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  PROCEDE D'OBTENTION DE DIHYDROSTREPTOMYCINE. 



   L'invention est relative à l'obtention de dihydrostreptomycines. 



  Jusqu'ici, on obtenait ces composés par traitement des streptomycines cor- respondantes au moyen d'hydrogène, en présence d'un catalyseur constitué par un métal précieux, ce procédé étant relativement coûteux du fait quil nécessitait la récupération du catalyseur et le remplacement du catalyseur pour compenser les pertes se produisant de fagon inévitable lors de la récupération. (Les expressions "streptomycines""et une streptomycine" utili- sées ici se rapportent au genre connu composé de "streptomycine".   "mannosi-     dostreptomycine"   et "streptomycine complexe" et les expressions dinydro- streptomycines" et "une dihydrostreptomycine" se rapportent au genre corres- pondant composé de dibydro dérivés de streptomycines, etc..

   De même, toutes les expressions indiquées, lorsqu'on les utilisera telles qu'elles ci-des= sous sont relatives aux formes habituelles sans base et/ou comportant une addition   diacide   soluble dans l'eau). 



   On a constaté que   l'on   peut obtenirde façon avantageuse, des   dihydrostreptomycines   par "réduction électrolytique Il , c'est-à-dire par un procédé consistant essentiellement à mettre dans une cellule   électrolytique   comportant des compartiments d'anode et de cathode séparés par un diaphrag- me semi-perméable, une solution aqueuse non alcaline, conductrice du courant électrique, de la streptomycine correspondante, comme catholyte, et un acide aqueux comme anolyte, à faire passer un courant électrique entre l'anode et la cathode dans les compartiments respectifs jusqu'à ce que la streptomy- cine soit sensiblement complètement réduite et à récupérer la dihydrostrep- tomycine du catholyte. 



   Etant donné que   l'on   peut mettre en oeuvre le procédé de l'in- vention dans un appareil de réduction électrolytique du type général   (cest-   à-dire qu'il   n'est   pas nécessaire   d'un   type spécial   d'appareil),   il n'est pas nécessaire de faire:une description détaillée ( et un dessin ) de cet appareil. Une cellule 5 de réduction électrolytique utilisable au labora- 

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 toire est décrite par exemple aux pages 10 à 12 des "Synthèses organiques!! volume 21, publié en 1941 par John   Wiley   à Sons. Inc. New-York.

   Il consis- te en un gobelet en verre contenant une coupelle poreuse ( de plus petit volume), un agitateur mécanique(à l'extérieur de la coupelle poreuse) et des électrodes faites d'une lame de plomb   (l'une   étant dans la coupelle po- reuse), les électrodes étant dans un circuit à courant continu comportant un ampèremètre et une résistance variable et le gobelet étant dans un bain réfrigérant.   On   met le catholyte dans la chambre de cathode (comprise en- tre le diaphragme perméable constitué par la coupelle poreuse et la paroi du gobelet) et   l'anolyte   dans la coupelle poreuse et la réduction se fait, en agitant et en refroidissant, jusqu'à ce qu'elle soit sensiblement ter- minée, ce qui se manifeste par exemple par le plus grand dégagement d'hydro- gène. 



   Le "diaphragme semi-perméable" de l'appareil de réduction électro- lytique est un diaphragme permettant aux ions d'hydrogène de passer du compar- timent d'anode dans le compartiment de cathode et permettant aux anions (par exemple du sulfate ou du chlorure) de passer du compartiment de cathode au compartiment d'anode, mais il est suffisamment imperméable pour empêcher la diffusion du catholyte pour venir être réduit dans le compartiment d'anode. 



  Différentes matières conviennent comme diaphragme semi-perméable pour la réduction électrolytique et on peut les utiliser pour la mise en oeuvre de l'invent,par exemple la porcelaine non vernissée, le liège mince et   (surtout), l'alundon.   



   Pour la mise en oeuvre de l'invention,les électrodes peuvent être en l'une des matières couramment utilisées pour la réduction électroly- tique pourvue que la cathode soit en une matière ne réagissant pas avec les streptomycines et les dihydrostreptomycines. Par exemple, l'anode peut être en plomb, en plomb recouvert de bioxyde de plomb, en platine, en car- bone, en graphite, en étain, en zinc, en cuivre, en nickel, en mercure, en zinc amalgamé et en plomb amalgamé, entre autres, et la cathode peut être en carbone,en plomb, en plomb amalgamé, en mercure, en un métal pré- cieux (par exemple du platine) et en un alliage de plomb avec d'autres mé- taux (par exemple une soudure contenant 40% d'étain ou du plomb contenant environ 1 à 15% d'antimoine), entre autres. De préférence, la cathode est métallique et surtout essentiellement en plomb.

   De préférence également, les électrodes (en particulier la cathode) ont une forme à grande surface, par exemple elles sont sous forme de spiralages ou de lames ou d'éponges et l'anode et la cathode ont sensiblement la même surface.% 
L'anolyte peut être de l'une des compositions couramment utili- sées pour une réduction électrolytique, par exemple des solutiôns aqueuses de concentrations différentes d'acides inorganiques forts tels que l'acide sulfurique, chlorhydrique ou phosphorique. 



   Lorsque l'on fait passer du courant électrique dans la   cellule,   des ions de sulfate (par exemple) vont à l'anode, ils réagissent avec l'eau pour donner de l'oxygène et de l'acide sulfurique. De préférence, l'anolyte est de l'acide sulfurique à concentration d'environ 0.5% à environ 80 %, de préférence en concentration d'environ 33 %. 



   Le catholyte est une solution aqueuse, non alcaline, conductrice du courant électrique, de la streptomycine correspondante, c'est-à-dire une solution dans laquelle la streptomycine existe au moins en partie sous forme de son sel acidulé avec un acide soluble dans l'eau ( ou une solution dans laquelle ilay a, en plus de la streptomycine, suffisamment d'acide soluble dans l'eau pour rendre la solution non alcaline et conductrice du courant é- lectrique). De préférence, le catholyte est une solution aqueuse de chlor- hydrate ou du sulfate de la streptomycine. Lorsque l'on fait passer du   courant   électrique dans la cellule, les ions d'hydrogène vont à la cathode et sont mis en liberté sous forme d'hydrogène (naissant) qui réagit avec la streptomycine dans le catholyte pour donner la dihydrostreptomycine corres- pondante.

   Etant donné que le catholyte tend à devenir alcalin pendant l'élec- 

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 trolyse, on ajoute de l'acide dilué, au cours de celle-ci, pour maintenir s non alcalin le   catholyte,   de préférence à un pH d'environ 4 à 7. 



   Le courant continu utilisé peut être à des tensions différentes (par exemple 6 volts ou 110 volts), l'ampérage désiré s'obtenant au moyen de résistances variables. On peut effectuer l'électrolyse à des ampérages différents, (par exemple 0,5 ampère et 15 ampères) et à des températures variables, inférieures à celle   à   laquelle la streptomycine se décompose dans le catholyte (par exemple environ entre 20 C et   40 0.).   Des ampérages plus élevés nécessitent un refroidissement plus efficace de la cellule de réduction électrolytique. La température, la tension, l'ampérage et la densité du courant ne sont pas des.facteurs critiques dans le procédé de l'invention.. 



   Grâce au procédé de 1-'invention.. on peut obtenir de façon effi- cace de la dihydrostreptomycine, de la   dihydromannosidostreptomycine   et de la dihuydrostreptomycine complexe à partir des streptomycines, correspon- dantes (streptomycines ou streptomycine A, mannosidostreptomycine ou strepto- mycine B et streptomycine complexe, respectivement) . La concentration de la streptomycine dans le catholyte n'est pas critique, des concentrations de sulfate de streptomycine d'environ 10% et 30%, par -exemple, convenant. 



   Le procédé de 1-'invention est particulièrement intéressant du fait qu'il permet de convertir le chlorure en sulfate en même temps que l'on réduit la streptomycine. Ainsi, en utilisant du chlorure de streptomycine dans le catholyte et en ajoutant de l'acide sulfurique au catholyte pendant l'électrolyse, on obtient le sulfate de dihydrostreptomycine correspondant ne donnant qu'une légère trace de chlorure. Etant donné que les streptomyci- nes cristallines s'obtiennent de façon plus commode sous forme de chlorure et que les   dihydrostreptomycines   sont plus intéressantes physiologiquement sous forme de leurs sulfates, le procécé de l'invention peut être considé- ré comme un procédé avantageux pour convertir le chlorure de streptomycine en sulfate intéressant du   dihydfo   dérivé.

   En utilisant l'acide désiré sous forme diacide ajouté dans le catholyte pendant l'électrolyse, on peut obte- nir le sel de l'acide désiré de la streptomycine par le procédé de l'invention. 



   La dihydrostreptomycine formée peut être récupérée de façon can- mode (sous forme de son sel acidulé) en retirant le catholyte de la cellule et en séchant la solution avec congélation et, lorsque la streptomycine   utili -   sée a une pureté permettant de l'utiliser en thérapeutique, la   dihydrostrep-   tomycine obtenue convient pour l'utiliser en thérapeutique sans autre puri- fication. On peut purifier davantage la dihydrostreptomycine obtenue par le procédé de l'invention comme on purifie une dihydrostreptomycine aussi   im-   pure obtenue par hydrogénation catalytique. 



   On peut évidemment mettre en oeuvre le procédé de;   '1.'invention   dans un appareil fait pour fonctionner à grande échelle. Ainsi,, l'appareil peut comporter une chambre de refroidissement distincte et/ou une chambre de réglage de la concentration ou du pH pour le catholyte et un dispositif permettant de faire circuler le catholyte de la chambre de cathode à cette ou ces chambres et retour et on peut utiliser un certain nombre de cellules de réduction électrolytique en série, ces façons de faire et d'autres étant courantes pour une production à grande échelle. 



   Les exemples suivants expliquent l'invention. 



   Exemple 1 
On effectue la réduction électrolytique dans une cellule divisée en compartiments d'anode et de cathode, à l'aide d'un diaphragme poreux en alundon, avec des électrodes au plomb faites de bandes de tôles de plomb con- tenant environ 2 %   d'antimoine     (la   cathode étant de forme hélicoïdale).

   On met dans le compartiment de cathode une solution aqueuse à 25% de chlorhydra- te de streptomycine sensiblement pure (810 unités/mg)., comme catholyte, et 

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 dans le compartiment   d'anode,   de l'acide sulfurique aqueux à 0,5%, comme   anolyte.   On fait passer dans la cellule du courant continu à 6 volts, à une densité de courant de 2   amp./cm2,   en maintenant le catholyte à un pH de 7, en ajoutant par gouttes de   1-'acide,   sulfurique dilué et en refroidissant de manière à maintenir la température à environ 20 à 30 C.

   On obtient en six heures une réduction allant jusqu'à 99,75% On sèche alors le   catholy-'   te en le congelant, en obtenant du sulfate de   dihydrostreptomycine   ayant une teneur d'environ 756   unités/mg,   avec un rendement   d'environ     75%.   Le produit ' ne donne que de légères traces   d'ions   de chlorure par traitement au nitrate d'argent. 



   Exemple 
En utilisant comme anolyte, dans l'exemple 1, de   1-'acide   sulfu- reux aqueux à 33 % (au lieu de 0,5   %)   et en réduisant pendant 12 heures avec une densité de courant de 3 amp/cm2, on obtient, avec un rendement d'en- viron   94%.  du sulfate de   dihydrostreptomycine   ayant une teneur d'environ 
801   unités/mg.   



    Exemple¯3.   



   En utilisant des électrodes en carbone (au lieu de plomb) dans l'exemple 1 et en réduisant pendant 15 heures avec une densité de courant de 0,03   amp/cm2,   on obtient une réduction à raison   d'environ   58   %.   



   Exemple,4 
En utilisant des électrodes en platine (au lieu de plomb) dans l'exemple 1, on a une réduction à environ 72 % en quatre heures, avec une densité de courant de 0,01 amp/cm2 
Exemple 5 
Dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1, sauf que l'on ajoute de   1-'acide   chlorhydrique dilué (au lieu d'acide sulfurique) au catholyte pour maintenir son pH à   7,   on obtient, avec sensiblement le même rendement, du chlorhydrate de   dihydrostreptomycine   ayant une teneur compa- rable. 



   Exemple 6 
Dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1, mais avec une .solution aqueuse à 25 % de chlorhydrate de dihydrostreptomycine sensible- ment pure comme catholyte, on obtient du sulfate de   dihydrostreptomycine   sensiblement pur (ne donnant que de faibles traces   d'ions   de   chlorure).   



   Exemple 7 
Dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1, mais avec une solution aqueuse à 25 % de chlorhydrate de   mannosidostreptomycine   sensible- ment pure comme catholyte., on obtient avec un rendement élevé du sulfate de dihydromannosidostreptomycine sensiblement pur. 



   Exemple 8 a) On traite au moyen de charbon de bois activé, un liquide pri- maire contenant de la streptomycine {obtenue par exemple en cultivant du streptominces griseus de manière à produire de la streptomycine,,en acidifiant la culture, en séparant les matières solides du liquide de culture et en neu- tralisant le liquide séparé comme cela est décrit dans le brevet belge dépo- sé par la demanderesse le 24 février 1948 pour "Procédé pour la préparation de produits antibiotiques'., et on sépare la streptomycine du charbon de bois au moyen d'acide chlorhydrique dilué, à environ 70 . 

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 b) Le produit séparé, contenant du chlorhydrate de streptomycine ainsi obtenu;

  , ayant une teneur de 340   unités/ml   est réglé de manière à avoir un pH de 6,5 au moyen   d'une   solution de soude caustique à 2% et on le réduit élecrolytiquement comme il est dit dans l'exemple 1, en ajoutant de   1-'acide   chlorhydrique (au lieu diacide sulfurique) au catholyte de manière à main- tenir le pH à 7 jusqu'à ce que la réaction soit terminée et on recueille le catholyte (réduit). c) On mélange 10 litres de catholyte (réduit) obtenu comme il est dit sous (b) avec 36 ml   d'une   solution aqueuse à 25 % de C4H9CH(C2H5)C2H4CH(SO4NA)C2H4CH9C2H5)2 (par exemple du Targitol Pénétrant 7) et on sépare par filtration le précipité formé (une combinaison du type sel de   dihydrostreptomycine   et de l'agent actif par surface) et on sèche. 



  On dissout alors la combinaison du type sel dans 100 ml de méthanol et on sépare par filtration les impuretés. On dilue le filtrat avec 300 ml d'eau., on ajoute 60 gr. de la résine neutre d'échange d'anions (par exemple de 1' Amberlite   IR-48,   voir le brevet américain n    2.402.384   du 18 juin   1946),   on chauffe le mélange à 50  et on ajoute de   l'acide   chlorhydrique dilué sur une période   d'une   demi-heure à une vitesse telle que le pH reste compris en- tre 3,0 et 3.5.

   On laisse alors monter le pH à 5,0-5,5 et on sépare par fil- tration la résine et on lave à l'eau On distille alors sous vide le filtrat et l'eau de lavage combinée, de manière à enlever le méthanol et on sèche la solution résiduelle en congelant., ce qui donne 4,6 gr. du chlorhydrate de la   dihydrostreptomycine   en ayant une teneur de 615 unités mg. (rendement à partir de la séparation., 83,5%). On peut mettre en oeuvre l'invention de fa- çon différente tout en restant dans le cadre de celle-ci.

Claims

RESUME L'invention a pour objet un procédé d'obtention de dihydrostrep- tomycine, caractérisé par les points suivants., séparément ou en combinaison 1 - On met dans une cellule électrolytique, comportant des com- partiments d'anode et de cathode séparés par un diaphragme semi-perméable, une solution aqueuse non alcaline conductrice du courant électriquede la streptomycine correspondante comme catholyte, et une solution aqueuse d'un acide inorganique fort comme anolyte, on fait passer du courant électrique entre l'anode et la cathode dans les compartiments respectifs jusqu'à ce que la streptomycine soit sensiblement complètement réduite et on retire du catholyte la dihydrostreptomycine, ;

2 - La cathode utilisée est métallique 3 - Le catholyte est une solution aqueuse d'un sel de streptomy- cine auquel on a ajouté un acide soluble dans l'eau; 4 - Ce sel est un sel de mannosidbstreptomycine, le procédé don- nant ainsi un sel de dihydromannosidostreptomycine avec addition diacide so- luble dans l'eau; 5 - La cathode est constituée essentiellement en plomb; 6 - La cathode est constituée en platine ; 7 - La cathode est constituée en carbone ; 8 - Le catholyte est maintenu non alcalin pendant le passage du courant électrique par addition diacide jusqu'à réduction sensiblement complè- te ;

9 - Le catholyte est maintenu non alcalin par l'addition d'un acide correspondant au constituant acide du sel de dihydrostreptomycine <Desc/Clms Page number 6> que l'on désire obtenir ; 10 - Après réduction, on sèche le catholyte en congelant pour recueillir la dihydrostreptomycine ; 11 - On obtient un sulfate de dibydrostreptomyoine en traitant une solution aqueuse du chlorhydrate de la streptomycine correspondante com- me catholyte et on maintient le catholyte non alcalin par addition diacide sulfurique ; 12 - On obtient un sel de dihydrostreptomycine à partir d'un sel différent de streptomycine en ajoutant l'acide du sel que l'on désire obtenir dans le catholyte jusqu'à conversion en un sel de cet acide différent;

13 - Le diaphragme séparant les compartiments d'anode et de cathode est en alundon ; 14 - Pendant la réduction, on maintient le catholyte par addi- tion d'acide à un pH d'environ 4 à environ 7.