NO143834B - Gassfilterelement. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av 7-aminocephålosporansyre fra cephalosporin C og dets salter.

Cephalosporin C, 7-(5<1->amino-N<1->adipamyl)cephalosporansyre er en antibiotisk substans, som dannes av mugg av den species som representeres av Cephalosporium sp. ATCC 11,550. Forbindelsen har følgende struktur:

En fremgangsmåte for fremstilling av cephalosporin C ved å fermentere et næringsmedium med en passende Cephalosporium stamme, hvoretter cephalosporin C fraskilles fermenterings-produktet, er beskrevet i britisk patent nr 810.196 av 11.

mars 1959.

Cephalosporin C er en sur antibiotisk substans med en aktivitet av en lav størrelsesorden sammenlignet med penicilliner. Den er imidlertid i noen utstrekning aktiv like overfor både Gram-positive og Gram-negative organismer; den er ufølsom like overfor penicillinase og den er mer syre-stabil enn penicilliner. Av denne grunn er den av betydelig interesse for terapeutiske øyemed til tross for den lave antibiotiske virkningsgrad.

Det strukturelle trekk ved cephalosporiner som er essentielt for den antibiotiske aktivitet, er ikke blitt identifisert, men omfatter sannsynligvis 7-aminoderivatet av den bicykliske del av molekylet, som for bekvemhets skyld skal betegnes som "kjernen". Det har derfor vært av interesse å fremstille andre derivater av kjernen for antibiotisk fastlegging.

For dette øyemed har det vært nødvendig å få fremstilt cephalosporin-kjernen, men inntil nu har det ikke foreligget noen midler til å få kjernen i mer enn spormengder.

Den tidligere kjente metode for fremstilling av 7-aminocephalosporansyre ved hydrolyse av cephalosporin C resulterte i kløvning av acetylgruppen såvel som fjernelse av adipamylgruppen slik at det totale utbytte ble meget lite. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles derimot 7-aminocephalosporansyre med meget høyt utbytte.

7-aminocephalosporansyre er nyttig som mellomprodukt ved fremstilling av derivater som har antibiotiske egenskaper.

Slike derivater fremstilles lett ved acylering av 7-aminogruppen

i overensstemmelse med vel kjente fremgangsmåter.

I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av 7-aminocephalosporansyre,

og det karakteristiske ved fremgangsmåten er at man til en suspensjon av cephalosporin c eller et salt derav i et for reaksjonsdeltagerne inert, polart oppløsningsmiddel tilsetter nitrosylklorid i minst ekvimolar mengdeforhold ved en temperatur under SO0^om nødvendig settes vann til reaksjonsblandingen, eventuelt efter adskillelse av oppløsningsmiddel og overskudd av nitrosylklorid og den herved dannede 7-aminocephalosporansyre utvinnes fra oppløsningen.

Ved en utførelsesform av oppfinnelsen suspenderes cephalosporin C i et inert polart organisk oppløsningsmiddel (dvs. et oppløsningsmiddel for cephalosporin C, som ikke reagerer på en uheldig måte under fremgangsmåtebetingelsene med cephalosporin C eller noen av de andre materialer som inngår i prosessen, mellomproduktene og produktene), og suspensjonen behandles med nitrosylklorid i en mengde som er tilstrekkelig til å reagere med i alt vesentlig hele mengden av 5<1->aminogruppen. Efter at reaksjonen er tilendebragt, kan eventuelt ureagert nitrosylklorid ødelegges eller om ønskes fjernes. Reaksjonsblandingen reguleres derpå til en pH av ca. 2,5 til 5 med fortynnet vandig alkali, som tjener det formål å kløve eller spalte den antatte iminobinding og tillate dannelsen av det indre 7-aminocephalosporansyresalt, som krystaller. Produktet skilles fra krystalliseringsblandingen og vaskes og tørkes.

Ved en mer spesiell utførelsesform av oppfinnelsen oppløses cephalosporin C i vandig 98%'s maursyre til en konsen-trasjon av ca. 30 vektprosent. Oppløsningen omrøres og avkjøles i et isbad til ca. 10°C, og til den tilsettes nitrosylklorid i et forhold av ca. 2:1 mol til cephalosporin C, og nitrosylkloridet tilsettes porsjonsvis i form av en 10 vektprosent oppløsning i vandig 98%'s maursyre over en periode av ca. 1 minutt. Temperaturen holdes under 50°C under tilsetningen, og omrøringen fortsettes i ca. 5 minutter etter at tilsetningen er tilendebragt. Reaksjonsblandingen inndampes derpå ved redusert trykk og romtemperatur for å fjerne all maursyren, bortsett fra en liten del. Det gjenværende materiale blandes med ca. 5 volumdeler vann, og den resulterende oppløsning reguleres til en pH av ca. 3,5-4 med fortynnet vandig natriumhydroxydoppløsning og herved utfelles 7-amino-cephalosporansyren i form av dens zwitterion, i hvilken form den er minst oppløselig i vann. Produktet filtreres fra, vaskes med vandig aceton og tørkes.

Cephalosporin C-forbindelsen som anvendes som ut-gangsmateriale ved oppfinnelsen, kan anvendes i enten rå form eller i renset tilstand, og i form av den frie syre eller et salt herav, som er valgt med henblikk på dets oppløselighet i reaksjonsmediet. Passende salter omfatter natrium-, kalium-, lithium-og andre metallsalter. Ammonium- og substituerte ammoniumsalter kan også anvendes, innbefattet ammonium-, monomethylammonium-, dimethylammonium-, diethylammonium-, diisopropylammonium-, trimetylammonium-, tetrametylammonium-, tetraetylammonium- og metyldiisopropylammoniumsalter og lignende. Av disse foretrekkes de tertiære og kvatære ammoniumsalter, da de i mindre grad blir angrepet av behandlingsmidlene.

Reaksjonsmediet skal fortrinnsvis være en polar organisk væske som oppløser cephalosporin c-forbindelsen i i det minste en viss utstrekning. Reaksjonsmediet bør fortrinnsvis oppløse cephalosporin C-forbindelsen i en utstrekning av minst 0,5 vektprosent, men en vesentlig omdannelse oppnåes med medier i hvilke opp-løseligheten er så liten som 0,1 vektprosent. Reaksjonsblandingen kan inneholde mer eller mindre vann, dog

ikke mer enn 25 vektprosent vann, fortrinnsvis ikke mer enn ca. 10%. Et foretrukket reaksjonsmedium er maursyre. Andre medier som er egnet omfatter eddiksyre, propionsyre, trifluoreddiksyre, dimetylsulfoxyd og lignende. Blandete reaksjonsmedier kan også anvendes som f.eks. blandinger av maursyre med eddiksyre, eddiksyre med eddiksyreanhydrid, dimetylformamid med vann, acetonitril med vann, dimetylsulfoxyd med vann og lignende.

Mengden av nitrosylklorid skal i det minste være ekvimolar for å kunne reagere i det vesentlige fullstendig med 5'-aminogruppen i cephalosporin C-forbindelsen, og er fortrinnsvis omtrent 2:1 mol når réaksjonssystemet er vannfritt, eller i alt vesentligvannfritt. Når reaksjonssystemet inneholder en vesentlig mengde vann har imidlertid reaksjonen en tendens til å forløpe helt ut til den ønskede kjerne, og 7-aminogruppen i kjernen er åpen for angrep av behandlingsmidlet på samme måte som 5'-aminogruppen, slik at det foreligger en tendens til at det ønskede produkt blir ødelagt. I et slikt tilfelle er det ønskelig å begrense mengden av nitrosylklorid, slik at ødeleggelsen av produktet nedsettes til et minimum, og det må velges en avbalan-sering mellom kravene til en fullstendig omdannelse av 5'-aminogruppen og til i hvilken grad nedbygningsreaksjonene ved høyere mengder av nitrosylklorid finner sted. I et vandig system er det i alminnelighet ønskelig å begrense molforholdet mellom nitrosylklorid og cephalosporin C-forbindelsen til betydelig mindre enn 2:1, f.eks. til fra 1,1 : 1 til 1,5 : 1.

Omdannelsen av 5'-amino-N'-adipamylgruppen utføres hensiktsmessig ved eller nær ved romtemperatur, f.eks. ved 20

til 30°C. Lavere temperaturer kan anvendes, f.eks. -10°C eller lavere, så fremt reaksjonsblandingen forblir flytende. Høyere temperaturer (over 50°C) har en tendens til å gi lavere utbytter som følge av nedbygningsreaksjoner. En kort reaksjonstid begunstiger høyere utbytter og for dette formål er det å fore-trekke å fullføre tilsetningen av behandlingsmidlet så hurtig som mulig, fortrinnsvis i løpet av ca. 1 til 5 minutter eller mindre, og å la reaksjonsblandingen forbli i kontakt med ureagert behandlingsmiddel i en så kort tid som mulig.

Det primære reaksjonsprodukt som antaes å være et mellomprodukt med et senter med elektrone-underskudd ved 5'-stillingen, antaes å danne ring spontant, så at det dannes et cyklisk lakton ved reaksjon mellom senteret med elektronunder-skudd og side-kjedeamido-oxygenet (i motsetning til det cykliske B-laktamoxygen). Når reaksjonsblandingen inneholder vann, ut-settes laktonet spontant for hydrolyttisk spaltning ved imino-nitrogenet som det er bundet til, og man får den ønskede 7-amino-cephalosporansyre. Når reaksjonsproduktblandingen inneholder lite eller intet vann, frembringes spaltningen eller kløvningen ved tilsetning av vann ved en påfølgende prosess.

Hvis det blir tilbake noe ureagert nitrosylklorid i blandingen etter at den ønskede reaksjon er fullstendig, så kan om ønskes dette fjernes ved destillasjon, eller ved spaltning ved tilsetning av en tilstrekkelig mengde ammoniakk, et primært amin eller et primært urinstoff til reaksjonsblandingen. Slike til-satte stoffer innvirker ikke uheldig på den følgende isolering av kjernen, så fremt de ikke er tilstede i særlig store mengder.

Gjenvinningen av 7-aminocephalosporansyren fra reaksjonsproduktblandingen oppnåes lett ved forskjellig slags arbeidsteknikk. Ved en arbeidsmåte fjernes reaksjonsmediet for en stor del ved fordampning ved redusert trykk og vanlig temperatur, slik at det blir tilbake den rå 7-aminocephalosporansyre eller for-løperen iminolakton i form av en olje, gummiaktig stoff, slam eller et fast stoff. Dette residuum oppløses i vann som hydrolyserer eventuelt for-løperiminolakton. Til oppløsningen tilsettes en vandig natriumhydroxydoppløsning eller et annet vandig alkali til en pH av mellom 2,5 og 5, fortrinnsvis ca. 3,7. Dette resulterer i utfeining av 7-aminocephalosporansyren i form av zwitterionet. Utfeiningen filtreres fra, vaskes først med koldt vann og derpå med vandig aceton og tørkes.

Ved en modifikasjon av denne arbeidsteknikk fortynnes reaksjonsproduktblandingen, etter hydrolyttisk spaltning med en effektiv mengde vann, med et anti-oppløsningsmiddel for 7-aminocephalosporansyreforbindelsen i en mengde som er tilstrekkelig til å utfelle sistnevnte. Det rå utfelte materiale fraskilles ved filtrering, sentrifugering eller lignende og renses ved oppløsning i vann og pånyutfelning ved en pH mellom 2,5 og 5. Som et eksempel på denne arbeidsteknikk fortynnes reaksjonsproduktblandingen som fåes med 90% maursyre som reaksjonsmedium, med fra 1 til 5 volumdeler dietyleter, slik at den rå 7-amino-cephalosporansyren utfelles fra oppløsningen. Utfelningen fraskilles, oppløses i vann, reguleres til pH 3,7 og omkrystallise-res. Eteren fraskilles maursyren og eteren og maursyren resirkuleres.

Ved en annen modifikasjon behandles en vandig opp-løsning av rå 7-aminocephalosporansyre med aktivt kull som absorberer 7-aminocephalosporansyren. Kullet vaskes med vann og 7-aminocephalosporansyren elueres med vandig 10 til 40%'s aceton.

Ved en videre modifikasjon føres en vandig oppløsning av rå 7-aminocephalosporansyre ved en pH av 6 - 7 gjennom en sterk anion-utvekslingsharpiks, harpiksen vaskes med vann og 7-aminocephalosporansyren elueres herfra med vandig eddiksyre med økende konsentrasjoner opp til ca. IN.

Ved en annen fremgangsmåte for utvinning av 7-amino-cephalosporansyre fra den rå reaksjonsproduktblanding tilsettes vann direkte til denne og reaksjonsmediet fjernes ved destillasjon fra den azectropiske blanding herav med vann ved redusert trykk og vanlig temperatur, og det blir tilbake en vandig oppløsning, hvorfra 7-aminocephalosporansyren utvinnes lett ved en av de foran angitte fremgangsmåter.

Oppfinnelsen vil forståes lettere av de følgende angitte eksempler.

EKSEMPEL 1

40 g cephalosporin C ble oppløst i 150 ml 98%'s maursyre. Oppløsningen ble filtrert gjennom "Celite", og filteret og kolben ble vasket med 20 ml maursyre. Filtratet og vaske-vannet ble forenet og avkjølt under omrøring i et isbad, og det ble tilsatt over en periode av 2 minutter en kold oppløsning av 11,1 g nitrosylklorid i 100 ml 98%'s maursyre. Blandingen ble omrørt ytterligere under avkjøling i 3 minutter og ble derpå inndampet til en tykk pasta i en roterende kolbefordamper ved romtemperatur og redusert trykk. Pastaen ble oppløst i 150 ml vann. Oppløsningen ble avkjølt i et isbad og det ble tilsatt konsentrert ammoniakk dråpevis under omrøring til pH 3,5, så at et fast stoff ble utfelt. Det resulterende slam lot man henstå

i et isbad i 5 timer, og derpå ble filtrert. De faste stoffer ble vasket på filteret to ganger med små mengder koldt vann, derpå to ganger med kold aceton og derpå tørket. Det tørre produkt veiet 6,14 g, og hadde et maksimum i det ultrafiolette spektrum av 264 iryu (£ = 7900) . Det viste seg å være 7-amino-cephalosporansyre ved papirkromatografi og bioautografisk prøve.

EKSEMPEL 2

5 g cephalosporin C ble oppløst i 300 ml iseddik, og det ble tilsatt ved vanlig temperatur i løpet av 1 minutt 1,4 g nitrosylklorid i omtrent 50 ml iseddik. Blandingen ble omrørt i 10 minutter, derpå inndampet til tørrhet ved romtemperatur og redusert trykk. Det ble tilsatt omtrent 100 ml destillert vann så at man fikk en klar oransje-rød oppløsning. Det ble tilsatt fortynnet vandig natriumhydroxydoppløsning til pH 3,5. Opp-løsningen ble derpå konsentrert ved romtemperatur og redusert trykk til ca. 20-30 ml, på hvilket tidspunkt det ble dannet en krystallinsk utfelning. Utfelningen ble filtrert fra, vasket med vann, derpå med aceton og tørket. Den veiet 194 mg og dens ultrafiolette spektrum viste et maksimum ved 263 nyu (£ = 7820). Det viste seg å være 7-aminocephalosporansyre ved papirkromatografi og bioautografisk prøve.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av 7-aminocephalosporansyre, karakterisert ved at man til en suspensjon av cephalosporin C eller et salt derav i et for reaksjonsdeltagerne inert, polart oppløsningsmiddel tilsetter nitrosylklorid i minst ekvimolar mengdeforhold ved en temperatur under 50°C, om nødvendig settes vann til reaksjonsblandingen, eventuelt efter adskillelse av oppløsningsmiddel og overskudd av nitrosylklorid, og den herved dannede 7-aminocephalosporansyre utvinnes fra oppløsningen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man som inert, polart oppløsningsmiddel anvender vannfri eller i det vesentlige vannfri maursyre, og at molforholdet av nitrosylklorid til cephalosporin C er ca. 2:1.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man som inert polart oppløsningsmiddel anvender maursyre som inneholder en vesentlig mengde, dog ikke over 25 vektprosent, vann, og at molforholdet av nitrosylklorid til cephalosporin C ligger mellom 1,1:1 og 1,5:1.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at omsetningen med nitrosylklorid gjennomføres ved en temperatur mellom 20 og 30°C.