DE936594C

DE936594C - Verfahren zur Herstellung von Dextranabbauprodukten fuer pharmazeutische Zwecke

Info

Publication number: DE936594C
Application number: DEL13913A
Authority: DE
Inventors: Montagne Von Lillienskiold; Werner Dr-Ing Willenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-18
Filing date: 1952-11-18
Publication date: 1955-12-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Dextranabbauprodukten für pharmazeutische Zwecke Es ist bereits bekannt, daß man durch einen milden hydrolytischen Abbau des Dextrans mittelmolekulare Produkte erhalten kann, die für pharmazeutische Zwecke, z. B. als Plasmaersatzmittel, als Salben oder für Nierenfunktionsprüfungen verwendet werden können.
Es ist auch bereits aus der britischen Patentschrift 583 378 bekannt, den Abbau durch Hydrolyse mit stark verdünnter Salzsäure durchzuführen und dabei Produkte zu erhalten, die in Wasser völlig löslich sind und deren Lösungen in Wasser bei einer Konzentration von 40/0 eine relative Viskosität zwischen I,5 und 15 zeigen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung für technische Dextrane, wie auch für pharmazeutische Zwecke, insbesondere in gelöster Form für Injektionszwecke geeignete Dextrane von einem Molekulargewicht von io4 bis 4 X IO6, hergestellt durch Vergärung von Zuckerlösungen und saure Hydrolyse der erhaltenen Dextranlösungen. Erfindungsgemäß werden diese Lösungen dadurch hergestellt, daß die durch Vergärung von Zuckerlösungen und Fällung der vergorenen Lösungen mit Alkohol erhaltenen rohen Dextrane getrocknet und feinst gemahlen, zunächst mit mäßig konzentrierter, z. B. mit 2... Ioo/oiger, Salzsäure angequollen werden und das erhaltene Gel durch Zusatz von Wasser und Erwärmen hydrolysiert wird, worauf man das Hydrolysenprodukt fraktioniert. Aus dem Hydrolysat müssen die »mittelpolymeren« physiologisch wertvollen Anteile gewonnen werden, da die - mitentstandenen niedermolekularen wertlos sind und die höhermolekularen, nicht genügend abgebauten, unerwünschte Begleiterscheinungen zeigen.
Polydisperse hochmolekulare Stoffe lassen sich nun gemäß allgemein bekannter Verfahren mit Hilfe eines Gemisches aus einem Lösungsmittel und einem Nichtlösungsmittel in zwei Fraktionen von verschiedenem Molekulargewicht trennen, von denen die schwerer lösliche Fraktion das höhere Molekulargewicht hat.
Die theoretischen Grundlagen dieser fraktionierten Fällung sind von G. V. S c h u 1 z untersucht worden (vgl. Journal phys. Atem. A. I79, S. 32I bis 355 [I937]). Später hat dann H. J. Staudinger diese Methode auf Glykogen (vgl. Makromol. Chemie 2, S.89 [I948]) und Schoch auf S,tär3çe (vgl. Journal A.Chem. Sol.64, S.2957bil5296I [I942]) angewandt In einer Dissertation von G.S wi ft, Birmingham, I946, S.93, 94, ist erstmalig die Fraktionierung von Dextran mit Alkohol beschrieben worden.
Diese Methode wurde dann auch technisch ausgenutzt, und die Fraktionierung mit Azeton wird beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 2 565 507 und die Fraktionierung vorwiegend mit Alkohol in der schweizerischen Patentschrift 282 873, der englischen Patentschrift 673 103, der französischen Patentschrift I OI5 I48 und in der österreichischen Patentschrift 172 943 beschrieben.
Gemäß der Erfindung wird nun als Ausgangsstoff in bekannter Weise eine Rohzuckerlösung von z. B. 120/0 verwendet, die mit Nährsalzen versetzt und mit geeigneten Bakterien, z. B. einer Reinkultur von Leuconostoc mesenteroides, beimpft und beispielsweise bei 250 drei Tage lang vergoren wird. Das gebildete Rohdextran wird mit Alkohol gefällt, der Niederschlag zur weitgehenden Entwässerung mit Alkohol ausgewaschen, gemahlen, getrocknet und noch einmal feinst gemahlen.
Dieses Produkt ist in Wasser praktisch unlöslich.
Für den Abbau auf ein Durchschnittsmolekulargewicht von unter Ios durch Hydrolyse muß es aber zweckmäßigerweise in gelöster Form vorliegen.
Suspendiert man nämlich in bekannter Weise getrocknete Rohdextrane in verdünnter Salzsäure und erhitzt, so klumpt es zusammen, ohne sich zunächst zu lösen. Erst allmählich geht ein hydrolytischer Abbau unter Inlösunggehen vor sich, wobei zum Teil eine zu starke Depolymerisation stattfindet, da die zuerst gelösten Anteile der Einwirkung der Säure zu lange ausgesetzt sind, während die zuletzt gelösten Anteile zu wenig hydrolysiert werden. Die Polydispersität der Aufschlußlösung ist also unerwünscht hoch.
Erfindungsgemäß wird das getrocknete Rohdextran zunächst mit Salzsäure angequollen. Vorzugsweise verwendet man Salzsäure von I bis IOO/o.
Die Salzsäure dringt dabei in das pulverförmige Dextran ein, und es bildet sich ein salzsäurehaltiges Gel. Gibt man nun zu diesem Gel Wasser und erhitzt, so geht die Lösung schneller vor sich, als wenn man von Dextranpulver und verdünnter Salzsäure ausgeht oder wenn man ein neutrales Dextrangel verwendet Der Grund ist darin zu sehen, daß bei dem sauren Dextrangel die Säure nicht mehr nur von außen angreift, sondern im Innern des Gels bereits wirkt und das Gel rasch zerstört.
Selbst wenn man neutralisiert, bevor alle Gelstücke aufgeschlossen sind, bekommt man sie in Lösung, weil das bei der Neutralisation entstehende pH-Gefälle die Gele schnell vernichtet. Der Entstehung einer zu großen Polydispersität wird erfindungsgemäß dadurch vorgebeugt, daß die Säurekonzentration im Gel größer ist als in der Lösung.
Beispiel 1 28 kg gepulvertes Rohdextran wurden mit einer Mischung von 2,8 1 380/oiger Salzsäure und 56 1 Wasser verrührt. Das sich bildende Gel wurde nach 4 Tagen mit Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 400 1 versetzt und unter Rühren auf 80" erhitzt und 35 Minuten auf 80 bis 83" gehalten. Dann waren alle Gelklumpen verschwunden, und es wurde neutralisiert. Die Lösung hatte eine relative Viskosität von I7,I bei 7,50/0.
Der Abbau war also so schonend, daß die durchschnittliche Molekülgröße noch wesentlich über der für klinische Zwecke geforderten lag, d. h., es ist möglich, dieses aufgeschlossene Dextran einem genau kontrollierbaren weiteren Abbau- und Aufbereitungsvorgang mit geringen Verlusten an Niederpolymeren zuzuführen.
Beispiel 2 7,72 kg Dextran wurden mit einer Mischung von o,8 1 380/oiger Salzsäure und I2 1 Wasser angequollen und nachträglich weitere 34 1 Wasser zugegeben, das vom gebildeten Gel völlig aufgenommen wurde. Das Gel wurde in 260 1 siedendes Wasser gegeben. Die Temperatur sank dabei auf 890 und stieg in 20 Minuten wieder auf den Siedepunkt. Es wurde 5 Minuten weitergekocht und dann neutralisiert. Die so erhaltene Aufschluß lösung hatte eine relative Vislçosität von 2,Ig bei 2,560/0 und enthielt bereits zu einem großen Teil Dextran der gewünschten Molekülgröße.
Die aufgeschlossene Lösung wurde in an sich bekannter Weise nach Entfernung des ausgefallenen Eiweißes mit Alkohol versetzt, bis bei 70" eine leichte Trübung aufzutreten begann. Darauf wurde gekühlt und das entstehende Zweiphasensystem mitteLs einer Trenazentrifuge zerlegt in eine konzentrierte Lösung mit einer relativen Viskosität von 12 bei 6,o6 0/o und eine alkoholreiche verdünnte Lösung, aus der Dextran mit einer relativen Viskosität von 4,I (gemessen in 5,840/oiger Lösung) gefällt wurde.
Bei der allgemein gebräuchlichen Methode werden im Gegensatz dazu polydisperse hochmolekulare Stoffe mit Hilfe eines aus einem Lösungsmittel, z. B. Wasser, und einem Nichtlösungsmittel, z. B. Alkohol oder Azeton, bestehenden Gemisches in zwei Fraktionen verschiedenen Molekulargewichtes getrennt; sind diese Anteile in zwei flüssigen Phasen vorhanden, so dauert die quantitative Scheidung der Phasen voneinander Tage. Gemäß Patent 930 652 wird eine wesentliche Be- schleunigung der Aufarbeitung der abgebauten Dextrane dadurch erreicht, daß man die Trennung der verschieden schweren Phasen in Separatoren vornimmt. Bei größeren Mengen verwendet man Trennseparatoren, bei kleineren Mengen Klärseparatoren. Zur Zeitersparnis ist eine Kombination beider Separatoren angebracht. Durch Wahl einer geeigneten Trennscheibe beim Separator kann man jeweils die obere oder untere Schicht frei von der anderen Phase erhalten.
Die Zugabe des Nichtlösungsmittels zur wäßrigen Dextranlösung kann bei Zimmertemperatur erfolgen, und bei dieser Temperatur wird auch die Zentrifugierung vorgenommen. Grundsätzlich kann das Zentrifugieren aber bei jeder Temperatur unter dem Ausscheidungspunkt einer flüssigen Phase aus dem Lösungsmittelgemisch vorgenommen werden.
Zimmertemperatur ist jedoch beim Zentrifugieren wegen der erwünschten Temperaturkonstanz am vorteilhaftesten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von für pharmazeutische Zwecke, insbesondere in gelöster Form für Injektionszwecke, geeignetem Dextran mit einem Molekulargewicht von Io4 bis 4XIO5 durch Vergärung von Zuckerlösungen und saure Hydrolyse der erhaltenen Dextranlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Fällung der vergorenen Lösung mit Alkohol erhaltenen rohen Dextrane getrocknet und feinst gemahlen, zunächst mit Chlorwasserstoffsäure, vorzugsweilse von I bis IO°/o, angequollen, und erst das erhaltene Gel durch Zusatz von Wasser und Erwärmen hydrolysiert wird, worauf das neutralisierte Hydrolysenprodukt fraktioniert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das neutralisierte Hydrolysenprodukt durch Zusatz eines Nichtlösungsmittels, wie Alkohol oder Azeton, und Zentrifugieren mit Trenn- oder Klärseparatoren in eine leichtere und eine schwerere flüssige Phase, gegebenenfalls wiederholt getrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die neutralisierte Hydrolysenlösung bei Zimmertemperatur in an sich bekannter Weise mit dem Nichtlösungsmittel teilweise gefällt, dann bis zur Wiederauflösung erwärmt und erst nach erneuter Abkühlung auf Zimmertemperatur zentrifugiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nichtlösungsmittel in der Wärme zugegeben wird, worauf das Gemisch abgekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst mit einer Trennzentrifuge bei schnellerem Zulauf zentrifugiert und die noch leicht trübe erhaltene spezifisch leichtere Phase auf einer Klärzentrifuge blank schleudert.
6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase, die die Dextrane von gewünschtem Molekulargewicht enthält, mit Alkohol gefällt, in Wasser gelöst, die wäßrige Lösung durch Ionenaustauscher entsalzt, mit Aktivkohle entfärbt, filtriert und abgefüllt oder in einem Zerstäubungstrockner getrocknet wird.
7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Phase, die zu hochmolekulare Anteile enthält, erneut der sauren Hydrolyse unterworfen wird.

Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 172 943; schweizerische Patentschrift Nr. 282 873; britische Patentschrift Nr. 673 103; französische Patentschriften Nr. I OI5 148, 1015 I47; USA.-Patentschrift Nr. 2 565 507.