß sich das Filtrat unter Bildung von Ampicillintrihydrat selbst bilden kann, wobei orga- ' nische Verunreinigungen und Salz im Waschwasser bleiben.

A 75/1 _₉_

0098 29/1818