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Verfahren zur Extraktion von Chlortetracychn Die Erfindung betrifft
wie das Patent 923 454 die Extraktion des Chlortetracyclins, einer antibiotischen
Substanz, die auch unter dem Handelsnamen »Aureomycin« bekannt ist, aus Fermentationsflüssigkeiten.
Das Chlortetracyclin ist ein Naphthäcenderivat und ist chemisch wahrscheinlich i-Dimethylamino-4,
6-dioxo- io-chlor- i i-methyl-2, 4a, 5, 7, i i-pentaoxy-i, 4, 4a, 6, 11, i i a,
12, i2a-octahydronaphthacen-carboxamid-(3) oder eine tautomere Form und kann durch
Züchtung von Streptomyces aureofaciens in einem geeigneten Fermentationsmedium erhalten
werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abtrennung des Chlortetracyclins
von den Verunreinigungen, die in der Fermentationsflüssigkeit enthalten sind.
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Bekanntlich besteht eine der großen Schwierigkeiten, die bei der tedhnischen
Herstellung der Antibiotika, wie Chlortetracyclin, durch Fermentationsverfahren
auftreten, in der Extraktion der aktiven Substanz aus dem Kulturmedium (Fermentationsflüssigkeit),
in dem es gebildet wurde. Es ist bekannt, das Züchtungsmedium zu diesem Zweck alkalisch
zu machen, damit ein Niederschlag oder Kuchen gebildet wird (auf Grund der Anwesenheit
von löslichen Erdalkaliionen in dem Kulturmedium, z. B. Calcium, Barium, Strontium
oder Magnesium, die als Bestandteile des Nährmediums
für den Pilz
verwendet werden), diesen Niederschlag von der überstehenden Flüssigkeit abzutrennen
und den Niederschlag mit einem Lösungsmittel zu extrahieren.
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Im Hauptpatent ist ein neues Verfahren, das Vorteile gegenüber den
bisher bekannten Arbeitsweisen aufweist, zur Durchführung einer derartigen Extraktion
beschrieben. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Stufen: Ansäuern und dann Klären
des Züchtungsmediums, Behandlung des Züchtungsmediums mit einem Alkali zur Bildung
eines Niederschlages, Abtrennung dieses Niederschlages von der überstehenden Flüssigkeit
und EXtraktion des Niederschlages mit angesäuertem Isopropanol. Die Vorstufe des
Ansäuerns und der Klärung ist bei diesem Verfahren wesentlich und hat gegenüber
dem Verfahren, welches in dem direkten Alkalischmachen des Kulturmediums und der
Behandlung des entstehenden Niederschlages mit dem ausgewählten Lösungsmittel besteht;
den Vorteil einer größeren- Wirtschaftlichkeit in der Verwendung des Lösungsmittels
und eines größeren Reinheitsgrades des Extrakts.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Extraktion des in dem flüssigen
Kulturmedium vorhandenen Chlortetracyclins, das beim Wachstum von Streptomyces aureofaciens
entsteht, durchgeführt, indem dieses Züchtungsmedium zuerst angesäuert und dann
geklärt wird. Dann wird zu dem geklärten Medium eine so 'hinreichende Alkalimenge
gegeben, daß der pH-Wert auf einen Wert zwischen 6 und io gebracht wird, wodurch
ein Niederschlag entsteht. Dieser Niederschlag wird mit angesäuertem n-Propanol
oder angesäuertem tert.-Butanol extrahiert und das Unlösliche von dem alkoholischen
Extrakt abgetrennt. Zu dem geklärten alkoholischen Extrakt wird ein anorganisches
Chlorid, wie Natriumchlorid, das in Wasser löslich ist, in n-Propanol oder tert.-Butanol
jedoch verhältnismäßig unlöslich ist, in so hinreichender Menge gegeben, daß eine
wäßrige und eine alkoholische Phase gebildet wird. Die alkoholische Phase wird abgetrennt
und behandelt, um daraus das Chlortetracyclin-chlorhydrat abzutrennen. Das n-Propanol
und das tert.-Butanol sind für die erfindungsgemäße Behandlung besonders geeignet.
Auf Grund ihrer Mischbarkeit mit Wasser benetzen sie während der ursprünglichen
Extraktion in Abwesenheit jeglicher wesentlicher Mengen an anorganischem Chlorid
die-festen Substanzen; trotzdem scheidet sich nach der Zugabe des Chlorids zu dem
geklärten alkoholischen Extrakt das Wasser, das sich in dem Extrakt befindet, in
Form einer wäßrigen Schicht ab, die die gesamten wasserlöslichen Verunreinigungen
enthält, wobei das Chlortetracyclin in der Lösungsmittelschicht bleibt. Infolgedessen
erhält man mit einem einzigen Lösungsmittel den doppelten Vorteil einer wäßrigen
und einer Lösungsmittelextraktion.
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Die Natur der Säure, die bei der Vorstufe des Ansäuerns verwendet
wird, hat wahrscheinlich keine kritische Bedeutung; jedoch verwendet man aus Bequemlichkeits-
und Wirtschaftlichkeitsgründen vorzugsweise Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure
oder Phosphorsäure. Die Menge und Konzentration der Säuren sollen derart sein, daß
man ein pH unter q. und vorzugsweise unter 2 erhält; der optimale pH-Wert ist etwa
1,5. Das eben Gesagte gilt auch für das Ansäuern des Extraktionslösungsmittels.
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Bei der Behandlung des geklärten Mediums mit einem Alkali wird der
p11-Wert des Mediums vorzugsweise auf 7 bis 9 gebracht. Als geeignete Alkalien kann
man z. B. nennen Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat oder Ammoniak.
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Man kann Extraktionstemperaturen zwischen o und 6o° anwenden. Es ist
vorzuziehen, bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. bei einer Temperatur von etwa 2o°,
zu arbeiten. Bei der bevorzugten Temperatur ist das tert.-Butanol eine feste Substanz
und wird infolgedessen in Form einer Mischung mit einer. kleinen Menge Wasser, z.
B. io Gewichtsprozent, - verwendet, um ein zufriedenstellendes Lösungsmittel zu
erhalten. Die Menge an Extraktionslösungsmittel kann in ziemlich weiten Grenzen
variieren, jedoch beträgt das Gewicht des ausgewählten Alkohols vorzugsweise etwa
dasjenige des zu extrahierenden Niederschlages.
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Vorzugsweise wird das Chlortetracyclin in Form seines Chlorhydrats
isoliert. Es wurde festgestellt, daß dies unter gleichzeitiger Entfernung einer
großen Menge an Wasser und Verunreinigungen vor der endgültigen Isolierung des Chlorhydrats
durchgeführt werden kann, indem zu dem alkoholischen Extrakt ein anorganisches Chlorid,
das in Wasser löslich und in dem zur Extraktion verwendeten Alkohol verhältnismäßig
unlöslich ist, zugesetzt wird. Ein solches Chlorid ist z. B. Natrium-Chlorid oder
Ammoniumchlorid. Durch Zugabe des Chlorids trennt sich der Extrakt in eine wäßrige
und eine alkoholische Phase, wobei die letztere dann _ z. B.- durch Dekantieren
abgetrennt wird. Dann läßt man nach Konzentrieren auf ein wesentlich geringeres
Volumen das Chlortetracyclin-chlorhydrat auskristallisieren. Die Kristallisation
wird vorzugsweise in Gegenwart von 2-Äthoxyäthanol bewirkt.
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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Beispiel
i 301 eines Züchtungsmediums, das 96o Einheiten Chlortetracyclin im ccm enthält,
werden mit 25o/oiger Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 1,5 angesäuert. Man gibt
o,5 kg eines Filterhilfsstoffes zu und filtriert die Lösung. Der Niederschlag wird
mehrmals mit insgesamt 15 1 Wasser, das auf pH 2 angesäuert ist, gewaschen. Das
Filtrat und die Waschwässer werden vereinigt, und man gibt eine too/oigeNatriumhydroxydlösung
zu, bis ein pH-Wert zwischen 8 und 9 erhalten wird. Man gibt 25o g Filterhilfe zu,
filtriert die Lösung und wäscht den Niederschlag mit 3 1 Wasser.
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Der entstehende alkalische Kuchen wird in 1,5 1 n-Propanol suspendiert;
und man gibt zu der Suspension eine so hinreichende Menge 25o/oiger
Schwefelsäure,
daß ein pH-Wert von 1,5 erhalten wird. Nach Rühren und Filtrieren der Suspension
wird der Niederschlag mit 11 7oo/oigem n-Propanol gewaschen. Zu der erhaltenen
Lösung gibt man unter Rühren 0,4 kg Natriumchlorid. Man läßt die Lösung stehen und
trennt die beiden Schichten, die sich gebildet haben, durch Dekantieren. Die wäßrige
Schicht wird von neuem mit o,5 1 Propanol extrahiert, dann filtriert man die beiden
Propanolextrakte.
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Nach Zugabe von 0,3 1 Äthoxyäthanol wird das Filtrat im Vakuum
bei einer Temperatur von etwa 35° bis auf ein Volumen von etwa o,21 konzentriert.
Nach dem Kristallisieren wird der entstandene Brei filtriert und mit 2occm 8oo/oigem
Äthoxyäthanol und 2o ccm Wasser gewaschen. Das erhaltene Rohprodukt wird in
50 ccm Wasser suspendiert und dann filtriert. Dieser Vorgang wird wiederholt,
und der Rückstand wird schließlich mit 2o ccm Athanol gewaschen. Das Produkt wird
im Vakuum (2 mm Druck) bei 40° getrocknet. Man erhält so 2o g Chlortetracyclin-chlorhydrat
mit einem Gehalt von 98o1/mg.
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Beispiel e Man arbeitet wie in Beispiel r, jedoch unter Verwendung
von goll/oigem tert.-Butanol an Stelle von Propanol, und erhält 18,5 g Chlortetracycli.n-chlorhydrat
mit einem Gehalt von 970 y/mg.