KR100200242B1 - 클라불란산염의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 불순한 클라불란산 수용액을 산성 조건 하에서 케톤과 알킬 아세테이트의 혼합 용매로 추출하고, 이 추출물을 통상의 방법으로 처리한 후, 케톤 또는 알칸올 용매에 용해시킨 알칸산 알칼리 금속염을 첨가하여 클라불란산 알칼리 금속염을 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라불란산의 알칼리 금속염의 제조 방법이 제공된다.

이 방법은 종래의 방법에 비하여 클라불란산 아민염이 형성 단계가 완전히 생략되므로 공정이 단축되고 용매가 절약되며 수율도 향상되는 등의 장점을 갖는다.

Description

클라불란산염의 제조 방법

본 발명은 하기 일반식(Ⅰ)으로 표시되는 클라불란산의 염을 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다.

베타-락탐 항생물질의 내성은 세균이 생산하는 베타-락타마제에 의해 베타-락탐환이 개환되어 불활성화됨으로 인해 발생되는 것이다. 불활성 효소는 베타-락타마제로 통칭되고 있으나, 실제로는 페니실리나제와 세팔로스포리나제로 대별되고 균의 종류에 따라 그 특성이 다르다.

클라불란산은 사이 언급한 베타-락타마제의 억제제로서 스트렙토마이세스 클라블리저러스(Streptomyces clavuligerus)의 배양액으로부터 얻어지며 클라블란산 그 자체는 강한 활성을 나타내지 않으나 베타-락탐 항생물질에 대해서는 강한 상승작용을 나타내고 여러 내성균에 대해서도 유효하다.현재 널리 통용되고 있는 제품은 아목시릴린과 클라불란산의 혼합제로 여러 종류의 내성균에 항균 효과를 나타내므로 임상적으로 이용되고 있다.

상기 구조식의 클라불란산 및 그 염류와 에스테르류는 벨기에 특허 제 827,926호에 개시되어 있으며, 클라불란산의 제조방법에 관해서는 영국 특허 제 2,508,977호에 스트렙토마이세스 종의 미생물, 예를 들면 스트렙토마이세스 클라불리저러스, 스트렙토마이세스 주몬지넨시스(Streptomyces jumonjinensis)와 스트렙토마이세스 카트수라하마누스(Streptomyces katsurahamanus)의 침지 발효에 의해 클라불란산을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

상기 영국 특허에는, 발효액으로부터 클라불란산을 회수하기 위한 여러가지 방법이 기재되어 있다. 이 방법들은 클라불란산 수용액의 용매 추출과 이온교환 크로마토그래피와 같은 여러가지의 표준 기법들을 사용하고 있는 바, 이러한 방법들은 종종 독성의 불순물을 소량 포함하는 저순도의 생성물을 생성하므로 약제학적으로 허용되는 무독성의 높은 순도를 갖는 클라불란산 및 그 염의 제조방법의 개발이 요구되었다.

한편, 클라불란산의 중간체인 3차 부틸아민염으로부터 클라불란산의 칼륨염을 제조하는 방법이 유럽 특허 제 0,026,044호에 기재되어 있다. 이 방법에 따르면, 불순한 클라불란산을 에틸 아세테이트로 추출한 다음, 거기에 같은 부피의 아세톤을 보조 용매로서 가하고, 이어서 3차 부틸아민을 가하여 클라불란산의 3차 부틸아민염을 결정화시키고, 이를 중간체로서 단리해낸다. 그러나, 이러한 방법은 3차 부틸아민염을 결정화시키고, 이를 중간체로서 단리해낸다. 그러나, 이러한 방법은 3차 부틸아민을 처리하기 전에 에틸 아세테이트 추출물에 다량의 아세톤을 첨가하기 때문에 많은 양의 용매가 소모될 뿐만 아니라 3차 부틸아민염에 대해 2-8% 사이에서 여러 조성의 아세톤 용매화물을 형성한다. 뿐만 아니라 이 방법은 고도로 독성이며(경구투여시 LD₅₀(쥐): 180/㎏) 휘발성인(b.p. 44.4℃, 760㎜Hg) 삼차 부틸아민의 사용으로 인한 심각한 단점이 수반된다[Dangerous Properties of Industrialmaterials, fifth ed., N. Irving Sax 및 Chemical Rubber Company Handbook of Chemistry and Physics, 53rd ed., 1972-1973, page 400]. 따라서, 3차 부틸아민을 공업적 규모로 사용하는 것은 작업자에게 위험을 초래할 수 있다.

더우기 삼차 부틸아민은 모든 비율에서 물에 용해가능하므로, 용매 제거 후 수성 폐액으로부터 회수하기가 곤란하다. 이는 경제적인 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 공장 유출액에 3차 부틸아민 폐기물이 동반된다는 잠정적인 오염 문제를 초래할 수 있다. 또한, 상기 특허에 개시된 바와 같이 다량의 용매가 혼합물을 사용하면 용매의 회수를 위해 부가적인 공정을 수행해야 하므로 경제적인 손실이 크다.

따라서, 다른 아민류 및 대체 용매계의 사용이 연구되었다. 예를 들면, 특허 문헌 GB-A-1508977, BE-A-862211 및 GB-A-1543563에 여러가지 클라불란산 아민염이 기재된 바 있다. 이들 문헌으로부터, 클라불란산의 아민염은 2차 또는 3차 아민, 또는 그 측쇄가 2차 또는 3차 알킬 단위를 포함하는 일차 아민으로 형성되는 것을 알 수 있다. 그러나, 이러한 아민의 다수는 클라불란산의 염을 제조하는 데 부적합하거나, 흡습성 및/또는 독성을 가지는 클라불란산의 아민염을 형성하므로 약제학적으로 허용되는 화합물의 제조를 위한 중간체로서 사용하기에 부적합하다. 또한, 영국 특허 2,264,944호에는 3차 부틸아민보다 독성 및 휘발성이 비교적 적은 3차 옥틸아민염으로부터 클라불란산염을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 상기의 방법에서도 약제학적으로 허용되는 클라불란산염을 수득하기 위한 중간 단계로서 클라불란산의 아민염을 생성시키는 단계가 포함되기 때문에 공정이 복잡해지고, 다량의 용매가 사용됨으로 인해 공정 경제 상의 문제 및 환경 문제를 초래할 수 있으며, 용매의 회수도 용이하지 않은 등의 심각한 단점이 있다.

본 발명자들은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 클라불란산의 아민염을 형성시키지 않고 보다 간단한 공정으로 클라불란산 및 약제학적으로 허용되는 그의 염을 제조할 수 있는 새로운 방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 스트렙토마이세스 클라불리저러스 NRRL 3585의 변이주를 배양한 배양액으로부터 클라불란산 음이온을 음이온 교환수지 상에 흡착시키고, 이를 전해질 수용액으로 용출시켜 클라불란산 수용액을 정제한 후 산성 조건 하에서 케톤과 알킬 아세테이트의 혼합 용매로 클라불란산을 추출하고, 이 추출물을 통상의 방법으로 처리한 후, 케톤 또는 알칸을 용매에 용해시킨 알칸산의 알칼리 금속염을 첨가하여 클라불란산 알칼리 금속염을 수득하는 단계를 포함하는, 클라불란산 알칼리 금속염의 제조 방법에 관한 것이다.

상기의 추출 과정에서 수용액의 pH는 수용액 상의 클라불란산을 용매층으로 전이시키기 위해 1-2가 바람직하며, 추출은 0-5℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 좋은 결과를 얻기 위해 수용액은 적어도 10㎎/㎖, 바람직하게는 약 20㎎/㎖ 이상의 클라불란산을 함유하여야 한다.

추출 단계에서 사용되는 용매 중 알킬 아세테이트로는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 프로필 아세테이트 또는 n-부틸 아세테이트가 사용가능하며, 그중에서도 에틸 아세테이트를 사용하는 것이 바람직하다. 케톤으로서는 메틸 에틸 케톤 또는 메틸 이소부틸 케톤을 사용할 수 있으나, 메틸 이소부틸 케톤을 사용하는 것이 바람직하다. 추출 용매로서 에틸 아세테이트와 메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매를 사용할 경우, 메틸 이소부틸 케톤의 함량은 15-70%가 바람직하고, 상기 함량이 15-40%일 때 더욱 바람직한 결과가 수득되었으며, 상기 함량이 18-25%일 때 최적의 결과를 나타내었다. 메틸 이소부틸 케톤의 함량이 15% 미만일 경우에는 클라불란산 칼륨의 결정화가 용이하지 않으며, 메틸 이소부틸 케톤의 함량이 70%를 초과하거나 상기 용매만을 단독으로 사용할 경우에는 메틸 이소부틸 케톤의 높은 비점 때문에 추출 후 농축에 소요되는 시간이 길어지는 등의 문제가 발생되며, 높은 수율을 기대할 수가 없다.

알칸올로서는 n-부틸 알코올이 바람직하게 사용된다. 그리고, 알칸산의 알칼리 금속염으로서는 2-에틸헥산산 칼륨이 바람직하게 사용된다.

추출시 pH를 조절하기 위해서는 무기산을 이용하는 것이 바람직하며, 황산을 이용하는 것이 가장 바람직하다.

상기 과정 중에서 추출물을 통상의 방법으로 처리한다는 것은 무수 황산 마그네슘 등의 건조제로 추출액을 건조, 여과시키거나 농축시키는 과정을 말한다. 여기에서 활성탄을 첨가하여 유색의 불순물을 제거하면 더욱 좋다.

상기 과정에서, 알칸산의 알칼리 금속염은 나트륨염 또는 칼륨염을 포함하며, 특히 2-에틸 헥산산 칼륨이 바람직하게 사용될 수 있다. 이렇게 하여 생성된 알칼리 금속염에 아세톤을 가하여 슬러리하여 생성물에 함유되어 있는 수분을 제저할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 방법은 종래의 클라불란산염의 제법에 비하여 아민 형성 과정이 생략되므로, 공정이 한단계 단축됨으로 인해 용매가 절약되고 수율도 향상되므로 경제적일 뿐만 아니라 독성의 아민 화합물을 취급하는 데서 발명하는 위험을 예방할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 양태를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

클라불란산(12㎎/㎖)을 함유하는 수용액(100㎖)에 미리 5℃로 냉각시킨 에틸 아세테이트와 메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매(4:1) 100㎖를 가하고, 이 혼합물을 교반하면서 50% 황산을 서서히 가해 pH를 1.5로 조절한다. 상기 혼합물을 추출하고, 추출물을 분리한 다음, 남은 수용액을 100㎖의 혼합 용매로 3회에 걸쳐 더 추출한다. 상기 추출액에 무수 황산 마그네슘 10g과 활성탄 10g을 가한 후 5℃에서 30분간 교반한다. 상기 혼합물을 여과기를 통해 흡인 여과하고 잔류물을 메틸 이소부틸 케톤(50㎖)으로 세척한다. 메틸 이소부틸 케톤에 용해시킨 2-에틸헥산산 칼륨(1.5 당량)을 상기 추출물에 서서히 가하고 5℃에서 2시간 교반한 후 생성된 결정을 여과한다. 수득된 결정을 5℃에서 2시간 동안 아세톤으로 슬러리하고 진공 건조기(30℃)에서 5시간 정도 건조시켜 클라불란산 칼륨염 1.07g을 수득한다(수율 : 73%).

[실시예 2]

상기 실시예 1의 혼합 용매 추출액을 10%로 하고, 이 농축액에 활성탄을 처리한 후 5℃에서 20분간 교반한다. 상기 혼합물을 여과기를 통해 흡인 여과하고 잔류물을 메틸 이소부틸 케톤으로 세척한다. 메틸 이소부틸 케톤에 용해시킨 2-에틸헥산산 칼륨(1.5 당량)을 상기 생성물에 서서히 가하고 5℃에서 2시간 교반한 후 생성된 결정을 여과한다. 수득된 결정을 5℃에서 2시간 동안 슬러리한 후 다시 여과한다. 수득된 결정을 아세톤으로 5℃에서 2시간 동안 슬러리한 후 다시 여과하여 진공 건조기(30℃)에서 5시간 정도 건조시켜 클라불란산 칼륨염 1.08g을 수득한다(수율 : 74%).

[실시예 3]

2-에틸헥산산 칼륨을 용해시키는 용매로서 n-부틸 알콜을 사용하는 것을 제외학고는 실시예 2에서와 같은 방법을 수행하여, 클라불란산 칼륨염 1.04g을 수득한다(수율 : 71%).

Claims (5)

1. 불순한 클라불란산 수용액을 산성 조건 하에서 케톤과 알킬 아세테이트의 혼합 용매로 추출한 다음, 케톤 또는 알칸올 용매에 용해시킨 알칸산 알칼리 금속염을 첨가하여 클라불란산 알칼리 금속염을 수득하는 단계를 포함하는, 클라불란산의 알칼리 금속염의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 케톤 용매는 메틸 에틸 케톤과 메틸 이소부틸 케톤 중에서 선택하고, 아킬 아세테이트는 에틸 아세테이트이며, 알칸올 용매는 n-부닐 알코올임을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 케톤 용매와 알킬 아세테이트의 혼합 용매 중 케톤의 함량이 15~40임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 알칼리 금속염이 칼륨염임을 특징으로 하는 방법.
5. 제1 또는 제2항에 있어서, 알칸산의 알칼리 금속염이 2-에틸헥산산 칼륨임을 특징으로 하는 방법.