Verfahren zur Darstellung eines neuen Salzes des Penicillins G mit einer organischen Base. Es kann als sicher angenommen werden, dass Penicillin G, welches manchmal als Benzylpenicillin bezeichnet wird, folgende Strukturformel besitzt.
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worin R die Benzylgruppe (-CH.,C,H;) darstellt. Andere Formen von Penicillin wei sen eine ähnliche Struktur auf und unter scheiden sich nur dadurch, dass die Benzyl- gruppe durch andere einwertige organische Radikale ersetzt ist, wobei die Radikale im allgemeinen 5 oder mehr Kohlenstoffatome besitzen.
So ist beispielsweise das Radikal R im Penicillin F 42-Pentenyl (-CI-I: CH=CH-CH_ CH3), im Dihydropenieillin F n-Amyl, im Penicillin X p-Oxy-benzyl und im Penicillin K n-Heptyl. Sowohl Substanzen mit gesättigten als auch solche mit ungesättigten Kohlenwasserstoff radikalen R besitzen Penicillinwirksamkeit. Es wurde jedoch gefunden, dass Penicillin G therapeutisch wirksamer ist als gewisse an dere Formen.
Das Penicillin des Handels ist gewöhnlich eine Mischung dieser verschiedenen Arten, welche Pigmente und andere Verunreinigun gen enthält. Da Penicillin G eine der wirk samsten Formen ist, ist es erwünscht, dass es von den weniger wirksamen Arten als auch von Verunreinigungen getrennt wird.
Gemäss einem Verfahren zum Isolieren von Penicillin G, welches in einem von der Heyden Chemical Corporation an die 0. S. R. D. erstatteten Bericht beschrieben ist (0. S. R. D. Nr. H-II 5-22-44 und 0. S. R. D. Nr. H-III 6-15-44) wird eine Lösung von Tri- ä,thy lamin in Äther einer Lösung von Roh penicillin in Äther zugefügt und dadurch Verunreinigungen ausgefällt.
Nach weiterer Zugabe von Triäthylaminlösung in Äther zu der Penicillinlösung bildet sieh eine Mischung von Öl und Kristallen. Der Äther wird von den Kristallen abdekantiert und die weissen Tri- äthy laminpenicillinkristalle mit Azeton gewa schen. Ferner wurde ein Verfahren zur Um wandlung des Triäthylaminpenicillinsalzes in das Natriumsalz angegeben.
Es besteht darin, dass das Triäthylaminsalz in Wasser gelöst, die Lösung angesäuert, das Penicillinsalz mittels Äther extrahiert und der ätherischen Lösung durch portionsweise Zugabe von Na triumhydroxyd wieder entzogen wird. Durch Abkühlen der alkalischen Lösung wird das Natriumsalz des Penicillins auskristallisiert, dann im Vakuum getrocknet und aus Butanol und Wasser umkristallisiert. Das obige Ver fahren ergibt jedoch etwas geringe Ausbeu ten an Penicillin G.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Isolieren und Reinigen von Penicillili G aus einer Mischung zu schaffen, welches leicht ausführbar ist und nicht zu beträchtlichen Verlusten an Penicil lin führt.
Gegenstand .des Patentes ist somit ein Verfahren zur Darstellung eines neuen Salzes des Penicillins G mit einer organischen Base, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man. Penicillin und N-Äthyl-piperidin in organi scher Lösung aufeinander einwirken lässt, wo bei sich das N-Äthyl-piperidinsalz des Peni cillins G bildet. Das neue Salz soll insbeson dere zur Darstellung von reinem Penicillin G und seinen Salzen, insbesondere des Natrium salzes, verwendet werden.
Man kann dabei von Lösungen des Peni cillins G ausgehen, die bereits verschiedenen Reinigungsmassnahmen unterzogen worden sind. Wenn das Penicillin G als Salz vorliegt, kann man es in Wasser lösen, ansäuern und die freie Säure mit einem mit Wasser nicht misch baren organischen Lösungsmittel extrahieren.
Zweckmässig wird die Umsetzung des Penicillins G mit dem N-Äthyl-piperidin in solchen organischen Lösungsmitteln durch geführt, in denen das sich bildende Salz un löslich ist. Vorzugsweise wird Amylacetat, Äther oder eine Mischung von Amylacetat und Aceton als Lösungsmittel verwendet.
Man kann z. B. von einem Natrium penicillinpräparat ausgehen, welches eine Mi schung von verschiedenen Arten von Penicil- linnatrium mit Pigmenten und andern Ver- unreinigungen darstellt, wobei dann zweck mässig wie folgt vorgegangen wird: Das Prä parat wird in Wasser gelöst und die Lösung mit Amylacetat verdünnt. Diese Mischung wird mit Phosphorsäure versetzt, um das pA der Lösung auf etwa 2,7 einzustellen.
Um eine Zersetzung des Penicillins zu vermeiden, ist darauf zn achten, dass das Ansäuern so wie die nachfolgenden Reaktionen bei etwa <B>00</B> C ausgeführt werden. Das Natriumpenicil- iin wird so in die freie Penicillinsäure -Lunge wandelt und diese vom Amylacetat gelöst. Die beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten wer- den voneinander getrennt und die wässrige Schicht zwecks Vervollständigung der Extrak tion mit einer weiteren Menge Amylacetat und Phosphorsäure behandelt.
Die Amyl- acetatext.rakte werden vereinigt, gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und mit Aceton verdünnt. Die die Penieillin- säure enthaltende Mischung von Am@Iaeetat und Aceton wird mit einer Lösung von N-Äthyl-piperidin in Aceton zur Reaktion ge bracht. Die Mischung wird während etwa 1 Stunde gerührt, während welcher Zeit die Kristallisation des N-Äthy 1-piperidinsalzes des Penicillins G vollendet ist.
Die hellgelben Kristalle werden abgenutseht und schliesslich bei 25 C im Vakuum getrocknet.
Hierbei wird das Penicillin G durch das N-Äthyl-piperidin beinahe quantitativ aus gefällt. Im allgemeinen ist das gemäss der Erfindung erhaltene N-Äthyl-piperidinsalz des Penicillins G angenähert rein; häufig ent hält es aber kleine, je nach der Reinheit des Ausgangsmaterials variierende Mengen von Pigmenten. Es wurden verschiedene Verfah ren für die endgültige Reinigung des N- < 3thy 1- piperidinsalzes des Penicillins G entwickelt.
Beispielsweise kann das rohe N-Äthyl-piperi- dinsalz des Penicillins G aus einer Chloro- form-Acetonlösung auskristallisiert werden, wobei man im einzelnen wie folgt verfahren kann: Das Salz wird zunächst in Chloroform gelöst.
Die so gebildete Lösung wird dann mit einer gesättigten wässrigen Nat.rium- chloridlösung behandelt, wodurch der grösste Teil der Pigmentverunreinigungen zusammen mit -unbedeutenden :Mengen von Penicillin in die wässrige Schicht extrahiert werden. Die Schichten werden getrennt und die Chloro- formlösung auf ein kleines Volumen eingeengt.
Die konzentrierte Lösung des N-Äthyl-piperi- dinsalzes des Penicillins im Chloroform -wird dann mit Aceton verdünnt und die Mischung eine Stunde stehengelassen, worauf das N- Äthyl-piperidinsalz des Penicillins G ausfällt.
Es kann aber auch so vorgegangen wer den: Die Lösung des Salzes in Chloroform wird mit einer Natriumehloridlösung behan delt. Die Chloroformlösung und die wässrile Lösung werden getrennt und die Chloroform lösung mit Butanol behandelt. Das Chloro form wird durch Verdampfen entfernt und das Penicillin-G-Salz der organischen Base aus Butanol ausgefällt. Es ist auch möglich, dieses Verfahren ohne die Vorbehandlung mit Natriumchlorid auszuführen.
Im allgemeinen ist die bei diesem Reini gungsverfahren erzielte Reinigung genügend. Wenn jedoch keine weitgehende Reinigung verlangt wird, kann das N-Äthyl-piperidin- salz des Penicillins G auch dadurch umkri stallisiert werden, dass man das Salz in Chloroform löst, die Lösung auf ein kleines Volumen einengt und mit Aceton verdünnt.
Falls ein Penicillin von sehr geringer Wirksamkeit von etwa 200 Einh./mg bis etwa 400 Einh./mg und von sehr schlechter Farbe als Ausgangsmaterial verwendet wird, hat sich folgende Vorbehandlung mit Pyridin als zweckmässig herausgestellt. Eine -%vässrige Lösung von Penicillin geringer Wirksamkeit wird mit Äther verdünnt. Das pH der Lösung wird auf 2,5 eingestellt und die ätherisehe Lö sung mit Pyridin behandelt. Gewisse Verun reinigungen werden durch das Pyridin aus geschieden, und die die Verunreinigungen enthaltende ölige Schicht wird abgetrennt.
Die gereinigte ätherische Lösung des Penicil lins wird dann mit einer ätherischen Lösung von N-Äthyl-piperidin zur Reaktion gebracht, wobei das N-Äthyl-piperidinsalz des Penicil lins G ausfällt.
<I>Beispiel 1:</I> Eine Lösung von 25,0 g bereits an sich klinisch verwendbarem Natriumpenicillin (Wirksamkeit 950 Einh./mg) in 120 cm' destilliertem Wasser wird in einem Eisbad unter Rühren auf 0 C abgekühlt und mit 120 cm3 kaltem Amylacetat versetzt. Das PH der kalten (0 C) Lösung wird durch Zugabe einer Lösung von 6,0 cm\' 85 % iger Phosphor säure in 44 cm' Wasser unter Rühren auf \?,7 eingestellt. Die Flüssigkeitssehiehten wer den getrennt und die wässriäe Schicht mit.
25 cm-' kaltem Amylacetat und einer genü genden Menge Phosphorsäurelösung behan delt, um das pH der Lösung auf 2,5 einzu- stellen. Es ist notwendig, die Amylacetat- lösung und die wässrige Schicht stets kalt zu halten, um eine Zersetzung des Penicillins zu verhindern. Die Schichten werden getrennt und die Extraktion wird mit einer weiteren Menge von 25 em5 Amylacetat wiederholt.
Die vereinigten Extrakte werden mit 25 cm3 kaltem destilliertem Wasser gewaschen und durch Schütteln mit wasserfreiem Natrium sulfat (10-15 g) getrocknet, wobei sich die Lösung klärt. Das Natriumsulfat wird abfil- triert und auf dem Filter mit 10 em3 kaltem Amylacetat gewaschen. Biologische Versuche mit der extrahierten wässrigen Lösung und dem Waschwasser zeigten keine Penieillin- wirkung von Bedeutung.
Der die Penieillinsäure enthaltenden kal ten Amylacetatlösung werden 140 ein' kaltes Aceton zugefügt. Die Mischung wird unter Rühren mit einer kalten Lösung von 8 g N-Äthyl-piperidin in 40 em3 Aceton versetzt, wobei sich das pH der Lösung auf 7 einstellt. Die Mischung wird während einer Stunde bei 0 C gerührt, während welcher Zeit die Abschei- dung des körnigen N-Äthyl-piperidinsalzes des Penicillins CT stattfindet.
Nachdem 20 der N-Äthyl-piperidinlösung zugefügt sind, wird die Lösung zwecks Erleichterung der Kristallisation mit Kristallen des N-Äthyl- piperidinsalzes geimpft. Die Kristalle werden abfiltriert, mit 25 em@ Aceton verrührt, wiederum abfiltriert und nochmal mit 25 em3 Aceton verrührt. Das kristallinische Produkt wird dann während einer Stunde bei gewöhn licher Temperatur, dann bei 25 C im Va kuum getrocknet.
Es werden so 15,95 g eines Massgelben, körnigen Produktes mit einer optischen Drehung von W D = 227 , gemes sen in 1/# % iger wässriger Lösung, und einer Wirksamkeit von 1327 Einh./mg erhalten, was einer Ausbeute von 89,2,00' in bezug auf die Wirksamkeit entspricht. Das N-Äthyl- piperidin fällt das Penicillin G praktisch quantitativ aus, sofern das Ausgangsmaterial genügend rein ist und einen hohen Penicillin- G-Gehalt aufweist.
Die Ausbeute an Wirksam keit variiert von Charge zu Charge, entspre chend dem Gehalt an Penicillin Ox. Durch andere Methoden wurde festgestellt, dass der Gehalt des in diesem Beispiel verwendeten Ausgangsmaterials an Penicillin G etwa 90 betrug.
Zur Umkristallisation des rohen N-Äthyl- piperidinsalzes des Penicillins G werden 20,0 g des rohen Salzes in 85 cm@ Chloroform gelöst. Die gelbe Lösung wird mit 9 em3 und nachfolgend mit 5 cm@ gesättigter Natrium chloridlösung behandelt, wobei der grösste Teil der Farbe in die wässrigen Schichten übergeht. Die vereinigten wässrigen Extrakte werden zweimal mit 10 cm3 Chloroform ge waschen und die fast farblosen Chloroform extrakte mit der Haupt-Chloroformlösung vereinigt.
Die Chloroformlösung wird über 5-10 g wasserfreiem Natriumsulfat getrock net, filtriert und im Vakuum auf etwa 40 cm3 eingeengt, dann mit 100 cm@ Aceton verdünnt und während einer Stunde auf<B>00</B> C abge- kühlt, worauf das N-Äthyl-piperidinsalz des Penicillins G ausfällt. Die Kristalle werden abfiltriert, zweimal mit wenig Aceton ge waschen und bei 25' C im Vakuum getrock net.
Die so erhaltenen Kristalle haben einen Schmelzpunkt von 156-157n C (unter Zer setzung und eine optische Drehung von (co-) D = 239' , gemessen in 1/2 %iger Lösung in Wasser. Es werden 17,2 g angenähert reines Salz gewonnen, entsprechend einer Ausbeute von 86%. Eine weitere Menge des Salzes kann gewonnen werden durch Ein engen der Mutterlauge auf ein Volumen von 2--4 cm@ und Verdünnen mit 30 em@ Aceton.
Es werden so 0,43g Kristalle erhalten, wel che eine optische Drehung von (a) D = 239 zeigten, gemessen in 1/2 % iger Lösung. Total- ,ausbeute: 88,15 %.
Die Umkristallisation des rohen N-Äthyl- piperidinsalzes des Penicillins G kann auch so durchgeführt werden: 100 g des rohen N-Äthyl-piperidinsalzes des Penicillins G werden in 450 cmg Chloroform gelöst, die Lösung mit aktiver Holzkohle behandelt, mit 500 cm Butanol verdünnt und im Vakuum eingeengt, bis das Chloroform vollständig ent fernt ist.
Das N-Äthyl-piperidinsalz des Peni- sillins G kristallisiert während des Konzen- trierens aus. Die Mischung wird während 50 Minuten auf 0 C abgekühlt, die Kristalle werden abfiltriert, dreimal mit 100 ein,' kal tem Butanol und danach zweimal mit 100 eni' Aceton gewaschen. Das farblose Produkt wird bei 25' C im Vakuum getrocknet, wonach sein Gewicht 81,7 g beträgt.
Weitere 7,8 g werden durch Einengen der Mutterlauge im Vakuum auf etwa 75 ein', Behandeln mit Sole, Filtrieren, Waschen mit Aceton und Trocknen im Vakuum erhalten. Die Gesamtausbeute beträgt somit 89,5 7, .
Die Kristalle haben eine optische Drehung von (a) D = 239 , gemessen in 1/2 % iger Lö sung in Wasser; sie schmelzen bei 156-157 C unter Zersetzung.
Wenn man die Chloroformlösung des rohen N-Äthyl-piperidinsalzes des Penicillins CT einer Behandlung mit Sole, gefolgt von Verdünnen mit Butanol und Einengen unter wirft, so ergibt sich ein farbloses Produkt mit 83,6 % Ausbeute.
Im allgemeinen ist das in dieser Weise gereinigte N-Äthyl-piperidinsalz des Penicil lins G praktisch frei von Pigmenten. Manch mal jedoch - bei weniger guten Ausgangs materialien -ist eine zweite Umkristallisa tion erforderlich, um die letzten Farbspuren zu beseitigen. Diese erfolgt z weckmässig wie nachstehend beschrieben: 1 g des einmal umkristallisierten N-Äthy 1- piperidinsalzes des Penicillins G wird in 6 ein' Chloroform gelöst.
Die Lösung wird im Va kuum auf etwa 2 crri@ eingeengt, mit 18 ein' Aceton verdünnt und dann während einer Stunde auf 0 C abgekühlt, wobei das N-Äthyl- piperidinsalz des Penicillins CT ausfällt. Die Kristalle werden dann abfiltriert und zwei mal mit wenig Aceton gewaschen. Das farb lose Produkt wird bei 25 C im Vakuum ge trocknet.
Die Ausbeute beträgt etwa 96 %. <I>Beispiel.</I> N: Zwei Liter einer wässrigen, Penicillin ge ringer Wirksamkeit enthaltenden Lösung (Wirksamkeit der getrockneten, festen Stoffe etwa 300 Einh./mg) werden auf 0 C abge- kühlt und mit 1200 cm3 gekühltem alkohol freiem Äther geschüttelt. Das PH der Lösung wird durch tropfenweise Zugabe von 150 cm;' 10 % iger Phosphorsäure auf 2,5 eingestellt. Die wässrige Schicht wird abgezogen und mit 500 cm-" gekühltem Äther versetzt.
Dann wer den 50 ein' 10 % ige Phosphorsäure zugege ben, um das pu der wässrigen Lösung auf 2,2 einzustellen. Die Schichten werden getrennt und die wässrige Lösung wieder mit 300 cm' gekühltem Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherextrakte werden zweimal mit 200 ein' gekühltem Wasser gewaschen, über wasser freiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert.
Hierauf werden 100 cm3 einer 10%igen ätherischen Lösung von Pyridin der in der oben angegebenen Weise erhaltenen Ätherlösung unter Rühren zugefügt. Nach einer Stunde hat sich die Äther- von der Ölschicht ge trennt; die Ätherschicht wird dekantiert.
Die Ätherlösung wird auf 0 C abgekühlt, worauf 300 em3 einer 10 % igen Lösung von N-Äthyl-piperidin in Äther portionenweise innert vier Stunden zugefügt werden. Die Lö sung wird 14 Stunden stehengelassen und dann die ätherische Lösung, welche sieh von dem öligen und kristallinischen Material ab getrennt hat, dekantiert und aufbewahrt. Die verbleibende Mischung von Öl und Kristallen wird mit 300 cm3 Aceton verrührt und dann 300 cm' Äther, bis zum Eintritt einer leichten Trübung, zugegeben. Die Mischung wird dann 12 Stunden stehengelassen und fil triert.
Die Kristalle werden mit 200 ein' ge kühltem Aceton aufgeschwemmt, mit kaltem Aceton auf dem Filter gründlich gewaschen und getrocknet. Sie werden hierauf durch Lösen in 200 em3 Chloroform bei 50 C, Zu fügen von 800 cm' Aceton und 12stündiges Kühlen der Lösung umkristallisiert, dann ab filtriert, gewaschen und getrocknet. Das so erhaltene N-Äthyl-piperidinpenicillin G hat einen Schmelzpunkt von 156-157 C (unter Zersetzung) und eine optische Drehung von (a) D = -f-238 , gemessen an einer Lösung von 7 mg in 2 ein' Wasser.
EMI0005.0029
Analyse <SEP> berechnet <SEP> für <SEP> C23H"N3048:
<tb> C <SEP> 61,71; <SEP> H <SEP> 7,43; <SEP> N <SEP> 9,39.
<tb> Gefunden: <SEP> C <SEP> 61,70; <SEP> H <SEP> 7,36; <SEP> N <SEP> 9,33. Eine weitere Menge von Kristallen wird durch Einengen der Mutterlauge auf 20 cd im Vakuum bei 25 C und Zufügen von 10 cm3 Chloroform und 120 cm3 Aceton er halten. Die Mischung wird dann während 12 Stunden gekühlt, und die Kristalle werden abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Sie zeigen ebenfalls einen Schmelzpunkt von 156 bis 157 C.
EMI0005.0033
Analyse <SEP> berechnet <SEP> für <SEP> C23H33N304S
<tb> C <SEP> 61,71; <SEP> H <SEP> 7,43; <SEP> N <SEP> 9,39.
<tb> Gefunden: <SEP> C <SEP> 61,44; <SEP> H <SEP> 7,53; <SEP> N <SEP> 9,47.