ES2317270T3 - Proceso para producir complejos hierro succinil caseina y hierro acetil-aspartato caseina y su utilizacion en mezclas farmaceuticas. - Google Patents

Proceso para producir complejos hierro succinil caseina y hierro acetil-aspartato caseina y su utilizacion en mezclas farmaceuticas. Download PDF

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Abstract

Proceso para producir un complejo férrico (III) con succinil caseína, obtenido por reacción de caseína con anhídrido succínico y una posterior reacción de la succinil caseína obtenida con cloruro ferroso, donde la granulación de anhídrido succínico y de hierro succinil caseína se realiza para facilitar su disolución; la sal de sodio de hierro succinil caseína se seca utilizando una técnica de deshidratación por aspersión o de liofilización.

Description

Proceso para producir complejos hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína y su utilización en mezclas farmacéuticas.
El objetivo de la presente invención es el de proporcionar un proceso industrial para producir complejos a base de hierro con succinil caseína y acetil-aspartato caseína en los cuales la sustancia es poco expuesta a condiciones de pH y de temperatura que podrían dañar las características químico-físicas secundarias, terciarias y cuaternarias de las proteínas, así como facilitar la preparación de las correspondientes formulaciones farmacéuticas y sus aspectos como soluciones claras.
Además, el proceso es fácil de realizar industrialmente y es más simple con respecto a otros procesos conocidos.
El hierro juega un papel fundamental en la fisiología humana y animal.
Su función y carencia en algunas condiciones patológicas hacen que sea importante administrar soluciones a base de hierro para completar o reemplazar las cantidades que normalmente se asumen a través de una dieta normal.
Lamentablemente muchas sustancias que se usan en la práctica de la medicina llevan aparejados considerables problemas relacionados a efectos colaterales.
Dos sustancias farmacéuticas que han demostrado menores efectos colaterales son hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína. Su éxito en algunos países demuestra la reacción favorable de médicos y pacientes.
En las solicitudes de patente de invención europeas n. 98124195.3 (Bonifacio, Massardo, Di Leo), se describe un proceso mejorado para la producción de hierro succinil caseína con respecto al proceso descrito en la patente de invención GB-A-2.115.821. Sin embargo, el proceso incluye la utilización de máquinas y condiciones de proceso que son muy específicos y que por otro lado limitan la productividad, puesto que exigen tiempos de realización muy largos, así como también controles permanentes para estar seguros de que temperatura, pH y determinados parámetros de presión residual sean conformes al mismo proceso.
Asimismo, si se expone el producto por tiempos muy prolongados a temperaturas y pH no óptimos para mantener su estructura de proteína, es fácil dañar la calidad de la sustancia farmacéutica con la formación, por ejemplo, de residuo insoluble, como se ha puesto de manifiesto en la patente de invención n. 98124195.3.
Además, la patente de invención italiana 1.207.996, que se refiere a la producción de hierro acetil-aspartato caseína exhibe los mismos inconvenientes citados arriba para el complejo hierro succinil caseína.
El proceso descrito en la presente solicitud de patente de invención se diferencia de la técnica conocida por el hecho que se elimina la etapa de secado del producto final, con máquinas que exigen la exposición del producto por prolongados períodos de tiempo a altas temperaturas, el cual por ende obtiene el producto directamente con la forma de sal de sodio soluble en agua, que es la sal que se utiliza en la mezcla farmacéutica final, impidiendo así la necesidad de volver a disolver el producto adicionando soda cáustica, que lleva aparejado el peligro de dañarlo. Asimismo, para garantizar un pH óptimo y constante de la solución que se empleará para llenar las ampolletas, hace falta un aparato solubilizador; la presente invención no exige este aparato. Además, tampoco hace falta utilizar bombas especiales-bombas que podrían no estar siempre a disposición en la industria química y que requieren elevados niveles de mantenimiento.
La presente invención se refiere a un proceso para obtener complejos hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína, obtenidos por reacción de caseína de alta calidad, para uso farmacéutico, con anhídrido succínico y cloruro férrico o con anhídrido acetil aspártico y cloruro férrico.
El proceso descrito para obtener complejos férricos con succinil caseína y acetil-aspartato caseína está caracterizado por el hecho que:
a)
Las succinil caseína, hierro succinil caseína, acetil-aspartato caseína y hierro acetil-aspartato caseína obtenidas se someten a granulación por humedad cuando se las destina a su posterior disolución, para facilitar el proceso de disolución en agua agregando soda cáustica con un pH por debajo de once.
b)
Los complejos purificados obtenidos de hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína se los seca usando un deshidratador por aspersión.
Frecuentemente, el deshidratador por aspersión es una máquina que se utiliza en la industria de productos alimenticios, sobre todo en productos derivados de la leche que incluyen caseína.
La técnica del deshidratador por aspersión se utiliza en la industria farmacéutica cuando hace falta secar un producto termosensible.
En la deshidratación por aspersión, la solución que contiene los complejos de hierro caseína se reduce a gotas muy pequeñas que luego se secan por medio de aire caliente dirigido sobre las pequeñas gotas.
El polvo obtenido de esta manera se recolecta en un separador centrífugo y luego en un adecuado contenedor.
Alternativamente, la solución que contiene los complejos de hierro caseína puede ser liofilizada. La liofilización obviamente es muy suave en términos de exposición del producto a altas temperaturas. Sin embargo, es un proceso caro y en general se lo usa para productos costosos, casi siempre destinados a ser usados con forma de inyecciones.
En general el proceso de síntesis del complejo hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína comprende las siguientes etapas operativas:
1)
La caseína de adecuada pureza para un proceso farmacéutico, disuelta con agua agregando soda cáustica con un pH inferior a once, preferiblemente inferior a nueve, se la hace reaccionar con anhídrido succínico o anhídrido acetil-aspártico para obtener succinil caseína o acetil-aspartato caseína que precipitan por acidificación a un pH comprendido entre 2,5 y 3.
2)
Las succinil caseína y acetil-aspartato caseína obtenidas con la etapa operativa 1 se disuelven en agua agregando soda cáustica con un pH menor que 11, preferiblemente menor que 9, y luego se las hace reaccionar con cloruro férrico para obtener los complejos de hierro succinil caseína y hierro acetil-aspartato caseína que precipitan de la solución cuando se llega a un pH comprendido entre 2,5 y 3.
3)
Los complejos obtenidos mediante la etapa operativa 2 pueden ser purificados mediante maceración en agua o alternativamente disolviendo en agua y soda cáustica a un pH inferior a 11, con el resultado de otra precipitación en correspondencia de un pH comprendido entre 2,5 y 3. Luego se disuelven los complejos de hierro succinil caseína o hierro acetil-aspartato caseína en agua con la ayuda de soda cáustica a un pH inferior a 11, preferentemente inferior a 9, y luego se agregan adecuados conservantes (por ejemplo, parabenos) antes de ser enviados a un deshidratador por aspersión, donde se obtiene un polvo que se puede utilizar directamente para las mezclas farmacéuticas para las cuales está destinado.
Alternativamente la solución se puede enviar a un proceso de liofilización.
El producto tiene una cantidad de complejo férrico comprendida entre el 4,8 y el 5,5%, calculada en peso de sustancia seca. Para la completa caracterización del producto, ver también los datos indicados en los ejemplos
n. 1 y 2.
El proceso descrito, además de ser más simple que los descritos de la técnica conocida, brinda un producto que es sobre todo libre de partes escasamente solubles en agua, principalmente debido a la desnaturalización de la estructura de proteína.
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Ejemplo n. 1 Producción del complejo hierro succinil caseína
Etapa operativa a)
Succinilación de caseína
En un reactor de acero inoxidable con un mezclador especial (preferentemente un mezclador de ancla) y un detector de pH, se mezclan y agitan, para obtener una suspensión homogénea, 300 litros de agua microbiológicamente pura desionizada agregada a aproximadamente 22 kg de caseína adecuada para uso alimenticio o farmacéutico. A lo largo de un período de tiempo aproximado de 20-30 minutos a esta mezcla se agregan 2,2 litros de soda cáustica al 15% peso/volumen hasta lograr un pH de aproximadamente 8. A esta solución se agregan 6,6 kg de anhídrido succínico y aproximadamente 16 litros de una solución de soda cáustica al 15%, manteniendo el pH entre 7,5 y 9.
A la solución obtenida se la deja reposar por un tiempo comprendido entre 1 y 2 horas. La reacción se la lleva a una temperatura comprendida entre 20 y 25 grados Celsius.
Etapa operativa b)
Precipitación de succinil caseína
La solución obtenida mediante la etapa operativa 1) se transfiere a un reactor de vidrio, provisto de un agitador de alta velocidad para mantener la solución homogénea. A esta solución se le agrega lentamente 16-17 litros de HCl al 15% peso/volumen hasta obtener un pH aproximado de 3. Una vez alcanzado el correcto pH se deja de agregar ácido y se logra un precipitado sin sal ni impurezas solubles en agua.
Etapa operativa c)
Filtración y granulación
La succinil caseína obtenida en la etapa operativa b) se recolecta mediante filtración y se lava con agua destilada.
El producto recolectado desde el filtro generalmente está configurado como bloques compactos difíciles de disolver.
Para facilitar la disolución del producto filtrado se recomienda emplear granulación por humedad (por ejemplo, en un granulador Viani).
El granulado se coloca en un reactor de acero inoxidable en el cual ya se han colocado 300 litros de agua destilada, después de lo cual se agita la mezcla hasta lograr una suspensión homogénea, a la cual se agregan 7 litros de soda cáustica al 15% peso/volumen hasta lograr un pH comprendido entre 8 y 9. Durante la etapa final se agita la suspensión por aproximadamente 6 horas para obtener una disolución casi completa de la succinil caseína.
La solución se envía para su filtración.
La solución filtrada se carga en un reactor de vidrio provisto de un agitador rápido y de un detector de pH, donde, después de un período de aproximadamente 30-40 minutos, en 66 litros de agua se agrega cloruro ferroso 6.4, hasta lograr un pH de 3.
Una vez obtenido el pH igual a 3, se deja de agregar cloruro ferroso. Se obtiene un precipitado de complejo hierro succinil caseína, que se agita lentamente por aproximadamente 30 minutos, después de lo cual se filtra el complejo para recolectar el producto así obtenido.
El reactor puede ser lavado con agua destilada para recuperar todo producto que pudiera haber quedado en el reactor.
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Etapa operativa d)
Purificación del complejo hierro succinil caseína
Luego, el complejo hierro succinil caseína obtenido en la etapa operativa c) sometido a granulación por humedad se carga dentro de un reactor de acero donde ya se han agregado 350 litros de agua destilada.
Para disolver las sales y otras impurezas solubles en agua, se agita la mezcla por aproximadamente 30 minutos y luego se procede a su filtración.
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Etapa operativa e)
Clarificación y deshidratación por aspersión
El producto lavado, filtrado y preferentemente granulado se carga en un reactor agitador de acero dentro del cual ya han sido cargados 330 litros de agua destilada, y se agita por aproximadamente una hora, después de lo cual se agregan 3,3 litros de solución de soda cáustica al 15% hasta lograr un pH aproximadamente igual a 6.
A esta suspensión se agregan los conservantes, por ejemplo 1,46 kg de metilparabeno en 5,5 litros de agua y 0,4 kg de propilparabeno en 5,5 litros de agua.
A esta suspensión se agrega aproximadamente otro litro de solución de soda cáustica al 15% hasta lograr un pH comprendido entre 8 y 9.
Durante el agregado se sigue agitando por aproximadamente 6 horas hasta que se haya disuelto casi en su totalidad el complejo férrico.
Luego, para su clarificación, a esta solución se la somete a filtración en una pequeña prensa de filtro de placa.
Luego se precalienta la solución obtenida hasta una temperatura comprendida entre 40 y 50 grados Celsius y se la envía a un deshidratador por aspersión, que usa aire filtrado y calentado a una temperatura de aproximadamente 170-200 grados Celsius para secar la solución que ha sido atomizada en pequeñas gotitas. De este modo se obtiene el producto deseado en la forma de una sal de sodio con una granulometría que le permite ser fácilmente disuelta en agua para la preparación de las formas farmacéuticas líquidas finales.
\newpage
Etapa operativa e')
La solución clarificada en conformidad con el proceso descrito en la etapa operativa e) puede ser enviada para su liofilización en lugar de su deshidratación por aspersión.
El producto obtenido con elevadas características cualitativas y con un muy bajo residuo insoluble (menor que 0,3%) de todos modos es más caro de producir que el producto que se obtiene usando deshidratación por asper-
sión.
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Etapa operativa f)
Características del producto
-
complejo hierro succinil caseína
-
aspecto: polvo granular marrón con leve olor a leche; insípido
-
humedad < 5%
-
solubilidad: soluble en H_{2}O purificada
-
pH = de 7,5 a 9,0
-
hierro libre: < 50 ppm
-
hierro total: de 4,8 a 5,4%
-
proteínas: > 72,5%
-
ácido succínico total: de 7 a 9,5%
-
ácido succínico libre: < 1,5%
-
cloruros: < 2,5%
-
metilparabenos: < 3% del peso
-
propilparabenos: < 1% del peso
-
contenido bacteriano: < 10^{3} UFC/g
-
contenido de moho y levadura: < 10^{2} UFC/g
-
residuo insoluble: < 0,2-0,3%
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Ejemplo 2 Producción de complejo hierro proteína acetil-aspartato
Etapa operativa a)
Preparación de acetil-aspartato caseína
En un reactor de acero inoxidable con adecuados agitador y detector de pH, preferentemente un agitador de ancla, a aproximadamente 20 kg de caseína apta para uso alimenticio o farmacéutico se agregan 200 litros de agua microbiológicamente pura, desionizada. Se agita la mezcla para obtener una suspensión homogénea. A esta mezcla, en un período de tiempo de aproximadamente 20-30 minutos, se agregan 2,5 litros de soda cáustica al 15% peso/volumen hasta lograr un pH aproximado de 8. A esta solución se agregan 5,0 kg de anhídrido succínico y aproximadamente 15,8 litros de una solución de soda cáustica al 15%, manteniendo el pH en un valor comprendido entre
7,5 y 9.
La solución obtenida se la deja reposar por un período de tiempo comprendido entre 1 y 2 horas. La reacción se la lleva a una temperatura comprendida entre 20 y 25 grados Celsius.
\newpage
Etapa operativa b)
Precipitación de acetil-aspartato caseína
La solución obtenida con la etapa operativa a) es transferida dentro de un reactor de vidrio, provisto de un mezclador de alta velocidad para mantener la solución homogénea. A esta solución se le agregan lentamente 17-18 litros de HCl al 15% peso/volumen hasta obtener un pH aproximado de 3. Una vez logrado el correcto pH se deja de agregar el ácido y se obtiene un precipitado sin sal ni impurezas solubles en agua.
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Etapa operativa c)
Filtración y granulación
Mediante filtración se recolecta la acetil-aspartato caseína obtenida con la etapa operativa b) y se la lava con agua destilada.
El producto recolectado desde el filtro generalmente está conformado en bloques compactos difíciles de disolver.
Para facilitar la disolución se recomienda la granulación por humedad (por ejemplo, en un granulador Viani).
El granulado se coloca en un reactor de acero inoxidable en el cual ya se han colocado 200 litros de agua destilada, después de lo cual se agita la mezcla hasta obtener una suspensión homogénea, a la cual se agregan 9 litros de soda cáustica al 15% peso/volumen hasta lograr un pH comprendido entre 8 y 9. Durante la etapa operativa final, se agita la suspensión por aproximadamente 6 horas para obtener una disolución casi completa de acetil-aspartato caseína.
La solución se envía para su filtración.
La solución filtrada se carga en un reactor de vidrio provisto de un mezclador rápido y de un detector de pH, donde a lo largo de un período de tiempo de aproximadamente 30-40 minutos se agrega una solución de cloruro ferroso 6.0 en 60 litros de agua, hasta lograr un valor de pH igual a 3.
Una vez logrado el valor 3 de pH, se deja de agregar cloruro ferroso. Se obtiene un precipitado de complejo hierro acetil-aspartato, que se agita lentamente por aproximadamente 30 minutos, después de lo cual se filtra el complejo para recolectar el producto así obtenido.
Para recuperar todo producto que pudiera haber quedado en el mismo reactor, el reactor puede ser lavado con agua destilada.
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Etapa operativa d)
Purificación del complejo hierro acetil-aspartato
Luego, el complejo hierro acetil-aspartato obtenido en la etapa operativa c) sometido a granulación por humedad se carga dentro de un reactor de acero donde ya han sido cargados 300 litros de agua destilada.
La mezcla se agita por aproximadamente 30 minutos para disolver las sales y otras impurezas solubles en agua y luego se procede a su filtración.
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Etapa operativa e)
Clarificación y deshidratación por aspersión
El producto lavado y filtrado y preferentemente granulado se carga en un reactor de acero con agitador de ancla dentro del cual ya han sido cargados 300 litros de agua destilada, y se lo agita por aproximadamente una hora, después de lo cual se agregan 3,0 litros de solución de soda cáustica al 15% hasta lograr un valor de pH de aproximadamente 6.
A esta suspensión se agregan los conservantes, por ejemplo 1,34 kg de metilparabeno en 5,0 litros de agua y 0,36 kg de propilparabeno en 5,0 litros de agua.
A esta suspensión se agrega aproximadamente otro litro de solución de soda cáustica al 15% hasta lograr un valor de pH comprendido entre 8 y 9.
Durante el agregado, se sigue agitando por aproximadamente 6 horas hasta que el complejo férrico se haya disuelto casi en su totalidad.
Luego, para su clarificación, a esta solución se la somete a filtración en una pequeña prensa de filtro de placa.
Se precalienta la solución obtenida hasta una temperatura comprendida entre 40 y 60 grados Celsius y luego se la envía a un deshidratador por aspersión, el cual usa aire filtrado y calentado a una temperatura de aproximadamente 170-200 grados Celsius para secar la solución que ha sido atomizada en pequeñas gotitas. De este modo se obtiene el producto deseado en la forma de una sal de sodio con una granulometría que le permite ser fácilmente disuelta en agua para la preparación de las formas farmacéuticas líquidas finales.
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Etapa operativa e')
La solución clarificada en conformidad con el proceso descrito en la etapa operativa e) puede ser enviada para su liofilización en lugar de su deshidratación por aspersión.
El producto obtenido con elevadas características cualitativas y con un muy bajo residuo insoluble (menor que 0,3%), de todos modos es más caro de producir que el producto que se obtiene usando deshidratación por aspersión.
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Etapa f)
Características del producto
-
complejo hierro acetil-aspartato
-
aspecto: polvo granular marrón con leve olor a leche; insípido
-
humedad < 5%
-
solubilidad: soluble en H_{2}O purificada
-
pH = de 7,5 a 9,0
-
hierro libre: < 50 ppm
-
hierro total: de 4,8 a 5,4%
-
proteínas: > 72,5%
-
ácido n-succinil-aspártico total: de 7 a 9,5%
-
ácido n-succinil-aspártico libre: < 1,8%
-
ácido aspártico < 0,2%
-
cloruros: < 2,5%
-
metilparabenos: < 3% del peso
-
propilbarabenos: < 1% del peso
-
contenido bacteriano: <10^{3} UFC/g
-
contenido de moho y levadura: < 10^{2} UFC/g
-
residuo insoluble: < 0,2-0,3%

Claims (10)

1. Proceso para producir un complejo férrico (III) con succinil caseína, obtenido por reacción de caseína con anhídrido succínico y una posterior reacción de la succinil caseína obtenida con cloruro ferroso, donde la granulación de anhídrido succínico y de hierro succinil caseína se realiza para facilitar su disolución; la sal de sodio de hierro succinil caseína se seca utilizando una técnica de deshidratación por aspersión o de liofilización.
2. Proceso según la reivindicación 1, donde el agregado de anhídrido succínico a la solución de caseína se lleva a cabo con un pH comprendido entre 6 y 9.
3. Proceso según la reivindicación 1, donde la succinil caseína obtenida precipita por acidificación a un valor de pH comprendido entre 1 y 4.
4. Proceso según la reivindicación 1, donde la reacción entre la succinil caseína y la solución de cloruro ferroso se lleva a cabo hasta lograr un pH comprendido entre 2,5 y 3.
5. Proceso según la reivindicación 1, donde la solución de hierro succinil caseína se clarifica antes de ser enviada para su deshidratación por aspersión o su liofilización.
6. Proceso para producir un complejo férrico (III) con acetil aspártico caseína, obtenido por reacción de caseína con anhídrido acetil aspártico y posterior reacción de acetil aspártico caseína obtenida con cloruro ferroso, donde la granulación de acetil aspártico caseína y hierro acetil aspártico caseína se lleva a cabo para facilitar su disolución; la sal de sodio de hierro succinil caseína se seca usando una técnica de deshidratación por aspersión o de liofilización.
7. Proceso según la reivindicación 6, donde el agregado de anhídrido acetil aspártico a la solución de caseína se lleva a cabo con un pH comprendido entre 6 y 9.
8. Proceso según la reivindicación 6, donde la acetil aspártico caseína obtenida precipita por acidificación con un pH comprendido entre 1 y 4.
9. Proceso según la reivindicación 6, donde la reacción entre acetil aspártico caseína y la solución de cloruro ferroso se lleva a cabo hasta obtener un pH comprendido entre 2,5 y 3.
10. Proceso según la reivindicación 6, donde la solución de hierro acetil aspártico caseína se clarifica antes de ser enviada para su deshidratación por aspersión o su liofilización.
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