DK144277B - Femgangsmaade til fremstilling af 6-aminopenicillansyre - Google Patents
Femgangsmaade til fremstilling af 6-aminopenicillansyre Download PDFInfo
- Publication number
- DK144277B DK144277B DK524977AA DK524977A DK144277B DK 144277 B DK144277 B DK 144277B DK 524977A A DK524977A A DK 524977AA DK 524977 A DK524977 A DK 524977A DK 144277 B DK144277 B DK 144277B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- penicillin
- catalyst
- bed
- apa
- particulate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 22
- NGHVIOIJCVXTGV-ALEPSDHESA-N 6-aminopenicillanic acid Chemical compound [O-]C(=O)[C@H]1C(C)(C)S[C@@H]2[C@H]([NH3+])C(=O)N21 NGHVIOIJCVXTGV-ALEPSDHESA-N 0.000 title description 20
- NGHVIOIJCVXTGV-UHFFFAOYSA-N 6beta-amino-penicillanic acid Natural products OC(=O)C1C(C)(C)SC2C(N)C(=O)N21 NGHVIOIJCVXTGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 41
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 32
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 28
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 22
- 108010073038 Penicillin Amidase Proteins 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 241000588769 Proteus <enterobacteria> Species 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 7
- 238000005947 deacylation reaction Methods 0.000 description 6
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000020176 deacylation Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229940056360 penicillin g Drugs 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IYNDLOXRXUOGIU-LQDWTQKMSA-M benzylpenicillin potassium Chemical compound [K+].N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C([O-])=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 IYNDLOXRXUOGIU-LQDWTQKMSA-M 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000901842 Escherichia coli W Species 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 229930195708 Penicillin V Natural products 0.000 description 2
- AZCVBVRUYHKWHU-MBNYWOFBSA-N Penicillin X Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 AZCVBVRUYHKWHU-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229940056367 penicillin v Drugs 0.000 description 2
- BPLBGHOLXOTWMN-MBNYWOFBSA-N phenoxymethylpenicillin Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)COC1=CC=CC=C1 BPLBGHOLXOTWMN-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- MTPJEFOSTIKRSS-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propanenitrile Chemical compound CN(C)CCC#N MTPJEFOSTIKRSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192041 Micrococcus Species 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- DCUFMVPCXCSVNP-UHFFFAOYSA-N methacrylic anhydride Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(=O)C(C)=C DCUFMVPCXCSVNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 235000019371 penicillin G benzathine Nutrition 0.000 description 1
- AZCVBVRUYHKWHU-UHFFFAOYSA-N penicillin X Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 AZCVBVRUYHKWHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000019814 powdered cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003124 powdered cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012066 reaction slurry Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D499/00—Heterocyclic compounds containing 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. penicillins, penems; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
- C07D499/21—Heterocyclic compounds containing 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. penicillins, penems; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring with a nitrogen atom directly attached in position 6 and a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2
- C07D499/42—Compounds with a free primary amino radical attached in position 6
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/873—Proteus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
(19) DANMARK
it
@ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT du 144277 B
DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET
(21) Ansøgning nr. 5249/77 (51) int.CI.3 C 12 P 37/06 (22) Indleveringsdag 25· πον. 1977 (24) Løbedag 25 · nov. 1977 (41) Aim. tilgængelig 27 · maj 1 978 (44) Fremlagt 1 . feb. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -
(30) Prioritet 26. nov. 1976, 74521 2, US
(71) Ansøger PFIZER INC., New York, US.
(72) Opfinder James J.Hamsher, US: Merrill Lozanov, US.
(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.
(54) Fremgangsmåde til fremstilling af 6-aminopenicillansyre.
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af 6-aminopenicillansyre, og mere specielt en fremgangsmåde til enzymatisk omdannelse af en penicillin til 6-aminopenicillansyre .
6-Aminopenicillansyre, der sædvanligvis omtales som 6-APA, er et mellemprodukt ved fremstillingen af syntetiske penicilliner og fremstilles blandt andet ved deacylering af penicilliner.
Q
Denne omdannelse er blevet udført både ved kemiske og biokemiske metoder. Den kemiske omdannelse, som f.eks. er beskrevet i USA- ^ patentbeskrivelse nr. 3.499.909, er uheldig ved at være en fler- d" t
II
d- trins-fremgangsmåde, der fordrer energikrævende lavtemperaturbe tingelser og specielt udstyr. Ved den biokemiske omdannelse an- 2 144277 vendes en2ymet penicillinacylase, eller penicillinamidase. Ifølge USA-patentbeskrivelse nr. 3.260.653 tilvejebringes enzymvirkningen af visse bakterier eller bakterieekstrakter. Denne metode er ikke helt tilfredsstillende til industriel fremstilling af 6-APA, da produktstrømmen er forurenet med enzymet og/eller mikroorganismeceller, der derpå må fjernes under udvindingen af produktet, og enzymet anvendes kun én gang. Problemerne med forurening af produktet og dårlig enzymudnyttelse angives i USA-patentbeskrivelse nr. 3.953.291 at være løst ved anvendelse af immobiliserede penicillin-amidaseproducerende mikroorganismeceller. Imidlertid er en sådan fremgangsmåde, der anvender immobiliserede celler, stadig karakteriseret ved lav produktivitet, da fremgangsmåden ved chargevis udførelse lider af ikke at være kontinuert og af megen håndtering af det immobiliserede cellemateriale, medens den ved udførelse på søjle lider under dårlig pH-kontrol og en enzymudnyttelse, der er mindre end optimum.
I tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.157.970 er beskrevet en fremgangsmåde til fremstilling af 6-APA ved enzymatisk spaltning af penicilliner, ved hvilken man ved en pH-værdi mellem 6 og 8 og en temperatur mellem 20 og 50°C bringer en penicillinopløsning i berøring med en suspension af immobiliseret penicillinacylase. Fremgangsmåden udføres som en chargeproces og lider af de med en sådan proces forbundne mangler.
Benyttelsen af et tyndt leje af mikroorganismecelle-kataly-sator til kontinuert isomerisering af glucose til fructose er omtalt i USA-patentbeskrivelserne nr. 3.694.314 og 3.817.832. Det tynde leje angives at være anvendt for at formindske tryktabet gennem katalysatoren, og man opnår den ønskede omdannelse ved at lede den vandige forarbejdningsstrøm langsomt gennem flere lejer i serie.
Det har nu vist sig, at en penicillin kan omdannes til 6-APA på en simpel og effektiv måde ved hurtigt at recirkulere en vandig opløsning af penicillinen gennem et tyndt leje, der omfatter partikelformet penicillinacylasekatalysator under kontrollerede temperatur- og pH-betingelser.
Ved fremgangsmåden bringes en vandig opløsning af penicillinen, der holdes ved en temperatur på fra ca. 15 til 45°C og ved en pH-værdi på fra ca. 6,5 til 9,0, i kontakt med et leje, der omfatter en partikelformet immobiliseret penicillinacylasekatalysator, og det ejendommelige ifølge opfindelsen er, at op 144277 3 løsningen recirkuleres gennem nævnte leje, der har en dybde på indtil ca. 6 cm, med en strømningshastighed på mindst 0,4 lejevolumen pr. minut, idet recirkuleringen fortsættes, indtil penicillinen i det væsentlige er omdannet til syren.
Fortrinsvis er penicillinet kaliumpenicillin G og lejedybden på fra ca. 2 til 3 cm. Den partikelformede katalysator omfatter fortrinsvis immobiliserede Proteus rettgeri-celler, der indeholder enzymet. Temperaturen er fortrinsvis ca. 35 til 40°C og pH-værdien fra ca. 7,5 til 8,2.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, som følge af den hurtige recirkulering af oparbejdningsstrømmen gennem et tyndt leje af partikelformet katalysator, i stand til at optimere omdannelsen af penicilliner til 6-APA, da den løser de hidtil uløste problemer med hensyn til pH- og gennemstrømningskontrol, der er forbundet med kontinuert søjledeacylering, og med hensyn til overdreven håndtering af katalysatoren ved chargevis deacylering. Fremgangsmådens evne til at kontrollere pH er særlig betydningsfuld, da deacyle-ringen giver en carboxylsyre, der må neutraliseres, enzymet kun er optimalt aktivt inden for et snævert pH-område og begge reaktanter og produktet er følsomme over for ekstreme pH-værdier. Da denne kontrol opnås med et minimum af tryktab gennem lejet, har fremgangsmåden yderligere den fordel, at der kan anvendes normalt fremstillingsudstyr.
Det skal her bemærkes, at den ovennævnte fra USA-patentskrifteme nr. 3.694.314 og 3.817.832 kendte teknik ikke er anvendelig til det foreliggende formål, da den der beskrevne langsomme passage af forarbejdningsstrømmen gennem katalysatorlejet ville medføre en forøget nedbrydning af substrat, produkt og katalysator som følge af den forøgede udsættelse for lokalt forekommende surhed i lejet.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er velegnet til deacyle-ringen af en hvilken som helst vandopløselig penicillin. Repræsentative penicilliner omfatter, men er ikke begrænset til, penicillin G (benzylpenicillin), penicillin X (p-hydroxybenzylpenicillin) og penicillin V (phenoxymethylpenicillin). Penicillin G foretrækkes i form af kalium- eller natriumsaltet. Koncentrationen af penicillinsubstratet i den vandige opløsning er ikke kritisk og varierer normalt fra ca. 1 til 20 g/100 ml opløsning.
4 144277
Ved partikelformet immobiliseret penicillinacylasekatalysator skal forstås enzymet penicillinacylase eller en hvilken som helst penicil— linacylaseproducerede mikroorganisme indesluttet i eller knyttet til eller på en vanduopløselig partikelformet matrix af organisk eller uorganisk oprindelse på en sådan måde, at man bibeholder enzymets aktivitet. Velegnede penicillinacylaseproducerende mikroorganismer omfatter sådanne, der hører til slægterne Proteus, Escherichia, Strep-tomyces, Nocardia, Micrococcus, Pseudomonas, Alkaligenes og Aerobac-ter således som omtalt i USA-patentbeskrivelserne nr. 3.260.653 og 3.953.291. De sædvanlige metoder, der anvendes til sådan iltmobilisering af enzymer og mikroorganismecelle , omfatter covalent binding til matrixen, indeslutning i matrixen, fysisk adsorption på matrixen og tværbinding med bifunktionelle reagenser til dannelse af matrixen. Eksempler på disse immobiliseringsteknikker er de i USA-patentbe-skrivelserne nr. 3.645.852, 3.708.397, 3.736.231,3.779.869, 3.925.157, 3.953.291 og 3.957.580 omhandlede. Som det fremgår af disse patentskrifter er matrixen typisk en polymer eller copolymer af sådanne monomere som glycidylmethacrylat, methacrylsyreanhydrid, acryloyl-amid, acrylamid, styren, divinylbenzen eller glucose, eller matrixen kan være sådanne materialer som bentonit, pulveriseret carbon, titanoxid, aluminiumoxid eller glas. En foretrukket katalysator er en katalysator, hvori Proteus rettgeri-celler indeholdende penicillinacylase er immobiliseret ved fremgangsmåden beskrevet i USA-pa-tentbeskrivelse nr. 3.957.580. Sådanne partikelformede katalysatorer vil normalt have en aktivitet på fra ca. 200 til 5000 enheder (mikromol penicillin G deacyleret pr. time) pr. gram tør katalysator.
Den partikelformede katalysator anvendes i form af et tyndt leje, gennem hvilket oparbejdningsstrømmen recirkuleres hurtigt. Ved tyndt leje menes et leje, der har en dybde på indtil ca. 6 cm. Den aktuelle dybde af lejet bestemmes af den ønskede produktivitet pr. omdannelsesenhed, aktiviteten af den partikelformede katalysator og, i tilfælde af immobiliseret mikroorganismecellekatalysator, af koncentrationen af celler i den partikelformede katalysator. Lejet bør være dybt nok til at tilvejebringe tilstrækkelig enzymaktivitet til den ønskede produktivitet af enheden og ikke så dybt, at det forhindrer den ønskede gennemstrømning diskuteret nedenfor. Til tider kan det være tilrådeligt at blande katalysatoren med et partikelformet materiale som f.eks. diatoméjord, perlit eller pulveriseret cellulose 144277 5 tilsat i en mængde på indtil ca. 80 volumenprocent af lejet, hvorved man får et leje af mere porøs struktur. Lejer på ca. 1 til 6 cm's dybde opfylder normalt den ønskede produktivitet og gennemstrømningskravene. Særlige velegnede enheder til fremstilling af sådanne lejer omfatter standardfiltreringsudstyr, såsom et horisontalt tryk-blad-filter eller en plade- og -ramme filterpresse.
Omdannelsen sker under kontrollerede temperatur- og pH-betingelser for at maksimere produktiviteten, under formindskelse af substrat-, prddukt- og katalysatornedbrydningen. Temperaturen er begrænset til mellem ca. 15 til 45°C og fortrinsvis mellem ca. 35 og 40°C. Katalysatorens virkning falder betydelig ved temperaturer meget under 15°C, medens temperaturer meget over 45°C resulterer i betydelig dekomponering af penicillinenog 6-APA og betydelig denaturering af katalysatoren. Som tidligere angivet er pH-kontrollen kritisk for en høj omdannelse af penicillin til 6-APA, og pH-værdien ved processen er derfor begcanset til fra ca. 6,5 til 9,0.” En pH-værdi meget lavere end 6,5 resulterer i betydelig reduceret enzymvirkning og i forøget penicillinnedbrydning, medens en pH-værdi meget større end 9,0 forøger ikke alene penicillinnedbrydning men også denaturering af enzymet. pH holdes fortrinsvis mellem ca. 7,5 og 8,2., når katalysatoren kommer fra Proteus rettgeri.
I praksis holdes hovedmængden af oparbejdningsstrømmen ved den ønskede temperatur og pH-værdi i en omrørt tank eller reservoir. En lille del af strømmen ledes kontinuert gennem katalysatorlejet og sendes hurtigt tilbage til reservoiret, hvor syren, der er dannet ved passagen gennem lejet, neutraliseres af en passende base, som f.eks. natriumhydroxid, for at opretholde en pH-værdi inden for det ønskede område. Et sådant system kan tilpasses til chargevis, halvkontinuert eller kontinuert drift.
Oparbejdningsstrømmens hastighed gennem katalysatorlejet er også kritisk for sikring af optimal omdannelse af penicilliner til 6-APA, og den bør være mindst 0,4 lejevolumen pr. minut. Gennemstrømningshastigheder under denne værdi forårsager ikke alene betydelig reduktion af katalysatorens udnyttelse på grund af dårligere diffusion af substratet og produktet i katalysatorlejet, men forøger også nedbrydningen af substrat, produkt og katalysator på grund af den forøgede udsættelse for lokal surhed i lejet.
Recirkuleringen af oparbejdningsstrømmen gennem katalysatorlejet fortsættes, indtil penicillinen i strømmen i det væsentlige (i det mindste 80%) er blevet omdannet. Herefter kan 6-APA i strøm- 6 U4277 men enten isoleres eller omsættes til en ønsket penicillin på sædvanlig måde.
De følgende eksempler belyser nærmere fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
Eksempel 1
En Proteus rettgeri [ATCC 31052 (ATCC 9250); Pfizer Culture 18470-76-60] forgæringsbouillon, dyrket under neddykkede aerobe betingelser ved 28°C og pH 6,8-7,0 på mælkesyrecaseinsubstrat centrifugeredes, og de fraskilte celler vaskedes med vand. En suspension på 317 kg af de vaskede celler i 2120 liter vand behandledes med 16,3 kg 25 vægt% vandig glutaraldehyd og omrørtes i 17 minutter ved 21^0. Den behandlede suspension tilsattes under nitrogen 162,6 kg glycidylmethacrylat, og suspensionen omrørtes i 2 timer ved 22°C. Herefter tilsattes 30,4 kg Ν,Ν'-methylenbisacrylamid, 27,6 kg di-methylaminopropionitril og 3,3 kg ammoniumpersulfat, og blandingen omrørtes ved pH 7,1 i 2 timer ved 25-33°C. Reaktionsopslæmningen filtreredes og vaskedes med vand, hvorved man opnåede en våd partikelformet deacyleringskatalysator, der indeholdt 918 enheder peni-cillinacylase pr. gram tør katalysator.
En blanding af den våde katalysator (5,1 kg tør) og diatomé-jordfilterhjælp (7,1 kg) fortyndedes med vand, hvorved man opnåede en opslæmning med et indhold af faste stoffer på ca. 160 g/liter.
Et horisontalt tryk-bladfilter indeholdende 8 blade, der var 46 cm i diameter, sattes under tryk med vand til et tryk på 2,1 ato. Opslæmningen af katalysator påførtes herefter filteret med en hastighed på ca. 20 liter/minut, idet filtratet re-cirkuleredes til opslæmningstanken, indtil den i det væsentlige var klar. Det herved fremkomne katalysatorleje påførtes ensartet på filterbladene i en dybde af 2,3 cm på topbladet og 2,8 cm på hver af de øvrige syv blade. Lejevolumenet var ca. 37 liter med en total påført aktivitet på 4,32 x 10 enheder.
Man fremstillede en vandig opløsning af kaliumpenicillin G ved at opløse 3,0 kg af penicillinen (renhed 97,1%) i tilstrækkeligt vand i en omrørt opbevaringstank indtil et slutvolumen på 130 liter. Herefter recirkuleredes opløsningen gennem katalysatorlejet og tilbage til opbevaringstanken, idet reaktionsopløsningen i tanken holdtes ved en temperatur på 37-39°C ved anvendelse af en udvendig varmeveksler på returlinien og ved en pH-værdi på 7,8-8,1 ved trinvis voksen- 144277 7 de tilsætning af 1 N natriumhydroxid. Recirkulationen fortsattes, indtil mere end 90% af penicillinen var omdannet til 6-APA, hvilket bestemtes ved mængden af tilsat NaOH. Herefter afdrænedes systemet, og man rensede med ca. 12 liter vand, hvorefter der fremstilledes en frisk penicillinopløsning, og recirkulationen genoptoges. En prøve af den forenede oparbejdningsstrøm og vaskevæsken for systemet eks-traheredes 2 gange ved pH 2,3 og 10°C med 0,25 volumen ethylacetat, hvorefter den ekstraherede prøve afprøvedes for 6-APA.
Tabel I opsummerer resultaterne fra driften af systemet gennem flere på hinanden følgende cycler:
Tabel I
Cyclus1 I 2 i I 1
Charge, kg K pen G 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 tryktab gennem leje atm
Start 2,9 3,0 2,9 2,8 2,8
Slut 2,9 3,0 2,8 2,8 2,8
Recirkuleringshastighed liter/min
Start 66 50 50 50 50
Slut 58 50 50 48 48 timer/mol 0,83 0,86 1,01 1,03 1,20
Omdannelse, % 93 96 96 93 96
Udbytte 6-APA, % 2 94 82 89 94 86
Cyclus 2 slog fejl på grund af et elektrisk uheld; resultaterne var ikke signifikante 2
Støkiometrisk udbytte baseret på omdannet penicillin.
Oparbejdningsstrømmen, der er ekstraheret med opløsningsmidlet, kan koncentreres ved 40°C og pH 7,og 6-APA-indholdet i koncentratet kan enten udkrystalliseres ved pH 3,6 eller acyleres til en ønsket penicillin.
Det ovenfor omtalte system kan passende arbejde ved pH 9,0 og 45°C eller ved pH 6,5 og 15°C, idet man anvender en dybde af katalysatorlejet på fra 1 til 6 cm med en recirkuleringsgennemstrøm-ningshastighed gennem lejet på 0,4 lejevolumen/minut eller større.
144277 8
Eksempel 2 Våde partikelformede immobiliserede Proteus rettgeri-celler (5,1 kg tør) fremstillet som i eksempel 1 og indeholdende 690 enheder penicillinacylase pr. gram tør katalysator tilsattes 5,1 kg dia-tomSjord filterhjælp i tilstrækkeligt vand til at give en opslæmning med et indhold af faste stoffer på ca. 90 g/liter.
En plade- og -ramme filterpresse, der havde 16 rammer hver 2 med en kammerdybde på 2,54 cm og et kammerareal på 723 cm med et . totalt kammervolumen på 29,4 liter sattes under tryk med vand til et tryk på 1,4-1,7 ato. Herefter førtes katalysatoropslæmningen på filteret med en konstant strømningshastighed, indtil lejet var fuldstændig dannet, idet tryktabet gennem filteret forøgedes til 2,7 ato, og filtratet recirkuleredes, indtil det var klart. Dette bevirkede en ensartet opfyldning af kamrene, idet hvert kammer var 85 til 90% fuldt. Den totale aktivitetspåføring var 3,5 x 106 enheder.
Han fremstillede vandige penicillinopløsninger, og recirkulationssystemet anvendtes således som beskrevet i eksempel 1, idet man anvendte kaliumpenicillin G (renhed 96,7%), et opløsningsvolumen på 50 liter, en driftstemperatur på 37-39°C og en pH-værdi på 7,8-8,0 og en udvaskning af systemet med 20 liter. Tabel II opsummerer resultaterne fra driften af denne enhed: 144277 9
Tabel II
Cyclus 1 2 2^(1) £
Charge, kg K pen G 2,0 3,0 2,0 3,0 tryktab gennem leje, atm
Start 1,2 2,0 3,9 2,2
Slut 1,8 3,1 4,5 3,1
Recirkuleringshastighed, liter/min
Start 25 26 22 25
Slut 24 23 20 24
Reaktionstid timer/mol 0,77 0,78 0,97 0,87
Omdannelse, % 95 95 96 93
Udbytte 6-APA, % 93 89 94 90(2) (1) Katalysatorlejet fjernedes fra filteret efter cyclus 3, opslæmme-des atter i vand og påfyldtes igen på filteret til anvendelse ved cyclus 4.
(2) Udbytte isoleret 6-APA 91%.
Penicillinacylaseholdige Escherichia coli ATCC 9637-celler kan bekvemt erstatte Proteus rettgeri-celler ved denne omdannelse.
Penicillinacylase isoleret fra penicillinacylaseproducerende mikroorganismeceller,som f.eks. Proteus rettgeri ATCC 31052 og Escherichia coli ATCC 9637, og immobiliseret som beskrevet i USA-patentbeskrivelse nr. 3.925.157 til opnåelse af en partikelformet de-acyleringskatalysator med samme aktivitet kan også erstatte den immo-biliserede mikroorganismecellekatalysator ved denne fremgangsmåde.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US74521276 | 1976-11-26 | ||
| US05/745,212 US4113566A (en) | 1976-11-26 | 1976-11-26 | Process for preparing 6-aminopenicillanic acid |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK524977A DK524977A (da) | 1978-05-27 |
| DK144277B true DK144277B (da) | 1982-02-01 |
| DK144277C DK144277C (da) | 1982-07-05 |
Family
ID=24995717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK524977A DK144277C (da) | 1976-11-26 | 1977-11-25 | Fremgangsmaade til fremstilling af 6-aminopenicillansyre |
Country Status (29)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4113566A (da) |
| JP (1) | JPS5369888A (da) |
| AR (1) | AR218273A1 (da) |
| AU (1) | AU500707B1 (da) |
| BE (1) | BE861207A (da) |
| BG (1) | BG32859A3 (da) |
| CA (1) | CA1089383A (da) |
| CH (1) | CH625556A5 (da) |
| CS (1) | CS207715B2 (da) |
| DD (1) | DD133674A5 (da) |
| DE (1) | DE2752499C2 (da) |
| DK (1) | DK144277C (da) |
| ES (1) | ES464141A1 (da) |
| FR (1) | FR2372166A1 (da) |
| GB (1) | GB1537640A (da) |
| HU (1) | HU176598B (da) |
| IE (1) | IE45997B1 (da) |
| IN (1) | IN147632B (da) |
| IT (1) | IT1092206B (da) |
| LU (1) | LU78585A1 (da) |
| MX (1) | MX4233E (da) |
| NL (1) | NL171821C (da) |
| PH (1) | PH12580A (da) |
| PL (1) | PL109707B1 (da) |
| RO (1) | RO73018A (da) |
| SE (1) | SE434157B (da) |
| SU (1) | SU719504A3 (da) |
| YU (1) | YU267977A (da) |
| ZA (1) | ZA777018B (da) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110763U (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-26 | 日産自動車株式会社 | パ−キングブレ−キ力伝達装置 |
| JPH069649A (ja) * | 1992-04-24 | 1994-01-18 | Eli Lilly & Co | セファロスポリンの改良製法 |
| US6107067A (en) * | 1998-07-06 | 2000-08-22 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Porous, non-macroporous, inorganic oxide carrier body for immobilizing microorganisms for bioremediation |
| CA2761300C (en) | 2009-05-20 | 2019-05-14 | Xyleco, Inc. | Bioprocessing |
| ES2429912B1 (es) * | 2012-05-14 | 2014-11-26 | Universidad Autónoma de Madrid | Polipéptido termoestable con actividad penicilina acilasa, variantes del mismo y sus aplicaciones |
| CN105254520B (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-07 | 国药集团威奇达药业有限公司 | 酶法合成阿莫西林结晶母液中d‑对羟基苯甘氨酸的回收方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3239427A (en) * | 1959-10-12 | 1966-03-08 | Pfizer & Co C | Production of 6-aminopenicillanic acid |
| US3694314A (en) * | 1970-11-09 | 1972-09-26 | Standard Brands Inc | Process for isomerizing glucose to fructose |
| US3817832A (en) * | 1970-11-09 | 1974-06-18 | Standard Brands Inc | Process for isomerizing glucose to fructose |
| IL39158A (en) | 1971-04-28 | 1977-08-31 | Snam Progetti | Enzymatic scission and synthesis of penicillins and cephalosporins |
| BE791748A (fr) * | 1971-11-23 | 1973-05-22 | Bayer Ag | Procede de production d'acide 6-aminopenicillanique par ruptureenzymatique de penicillines |
| DE2215539C2 (de) * | 1972-03-30 | 1984-08-02 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Neue wasserunlösliche Enzym-, insbesondere Penicillinacylase-oder Enzyminhibitor-Präparate |
| GB1400468A (en) * | 1972-07-22 | 1975-07-16 | Beecham Group Ltd | Enzyme preparation and use thereof |
| JPS5317674B2 (da) * | 1973-05-30 | 1978-06-09 | ||
| CH597237A5 (da) * | 1974-01-31 | 1978-03-31 | Biochemie Gmbh | |
| US3905868A (en) * | 1974-12-04 | 1975-09-16 | Pfizer | Enzymatic deacylation of benzyl- and phenoxymethylpenicillin tetrazoles |
-
1976
- 1976-11-26 US US05/745,212 patent/US4113566A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-10-25 SE SE7712006A patent/SE434157B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-11-01 IN IN360/DEC/77A patent/IN147632B/en unknown
- 1977-11-03 PH PH20397A patent/PH12580A/en unknown
- 1977-11-07 MX MX776530U patent/MX4233E/es unknown
- 1977-11-09 YU YU02679/77A patent/YU267977A/xx unknown
- 1977-11-15 ES ES464141A patent/ES464141A1/es not_active Expired
- 1977-11-15 IT IT51812/77A patent/IT1092206B/it active
- 1977-11-16 AR AR269997A patent/AR218273A1/es active
- 1977-11-17 BG BG037816A patent/BG32859A3/xx unknown
- 1977-11-17 RO RO7792151A patent/RO73018A/ro unknown
- 1977-11-23 CS CS777745A patent/CS207715B2/cs unknown
- 1977-11-24 DE DE2752499A patent/DE2752499C2/de not_active Expired
- 1977-11-24 CA CA291,675A patent/CA1089383A/en not_active Expired
- 1977-11-25 IE IE2389/77A patent/IE45997B1/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 JP JP14146477A patent/JPS5369888A/ja active Granted
- 1977-11-25 NL NLAANVRAGE7712999,A patent/NL171821C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 ZA ZA00777018A patent/ZA777018B/xx unknown
- 1977-11-25 BE BE182929A patent/BE861207A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 HU HU77PI605A patent/HU176598B/hu unknown
- 1977-11-25 DD DD7700202261A patent/DD133674A5/xx unknown
- 1977-11-25 DK DK524977A patent/DK144277C/da active
- 1977-11-25 AU AU30979/77A patent/AU500707B1/en not_active Expired
- 1977-11-25 GB GB49198/77A patent/GB1537640A/en not_active Expired
- 1977-11-25 SU SU772545994A patent/SU719504A3/ru active
- 1977-11-25 LU LU78585A patent/LU78585A1/xx unknown
- 1977-11-25 CH CH1450077A patent/CH625556A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 FR FR7735615A patent/FR2372166A1/fr active Granted
- 1977-11-25 PL PL1977202402A patent/PL109707B1/pl unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1272151A (en) | Process for isomerizing glucose to fructose | |
| EP2252699B1 (en) | Production of galactooligosaccharides by Bullera singularis and Saccharomyces sp. | |
| Häggström et al. | Calcium alginate immobilized cells of Clostridium acetobutylicum for solvent production | |
| US4288552A (en) | Immobilized intracellular enzymes | |
| IE860387L (en) | L-carnitine | |
| Gu et al. | Effects of propionic acid on propionibacteria fermentation | |
| Umemura et al. | Improvement of production of L-aspartic acid using immobilized microbial cells | |
| Abbott | Immobilized cells | |
| US3960663A (en) | Process for the continuous isomerization of dextrose | |
| CA1239362A (en) | Method for the production of 6-hydroxynicotinic acid | |
| JP3523285B2 (ja) | 糖分解酵素の製造法 | |
| DK144277B (da) | Femgangsmaade til fremstilling af 6-aminopenicillansyre | |
| JPS6156086A (ja) | α−オキシ酸およびその塩の微生物学的製造法 | |
| HÄggström et al. | Continuous production of butanol with immobilized cells of Clostridium acetobutylicum | |
| EP0125105B1 (en) | Immobilization of catalytically active microorganisms in agar gel fibers | |
| CA1220745A (en) | Biocatalytic reactor | |
| JP2002520066A (ja) | 固定化微生物によるマンニトールの製造方法 | |
| EP0261836B1 (en) | Immobilised enzyme preparation and its use | |
| US6653112B2 (en) | Method for producing L-carnitine from crotonobetaine using a two stage continuous cell-recycle reactor | |
| JPH1175885A (ja) | ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸カルシウム塩の製造方法 | |
| PL98632B1 (pl) | Sposob wytwarzania kwasu 6-aminopenicylanowego | |
| DE2331295A1 (de) | Verfahren zur herstellung von 7-aminodesacetoxy-cephalosporansaeure | |
| GB2108128A (en) | Production of aspartase | |
| EP0185379A2 (en) | A process for the production of purified glucose isomerase | |
| JPS5982097A (ja) | 固定化酵素法による６−アミノペニシラン酸の改良製造法 |