Изобретение касается процесса очистки пенициляина X и выделения чистого пенициллина X в виде его теплоустойчивой кристаллической калийной соли из исходной смеси его с другими видами пенициллина.
Процесс очистки пенициллина X заключается в приготовлении раствора пенициллинового материала, содержащего калийный пенициллин X в растворителе, выбираемом из группы алифатических вторичных одноатомных спиртов, содержащих от 3 до 6 атомов углерода в молекуле, и последующей кристаллизации из этого раствора очищенного калийного пенициллина X.
Известно, что различные виды пенициллина могут быть разделены селективной адсорбцией, т. е. путем пропускания раствора смеси солей пенициллинов через колонку, заполненную подходящим твердым адсорбентом, с последующим разделением на слои пропусканием через колонку свежего растворителя, деления вытяжки на фракции, экстрагирования и анализа отдельных фракций. Этот способ является лабораторным и не пригоден для Приготовления IB |больщом масщтабе очищенных, теплоустойчивых солей пенициллина X.
Согласно изобретению процесс очистки пенициллина X состоит из четырех стадий:
I. Перевод пенициллина из культуральной жидкости в органический растворитель для .пенициллина X.
II. Очистка пенициллинового раствора, полученного в стадии I.
III.Перевод пенициллигна, полученного в стадии II, в растворитель, подходящий для кр.исталлизации калийного пенициллина X.
IV.Кристаллизация калийного пенициллина X.
в I стадии пенициллиновую культур а льную жидкость фильтруют для удаления взвешенных твердых веществ и по окончании брожения пенициллин, находящийся в культуралыюй жидкости в виде смеси солей, переводят известными приемами из отфильтрованной культуральной жидкости в органический растворитель для пенициллина X.
Соли иенициллина можно адсорбировать из отфильтрованной культуральной жидкости активированным древесным или животным углем или углеродом, а затем И31влекать из адсорбента сол-и пенициллина смесью воднооргаиического растворителя, наиример, водным ацетоном или смесью воды с амилацетатом. Органический ;растворитель можно затем отделять декантацией, если смесь гетерогенная, или испарением с оставлением соли пенициллина в водном растворе, последующим подкислением раствора и экстрагированием таким несмешивающимся органическим растворителем для кислотной формы иенициллина X, как н-бутилацетат, амилацетат, изобутилметилкетон или н-бутиловый спирт.
При очистке пенициллина X полезно, перед стадией I проводить экстракцию Культуральной жидкости хлороформом. Пенициллин X, в отличие от других видов пенициллина, только слегка растворим в хлорофор)Ме. Поэтому прочие виды пенициллина такой экстракцией хлороформом удаляются и уменьшается возможность выделения калиевых солей других видов пенициллина вместе с калийным пенициллином X при кристаллизации в IV стадии процесса.
При определенных условиях можно приготовить теплоустойчивый кристаллический калийный пенициллин X прямо из раствора пенициллиновой кислоты в органическом растворителе, получающегося в I стадии, минуя II и III стадии, путем нейтрализации, как указано в стадии III, и действуя далее, как указано в стадии IV. Это возможно только в тех случаях, когда концентрация органических непенициллиновых примесей в культуральной жидкости является низкой.
В стадии II очистку пенпциллинового раствора, полученного в I стадии, от значительной части примесей неизвестного состава можно осуществить обработкой пенициллиновых растворов малым количеством активированного древесного или животного угля, активированным силикатом магния или другими веществами, обычно относимыми к числу обесцвечивающих агентов. Эту обработку производят перемешиванием обесцвечивающего агента в пенициллиновом растворе с последующим фильтровыванием обесцвечивающего агента, содержащего теперь значительную часть примесей.
В III стадии этого процесса пенициллин, полученный в предыдущей стадии, переводят в органический растворитель, пригодный для кристаллизации калийного пенициллина X. Найден ряд удовлетворительных процессов для осуществления такого перевода, из них следующие являются лучшими:
1.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии I или II экстрагируют водным раствором едкого кали. После разделения слоев полученный водный раствор калийного пенициллина сушат, предпочтительно лиофильно и при температуре ниже 40°С, затем сухой продукт растворяют в подходящем для кристаллизации растворителе.
2.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии 1 или II экстрагируют водным раствором едкого кали, слои разделяют. К полученному водному раствору калийного иенициллина добавляют подходяший для кристаллизации органический растворигель, воду удаляют отгонкой, лучше при температуре ниже 40°С, а калийный пенициллин остается растворенным в органическом растворителе.
3.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии I или II экстрагируют водным раствором едкого кали, слои разделяют, и полученный водный слой вновь экстрагируют подходящим для кристаллизации несмешиваюпдимся с водой растворителем,
4.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии I или II экстрагируют водным раствором едкого калия и слои разделяют, рН полученного водного раствора устанавливают в пределах 5-8,5 и к раствору добавляют подходящий для кристаллизации растворитель и достаточное количество высаливающего агента. Калийный пенициллин переходит в растворитель для кристаллизации.
5.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии I или II экстра-гируют водным щелочным раствором и слои разделяют. Полученный водный раствор соли пенициллина подкисляют и экстрагируют несмещивающимся органическим растворителем для пенициллина X, подходящим для кристаллизации калийного пенициллина X. Затем экстракт в органическом растворителе отделяют и нейтрализуют едким кали.
6.Раствор кислотной формы пенициллина в органическом растворителе из стадии I или II экстрагируют водным щелочным раствором и слои разделяют. Полученный водный раствор соли пенициллина подкисляют и к нему добавляют несмещивающийся органический растворитель для пенициллина X, подходящий для кристаллизации калийного пенициллина X, и достаточное количество подходящего высаливающего агента.
Кислотная форма пенициллина переходит в органический растворитель. Затем экстракт в органическом растворителе отделяют и нейтрализуют едким кали.
Описанную экстракцию кислотной формы пенициллина из органического растворите.тя водным щелочным раствором обычно проводят при рН 6-8.
Все упомянутые водные растворы лучше брать достаточно концентрированными, чтобы в последующих операциях уменьшить количество органического растворителя и высаливающего агента.
Подкисление, требующееся в III стадии, проводят неорганической кислотой, например, серной или соляной, но предпочтительнее фосфор.ной, до рН 2-4. Последующую экстракцию нужно проводить как мол-сно быстрее, из-за сравнительно малой стойкости пенициллина при таких значениях рН.
Для нейтрализации растворов в органическом растворителе можно пользоваться едким кали, углекислым калием и двууглекислым калием. Также эффективны буферные агенты, например фосфаты калия, но они менее желательны, так как могут загрязнять продукт. Пейтрализующий агент добавлять в виде водного раствора или в виде водного раствора, разбавленного органическим растворителем, но лучше в виде раствора в органическом растворителе.
Применение раствора в органическом растворителе для нейтрализации устраняет добавление воды, замедляющей и подавляющей кристаллизацию.
В IV стадии раствор калийного пенициллина в органическом растворителе разгоняют нри температуре ниже и уменьшенном давлении для обезвоживания и концеРЕТрирования раствора до точки насыщения, после чего обычно начинается кристаллизация калийного пе- 3 Бициллина X. Если рН раствора заметно изменяется во время концентрирования, то концентрат нужно нейтрализовать, как указано в III стадии.
Кристаллизация может быть ускорена и сделана более цолной путем охлаждения концентрата ниже комнатной температуры. После окончания кристаллизации кристаллы отделяют, например, фильтрованием, промывают и сушат. Растворы пенициллина в органических растворителях можно разгонять, как описано выше при низком рН, но лучше сначала их нейтрализовать, как указано ,в III стадии, чтобы уменьшить разложение пенициллина во время процесса разгонки. Более того, разгонка при низких значениях pri -является менее удобной, так как нри этих условиях редко -наступает кристаллизация. Поэтому необходимо прекратить разгонку при произвольно ;выбираемой концентрации пенициллина, обычно SuuOU оксфордских единиц «а миллиметр, добавить соответствующее количество едкого кали для возбуждения кристаллизации. Увеличение выхода кристаллического продукта добиваются тем, что присутствующую воду, в том числе и воду, вносимую с раствором калийного пенициллина в органическом растворителе в конце 111 стадии, обычно почти полностью пр,и разгонке под уменьшенным давлением удаляют.
Для получения хороших результатов кристаллизацию в IV стадии проводят при рН около 7,0, но можно также при ,рН 4-8,5.
Прл очистке кристаллизацией калийного пенициллина X применяют алифатические вторичные одноатомные спирты, содержащие от 3 до Ь атомов углерода в молекуле. Ь качестве примера таких спиртов можно указать изопропиловый и вторичный бутиловый спирты, 2-пентанол, d-пентанол, 3-метил-2-;бутанол и 2-гексанол.
В 1И стадии экстракцию подкисленного водного раствора можно также проводить любым растворителем для кислотной формы .пенициллина X, т. е. несмешивающидМСЯ с подкисленным водным раствором пенициллина, перед операциями концентрирования и кристаллизации добавлять любой указанный выше растворитель, подходящий для кристаллизации калийного пенициллина X, и отгонять первоначально взятый растворитель. Для этой цели второй растворитель должен иметь точку кипения выше или ниже, чем у первого растворителя, и в любом случае должен быть способным во время отгонки образовывать смесь паров, содержашую большую чають первого растворителя.
Во всех видоизменениях III стадии органический растворитель идеально используется в таких колнчествах, чтобы полученный раствор калийных пепициллинов был насыщенным при обычной тем.пературе. Однако обычно используют большее количество растворителя при выполнении процессов экстракции, описанных в III стадии, чтобы обеспечить 15 основном полную экстракцию пенициллиновой соли или пенициллиновой кислоты из водного раствора. .
Почти во всех случаях объем органического растворителя должен быть несколько меньше, чем объем водного раствора пенициллина, чтобы некоторая степень концентрирования пенициллина достигалась уже в стадии экстракции.
В III стадии высаливающий агент добавляют к водному раствору пенициллиновых солей в качестве средства, переводяшего пенициллиновые соли, имеющие в основном органический характер, в органический растворитель. В число подходящих для этой цели высаливающих агентов входят водорастворимые калийные соли с неорганическими анионами, например, сульфат, хлорид, бромид, фосфат и т. п. и водорастворимые калийные соли с органическими анионами, например, ацетат,
