DE2139124A1 - Verfahren zur isolierung und reinigung von tetracyclin - Google Patents

Description

• Verfahren zur Isolierung und Reinigung von Tetracyclin Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung von Tetracyclin aus biologischen Medien und zu dessen Reinigung, um eine für die humane oder veterinäre Therapie verwendbare Tetracyclin-Base oder ein Tetracyclin-Hydrochlorid herzustellen.
• Verschiedene Verfahren sind zur Isolierung und Reinigung von Tetracyclin bekannt, wobei jene, die aus der Vorisolierung von in Wasser schwerlöslichen Tetracyclinverbindungen bestehen, eine breite Verwendung finden.
• Die Komplexe der genarmten schwerToslichen Tetracyclinverbindungen werden durch die Umsetzung von dem aus dem vom Myzelium befreiten Biosynthesenmedium stammenden Tetracyclin mit verschiedenen anorganischen oder organischen Kationen bei geeigneten pH-Werten gefällt, wobei die großtectmische Trennung durch Filtration durch Filterpressen ausgeführt wird. Die Nachverarbeitung wird nach verschiedenen Verfahren durchgeführt und besteht in der allmählichen Reinigung in wenigstens zwei Stufen; in einer ersten Stufe wird entweder eine Rohbase oder ein Harnstoffaddukt erhalten; in der zweiten Stufe werden diese Zwischenprodukte in die einen pharmazeutischen Reinheitsgrad aufweisenden Endprodukte, in Form einer Base oder eines HydrochloridBj überführt.
• Diese Verfahren weisen einige Nachteile auf: Beim Filtriervorgang zwecks Isolierung der schwerlöslichen Tetracyclinverbindungen finden großtechnisch Abbauprozes statt, die zur Verminderung der Ausbeute führen.
• Diese Abbauprozesse treten größtenteils infolge der vom Sauerstoff der technologischen Luft beim Absaugen (Blasen des Niederschlags auf dem Pilter) bewirkten Oxydierung auf, wobei die Reaktion von einigen Schwermetallen begünstigt wird.
• Die große Bedeutung des Luftblasens in dem experimental bewiesenen Tetracyclin-Abbauprozeß wird folgenderweise veranschaulicht: irobe- Verarbei- Tetracyclin Verluste, Verluste, in der End- auf An- auf Probe 1 Nummer tungsweise lösung, fangs- bezogen, Mikrogramm/ lösung /ml bezogen, c/o 1. Filtrat ion, Blasen 5 St. 3135 18 11 Piltration, Blasen 16 St. 2675 70 24 Dies beweist, daß einige der Abbauprodukte des Luftblasens die Güte des Endproduktes negativ beeinflussen, da sie den Wirkstoff während der gesamten Reinigungsstufen begleiten.
• Der Filtriervorgang auf der Filterpresse weist auch den Nachteil einer geringen Produktivität auf, indem ein grosses Volumen an physikalischer Arbeit, eine lange Arbeitsdauer und große Betriebsräume benötigt werden.
• Hinsichtlich der Stufenreinigungsvorgänge ist nach den bekannten Verfahren jede Stufe von Verlusten begleitet (besonders in den f:lutterlösungen), so daß insgesamt Verluste von 25 bis 40 °%0 auftreten.
• So wird zum Beispiel die Rohbase aus dem Calciumtetracyclinkomplex in einer 85 %igen und die reine Base aus der Tetracyclinrohbase in einer 75 zeigen Ausbeute erhalten.
• Außer der Ausbeuteverminderung ist die Stufenreinigung die Ursache eines großen Verbrauches an Arbeitszeit, Ausgangsmaterialien, elektrischer und thermischer Energie und Arbeitsraum.
• Bei den bekannten Verfahren ist die Reinigung in mehreren Stufen infolge der komplexen Natur der aus den nativen Lösungen isolierten schwerlöslichen Tetracyclinverbindungen notwendig.
• Dies ist eine Folge einerseits der komplexbildenden Eigenschaften des Tetracyclins und andererseits der Anwesenheit von einer Reihe weiterer Kationen im Medium, von denen Calcium, Magnesium und Eisen einen Einfluß auf die Reinigungsvorgänge ausüben. Im Falle von aus den nativen Lösungen isolierten "Komplexen" wurden. diese drei Kationen in den folgenden Mengen gefunden: Ca 60 bis 80 mg/g, Mg 6 - 13 mg/g, Fe 3 - 9 mg/g.
• Bei den bekannten Verfahren beseitigt man den Einfluß von Mg, Ca und Fe auf die Herstellung von pharmazeutisch reinem Tetracyclin gerade durch eine Zwischenstufenisolierung der Tetracyclinrohbase im Laufe einer gut bestimmten Arbeitsstufe.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt die obenangeführten Nachteile dadurch, daß man, um die verlängerte Einwirkung des atmosphärischen Sauerstoffes, der den Abbau des Tetracyclins veranlaßt, zu vermeiden, den Trennungsvorgang durch Filtrieren auf der Filterpresse unter Absaugung mit Stickstoff ausführt, wonach man die Blockierung der an das Tetracyclin gebundenen Kationen (Pe, Ca, Mg, organische Basen usw.) mit Anionen oder bekannten Blockierungsmitteln (Oxalat, Phosphat, Ferrocyanid usw.) durchführt und das reine Tetracyclin direkt aus dem "blockierten Komplex" nach einer vorherigen Entfernung des Wassers, durch Lösen in geeigneten organischen Lösungsmitteln, aus denen es in Borm einer Base oder eines Hydrochlorids gefällt wird, reinigt.
• Die Ausführung der Erfindung wird in den folgenden acht Bei3pielen dargestellt: Beispiel 1 40 Liter der durch Ansäuerung der Kulturflüssigkeit mit Salzsäure erhaltenen nativen Lösung, die insgesamt 200 g Tetracyclin enthält, wurden mit Ammoniumhydroxyd auf einen pH-Wert von 8 - 8,2 gebracht. Der gebildete Niederschlag wurde durch Filtration auf der Filterpresse unter Absaugen mit Stickstoff getrennt, wobei 1800 g an Produkt resultierten, die 16 mg Ca/g, 2,4 mg Mg/g und 1 mg Pe/g enthielten.
• Die überstehende Flüssigkeit enthielt 200 Mikrogramm Tetracyclin/ml. Der Niederschlag wurde unter Rühren (Mischen) mit 10 g Kaliumferrocyanid, 16 g Monokaliumphosphat versetzt und mit 99 g Oxalsäure auf einen pH-Wert von 4 gebracht. Nach zweistündigem Rühren (Mischen) wurden 1935 g an deblockierter Tetracyclin-Paste, die 93 Mikrogramm Tetracyclin/mg (insgesamt 180 g Wirkstoff) enthielten, also eine 90 folge Ausbeute, erhalten.
• Anmerkung Man kann in derselben Weise arbeiten, wobei man vorher die native Lösung mit löslichen Magnesium- und (oder) Bariumsalzen (zum Beispiel Chloriden, in Mengen von 5 - 15 g/L nativer Lösung) versetzt, und Getracyclin-Komplexe mit vorwiegend den genannten Kationen erhält. Zur Herstellung der deblockierten etracyclin-Paste sollen die entsprechenden Mengen an Phosphat und Sulfat verwendet werden.
• Zur Alkalisierung können anstatt Ammoniumhydroxyd Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat usw. verwendet werden.
• Beispiel 2 40 Liter der durch Ansäuerung der Kulturflüssigkeit mit Oxalsäure erhaltenen nativen Lösung, die insgesamt 300 g Tetracyclin enthielt, wurden mit 320 g Cetylpyridiniumbromid (10 %ige Lösung in Wasser) versetzt und mit einer Natriumhydroxydlösung auf einen pH-Wert von 8,5 gebracht.
• Das gebildete ProdUkt wurde durch Filtration auf der Filterpresse unter Stickstoffdruck und Absaugen ge-trennt, wobei 3000 g ProduZrt, enthaltend 18 mg Ca/g, 2 mg MG/g und 1 mg Fe/g, resultierten. Der Niederschlag wurde unter Rühren (Mischen) mit 18 g Kaliumferrocyanid und 29 g Monokaliumphosphat versetzt und mit 165 g Oxalsäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Nach zweistündigem Rühren resultierten 3200 g deblockiertes Tetracyclin-Paste, die 82,5 Mikrogramm Tetracyclin/mg enthielten (insgesamt 264 g Wirkstoff), also eine Herstellungsausbeute von 88 % darstellten.
• Anmerkung: Man kann in ähnlicher Weise arbeiten, indem man als Ausfällmittel verschiedene quaternäre Ammoniumsalze verwendet.
• 300 g des gemäß Beispiel 1 oder diesem Beispiele erhaltenen feuchten bl-ockierten Komplexes mit einem 116 mg Tetracyclinge1lt/Grwn-m feuchten Komplex wurden unter Rühren in 3 Liter Butylacetat suspendiert. Das erhaltene Gemisch wurde einer Vakuumdestillation in solcher Weise unterworfen, daß ein Butylacetat-Wasser-Azeotrop bei einer Temperatur von 55 - 400 C destillieren sollte.
• Aus dem Butylacetat-Wasser (18 - 19 ß Wasser im Volumen gemessen) enthaltenden Azeotropgemisch wurde das Wasser abgetrennt und das dekantierte Butylacetat teilweise zurückgeführt.
• Die Verdampfung wurde 2 - 3 Stunden lang unterhalten, dann der Vestillationsvorgang unterbrochen. Ein Liter wasserfreies Llutylacet-at wurde in den Apparat'unter Rühren eingeführt. Die Destillation wurde fortgeführt, wobei aus dem Kreislauf die zuletzt eingeführte Menge Butylacetat (1 Liter) entnommen wurde. Es wurde vom Rückstand abfiltriert.
• Der resultierende Rückstand wurde für den Extraktionsvorgang in ein Liter wasserfreies Butylacetat aufgenommen, wobei die Extraktion mittels azeotropischer wie oben durchgeführter Destillation ausgeführt wurde.
• Die aus beiden Extraktionsvorgängen erhaltenen Extrakte wurden -vereinigt und zuletzt wurden 1,9 Liter eines in Tetracyclin konzentrierten Butylacetats erhalten, mit einem 28,7 g Tetracyclingehalt, der eine Extraktionsausbeute von 82 0 darstellt.
• Der nach der zweiten Extraktion erhaltene Rückstand, zum Beispiel 70 g mit einem Gehalt an Tetracyclin von 86 mg/g, konnte auch wie folgt verarbeitet werden: er wurde unter Rühren in 250 ml entsalzenem Wasser suspendiert und der pH-Wert auf 2 mittels einer 20 folgen Schwefelsäurelösung eingestellt. Es wurde vom Rückstand-abfiltriert und es wurden 280 ml einer 16 mg Tetracyclin/ml enthaltenden Tetracyclinlösung erhalten. Der pH-Wert wurde mittels einer Ammoniumhydroxydlösung auf 4 eingestellt, es wurde filtriert und getrocknet. 6 g eines 60 %0 Wirkstoff enthaltenden Tetracyclins wurden erhalten, aus dem reines Tetracyclin durch Lösungsmittelextraktion nach bekannten Methoden erhalten werden konnte.
• Beispiel 3 60 g des feuchten blockierten Komplexes gemäß Beispielen 1 oder 2, der einen Gehalt -von 116 mg Tetracyclin/g feuchten Komplex besaß, wurden 17 Stunden lang in einem warmen Luftstrom getrocknet. 145 g eines trocknen granulierten blockierten Tetracyclinkomplexes mit einer Feuchtigkeit von 2s2 %0 und einem Gehalt an Tetracyclin von 447 mg/g trockenen Komplex wurden erhalten. Die Trocknungsausbeute betrug 93,1 o/o.
• Beispiel 4 10G g des gemäß Beispiel 3 erhaltenen trockenen granulierten blockierten Komplexes, mit einem Gehalt an Tetracyclin von 447 mg/g Komplex und einer Beuchtigkeit von 2,2 % sowie einem Scliüttgewicht von 0,33 g/cm3, wurden der Extraktion des Wirkstoffs in wasserfreiem Butylacetat unterworfen, durch Elution des Komplexes in einer Säule mit einer Durchflußmenge von 0,30 ml Butylacetat pro Stunde und cm3 Säule.
• Es wurden 2,7 Liter Extrakt mit einer Konzentration von 14 mg Tetracyclin für 1 ml Butylacetat erhalten, also eine Extraktionsausbeute von 82,3 .
• Anmerkung: Die Wirkstoffextraktion konnte auch nach dem Feststoff-Flssigkeit-Gegenstromverfahre ausgeführt werden.
• Aus dem nach Erschöpfen der Säule resultierenden festen Rückstand wurde das Tetracyclin gemäß Beispiel 2 zurückgewonnen.
• Beispiel 5 ó0Q g des gemäß den Beispielen 1 und 2 erhaltenen feuchten blockierten Komplexes, mit einem Gehalt an Tetracyclin von 116 mg/g feuchten Komplex, wurden mit 1,2 Liter Wasser verdünnt. Die erhaltene Suspension wurde atomisiert, wobei 135 g des trockenen blockierten Komplexes mit einer Feuchtigkeit von 2,5 %0 und einem Tetracyclingehalt von 460 mg/g erhalten wurden, die eine Atomisierungsausbeute von 94 %0 darstellen.
• Anmerkung Im Falle der Trennung des feuchten Komplexes auf einer mit Abladung versehenen Zentrifuge kann man bei der Trennung ein die gewünschte Feuchtigkeit enthaltendes Sediment erhalten, das keine weitere Verdünnung benötigt.
• Beispiel 6 40 g des gemäß Beispiel 5 erhaltenen trockenen granulierten blockierten Komplexes wurden gemahlen, wobei 39 g erhalten wurden, also eine Mahlausbeute von 98 .
• Aus 30 g dieses Produktes, mit einem Tetracyclingehalt von 447 mg/g Komplex und einer Feuchtigkeit von 2,2 «ffi0, wurde der Wirkstoff in 450 ml wasserfreies Butylacetat eine Stunde lang unter Rühren unter Erkaltung der Butylacetat-Komplex-Mischung extrahiert.
• Man filtrierte vom erschöpften Rückstand ab, wusch diesen auf dem Filter mit 15 ml wasserfreiem Butylacetat und erhielt 455 ml extrakt mit einem Tetracyclingehalt von 11,13 g, die eine Extraktionsausbeute von 83 % darstellen.
• Aus dem beim Filtrieren resultierenden Rückstand wurde das Tetracyclin nach Beispiel 4 zurückgewonnen.
• Anmerkung: Die Extraktion konnte -in derselben Weise und mit derselben Ausbeute ausgeführt werden, wenn man mit einem durch Atomisierung erhaltenen trockenen blockierten Komplex arbeitete.
• Beispiel 7 Aus 500 ml eines Tetracyclinkonzentrates in Butylacetat, das 12,5 g Tetracyclin enthielt, wurde die reine Tetracyclin-Base unter langsamen Rühren durch Zugabe in dünnem Strahl von 50 ml entsalzenem Wasser gefällt. Die Mischung wurde eine Stunde lang unter Rühren behalten, dann filtriert, wobei der Niederschlag mit entsalzenem Wasser gewaschen wurde. Man trocknete und erhielt 13,93 g Tetracyclin-Base mit einer 98 zeigen Reinheit und einer 11 %igen Feuchtigkeit, die eine Ausfällungsausbeute von 97,2 % % darstellen.
• Beispiel 8 Zu 5 mol in ml Tetracyclinkonzentrat in Butylacetat, das 12, 5 g Tetracyclin enthielt, wurden 100 ml ethanol zugegeben und unter Rühren 2,3 ird Salzsäure (d = 1,i9). Die Reaktionsmischung wurde eine Stunde unter Rühren bei einer Temperatur von 300 C und unter einem Vakuum von 0,7 - 0,9 atm behalten.
• Die Temperatur der Reaktionsmischung wurde auf 450 C erhöht und das Vakuum 2 - 3 Stunden erhalten. Es wurde filtriert, mit Dichloromethan gewaschen und getrocknet.
• 11,2 g Tetracyclinhydrochlorid, mit einer 96 %igen Reinheit und 1 einer Feuchtigkeit, wurden erhalten, die einer Ausfällungsausbeute von 85 %0 entsprechen.
• Aus dem bei der Filtration des Tetracyclinhydrochlorids resultierenden Butylacetat wurde das zurückgebliebene Tetracyclin in 120 ml auf pH = 1,8 angesäuertes Wasser wiederextrahiert. Zu dieser Lösung wurden 2 g Calciumchlorid zugegeben und der pH-Wert auf 8,5 mittels Ammoniumhydroxyd gebracht. Es wurden 2,4 g eines Calciumtetracyclinkomplexes mit einer 50 eigen Reinheit erhalten.
• Anstatt Methanol konnte man als dem der Ausfällung unterworfenen 'Getracyclinkonzentrat zuzusetzenden Alkohol auch Aethylalkohol oder Isopropanol verwenden; ebenfalls konnte man zur Ausfällung des Tetracyclinhydrochiorids auch einen Überschuß von 15 - 25 an Salzsäure verwenden, wobei ein Produkt mit 93 - 94 %iger Reinheit und dunklerem Parbton erhalten wurde.
• Die Erfindung weist folgende Vorteile auf: - ein Produkt von höherer Güte wird erhalten; - eine höhere Ausbeute wird erreicht; - Ersparnisse an Ausgangsmaterialien, an Arbeitskraft, elektrischer und thermischer Energie werden erzielt, und der Fabrikationskreislauf wird verkürzt, wodurch die Leistung der Anlage erhöht wird.

Claims (3)

Patent ansprüche:

1. Verfahren zur Isolierung von Tetracyclin mittels unlöslicher Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Vermeidung des oxydativen Abbaus von Tetracyclin durch die verlängerte Einwirkung des Suftsauerstoffs die Trennung der unlöslichen Tetracyclinverbindungen (Komplexe) durch Filtrieren auf der Filterpresse unter Blasen (Absaugung) mit Stickstoff ausführt.

2o Verfahren zur Tetracyclinreinigung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausscheidung der zIwischenprodukte direkt auf dem isolierten, nichtgelösten, mit Oxalsäure auf einen pH-Wert von 4 - 5 eingestellten und mit spezifischen Anionen blockierten Niederschlag durchführt, wonach man diesen unter bekannten Bedingungen weiterverarbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung durch Atomisierung ausgeführt wird.