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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Isolierung
und Reinigung von Paclitaxel aus natürlichen Quellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DES STANDS
DER TECHNIK
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Die
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 und
ihre ausländischen
Gegenstücke,
alle im Namen des hier genannten Anmelders CHAICHEM PHARMACEUTICALS
INTERNATIONAL, offenbaren und beanspruchen ein Verfahren des vorstehend
erwähnten
Typs, welches besonders interessant im Vergleich zu all den früheren Verfahren
ist, die als „Stand
der Technik" im
Oberbegriff dieser US-Patentschrift offenbart werden. Genauer gesagt
ist das Verfahren, das in dieser US-Patentschrift offenbart wird,
interessant, weil es erlaubt:
- – das Erhalten
einer Biomasse nach Extraktion der Rinden, Nadeln und/oder Äste von
Taxus unterschiedlicher Spezies einfacher zu machen;
- – die
Menge an Biomasse, welche derart erhalten wird und mittels Chromatographie
gereinigt werden soll, zu erhöhen;
- – die
Schritte der Reinigung zu verringern;
- – die
Menge an erhaltenem Paclitaxel zu erhöhen; und
- – die
Herstellungskosten auf ein ökonomischeres Niveau
zu verringern.
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- a) Extrahieren eines Rohmaterials,
umfassend Paclitaxel aus einer natürlichen Quelle für Taxane, mit
einem organischen Lösemittel;
- b) In-Kontakt-Bringen des Rohmaterials mit einem basischen Medium
oder einem sauren Medium, um durch Ausfällen, Isolieren und Trocknen
der Biomasse eine Biomasse zu erhalten;
- c) Entfernen von Harz und natürlichen Pigmenten aus der isolierten
und getrockneten Biomasse durch Auflösen der Biomasse in Aceton
und dann dazu Zugeben mindestens eines unpolaren Lösemittels,
wie Hexan oder Heptan, bis eine an Paclitaxel angereicherte ölige Phase
erhalten wird;
- d) In-Kontakt-Bringen der an Paclitaxel angereicherten öligen Phase,
die im vorhergehenden Schritt gewonnen wurde, mit einem sauren Medium,
wenn Schritt (b) mit einem basischen Medium durchgeführt wurde,
oder mit einem basischen Medium, wenn Schritt (b) mit einem sauren
Medium durchgeführt
wurde, um durch Ausfällen
einen Niederschlag zu erhalten, Isolieren des Niederschlags und
Trocknen desselben; und
- e) mindestens einmal chromatographisches Reinigen einer Lösung des
isolierten Niederschlags in einem flüchtigen Lösemittel und mindestens einmal
Kristallisieren der gereinigten Lösung, die mittels Chromatographie
erhalten wurde. In der vorstehenden US-Patentschrift wird auch offenbart,
dass Schritt (e) vorzugsweise umfasst:
- e1) eine erste chromatographische Reinigung, umfassend
Auflösen
des Niederschlags, der in Schritt (d) isoliert wurde, in einem flüchtigen
Lösemittel,
Herstellen eines Gemischs der so erhaltenen Lösung mit Silicagel, Behandeln
des Gemischs in einer chromatographischen Säule, die Silicagel enthält, und
Gewinnen von an Paclitaxel angereicherten Fraktionen;
- e2) eine zweite chromatographische Reinigung, umfassend
zur Trockene Eindampfen der an Paclitaxel angereicherten Fraktionen,
die im vorhergehenden Schritt gewonnen wurden, bis ein Rückstand
erhalten wird, und Herstellen eines Gemischs durch Lösen des
Rückstands
in einem flüchtigen
Lösemittel,
wobei das Gemisch erneut durch Chromatographie unter denselben Bedingungen
wie im vorstehenden Teilschritt gereinigt wird, um weitere, an Paclitaxel
angereicherte Fraktionen zu erhalten;
- e3) eine erste Kristallisation, umfassend
zur Trockene Eindampfen der weiteren, an Paclitaxel angereicherten
Fraktionen, die im vorhergehenden Teilschritt erhalten wurden, bis
ein Rückstand
erhalten wird, Herstellen eines Gemischs dieses Rückstands
in Aceton und Kristallisieren des Paclitaxels, das in dem Gemisch
enthalten ist, mit einem unpolaren Lösemittel;
- e4) eine zweite Kristallisation, umfassend
Lösen der
Paclitaxelkristalle, die im vorhergehenden Teilschritt erhalten
wurden, in Aceton und Umkristallisieren des Paclitaxels unter denselben
Bedingungen wie im vorstehenden Teilschritt;
- e5) eine dritte Chromatographiereinigung,
umfassend Lösen
der Kristalle, die durch Umkristallisation im vorhergehenden Teilschritt
erhalten wurden, in einem flüchtigen
Lösemittel,
um eine Lösung
zu erhalten, Herstellen eines Gemischs dieser Lösung mit Silicagel und Behandeln
des Gemischs in einer chromatographischen Säule, die Silicagel enthält, um mit
einem Elutionslösemittel weitere,
an Paclitaxel angereicherte Fraktionen zu erhalten; und
- e6) eine dritte Kristallisation, umfassend
zur Trockene Eindampfen der weiteren, an Paclitaxel angereicherten
Fraktionen, die im vorhergehenden Teilschritt erhalten wurden, bis
ein Rückstand
erhalten wird, Lösen
des Rückstands
in einem Alkohol, Keton oder einem Alkohol-Keton-Gemisch, um ein
weiteres Gemisch zu erhalten, und Kristallisieren des Paclitaxels,
das in dem weiteren Gemisch enthalten ist, mit Wasser.
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Wie
vorstehend erwähnt,
ist das Verfahren, das in der vorstehenden
US-Patentschrift
Nr. 6,452,024 offenbart wird, sehr interessant, da es viel einfacher,
effizient und kostengünstig
ist als die vorhandenen Verfahren. Jedoch verlangt dieses Verfahren
immer noch zahlreiche Schritte der Trennung mittels Chromatographie
und Reinigung mittels Kristallisation, die notwendig sind, um die
großen
Mengen an in Lösemittel
löslichen
Verunreinigungen zu entfernen, die erhalten werden, wenn die Extraktion
unter Verwendung von Nadeln und Zweigen aus natürlichen Quellen für Taxane
durchgeführt
wird. Dies führt zu
immer noch hohen Herstellungskosten auf Grund insbesondere der geringen
Menge an Paclitaxel in den unterschiedlichen Spezies von Taxus.
Darüber hinaus
ist die Menge an Biomasse, welche gereinigt werden kann, sehr begrenzt
wegen der geringen Größen der
Chromatographiesäulen
und wegen der geringen Ausbeute an Paclitaxel, die nach der Reinigung
erhalten wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren
bereitzustellen, welches die meisten der Probleme löst, die
hier vorstehend wurden.
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Insbesondere
ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, welches
erlaubt:
- – eine
Lösung
zu erhalten, welche mehr Paclitaxel und Analoga nach Extraktion
der Rinden, Nadeln und/oder Äste
von Taxus unterschiedlicher Spezies enthält;
- – die
Verunreinigungen und das Volumen des Paclitaxel- und Analogextrakts
zu verringern, welche aus der Biomasse durch Ausfällen erhalten
werden;
- – die
Menge an Biomasse weiter zu erhöhen,
welche mittels Chromatographie gereinigt werden muss;
- – die
Schritte der Reinigung weiter zu verringern;
- – weiter
die Menge an Paclitaxel zu erhöhen,
die erhalten wird; und schließlich
- – die
Herstellungskosten weiter auf ein ökonomischeres Niveau zu verringern.
Das verbesserte Verfahren gemäß der Erfindung
zur Extraktion und Reinigung von Paclitaxel aus einer natürlichen
Quelle für
Taxane, die Paclitaxel enthält,
umfasst die folgenden Grundschritte:
- a) Waschen eines Rohmaterials, umfassend Paclitaxel, mit deionisiertem
oder reinem Wasser, wobei das Rohmaterial aus der natürlichen
Quelle für Taxane
kommt, wobei dieses Waschen das Entfernen von löslichen Verunreinigungen aus
dem Rohmaterial ermöglicht;
- b) Extrahieren eines nassen Rohmaterials, umfassend Paclitaxel,
aus dem gewaschenen Rohmaterial mit einem organischen Lösemittel;
- c) In-Kontakt-Bringen des nassen Rohmaterials mit einem Salz,
wodurch durch Ausfällen
eine Biomasse erhalten wird, und Isolieren und Trocknen der Biomasse;
- d) Entfernen von Harz und natürlichen Pigmenten aus der so
isolierten und getrockneten Biomasse durch Auflösen der Biomasse in Aceton
oder einem Aceton-Hexan-Gemisch
und dann Zugeben mindestens eines polaren Lösemittels, bis eine an Paclitaxel
angereicherte Ölphase
erhalten wird;
- e) mindestens einmal Reinigung mittels Chromatographie der an
Paclitaxel angereicherten öligen Phase,
die im vorhergehenden Schritt erhalten wurde, in einem flüchtigen
Lösemittel,
wodurch eine gereinigte Lösung
erhalten wird, und mindestens einmal Kristallisation der gereinigten
Lösung, die
durch Chromatographie erhalten wurde.
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Das
kristallisierte Produkt, das derart erhalten wird, ist tatsächlich ein
Gemisch von Paclitaxelkristallen, welches nach Filtration und Trocknen
der Kristalle im Grunde besteht aus:
- – etwa 60%
Kristallen mit einer Reinheit von höher als 99%;
- – etwa
30% Kristallen mit einer Reinheit von höher als 98% (< 99%); und
- – etwa
10% Kristallen mit einer Reinheit von höher als 92% (< 98%).
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Die
Kristalle mit Reinheiten von weniger als 99% können abgetrennt, miteinander
gemischt und damit nachfolgende Reinigung mittels Chromatographie
durchgeführt
werden, um mehr an dem Endprodukt mit einer Reinheit von höher als
99% zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung, ihre grundlegenden Unterschiede im Hinblick
auf den nächst
verwandten Stand der Technik, ihre Vorteile und die Art, wie sie
in die Praxis umgesetzt werden kann, werden besser nach Lesen der
folgenden, nicht begrenzenden Beschreibung verstanden, die unter
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen und die angefügten Beispiele
geschieht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
1a und
1b sind
Flussdiagramme, in denen die Grundschritte des Verfahrens gemäß der Erfindung
und desjenigen, das im nächst verwandten
Stand der Technik, nämlich
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 ,
offenbart wird, verglichen werden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie
vorstehend erwähnt,
soll das verbesserte Verfahren gemäß der Erfindung zur Extraktion
und Reinigung von Paclitaxel aus einem Rohmaterial verwendet werden,
das aus einer natürlichen
Quelle für Taxane
kommt, die das Paclitaxel, das extrahiert werden soll, enthält.
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Die
natürliche
Quelle für
Taxane, die als Ausgangsmaterial zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung
verwendet wird, ist vom Genus Taxus. Genauer gesagt besteht sie
aus einem beliebigen der Spezies von Koniferen, die Paclitaxel und seine
Derivate enthalten. Solche Spezies von Koniferen, die Paclitaxel
enthalten, können
sich aus Taxus brevifolia, Taxus baccata, Taxus canadensis, Taxus wallichiana,
Taxus yunnanensis, Taxus densiformis, Taxus hicksii, Taxus wardii,
Taxus cuspidata, Texas capitata oder Taxus brownii zusammensetzen.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
weist den Vorteil auf, dass es mit jedem Teil der natürlichen Quelle
für Taxane,
welche Paclitaxel enthält,
verwendbar ist. Vorzugsweise werden Rinden der gewählten Konifere(n)
genutzt. Alternativ können Äste und
Nadeln der gewählten
Koniferen genutzt werden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG VON JEDEM SCHRITT DES VERFAHRENS GEMÄß DER ERFINDUNG
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Schritt 1 – Waschen
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Der
erste Schritt des verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung besteht im
Waschen eines Rohmaterials, das Paclitaxel und seine Analoga enthält, welches
aus einer natürlichen
Quelle für
Taxane kommt, wobei ein deionisiertes oder reines Wasser verwendet
wird, um dies auszuführen.
Das Rohmaterial, das aus Rinden, Ästen, Nadeln und dergleichen bestehen
kann, wird vollständig
mit dem Wasser mit oder ohne Rühren
bei einer Temperatur, die zwischen 20°C und 100°C (vorzugsweise bei einer Temperatur von
20 bis 25°C)
eingeschlossen ist, für
eine Dauer von 2 bis 24 Stunden (vorzugsweise 3 Stunden) bedeckt.
Nach dieser Zeit wird das Wasser abgelassen. Dies erlaubt es, wasserlösliche Verunreinigungen aus
dem Rohmaterial zu entfernen.
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Schritt 2 – Extraktion
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Der
zweite Schritt des verbesserten Verfahrens besteht im Extrahieren
eines nassen Rohmaterials, das Paclitaxel und seine Analoga enthält, aus dem
gewaschenen Rohmaterial, das im ersten Schritt erhalten wurde, mit
einem organischen Lösemittel.
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Das
organische Lösemittel,
das während dieses
Extraktionsschritts verwendet wird, wird vorzugsweise aus Alkoholen,
Ketonen und Gemischen davon gewählt.
Als Bespiele für
solche bevorzugten Lösemittel
kann auf Methanol, Aceton und Gemische von Methanol mit Aceton verwiesen
werden.
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Wenn
man ein Gemisch eines Alkohols und eines Ketons verwendet, liegen
der Alkohol und das Keton vorzugsweise im Volumenverhältnis vor,
das zwischen 9:1 und 1:9 eingeschlossen ist. Stärker bevorzugt ist das Volumenverhältnis in
denn Gemisch gleich etwa 1/1.
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Auch
vorzugsweise wird der Extrakt, der derart erhalten wird, filtriert,
um Ablagerungen zu entfernen, und dann in einen doppelwandigen Tank überführt, in
den heißes
Wasser vorzugsweise bei einer Temperatur von 65 bis 70°C eingeleitet
wird. Das organische Lösemittel
wird aus diesem Tank destilliert. Üblicherweise macht das gesammelte
Lösemittel etwa
70% des Ausgangsvolumens aus. Die verbleibende Lösung, die Paclitaxel enthält, wird
dann in einen weiteren Tank abgelassen. Diese verbleibende Lösung ist
wegen des restlichen Wassers, das darin enthalten ist, tatsächlich ein
nicht konzentrierter Extrakt.
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Schritt 3 – Isolierung von Biomasse
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Der
dritte Schritt des verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung besteht im
Isolieren einer Biomasse aus der Lösung, die im vorigen Schritt
erhalten wurde.
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Zu
diesem Zweck wird der nicht konzentrierte Extrakt, der aus dem vorigen
Schritt erhalten wurde, in Methanol und Wasser verdünnt und
dann ausgesalzen, wodurch Ausfüllen
einer Biomasse erhalten wird. Natriumchlorid wird vorzugsweise als
Salz zum Aussalzen des Extrakts verwendet. Jedoch können andere
Salze für
dieselbe Reaktion verwendet werde, wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat,
Natrium- oder Kaliumacetat, Kaliumchlorid, Natrium- oder Kaliumphosphat
oder Natrium- oder Kaliumcitrat, wobei alle diese Salze in einer
wässrigen
Lösung löslich sind.
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Natriumchlorid
(oder jedes andere gewählte Salz)
wird vorzugsweise rasch unter starkem Rühren zu dem nicht konzentrierten
Extrakt gegeben. Die gewünschte
Biomasse wird rasch durch Zugabe von Natriumchlorid in einer Konzentration,
die zwischen 10 und 200 Gramm pro Liter Lösung eingeschlossen ist, erzeugt.
Vorzugsweise wird Natriumchlorid in einer Konzentration zugegeben,
die zwischen 50 und 100 und stärker
bevorzugt zwischen 50 und 75 Gramm pro Liter der nicht konzentrierten
Extraktlösung
eingeschlossen ist.
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Die
Biomasse, die erzeugt wird und ausgefallen ist, wird durch Filtration
oder durch Zentrifugation aus der Lösung abgetrennt. Mit der so
abgetrennten Biomasse, welche nass ist, kann unmittelbar der nächste Schritt
durchgeführt
werden, oder sie kann an Umgebungsluft oder unter Vakuum vorzugsweise
durch Ventilation oder Lyophilisation getrocknet werden.
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Schritt 4 – Entfernen von Harz und natürlichen
Pigmenten
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Der
vierte Schritt des verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung besteht im
Behandeln der Biomasse, die im vorhergehenden Schritt isoliert wurde,
um Harz und natürliche
Pigmente, die darin enthalten sind, zu entfernen.
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Die
Art und Weise, wie dieser Schritt durchgeführt werden kann, hängt von
der Art der Biomasse ab, die im vorigen Schritt erhalten wurde,
nämlich
ob sie getrocknet oder nass ist.
- A- Wenn die
Biomasse, die aus dem vorhergehenden Schritt des Ausfällen erhalten
wurde, getrocknet ist, dann wird sie wieder in Lösung gebracht, indem dazu ein
Volumen eines Gemischs aus Aceton und Hexan (vorzugsweise in einem Volumenverhältnis von
1/1) zugegeben wird, das vorzugsweise gleich etwa 1/25 des Volumens
des nicht konzentrierten Extrakts, der in Schritt 2 erhalten wurde,
vor dem Ausfällen
ist.
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Stärker bevorzugt
wird die getrocknete Biomasse wieder in Lösung gebracht, indem zuerst
das Gemisch aus Aceton und Hexan zugegeben wird und dann zusätzliche
1,5 Volumina reines Hexan zugegeben werden. Das Endverhältnis von
Aceton zu Hexan ist 1 Volumen Aceton auf 4 Volumina Hexan. Nach
einem derartigen Auflösen
wird das reine Wasser zu der erhaltenen Lösung gegeben, wodurch eine
an Paclitaxel angereicherte ölige
Phase erzeugt wird. Wasser wird vorzugsweise in einem Verhältnis von
2 bis 10 Volumina und stärker
bevorzugt 5 bis 7 Volumina pro 100 Volumina zugegebenes Aceton zugegeben.
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Das
Gemisch, das derart erhalten wird, wird dann in einen Dekantierkolben überführt. Eine ölige Phase,
die Paclitaxel und weitere Taxane enthält, die sich am Boden des Kolbens
abgesetzt hat, wird gewonnen. Diese ölige Phase wird dann eingedampft und
ist bereit, um durch Chromatographie an Silicagel gereinigt zu werden.
- B- Wenn die Biomasse, die unmittelbar nach
Zentrifugation im dritten Schritt erhalten wurde, nass ist (mit
ihr wurde nämlich
kein Trocknen durchgeführt),
dann wird eine solche nasse Biomasse in einem Aceton- und Hexan-Gemisch
(vorzugsweise in einem Volumenverhältnis von 1/1) ohne Zugeben
von Wasser wieder in Lösung
gebracht. Das Volumen an Aceton ist vorzugsweise gleich etwa 1/20
des Volumens des nicht konzentrierten Extrakts, der im zweiten Schritt
erhalten wurde, vor dem Ausfällen.
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Nach
einem solchen Auflösen
wird mindestens ein uripolares Lösemittel
zu der erhaltenen Lösung
gegeben, wodurch eine an Paclitaxel angereicherte ölige Phase
erzeugt wird, welche auf dieselbe Art und Weise von Hexan abgetrennt
wird.
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Das
(Die) unpolare(n) Lösemittel,
das (die) zu diesem Zweck verwendet wird (werden), wird (werden)
vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffen gewählt, die mit Aceton mischbar
sind, wie Pentan. Hexan oder Heptan. Wenn Hexan genutzt wird, ist
das Volumen an Hexan, das verwendet wird, üblicherweise das 3- bis 4-Fache
desjenigen der Acetonlösung.
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Wenn
die nasse Biomasse zu viel Wasser enthält, muss die erhaltene, an
Paclitaxel angereicherte ölige
Phase behandelt werden, um restliches Wasser zu entfernen, bevor
sie auf Silicagel beschichtet wird und mit dem derart beschichteten
Silicagel Chromatographie durchgeführt wird, um Paclitaxel und
seine Analoga zu gewinnen und zu reinigen. Das Entfernen von Wasser
erlaubt es, das beschichtete Silicagel rascher zu trocknen, bevor
es in die Chromatographiesäule
geladen wird.
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Das
restliche Wasser in der an Paclitaxel angereicherten öligen Phase
kann durch Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösemittel
entfernt werden. Das Gemisch wird dann abdekantiert und die organische
Phase wird vom Wasser abgetrennt. Das mit Wasser nicht mischbare
Lösemittel, das
verwendet wird, wird vorzugsweise aus halogenierten Kohlenwasserstoffen
oder Ether gewählt.
Als Beispiele für
solche Lösemittel
kann auf Methylenchlorid, Trichlormethan und auf Diethylether verwiesen
werden.
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Der
erhaltene Extrakt wird dann wiedergewonnen, unter Vakuum eingeengt
und ist zu diesem Zeitpunkt bereit, um durch Chromatographie an
Silicagel gereinigt zu werden.
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Schritt 5 – Chromatographische Reinigung
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Der
fünfte
und letzte Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht im
mindestens einmal chromatographisch Reinigen einer Lösung der
an Paclitaxel angereicherten öligen
Phase, die im vorhergehenden Schritt erhalten wurde, und mindestens einmal
Kristallisieren der gereinigten Lösung, die durch Chromatographie
erhalten wurde.
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Um
dies durchzuführen,
wird mit der konzentrierten, an Paclitaxel angereicherten öligen Phase, die
im vierten Schritt erhalten wurde, mindestens eine chromatographische
Reinigung und mit der gereinigten Lösung, die durch Chromatographie
erhalten wurde, mindestens eine Kristallisation durchgeführt. Vorzugsweise
jedoch werden mit der konzentrierten, an Paclitaxel angereicherten öligen Phase, die
im vierten Schritt erhalten wurde, mehrere chromatographische Reinigungen
und mehrere Kristallisationen durchgeführt, wobei die Anzahl der chromatographischen
Reinigungen vorzugsweise gleich zwei und die Anzahl der Kristallisationen
vorzugsweise gleich drei ist.
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Diese
aufeinander folgenden Reinigungen und Kristallisationen werden nun
als Teilschritte A bis E beschrieben.
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A – Erste
chromatographische Reinigung
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Bei
dem ersten chromatographischen Reinigungsschritt wird die an Paclitaxel
angereicherte ölige
Phase, die im vierten Schritt des Verfahrens erhalten wurde, mit Silicagel
gemischt und unter Ventilation getrocknet. Das Silicagel, das mit
der öligen
Phase beschichtet ist, wird in eine chromatographische Säule geladen,
die denselben Typ von Gel enthält.
In dieser Säule
wird das Paclitaxel mit einem Elutionsgemisch, umfassend 30 bis
40% Aceton und 60 bis 70% Hexan, gereinigt. Vorzugsweise umfasst
das Elutionsgemisch etwa 35% Aceton und etwa 65% Hexan.
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Die
Säule,
die verwendet wird, weist vorzugsweise eine Höhe von 142 cm und einen Innendurchmesser
von 7,6 cm oder 15,2 cm in Abhängigkeit
von der Menge an Paclitaxel, die gereinigt werden soll, auf. Eine
an Paclitaxel angereicherte ölige Phase,
die 4 bis 6 g Paclitaxel enthält,
wird vorzugsweise in einer Säule
mit einem Durchmesser von 7,6 cm gereinigt. Eine ölige Phase,
die 20 bis 24 g Paclitaxel enthält,
verwendet eine Säule
mit einem Säulendurchmesser
von 15,2 cm. Die kleinere Säule
(7,6 cm Durchmesser) enthält
2,2 bis 2,3 kg Silicagel, während
die größere Säule (15,2
cm Durchmesser) 8 bis 9 kg enthält.
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Das
Silicagel der Säule
wird mit dem Elutionsgemisch, das aus Aceton und Hexan besteht,
gewaschen und ins Gleichgewicht gebracht. Die Flution der Fraktion
wird mit demselben Lösemittelgemisch vorzugsweise
bei einer Fließgeschwindigkeit
von etwa 100 ml/min bei der Säule
mit 7,6 cm Durchmesser und einer Fließgeschwindigkeit von 400 ml/min bei
der Säule
mit 15,2 cm Durchmesser durchgeführt. In
beiden Fällen
wird das Volumen vorzugsweise unter einem Druck gehalten, der von
0 bis 30 psi variiert.
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B – Erste
Kristallisation
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- B.1 – In
diesem Schritt werden die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten,
welche mittels Chromatographie im vorhergehenden Schritt erhalten
wurden, zur Trockene eingedampft und in Aceton wieder in Lösung gebracht.
Die Menge an Aceton wird eingestellt, dass eine Extinktion bei 228
nm von 1,0 bis 1,5 O. D. für
das Maximum des Peaks, der Paclitaxel entspricht, mittels HPLC-Analyse
erhalten wird. Dann wird das Paclitaxel kristallisiert, indem 3
bis 4 Volumina Hexan in die Acetonlösung gegeben werden.
- B.2 – Alternativ
werden die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, welche mittels
Chromatographie im vorhergehenden Schritt erhalten wurden, durch
Eindampfen auf 1/5 des anfänglichen
Volumens oder bis zum Erhalten von 1,0 bis 1,5 O. D. mittels HPLC-Analyse
für das
Maximum des Peaks, der Paclitaxel entspricht, eingeengt. Das Paclitaxel
verbleibt somit in dem Lösemittelgemisch
aus Aceton-Hexan (35–65%).
Dann wird das Paclitaxel kristallisiert, indem 2 bis 3 Volumina Hexan
in die Lösung
gegeben werden.
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Es
bilden sich rasch Kristalle. Das Gemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur
oder bei einer Temperatur zwischen 2 und 8°C belassen, um die Kristallisation
zu vervollständigen.
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C – Zweite
Kristallisation
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In
diesem Schritt werden die Kristalle, die mittels Kristallisation
im vorhergehenden Schritt erhalten wurden, mittels Filtration oder
Zentrifugation abgetrennt und in Aceton mit einem Volumen an Aceton
wieder in Lösung
gebracht, dass eingestellt ist, dass eine Extinktion der Lösung mittels
HPLC-Analyse erhalten wird, die von 1,0 bis 1,5 O. D. für den Peak,
der Paclitaxel entspricht, variiert.
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Das
Paclitaxel, das in dieser Lösung
enthalten ist, wird dann umkristallisiert, indem zu der Acetonlösung 3 bis
4 Volumina an Hexan pro Volumen der Lösung gegeben werden.
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Die
Kristalle, die in diesem Schritt erhalten werden, weisen eine Paclitaxelreinheit
auf, die mittels HPLC-Analyse zwischen 85 bis 95% eingeschlossen
ist.
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Nach
Abtrennung der Kristalle aus den zwei vorigen Kristallisationsschritten
mittels Filtration wird die Hexanphase mit den Fraktionen gemischt,
die aus der ersten Chromatographie erhalten wurden, welche dem Peak
entsprechen, der als 9-Dihydro-13-acetylbaccatin
III identifiziert wird. Diese Komponente wird in mehreren Fraktionen
eluiert, bevor der Paclitaxelpeak erreicht wird. Das Gemisch wird
dann zur Trockene eingedampft. Der so erhaltene Rückstand
wird durch Zugabe von Methanol in hellgelbe Kristalle von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III
umgewandelt. Die Kristalle werden mittels Filtration abgetrennt,
dann in Aceton wieder in Lösung
gebracht und rasch durch Zugeben von 4 Volumina Hexan kristallisiert.
Die Kristalle von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III, die in diesem
Schritt mittels Filtration erhalten wurden, können mit demselben Verfahren, wie
vorstehend offenbart, umkristallisiert werden und weisen mittels
HPLC-Analyse eine höhere
Reinheit als 98% auf.
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D – Zweite
chromatographische Reinigung
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- D.1 In diesem Schritt werden die Paclitaxelkristalle,
die im vorhergehenden Schritt erhalten wurden, filtriert und dann
in Aceton wieder in Lösung gebracht.
Die Paclitaxellösung
wird filtriert, um Teilchen zu entfernen, die im Aceton nicht gelöst werden.
Die so erhaltene Lösung
wird dann mit Silicagel gemischt und unter Ventilation getrocknet.
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Das
Silicagel, das mit Paclitaxel beschichtet ist, wird in eine chromatographische
Säule geladen, die
denselben Typ von Gel enthält.
Paclitaxel wird dann erneut ein zweites Mal mit einem Elutionsgemisch
auf Basis organischen Lösemittels
gereinigt. Vorzugsweise umfasst das Elutionsgemisch 30 bis 40% Aceton
und 70 bis 60% Hexan.
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Stärker bevorzugt
werden die Kristalle, die in Schritt C erhalten wurden, mit Aceton
gelöst,
mit Silicagel gemischt und getrocknet. Das Gel, das mit Paclitaxel durchtränkt ist,
wird in eine chromatographische Säule geladen (vorzugsweise 142
cm lang mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm oder 15,2 cm in Abhängigkeit
von der Menge an Paclitaxel, die gereinigt werden soll). Die Säule mit
7,6 cm Durchmesser kann 2,2 bis 2,3 kg Silicagel enthalten, während die Säule mit
15,2 cm Durchmesser 8 kg Silicagel enthalten kann. Das Gel in der
Säule wird
mit einem Lösemittel,
das aus Aceton und Hexan (vorzugsweise 35:65% pro Volumen) besteht,
gewaschen und äquilibriert.
Die Flution der Fraktionen wird mit demselben Gemisch von Lösemitteln
vorzugsweise bei einer Fließgeschwindigkeit
von etwa 100 ml/min in der Säule
mit 7,6 cm Durchmesser oder 400 ml/min in der Säule mit 15,2 cm Durchmesser
durchgeführt. Beide
Säulen
werden bei einem Druck betrieben, der von 0 bis 30 psi variiert.
- D.2 Alternativ werden die Paclitaxelkristalle,
die im vorhergehenden Schritt C erhalten wurden, filtriert und dann
in Methylenchlorid wieder in Lösung
gebracht. Die Paclitaxellösung
wird filtriert, um Teilchen zu entfernen, die im Methylenchlorid nicht
gelöst
werden.
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Die
so erhaltene Lösung
wird dann mit Silicagel gemischt und unter Ventilation getrocknet.
-
Das
Silicagel, das mit Paclitaxel beschichtet ist, wird in eine chromatographische
Säule geladen, die
denselben Typ von Gel enthält.
Paclitaxel wird dann erneut ein zweites Mal mit einem Elutionsgemisch
auf Basis organischen Lösemittels
gereinigt. Vorzugsweise umfasst das Elutionsgemisch 95 bis 98% Methylenchlorid
und 2 bis 5% Isopropanol.
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Stärker bevorzugt
werden die Kristalle, die in Schritt C erhalten wurden, mit Methylenchlorid
gelöst,
mit Silicagel gemischt und getrocknet. Das Gel, das mit Paclitaxel
durchtränkt
ist, wird in eine chromatographische Säule geladen (vorzugsweise 142 cm
lang mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm oder 15,2 cm in Abhängigkeit
von der Menge an Paclitaxel, die gereinigt werden soll). Die Säule mit
7,6 cm Durchmesser kann 2,2 bis 2,3 kg Silicagel enthalten, während die
Säule mit
15,2 cm Durchmesser 8 kg Silicagel enthalten kann. Das Gel in der
Säule wird mit
einem Lösemittel,
das aus Methylenchlorid und Isopropanol (vorzugsweise 97,5:2,5%
pro Volumen) besteht, gewaschen und äquilibriert. Die Flution der Fraktionen
wird mit demselben Gemisch von Lösemitteln
vorzugsweise bei einer Fließgeschwindigkeit von
etwa 100 ml/min bei der Säule
mit 7,6 cm Durchmesser oder 400 ml/min bei der Säule mit 15,2 cm Durchmesser
durchgeführt.
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E – Dritte
Kristallisation
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In
diesem Schritt werden die angereicherten Fraktionen, die Paclitaxel
enthalten, welche mittels Chromatographie in Schritt D gewonnen
wurden, gemäß ihrer
Reinheit, vorzugsweise gemäß Reinheiten von
98 bis 99% und 90 bis 98% vereinigt. Dann werden sie zur Trockene
eingedampft und in Aceton, Alkohol (Ethanol), Ethylacetat oder Diethylether
wieder in Lösung
gebracht.
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Das
Volumen an zugegebenem Aceton wird eingestellt, dass eine Extinktion
erhalten wird, die von 1,0 bis 1,5 O. D. gemäß HPLC-Analyse für den Peak, der
Paclitaxel entspricht, variiert. Wenn die anderen Lösemittel,
die vorstehend erwähnt
werden, nämlich Alkohol
(Ethanol), Ethylacetat oder Diethylether, genutzt werden, ist die
Paclitaxelkonzentration viel wichtiger, im Allgemeinen 5-fach stärker konzentriert als
Paclitaxel in Acetonlösung.
-
Das
Paclitaxel wird dann ein drittes Mal umkristallisiert, vorzugsweise
wie folgt:
- 1. durch Zugeben von 3 bis 4 Volumina
Hexan pro Volumen Aceton zu der Acetonlösung.
- 2. durch Zugeben von mindestens 3 Volumina Hexan pro Volumen
Alkohol oder Ethylacetat zu der Alkohollösung oder Ethylacetatlösung.
- 3. durch Zugeben von mindestens 2 Volumina Hexan pro Volumen
Diethylether zu der Diethyletherlösung.
-
In
dem letzten Schritt der Reinigung und Umkristallisation, der hier
vorstehend offenbart wird, kann die Zugabe von Hexan in die Paclitaxellösung bei
Raumtemperatur durchgeführt
werden. Dies verlangsamt die Bildung von Kristallen, aber die Kristallisation
wird über
Nacht bei 2 bis 4°C
oder bei Raumtemperatur vervollständigt. Die Kristalle werden
filtriert und unter Vakuum getrocknet, um ein feines, losgelöstes Pulver
zu erhalten. Die Kristalle werden dann in Alkohol (Methanol oder
Ethanol) oder in Aceton gelöst
und wieder in Wasser in Suspension gebracht und während 66
bis 72 Stunden bei einer Temperatur von etwa –60°C lyophilisiert.
-
Die
erhaltenen Fraktionen von Taxanen können dann mittels HPLC-Chromatographie (Waters-System)
unter Verwendung eines Autosampler (Waters 717 plus), eines Photodiodenarray-Detektors
(Waters 996), eines Mehrfachlösemittel-Abgabesystems
(Waters 600E) und einer Säule C18
Nova-Pak, 60 Å,
4 um (3,9 × 150
mm) analysiert werden.
-
Die
Analyse der Fraktionen kann durchgeführt werden, indem ein Volumen
von 5 μl
eingespritzt wird. Die Säule
wird bei einer Fließgeschwindigkeit von
1 ml/min unter Verwendung eines Lösemittelgradienten von Acetonitril-Wasser-Methanol (25:50:30 nach
Volumen zu Beginn und 35/35/30 am Ende) eluiert.
-
Die
Peaks der Verbindungen werden bei 228 nm detektiert und die Dauer
für die
Analyse einer Probe beträgt
etwa 36 Minuten. Die Retentionszeit für den Paclitaxelpeak beträgt etwa
18,9 ± 0,2
Minuten und 6,5 ± 0,2
Minuten für
den Peak von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III.
-
Vorzugsweise
wird das flüchtige
Lösemittel, das
im chromatographischen Reinigungsschritt zum Lösen des Rückstands verwendet wird, aus
Ketonen, leichten C1- bis C3-Alkoholen, Ethylacetat, Methylenchlorid
oder einem Gemisch dieser Lösemittel
gewählt.
-
Am
Ende dieses Schritts E wird nach der Kristallisation des Paclitaxels
in Hexan und nach Filtrieren und Trocknen ein Gemisch von Paclitaxelkristallen
erhalten. Dieses Gemisch von Paclitaxelkristallen besteht aus:
- – 60%
Kristallen mit einer Reinheit von höher als 99%,
- – 30%
Kristallen mit einer Reinheit von höher als 98%, aber niedriger
als 99%,
und - – 10% Kristallen mit einer
Reinheit von höher
als 92%, aber niedriger als 98%.
-
Grundlegende
Unterschiede zwischen der vorliegenden Erfindung und derjenigen,
die in der
US-Patentschrift Nr.
6,452,024 des Anmelders offenbart und beansprucht wird
-
Wie
vorstehend erwähnt,
sind die
1a und
1b Flussdiagramme,
in denen die Grundschritte des Verfahrens, das in
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 , offenbart
und beansprucht wird, mit denjenigen der vorliegenden Erfindung
verglichen werden:
- 1. Wie in diesen Flussdiagrammen
gezeigt wird, wird im Verfahren gemäß der Erfindung das Rohmaterial,
welches das Paclitaxel enthält,
das extrahiert werden soll, welches vorzugsweise aus getrockneten
Nadeln und Zweigen besteht, vor der Extraktion durch organisches
Lösemittel,
wie Methanol oder Aceton, in gereinigtem Wasser gewaschen. Das Wasser,
das nach einem solchen Waschen erhalten wird, enthält einige
wasserlösliche
Komponenten, die verworfen werden. Die nassen Nadeln und Zweige
werden dann mit Methanol oder Aceton oder einem Gemisch von beidem „bedeckt" und damit wird eine
Extraktion für eine
Dauer von beispielsweise 16 Stunden bei 20°C durchgeführt. Der Extrakt wird dann
durch einen Kartuschenfilter geleitet und in einen doppelwandigen
Tank gepumpt, wo das Lösemittel durch
Zirkulation von erhitztem Wasser in der Ummantelung destilliert
wird. Wie vorstehend erwähnt,
wird der Extrakt, der einiges restliches Wasser enthält, als „nicht
konzentrierter Extrakt" bezeichnet.
-
Im
Gegensatz dazu wird in
US-Patentschrift Nr.
6,452,024 , die Extraktion der getrockneten Nadeln und Zweige
direkt unter Verwendung eines Lösemittelgemischs
von Methanol und Methylenchlorid durchgeführt. Der erhaltene konzentrierte
Extrakt ist nach der Destillation sehr viskos und enthält eine
bedeutende Menge an Harz und natürlichen
Pigmenten. Dieser Extrakt kann als „konzentrierter Extrakt" bezeichnet werden.
- 2. Im Verfahren gemäß der Erfindung wird Natriumchlorid
zu dem nicht konzentrierten Extrakt gegeben, wodurch eine Biomasse
erzeugt wird, die unmittelbar ausgefällt wird. Diese Biomasse wird mittels
Zentrifugation isoliert. In US-Patentschrift Nr.
6,452,024 wird die Biomasse durch Ausfällen des konzentrierten Extrakts,
der zuvor in Methanol verdünnt
wurde, in einem basischen oder sauren Medium erhalten. Der Niederschlag,
der erzeugt wird, ist sehr fein und leicht und wird vor dem Isolieren
durch Zugabe von Natriumchlorid ausgesalzen.
- 3. Dann wird sowohl in dem Verfahren gemäß der Erfindung als auch in
demjenigen, das in US-Patentschrift
Nr. 6,452,024 offenbart wird, die Biomasse in Aceton gelöst und eine
gegebene Menge (vorzugsweise 4 Volumina) eines unpolaren Lösemittels,
wie Hexan, wird zu der Acetonlösung gegeben,
wodurch eine an Paclitaxel angereicherte ölige Phase erzeugt wird.
-
Jedoch
ist im Verfahren gemäß der Erfindung
die so erhaltene, an Paclitaxel angereicherte ölige Phase bereit, um in einer
chromatographischen Säule
mit Silicagel bei niedrigem Druck gereinigt zu werden. Im Gegensatz
dazu muss im Verfahren, das in
US-Patentschrift
Nr. 6,452,024 offenbart wird, mit der erhaltenen, an Paclitaxel
angereicherten öligen Phase
ein zweites Ausfällen
in saurem oder basischem Medium durchgeführt werden. Der Niederschlag
wird mittels Zentrifugation isoliert, nachdem er durch Zugabe von
Natriumchlorid ausgesalzen wurde. Der erhaltene Niederschlag wird
getrocknet und dann in Aceton gelöst. Erst zu diesem Zeitpunkt
ist die Acetonlösung
bereit, um in einer chromatographischen Säule mit Silicagel bei niedrigem
Druck gereinigt zu werden.
- 4. Bei dem ersten
chromatographischen Reinigungsschritt des Verfahrens gemäß der Erfindung wird
die an Paclitaxel angereicherte ölige
Phase mit Silicagel gemischt und unter Ventilation getrocknet. Dann
wird das Silicagel, das mit der Biomasse bedeckt ist, in eine chromatographische Säule geladen.
Das Paclitaxel wird mit einem Elutionsgemisch aus Aceton und Hexan
gereinigt. Die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, welche mittels
Chromatographie erhalten wurden, werden zusammengefasst und dann
kristallisiert. Die Kristalle, die mittels Filtration oder Zentrifugation erhalten
wurden, werden in Aceton gelöst
und dann ein zweites Mal umkristallisiert. Die Kristalle werden
mittels Filtration oder Zentrifugation isoliert und sind bereit,
um erneut durch eine zweite und letzte chromatographische Säule mit
Silicagel bei niedrigem Druck gereinigt zu werden.
-
Bei
dem ersten chromatographischen Reinigungsschritt des Verfahrens,
das in
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 offenbart
wird, wird die an Paclitaxel angereicherte ölige Phase mit Silicagel gemischt
und unter Ventilation getrocknet. Dann wird das Silicagel, das mit
der Biomasse bedeckt ist, in eine chromatographische Säule geladen.
Das Paclitaxel wird mit einem Elutionsgemisch aus Aceton und Hexan gereinigt.
Die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, welche mittels Chromatographie
erhalten wurden, werden zusammengefasst und dann erneut durch eine
zweite chromatographische Säule
bei den Bedingungen, die für
den vorhergehenden Schritt verwendet wurden, gereinigt. Die Fraktionen,
die das Paclitaxel enthalten, die mittels der zweiten Chromatographie
erhalten wurden, werden zusammengefasst und dann kristallisiert.
Die Kristalle, die mittels Filtration oder Zentrifugation erhalten
wurden, werden in Aceton gelöst
und dann ein zweites Mal umkristallisiert. Die Kristalle werden
mittels Filtration oder Zentrifugation isoliert und sind bereit,
um erneut durch eine dritte und letzte chromatographische Säule mit
Silicagel bei niedrigem Druck gereinigt zu werden.
-
Somit
ist bei dem Verfahren, das in
US-Patentschrift
Nr. 6,452,024 offenbart wird, die Anzahl der Chromatographien,
die durchgeführt
werden sollen, höher
(3 anstatt 2).
- 5. In beiden Fällen werden
natürlich
die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, aus der zweiten und letzten
chromatographischen Säule
in dieser Erfindung oder diejenigen aus der dritten und der letzten
chromatographischen Säule
in US-Patentschrift Nr. 6,452,024 zusammengefasst
und dann kristallisiert, wodurch ein Endprodukt erzeugt wird.
-
Somit
ist, wie nun besser verstanden werden kann, ein Hauptvorteil der
vorliegenden Erfindung im Vergleich zu demjenigen von
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 , dass
das Verfahren gemäß der Erfindung weniger
Herstellungsschritte von dem einen des Startens der Extraktion der
Nadeln bis zum Erhalten der Biomasse und weniger Reinigungsschritte:
zwei Chromatographien anstatt drei, wie in
US-Patentschrift Nr. 6,452,024 beschrieben,
umfasst.
-
Das
Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet auch viel weniger Lösemittel
und benötigt
viel weniger Rohmaterialien, um dieselbe Menge an Endprodukt zu
erhalten. Deshalb sind die Herstellungskosten mit dem verbesserten
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung viel niedriger als nicht nur beim üblichen und herkömmlichen
Verfahren, das zur Paclitaxelreinigung verwendet wird, sondern auch
als bei demjenigen von
US-Patentschrift
Nr. 6,452,024 .
-
BEISPIELE
-
Die
folgenden Beispiele werden zu dem einzigen Zweck der Veranschaulichung
angegeben und sollten nicht als Begrenzung für den Umfang der vorliegenden
Erfindung angesehen werden.
-
Beispiel 1
-
Waschen
-
100
kg getrocknete und vermahlene Nadeln und Zweige von Taxus canadensis
wurden in einen Baumwollsack gegeben. Dieser Sack wurde in einen Edelstahltank gegeben,
in welchen 400 L destilliertes Wasser zugegeben wurden. Der Baumwollsack
wurde für
eine Dauer von 3 Stunden bei Raumtemperatur vollständig unter
Wasser getaucht und die Lösung,
die wasserlösliche
Verunreinigungen enthielt, wurde abgelassen.
-
In
der Praxis kann diese Waschvorgehensweise einmal oder zweimal wiederholt
werden, wobei die nassen Nadeln durch den Baumwollsack im Tank gehalten
werden.
-
Extraktion
-
250
L Methanol wurden in den Tank gegeben, der die nassen Nadeln und
Zweige enthielt. Die Extraktion wurde während 16 Stunden bei Raumtemperatur
durchgeführt.
Der Extrakt wurde durch Filter in einen zweiten doppelwandigen Tank
gepumpt. Das Methanol wurde mit der Hilfe von heißem Wasser
bei 80°C,
das in der Doppelwand des Tanks zirkulierte, destilliert. Das wieder
gewonnene Methanol wurde in den Tank, der Nadeln enthielt, zum Spülen überführt und
das Volumen an reinem Methanol wurde auf 400 L ergänzt. Das
ausgespülte
Methanol wurde dann gepumpt und destilliert, bis etwa 75% des Methanolvolumens
wiedererlangt worden waren. Die restliche Lösung von etwa 100 bis 120 L,
nachstehend als „nicht
konzentrierter Extrakt" bezeichnet,
wurde in einen weiteren Tank überführt und
wurde gehalten, bis die Temperatur des Extrakts auf Raumtemperatur
abgesunken war.
-
Ausfällen
von Biomasse durch Aussalzen
-
Der
nicht konzentrierte Extrakt wurde mit 10 L Methanol geklärt (etwa
10% Methanol im Vergleich zu dem Volumen des nicht konzentrierten
Extraktvolumens). Die Biomasse wurde durch Ausfällen isoliert, indem rasch
unter Rühren
Natriumchlorid zugegeben wurde. Die Konzentration von Natriumchlorid betrug
etwa 50 g pro Liter der Extraktlösung.
Ein Niederschlag bildete sich unmittelbar und das Gemisch wurde
ohne Rühren über Nacht
gehalten. Die überstehende
Lösung
wurde dann abgelassen und der schwere Niederschlag wurde leicht
ohne Filtration oder Zentrifugation gewonnen.
-
Nötigenfalls
kann die Biomasse, die durch Zugeben von Natriumchlorid erhalten
wurde, rasch durch Filtration oder Zentrifugation bei einer Geschwindigkeit
von 4.200 Upm bei 20°C
während
30 Minuten (Maschine J6 MC Beckman Centrifugal, Rotor 4.2 JS) gewonnen
werden. Es versteht sich, dass eine Durchfluss-Zentrifugalmaschine vorzugsweise verwendet
werden kann, um große
Menge an Niederschlag zu verarbeiten.
-
Eine überstehende
Lösung,
die 10-Deacetylbaccatin III und Baccatin III enthielt, wurde mit
Methylenchlorid oder Diethylether extrahiert. Die organische Phase
wurde durch Eindampfen eingeengt und kann behandelt werden, um diese
Analoga von Taxan zu extrahieren.
-
Entfernung von Harz und Pimenten
-
- 1. Der erhaltene Niederschlag wurde an Luft
getrocknet. Alternativ hätte
er vakuumgetrocknet oder lyophilisiert werden können (Gefriertrockner – FTS-System). Das Gewicht
des Niederschlags betrug etwa 1,3 kg bis 1,5 kg. Dieser Niederschlag wurde
in 6 L eines Aceton-Hexan-Gemischs (1:1) gelöst und bei 0 bis 2°C während 30
Minuten filtriert (oder alternativ bei 4.200 Upm zentrifugiert), um
die unlöslichen
Teilchen, die darin enthalten sind, zu entfernen. Dann wurde die
Aceton-Hexan-Lösung
in ein Becherglas überführt und
mit 1,5 Volumina reinem Hexan (9 L) durch aufeinander folgende Zugabe
von jeweils 1/2 Volumen von Hexan unter Rühren für wenige Minuten gemischt,
die ölige
Phase wurde durch Zugabe von zwischen 5% und 20% reinem Wasser,
vorzugsweise 5% bis 10% erzeugt. Die Menge an Wasser wurde gemäß dem Volumen
des verwendeten Acetons berechnet. Das Gemisch wurde dann in einen
Scheidekolben überführt und
etwa 30 Minuten lang sich trennen gelassen. Die an Paclitaxel angereicherte
Phase wurde am Boden des Kolbens gewonnen und durch Eindampfen auf
1/10 des anfänglichen
Volumens der Lösung,
die vor dem Perkolieren erhalten wurde, eingeengt. Dieses Präparat war
bereit, um an Silicagel für
einen Chromatographiereinigungsschritt adsorbiert zu werden.
- 2. Nach Zentrifugation ohne Trocknen wurde der so erhaltene
Niederschlag in 3 L Aceton gelöst und
bei 0 bis 2°C
während
30 Minuten filtriert (oder alternativ bei 4.200 Upm zentrifugiert),
um die unlöslichen
Teilchen, die darin enthalten sind, zu entfernen. Dann wurde die
Acetonlösung
in ein Becherglas überführt und
mit 4 Volumina Hexan (12 L) durch aufeinander folgende Zugabe jeweils eines
Volumens von Hexan unter Rühren
für wenige
Minuten gemischt. Die ölige
Phase bildete sich rasch. Das Gemisch wurde dann in einen Scheidekolben überführt und
etwa 30 Minuten lang sich trennen gelassen. Die an Paclitaxel angereicherte
Phase wurde am Boden des Kolbens gewonnen. Diese Lösung enthielt
einiges restliches Wasser und wurde somit durch Zugeben von 1 Volumen
Methylenchlorid extrahiert.
-
Das
Wasser wurde aus diesem Gemisch abgetrennt und die untere Methylenchloridphase,
die das Paclitaxel enthielt, wurde auf 1/5 des anfänglichen
Volumens der Acetonlösung,
die vor dem Entfernen des Harzes und der Pigmente erhalten wurde, eingeengt
oder zur Trockene eingedampft. Im letzteren Fall wurde der getrocknete
Rückstand
in 0,5 L Aceton gelöst.
-
Beispiel 2
-
Erste Reinigung mittels Chromatographie
an Silicagel bei niedrigem Druck
-
Die
erhaltene Acetonlösung,
die Paclitaxel und Analoga enthält,
wurde nach Entfernen des Harzes und der Pigmente in Beispiel 1 mit
500 g Silicagel (230 bis 400 mesh) gemischt. Das Gel, das mit dem Extrakt
durchtränkt
war, wurde an Luft unter Ventilation (oder unter Vakuum) getrocknet.
Das Gesamtgewicht nach Trocknen betrug etwa 900 bis 950 g und die
Hälfte
dieses Materials wurde in eine Säule
(142 × 7,6
cm Innendurchmesser) geladen, die 2,2 kg Silicagel (230 bis 400
mesh) enthielt. Das Gel wurde mit einem Gemisch von Aceton und Hexan
(35:65%, Volumen pro Volumen) gewaschen und ins Gleichgewicht gebracht.
Die Flution wurde mit demselben Lösemittel durchgeführt, wobei
ein Dynamax® Lösemittelabgabesystem
verwendet wurde. Die Fließgeschwindigkeit
der Flution betrug etwa 100 ml/min unter einem Druck zwischen 0
bis 30 psi. Das Volumen des Lösemittelgemischs
betrug etwa 40 L und jede Fraktion wurde in Chargen von 1 L gesammelt.
Die HPLC-Analyse zeigte an, dass es 9 bis 10 Fraktionen gab, von
der 26. oder 27. bis zur 35. oder 36., welche etwa 0,2 mg/ml bis
0,7 mg/ml Paclitaxel enthielten, und ihre Reinheit variierte von
10 bis 58%. Die Fraktionen, die mehr Paclitaxel enthielten, weisen
eine höhere
Reinheit auf. Die Menge an Paclitaxel für jede Fraktion wurde aus ihrer
Peakfläche
durch Vergleich mit der Fläche
eines Paclitaxelstandards bestimmt.
-
Es
ist erwähnenswert,
dass sich die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, im Hinblick
auf die weiteren von einer Reinigung zur anderen voneinander abheben
können.
-
Die
Fraktionen mit den höchsten
Mengen an Verunreinigungen werden verworfen. Im Allgemeinen wurden
die ersten Fraktionen, die weniger als 0,3 mg/ml Paclitaxel enthielten,
beseitigt.
-
Beispiel 3
-
Erste
Reinigung mittels Chromatographie an Silicagel bei niedrigem Druck
Die erhaltene Acetonlösung,
die Paclitaxel und Analoga enthält,
wurde nach Entfernen von Harz und Pigmenten in Beispiel 1 mit 500
g Silicagel (230 bis 400 mesh) gemischt. Das Gel, das mit dem Extrakt
durchtränkt
war, wurde an Luft unter Ventilation (oder unter Vakuum) getrocknet.
Das Gesamtgewicht nach Trocknen betrug etwa 920 g und die Hälfte dieses
Materials wurde in eine Säule
(142 × 7,6
cm Innendurchmesser) geladen, die 2,2 kg Silicagel (230 bis 400
mesh) enthielt. Das Gel wurde mit einem Gemisch von Aceton und Hexan (40:60%,
Volumen pro Volumen) gewaschen und ins Gleichgewicht gebracht. Die
Flution wurde mit demselben Lösemittel
durchgeführt,
wobei ein Dynamax® Lösemittelabgabesystem verwendet
wurde. Die Fließgeschwindigkeit
der Flution betrug etwa 100 ml/min unter einem Druck zwischen 0
bis 30 psi. Das Volumen des Lösemittelgemischs
betrug etwa 30 L und jede Fraktion wurde in Chargen von 1 L gesammelt.
Die HPLC-Analyse zeigte an, dass es 7 bis 8 Fraktionen gab, von
der 16. oder 17. bis zur 23. oder 24., welche etwa 0,1 mg/ml bis
0,7 mg/ml Paclitaxel enthielten, und ihre Reinheit variierte von
8 bis 45%. Die Fraktionen, die mehr Paclitaxel enthielten, weisen
eine höhere
Reinheit auf. Die Menge an Paclitaxel für jede Fraktion wurde aus ihrer
Peakfläche durch
Vergleich mit der Fläche
eines Paclitaxelstandards bestimmt.
-
Noch
einmal ist es erwähnenswert,
dass sich die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, im Hinblick auf
die weiteren von einer Reinigung zur anderen voneinander abheben
können.
-
Die
Fraktionen mit den höchsten
Mengen an Verunreinigungen werden verworfen. Im Allgemeinen wurden
die ersten Fraktionen, die weniger als 0,3 mg/ml Paclitaxel enthielten,
beseitigt.
-
Beispiel 4
-
Erste Kristallisation
-
Nach
der ersten Chromatographiereinigung in den Beispielen 2 und 3 wurden
die Fraktionen mit einer Konzentration an Paclitaxel von höher als
0,3 mg/ml vereinigt und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand
wurde in Aceton gelöst
und das Volumen an Aceton wurde eingestellt, um einen maximalen Peak
von Paclitaxel im Bereich von 1,0 bis 1,5 O. D. mittels HPLC zu
erhalten. 4 Volumina Hexan wurden dann zu der Acetonlösung gegeben,
um die Kristallisation während
der folgenden Stunde zu starten. Das Gemisch wurde über Nacht
bei 2 bis 8°C
oder bei Raumtemperatur gehalten, um die Kristallisation zu vervollständigen.
-
Zweite Kristallisation
-
Dann
wurden die erhaltenen Kristalle filtriert (oder zentrifugiert) und
in Aceton gelöst.
Das Volumen an Aceton wurde eingestellt, um einen Paclitaxelpeak
mittels HPLC mit einer maximalen O. D. im Bereich von 1,0 bis 1,5
zu erhalten. Hexan wurde dann in einem Verhältnis von 4 Volumina bezüglich der
Acetonlösung
zugegeben. In der folgenden Stunde bildeten sich Kristalle. Das
Gemisch wurde über Nacht
bei einer Temperatur, die zwischen 2 bis 8°C eingeschlossen war, oder bei
Raumtemperatur gehalten, um die Kristallisation zu vervollständigen.
Die Kristalle wurden filtriert oder zentrifugiert und unter Luft
oder Vakuum getrocknet. HPLC-Analyse
zeigte an, dass der Paclitaxelgehalt etwa 85% oder höher war.
-
Direkte
Isolierung und erste Kristallisation von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin
111 Die Fraktionen, die 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III (20. bis
25. Fraktion) enthielten, welche aus der ersten Reinigung mittels
Chromatographie in Beispiel 2 erhalten wurden, oder die 13. bis
15. Fraktion in Beispiel 3 wurden zusammen mit den Nexan/Aceton-Lösungen (Mutterlaugen),
die aus den ersten und zweiten Kristallisationsschritten erhalten
wurden, welche 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III enthielten, vereinigt
und zur Trockene eingedampft. Die Kristalle wurden durch Zugabe
von Methanol erzeugt und mittels Filtration oder Zentrifugation
wiedererlangt. Die erhaltenen Kristalle wurden in Aceton gelöst und durch
3 Volumina Hexan kristallisiert. Das Produkt wurde als 9-Dihydro-13-acetylbaccatin
III mit einer Reinheit > 95% identifiziert.
-
Zweite Kristallisation von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin
III
-
Die
so erhaltenen Kristalle von 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III wurden
in Aceton gelöst
und dann wurde 1 Volumen Hexan zu der Acetonlösung gegeben. Das Gemisch wurde
langsam gerührt
und zusätzliche
2 Volumina Hexan wurden zugegeben. Die Lösung konnte langsam kristallisieren.
Die weißen
Kristalle wurden durch Filtration oder Zentrifugation gewonnen und
unter Ventilation oder Vakuum getrocknet. HPLC-Analyse dieser Kristalle
zeigte an, dass der Gehalt an 9-Dihydro-13-acetylbaccatin III gleich oder besser
als 98% war.
-
Beispiel 5
-
Zweite
Reinigung mittels Chromatographie an Silicagel bei niedrigem Druck
Die Paclitaxelkristalle, die nach der zweiten Kristallisation in
Beispiel 4 erhalten wurden, wurden in 75 bis 100 ml Aceton gelöst, dann
filtriert, um unlösliche
Teilchen zu entfernen, und auf 75 bis 100 g Silicagel adsorbiert.
Das Gel, das mit Paclitaxel beschichtet war, wurde an Luft unter
Ventilation oder unter Vakuum getrocknet. Das getrocknete Gel wurde
oben in eine Säule
(142 × 7,6 cm
Innendurchmesser) geladen, die 2,2 kg Silicagel (230 bis 400 mesh)
enthielt. Das Gel wurde mit einem Gemisch von Aceton und Hexan (35:65
Volumen pro Volumen) gewaschen und ins Gleichgewicht gebracht. Die
Flution wurde mit demselben Lösemittel durchgeführt, wobei
ein Dynamax® Lösemittelabgabesystem
bei einer Fließgeschwindigkeit
von etwa 100 ml/min unter einem Druck zwischen 0 bis 30 psi verwendet
wurde. Das Volumen des Lösemittelgemischs
betrug etwa 40 L und Fraktionen wurden in Chargen von 1 L gesammelt.
Die HPLC-Analyse zeigte an, dass es 9 bis 10 Fraktionen gab, von
der 26. oder 27. bis zur 34. oder 35., welche etwa 0,2 mg/ml bis
0,6 mg/ml Paclitaxel enthielten, und ihre Reinheit variierte von
85 bis 99%. Die Fraktionen, welche Paclitaxel mit einer Reinheit
von höher
als 98% enthielten, wurden zusammen für eine dritte und letzte Kristallisation
vereinigt.
-
Noch
einmal können
sich die Fraktionen, die Paclitaxel enthalten, im Hinblick auf die
weiteren von einer Reinigung zur anderen voneinander abheben.
-
Beispiel 6
-
Zweite
Reinigung mittels Chromatographie an Silicagel bei niedrigem Druck
Die Paclitaxelkristalle, die nach der zweiten Kristallisation im
Beispiel 4 erhalten wurden, wurden in 75 bis 100 ml Methylenchlorid
gelöst,
darin filtriert, um die unlöslichen
Teilchen zu entfernen und dann in Kontakt mit 75 g bis 100 g Silicagel
gebracht. Das Gel, das mit Paclitaxel beschichtet war, wurde an
Luft unter Ventilation oder unter Vakuum getrocknet. Das getrocknete
Gel wurde oben in eine Säule
(142 × 7,6
cm Innendurchmesser) geladen, die 2,2 kg Silicagel (230 bis 400
mesh) enthielt. Das Gel wurde mit einem Gemisch von Methylenchlorid
und Isopropanol (97,5:2,5 Volumen pro Volumen) gewaschen und ins
Gleichgewicht gebracht. Die Flution wurde mit demselben Lösemittel durchgeführt, wobei
ein Dynamax® Lösemittelabgabesystem
bei einer Fließgeschwindigkeit
von etwa 100 ml/min unter einem Druck zwischen 0 bis 30 psi verwendet
wurde. Das Volumen des Lösemittelgemischs
betrug etwa 50 L und Fraktionen wurden in Chargen von 1 L gesammelt.
Die HPLC-Analyse zeigte an, dass es 20 Fraktionen gab, von der 28.
bis zur 48., welche etwa 0,1 mg/ml bis 0,3 mg/ml Paclitaxel enthielten,
und ihre Reinheit variierte von 98 bis > 99%. Die Fraktionen, welche Paclitaxel
mit einer Reinheit von höher
als 98% enthielten, wurden zusammen für eine dritte und letzte Kristallisation
vereinigt.
-
Dritte Kristallisation
-
Nach
der zweiten Chromatographiereinigung von Beispiel 5 oder Beispiel
6 wurden die Fraktionen mit einer Reinheit von Paclitaxel von höher als
98% vereinigt und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand
wurde in Aceton gelöst
und das Volumen an Aceton wurde eingestellt, um einen maximalen
Peak von Paclitaxel im Bereich von 1,0 bis 1,5 O. D. mittels HPLC
zu erhalten. 4 Volumina Hexan wurden dann zu der Acetonlösung gegeben,
um die Kristallisation während
der folgenden Stunde zu starten. Das Gemisch wurde über Nacht
bei 2 bis 8°C
oder bei Raumtemperatur gehalten, um die Kristallisation zu vervollständigen.
-
Die
weißen
Kristalle wurden durch Filtration oder Zentrifugation gewonnen und
unter Ventilation oder Vakuum getrocknet. Die Reinheiten der Kristalle,
die mittels HPLC analysiert wurden, waren wie folgt:
- – 99,20
bis 99,50%, wenn sie durch Beispiel 5 erhalten wurden; und
- – 99,50
bis 99,90%, wenn sie in Beispiel 6 erhalten wurden.
-
Wie
hier vorstehend offenbart, können
die Rückstände, die
aus den Fraktionen, welche Paclitaxel nach der zweiten chromatographischen
Reinigung enthalten, erhalten wurden, in Ethanol, Ethylacetat oder
Diethylether gelöst
werden. Das Volumen an diesen Lösemitteln
ist 5-fach geringer als Aceton, das zuvor verwendet wurde, es bedeutet,
dass die Paclitaxelkonzentration 5-fach höher ist (etwa 10 mg/ml).
-
In
der Praxis:
- – 1 bis 2 Volumina Hexan wurden
dann zu der Etherlösung
gegeben; und alternativ
- – 3
bis 4 Volumina Hexan wurden dann zu der Ethanol- oder Ethylacetatlösung gegeben,
um die Kristallisation während
der folgenden Stunde zu starten.
-
Das
Gemisch wurde über
Nacht bei 2 bis 8°C oder
bei Raumtemperatur gehalten, um die Kristallisation zu vervollständigen.
Die Reinheiten dieser Kristalle waren sehr ähnlich, während Aceton zur Kristallisation
verwendet wurde.
-
Die
Kristalle, welche eine Reinheit von weniger als 98% aufwiesen, wurden
behalten und erneut zusammen mittels Chromatographie unter denselben Bedingungen,
wie vorstehend bei der zweiten Reinigung beschrieben, gereinigt.
Diese erneute Reinigung erlaubt es, immer noch rund 75% der gesamten Menge
dieser Kristalle mit einer Reinheit von größer als 99% zu erhalten.
-
Die
Kristalle wurden in einem minimalen Volumen an Ethanol oder Methanol
oder Aceton gelöst und
dann wieder in die Ampulle, die das reine Wasser enthielt, gegeben.
Das Volumen des Lösemittels
betrug etwa 10 bis 15% in Bezug auf das Volumen von reinem Wasser.
Das Paclitaxel wurde während
72 Stunden lyophilisiert und die Temperatur wurde von –60°C bis auf
+20°C mit
0,02°C pro
Minute und unter einem Druck bei 100 Millitorr angehoben.