JP2001500114A - 3―ヒドロキシメチルセファロスポリンの溶媒抽出法 - Google Patents
3―ヒドロキシメチルセファロスポリンの溶媒抽出法Info
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Abstract
(57)【要約】
セファロスポリン中間体、デスアセチル7−グルタリールACAおよびデスアセチルセファロスポリンDは、該中間体を低濃度の形体で含む水溶液から、シクロヘキサノンを使用する溶媒抽出とその後の水中への逆抽出によって、濃厚水溶液の形体で得られる。この中間体の濃厚水溶液は、周知の方法を使用する7−ACAの経済的製造に使用しうる形体にある。
Description
【発明の詳細な説明】
3−ヒドロキシメチルセファロスポリンの溶媒抽出法 発明の属する技術分野
本発明は水性醗酵液から3−ヒドロキシメチルセファロスポリンの濃水溶液を
得る改良法に関する。更に詳しくは、本発明は水性醗酵液からある種の3−ヒド
ロキシメチルセファロスポリン中間体のシクロヘキサノン抽出を行い次いでこれ
を逆抽出して所望の3−ヒドロキシメチルセファロスポリン中間体の濃縮水溶液
を得る方法に関する。発明の背景
7−アミノセファロスポリン酸(7−ACA)及びその種々の誘導体はセファ
スポリン系の抗生物質の製造において公知の重要な中間体である。7−ACAお
よび種々の3−置換基をもつその誘導体は周知の方法によって醗酵誘導体セファ
ロスポリンCから得ることができる。たとえば、セファロスポリンCからの7−
ACAへの転化は、周知の化学的および酵素的方法によって行われる。
米国特許出願第4,533,632号には水性醗酵液中のデスアセチルセファ
ロスポリンCを得る方法が記載されており、この生成物はセファロスポリン誘導
体の製造にセファロスポリンCよりすぐれた著しい利点をもつことが報告されて
いる。
他の公知例たとえは米国特許第5,424,196号は、水性醗酵液中に生成
したデスアセチルセファロスポリンCを3−ヒドロキシメチル置換基を含むデス
アセチル−7−グルタリールACAに転化する酵素法を開示している。
米国特許第4,908,444号のタケダ、米国特許第5,221,739号
およびJ.Antibiotics 47(1):64−71,1994のリリ
イは、水溶液中のデスアセチル7−グルタリールACAを無水酢酸でアセチル化
して7−グルタリールACAを製造し、次いでこれを酵素的に加水分解して高収
率で7−ACAを作る方法を開示している。
水性醗酵液から生じたデスアセチル7−グルタリールACAを使用する酵素的
7−ACA法はかなり進歩したが、この方法は依然として工業的に有利には利用
されていない。1つの深刻な問題は、デスアセチル7−グルタリールACAが醗
酵液には低濃度(〜1〜3%)でしか得られず、従来の方法によってはこれらの
濃度では経済的にアセチル化することができないという点にある。たとえば上記
のリリイの特許およびJ.Antics誌には、アセチル化反応は高濃度の、好
ましくは10%以上のデスアセチル7−グルタリールACA濃度で最もよく進行
することが報告されている。デスアセチルセファロスポリンC醗酵液から適正濃
ることは今迄可能ではなかったので、その水性アシル化工程を工業的に可能には
できなかった。
関連セファロスポリンC誘導体のN−カルブイソブトキシセファロスポリンC
は次式、
をもち、そのビスジシクロヘキシルアミン塩は米国特許第3,573,296号
、および第3,830,809号に7−ACAの合成の有用な中間体として開示
されている。中間体N−カルブイソブトキシセファロスポリンをここでは「セフ
ァロスポリンD」と呼ぶ。セファロスポリンDを使用して7−ACAを製造する
ために(たとえば米国特許4,533,632号参照)デスアセチルセファロス
ポリンC醗酵液をより高い滴定濃度で得るには、醗酵液中に生成したデスアセチ
ルセファロスポリンCを、米国特許第3,573,296号の一般法によりイソ
ブチルクロロホーメートでアシル化することによって式
のデスアセチルセファロスポリンDにまず転化することが必要である。このよう
にして生成したデスアセチルセファロスポリンDは次いで米国特許第4,908
,444号および第5,221,739号の一般法により無水酢酸でアセチル化
してセファロスポリンDとする必要がある。この生成物は米国特許第3,830
,809号に記載されているようにビス−ジシクロヘキシルアミン塩の形体で好
都合に単離することができる。
然し上記のデスアセチル−7−グルタリールACAのアシル化の場合と同様に
、
化工程をコスト上有効にするために必要である。また、デスアセチル7−グルタ
リールACAの場合と同様に、このような高濃度で醗酵液からデスアセチルセフ
ァロスポリンDを得る実用的方法はなかった。
多数の有機溶媒、たとえばn−ブチルアセテート、メチレンクロリド、メチル
イソブチルケトン、クロロホルム及びエチルアセテートが、水性醗酵液からのセ
ファロスポリン生成物の抽出に使用されている。米国特許第3,835,129
号には、シクロヘキサノンが良好なN−アシルセファロスポリンC抽出溶媒であ
ると考えられたが、それは大規模操作で使用したとき乳化問題を生じたことか述
べられている。米国特許第4,168,375号はセファロスポリンCのスルホ
ンアミド誘導体の一連の可能な抽出溶媒としてシクロヘキサノンをあげているが
、3−ヒドロキシメチルセファロスポリンの抽出については述べていない。米国
特許第3,986,644号にはシクロヘキサノンがある種のセファロスポリン
Cリン酸アミド誘導体の抽出に使用されることが述べられているが、3−ヒドロ
キシメチルセファロスポリンには言及されていない。
本発明者等は、デスアセチル−7−グルタリールACAおよびデスアセチルセ
ファロスポリンDのような3−ヒドロキシメチルセファロスポリンが、他のセフ
ァロスポリン化合物たとえばN−ブロックのセファロスポリンCに使用する普通
の有機溶媒で抽出することは困難もしくは不可能であるが、本発明の方法で抽出
用溶媒としてシクロヘキサノンを使用するとデスアセチル7−グルタリールAC
Aまたはデスアセチルセファロスポリンの十分に濃厚な水溶液を醗酵液からうる
ことが可能となり、上記の水性アセチル化工程を経済的に実施して7−グルタリ
ールACAおよびセファロスポリンD(これは次いで公知の方法により7−AC
Aに転化することができる)を得ることを可能にすることを見出した。発明の要約
本発明はデスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロス
ルACAまたはデスアセチルセファロスポリンDを低濃度で含む水溶液、好まし
くは水性醗酵液、そして最も好ましくは処理(processed)醗酵液から
、製造する方法であり、その方法は次の工程、すなわち
(a)デスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリ
ンDを含む水溶液、好ましくは醗酵液、そして最も好ましくは処理醗酵液を
用意し;
(b)この溶液を約1.5〜約3のpHでシクロヘキサノンと接触させてデスア
セチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリンDをシ
クロヘキサノン溶媒相中に抽出し;
(c)このシクロヘキサノン溶媒相を水性相から分離し;
(d)このシクロヘキサノン相を約5〜約7.5のpHで水と接触させ;そして
(e)デスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリ
ンDの所望濃度の溶液を含む水性相を分離する;
諸工程からなる。発明の詳細な説明
上記のように、工業的規模でデスアセチルセファロスポリンCから7−ACA
を製造する酵素法の実施には、問題のアセチル化工程を経済的収率で達成するこ
と、すなわち7−グルタリールACAへのデスアセチル7−グルタリールACA
の無水酢酸水性アセチル化を経済的収率で達成することを必要とする。この工程
重量/容量)水溶液の使用に依存する。然し、この物質が醗酵液からえられると
き、それは1〜3重量/容量のずっと低い濃度で醗酵液中に存在するので、醗酵
液から7−グルタリールACAを抽出し、これを濃縮して、このアセチル化工程
を実用的で7−ACA製造の化学的合成法と競合できるようにすることが必要で
ある。
同様に、従来からの化学合成ルートによって7−ACAを得るために公知の中
間体セファロスポリンを使用する場合には、高収率でセファロスポリンDを与え
る無水酢酸による水性アシル化反応をもたらすように、醗酵中に生成したデスア
セチルセファロスポリンCをデスアセチルセファロスポリンDに転化し次いでこ
スアセチルセファロスポリンC醗酵における最近の改良を利用することが非常に
好ましい。
好ましい態様において、本発明の方法は、出発物質として、デスアセチル7−
グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリンDを含む処理醗酵液を
使用する。ここに使用する用語「処理醗酵液」とは、たとえば米国特許第5,4
24,196号に記載されているような酵素法によってデスアセチル7−グルタ
リールACAを含む液に転化された、又はイソブチルクロロフォーメートによっ
てセファロスポリンDを含む液に転化された、デスアセチルセファロスポリンC
醗酵液を意味する。デスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセ
ファロスポリンDは、処理液中に回収可能量で存在しなければならず、一般に約
1−3%(重量/容量)のやや低濃度で存在する。処理液は直接に、又はpH調
節および濾過のような精製を受けた後に使用することができる。処理液はまた1
以上の樹脂カラムによる処理にかけてそれを更に精製することもできる。後者の
水性媒質は時として「樹脂溶離」とも呼ばれる。
水溶液、好ましくは処理醗酵液、を抽出溶媒としてのシクロヘキサノンと接触
させ、醗酵液と攪拌もしくは激しく混合して2つの溶媒相を与える。シクロヘキ
サノンによる抽出の前又は抽出中に、溶液または混合物は無機酸たとえば硫酸、
硝酸または塩酸により約1.5〜約3、好ましくは約2のpHに調節する。シク
ロヘキサノン抽出工程の温度は臨界的ではないが、抽出は約0℃〜約室温で行う
のが好ましく、最も好ましくは約5〜10℃で行う。抽出後に、水性相はシクロ
ヘキサノンで再び抽出して追加量のデスアセチル7−グルタリールACAまたは
デスアセチルセファロスポリンDを得ることができる。シクロヘキサノン層を合
体する。シクロヘキサノン抽出は高い%、一般には90%以上のデスアセチル7
−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリンDの醗酵液からの抽
出をもたらす。
7−グルタリールACAまたはセファロスポリンDを作るためのアセチル化工
程は水性条件下で行われるので、デスアセチル7−グルタリールACAまたはデ
スアセチルセファロスポリンを含むシクロヘキサノン層を水で逆抽出して所望濃
度の水溶液を得ることが必要である。シクロヘキサノン相は水性相から分離され
て水と約5〜約7.5の範囲のpHで接触して再び2つの溶媒相を与える。この
とき水性相はデスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロ
スポリンDを含む。この溶媒相を分離して所望の水性溶液を得る。この工程でp
H調節に使用する塩基は臨界的ではないが、酢酸ナトリウムまたは酢酸カリウム
のような酢酸塩緩衝液を使用するのが好ましい。この抽出工程の温度はシクロヘ
キサノン抽出に使用したのと同一であることができる。水による逆抽出は、高収
率を与え、再び90%以上のデスアセチル7−グルタリールACAまたはデスア
セチルセファロスポリンDが水性相中に回収される。
本発明の方法は、10%以上の濃度の水性デスアセチル7−グルタリールAC
AまたはデスアセチルセファロスポリンD溶液をもたらす。10−20%重量/
容量の範囲の濃度が達成可能であり、15%濃度が容易にえられ、次のアセチル
化工程に好ましい。抽出および次の逆抽出を組合せた方法は、醗酵塩の除去なら
びにデスアセチル7−グルタリールACAまたはデスアセチルセファロスポリン
Dの濃縮を可能にする。
上記のように、シクロヘキサノンは、3−ヒドロキシメチルセファロスポリン
、たとえばデスアセチル7−グルタリールACAおよびデスアセチルセファロス
ポリンD、の抽出用の独特の溶媒であることが見出された。醗酵液からN−ブロ
ック−セファロスポリンCのような他のセファロスポリン中間体を抽出するのに
使用する共通の有機溶媒は3−ヒドロキシメチルセファロスポリンには有用では
ない。これを説明するために、次の表は多くの工業的溶媒を使用して抽出した7
−グルタリールACAおよびデスアセチルセファロスポリンDの%を示す。デスアセチル7−グルタリールACAの抽出
(処理醗酵液から)
溶媒 抽出%
メチルイソブチルケトン 5
n−ブチルアセテート 1
n−ブチルアセテート 17
/n−ブタノール(20%)
n−ブタノール 52.5
エチルアセテート 8.4
シクロヘキサノン 72.5
(3回の抽出後に98%)
デスアセチルセファロスポリンDの抽出
(処理醗酵液から)
溶媒 抽出%
メチルイソブチルケトン 45.6
n−ブチルアセテート 13.4
n−ブチルアセテート 67
/n−ブタノール(6%)
エチルアセテート 75.8
シクロヘキサノン 88.4
デスアセチルセファロスポリンDの場合にはブタノールを添加したエチルアセ
テート及びn−ブチルアセテートも優れた抽出性を示したが、シクロヘキサノン
は明らかに最良の抽出溶媒である。エチルアセテートの溶媒回収はエタノールと
酢酸へのエチルアセテートの容易な加水分解のために、十分でない。逆抽出にお
けるブタノールのようなアルコールの存在は次のアセチル化工程で妨害となる。
シクロヘキサノンを抽出溶媒として使用することによりデスアセチル7−グルタ
リールACAのラクトン化が著しく減少することも判明した。本発明の抽出/逆
抽出の方法は全体として10倍以上の濃度のデスアセチル7−グルタリールAC
AまたはデスアセチルセファロスポリンDを与え、えられる濃厚水溶液は、更な
る処理の必要なしに、水性アシル化反応方法に適応できる。
次の実施例を本発明の説明のために使用する。例1
2.7%のデスアセチル7−グルタリールACA水溶液(1180ml)とシ
クロヘキサノン(1180ml)を攪拌し、6NのHClを加えて混合物をpH
2.0に調節した。混合物を分解ロートに移して抽出した。層を分離してシクロ
ヘキサノン層を残した。水性層を新鮮なシクロヘキサノン(2×1000ml)
て抽出した。集めたシクロヘキサノン層(3220ml)を検査し、0.928
%溶液を得た。デスアセチル7−グルタリールACAを92%の効率で抽出した
。デスアセチル7−グルタリールACA(0.928%)を含むシクロヘキサノ
ン抽出物(3215ml)を4.Mの酢酸ナトリウム(NaOAc)(90.0
m1)で逆抽出した。混合物の初期pHはpH2.4からpH5.87に上昇し
た。層の分離は18.1%濃度の水性層(151.5ml)を与えた。7−グル
タリールACAの逆抽出は92%の効率で達成された。デスアセチル7−グルタ
リールACA抽出の全効率は84%であった。例2
2.48%のデスアセチル7−グルタリールACA水溶液(910ml)とシ
クロヘキサノン(910ml)を攪拌し、6NのHClを加えて混合物をpH7
.2からpH2.0に調節した。混合物を分離ロートに移して抽出した。層を分
離し、シクロヘキサノン層を残した。水性層を新鮮なシクロヘキサノン(2×9
10ml)で抽出した。集めたシクロヘキサノン層(2825ml)を検査し、
0.77%溶液を得た。デスアセチル7−グルタリールACAを96%の効率で
抽出した。デスアセチル7−グルタリールACA(0.77%)を含むシクロヘ
キサノン抽出物(2822ml)を、4.8Mの酢酸カリ(KOAc)(600
ml)で逆抽出した。混合物の初期pHはpH2.5からpH6.45に上昇し
た。層を分離して14.1%濃度で水性層(122.5ml)(79%)を得た
。1.0MCのKOAc(2×7.0ml)による逆抽出により合計水層(18
.2ml)(76%)を得た。デスアセチル7−グルタリールACAの逆抽出は
87.6%の効率で達成された。デスアセチル7−グルタリールACAの抽出の
全効率
は84%であった。例3 デスアセチル7−グルタリールACA溶液を含む酸化したUF(超濾過)浸透 液を使用する実験室規模の実験
DeLavalセパレータを使用して、デスアセチル7−グルタリールACA
(2.41%)を含む濾過醗酵液(10.19l)をpH2.0でシクロヘキサ
ノン(10.19l)で抽出した。それぞれの抽出を1.9l規模で行った。新
鮮な浸透液を前の抽出からのリッチなシクロヘキサノンで抽出して連続抽出に似
せた。最後の溶液(1.18%)からのリッチなシクロヘキサノンの部分(38
30ml)を4.0MのNaOAc(150ml)で逆抽出してデスアセチル7
−グルタリールACAの水溶液(250ml)(16.3%)をえた。逆抽出は
90%の効率で達成された。例4 A.分離ロート抽出
デスアセチルセファロスポリンDの溶液(17.88g)37.76ミリモル
、1.9l)をシクロヘキサノン(945ml)で攪拌した。溶液を塩酸(6N
、86.0ml)でpH7.18からpH2.27に調節した。二相混合物を5
分間攪拌し、pH2.18が観察された。混合物を分離ロートに移し、相を分離
した。小量の白色エマルジョンを濾過により除いた。シクロヘキサノン相(75
0ml)と水性相(2195ml)をサンプリングしてHPLC分析した。シク
ロヘキサノン中のデスアセチルセファロスポリンD(18.5g/l)を77.
5%収率でえた。水溶液は残りのデスアセチルセファロスポリンD(0.76g
/l、9.4%)を含んでいた。物質収支は86.9%であった。
B.DeLaval セパレータによる抽出
取扱いの容易のために、デスアセチルセファロスポリン溶液(4.025l)
を2つの部分に分割した。デスアセチルセファロスポリンDの溶液(17.36
g、36.66ミリモル、2.0l)をシクロヘキサノン(1.0l)と攪拌し
た(5℃)。この溶液を塩酸(6N、78.0ml)でpH7.7からpH2.
5に調節した。二相混合物を5分間攪拌した。デスアセチルセファロスポリンD
の溶液(17.58g、37.13ミリモル、2.025l)をシクロヘキサノ
ン(1.0l)と攪拌(5℃)した。この溶液を塩酸(6N、90.0ml)で
pH7.86からpH2.57に調節した。二相混合物を5分間攪拌した。これ
ら混合物の双方をDeLavalセパレータに移して有機相を水性相から分離し
た。小量の白色固体がシクロヘキサノン相に存在した。シクロヘキサノン相(1
710ml)と水性相(4020ml)をHPLC分析用にサンプリングした。
シクロヘキサノン中のデスアセチルセファロスポリンD(17.92g/l)を
87.7%収率で得た。水溶液は残りのデスアセチルセファロスポリンD(0.
86g/l、9.9%)を含んでいた。物質収支は97.6%であった。C.水への逆抽出
デスアセチルセファロスポリンDのシクロヘキサノン中の溶液(13.86g
、29.27ミリモル、750ml)を酢酸ナトリウム(2.0M、124ml
)で攪拌(10℃)した。この溶液を攪拌し、pHをpH2.13からpH5.
77に増大させた(35分)。この溶液を分離ロートに移して分離した。水性相
(170ml)とシクロヘキサノン相(690ml)をHPLC分析用にサンプ
リングした。水性緩衝液中のデスアセチルセファロスポリンD(75.4g/l
)が92.5%の収率でえられた。シクロヘキサノン溶液は残りのデスアセチル
セファロスポリンD(0.46g/l、2.3%)を含んでいた。物質収支は9
4.8%であった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG
,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,
LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N
O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG
,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,
US,UZ,VN
(72)発明者 ルービー,ジョン エム
アメリカ合衆国ニューヨーク州 13057
イー シラキューズ コベントリー ロー
ド 7205
(72)発明者 オーディア,ビッキ エイチ
アメリカ合衆国ニュージャージー州
08536 プレインズボロ ラベンス クレ
スト ドライブ 56―19
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.次の諸工程すなわち、 (a)デスアセチル7−グルタリールACAを含む水溶液を用意し; (b)この溶液を約1.5から約3のpHでシクロヘキサノンと接触させてデス アセチル7−グルタリールACAをシクロヘキサノン溶媒相中に抽出し; (c)シクロヘキサノン溶媒相を水性相から分離し; (d)シクロヘキサノン相を約5〜約7.5のpHで水と接触させ;そして (e)所望の濃度のデスアセチル−7−グルタリールACAを含む水性相を分離 する; 諸工程からなることを特徴とする低濃度のデスアセチル7−グルタリールACA を含む水溶液からデスアセチル7−グルタリールACAの濃厚(10重量/容量 %以上)水溶液を製造する方法。 2.工程(a)の水溶液が処理醗酵液である請求項1の方法。 3.工程(d)が酢酸塩緩衝液の使用を含む請求項1または請求項2の方法。 4.次の諸工程すなわち、 (a)デスアセチルセファロスポリンDを含む水溶液を用意し; (b)この溶液を約1.5〜約3のpHでシクロヘキサノンと接触させてデスア セチルセファロスポリンDをシクロヘキサノン溶媒相中に抽出し; (c)シクロヘキサノン溶媒相を水性相から分離し; (d)シクロヘキサノン相を約5〜約7.5のpHで水と接触させ;そして (e)デスアセチルセファロスポリンDの所望濃度溶液を含む水性相を分離する ; 諸工程からなることを特徴とする低濃度のデスアセチルセファロスポリンDを含 む水溶液からデスアセチルセファロスポリンDの濃厚(10重量/容量%以上) 水溶液を製造する方法。 5.工程(a)の水溶液が処理醗酵液である請求項4の方法。 6.工程(d)が酢酸塩緩衝液の使用を含む請求項4または請求項5の方法。
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