PT741732E - Processo para a preparacao de um sal de acido clavulanico - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “Processo para a preparação de um sal de ácido clavulânico”

Este invento refere-se a um novo processo para a preparação de sais de ácido clavulânico. O ácido clavulânico (ácido (Z)-(2R,5R)-3-(2-hidroxietilideno)-7-oxo-4-oxa-l-azabiciclo[3.2.0]heptano-2-carboxílico) é um inibidor de β-lactamase que é comercialmente utilizado como componente de formulações farmacêuticas, habitualmente na forma dos seus sais. O ácido clavulânico é produzido comercialmente por cultura dos microorganismos Streptomyces clavuligenis, por exemplo como descrito em GB 1508977. O ácido clavulânico ou os seus sais podem ser extractados a partir do meio de cultura através de diversas maneiras, mas normalmente as células de S. clavuligenis são primeiro removidas do meio de cultura por métodos tais como filtração ou centrifugação antes de serem iniciados esses procedimentos de extracção. O ácido clavulânico ou os seus sais podem ser extractados a partir do meio de cultura clarificado através de uma variedade de métodos. Verificou-se serem particularmente úteis a extracção por solventes a partir de meio de cultura clarificado frio, ajustado a valores ácidos de pH, e métodos que utilizam a natureza aniónica do ácido clavulânico a pH neutro, tais como a utilização de resinas de permuta aniónica. Um método adicional particularmente útil consiste em formar um éster de ácido clavulânico, purificar o éster e regenerar o ácido ou um seu sal a partir daquele.

Os processos de extracção para obter ácido clavulânico ou os seus sais podem em teoria ser divididos num processo de isolamento primário, seguido de um processo adicional de purificação.

Processos de isolamento primário adequados incluem extracção por solvente do ácido clavulânico livre. No processo de extracção por solvente, o ácido clavulânico é extractado num solvente orgânico a partir de um meio de cultura clarificado frio, o qual pode ser um caldo completo, ajustado a um valor ácido de pH.

Num processo de extracção por solvente para ácido clavulânico livre, o meio

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ΕΡ 0 741 732 / PT clarificado é gelado e o pH reduzido para a zona de pH 1-2, através da adição de ácido, enquanto de mistura com um solvente orgânico substancialmente imiscível em água. Ácidos adequados utilizados para reduzir o pH incluem ácidos clorídrico, sulfurico, nítrico, fosfórico ou semelhantes ácidos inorgânicos. Solventes orgânicos adequados incluem n-butanol, acetato de etilo, acetato de n-butilo e metilisobutilcetona. e outros solventes similares. A metilisobutilcetona é um solvente particularmente adequado para utilização na extracção do filtrado de cultura acidificado. Após a separação de fases, o ácido clavulânico é encontrado em solução na fase orgânica. O ácido clavulânico pode ser extractado de novo a partir da fase orgânica para uma nova fase aquosa, fazendo uso da superior solubilidade em água de, por exemplo, sais de metal alcalino ou alcalino-terroso do ácido clavulânico em água do que em solventes orgânicos. Assim, o ácido clavulânico pode ser extractado de novo a partir do solvente orgânico para uma suspensão ou solução aquosa de uma base de metal alcalino ou alcalino-terroso, tal como hidrogenocarbonato de sódio, tampão de hidrogenofosfato de potássio ou carbonato de cálcio, ou água, enquanto se mantém o pH próximo da neutralidade, por exemplo a pH 7.

Por exemplo, em GB 1508977 revela-se um processo em que o ácido clavulânico é extractado a partir de uma solução de n-butanol para uma fase aquosa de hidróxido de sódio, para assim formar clavulanato de sódio.

Este extracto aquoso, após separação das fases, pode ser concentrado sob pressão reduzida. Também se pode empregar criodessecagem. para proporcionar uma preparação sólida em bruto do sal de ácido clavulânico. Tais preparações sólidas são estáveis quando armazenadas como sólidos secos a -20°C. Um processo similar é descrito em GB 1563103. Este processo pode ser modificado de maneiras conhecidas, por exemplo através de passos de purificação adicionais aplicados à fase de solvente orgânico, a fim de remover impurezas de elevado peso molecular do ácido clavulânico impuro.

Um processo de purificação secundária adicional para o ácido clavulânico é o descrito por exemplo em EP 0026044, em que uma solução de ácido clavulânico impuro num solvente orgânico é contactada com t-butilamina, a fim de formar o sal de t-butilamina de ácido clavulânico, o qual é depois isolado, separando assim o ácido clavulânico das impurezas que permanecem no solvente orgânico, e o sal é então convertido de novo em ácido clavulânico ou num derivado de ácido clavulânico. tal como um sal de metal alcalino ou um éster. Outros processos de purificação secundária para o ácido clavulânico envolvem a 3 87 120 ΕΡ Ο 741 732 / ΡΤ utilização de outras aminas orgânicas, tais como dietilamina, tri(aiquilo inferior)aminas, dimetilanilina e Ν,Ν’-diisopropiletiIenodiamina, a fim de formar sais e/ou outros seus derivados com o ácido clavulânico. Estes processos de purificação apresentam a desvantagem inerente de poderem introduzir vestígios da amina, ou deixar vestígios residuais de sais de ácido clavulânico com a amina, no produto final.

Tais processos de retro-extracçào apresentam um problema quando é preparado clavulanato de potássio, porque o clavuianato de potássio é particuiarmente sensível à água. Nos processos de retro-extracção o clavulanato de potássio pode permanecer em contacto com água durante um longo período de tempo, tipicamente cerca de uma hora ou mais, à medida que a concentração de clavulanato de potássio na solução aumenta sob a agitação relativamente branda e as condições de separação geralmente usadas, e isto pode conduzir a uma extensiva degradação hidrolítica.

Os inventores verificaram um processo melhorado para a preparação de sais de ácido clavulânico em que a degradação é reduzida. O presente invento proporciona um processo para a preparação de um sal de ácido clavulânico de acordo com a reivindicação 1.

Sais de ácido clavulânico adequados que podem ser preparados através deste processo incluem sais de metal alcalino e metal alcalino-terroso. Um sal particularmente preferido é o clavulanato de potássio, sendo este amplamente utilizado em formulações farmacêuticas em que o clavulanato funciona como um inibidor de β-lactamase.

Catiões formadores de sal adequados são catiões de metal alcalino e catiões de metal alcalino-terroso, em particular o potássio. Contra-iões adequados incluem aniões básicos, tais como hidrogenocarbonato, carbonato ou hidrogenofosfato, e em particular aniões de ácidos carboxílicos orgânicos fracos, tais como os de fórmula R-C02H, em que R é alquilo C,_20, por exemplo alquilo C,.8. Ácidos carboxílicos adequados incluem acético, propiónico e etil-hexanóico, tal como ácido 2-etil-hexanóico.

Compostos precursores de sal adequados que incluem estes iões são o hidrogenocarbonato de sódio ou potássio, o hidrogenofosfato de potássio ou o carbonato de cálcio, e em particular no caso da preparação de clavulanato de potássio, o 2-etil-hexanoato de potássio. Outros compostos precursores de sal adequados incluem resinas de permuta iónica, que podem ser sólidas ou líquidas, e que incorporam um catião formador de sal tal

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ΕΡ 0 741 732 /PT 4 como o potássio, que pode formar um sal com o ácido clavulânico.

Solventes orgânicos adequados incluem os anteriormente descritos, por exemplo n-butanol, acetato de etilo, acetato de n-butilo, e cetonas de fórmula geral R'-CO-R2, em que R1 e R: são independentemente grupos alquilo CM(I, em particular metilisobutílcetona. A solução de ácido clavulânico pode conter impurezas, por exemplo impurezas de elevado peso molecular, tais como podem estar presentes se a solução foi obtida através de um processo de isolamento primário tal como descrito anteriormente, mas preferivelmente foi sujeita a um processo de purificação preliminar, para remover pelo menos algumas impurezas. Processos de purificação preliminar adequados incluem filtração e tratamento com carvão absorvente. A solução pode conter também pequenas quantidades de água dissolvida ou em suspensão, mas preferivelmente se a solução foi obtida através de um processo de isolamento primário, pode ser sujeita a um processo de desidratação, por exemplo centrifugação, a fim de remover gotas de água em suspensão.

Uma concentração em solução adequada para a solução de ácido clavulânico é de cerca de 500 a 20000 pg/ml (0,0025M a 0,1M), por exemplo cerca de 1000-5000 pg/ml (i.e. 0,005M a 0.025M), tipicamente cerca de 3000±1000 pg/ml (i.e. 0,015M±0,005M), expressa em termos de teor de ácido clavulânico. O termo “ácido clavulânico’’ tal como aqui utilizado refere-se tanto a ácido clavulânico livre como seus derivados instáveis. Derivados instáveis adequados de ácido clavulânico incluem ésteres prontamente separáveis, tais como ésteres de sililo. O ácido clavulânico pode ser contactado em solução com o composto precursor de sal através de dissolução ou suspensão do composto precursor num solvente, e misturando as duas soluções ou a solução e a suspensão. Pode ser utilizado o mesmo solvente orgânico para o ácido clavulânico e o precursor. No caso do 2-etil-hexanoato de potássio como composto precursor de sal, uma tal solução num solvente orgânico tal como metilisobutílcetona pode adequadamente conter de 0,5 a 5,0M, e.g. de 1,0 a 3.0M, adequadamente 2,0±0,5M de 2-etil-hexanoato de potássio.

Pode ser proporcionada água na região de contacto através de um número de vias, tal como discutido a seguir, e uma ou mais destas vias podem ser utilizadas, em alternativa ou em conjunto. Por exemplo, o composto precursor de sal pode ele próprio ser dissolvido ou suspenso em água, ou em água contendo solvente orgânico dissolvido, e contactado como tal com a solução de ácido clavulânico. Por exemplo, a solução de ácido clavulânico pode conter água dissolvida ou suspensa, e.g. tal como mencionado anteriormente. Por exemplo, o

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ΕΡ 0 741 732 /PT 5 composto precursor de sal pode ser dissolvido ou suspenso num solvente orgânico, e.g. o mesmo solvente em que o ácido clavulânico está dissolvido, e estes solventes podem eles próprios incluir água dissolvida ou suspensa. Por exemplo, a metilisobutilcetona pode ser utilizada como tal como solvente orgânico para o ácido clavulânico e para o precursor, e pode incluir de 0,1 a 7,5% v:v de água dissolvida, tipicamente de 1 a 3%, e.g. 2,0±0,5%. Por exemplo, pode ser proporcionada água para a solução de ácido clavulânico e solução ou suspensão do sal precursor num solvente orgânico através da adição de água ou um meio aquoso, tal como água contendo solvente orgânico dissolvido, à medida que são postos em contacto na região de contacto.

Quando está presente água dissolvida nos solventes orgânicos utilizados no processo do invento, e.g. tal como descrito anteriormente, esta pode ser subsequentemente separada como fase aquosa por meio de um efeito de “deposição”, à medida que acumula o sal de ácido clavulânico dissolvido.

As condições operatórias do processo, e.g. concentrações de reagentes, proporções relativas das soluções utilizadas, caudais, tempos de contacto, etc., são seleccionadas de modo que inter alia seja extractado da solução no solvente orgânico tanto ácido clavulânico quanto possível para a fase aquosa como solução do seu sal, e de modo a formar uma solução concentrada do sal de ácido clavulânico na fase aquosa. No caso do clavulanato de potássio, numa concretização preferida, as condições operatórias são seleccionadas de modo a produzir uma concentração de clavulanato de potássio na fase aquosa de cerca de 10 a 40% em peso (cerca de 0,4 a 1,7M). por exemplo 20 a 30% em peso (cerca de 0,8 a 1,2M). Verificou-se que uma concentração em solução de clavulanato de potássio desta ordem facilita o passo de processo seguinte, com rendimento optimizado e maior pureza.

No processo, a monitorização da concentração do sal de ácido clavulânico tal como clavulanato de potássio na fase aquosa separada, por exemplo por densidade, opticamente, etc., é um meio apropriado para determinação e controlo de outras condições operatórias. O ácido clavulânico e o composto precursor de sal deveriam ser introduzidos de tal modo que exista um excesso estequiométrico inicial do composto precursor de sal sobre o ácido clavulânico. Por exemplo o precursor pode ser introduzido numa razão molar de 1:1,1 a 1:2 de ácido clavulânicoxomposto precursor, tipicamente de 1:1,1 a 1:1,5, para assegurar que existe teoricamente composto precursor de sal suficiente para se combinar com todo o ácido clavulânico na região de contacto.

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ΕΡ 0 741 732/PT 6 A quantidade de água presente na região em que o ácido clavulânico e o composto precursor de sal são postos em contacto deveria ser adequadamente cerca do mínimo necessário na prática conseguir a desejada concentração do sal na fase aquosa, por exemplo tal como discutido anteriormente para o clavulanato de potássio.

Na região de contacto é desejável conseguir um contacto tão rápido e eficiente quanto possível entre os componentes, Le. solução de ácido clavulânico, solução de composto precursor de sal e água presente, quer nos solventes orgânicos ou introduzida na região de contacto como uma fase separada. É desejável que na região de contacto qualquer água e/ou fase aquosa que esteja presente como fase separada, esteja presente numa forma que possua uma elevada área de contacto superficial com a fase orgânica, e por exemplo, a fase aquosa pode ser uma fase de emulsão dispersa, i.e. fragmentada numa forma tal como pequenas gotas, de modo a criar uma elevada área de contacto superficial entre as duas fases. O contacto eficiente entre os componentes pode ser conseguido utilizando uma câmara de vórtice do tipo revelado genericamente em EP-A-0153843-A (UK Atomic Energy Authority, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência), compreendendo a câmara de vórtice uma câmara de secção transversal substancialmente circular, e.g. de forma genericamente cilíndrica, e possuindo pelo menos uma entrada tangencial e uma saída axial. Num tal misturador, os componentes são alimentados através da(s) entrada(s) tangencial(s) e experimentam um intenso turbilhão rotacional, resultando numa mistura completa. Os componentes podem ser alimentados através de uma única entrada tangencial se já estiverem misturados antes de entrar na câmara de vórtice, ou pode ser cada um alimentado através de uma entrada tangencial separada, para se misturarem na câmara de vórtice. Isto proporciona um elevado grau de turbulência de fluido e tensão de corte na região de contacto onde se vão misturar os líquidos introduzidos no misturador, e é capaz de partir uma fase separada aquosa ou de água em pequenas gotas. Os componentes acima referidos podem ser introduzidos separadamente na câmara de vórtice, ou altemativamente podem ser pré-misturados ou combinados a montante da câmara de vórtice e depois introduzidos na câmara de vórtice em conjunto. O procedimento de mistura descrito anteriormente resulta na formação de uma emulsão de gotas finas da fase aquosa, compreendendo uma solução aquosa do sal de ácido clavulânico dispersa numa grande fase de solvente orgânico. As fases aquosa e de solvente são depois separadas fisicamente no passo de separação. A separação pode ser realizada utilizando dispositivos de separação conhecidos, em particular separadores centrífugos. Um tipo adequado de separador centrífugo é um centrifugador de discos. Taís centrifugadores de

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ΕΡ 0 741 732 / PT 7 discos consistem geralmente numa câmara de secção interna geralmente circular, onde está uma pilha de discos central, e um espaço vazio entre a orla exterior da pilha de discos e as paredes da câmara. Devido à elevada razão de fase orgânica para fase aquosa utilizada no processo deste invento, tal como discutido anteriormente. é desejável que o espaço vazio seja relativamente pequeno. A construção e operação de um tal centrifugador será bem conhecido dos peritos na arte. A emulsão pode ser alimentada a partir do dispositivo de mistura directamente para o dispositivo separador, preferivelmente com um tempo de transferência tão pequeno quanto possível, de modo a minimizar a degradação hidrolítica de sais tais como o clavulanato de potássio. Em alternativa, pode ser usado um misturador do tipo descrito em EP-0153843-A, o qual compreende uma câmara de vórtice tal como descrito anteriormente, e possuindo uma etapa de separação combinada, a qual compreende uma coluna formando uma extensão da saída, e possuindo na extremidade ou adjacente à extremidade mais afastada da câmara de vórtice, aberturas espaçadas entre si. pelo que fluidos de diferentes densidades introduzidos na câmara através da(s) entrada(s) rodopiam através da câmara e o turbilhão flui da câmara ao passar ao longo da coluna, resultando numa separação centrífuga dos fluidos, com os fluidos separados a emergirem da coluna através das aberturas espaçadas entre si.

Utilizando os componentes e dispositivos de mistura e separação tais como discutidos anteriormente, os componentes podem ser alimentados ao dispositivo de mistura e a emulsão de fases orgânica e aquosa que se forma no dispositivo misturador pode ser alimentada ao dispositivo de separação, emergindo a fase aquosa do dispositivo separador como fase separada. As razões relativas dos componentes alimentados ao dispositivo misturador irão variar com as condições, principalmente a concentração e o solvente utilizado para a solução de ácido clavulânico. Ao determinar estas razões, tal como mencionado anteriormente, é preferível monitorizar a concentração do sal de ácido clavulânico na fase aquosa que emerge do dispositivo de separação, e ajustar a entrada de composto precursor de sal e, se necessário, qualquer água adicionada de acordo como determinado por experimentação, para atingir e manter a concentração desejada.

Tipicamente, ao utilizar as concentrações de ácido clavulânico e 2-etil-hexanoato de potássio discutidas acima, a razão em volume de água:solvente orgânico na região de contacto pode estar na gama de 1:50 a 1:300, por exemplo de 1:150 a 1:250, adequadamente cerca de 1:180±20. De modo adequado, esta razão de água pode ser conseguida por introdução adicional de água a um caudal de água adequado na região de contacto, ou altemativamente por remoção do excesso de água através de uma técnica adequada e

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ΕΡ 0 741 732/PT convencional de desidratação.

Por exemplo, utilizando as concentrações típicas de ácido clavulânico em metilisobutilcetona e as concentrações de 2-etil-hexanoato de potássio em metilisobutilcetona/água discutidas anteriormente, para produzir as concentrações típicas de clavulanato de potássio na fase aquosa discutidas anteriormente, as razões relativas em volume de solução de ácido clavulânico : solução de 2-etil-hexanoato de potássio : água que se introduzem no dispositivo misturador podem estar em redor de 180±25 : 2±0,2 : 1±0,2. Os volumes absolutos utilizados irão depender obviamente das dimensões dos dispositivos de mistura e separação utilizados e da quantidade de solução de ácido clavulânico disponível, e.g. a partir de um processo de isolamento primário.

As condições de elevada turbulência e/ou tensão de corte na região de contacto permitem que o processo do invento possa ser realizado muito rapidamente, de modo que quando é preparado clavulanato de potássio no processo, o tempo que a fase aquosa precisa de estar em contacto com a fase orgânica, e consequentemente o tempo que o clavulanato de potássio precisa de estar em solução aquosa, é muito curto. O tempo total que a fase orgânica e a fase aquosa estão em contacto pode ser inferior a uma hora. Preferivelmente, a fase orgânica e a fase aquosa estão em contacto substancialmente menos do que este tempo, adequadamente 15 minutos ou menos, mais preferivelmente 10 minutos ou menos, mais preferivelmente 5 minutos ou menos, idealmente um tempo tão curto quanto possível, embora conseguindo também um grau adequado de transferência do ião clavulanato da fase orgânica para a fase aquosa como um seu sal. Adequadamente, o tempo que os componentes do processo estão em contacto na região de contacto e na etapa de separação pode ser de 0,5 a 3 minutos, por exemplo o tempo de permanência da fase orgânica na região de contacto pode ser de 0,5 a 2,0 minutos, e.g. 1 minuto ±15 segundos, e o tempo de permanência na etapa de separação pode adequadamente ser de 1,5 a 3,0 minutos, e.g. 2 minutos ±15 segundos. O tempo em que os componentes estão na região de contacto e etapa de separação do processo pode depender da escala do processo, mas os princípios gerais e os detalhes específicos do processo estabelecidos nesta divulgação proporcionam orientação aos peritos na arte para estabelecerem um processo adequado para utilização à escala industrial.

Durante o decurso do processo do invento, ocorre a transferência do ião clavulanato da fase de solução orgânica para a fase aquosa. Alguma formação do sal de ácido clavulânico irá ocorrer enquanto as fases estão em contacto, enquanto sofrem separação na etapa de separação. Tal como explicado anteriormente, é preferível que esta transferência ocorra tão depressa quanto possível. Adequadamente, mais de 75%, preferivelmente mais de 80, e.g.

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ΕΡ 0 741 732/PT 9 90% ou mais do ião ciavulanato transfere-se da fase orgânica durante o tempo em que a fase orgânica e a fase aquosa estão em contacto durante as etapas de contacto e separação do processo. A extracção desta proporção do ião ciavulanato para a fase aquosa é uma propriedade mensurável do processo, e pode ser utilizada como parâmetro de controlo para controlar por exemplo a entrada de componentes. A saída do passo de separação do processo é uma solução aquosa concentrada do sal de ácido clavulânico, e.g. ciavulanato de potássio, que pode também conter solvente orgânico dissolvido, composto precursor de sal não utilizado e outras impurezas, etc., junto com uma saída separada de fase de solvente orgânico contendo ácido clavulânico residual em solução, esta solução esgotada de ácido clavulânico em solvente orgânico pode ser sujeita a um processo deste invento em duas ou mais etapas, opcionalmente para um segundo tempo subsequente para as etapas de mistura e separação do processo de acordo com o presente invento, tal como descrito anteriormente, para extrair uma proporção adicional do ácido clavulânico como sal. Adequadamente, deste modo pode ser extractado 90% ou mais do ácido clavulânico total inicial em solução no solvente orgânico para a fase aquosa como sal de ácido clavulânico, por exemplo 93% ou mais, tipicamente 96-98%. A extracção desta proporção global do ácido clavulânico é de novo uma propriedade mensurável da fase aquosa e pode ser utilizada como parâmetro de controlo como delineado anteriormente.

Numa concretização de um tal processo de duas etapas, a saída de fase aquosa do passo de separação da segunda etapa, compreendendo uma solução aquosa do sal de ácido clavulânico e composto precursor de sal residual que não reagiu, e.g. respectivamente ciavulanato de potássio e 2-etil-hexanoato de potássio, podem ser retro-alimentados para a região de contacto da primeira etapa do processo, como fonte de meio aquoso.

Num tal caso, o composto precursor de sal e qualquer água adicional podem ser introduzidos na região de contacto da segunda etapa, e poderá não haver necessidade de uma entrada directa inicial de composto precursor de sal e/ou água na região de contacto da primeira etapa do processo. No processo desta concretização deverá ser adicionado composto precursor de sal suficiente para proporcionar um excesso estequiométrico sobre o ácido clavulânico presente em ambas as regiões de contacto e passos de separação. No processo em duas etapas desta concretização, a saída da fase aquosa de solução do sal do ácido clavulânico é recolhida do passo de separação da primeira etapa do processo. A solução aquosa concentrada de sal de ácido clavulânico obtida como saída da etapa de separação do invento, quer o processo seja uni- ou multi-etapa, é sujeita a uma etapa de 10 —

87 120 ΕΡ 0 741 732 / PT processamento posterior para isolar o sal de ácido clavulânico como um sólido, preferivelmente como cristais do produto de sal, e.g. clavulanato de potássio. Embora a solução aquosa possa ser sujeita a processos conhecidos como a criodessecagem para isolar o sólido, é preferível misturar a solução aquosa com um solvente orgânico, opcionalmente com arrefecimento a fim de precipitar o sal a paitir da solução numa forma cristalina. No caso do clavulanato de potássio, o álcool isopropílico é um solvente orgânico adequado para o propósito de precipitação de cristais.

Qualquer que seja o procedimento processual ulterior, é desejável submeter a solução aquosa do sal de ácido clavulânico a esse procedimento processual adicional tão cedo quanto possível, de modo a minimizar a degradação hidrolítica do sal, particularmente do clavulanato de potássio. Como tal e adequadamente, o processo global, desde o contacto inicial entre o ácido clavulânico ou o seu derivado lábil até à precipitação de um produto de sal cristalino demora menos de uma hora. A solução aquosa pode por exemplo ser passada directamente da saída da etapa de separação, e.g. de um separador centrífugo, e misturada com um solvente orgânico para provocar a precipitação de cristais. Por exemplo, uma saída de solução aquosa concentrada de clavulanato de potássio pode ser passada para um excesso de solvente orgânico, e.g. isopropanol gelado.

Opcionalmente, a solução aquosa pode ser purificada adicionalmente, e.g. através de tratamento com carvão granulado, seguido de filtração, e esta purificação pode ser realizada sobre a solução aquosa antes ou depois da mistura com um solvente orgânico num passo de precipitação de cristais. Os cristais formados podem ser isolados por meios convencionais, e.g. filtração seguida de secagem. O processo do invento pode ser concretizado como um processo contínuo ou semi-contínuo, ou como um processo descontínuo. O processo deste invento proporciona sais de ácido clavulânico, por exemplo clavulanato de potássio, isento de vestígios de impurezas introduzidas pelos processos de purificação conhecidos, tais como as aminas utilizadas no processo de purificação mencionado anteriormente. Embora sais de ácido clavulânico isentos de tais impurezas sejam conhecidos numa escala laboratorial, a produção a granel de tais sais, em particular de clavulanato de potássio para utilização na preparação de formulações farmacêuticas, é nova.

Em consequência, um aspecto adicional deste invento proporciona uma formulação farmacêutica para o tratamento de infecções bacterianas. a qual compreende um sal de ácido

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ΕΡ 0 741 732 /PT 11 clavulânico, e.g. tal como descrito acima, em particular clavulanato de potássio, sendo a formulação substancialmente isenta de aminas orgânicas tais como t-butilamina, dietilamina, tri(alquilo inferior)aminas, dimetilanilina ou Ν,Ν’-diísopropiletilenodiamina (quer como aminas livres ou como seus derivados ou sais).

Adequadamente, a formulação contém menos de 0,05%. por exemplo menos de 0,005%, preferivelmente menos de 0,0005%, desejavelmente menos de 0,00005% de aminas orgânicas em peso, com respeito ao peso de sal de ácido clavulânico presente na formulação. A formulação pode também compreender um ou mais compostos antibióticos, adequadamente antibióticos de β-lactama tais como penicilinas e cefalosporinas. Antibióticos adequados incluem os antibióticos com os quais o ácido clavulânico é combinado em formulações de antibiótico conhecidas, por exemplo amoxicilina (e.g. na forma do seu tri-hidrato) e ticarcilina. A formulação pode compreender razões de sal de ácido clavulânico : antibiótico dentro das gamas conhecidas em que tais combinações são utilizadas, e.g. de 12:1 a 1:1 em peso, expressas em termos do ácido clavulânico e do antibiótico originais. A formulação pode conter também outros aditivos conhecidos e excipientes, e.g. cargas, ligantes, desintegrantes, um par efervescente, corantes, aromatizantes, dessecantes, etc., por exemplo os listados para utilização com formulações contendo clavulanato de potássio em GB 2005538. A formulação pode conter também materiais tais como derivados de celulose, e.g. celuloses microcristalinas tais como Avicel (marca registada) ou Syloid (marca registada), dióxido de silício ou sacarose, junto com clavulanato de potássio. A formulação pode por exemplo compreender uma mistura de clavulanato de potássio com um derivado de celulose, dióxido de silício ou sacarose, por exemplo numa razão ponderai de 1:1. O invento também proporciona um processo para a utilização de um sal de ácido clavulânico sendo substancialmente isento de aminas orgânicas, tal como descrito acima, no fabrico de uma formulação farmacêutica para o tratamento de infecções bacterianas. O invento será agora descrito apenas por via de exemplo, com referência às figuras em anexo, em que: A Fig. 1 mostra um dispositivo de mistura na forma de uma câmara de vórtice possuindo três entradas tangenciais e uma saída axial.

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ΕΡ 0 741 732 /PT 12 A Fig. 2 mostra um diagrama esquemático global de um processo de etapa única de acordo com o invento. A Fig. 3 mostra um diagrama esquemático global de um processo de duas etapas de acordo com o invento. A Fig. 4 mostra um diagrama esquemático de um processo de isolamento primário para o ácido clavulânico.

Referindo a Fig. 1, mostra-se uma câmara de vórtice (11), consistindo numa câmara essencialmente cilíndrica (12), possuindo respectivamente uma primeira, segunda e terceira entradas tangenciais (13), (14) e (15) e uma única saída axial (16), mostrada numa vista em plano seccional parcial na Fig. IA e numa vista em corte plano na Fig. 1B, através do plano A-A da Fig. IA. Em operação, os primeiro, segundo e terceiro líquidos (não mostrados) são introduzidos com velocidade através respectivamente da primeira, segunda e terceira entradas tangenciais (13), (14) e (15), na direcção das setas mostradas, e um vórtice é formado dentro da câmara (12). em que os primeiro, segundo e terceiro líquidos são misturados. O caudal dos primeiro, segundo e terceiro líquidos misturados deixa a câmara (12) na direcção mostrada pela seta através da saída axial (16), formada numa extensão tubular (17) das paredes da câmara (12).

Referindo a Fig. 2, na câmara de vórtice (21) do tipo mostrado na Fig. 1 é introduzido um caudal de uma solução de ácido clavulânico em metilisobutilcetona, de concentração de cerca de 3000 pg/ml, através de uma primeira entrada tangencial (22). /Através de uma segunda entrada tangencial (23) é introduzido um caudal de uma solução de 2-etil-hexanoato de potássio em metilisobutilcetona - 2% v:v de água, de concentração próxima de 2M em 2-etil-hexanoato de potássio. Através de uma terceira entrada tangencial (24) introduz-se um caudal de água. O diâmetro interno da câmara de vórtice (21) é cerca de 10 cm, e a sua altura cerca de 2.5 cm. Os respectivos caudais através de (22), (23) e (24) são cerca de 3,5 L, 34 ml e 18 ml por minuto, sendo o volume de solução de 2-etil-hexanoato de potássio adicionado via (23) tal que se mantenha um excesso molar de 1,3:1 nas entradas de 2-etil-hexanoato de potássio para ácido clavulânico.

Sob as condições de turbilhão dentro da câmara de vórtice (21), tem lugar uma mistura completa dos respectivos componentes introduzidos através das entradas (22), (23) e

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ΕΡ 0 741 732 ; PT 13 (24), e a água é fragmentada numa emulsão de gotas finas. O tempo de permanência da mistura na câmara de vórtice (21) é cerca de 1 minuto. No fim deste tempo, a emulsão sai através da saída axial (16) do misturador (21) e é transferida via linha (25) para um separador centrífugo (26). O separador centrífugo (26) é um centrifugador de discos comercial, modificado por uma inserção interna essencialmente toroidal (não mostrada) que minimiza o espaço vazio interior entre a pilha de discos e a parede interna do invólucro. O separador centrífugo (26) separa a fase de solvente orgânico e a fase aquosa, emergindo a primeira pela saída (27) e a última pela saída (28). O tempo de permanência no centrifugador (26) é cerca de 2 minutos. A concentração de clavulanato de potássio na solução que emerge de (27) é monitorizada, e.g. por densidade, e é utilizada para controlar o caudal de entrada de água através da entrada (24), sendo o caudal diminuído se a concentração cai, e vice-versa. Procura obter-se uma concentração óptima de cerca de 20-25% em peso de clavulanato de potássio na solução emergente de (27). A solução aquosa concentrada emergente de (28) é transferida para o tanque (29) que contém um excesso quádruplo de volume de álcool isopropílico (adicionado através da entrada (30)), até ser recolhido um equivalente de 25 g de ácido clavulânico no tanque (29). Depois é adicionado carvão absorvente granulado (cerca de 10-20% em peso do líquido) e a mistura no tanque (29) é agitada durante 5 minutos. Um volume adicional de álcool isopropílico é então adicionado ao tanque (29) pela entrada (30) e a mistura é agitada durante mais 20 minutos. O carvão granulado é depois removido for filtração através de celite no filtro (31), sendo depois o filtro lavado com uma quantidade mínima de uma mistura 7:1 de álcool isopropílicoiágua. O filtrado é então passado por 2,5 1 de álcool isopropílico (adicionados através da entrada (32)) no tanque (33), para cristalizar o clavulanato de potássio. A lama de cristais e as águas-mães no tanque (33) são agitados e arrefecidos a 3-5°C durante 1 hora. Os cristais são depois isolados através de filtração no filtro (34) antes da recolha e secagem a vácuo (35). O rendimento do processo é de cerca de 90% com base no ácido clavulânico inicial presente em solução na solução de metilisobutilcetona que entra em (22).

Deve ser entendido que podem ser arranjadas em paralelo duas ou mais misturas do misturador (21) e separador centrífugo (26), para aumentar o caudal de passagem no processo deste invento.

Numa modificação do procedimento mostrado na Fig. 2 para proporcionar um 14 87 120

ΕΡ 0 741 732 / PT processo em duas etapas, a saída da fase de solvente orgânico da saída (28) pode ser alimentada a uma combinação adicional (36) de misturador (21) e separador centrífugo (26) através da saída axial (16) do misturador (21) adicional, e podem ser introduzidos mais solução de 2-etil-hexanoato de potássio e água. através das respectivas entradas tangenciais (23), (24) do misturador (21) adicional. Isto resulta na separação e uma porção adicional de uma fase aquosa que compreende uma solução concentrada de clavulanato de potássio, que pode ser combinada via (37) com a solução de clavulanato de potássio obtida na primeira etapa do processo, no tanque (29), e sujeita a passos de tratamentos adicionais anteriormente traçados. Operando deste modo o processo como um processo de duas etapas, o rendimento pode ser melhorado até cerca de 96-98%.

Numa modificação adicional do processo anterior em duas etapas, mostrada na Fig. 3, num misturador de vórtice (41) do tipo mostrado na Fig. 1, mas possuindo duas entradas tangenciais (42), (43), introduz-se um caudal de uma solução de ácido clavulânico em metilisobutilcetona, de concentração cerca de 3000 Ltg/ml. através da entrada tangencial (42), a um caudal de cerca de 3,5 1 por minuto. Na entrada tangencial (43) introduz-se um caudal aquoso obtido de um passo subsequente do processo, a ser descrito a seguir. As dimensões do misturador de vórtice (41) são similares aos do misturador de vórtice (21). O tempo de passagem da mistura no misturador (41) é cerca de 1 minuto, e ao fim deste tempo a emulsão produzida sai pela saída axial (16) do misturador (41) e é transferida via linha (44) para o separador centrífugo (45), de construção similar à do separador (26). O tempo de permanência da mistura no separador centrífugo (45) é cerca de 2 minutos. A saída de fase aquosa do centrifugador (45), compreendendo uma solução aquosa concentrada de clavulanato de potássio, é transferida via linha (46) para o tanque (47), que corresponde ao tanque (29) da Fig. 2, onde pode ser misturada com álcool isopropílico, introduzido através da linha (48) e sujeita a tratamento posterior e passos de isolamento idênticos aos mostrados (30-35) na Fig. 2. A saída da fase orgânica do centrifugador (45), que compreende uma solução esgotada de ácido clavulânico em metilisobutilcetona, é transferida via linha e saída axial (49) para um segundo misturador (50), similar ao misturador (41). Através de entradas tangenciais (51, 51), são introduzidos respectivamente caudais de solução de 2-etil-hexanoato de potássio em metilisobutilcetona (cerca de 2M, caudal cerca de 34 ml por minuto) e água (caudal cerca de 18 ml por minuto). O tempo de permanência da mistura no misturador (50) é cerca de 1 minuto. 15 87 120

ΕΡ 0 741 732 / PT A emulsão proveniente da saída axial (16) do misturador (50) é passada através da linha (53) para um separador centrífugo (54), similar ao separador (45), sendo o tempo de permanência no separador (54) de cerca de 1 minuto. A fase de solvente orgânico emerge do separador (54) via linha (55). A fase aquosa emerge do separador (54) como uma solução aquosa de clavulanato de potássio e 2-etil-hexanoato de potássio residual, e é alimentada de volta via linha (56) para a entrada tangencial (43) do misturador (41) como entrada de fase aquosa mencionada anteriormente. A concentração de clavulanato de potássio na solução emergente de (46) é monitorizada, tal como no processo descrito acima, e é utilizada para controlar a entrada de água através da entrada (52), sendo procurada uma concentração óptima de cerca de 20-25% em peso de clavulanato de potássio na solução aquosa. O rendimento global do processo da Fig. e é cerca de 96-98%, com base no ácido clavulânico inicial presente na solução que entra em (42).

Referindo a Fig. 4, mostra-se esquematicamente um processo, pelo qual um caldo completo de fermentação de uma cultura de S. clavuligents pode ser utilizado para preparar uma solução de ácido clavulânico em solvente orgânico de qualidade adequada para utilização no processo de acordo com este invento.

Caldo completo é passado via (61) para o tanque (62), onde é acidificado com ácido acético e misturado com floculante. A mistura é depois filtrada num filtro rotativo a vácuo (63) e centrifugada num centrifugador (64) para remover as impurezas sólidas remanescentes. O ácido clavulânico é depois adsorvido numa coluna de resina de permuta iónica (65) e eluído como uma solução aquosa mais concentrada, e.g. 1500-50000 pg/ml, e.g. 5000-50000 pg/ml. Resinas de permuta iónica e condições de eluição adequadas são, por exemplo, descritas em GB 1563103. Esta solução aquosa é depois extractada no extractor (66) num solvente orgânico tal como metilisobutilcetona. Esta solução orgânica de ácido clavulânico pode depois ser desidratada utilizando o centrifugador (67) e passada através de um leito de carvão absorvente (68) antes de emergir em (69) numa forma adequada para utilização como matéria-prima dos processos anteriores em (22) ou (42), mostrados nas Figs. 2 e 3.

Lisboa,

Por SMITHKXINE BEECHAM PLC

EngA ANTSaiQ JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind.

Rua das Flores. 74-4.° 1300-195 LISBOA

Claims (11)

1. 87 120 ΕΡ 0 741 732/PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a preparação de um sal de ácido clavulânico, em que o ácido clavulânico em solução num solvente orgânico total ou parcialmente imiscível em água é contactado numa região de contacto com um composto precursor de sal, sendo um catião de metal alcalino ou metal alcalino-terroso com um contra-ião em solução ou suspensão, sendo o contra-ião capaz de permutar com o anião clavulanato, na presença de água, de tal modo que se forma uma solução do sal de ácido clavulânico numa fase aquosa, sendo depois fisicamente separadas as fases aquosa e de solvente orgânico num passo de separação, seguido de um passo de processamento adicional em que o referido sal de ácido clavulânico é isolado da solução como um sólido, caracterizado por a região de contacto compreender uma câmara de vórtice que compreende uma câmara de secção transversal substancialmente circular e possuindo pelo menos uma entrada tangencial, através da qual são introduzidos o ácido clavulânico em solução e o composto precursor de sal em solução ou suspensão, e uma saída axial, e em que a razão em volume de água:solvente orgânico na região de contacto está na gama de 1:50 a 1:300.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por o composto precursor de sal ser um composto de um catião de metal alcalino ou metal alcalino-terroso com um ácido carboxílico orgânico de fórmula R-CCKH, onde R é alquilo C,.;o.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 2. caracterizado por o composto precursor de sal ser 2-etil-hexanoato de potássio.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por a razão em volume de água:solvente orgânico na região de contacto estar na gama de 1:150 a 1:250.
5. 5. Processo de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado por o solvente orgânico ser seleccionado a partir de acetato de etilo, acetato de n-butilo e metilisobutilcetona.
6. 6. Processo de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado por a concentração da solução de ácido clavulânico ser cerca de 500 a 20000 ,ug/ml (0,0025M a 0.1 M) em ácido clavulânico.
7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser proporcionada água na região de contacto por o composto precursor de 87 120 ΕΡ 0 741 732 /PT 2/2 sal dissolvido ou suspenso em água conter solvente orgânico dissolvido, e contactado como tal com a solução de ácido clavulânico.
8. 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser proporcionada água na região de contacto por a solução de ácido clavulânico conter água dissolvida ou suspensa.
9. 9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser proporcionada água na região de contacto por o composto precursor de sal ser dissolvido ou suspenso num solvente orgânico e os solventes incluírem água dissolvida ou suspensa.
10. 10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser proporcionada água na região de contacto por adição de água ou um meio aquoso à solução de ácido clavulânico e solução ou suspensão de composto precursor de sal num solvente orgânico, à medida em que são levadas a contacto na região de contacto.
11. 11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o sal de ácido clavulânico produzido ser clavulanato de potássio, o precursor de sal ser 2-etil-hexanoato de potássio utilizado em solução em metilisobutilcetona, e ser adicionada água na região de contacto, e as razões relativas em volume de solução de ácido clavulânico : solução de 2-etil-hexanoato de potássio : água introduzidos no dispositivo de mistura serem cerca de 180x25 : 2+0,2 : 1±0,2. Lisboa, Por SMITHKLINE BEECHAM PLC - O AGENTE OFICIAL - O ADJUNTO

    Eng.° ANTÓNIO JO&O DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind-Rua das Flores, 74-4.° 1200-195 LISBOA