Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dopuszczalnej w farmacji, niesolwatowanej, bezwodnej nowej krystalicznej postaci y soli sodowej kwasu 7-(D-a-formylooksy- a-fenyloacetamido(-3-)l -metylo-1 H- tetrazolilo-5-tiometylo)-cefemo-3-karboksylowego4, W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3641021 z dnia 8 lutego 1972 roku (Ryan) opisano antybiotyk, kwas 7-D-fenylohydroksyacetamido-3-(l-metylo-1,2,3,4- tetrazolilo-5- tiometylo)-cefemo-3- karboksylowy-4, znany jako cefamandol oraz jego dopuszczalne w farmacji sole, np. sól sodowa. Antybiotyk ten jest wysoce skutecznym preparatem hamujacym wzrost drobnoustrojów Gram — dodatnich i Gram — ujemnych, uzytecznym w zwalczaniu schorzen infekcyjnych wywolywanych przez patogenne drobnoustroje Gram - dodat¬ nie i Gram - ujemne. Antybiotyk ten w formie wolnego kwasu lub soli sodowej jest trudny do otrzymania w trwalej bezwodnej postaci, odpowiedniej do otrzymywania form farmaceutycznych.Natomiast ester O-formylowy soli sodowej antybiotyku otrzymuje sie sposobem wedlug wynalazku w postaci krystalicznej, nadajacej sie do sporzadzania form farmaceutycznych. Ta pochodna sól sodowa kwasu 7-fD-a - formylooksy- a-fenyloacetamido)-3-(l-metylo-1H- tetrazolilo-5- tiometylo)- cefenio-3- karboksylowe- go-4, zostala równiez opisana przez Ryana jako pólprodukt uzyteczny do wytwarzania cefamandolu. Ester O-formylowy w testach in vitro hamuje wzrost drobnoustrojów Gram - dodatnich i Gram - ujemnych w stopniu porównywalnym z wyjsciowym cefamandolem. W badaniach in vivo wykazano, ze ester uJega w znacznym stopniu hydrolizie z wydzieleniem wyjsciowego cefamandolu. Tak wiec, ester O-formylowy tworzy postac krystaliczna, odpowiednia do sporzadzania form farmaceutycznych dla stosowania terapeutycznego.Sól sodowa kwasu 7-(D- a-formylooksy-a-fenyloacetamido)-3-(l-metylo-1 H- tetrazolilo-5- tiometylo-/-cefe- mo-3- karboksylowego4, okreslana w niniejszym opisie jako sól sodowa O-formylocefamandolu ma wzór przedstawiony na rysunku.2 104 803 Sól sodowa tego antybiotyku otrzymywano dotychczas w dwóch zidentyfikowanych postaciach krystalicz¬ nych. Pierwsza z nich, postac a ma temperature topnienia okolo 184-185°C i jest krystalicznym solwatem z acetonem. Druga z postaci krystalicznych, postac 0 ma temperature topnienia okolo 165°C i jest krystalicznym wodzianem. Obie te postacie krystaliczne nie nadaja sie do sporzadzania form farmaceutycznych, przede wszystkim dlatego, ze charakteryzuja sie wzglednie duzym powinowactwem do wilgoci atmosferycznej, co z kolei prowadzi do braku trwalosci w stanie stalym. Ponadto, postac a jest solwatem acetonowym, a aceton jest niepozadanym zanieczyszczeniem kazdej formy farmaceutycznej przeznaczonej do podawania pozajelitowego.Próby usuwania acetonu z równoczesnym zachowaniem postaci krystalicznej nie powiodly sie.Glówna róznica warunków tworzenia sie postaci krystalicznej a lub 0 soli sodowej O-formylocefamandolu polega na procentowej zawartosci wody w tym srodowisku, w którym ta postac krystaliczna powstaje. Ogólna zasada praktyczna moze byc sformulowana nastepujaco. Jezeli podczas krystalizacji w srodowisku znajduje sie mniej niz 3% wody, to tworzy sie postac a, natomiast jezeli w srodowisku znajduje sie wiecej niz 3% wody, to tworzy sie postac fi.Dla wyjasnienia podano nastepujace przyklady wytwarzania postaci krystalicznej a i fS oraz konwersji postaci a w postac 0.Postac krystaliczna a.W 100 ml acetonu rozpuszcza sie 40 g syropu O-formylocefamandolu w postaci wolnego kwasu. W 150 ml • acetonu rozpuszcza sie 8,46 g (0,05 /i) 2-etylokapromianu sodowego. Oba roztwory laczy sie i miesza w lazni lodowej w ciagu 1 i 1/2 godziny a nastepnie roztwór odsacza sie i osad przemywa sie 100 ml acetonu. Otrzymana sól sodowa O-formylocefamondolu suszy sie w temperaturze 45°C i otrzymuje sie 21,01 g (84%) produktu w postaci krystalicznej a o temperaturze topnienia 179-181,5°C.Postac krystaliczna (5.W 100 ml acetonu, po dodaniu 2,66 ml wody, rozpuszcza sie 8,46 g (0,05 /u) 2-etylokapronianu sodowego.Otrzymany rozpuszczalnik zawiera 8% objetosciowo/objetosciowych wody w acetonie. W 100 ml acetonu rozpuszcza sie 26,600 g O-formylocefamandolu w postaci wolnego kwasu. Oba roztwory laczy sie i miesza 1 i 1/2 godziny w lazni lodowej. Produkt odsacza sie i przemywa 100 ml acetonu. Otrzymuje sie 19,83 g (77,4%) postaci krystalicznej fi soli sodowej O-formylocefamamdolu o temperaturze topnienia 153—155°C.Konwersja postaci a w postac fi.W 190 ml izopropanolu i 10 ml wody rozpuszcza sie 10,75 g (0,02/i) postaci a soli sodowej O-formylocefa¬ mandolu i otrzymany roztwór miesza sie 1 godzine, saczy i osad suszy sie w temperaturze 45°C. Otrzymany produkt jest postacia krystaliczna 0 soli sodowej O-formylocefamandolu, ma temperature topnienia 176—178°C, a wydajnosc z jaka nastapila konwersja wynosi 9,71 g (94,8%).Nowa krystaliczna postac soli sodowej O-formylocefamandolu, otrzymana sposobem wedlug wynalazku, zostala nazwana postacia y (gamma). Postac 7 otrzymuje sie w formie bezbarwnej substancji stalej, której krysztaly pod mikroskopem polaryzacyjnym maja ksztalt malych igiel wykazujacych dwójlomnosc.Sposób wytwarzania dopuszczalnej w farmacji, niesolwatowanej, bezwodnej, krystalicznei postaci y soli sodowej kwasu 7-(D- a-formylooksy- a-fenyloacetamido)-3-(l-metylo-lH- tetrazolilo-5- tiometylo)-cefemo-3-kar- boksylowego4 o wzorze przedstawionym na rysunku, temperaturze topnienia 190 ± 1°C i nastepujacym obrazie dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, otrzymanym metoda proszkowa z zastosowaniem promieniowania miedziowo — niklowego o dlugosci fali 1,5405: d 17,80 11,76 9,39 7,49 7,18 6,20 ,52 ,00 4,74 4,54 4,20 3,98 3,72 I/Ii 0,30 0,30 0,10 0,70 0,20 0,15 0,40 0,40 0,20 0,80 0,50 0,10 1,00104 803 3 ciag dalszy ze str 2 d 3,51 3,32 3,06 2,91 2,83 2,75 2,56 2,36 2,17 2,11 I/Ii 0,05 0,02 0,10 0,15 0,15 0,10 0,05 0,10 0,10 0,10 przy czym d oznacza odleglosci plaszczyzn sieciowych, a I/Ii wzglednie natezenie promieniowania polega na tym, ze prekursor soli sodowej kwasu 7-(D- a-formylooksy- a-fenyloacetamido)-3-(l-metylo-lH- tetrazolilo-5- tiometylo)-cefemo-3- karboksylowego4 w dowolnym stanie stalym, takim jak stan bezpostaciowy, pólstaly, postac krystaliczna a lub postac krystaliczna 0 przeksztalca sie w omawiana krystaliczna postac 7 w warunkach bezwodnych przez rozpuszczenie w mieszaninie polarnego rozpuszczalnika organicznego i mieszajacego sie z nim antyrozpuszczalnika.Postac 7, w przeciwienstwie do postaci a i |3, wykazuje male powinowactwo do wilgoci atmosferycznej i tym samym charakteryzuje sie zwiekszona trwaloscia w stanie stalym, co ma istotne znaczenie dla przechowy¬ wania i przerobu duzych ilosci soli antybiotyku. Ponadto, male powinowactwo postaci do wilgoci zwieksza okres trwalosci w stanie stalym.Male powinowactwo do wilgoci postaci y w porównaniu z postaciami a i |3 pokazano graficznie na zalaczonym wykresie, przedstawiajacym izotermy sorpcji wody. Jak widac z wykresu postac y absorbuje jedynie okolo 1% wagowego wody, przy wilgotnosci wzglednej do 60—70% w temperaturze 25°C. W tym samym zakresie wilgotnosci wzglednej postac a absorbuje 8—9% wagowych wody, a postac |8, uwodniona 5—5,5% wagowych.Odpowiednimi rozpuszczalnikami, które mozna stosowac do krystalizacji postaci 7 sa wzglednie polarne rozpuszczalniki organiczne, w których sól sodowa O-formylocefamandolu rozpuszcza sie w znacznych ilosciach.Naleza do nich alkohole, takie jak metanol i etanol oraz inne polarne rozpuszczalniki, takie jak formamid, dwumetyloformamid, dwumetyloacetamid i dwumetylosulfotlenek.Okreslenie „antyrozpuszczalnik", stosowane w niniejszym opisie dotyczy rozpuszczalników organicznych, w których sól nie jest wystarczajaca rozpuszczalna i które sa na ogól mniej polarne niz rozpuszczalniki stosowane do rozpuszczania soli sodowej O-formylocefamandolu. Jako antyrozpuszczalniki mozna np. stosowac izopropa- nol, n-propanol, acetonitryl, propionitryl, butyronitryl, eter dwumetylowy, aceton, keton metylowoetylowy lub keton dwuetylowy. Antyrozpuszczalniki stosowane do krystalizacji mieszaja sie z rozpuszczalnikami uzywanymi do rozpuszczania soli.Korzystnymi mieszaninami rozpuszczalnika i antyrozpuszczalnika stosowanymi do wytwarzania krystalicz¬ nej postaci y sa np. mieszaniny metanolu i izopropanolu, dwumetyloacetamidu i acetonitrylu, dwumetyloforma- midu i izopropanolu oraz metanolu i n-propanolu.Ponadto, poniewaz rozpuszczalnik jest bardziej polarny niz antyrozpuszczalnik w dowolnej ich kombinacji, oczywiste jest dla znajacych zagadnienie, ze kazdy rozpuszczalnik moze byc w danej mieszaninie albo rozpuszczalnikiem albo antyrozpuszczalnikiem, w zaleznosci od jego polarnosci w stosunku do drugiego partnera.Mozna wiec stosowac inne od podanych powyzej kombinacji rozpuszczalników, np. dwumetyloformamid i aceton lub aceton i izopropanol.W procesie otrzymywania krystalicznej postaci 7 korzystne jest, chociaz nie konieczne, stosowanie stezonych roztworów soli sodowej O-formylocefamandolu. Rozcienczone roztwory soli wymagaja stosowania duzych objetosci antyrozpuszczalnika dla uzyskania krystalizacji. Stosowanie duzych objetosci rozpuszczalnika i antyrozpuszczalnika jest niepozadane w procesie prowadzonym w skali przemyslowej.Do sporzadzania roztworów soli sodowej O-formylocefamandolu mozna równiez stosowac mieszaniny rozpuszczalników. Stezone r^Ttwory soli w polarnych rozpuszczalnikach, takich jak dwumetyloformamid lub dwumetyloacetamid wymagaja stosowania duzch objetosci antyrozpuszczalników aby doprowadzic do krystali¬ zacji postaci 7. Dlatego tez pozadane jest stosowanie mieszanin polarnych i rozpuszczalników mniej polarnych do4 104 803 sporzadzania roztworu soli, aby zapobiegac w ten sposób koniecznosci stosowania duzej ilosci antyrozpuszczalni- ka. Przykladowo, stezony roztwór soli mozna sporzadzac w mieszaninie dwumetyloformamidu i acetonitrylu, a nastepnie wytracac postac 7 soli przez rozcienczenie roztworu izopropanolem stosowanym jako antyrozpusz- czalnik.Krystalizacje postaci 7 prowadzi sie w temperaturze 0—65°C, korzystnie w zakresie temperatur 20-25°C.Proces krystalizacji prowadzi sie stosujac bezwodne rozpuszczalniki i antyrozpuszczalniki. Chociaz korzyst¬ ne sa rozpuszczalniki o stopniu czystosci wymaganym dla odczynników chemicznych, to jednak nie sa one niezbedne dla uzyskania wysokiej wydajnosci krystalizacji. Pewna ilosc wody podczas krystalizacji jest dopuszczalna, ale musi byc ona sprowadzona do minimum, w celu zapobiezenia tworzenia sie uwodnionej krystalicznej postaci 0.Do otrzymywania postaci 7 mozna stosowac sól sodowa O-formylocefamandolu w formie dowolnej substancji stalej, np. bezpostaciowa, pólkrystaliczna albo krystaliczna postac ot lub 0. Alternatywnie postac 7 soli sodowej O-formylocefamandolu mozna krystalizowac z mieszaniny O-formylocefamandolu w postaci wolnego kwasu i 2-etylokapronianu sodowego, w mieszaninie rozpuszczalnika i antyrozpuszczalnika, takiej jak aceton i izopropanol (1,25:1, objetosc na objetosc). Takwiec,jesli w mieszaninie rozpuszczalnika i antyrozpuszczalnika znajduje sie prekursor soli sodowej O-formylocefamandolu bedzie nastepowalo przeksztalcenie w postac 7.Jak wspomniano uprzednio, krystaliczna postac jest postacia bezwodna i posiada male powinowactwo do wilgoci atmosferycznej w warunkach duzej wilgotnosci wzglednej. Ta wlasciwosc zapewnia trwalosc postaci stalej wyzsza od trwalosci uwodnionej postaci 0. Obecnosc wody w krystalicznej postaci /J moze stymulowac hydrolize stalego estru O-formylowego i tym samym obnizac jego trwalosc, nawet w warunkach ruskiej wilgotnosci wzglednej.W zwiazku z powyzszym, krystaliczna postac 7 jest szczególnie przydatna do sporzadzania stalych form farmaceutycznych, przeznaczonych do stosowania pozajelitowego. Przykladowo, z postaci 7 mozna sporzadzic pojedyncze dawki leku, mieszajac zwiazek w postaci 7 z weglanem sodowym h|b trój/hydroksymetylo/aminome- tanem, które po rozpuszczeniu w sterylnej wodzie daja klarowne roztwory do iniekcji domiesniowej lub dozylnej.Ponizsze przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. W przykladzie tym opisano synteze wolnego kwasu O-formylocefamandolu i przeksztal¬ cenie go w krystaliczna postac a.Do 21,6 kg (17,8 litra) 98% kwasu mrówkowego dodaje sie 1,4 kg (7,5 mola) kwasu D-(-)-migdalowego i calosc miesza sie w ciagu 4 godzin w temperaturze 70°C. Nadmiar kwasu mrówkowego odparowuje sie pod zmniejszonym cisnieniem a pozostaly syrop rozpuszcza sie w 6 litrach benzenu. Roztwór przemywa sie dwukrotnie 6 litrami wody i suszy siarczanem magnezu, po czym saczy i przemywa srodek suszacy 1,5 litra benzenu. Polaczone przesacze odparowuje sie pod zmniejszonym cisnieniem i otrzymuje sie ester mrówkowy kwasu D-(—)-migdalowego w postaci syropu, który po rekrystalizacji z cykloheksanu ma temperature topnienia 55-58°C.Ester mrówkowy kwasu migdalowego, w postaci syropu otrzymanego w sposób podany powyzej miesza sie wciagu 2 godzin, w temperaturze 70°C z 2,9 kg (okolo 1,75 litra) chlorku tionylu. Nadmiar chlorku tionylu odparowuje sie, a pozostaly zielony roztwór destyluje sie pod zmniejszonym cisnieniem. Otrzymany chlorek kwasu O—formylomigdalowego destyluje w temperaturze 127—130°C (15 mm) lub 108—112°C (7 mm) i ma skrecalnosc wlasciwa [a]j^5 =175°.Analiza elementarna: Obliczono: dlaC9H7C103 C-54,42; H-3,55; Cl-17,85 Znaleziono: C-54,17; H-3,48; Cl-17,95.Do 13 litrów octanu etylu dodaje sie 851,1 g (2,59 mola) kwasu 7-amino-3-(l-metylo-lH- tetrazolilo-5- tiometylo)- cefemo-3- karboksylowego4 oraz 1,361 g (10,37 mola) jednotrójmetylosililoacetamidu i calosc miesza sie w temperaturze 50°C do czasu otrzymania klarownego roztworu. Roztwór ochladza sie do temperatury 20°C i dodaje sie 514 g (2,59 mola) chlorku kwasu O-formylomigdalowego z taka szybkoscia, aby utrzymac temperature mieszaniny reakcyjnej w zakresie 20—25°C przy chlodzeniu lodem. Calosc miesza sie w ciagu 1,5 godziny w temperaturze bliskiej temperaturze pokojowej, po czym dodaje sie 5 litrów wody i miesza wciagu 10 minut. Warstwe organiczna oddziela sie i przemywa dwukrotnie woda. Polaczone warstwy wodne ekstrahuje sie 1,5 litrami octanu etylu. Polaczone ekstrakty organiczne suszy sie siarczanem magnezu, saczy i odparowuje pod zmniejszonym cisnieniem, w lazni o temperaturze 25°C. Otrzymuje sie 1,460 kg kwasu 7-(D-2- formylooksy-2- fenyloacetamido)-3-(l-metylo-lH- tetrazolilo-5- tiometylo)- cefemo-3- kaiboksylowegp-4 w pos¬ taci zóltego piankowatego osadu.104 803 5 Otrzymany produkt rozpuszcza sie w 5 litrach acetonu i dodaje sie podczas mieszania roztwór zawierajacy 430 g (2,59 mola) 2-etylokapronianu sodowego w 5,4 litra acetonu. Mieszanine zaszczepia sie i miesza w lazni lodowej w ciagu 1JS godziny. Krystaliczny osad soli sodowej kwasu 7-(D-2-formylooksy-2- fenyloacetamido)-3- (1-metyIo-lH- tetrazolilo-5- tiometylo)-cefemo-3- karboksylowego-4 odsacza sie i przemywa 5 litrami acetonu.Krystaliczna sól suszy sie w ciagu nocy w suszarce prózniowej, w temperaturze 40°C. Otrzymuje sie 1,060 g (80%) produktu o temperaturze topnienia 182-184°C i absorpcji w nadfiolecie E|^~ = 208 (etanol). Widmo magnetycznego rezonansu jadrowego w D20: 3,40 (d,2H), 3,94(s, grupa metylowa w pozycji 1 tetrazolu), 4,15 (s, -CH2-8), 4,94 (d, 6H), 5,63 (d, 7H), 6,20 (s, proton grupy benzylowej), 7,40 (m, C6H5), 8,25 (s, CHO) oraz 8,87(d,NH)/3.W przykladach II—IV opisano sposób postepowania przy otrzymywaniu postaci y soli sodowej O-formylo- cefamandolu.Przyklad II. 10 g soli sodowej O—formylocefamandolu rozpuszcza sie w 220 ml bezwodnego metanolu i saczy roztwór w celu usuniecia czesci nierozpuszczalnych. Do klarownego roztworu dodaje sie powoli podczas mieszania, bezwodny alkohol izopropylowy az do wystapienia zmetnienia. Metny roztwór pozostawia sie bez mieszania w ciagu 4 godzin, w którym to czasie zachodzi krystalizacja postaci 7.Krysztaly odsacza sie i przemywa mieszanina bezwodnego metanolu i bezwodnego izopropanolu. Produkt suszy sie wciagu 4 godzin w suszarce prózniowej, w temperaturze 40°C. Otrzymuje sie krystaliczna sól o temperaturze topnienia 19Q°C, z wydajnoscia 75%.Przyklad III. Do stezonego roztworu postaci 0 O—formylocefamandolu wdwumetyloformtmidzie dodaje sie porcjami, podczas mieszania, w temperaturze 20°C bezwodny acetonitryl az do wystapienia zmetnienia roztworu. Roztwór pozostawia sie bez mieszania w ciagu 4 godzin, w którym to czasie zachodzi krystalizacja postaci 7. Osad odsacza sie, przemywa acetonitrylem i suszy pod zmniejszonym cisnieniem w temperaturze 45°C.Przyklad IV. Do roztworu 18,82 g wolnego kwasu O—formylocefamandolu w mieszaninie acetonu i izopropanolu (1:1, objetosc na objetosc) wkrapla sie, podczas mieszania, w temperaturze 24°C, roztwór 6,64 g 2-etylokapronianu sodowego w. 40 ml mieszaniny acetonu i izopropanolu (1:1). Roztwór miesza sie wciagu 2 godzin, a nastepnie odsacza sie bialy osad postaci 7 soli sodowej O—formylocefamandolu, przemywa 50 ml mieszaniny acetonu i izopropanolu (1:1) i suszy wciagu nocy pod zmniejszonym cisnieniem, w temperaturze 45°C. Po wysuszeniu otrzymuje sie 16,62 g (88,3%) produktu.Przyklad V. W 20 ml acetonitrylu rozpuszcza sie 5g wolnego kwasu O—formylocefamandolu i otrzy¬ muje sie przezroczysty roztwór. Drugi roztwór otrzymuje sie przez rozpuszczenie 5 g 2-etylokapronianu sodowego w 30 ml n-propanolu. Oba roztwory laczy sie energicznie mieszajac, a nastepnie calosc pozostawia sie w spokoju w temperaturze pokojowej i zaszczepia sie kilkoma krysztalkami postaci 7 soli sodowej O—formyloce¬ famandolu. Uformowane krysztaly 7 soli sodowej O-formylocefamandohi suszy sie i przemywa n-propanolem i eterem. Po wysuszeniu okazuje sie, ze wydajnosc produktu wynosi 85%.Przyklad VI. Powtarzajac postepowanie z przykladu V z ta róznica, ze roztwór pozostawia sie do krystalizacji w temperaturze 10°C, otrzymuje sie postac 7 soli sodowej O-formylocefamandolu z wydajnoscia po wysuszeniu 90%.Przyklad VII. Powtarzajac postepowanie z przykladu V z ta róznica, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie octan etylu zamiast n-propanolu, otrzymuje sie postac 7 soli sodowej O-formylocefamandolu z wydajnoscia po wysuszeniu 80%.Przyklad VIII. W 20 ml acetonitrylu rozpuszcza sie 5 g kwasu O-formylocefamandolu i roztwór saczy sie w celu otrzymania przezroczystej cieczy. Drugi roztwór otrzymuje sie przez rozpuszczenie 5g 2-etylokapronianu sodowego w 20 ml izopropanolu i przesaczenie. Drugi roztwór 2-etylokapronianu sodowego dodaje sie do roztworu kwasu O—formylocefamandolu energicznie mieszajac, w temperaturze pokojowej. Po polaczeniu roztwór miesza sie nadal 2 godziny a nastepnie odsacza sie wytracona postac 7 soli sodowej O—formylocefamandolu i osad przemywa sie izopropanolem i eterem. Po wysuszeniu wydajnosc produktu wynosi 80%.Przyklad DC. Powtarzajac postepowanie z przykladu VIII z ta róznica, ze roztwór miesza sie 2 godziny w temperaturze 10°C, otrzymuje sie postac 7 soli sodowej O—formylocefamandolu z wydajnoscia po wysuszeniu 85%. PL