RU2203953C2

RU2203953C2 - Method of isolation and purification of budesonide

Info

Publication number: RU2203953C2
Application number: RU99123420/13A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Домрачев
Original assignee: Домрачев Николай Васильевич
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2003-05-10

Abstract

FIELD: medicine, pharmacy. SUBSTANCE: invention relates to method of isolation and purification of budesonide that is highly effective hormonal broncholytic agent. Isolation of crude budesonide from cultural fluid is carried out at pH value 2-2.5 and budesonide is extracted from precipitated mixture of steroid and cultural biomass with ethyl acetate in the ratio budesonide : ethyl acetate = 1 : (20-28), respectively. Recrystallization of budesonide is carried out after preliminary soaking crude budesonide in ethyl acetate in the ratio = 1 : (1.9-2.1), respectively. Proposed method of isolation and purification of budesonide allows to obtain budesonide satisfying for all requirements of pharmacopoeia article, to reduce ethyl acetate consumption by 8-10 times, to enhance the yield of pharmacopoeia budesonide by 8-9%. EFFECT: improved method of isolation and purification of budesonide. 2 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способу выделения и очистки будесонида - высоко эффективного гормонального бронхолитического средства, который получают известным способом: микробиологической трансформацией 11,21-диацетата будесонида с использованием культуры Corynebacterium mediolanum штамм ВКПМ В-964 (патент РФ 1656870). The invention relates to a method for the isolation and purification of budesonide, a highly effective hormonal bronchodilator, which is obtained by a known method: microbiological transformation of 11,21-budesonide diacetate using a culture of Corynebacterium mediolanum strain VKPM B-964 (RF patent 1656870).

Известен способ выделения и очистки будесонида (патент РФ 1660379), который заключается в следующем. После окончания ферментации 11,21-диацетата будесонида культуральную жидкость экстрагируют этилацетатом при соотношении: на 1 г 11,21-диацетата, взятого на ферментацию, используют 375 мл этилацетата; экстракцию проводят трижды равными порциями этилацетата. Экстракт упаривают, получают с выходом ~100% технический будесонид с т.пл. 180-200^oC. Далее технический будесонид растворяют при кипении в этилацетате (при соотношении: на 1 г технического будесонида берут 60 мл этилацетата), охлаждают до 20-25^oC, прибавляют активированный уголь, перемешивают 1 час, фильтруют через угольную подушку, уголь промывают этилацетатом. Объединенный фильтрат упаривают до остаточного объема 5 мл, охлаждают до 3-5^oС, выдерживают при этой температуре 2 часа. Осадок очищенного будесонида отфильтровывают, промывают охлажденным этилацетатом, высушивают до постоянной массы, получают с выходом 70% будесонид в виде белого кристаллического порошка, т.пл. 224-236^oC; [α] $\binom{20}{D}$ +101,8^° (С 0,28, CH₂Cl₂), считая на технический продукт и соответственно на 11,21-диацетат будесонида.A known method for the isolation and purification of budesonide (RF patent 1660379), which consists in the following. After the fermentation of 11.21-budesonide diacetate, the culture fluid was extracted with ethyl acetate in the ratio: per 1 g of 11.21-diacetate taken for fermentation, use 375 ml of ethyl acetate; extraction is carried out three times in equal portions of ethyl acetate. The extract is evaporated, obtained in ~ 100% technical budesonide yield, mp 180-200 ^o C. Next, technical budesonide is dissolved in ethyl acetate at a boil (with a ratio of 60 ml of ethyl acetate per 1 g of technical budesonide), cooled to 20-25 ^o C, activated carbon is added, stirred for 1 hour, filtered through a charcoal pad, the coal is washed with ethyl acetate. The combined filtrate is evaporated to a residual volume of 5 ml, cooled to 3-5 ^o C, maintained at this temperature for 2 hours. The precipitate of purified budesonide is filtered off, washed with chilled ethyl acetate, dried to constant weight, and 70% budesonide is obtained in the form of a white crystalline powder, mp. 224-236 ^o C; [α] $\binom{20}{D}$ +101.8 ^° (C 0.28, CH ₂ Cl ₂ ), counting on a technical product and, respectively, on 11.21-budesonide diacetate.

Со времени разработки способа получения очищенного будесонида (патент РФ 1660379) требования к фармакопейному будесониду ужесточились. Так согласно ВФС 42-2528-95 "Будесонид" (утверждена Приказом Министра здравоохранения и медицинской промышленности РФ 212 от 20.07.95) т.пл. будесонида должна быть в пределах от 248 до 258^oС. [α] $\binom{20}{D}$ от +102 до +108^oС (0,5% р-р в хлороформе), содержание посторонних стероидов должно быть не более 2%. Сравнение двух первых показателей показывает, что очищенный по примеру 6 патента 1660379 будесонид не отвечает требованиям ВФС 42-2528-95. Кроме того, ни одна из серий будесонида, очищенного по известной методике, не достигла показателя посторонних стероидов - не более 2%. В 10 сериях очищенного по известной методике будесонида содержание посторонних стероидов колебалось от 2,9 до 5,3%.Since the development of a method for producing purified budesonide (RF patent 1660379), the requirements for pharmacopoeial budesonide have been tightened. So according to VFS 42-2528-95 "Budesonide" (approved by Order of the Minister of Health and Medical Industry of the Russian Federation 212 from 07.20.95) so pl. budesonide should be in the range from 248 to 258 ^o C. [α] $\binom{20}{D}$ from +102 to +108 ^o С (0.5% solution in chloroform), the content of foreign steroids should be no more than 2%. A comparison of the first two indicators shows that the budesonide purified according to example 6 of patent 1660379 does not meet the requirements of VFS 42-2528-95. In addition, not a single series of budesonide purified by a known method has reached the level of foreign steroids - no more than 2%. In 10 series of budesonide purified by a known method, the content of foreign steroids ranged from 2.9 to 5.3%.

Целью настоящего изобретения является разработка способа выделения и очистки будесонида, позволяющего получить фармакопейный продукт, отвечающий требованиям ВФС 42-2528-95, а также позволяющего снизить расход дорогостоящего и взрывоопасного растворителя-этилацетата, интенсифицировать процесс. The aim of the present invention is to develop a method for the isolation and purification of budesonide, which allows to obtain a pharmacopoeial product that meets the requirements of VFS 42-2528-95, as well as to reduce the consumption of expensive and explosive solvent-ethyl acetate, to intensify the process.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом выделения технического будесонида и его последующей очистки, заключающимися в следующем. По окончании ферментации 11,21-диацетата будесонида культуральную жидкость подкисляют до pH 2,0-2,5, отстаивают 4-6 часов, в результате чего в осадок выпадает будесонид и биомасса культуры. Надосадочную жидкость осторожно декантируют, а оставшийся осадок обрабатывают этилацетатом в соотношении: на 1 г загруженного на ферментацию 11,21-диацетата будесонида - 19-22 мл этилацетата. Экстракт осветляют активированным углем, фильтруют, фильтрат упаривают до пастообразного состояния, отжимают на фильтре, высушивают до постоянной массы. Выход технического будесонида составляет 92,5-94%, считая на 11,21-диацетат будесонида. The goal is achieved by the proposed method for the isolation of technical budesonide and its subsequent purification, which are as follows. Upon completion of the fermentation of 11.21-budesonide diacetate, the culture fluid is acidified to a pH of 2.0-2.5, sedimented for 4-6 hours, resulting in a precipitation of budesonide and biomass of the culture. The supernatant is carefully decanted, and the remaining precipitate is treated with ethyl acetate in the ratio: 1-22 ml of ethyl acetate per 1 g of 11.21-budesonide charged for fermentation. The extract is clarified with activated carbon, filtered, the filtrate is evaporated to a pasty state, squeezed on the filter, dried to constant weight. The yield of technical budesonide is 92.5-94%, counting on 11.21-budesonide diacetate.

Полученный таким способом технический будесонид и очищенный по известной методике (патент РФ 1660379) соответствует всем показателям ВФС 42-2528-95 (т.пл. в пределах 249-255^oС, [α] $\binom{20}{D}$ в пределах +103+107^oС(0,5% р-р в хлороформе), кроме содержания посторонних стероидов, которое превышало требуемое "не более 2,0%" и колебалось в различных образцах от 2,3 до 3,2%.Obtained in this way, technical budesonide and purified by a known method (patent of the Russian Federation 1660379) corresponds to all indicators of VFS 42-2528-95 (mp within 249-255 ^o C, [α] $\binom{20}{D}$ within + 103 + 107 ^o C (0.5% solution in chloroform), except for the content of foreign steroids, which exceeded the required "not more than 2.0%" and varied from 2.3 to 3.2% in various samples .

Поэтому предлагается следующий способ очистки технического будесонида. Технический продукт суспендируют в этилацетате в соотношении 1:1,9-2,1, перемешивают, фильтруют. Осадок растворяют в этилацетате в соотношении будесонид: этилацетат 1: 48-51, кипятят с активированным углем, фильтруют, упаривают в вакууме до пастообразного состояния, охлаждают до 3-5^oС. Будесонид отжимают на фильтре, промывают небольшим количеством этилацетата, затем гексана, высушивают до постоянной массы. Получают фармакопейный будесонид, по всем параметрам соответствующей ВФС 42-2528-95 (содержание посторонних стероидов колеблется в пределах 1,3-1,8%), с выходом 83,1-85,2%, считая на технический будесонид, или с выходом 78,1-78,8%, считая на исходный 11,21-диацетат будесонида.Therefore, the following method of purification of technical budesonide is proposed. The technical product is suspended in ethyl acetate in a ratio of 1: 1.9-2.1, stirred, filtered. The precipitate is dissolved in ethyl acetate in the ratio budesonide: ethyl acetate 1: 48-51, boiled with activated carbon, filtered, evaporated in vacuo to a paste-like state, cooled to 3-5 ^o C. Budesonide is squeezed on the filter, washed with a small amount of ethyl acetate, then hexane, dried to constant weight. Receive pharmacopoeial budesonide, in all respects the corresponding VFS 42-2528-95 (the content of foreign steroids ranges from 1.3-1.8%), with a yield of 83.1-85.2%, counting on technical budesonide, or with a yield 78.1-78.8%, counting on the initial 11.21-budesonide diacetate.

Все параметры процесса выделения и очистки будесонида найдены экспериментальным путем и являются оптимальными. Изменение их в сторону увеличения или уменьшения приводит либо к снижению выхода, либо к ухудшению качества целевого продукта. All parameters of the process of isolation and purification of budesonide were found experimentally and are optimal. Changing them in the direction of increasing or decreasing leads either to a decrease in yield or to a deterioration in the quality of the target product.

Таким образом, предлагаемый способ выделения и очистки будесонида позволяет получить фармакопейный будесонид, отвечающий всем требованиям ВФС 42-2528-95; снизить в 8-10 раз расход этилацетата; интенсифицировать процесс за счет сокращения времени отгонки этилацетата при выделении технического будесонида; а также увеличить выход фармакопейного продукта на 8-9%, считая на исходный 11,21-диацитат будесонида. Thus, the proposed method for the isolation and purification of budesonide allows you to get a pharmacopoeial budesonide that meets all the requirements of VFS 42-2528-95; reduce the consumption of ethyl acetate by 8-10 times; to intensify the process by reducing the time for distillation of ethyl acetate during the isolation of technical budesonide; and also increase the yield of the pharmacopeia product by 8–9%, considering the initial 11,21-diacetate of budesonide.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ выделения и очистки будесонида отличается от прототипа тем, что будесонид предварительно осаждают из культуральной жидкости, а затем обрабатывают этилацетатом с последующим выделением технического продукта. А очистку технического будесонида проводят с предварительным замачиванием в этилацетате, а затем с последующей перекристаллизацией. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive method for the isolation and purification of budesonide is different from the prototype in that budesonide is pre-precipitated from the culture fluid and then treated with ethyl acetate, followed by isolation of the technical product. And the purification of technical budesonide is carried out with pre-soaking in ethyl acetate, and then with subsequent recrystallization. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Из патентов и научно-технической литературы не известен такой способ выделения и очистки стероидов, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень". Such a method for the isolation and purification of steroids is not known from patents and scientific and technical literature, which allows us to conclude that this solution meets the criterion of "inventive step".

Примеры конкретного осуществления способа по изобретению. Examples of specific implementation of the method according to the invention.

Пример 1. Получение технического будесонида. Example 1. Obtaining technical budesonide.

В рабочий ферментер с 25 л питательной среды ВК-4К, содержащей культуру Corynebacterium mediolanum, полученную известным способом (пример 1 патента 1656870), вносят 210 г тонкодисперсного 11,21-диацетата будесонида, что соответствует теоретическому количеству технического будесонида 175,69 г, в 400 мл воды (нагрузка стероида 8,4 г/л). Ферментацию проводят при 33^oС с перемешиванием (700 об/мин) и аэрацией (0,2л/л/мин) в течение 8-9 ч до отсутствия на хроматограмме (пластина силуфол) пятна 11-ацетата будесонида (Rf 0,68) в системе бензол-ацетон 3:2.In a working fermenter with 25 l of VK-4K culture medium containing a Corynebacterium mediolanum culture obtained in a known manner (Example 1 of patent 1656870), 210 g of finely divided 11.21-budesonide diacetate are added, which corresponds to a theoretical amount of technical budesonide 175.69 g 400 ml of water (steroid load 8.4 g / l). Fermentation is carried out at 33 ^o With stirring (700 rpm) and aeration (0.2 l / l / min) for 8-9 hours until the chromatogram (silofol plate) spots 11 budesonide 11-acetate (Rf 0.68) in the benzene-acetone 3: 2 system.

Культуральную жидкость сливают в мерник, доводят 50%-ной серной кислотой до рН 2-2,5, отстаивают 4-6 часов. Стероид и биомасса культуры выпадают в осадок. Надосадочную жидкость декантируют, осадок промывают водой и отделяют смесь будесонида и биомассы от воды на центрифуге. Влажную массу будесонида и биомассы переносят в аппарат, снабженный мешалкой и обратным холодильником, и экстрагируют этилацетатом (3х1,5 л) при кипении. Экстракт осветляют активированным углем, фильтруют, фильтрат упаривают в вакууме до пастообразного состояния. Осадок отжимают на фильтре, промывают небольшим количеством охлажденного этилацетата, высушивают до постоянной массы. Получают 163,8 г (93,23%, считая на 11,21-диацетат) технического будесонида, т.пл. 210-213^oС.The culture fluid is poured into a measuring device, adjusted with 50% sulfuric acid to a pH of 2-2.5, defend for 4-6 hours. The steroid and biomass culture precipitate. The supernatant is decanted, the precipitate is washed with water and a mixture of budesonide and biomass is separated from the water in a centrifuge. The wet mass of budesonide and biomass is transferred to an apparatus equipped with a stirrer and reflux condenser, and extracted with ethyl acetate (3 × 1.5 L) at the boil. The extract was clarified with activated carbon, filtered, the filtrate was evaporated in vacuo to a pasty state. The precipitate is pressed on the filter, washed with a small amount of chilled ethyl acetate, dried to constant weight. Obtain 163.8 g (93.23%, counting on 11.21-diacetate) of technical budesonide, so pl. 210-213 ^o C.

Пример 2. Очистка технического будесонида. Example 2. Purification of technical budesonide.

163,8 г полученного в примере 1 будесонида суспендируют в этилацетате в соотношении 1:2, перемешивают 30-35 мин, фильтруют. Осадок растворяют в этилацетате в соотношении 1:50, добавляют активированный уголь, перемешивают 30 мин, и фильтруют через угольную подушку. Уголь дважды промывают небольшим количеством этилацетата. Фильтрат упаривают в вакууме до пастообразного состояния, охлаждают до 3-5^oС и задерживают при этой температуре 2 часа. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством этилацетата, затем небольшим количеством охлажденного гексана, высушивают до постоянной массы. Получают 137,8 г (84,13%, считая на технический будесонид, или 78,43%, считая на 11,21-диацетат будесонида) фармакопейного будесонида, т.пл. 250-251^oС, [α] $\binom{20}{D}$ +100^oС (0,5% р-р в хлороформе), содержание посторонних стероидов 1,6%.163.8 g of budesonide obtained in Example 1 are suspended in ethyl acetate in a ratio of 1: 2, stirred for 30-35 minutes, filtered. The precipitate was dissolved in ethyl acetate in a ratio of 1:50, activated carbon was added, stirred for 30 minutes, and filtered through a charcoal pad. The coal is washed twice with a small amount of ethyl acetate. The filtrate is evaporated in vacuo to a pasty state, cooled to 3-5 ^° C and held at this temperature for 2 hours. The precipitate is filtered off, washed with a small amount of ethyl acetate, then with a small amount of chilled hexane, and dried to constant weight. Get 137.8 g (84.13%, counting on technical budesonide, or 78.43%, counting on 11.21-diacetate of budesonide) pharmacopoeial budesonide, so pl. 250-251 ^o C, [α] $\binom{20}{D}$ +100 ^o C (0.5% solution in chloroform), the content of foreign steroids 1.6%.

Claims

1. The method of isolation and purification of budesonide obtained by fermentation of 11,21-budesonide diacetate culture Corynebacterium mediolanum strain VKPM B-964, followed by extraction of technical budesonide with ethyl acetate and recrystallization of technical budesonide from ethyl acetate, characterized in that the selection of budesonide is carried out by pre-acidification of the culture to a pH of 2-2.5 and extraction of budesonide from the precipitated mixture of steroid and culture biomass with ethyl acetate, and recrystallization of budesonide is carried out after preliminary soaking technical budesonide in ethyl acetate.

2. The method according to p. 1, characterized in that the preliminary soaking of technical budesonide in ethyl acetate is carried out at a ratio of budesonide: ethyl acetate 1: 1.9-2.1.