KR100582620B1 - 고순도의 HMG-CoA 환원효소 억제제 획득방법 - Google Patents
고순도의 HMG-CoA 환원효소 억제제 획득방법 Download PDFInfo
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Abstract
설명한 균사체 바이오매스로부터의 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 공정은 균사체 브로스 정화 및 정화된 브로스를 저부피로 농축하는 단계; 농축물을 4.5 내지 7.5의 범위의 pH가로 산화 후, 에틸 아세테이트로 HMG-CoA 환원효소 억제제 추출하는 단계; 선택적으로 락토나이제이션 수행하는 단계; 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매로부터의 HMG-CoA 환원효소 억제제 결정화하는 단계; 제한된 물과의 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터의 HMG-CoA 환원효소 억제제의 결정화의 단계를 포함한다. 또한 결정화 단계는 가역적이다. 명시한 결정화 단계를 조합하는 개념은 또한 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제를 위하여 사용될 수 있다.
HMG-CoA 환원효소 억제제, 분리, 정제, 공정, 결정화
Description
본 발명은 99.6% 이상의 순도, 바람직하게는 발효 브로스(broth)로부터 99.7% 이상의 순도를 가지는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제를 위한 신규한 산업 공정에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 아스퍼길러스 (Aspergillus), 모나스커스(Monascus), 노카르디아(Nocardia), 아미콜라톱시스 (Amycolatopsis), 뮤커(Mucor) 또는 페니실리움 속(Penicillium genus)에 속하는 다양한 종의 미생물을 이용하여 발효하는 동안 생산되는 화학적인 화합물, 그 화학적 성질 및 다양한 pH와 다양한 용매에서의 반응에 대한 집중적인 연구가 이루어졌다.
로바스타틴, 프라바스타틴, 메바스타틴, 심바스타틴, 이들의 유도체 및 유사체들은 HMG-CoA 환원효소 억제제로 알려져 있으며 항고콜레스테롤제 (antihypercholesterol)로 사용되고 있다. 이들은 동정된 다양한 종류의 미생물을 이용한 발효에 의해서 생산되는데, 아스퍼길러스, 모나스커스, 노카르디아, 아미콜 라톱시스, 뮤커 또는 페니실리움 속이 이에 속하는 종이다.
활성성분의 순도는 안전하고 효과적인 약품을 제조하는 데 있어서 중요한 요인이다. 특히 고혈당 콜레스테롤의 예방 및 치료에 있어서 장기간동안 섭취되는 약품의 경우에는 생산품의 순도가 가능한 가장 높은 것이 중요하다. 저순도의 약품으로부터 불순도가 축적되면 내과치료를 하는 동안 부작용을 야기할 수 있다.
종래의 특허에 기술된 항고콜레스테롤제의 분리 및 정제 공정들은 추출, 크로마토그래피, 락토나이제이션(lactonization) 및 결정화(crystallization) 방법의 다양한 결합으로 구성된다. 상기 공정에 의해 얻은 최종 생산물의 순도는 99.6% 미만이다. 상기 방법을 사용하여 고순도의 산물을 얻는 것은 가능하지만, 대규모 산업에서 이러한 방법을 사용하게 되면 그 생산량이 현저히 떨어진다.
국제특허공개 제 WO92/16276호에 개시된 분리 공정은 순도 99.5% 이상의 HMG-CoA 환원효소 억제제를 위한 해결책을 제공하고 있지만, 매우 고성능의 산업용 HPLC(high performance liquid chromatography)가 요구되어진다. 국제특허공개 제 WO92/16276호에 따르면, 유기 용매 또는 유기 용매와 물의 혼합용액에 대략 85% 또는 그 이상의 순도를 가지는 정제하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제를 용해시킨다. 그리고 상기 혼합물을 pH 2내지 9 사이에서 완충액으로 처리한 후 HPLC 칼럼에 넣는다. HMG-CoA 환원효소 억제제의 관계된 피크(peak)를 수렴한 후, 용매의 일부분을 제거하고, 물을 첨가하거나 또는 용매 혼합물의 2/3를 제거한 다음 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화시킨다. 상기 공정에 의해 이루어지는 산물의 순도는 실제로 적어도 99.5%이고 생산량은 대략 90%이다.
본 발명은 99.6% 이상의 순도, 바람직하게는 발효 브로스(broth)로부터 99.7% 이상의 순도를 가지는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제를 위한 신규한 산업 공정에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 아스퍼길러스, 모나스커스, 노카르디아, 뮤커, 아미콜라톱시스, 또는 페니실리움 속에 속하는 다양한 종의 미생물을 이용하여 발효하는 동안 생산되는 화학적인 화합물, 그 화학적 성질, 다양한 pH 및 다양한 용매에서의 반응에 대한 집중적인 연구가 이루어졌다. 이와 같이, 상기 언급한 목적은 하기의 단계로 구성되는 본 발명의 공정에 의해서 달성되었다:
(a) 균사체 브로스를 정화시키고 그 정화된 브로스를 저부피로 농축시키는 단계;
(b) 상기 농축물을 4.5 내지 7.5의 범위의 pH가로 산화시킨 후 에틸 아세테이트로 HMG-CoA 환원효소 억제제를 추출하는 단계;
(c) 선택적으로 락토나이제이션 공정을 수행하는 단계;
(d) 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화시키는 단계;
(e) 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화시키는 단계.
HMG-CoA 환원효소 억제제는 일반적으로 세포 내 생성물과 세포 외 생성물이 므로, 강제적인 것은 아니지만, 효과적으로 균사체로부터 발효 액체로 용해시키는 것이 바람직하다. 국제특허공개 제 WO 97/20834호에 명기된 용해 방법은 알칼리성 염기에서 pH 11.5까지의 발효 브로스의 처리 및 3시간동안 휘젓기(stirring)를 포함한다. 상기 국제특허공개 제 WO 97/20834호는 용해가 pH 10 내지 13 사이에서 발효 브로스의 알칼리화와 함께 행해질 수 있음을 나타내고 있다. 또한 적용되는 온도는 60 내지 95℃ 사이이다. HMG-CoA 환원효소 억제제는 pH 9이상에서 균사체에서 매우 효과적으로 용해될 수 있으나, 엄격한 (rigorous) 조건에 너무 오래 노출시키는 것은 나프탈렌 골격과 카르복실산에 있는 수산기(hydroxyl) 그룹사이의 에스테르 결합을 감성(degrade)하는 결과를 야기한다. 더욱 엄격한 조건에서, HMG-CoA 환원효소 억제제와 디아실레이티드(deacylated) HMG-CoA 환원효소 억제제와의 평형은 디아실레이티드 생성물 쪽으로 이동한다. 예상 밖으로, 온도 범위 10 내지 40℃, 바람직하게는 실온과 같이 18 내지 25℃ 범위에서 1시간 이내, 바람직하게는 30분 이내, 예를 들어, 약 10분 정도 동안, pH 9.5 내지 13, 가장 바람직하게는 9.5 내지 11.5에서 수행된 용해의 효율성이, 종래의 특허에 기술된 고온에서 수행한 덜 경제적이고 더 많은 시간이 소요되는 방법에 의해 이루어진 효율성과 동일함을 발견했다. 또한 용해가 pH 9 이하, 특히 6 이하에서 수행될 수 있지만, 이 경우에는 막대한 양의 유기 용매가 사용되어야만 한다.
HMG-CoA 환원효소 억제제를 용해하는 본 바람직한 실시예가 수행되면, pH가를 7.5에서 8.5 사이로 조정하기 위해, 뒤이어 발효 브로스를 산화제, 바람직하게는 미네랄산으로 처리한다. 적절한 미네랄산은 포스포릭(phosphoric), 설퍼릭(sulfuric) 및 하이드로클로릭(hydrochloric) 산이다. HMG-CoA 환원효소 억제제는 상기 pH 범위에서 안정적이고, 필요할 경우, 발효 브로스는 상기 단계 후에 얼마간 저장될 수 있다.
여과 및/또는 원심분리와 같은 적절한 분리 단계에 의해 발효 브로스로부터 균사체를 제거한다. 여과가 더욱 바람직하며, 여과 기술로서는 고전적인 여과 이외에, 미세(micro-)여과, 초(ultra-)여과 및 디아필트레이션(diafiltration)이 적절하게 사용될 수 있다. 정화된 브로스는 역삼투 또는 부피를 낮추는 어떤 방법에 의해 낮은 부피로, 가장 바람직하게는 다섯 배 내지 열 배로 농축된다.
하기에 설명한 산화 및 에틸 아세테이트 추출 단계는 정제 공정에서 중요한 단계이다.
상기 농축물은 산화제, 바람직하게는 미네랄산에 의해 pH가 4.5에서 7.5사이로 산화된다. 미네랄산은 이미 상기 예에서 언급한 것을 사용할 수있다. HMG-CoA 환원효소 억제제는 에틸 아세테이트와 함께 상기 pH가 조정된 농축물로부터 추출한다. 추출은 역류(counter-current) 추출 칼럼을 이용하여 적절히 이루어진다. HMG-CoA 환원효소 억제제와 에틸 아세테이트 가용성의 불순도 사이의 분배 계수의 비는 pH가 5.5 내지 7.5, 특히 pH 6.0 내지 7.0에서 가장 높으며 극성 불순도의 일부분은 본 단계에서 제거된다. 5.0 이하, 특히 4 이하의 pH가에서 수행된 추출은 HMG-CoA 환원효소 억제제의 높은 분배 계수로 인하여 더욱 효율적이지만, 이는 고(高)레벨의 극성 불순도(polar impurities)의 결과를 초래한다. 에틸 아세테이트 가용성의 불순도 사이의 분배 계수 또한 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 pH가에서 높게 나타난다. pH가 4.5에서 7.5 사이, 특히 5.0 이상 및 5.5 이상에서 수행된 에틸 아세테이트 추출은 분배 계수가 낮기 때문에 저레벨의 극성 불순도를 나타낸다. 상기 pH가에서 농축물에서 에틸 아세테이트로의 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분배가 고르지 않은 것은 장시간의 역류 추출 칼럼으로 보완할 수 있다.
필요하면, 상기 결과의 에틸 아세테이트 추출은 농축되고, HMG-CoA 환원효소 억제제는 선택적으로 본 공정의 본 단계에서 락토나이즈(lactonize)된다. pH 5.5에서 7.5사이에서 대부분의 HMG-CoA 환원효소 억제제는 유리산 형태이다. 따라서, HMG-CoA 환원효소 억제제가 조제상에서 락톤(lactone)으로 사용되지 않을 경우, 농축과 락토나이제이션은 생략될 수 있다. 락토나이제이션 공정은 HMG-CoA 환원효소 억제제를 촉매로서 작용할 수 있는 정도의 양의 미네랄산 또는 유기산, 가장 바람직하게는 트리플루오르아세트산(trifluoracetic acid; TFA)에 접촉시킴으로써 적절히 이루어진다. 선택적으로 락토나이즈되는 HMG-CoA 환원효소 억제제는 하기에 설명된 바와 같이 에틸 아세테이트로부터 직접적으로 결정화된다. 선택적으로 에틸 아세테이트는 적절히는 증발에 의해 제거되고, 선택적으로 락토나이즈되고 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제 생성물을 얻게 된다.
상기에서 얻은 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제는 선택적으로 흡수 크로마토그래피, 바람직하게는 역상 크로마토그래피를 하게 된다. 흡수 크로마토그래피의 이동상(mobile phase)을 위해 아세토니트릴(acetonitrile) 또는 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 더 낮은 알코올 또는 상기 용매들과 물의 혼합물이 적절히 사용될 수 있다. 바람직하게는, 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제는 순 수한 아세토니트릴 또는 적어도 30% volume/volume(v/v)의 아세토니트릴이 함유된 아세토니트릴/물 혼합물에 용해시키고, 상기 용액은 흡수 크로마토그래피 칼럼에 넣는다. 상기 칼럼 패킹(packing)은 옥틸실란(octysilane), 디메틸실란(dimethysialne), 옥타데실실란(octadecylsilane), 시아노-실란(cyano-silane), 폴리스티레네디비닐벤젠 코폴리머(polystyrenedivinylbenzene copolymer) 또는 아크릴 폴리머(acrylic polymer)에 근거한 정지상(stationary phase)을 포함하지만 제한되지는 않는다. 다른 정지상 재료들, 예를 들어, 실리카, 알루미나와 같은 것들도 사용될 수 있다. 흡수된 화합물은 아세토니트릴/물 그레디언트(gradient)와 같이 적당한 이동상과 함께 용출된다. HMG-CoA 환원효소 억제제의 인터레스트(interest) 피크를 수렴하고 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화하기 위해 이동상 용매를 제거한다. 결정화된 가공되지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제의 순도는 80%에서 92%사이이며 발효 브로스의 불순도 프로파일(profile)에 달려있다. 또한 선택적인 흡수 크로마토그래피는 표준 크로마토그래피, 플래쉬(flash) 크로마토그래피, 산업용 HPLC 또는 추출방법 또는 결정화로 대체할 수 있다.
본 발명에 따라 특징적인 결합 결정화 처리를 더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.
더욱 구체적으로, 이는 물과 혼합할 수 있고 수용성인 유기 용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 결정화 및 물과의 혼합성 또는 수용성이 제한된 유기용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 결정화를 포함한다. 또한 상기 두 가지 결정화의 순서는 역순서일 수 있다. 물과 혼합 가능하거나 수용성인 유기용매, 또는 물과의 혼합성이나 수용성이 제한된 유기용매의 성질은 본질적으로 이 분야의 전문가에게 알려져 있고, 예를 들어 "Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" Vol. A24, 5th edition (1993), pp. 437-505 에 설명되어 있으며 여기에 참고문헌으로 포함되어 있다. 본 발명의 의미 중에서, "물과의 혼합 가능성 또는 수용성"이라는 용어는 실질적으로 제한받지 않고, 바람직하게는 100%로 물에 혼합할 수 있고 녹을 수 있는 것을 말하며, 또한 "제한된 물과의 혼합성이나 수용성"이라는 용어도 물과 혼합 가능하거나 수용성인 유기용매를 포함한다. 특히, 본 발명의 결정화의 개념은 침전도 포함한다.
실질적으로 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매의 예는 다음을 포함한다: 하기 용매들의 혼합물을 포함하여, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 이소프로필 알코올과 같은 저알킬 알코올(low alkyl alcohols), 아세톤 및 메틸 에틸 키톤과 같은 저알킬 키톤(low alkyl ketones), 메틸 글리콜, 에틸 글리콜, 프로필 글리콜 및 에틸 디글리콜과 같은 저알킬 글리콜 에테르(low alkyl glycol ethers), N,N-디메틸-포름아미드(dimethyl formamide; DMF), N,N-디메틸아세타미드(dimethylacetamide; DMA) 및 디멜틸 설폭시드(dimethyl sulfoxide; DMSO)와 같은 양극성 무당 용매(dipolar aprotic solvents). 특히 물 혼합성 유기 용매의 바람직한 예로는 아세톤 및 저알킬 알코올이 언급되어 있다. 제한된 물 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기 용매에 대한 예는 다음을 포함한다: 하기 용매들의 혼합물을 포함하여, 부탄올, 이소부탄올 아밀 알코올, 헥사놀, 2-에틸헥사놀, 벤질 알코올 및 사이클로헥사 놀과 같은 고알킬 알코올, 메틸부틸 키톤, 메틸 이소부틸 키톤 및 사이클로헥사논과 같은 고알킬 키톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필(및 이소프로필) 아세테이트, n-부틸(및 이소부틸 또는 2차-부틸) 아세테이트 및 아밀 아세테이트와 같은 에스테르, 디에틸 에테르 및 디이소프로필 에테르와 같은 에테르, 메틸렌 클로라이드 및 클로로포름, 아세토니트릴 등등과 같은 클로리네이티드 하이드로카본(chlorinated hydrocarbon). 특히 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매의 바람직한 예는 아세테이트이다.
예상 밖으로, 아세톤 또는 저알킬 알코올과 같은 물과 혼합할 수 있는 유기 용매로부터의 HMG-CoA 환원효소 억제제의 결정화는 동일한 용매로 더욱 재결정화하는 단계로 이어지는데, 단지 소수의 무극성 및 다수의 극성 불순도를 제거할 수 있으며, 에틸 아세테이트와 같은 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매의 결정화 또한 동일한 용매로 더욱 재결정화하는 단계로 이어지는데, 단지 다수의 무극성 불순도를 제거할 수 있음을 밝혔다. 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제(도 2), 아세톤으로부터의 결정화 후의 HMG-CoA 환원효소 억제제(도 3) 및 아세톤 및 에틸 아세테이트로부터의 재결정화에 의해 획득한 HMG-CoA 환원효소 억제제(도 4)의 HPLC 도표가 상기 사실을 확실히 뒷받침하고 있다. 상기 예상 밖의 결과에 따라, 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매 및 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매의 결정화가 조합된 본 발명의 마지막 단계는 고순도의 HMG-CoA 환원효소 억제제를 얻는 공정에서 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 조합된 결정화 처리는 하기와 같이 달성될 수 있다. 첫째, 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제의 결정은 상기 언급한 실질적으로(바람직하게는 100%) 물과 혼합이 가능하고 수용성인 유기용매, 특히아세톤 또는 저알킬 알코올에 용해시키고 난 후, HMG-CoA 환원효소 억제제가 결정회되거나 침전되도록 물을 첨가한다. 선택적으로, 실질적으로 물과 혼합이 가능하고 수용성인 유기용매에 용해된, 가공하지 않은 HMG-CoA 환원효소 억제제는 결정화 또는 침전을 위해 물을 첨가한다. 상기 과정은 필요한 경우, 처음의 가공하지 않은 재료의 순도에 따라, 예를 들면 한번 내지 네 번까지 동일한 유기용매 또는 다른 물과 혼합할 수 있고 수용성인 유기용매와 함께 다시 반복할 수 있다. 획득한 결정들은 에틸 아세테이트와 같이, 상기 언급된, 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매에 적당한 농도, 바람직하게는 10 내지 35 g/L 범위, 가장 바람직하게는 15 내지 25 g/L 범위의 농도로 용해시킨다. 용매를 1/3 내지 3/4 제거한 후, HMG-CoA 환원효소 억제제는 결정화된다. 필요한 경우, 동일한 유기용매 또는 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기용매로부터의 결정화는, 물과 혼합할 수 있고 수용성인 유기용매로부터의 결정화에 의해 얻은 생성물의 순도에 따라, 예를 들면, 한번 내지 세번까지 다시 반복할 수 있다. 결정화된 HMG-CoA 환원효소 억제제는 여과한 후, 적어도 99.6%의 순도를 가진 생성물을 산출하기 위해 건조한다.
이미 언급한 바와 같이, 결정화 순서는 가역적이다. 즉, 첫 번째로 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매의 결정화를 수행한 후에 물과 혼합이 가능하고 수용성인 유기용매의 결정화를 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 첫 번째 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매로서 에틸 아세테이트의 결정화는 에틸 아세테이트 추출 단계 또는 선택적으로, 상기에 설명한 락토나이제이션 직후에 적절히 시행될 수 있다.
본 발명에 따른 공정으로 적어도 99.6% 및 심지어 적어도 99.7%의 순도를 가지는 생성물을 얻을 수 있다.
다음의 선택적인 실시예에서, 다양한 종류의 결정화가 선택적인 방법으로 반복 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 물 혼합성 또는 수용성 유기 용매 및 제한된 물 혼합성 또는 수용성 유기용매의 조합된 결정화 단계의 상기 공정은 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및/또는 정제의 어떤 공정에서든 최종 정리 단계로 이용될 수 있다. 따라서, 이와 같은 최종 정리 단계는 종래의 HMG-CoA 환원효소 억제제 원료를 얻는 공정에도 적용될 수 있다. 상기와 같이 얻을 수 있는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 순도는 적어도 99.6% 및 심지어 적어도 99.7%이다.
본 발명에 따른 공정은 특히, 로바스타틴이 HMG-CoA 환원효소 억제제로 선택되었을 때 적합하다. 따라서, 본 발명의 다른 측면에서, 상기 설명한 공정은 로바스타틴의 분리 및/또는 정제를 위해 사용된다.
로바스타틴, 메바스타틴, 프라바스타티 및 심바스타틴, 이들의 유도체 및 유사체와 같이, 본 발명에 따른 공정에 의해 얻은 실질적으로 순수한 HMG-CoA 환원효소 억제제들은 질병의 예방 및/또는 치료를 위한 조제약 준비를 위해 이롭게 사용될 수 있다. 획득한 억제제 및 조제약들은 뇌졸증(stroke), 순간 빈혈 발작(transient ischemic attack), 아테로마성 동맥경화증(atherosclerosis) 및 심 근 균열 골절(myocardial infraction)의 위험을 감소시키는 약물 또는 예방약으로서 특히 유용하다.
이하 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 각각 에틸 아세테이트 추출 단계에서 HMG-CoA 환원효소 억제제(로바스타틴) 및 불순도의 분배 계수의 pH로부터의 의존성을 나타낸 것이다.
도 2, 3 및 4는 각각 정제되지 않은 성분으로서의 에틸 아세테이트 추출 후, 물과 혼합될 수 있거나 수용성인 유기 용매로부터의 결정화 후, 물과의 혼합성과 수용성이 제한된 유기용매로부터의 결정화 후의 HMG-CoA 환원효소 억제제 샘플의 HPLC 그래프를 나타낸 것이다.
실시예 1
아스퍼길러스 테레우스(Aspergillus terreus) ATCC 20542로 발효하여 얻은 로바스타틴 1 g/L 농도의 발효 브로스(160 L)를 용기(400 L)에 넣고 1M의 수산화 나트륨(sodium hydroxide) 수용액으로 pH 10으로 조정하였다. 실온에서 10분간 집중적으로 스터링(stirring)한 후, 상기 브로스를 1M의 황산(sulfuric acid) 수용액 으로 pH 9로 조정하고 바이오매스(biomass)는 여과하여 걸러내었다. 상기 여과액은 1M의 황산 수용액으로 pH 6.5로 산화시켰다. 여과액에 160 L의 에틸 아세테이트를 첨가하고 획득한 혼합물을 20분간 스터링하였다. 수용액과 에틸 아세테이트 층은 원심분리 추출에 의해 분리되었다. 에틸 아세테이트 추출은 회전식 증발기에서 부피 14 L로 농축되었다. 에틸 아세테이트 농축물에서 유리산 형태의 로바스타틴의 농도는 10 g/L가 되었다.
에틸 아세테이트 농축물(14 L)을 반응장치(reactor, 40 L)에 넣고 락토나이즈(lactonize)시켰다. 락토나이제이션은 촉매로서 작용할 수 있는 정도의 양의 TFA(TFA 0.5 mL/ 농축물 1 L)로 반응을 일으켰다. 락토나이제이션 과정은 40℃에서 2시간 동안 지속되었다. 상기 농축물은 5% 암모늄 하이드로겐 카보네이트(ammonium hydrogen carbonate) 수용액 14 L로 2회 락토나이제이션한 후 씻어내었다. 수층(aqueous phase)은 버리고, 유기층(organic phase)은 회전식 증발기에서 건조하기 위해 더욱 농축하였다. 상기에서 얻은 유성산물(油性産物, oily product, 1.5 L)은 로바스타틴 133g을 함유하였다.
상기에서 획득한 지성 생성물(16 mL)을 아세토니트릴 80 mL에 녹이고 XAD-16(XAD-16은 Rohm & Hass사 상품명, 20-50 mesh)로 채운 크로마토그래피 칼럼(80 cm, 3.6 cm)에 로딩하였다. 상기 칼럼은 처음에 75 mL/min의 속도에서 아세토니트릴/물 40:60(pH 3, 염산으로 조정)으로 용출되었다. 용출은 UV 탐지기(236 nm)로 모니터하였고, 흡착 첫 방울이 떨어진 후 아세토니트릴/물 55:45(pH 3, 염산으로 조정) 칼럼의 용출이 시작되었다. 주분율(main fraction)을 수집하고 흡착물이 떨 어진 후에 칼럼을 아세토니트릴/물 80:20(pH 3, 염산으로 조정)로 씻어내었다. 회전식 증발기(rotary evaporator, 50℃, 150 mbar)에 의해서 아세토니트릴을 주분율로부터 제거하였고 이에 생성된 결정들은 여과로 걸러내었다. 결정들의 질량은 24.5 g이었고 로바스타틴의 함량은 50% 중량/중량(w/w)이었다. HPLC 순도는 92.5%이었다.
아세톤으로부터 두 번째 결정화 후에 얻은 결정들(24 g)을 700 mL의 에틸 아세테이트에 녹이고, 상기 에틸 아세테이트는 로바스타틴 70 g/L의 농도로 진공상태에서 증발시켰다. 농축물은 8℃에 한 시간동안 방치해 두었다.상기에서 얻은 로바스타틴 결정을 여과하여 걸러내고 난 후, 진공상태에서 건조하였다. 결정의 질량은 9.4 g이었고, 로바스타틴 함량은 99.6% w/w이었다. HPLC 순도는 99.7%이었다.
실시예 2
상기 실시예 1에 설명한 바와 같이, XAD 흡착 크로마토그래피 후에 분리한 로바스타틴 결정(3 g)을 170 mL 에틸 아세테이트에 녹였다. 상기 에틸 아세테이트는 온도 50℃, 진공 상태(200 mbar)에서 35 mL로 증발시켰다. 상기 농축물을 10℃에서 한시간 동안 방치하였다. 얻은 로바스타틴 결정을 여과하여 걸러낸 후 진공상태에서 건조하였다. 결정의 질량은 2.1 g이었고, 로바스타틴 함량은 96% w/w이었다. HPLC 순도는 99.0%이었다.
상기에서 얻은 결정들(2.1 g)은 50 mL의 아세톤에 녹이고 85 mL의 물을 첨가 하였다. 상기 혼합물을 10℃에서 30분간 방치하고 결정을 여과하여 걸러낸 후 40℃, 진공상태에서 건조하였다. 얻은 결정의 질량은 1.9 g이었고, 로바스타틴 함량은 99% w/w이었다. HPLC 순도는 99.8%이었다.
실시예 3
프라바스타틴(발효 브로스 kg당 690 g; 프라바스타틴의 HPLC 순도48??7%)을 함유한 발효 브로스(발효기 50 L에 30 L)를 여과하고, 얻어진 균사체를 물로 씻어내었다. 여과액(51 L)은 10% 인산 수용액으로 pH 5.0으로 산화시켰다. 활성물질(프라바스타틴) 여과액으로부터 70 L의 에틸 아세테이트로 추출 칼럼에서 추출하였다. 프라바스타틴 2g 이하 및 불순도의 대부분인 물층(50 L)은 버렸다. 에틸 아세테이트층은 800 mL로 증발시키고 분리 과정에서 더 사용되었다. 에틸 아세테이트 추출에서 프라바스타틴의 순도는 70.3%이었다. 더 분리하기 위해서, 유성산물을 흡착 크로마토그래피 및 상기 실시예 1의 조합 결정화 단계를 실시하였다.
실시예 4
락톤(lactone) 형태의 가공하지 않은 심바스타틴(2.3 g)을 아세톤(7 mL)에 녹이고 물 15 mL을 첨가하였다. 그 결과, 유성산물을 10분 후에 결정화시켰다. 상기 얻은 결정들을 여과한 후 물로 씻어내고 40℃에서 60분간 건조하였다. 99.51%의 HPLC 순도를 가지는 상기 결정들(2.2 g)을 에틸 아세테이트(8 mL)에 녹였다. 상기에서 얻은 용액을 4 mL로 농축시키고, 심바스타틴을 8℃에서 60분간 방치하여 결정화시켰다. 그 산물을 여과하고 물로 씻어내었다. 그리고 결정을 40℃에서 60분간 건조하였다. 얻어진 심바스타틴(1.7 g)의 순도는 99.73%이었다.
실시예 5
HPLC 순도 98.5%를 가지며 락톤 형태의 가공하지 않은 메바스타틴(2.0 g)을 아세톤(7 mL)에 녹이고 물 20 mL를 첨가하였다. 그 유성산물을 10분 후에 결정화시켰다. 상기 얻은 결정들을 여과한 후 물로 씻어내고 40℃에서 60분간 건조하였다. 99.33%의 HPLC 순도를 가지는 상기 결정들(1.8 g)을 에틸 아세테이트(8 mL)에 녹였다. 상기에서 얻은 용액을 4 mL로 농축시키고, 8℃에서 60분간 방치한 후 메바스타틴을 결정화시켰다. 생성물을 여과하고 물로 씻어내었다. 그리고 결정들을 40℃에서 60분간 건조하였다. 얻어진 메바스타틴(1.3 g)의 순도는 99.72%이었다.
이상의 설명에서 알수 있듯이, 본 발명에 따른 방법에 의해 얻어진 실질적으로 순수한 HMG-CoA 환원효소 억제제들은 질병의 예방 및/또는 치료를 위한 조제약 준비를 위해 이롭게 사용될 수 있다. 또한, 획득된 억제제 및 조제약들은 뇌졸증, 순간 빈혈 발작, 아테로마성 동맥경화증 및 심근 균열 골절 등의 위험을 감소시키 는 약물 또는 예방약으로서 특히 유용하다.
Claims (24)
- (a) 균사체 브로스를 정화시키고 그 정화된 브로스를 농축시키는 단계;(b) 상기 농축물을 pH 4.5 내지 7.5의 범위로 산화시킨 후 에틸 아세테이트로 HMG-CoA 환원효소 억제제를 추출하는 단계;(c) 선택적으로 락톤화반응(lactonization) 공정을 수행하는 단계;(d) 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화시키는 단계;(e) 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제를 결정화시키는 단계를 포함하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 균사체 브로스의 정화단계 전, pH 9.5 내지 13.5에서 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제를 발효액으로 용해시키는 단계 및 상기 브로스의 pH를 7.5 내지 8.5 범위로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 용해 단계는 10 내지 40℃의 온도범위에서 1시간 동안 수행됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 균사체 브로스의 정화단계는 여과공정을 통해 브로스로에서 균사체를 분리하여 실시됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 정화된 브로스는 역삼투에 의해 농축됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 농축물은 pH 5.5 내지 7.5의 범위로 산화됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 농축물은 pH 6.0 내지 7.0의 범위로 산화됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에틸 아세테이트로부터 추출되고 선택적으로 락톤화되는 HMG-CoA 환원효소 억제제는 흡수 크로마토그래피에 의한 정제 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 8항에 있어서, 아세토니트릴과 물의 혼합물이 흡수 크로마토그래피를 위한 이동상으로서 사용됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 결정화단계의 순서가 역순임을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 결정화 단계에서 사용된 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매는 아세톤 또는 C1-3 알킬 알코올임을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 결정화 단계는 HMG-CoA 환원효소 억제제를 아세톤에 녹인 다음 물을 첨가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터의 결정화 단계는 10 내지 35 g/L 범위의 상기 유기용매에서 HMG-CoA 환원효소 억제제를 녹인 다음, 상기 유기용매의 1/3 내지 3/4을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화 단계에서 사용된 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매는 에틸 아세테이트임을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 HMG-CoA 환원효소 억제제는 순도 99.6% 이상으로 획득됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- 제 1항 또는 제 15항에 있어서, 상기 HMG-CoA 환원효소 억제제는 로바스타틴으로 선택됨을 특징으로 하는 균사체 바이오매스로부터 HMG-CoA 환원효소 억제제의 분리 및 정제 방법.
- HMG-CoA 환원효소 억제제가 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매로부터의 결정화단계 및 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터의 결정화단계로 이루어지는 조합된 결정화 단계를 거치며, 최종 정리 단계로서 99.6% 이상의 순도를 갖는 HMG-CoA 환원효소 억제제를 획득하는 것을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 삭제
- 제 17항에 있어서, 상기 획득된 HMG-CoA 환원효소 억제제는 99.7% 이상의 순도를 가짐을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 제 17항에 있어서, 상기 물과 혼합할 수 있거나 수용성인 유기용매로서 아세톤 또는 C1-3 알킬 알코올이 사용됨을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 제 17항에 있어서, 상기 결정화단계는 HMG-CoA 환원효소 억제제를 아세톤에 녹이고 난 다음, 여기에 물을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 제 17항 및 제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로부터의 상기 결정화단계는 10 내지 35 g/L의 농도에서 상기 유기용매에 HMG-CoA 환원효소 억제제를 녹이고 난 다음 1/3 내지 3/4의 상기 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 제 17항에 있어서, 상기 물과의 제한된 혼합성 또는 수용성을 가지는 유기용매로서 에틸 아세테이트가 사용됨을 특징으로 하는 HMG-CoA 환원효소 억제제의 정제 방법.
- 제 1항 또는 제 17항의 방법을 이용함을 특징으로 하는 로바스타틴의 분리 및 정제 방법.
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