CH363442A - Verfahren zur Herstellung von Kanamycin - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kanamycin

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CH363442A
CH363442A CH5017657A CH5017657A CH363442A CH 363442 A CH363442 A CH 363442A CH 5017657 A CH5017657 A CH 5017657A CH 5017657 A CH5017657 A CH 5017657A CH 363442 A CH363442 A CH 363442A
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CH5017657A
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Umezawa Hamao
Ueda Masahiro
Maeda Kenji
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Umezawa Hamao
Ueda Masahiro
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/44Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
    • C12P19/46Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen atom of the saccharide radical bound to a cyclohexyl radical, e.g. kasugamycin
    • C12P19/48Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen atom of the saccharide radical bound to a cyclohexyl radical, e.g. kasugamycin the cyclohexyl radical being substituted by two or more nitrogen atoms, e.g. destomycin, neamin
    • C12P19/485Having two saccharide radicals bound through only oxygen to non-adjacent ring carbons of the cyclohexyl radical, e.g. gentamycin, kanamycin, sisomycin, verdamycin, mutamycin, tobramycin, nebramycin, antibiotics 66-40B, 66-40D, XK-62-2, 66-40, G-418, G-52

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Description


  Verfahren     zur    Herstellung von     Kanamycin       Die vorliegende Erfindung     betrifft    ein Verfahren  zur Herstellung des neuen Antibiotikums     Kanamycin     durch Fermentation.  



  Das     erfindungsgemäss        hergestellte    neue Anti  biotikum ist     wachstumshemmend    auf     gram-positive,          gram-negative    und säurefeste Bakterien, wie     Myco-          bacterium        tuberculosis.     



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass ein Stamm von     Streptomyces          kanamycetiaus        nov.        spec.    in einer     wässrigen        Kohle-          hydratlösurng,    welche stickstoffhaltige Nährsubstanzen  enthält,     aerob    kultiviert wird, worauf das Antibiotikum  abgetrennt und     gegebenenfalls        gereinigt    wird.  



  Die das neue Antibiotikum produzierenden       Mikroor-,anismen    wurden aus einer     Bodenprobe    ab  getrennt, welche auf dar     Nagano-Präfektur    in Japan  gewonnen wurde.. Sie stellen eine neue     Species    der  Gattung     Streptomyces    dar, welche     Streptomyces          kanamyceticu,s    genannt wird.  



  Eine Kultur von     Streptomyces        kanamyceticus     wurde in der     Ame-rican    Type     Culture        Collection    in  Washington D. C. deponiert, wo sie der permanenten  Sammlung von Mikroorganismen     unter    der Bezeich  nung A. T. T. C.<B>12853</B> einverleibt wurde.  



       Streptomyces        kanamyceticus    weist folgende cha  rakteristischen Eigenschaften auf:  Die     mikroskopische    Beobachtung zeigt, dass das  Substrat     Mycelium    ungefähr 1     ,cc    dick und     verzweigt     ist. Das Luft     Mycelium    entwickelte sich aus     sub-          mersen        Myceliumzweigen    und     trägt    die     Sporenträger     am Ende.  



  Spiralen und     Wirtel    werden normalerweise nicht  beobachtet.  



  Auf     Glycerin-Czapek-Agar    (27 C) gezüchtet  ergab sich ein Gewächs, das     zunächst    farblos, später       citronengelb    war. Die Unterseite Ist heufarbig, das       Luft-Mycelium    ist weiss bis     gelb,    gelegentlich mit    einem     grünlichen    oder leicht     rosafarbigen    Stich.  Gelegentlich wird ein schwach braunes, lösliches       Pigment    beobachtet.  



  Auf     Krainsky-Glucose        As.p,aragin-Agar    (27  C)  gezüchtet, ergab sich: Das Gewächs ist farblos bis gelb  und die Rückseite     weiss,    schwach rosa     weiss,    gelb  oder Neufarben. Das spärlich ausgebildete Luft  Mycel:ium     entsteht    gewöhnlich aus dem     Zentrum    der       Kolbnie    und ist weiss, schwach     rosaweiss,    schwach       grünlichgelb    oder gelb.     üblicherweise    wird kein  lösliches Pigment     gebildet.     



  Auf     Calciummalat        Agar    (27  C) gezüchtet, ergab  sich: Das Gewächs ist     kleiner,    sonst im wesentlichen  gleich wie auf     Krainsky-Glucose-Asparagin-Agar.     Bisweilen     tritt    überhaupt kein Wachstum     auf.     



  Auf der     Stärkeplatte    (27  C) gezüchtet, tritt im  wesentlichen     dieselbe    Erscheinung auf wie auf       Krainsky-Glucosa,Asparagin-Agar,        jedoch    ist der  Wuchs     eingeschränkt    und es entsteht     kein        Luft-          Mycelium.        Die    Stärke wird     hydrolysiert.     



  Auf einem     Kartoffelpfropf    (27 )     entsteht    ein  runzeliges Gewächs mit körniger Oberfläche von  schwach gelbbraunem bis gelbem     Farbton.    Ein Luft  Mycelium bildet sich     keines    oder höchstens nur       knapp.        Es    ist weiss. Es, entsteht kein lösliches     Pigment.     Der     unterhalb    dem Gewächs     befindliche    Pfropf ist       normaleTweise        dunkel        verfärbt.     



  Auf einem     Karottenpfropf    (27  C) entsteht     nor-          malerweise    nur ein sparsam     ausgebildetes    Gewächs,  das     gegebenenfalls        dieselben        Ausbildungsformen    auf  weist wie auf dem     Kartoffelpfropf.    Auf     Pepton-          Wasser        mit        2%        Natriumnitrat        (27 C)

          entsteht        ein          m'ngförmiges        Oberflächengewächs,,    das farblos bis       weisslichgellb        ist    und am Grunde weiss. Das gelegent  lich     ausgebildete        Luft,Mycelium    ist     ebenfalls,    weiss.  Aus dem Nitrat entsteht Nitrit.

   Es     bildet    sich. kein  lösliches     Pigment.         Gezüchtet auf     Pepton        Fleischex        rakt        Agar    (37  C)       bildet    sich ein runzeliges, weiss bis gelbes     Gewächs     aus, das     kein        Luft-Mycelium    oder lösliches     Pigment     entwickelt.  



  Die Form auf Blut     Agar    (37  C) ist     runzelig,     Farbe     rötlichbraun        mit    grauem Stich.     Luft-Myceiium     oder lösliches     Pigment    werden     nicht    ausgebildet.  



  Auf Milch bei 37  C     ergibt    sich     normalerweise     keine     Änderung    und auf der     Oberfläche    bildet sich  keinerlei Gewächs.  



  Auf koaguliertem     Loeffler-Serum    (37 C) ist das  Wachstum beschränkt, das Gebilde von weisser bis  gelber Farbe. Es bildet sich     kein    Luft     Mycelium        oder     lösliches     Pigment    aus.     Auf    Ei-Substanz (37 C) ent  steht     runzeliger    Wuchs, ohne ein Luft     Mycelium.     



  Auf     Gelatine        tritt        Verflüssigung    ohne Bildung  eines löslichem Pigments ein.  



  Als     Kohlenstofflieferanten,    verwendbar auf einem       Czapek-Salz        Basis-Medium,    kommen folgende Sub  stanzen in Frage:     Arabinose,        Dextrin,    Fructose,       Galactose,    Glucose,     Glycerin,        Maltose,        Mannit,          Mannose,        Raffinose,    Stärke,     Saccharose,        Succinate.     Als     Kohlenstofflieferanten        nicht    geeignet sind:

       Inosit,          Inulin,        Lactose,        Rhamnose,        Sorbose,        Xylose,    Acetat.  Nur     schlecht        aufgenommene,        kohlenstoffhaltige        Sub-          stanzen:    sind:     Aesculin,        Salicin,        Sorbit    und     Citrate.     



  Die vorstehend erwähnten Charakteristiken sind       hinreichend,    um den     Mikroorganismus:    von bisher       bekannten        StreptomyceS    Arten zu unterscheiden und  zu zeigen, dass der Stamm K<B>2-J</B> zu     einer    neuen       Species    gehört. Variation oder     Mutation    der oben  beschriebenen     Organismen    kann normalerweise er  wartet werden, da :dieses     Verhalten    eine     albgemeine     Eigenschaft der Organismen der     Streptomycearten    ist.  



  Es können somit auch alle natürlichen oder  künstlichen Varianten oder Mutanten von     Strepto-          myces        kanamyceticus    verwendet werden.  



  Die Charakteristiken dieser     Species    können fol  gendermassen zusammengefasst werden:  Das Gewächs der Kolonie ist farblos bis gelb,  mit oder ohne grünlichem oder rosafarbenem Stich.  Die Rückseite der Kolonie auf synthetischem     Agar     ist farblos, weiss, schwach     rosaweiss,        weisslichgelb     'oder     heufarben.    Das     Luft-Mycelium    ist weiss bis  gelb und\     Spiralen    oder     Wirtel    werden daran nicht  ausgebildet. Gelegentlich     entsteht    ein schwach braunes,  lösliches Pigment auf synthetischen Nährmedien.

    Gelatine wird     verflüssigt    und Stärke     hydrolysiert.     



       Streptomyces        kanamyceticus        (K24)    kann z. B. in  Schüttelflaschen in folgender Weise gezüchtet werden:  Als Nährmedium diente folgende     Zusammenstellung:          0,75        0/0        Fleischextrakt,        a,750/0        Pepton,        0,3        %        NaCI,          mit        1%        Stärke,        Dextrin,        Maltose,        Glucose,

          Lactose,          Saecharose    oder Glycerin, ferner     ein    zweites     Nähr-          medium,        bestehend        aus    2     %        Sojabohnenmehl,        0,05        0/a          KCl,        0,05119        MgS04    '     7H20,        0,51/o        NaCl,        0,20/9          NaN0-,    mit 1,

  0     0/0    Stärke,     Dextrin,        Maltose,    Glucose,       Lactose,        Saccharose    oder Glycerin. Der     Ausgangs-          pH-Wert    aller Medien wurde auf 7,0 eingestellt. Nach  24-48 Stunden Schütteldauer war der     pH-Wert    in    einigen Fällen auf ungefähr 6,0-6,8 abgefallen, stieg  jedoch nach 72-l20 Stunden wieder an und       erreichte    schliesslich den Wert 7,5-8,6.  



  Im zweiten., vorstehend erwähnten Nährmedium,       dem    2     %        Stärke        zugesetzt        wurden,        stieg        der        pH-Wert     nach 3 Tagein Schütteldauer auf 8,2 an und es     ent-          stunden    250     mog        Kanamycin    pro ml.

   In einer Tank  kultur mit einem Medium, welches 2     0i0    Stärke,       0,5        %        Glucose,        1,2        %        Sojabohnenmehl,        0,05        %        KCl,          0,051)/o        MgS04    -     7H20,        0,1%        Kafumphosphat          (K2HP04),        0,3        %        Kochsalz,        0,

  3        %        Pepton        und        0,3        0/0          Calciumcarbonat    enthielt, wurde der     pH-Wert    zu  Beginn leicht erniedrigt (6,6) und stieg hierauf wie  der,     nach    43 Stunden, bis auf 8,0 an. Hierbei wurden  273     mcg        Kanamycin    pro     ml    im Verlauf von 78 Stun  den gebildet.  



  Als Nährmedium können die oben beschriebenen       Fermentationsibrühen    sowie Rohprodukte, welche aus  denselben gewonnen wurden, verwendet werden.  



  Geeignete Stickstofflieferanten sind Sojabohnen  mehl,     Baumwollsamenmehl,        Erdnussmehl,    Fleisch  extrakt,     Pepton,        Kornpresssaft    oder Hefeextrakt. Als       Kohlenstofflieferanten        kommen    Stärke,     Dextrin,          Maltose,    Glucose,     Saccharose,        Lactose    und Glycerin  in Frage.

   Als eine der besten Kombinationen hat sich  eine Zusammenstellung von Stärke und Sojabohnen  mehl erwiesen, wobei sich die Zugabe von     Korn-          presssaft,        Pepton,    Hefeextrakt oder Nitraten zu dieser  Kombination     als    fördernd auf die Bildung von     Kana-          mycin        erwies.    Fördernd wirkte ferner die Zugabe  von     Magnesiumsulfat,        Man!ganchlorid    oder Zinksulfat.

    Optimale Ausbeuten wurden erhalten, wenn der     pH-          Wert    :der Kulturbrühe während der Züchtung schwach       alkalisch        wurde.        Die     kann in  weiten Grenzen, z. B. zwischen 25 und 35 , variiert  werden, jedoch ist es vorzuziehen, im Temperatur  bereich von 27-32  C zu arbeiten. Es ist vorteilhaft,  die Züchtung so lange fortzusetzen, bis sich eine  wesentliche Menge von     Kanamycin    im Medium ge  bildet hat. In einer tiefen, belüfteten.,     submersen    Kul  tur sind im     allgemeinen    2-7 Tage notwendig, bis  eine optimale Bildung des Antibiotikums erfolgt ist.  Die günstigste Züchtungsdauer liegt bei 3-5 Tagen.

    Das     Kanamycin    findet sich in flüssigem Anteil der       Fermentationsbrühen    vor.  



  Für die experimentelle Durchführung des erfin  dungsgemässen     Verfahrens    haben sich folgende Ar  beitsweisen als geeignet erwiesen:  Schüttelkultur: 150     ml    des wässerigen Mediums  werden     in    einer Flasche von 500 ml Volumen unter  gebracht und     sterilisiert.    Das Medium wurde hierauf  mit den     Mycelium    und Sporen der     Kanamycin    pro  duzierenden Organismen auf dem     Agar    Medium oder  mit     Mycelium,        erhalten    aus einer 48stündigen  Schüttelkultur, geimpft und hierauf auf einer  Schüttelmaschine (l20 Hübe pro Minute von 8 cm  Amplitude)

   unter Luftzutritt bei 27-29  geschüttelt.  



  Tankkultur: Ein rostfreier     Stahlfermentator    von  400 Liter Volumen wird verwendet. In demselben       werden    180 oder 200 Liter des     wässrigen    Nähr-           mediums    untergebracht und bei     120^    C während 20  bis 30 Minuten sterilisiert. Die Belüftungsrate betrug  200 Liter pro Minute und die     Umdrehungszahl    des       Rührers    war 200 pro Minute. Als     Antischaummittel     wurden     Silicone,        Sojabohn,enäl    oder     Paraffinöl    ver  wendet.  



  Zur Gewinnung des in der flüssigen Phase der       Fermentationsbrühe    enthaltenen     Kanamycins    kann  man diese vorzugsweise mit     Butanol    in Gegenwart  einer Trägersubstanz, wie     Laurinsäure    oder     Stearin-          säure,    extrahieren. Hierbei geht das     Antibiotikum     bei einem     pH-Wert    von 7-8 in das     Butanol    über  und wird anderseits bei einem     pH-Wert    von     2-4    aus  dem organischen Lösungsmittel in die     wässrige    Phase  übergedrängt.

   In Abwesenheit einer     Trägersubstanz     lässt sich     Kanamycin    nicht in wesentlichem Ausmass  in     Butanal,        Äthylacetat,        Butylacetat,    Benzol usw.  aufnehmen. Bei Extraktion     ohne    einen derartigen  Träger lässt sich deshalb mit den     genannten    Lösungs  mitteln eine Reinigung der     Fermentationsibrühe    von  anderen     coexistierenden    Substanzen und Verunreini  gungen erzielen.  



  Zur Abtrennung des     Kanamycins    aus der     Fer-          mentationsibrühe    kann man auch so vorgehen, dass  man die Brühe im Vakuum durch Verdampfen kon  zentriert, oder zerstäubt. Aus dem Rückstand     kann     das     Kanamycin    mit Wasser, Methanol, Äthanol oder  Aceton     ausgezogen    werden, wobei     Ans.äuren    mit Salz  säure die Auflösung fördert.

   Das Antibiotikum kann  mit Aktivkohle aus neutraler oder alkalischer     wäss-          riger    Lösung     adsorbiert    werden und lässt sich in der       Folge    von der Kohle     d@esorbieren,    unter     Verwendung     von     wässri:gem    oder absolutem Alkohol oder     wäss-          rigem    Aceton, dessen     pH-Wert    auf 2,0 mit Salzsäure  eingestellt ist.

   Bei einem     pH-Wert    von 6-9 lässt sich       Kanamycin    auch von     Kationenaustauscherharzen          adsorbieren,    wie z. B. einem     Copolymeren    der     Meth@          acrylsäure    und des     Divinylbenzols.    Nach     Adsorption     an einem     Kationenaustauscher    lässt sich das Anti  biotikum mit wässriger Salzsäure     eluieren.    Desglei  chen kann es mit wässriger Schwefelsäure oder     wäss-          rigen    organischen Lösungsmitteln, z.

   B. normaler       Salzsäure        in        10%i,ge:m,        wässrigem        Aceton,        eluiert     werden. Ferner lässt es sich auch mit     Ammonium-          hydroxyd        eluieren.     



  Das derart erhaltene     Eluat    kann durch Vakuum  verdampfung oder durch     Gefriertrocknung    konzen  triert werden. Aus der konzentrierten Lösung lässt  sich das     Kanamycin    in der Folge durch Zugabe eines  Lösungsmittels, in welchem     Kanamycin    selber oder  seine Salze praktisch unlöslich     sind,    ausfällen.  



  Zur Reinigung des     Kanamycins    können auch       Chromatograph:iekolonnen    mit Tonerde oder Aktiv  kohle verwendet werden. Hierbei kann     beispielsweise     so gearbeitet werden, dass eine     wässrige    Lösung des       Kanamycins    vom     pH-Wert    8,0, welche aus wieder  holter Anwendung     eines        Kationaustauscherprozesses     erhalten wurde, durch eine Kolonne, welche Aktiv  kohle enthält, durchsaufen gelassen wird.

   Hierauf  wird die Kolonne mit     destilliertem    Wasser ausge-    waschen und schliesslich mit     0,5nornnaler    Schwefel  säure     eluiert.    Die am     meisten    aktive     Fraktion    des       Elurates    wird; zu Methanol     .zugegeben,    worauf kristal  lines     Kanamycinsulfat        ausfällt.     



  Aus den Salzen des     Kanamycins,    beispielsweise  aus dem     Hydrochlorid    oder dem Sulfat, lässt sich die       Kanamycinbase    gewinnen, indem man     beispielsweise     die Lösung des     Kanamycinsul@fats    mit     Baritlawge    be  handelt.  



       Kanamycinhydrochlorid    ist in     Wasser    und Metha  nol löslich, wenig löslich in     Äthianol    und     unlöslich     in Aceton,     Äthylacetat,        Butylacetat,        Benzol,    Äther  oder     Petroläther.     



       Kanamycins.ulfat    ist wasserlöslich, dagegen un  löslich in Methanol, Äthanol, Aceton,     Äthylacetat     und Benzol.  



  In     Pyridin        gelöstes        Kanamycin    ergibt eine posi  tive     Ninhydrinreaktion.    Die     Testreaktionen    nach       Tollens,        Sakaguchi,        Fehling,        Molisch    und     Elson-          Margan        (Gl.ucoseamintest)    verlaufen negativ, wobei  der     Glucoscamintest    ebenfalls nach Hydrolyse negativ  ausfällt.

   Der     Rf-Wert    des     Kanamycins,        ausgeführt    mit       Papiers:treifenchromaatographie    (mit      Toyo -Fütrier-          papier    Nr. 50 und 0,20/a     p-Toluolsulfonsäure-Butanol     gesättigt mit Wasser), ergab 0:

  ,.21-0,26.     Kanamycin          ist        optisch        aktiv,        wobei        eine        1%%ge,        wässrige        Lö-          sung    gereinigten     Kanamycinhydrochlorids.    den Wert       [a]D        =        +        103         aufweist,        während        eine        1%        ige,

          wäss-          rige    Lösung von der     freien        Kanamycinbase    den Wert       [a117        =        +        112     .     und        eine        1%,ige,        wässrige        Lösung     kristallinen     Kanamycinsulfats    den Wert [a]23 = + 121   ergibt.

   Die     Analysendaten    der freien Base sind fol  gende:    berechnet für     C14H"N3011:     C = 40,48,H = 7,04,N =<B>10,</B> 12,<B>0</B> = 42,370/0  gefunden:       C        =        43,17,H        =        6,95,N        =        9,82%       Die Analysenwerte des Hydrochlorids sind folgende:    berechnet für     C14H"N3011.    3     HCl:     C = 32,04, H = 6;15, N = 8,01, Cl = 20,27,  O     =        33,54%     gefunden:

    C =<B>3,1,3 1,</B> H = 6,07, N =<B>8,2 1,</B>     Cl    = 18,03 0/0    Analytische Daten für das     Kanamycinsulfat        (amorph):       berechnet für     C14H"N3011        "/2        H@S04:     C = 29,89, H = 5,73, N = 7,47, s = 8,57,    O     =        48,35%       gefunden:

         C        =    3     0,20,        H        =        5,88,N        =        7,43%     Analysenwerte für     N-Acetyl-Kanamycin:     berechnet für     C14H20N3011    ' 3<B>CH</B>     3C0:

            C        =        44,36,H        =        6,51,N        =        7,76,O        =        41,36%          gefunden:          C        =        44,39,        H        =        6,01,N        =        7,49%              Analysendaten    für das     Kanamycin-Reineckesalz:

       berechnet für     C14Hz9N30"    -     3.(C4H.N.S4Cr):     C = 22,68, H = 3,88, N = 21,37,S = 27,95,       Cr    = 11,33,O =l2,78     e/o          gefunden:     C = 21,44,H = 4,31,N = 19,93,     Cr    =     11,400/0     (aus dem     Aschegehalt).     



  Analysenwerte für kristallines     Kanamycinsulfat:     berechnet für     C14H29N3011    "     i/2        HZSO4:     C = 3 6,21, H = 6,51,N = 9,05,S = 3,44,  O = 44,799o  gefunden:  C = 35,97, H = 6,51,N = 9,13,S = 3,47 /o.       Kanamycinbase    zeigt     im    ultravioletten     Spektral-          bereich    zwischen 220 und 400     m,y    keine Absorption.

    Aus dem     lnfrarotabsorptionsspektrum    des kristalli  nen     Kanamycin-hemisulfats,    welches mit     Kalium-          bro@mid    tablettiert wurde, ergibt sich, dass das neue  Antibiotikum offensichtlich eine neue und charakte  ristische Konfiguration aufweist.

   Die charakteristi  schen Absorptionsbanden im     Infrarot    haben     folgende     Wellenlängen in     Micron:    2,85, 3,03, 3,20, 3,30,  3,43, 3,63, 3,70 3,83, 4,70 (breit), 6,05, 6,17, 6,27,  6,60, 6,90,<B>7,15,</B> 7,35, 7,52, 7,60, 7,95, 8,18,  8,76, 8,95, 9,08, 9,40, 9,70, 10,20, 10,48, 10,75,  11,13, 11,50, 11,90,<B>12,35,</B> 12,80 und<B>13,15.</B>    Unter den bekannten Antibiotika weisen     Neomycin     B und C,     Neamin    und     Catenulin    gewisse gemein  same     Charakteristiken    mit dem     Kanamycin    auf,  jedoch unterscheidet sich das     Kanamycin    eindeutig  von den genannten Antibiotika.

   Der für     Neomycin     ausgewiesene     Glucosamintest,    welcher im Buch        Assay        Methods    of     Antibiotics     von D. C.     Grove    und  W. A. Randall     (Medical        Encyclopedia        Inc.    New York)  beschrieben wurde, verläuft mit     Kanamycin    negativ.

    Diese Reaktion ist für die     Neomycine    und das     Cate-          nulin        positiv.        Papierchromatographie        mit    2     %        p-          To@luols.ulfosäure-Butanol,        gesättigt    mit Wasser, unter  scheidet das     Kanamycin    vom     Neamin.    Mit      Toyo. -          Filterpapier    Nr.

   50 betrug der     Rf-Wert    des     Kana-          mycins    0,21-0,26 und derjenige des     Neamins    0,75  bis 0,85. Im Testversuch mit verdünnten     Fermenta-          tionsbrühen        inhibierte        Kanamycin    das Wachstum von  Klebsiena     pneumoniae    bei 3     meg/ml,        Neamin    bei  25     mcg/ml,        Neomycin    B bei 3     mcg/ml    und     Catenulin     bei 1,

  5     mcg/ml.    In der     Zylinderplattenmethode    mit  B.     subtilis    waren für die Ausübung einer     Inhibition     von 20 mm Durchmesser 30     mcg    pro ml     Kanamycin     25     meg/ml        Neamin,    170     mcg/ml        Neomycin    B,  250     mcg/ml        Neomycin    C oder 18     mcg/ml        Catenulin     erforderlich.

   Sowohl diese genannten     Charakteristiken     als auch die Eigenschaft geringer     Toxizität    und die  empirischen Formeln bestätigen die     Tatsache,        d'ass          Kanamycin    sich von den     Neomycinen,    dem     Neamin     und dem     Catenulin    .unterscheidet und     ein    neues Anti  biotikum ist.

      Getestet nach der     Agar-Verdünnungsmethode     zeigte das     Kanamycin    folgendes antibakterielles  Spektrum:  
EMI0004.0097     
  
    Minimale
<tb>  Konzentration
<tb>  Mikroor;anismen <SEP> zur <SEP> vollständigen
<tb>  Inhibition
<tb>  meg/ml
<tb>  S. <SEP> lutea <SEP> PCI-1001 <SEP> 1,8
<tb>  M. <SEP> Pyogenes <SEP> var. <SEP> aureus <SEP> 209-P <SEP> 2,2
<tb>  M. <SEP> Pyogenes <SEP> var. <SEP> aureus <SEP> Terajima <SEP> 0,4
<tb>  Micrococcus <SEP> flavus <SEP> 9,0
<tb>  B. <SEP> subtilis <SEP> PCI-219 <SEP> 4,5
<tb>  B. <SEP> subtilis <SEP> NRRL-558 <SEP> 4,5
<tb>  B. <SEP> su,btilis <SEP> Tracy <SEP> 9,0
<tb>  E. <SEP> coli <SEP> 2,2
<tb>  S. <SEP> paratyphi <SEP> A <SEP> 3,1
<tb>  S.

   <SEP> dysenteriae <SEP> 1,6
<tb>  Proteus <SEP> vulgans <SEP> 6,2
<tb>  Mycobacterium <SEP> 607 <SEP> 3,1
<tb>  Mycobacterium <SEP> phlei <SEP> 2,2
<tb>  Saecharomyces <SEP> Bake <SEP> 300
<tb>  Sacch <SEP> aromyces <SEP> 300
<tb>  Candida <SEP> albicans <SEP> 300
<tb>  Aspergillus <SEP> niger <SEP> 300       In Kirchners Medium verhinderte es den Durch  bruch des     Mycobacteriums        tuberculosis.        H.,    bei  2     mcg/ml.    Das     stre:

  ptomycinresistente    E.     coli    und       streptomycinfeste        Mycobacterium        tuberculosis        homi-          nis    waren auf     Kanamycin    empfindlich.  



  Mäuse ertrugen intravenöse Injektion von  150     mg/kg.    Die     LD,DO-Dosen    betrugen bei Mäusen,  Ratten und Kaninchen<B>150-250</B>     mg/kg.    Mäuse  ertrugen, tägliche,     subcutane    Injektionen in der     Dosis     von 200     mg/k-    während 30 Tagen.

   An Hunden  wurden keine     Nebenerscheinungen    beobachtet, wenn  ihnen tägliche Injektionen von     100-200        mg/kg    an       Kanamycin    verabfolgt wurden während einer Dauer  von 30 Tagen.

       Intraperitoneale    Injektion von mehr  als 50     mcg    pro Maus alle 4 Stunden     schützten    die  Mäuse,     welche    mit 10000     MLD    von     Diplococcus          pneumoniae    oder 1000     MLD    von     Salmonella        typhosa          infisziert    worden waren.

   Tägliche subkutane Injektion  von 100 mg/ kg     Kanamycin    ergab einen     Inhibitor-          effekt    an mit     Mycobacterium        tuberculosis        (Ravenel-          Stamm)    infizierten Mäusen.    <I>Beispiele</I>    1.

   Zu einem     wässrigen    Basismedium, das 0,750/ö       Fleischextrakt,        0,75        e/e        Pepton        und        0,3        %        Natrium-          chlorid    enthielt, wurden Glucose, Glycerin,     Lactose,          Maltose,        Saccharose,    Stärke oder     Dextrin    im Anteil       von        2%        zugesetzt,

          das        Gemenge        hierauf        sterilisiert     und der     pH-Wert    nach der Sterilisation auf 7,0 einge  stellt. Das Gemenge wurde hierauf     inokuliert    mit      einer auf Glycerin     CzapekAgar    befindlichen Kultur  von     Streptomyces        Kanamyceticus    und bei     27-29     C  unter Luftzutritt geschüttelt.

   Die Bildung des Kana-  
EMI0005.0005     
  
    maximale <SEP> Produktion <SEP> End-pH-Wert <SEP> und <SEP> Anzahl <SEP> Tage
<tb>  Kohlenstofflieferant <SEP> von <SEP> Kanamycin <SEP> zur <SEP> Ausbildung <SEP> maximaler
<tb>  mcg/ml <SEP> Produktion
<tb>  Stärke <SEP> 250 <SEP> 7,8 <SEP> 5 <SEP> Tage
<tb>  Dextrin <SEP> 200 <SEP> 8,0 <SEP> 5 <SEP>  
<tb>  Maltose <SEP> 130 <SEP> 7,8 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Glucose <SEP> 200 <SEP> 8,2 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Lactose <SEP> 100 <SEP> 8,6 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Saccharose <SEP> 100 <SEP> 8,4 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Glycerin <SEP> 100 <SEP> 8,0 <SEP> 4 <SEP>         Wenn eines der angegebenen     Kohlehydrate    zu       einem        Basismedium,

          enthaltend        1%        Sojabohnenmehl-,          0,05         /o        KCI,        0,05        %        MgS04    - 7     H20        und        0,3        %        NaCI,     
EMI0005.0023     
  
    maximale <SEP> Produktion <SEP> End-pH-Wert <SEP> und <SEP> Anzahl <SEP> Tage
<tb>  Kohlenstofflieferant <SEP> von <SEP> Kanamycin <SEP> zur <SEP> Ausbildung <SEP> maximaler
<tb>  mcg/ml <SEP> Produktion
<tb>  Stärke <SEP> 250 <SEP> 7,

  6 <SEP> 4 <SEP> Tage
<tb>  Dextrin <SEP> 250 <SEP> 8,0 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Maltose <SEP> 130 <SEP> 7,8 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Glucose <SEP> 100 <SEP> 8,2 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Lactose <SEP> 100 <SEP> 8,4 <SEP> 3 <SEP>  
<tb>  Saccharose <SEP> 150 <SEP> 8,4 <SEP> 4 <SEP>  
<tb>  Glycerin <SEP> 70 <SEP> 8,2 <SEP> 4 <SEP>              2.        Ein        wässriges        Medium,        enthaltend    2     %        Stärke,          1,2%        Sojabohnenmehl,        0,051119        KCl,        0,

  0511/o          Ma        S04        *        7H0,        0,1%        K2HP04,        0,3        %        NaCI,        0,3        %          Pepton        und        0,5        %        CaCO3,        dessen        Anfangs-pH-Wert     7,0 betrug, wurde mit einer     ausgewählten    Kultur von  S.

       kanamyceticus        (Stramm        K24)    auf     Glycerin;        Czapek-          Agar    geimpft     und        unter        Luftzutritt    gezüchtet.

   Nach  4 Tagen     Schütteldauer    betrug der     pH-Wert    8,2 und  der     Zylinderplattenversuch        mit    B.     subtilis    und     Myco-          bakterium    607 ergab die Produktion von 550     mcg/mI          Kanamycin.     



  3. 180 Liter eines     wässrigen        Mediums,        enthal-          tend        2,0%        Stärke,        1,0%        Glukose,        1,2%    Soja-  
EMI0005.0082     
  
    Stunden <SEP> PH <SEP> Kanamycin <SEP> Reduzierender <SEP> Zucker <SEP> 0 <SEP> Ammoniak-N,
<tb>  mcg/ml <SEP> /o <SEP> in <SEP> der <SEP> Flüssigkeit <SEP> mg <SEP> /0 <SEP> in <SEP> der <SEP> Flüssigkeit
<tb>  0 <SEP> 6,6 <SEP> - <SEP> 2,20 <SEP> 2,5
<tb>  24 <SEP> 6,9 <SEP> - <SEP> 1,50 <SEP> 10,7
<tb>  36 <SEP> 7,6 <SEP> 150 <SEP> 0,4 <SEP> 1,2
<tb>  48 <SEP> 7,6 <SEP> 200 <SEP> 0,3 <SEP> 1,2
<tb>  60 <SEP> 8,0 <SEP> 220 <SEP> 0,3 <SEP> 6,

  0
<tb>  72 <SEP> 8,2 <SEP> 210 <SEP> 0,25 <SEP> 12,0            mycins    wurde nach der     Zylinderplattenmethode    mit       Mycobakterium    607 kontrolliert, wobei sich folgende  Resultate     ergaben:            zugageben    wurde, ergaben sich die folgenden Resul  tate:

           bohnenmehl,        0,3        %        NaCI,        0,05        %        KCI,        0,05        0/0          MgS04    '     7H20,        0,1%        K2HP04,        0,21%        CaC03,          0,3        %        NaN03,        0,

  002        %        MnS04        *    7     H20        und        0,002        %          ZnS04        *    7 1120 wurde in     einem:        Fermentator    von  400     Liter    untergebracht, sein     pH-Wert    auf 7,4 einge  stellt und schliesslich 30 Minuten lang bei 120   sterilisiert.

   Es     wurde    geimpft mit 1000 Liter einer  40 Stunden lang     geschüttelten    Brühe von S.     kanamyce-          ticus    (eine ausgewählte Unterkultur des     Stammes          K24)    und unter     Belüftung    im Tank bei 27-29  C  gezüchtet.

   Als     Antischaummittel    wurde Sojabohnenöl       (0,04        %)        und        Silicon        (0,04        %)        zugefügt.        Es        ergaben     sich folgende Resultate:

        4. 200     Liter    eines     wässrigen    Mediums, enthaltend       2,0        %        Stärke,        1,011/o        Sojabohnenmehl,        0,0511/o        KCl,          0,0511/o        MgS04        *    7     H20,        0,311/o        NaC1,        0,2        %        NaN03,     wurden in:

   einem     400-Liter        Fermentator    unterge  bracht, der     pH-Wert    auf 7,5 eingestellt, das Medium       sterilisiert,    worauf der     pH-Wert    7,0     betrug    und im  übrigen gemäss Beispiel 3 weiterbehandelt. Nach  48 Stunden enthielt die Brühe 250     mcg/ml        Kana-          mycin.    In der Folge veränderte sich die Konzen  tration des     Kanamycins    in der Brühe nicht mehr       wesentlich.    Nach 65 Stunden Fermentation wurde die  Brühe filtriert. Hierbei wurden 160 Liter filtrierte  Brühe erhalten.

   Die letztere enthielt 150     mcg/ml          Kanamycin    und ihr     pH-Wert    betrug 8,2. Das Filtrat  wurde durch einen     Kationenaustauscher    durchlaufen  gelassen. Die Kolonne des letzteren wies 15 cm  Durchmesser auf und enthielt 6 Liter IRC-50 in der       Natriumform    (das heisst regeneriert mit Natrium  hydroxyd) bei     pH    = 8,0.

        Amberlit        ICR-50     (Mar  kenprodukt) ist ein     Kationenaustaucher    vom     Carboxyl-          säuretyp.    Es ist ein     Copolymeres    der     Methacrylsäure     und des     Divinylbenzols..    Das Filtrat wurde mit einer       Durchsatzgeschwindigkeit    von 16 Liter pro Stunde  durch die Kolonne duschgeschickt. Im Durchlauf er  gab sich bei     Prüfung    nach der Zylinderplatten  me;thod''e keinerlei     antibakterielle    Aktivität gegen       Mycobacterium    607.

   Die Kolonne wurde hierauf mit  ungefähr 10 Liter .destilliertem Wasser gewaschen,  wobei dieselbe     Durchlaufgeschwindigkeit    zur Anwen  dung kam wie bei der Brühe. Hierauf wurde normale  Salzsäure mit einer     Durchsatzgeschwind'igkeit    von  0,8 Liter pro Stunde durch die Kolonne     d'urchge-          schickit.    Das     Eluat    wurde in     2-Liter-Portionen    ab  schnittweise     gesammelt.    Nach der 7. Portion wurde  das     Eluat    sauer und das     Kanamycin    wurde in der  7.-10. Portion wieder gefunden.

   Die     Kanamycin     enthaltenden Portionen wurden vereinigt und die  erhaltenen, gesamthaft 8 Liter mit     1011/oiger    Natron  lauge auf einen     pH-Wert    von 6,0 eingestellt,     hierauf     durch Vakuumdestillation     bei    ungefähr     50     C auf  300     ml    eingeengt.

   Die konzentrierte Lösung wurde  einer     Gefriertrocknung        unterworfen.    Das auf diese  Art erhaltene     braunweisse    Pulver im Gewicht von  500 g enthielt 8 g     Kanamycin.    Dieses Produkt wurde  in 2 Liter Methanol gelöst und, nachdem der un  lösliche Anteil abgetrennt wurde, wurden 20 Liter  Aceton zugegeben, worauf sich 80 g des braunweissen  Pulvers erneut abschieden. Dieses Pulver enthielt       immer    noch 8 g     Kanamycin.    20 g des Pulvers wur  den in 40     ml        destilliertem    Wasser gelöst und     wässrige          Reineckesalzlösung    zugefügt.

   Die schwach     .rosafarbige          Fällung,    welche zuerst sich bildete und 50 g wog,  wurde abgetrennt, hierauf mehr     Reineckesalzlösung     zugegeben, bis sich keine weitere     Fällung    mehr bil  dete. Die rosafarbene Fällung wurde abgetrennt und  aus     destilliertem    Wasser umkristallisiert, worauf  kristallines, rosafarbenes     Kanamycin-Reineckesalz     (300 mg) erhalten wurde. Im Schmelzversuch färbte  es sich bei 191-193  C dunkel und zersetzte  sich bei 211-213  C. Das     zuerst    ausgefallene,    schwach rosafarbene Produkt enthielt ebenfalls       Kanamycin.     



  5. Ein in einem     400-Liter-Fermentator    aus rost  freiem Stahl befindliches     wässriges    Medium von  200 Liter Volumen wurde mit S.     kanamyceticus     (einer ausgewählten Subkultur des     K2-J-Stammes)     geimpft und fermentiert.

   Das Medium enthielt       2,011/o    Stärke,     1,011/o    Glucose,     1,211/o    Sojabohnenmehl,       0,311/o    Kochsalz,     0,0511/o        KCl,    0,05 0/0;     MgS04    ' 7     H20,          0,111/o        KZHP04,        0,211/o        CaC03    und     0,311/o        Pepton.     Der     pH-Wert    des Mediums betrug nach Sterilisation  7,0.

   Als     Antischaummittel    wurde     0,111/o    Sojabohnenöl  zugegeben. Nach 65 Stunden     Kultivation    unter Be  lüftung enthielt die Brühe 220     mcg/ml        Kanamycin.     Ihr     pH-Wert    betrug 8,0. Sie wurde filtriert, wobei  170 Liter Filtrat mit einem Gehalt von 210     mcg/ml          Kanamycin    erhalten wurden. Das Filtrat wurde durch  eine     Kationenaustauscherkolon.ne    geschickt.

   Der     Aus-          tauscher        bestund    aus 6 Litern      Amberlit        IRC-50      in der     Natriumform    bei einem     pH-Wert    von 8,0 und  befand sich in einer Kolonne von 15 cm Durchmesser.  Die     Durchflussmenge    betrug 30 Liter pro Stunde,  das heisst     1/1Z    Liter des Harzvolumens pro Minute.  Im weiteren wurden 30     ml    Wasser durch die Kolonne  geschickt, wobei die     Durchsatzgeschwindigkeit    30 Liter  pro Stunde betrug.

   Das vom Harz absorbierte       Kanamycin    wurde hierauf mit normaler Salzsäure       eluiert,    wobei die     Durchsatzgeschwind'igkeit    3 Liter  pro Stunde betrug. Das erste     Eluat    (6,5 Liter) ent  hielt keinerlei Aktivität. Die folgenden     Eluate    ent  hielten     Kanamycin:    90      /o    des     adsorbierten        Kanamy-          cins    erschienen im     Eluat    wieder, wobei dessen     pH-          Wert    höher als 2,0 war.

   Das die Aktivität enthal  tende     Eluat    (16 Liter) wurde auf einen     pH-Wert    von       7,5        mit        10        %iger        Natronlauge        eingestellt.        Es        wurde     hierauf auf 80 Liter verdünnt. Die. Ausbeute des       Brühefiltrates    betrug     8311/0.    Die verdünnte Lösung  wurde wiederum durch eine Harzkolonne durchlaufen  gelassen.

   Diese Kolonne enthielt 2 Liter      IRC-50 -          Harz    in der     Natriumform    mit einem     pH-Wert    von  7,5. Der Durchmesser der Kolonne betrug 5 cm. Die       Durchsatzgeschwindigkeit    lag bei 10 Litern pro  Stunde. Die Kolonne wurde mit 20 Litern Wasser  mit einer     Durchsatzgeschwindigkeit    von 10 Litern  pro Stunde ausgewaschen, hierauf wurde das     ad'sor-          bierte        Kanamycin    mit normaler Salzsäure     eluiert.     Die     Durchsatzrate    betrug hierbei 3,0 Liter pro Stunde.

    Wie in der     vorgängigen        Eluierung,    .erschien das       Kanamycin    im     Elüat,    dessen     pH-Wert    höher als 2,0  lag. Das aktive     Eluat    (4,5 Liter), wurde auf einen       pH-Wert    von 6,0 eingestellt, indem diesem ein       Anionaustauscherharz         Amberl.it -IR-4B     (Marken  produkt) in der     Hydroxy1form    zugegeben wurde.

          Amberlit        IR-4B     ist ein schwach basischer     Anion-          austauscher    des Typs, wie er in der amerikanischen  Patentschrift Nr.     2591573beschrieben    ist. Das der  art behandelte     Eluat    wurde im Vakuum bei unge  fähr 40  C auf 500     ml    eingeengt. Zu dem derart       erhaltenen    Konzentrat wurden 5 ml Methanol zuge  geben und die unlöslichen Teile abgetrennt.

   Das      Filtrat wurde im Vakuum bei     ungefähr        40     C auf  250 ml weiter     eingeengt    und zur konzentrierten Lö  sung 2,5 Liter Aceton zugegeben, wobei 65 g       Kanamycin    in Form eines leicht braunen Pulvers  erhalten wurden. Der Wirkungswert dieses Pulvers  betrug 350     nie        g/rng.     



  6. Das     bräunlich-weisse        Kanamycin    (5 g)     erhalten          nach        Beispiel        5,        wurde        in        50        ml        60%igem,        wässrigem     Methanol gelöst, der unlösliche Anteil abgetrennt  und zum Filtrat 40     tn1    60      /oiges,        wässriges    Methanol,  enthaltend 2000 mg     Ammoniumsulfat        zugefügt,

       worauf das ausgefallene     Kanamycinsulfat        abfiltriert     und mit 50 ml     80 /oigem,        wässrigem    Methanol ge  waschen und getrocknet wurde. Auf diese Weise  wurden 4,5g     Kanamycinsulfat    in Form     eines    hell  braunen Pulvers erhalten. Sein Wirkungswert betrug  370     mcg/mg.     



  7. Werden die nach der Arbeitsweise des vor  stehenden Beispiels 4 erhaltenen     salzsauren,        kana-          mycinhaltigen        Eluate    des     Kationenau,stausch-Pro-          zesses    im Vakuum eingedampft und -das erhaltene  feste Material einer     Gefriertrocknung        unterworfen,     so erhält man rohes     Kanamycin-Hydrochlorid.     



  10 g derart hergestelltes     KanamycinrHydro-          chlorid,    dessen     Wirkungswert    535     mcg/rng        betrug,     wurden in 100 ml     900/uigem,        wässrigem    Methanol  gelöst und durch eine     Tonerdekolonne    hindurch  laufen gelassen. Die Kolonne von 1,5 cm Durch  messer enthielt 140 g Tonerde, welche mit Schwefel  säure behandelt worden war. Sie wurde mit Methanol  entwickelt.

   Das erste     Eluat    von 200 m1 enthielt kein       Kanamycin.    Das zweite     Eluat    (128     ml)    erwies sich  antibakteriell wirksam und wurde im Vakuum ein  gedampft, worauf 4,681g     Kanamycin-Hydrochlorid     in Form eines weissen Pulvers erhalten wurden. Der       Wirkungswert    dieses Pulvers betrug 560     mcg/mg.     Nach demselben Verfahren wurden aus dem dritten       Eluat    (115 ml) 2,205g festen weissen     Kanamycin-          Hyd@rochlorids    erhalten.

   Der Wirkungswert des letzte  ren betrug 615     mcg/mg.    Danach wurde das gelbe       Pigment    von der Kolonne     ad'sorbiert    und das     Kana-          mycin,-Hydrochlorid    in Form     eines    farblosen Pulvers  erhalten.

   Das von der Kolonne     adsorbierte    gelbe  Pigment wurde mittels weiterer     Eluierung        mit          50        %        igem,        wässrigem        Methanol        und        destilliertem     Wasser     herausgelösit.     



  B. 4 g festes     Kanamycin@-Hydrochlorid,    herge  stellt wie in den Beispielen 4 und 7 beschrieben,  dessen Wirkungswert 500     mcg/mg    betrug, wurden  in 200 ml Methanol gelöst und nach Eindampfen auf  80 ml durch eine Kolonne geschickt, welche 5 g  Aktivkohle und 25 g pulverförmige     Cellulose    ent  hielt. Die Kolonne wurde mit Methanol entwickelt.  Das erste     Eluat    (50     ml)    enthielt kein     Kanamycin.     Das zweite     Eluat    (60 ml) wurde     eingedampft,    wobei  364 mg     Kanamycin-Hydrochlorid    anfielen.

   Der Wir  kungswert des letzteren betrug 720     mcg/mg.    Das       diritt.e        Eluat    (46 ml) ergab 381 mag     Kanamycin-          Hydrochlorid    in Form von Pulver. Der Wirkungs  wert des letzteren lag bei 616     mcg/mg.    Aus dem    vierten     Eluat    (55 ml) wurden 1,873 mg weissen       Kanamycin-Hydrochlorids        erhalten,    dessen     Wir-          kungswert    483     mcg/mg    betrug.

   Das     fünfte        Eluat     (55     md)    ergab 956,6 mg in Form eines weissen Pul  vers mit einem Wirkungswert von 410     meg/mg.    Alle  hierbei erhaltenen festen Substanzen waren farblos.  



  9. S.     kanamyceticus    wurde in einer Schüttel  kultur unter Luftzutritt 4 Tage lang bei 28  C     ge-          züchtet,        wobei        das        wässrige        Nährmedium        1,0%        Stärke,          1,5        %        Sojabohnenmehl        und        0,3        %        Kochsalz        bei     einem anfänglichen     pH-Wert    von 7,0 enthielt.

   Die  Kulturbrühen von 25 Flaschen wurden vereinigt und  filtriert. Der     pH-Wert    des Filtrates     betrug    8,2 und  das Filtrat enthielt 400     mcg/ml        Kanamycin.    Das  Filtrat (3,100 ml) wurde durch eine     Harzkolonne,     enthaltend      IRC-5,0         durchgeschickt.    Die Kolonne  enthielt 100 ml des Harzes     in    dessen     Natriumform     aus dem     pH-Wert    8,0.

   Nach der     Absorption    wurde  die     Kolonne:    mit 500     ml    Wasser ausgewaschen     und     das     adsorbierte        Kanamycin    mit normaler Salzsäure       eluiert,    wobei das     E1uat    in Abschnitte von je 20 ml  unterteilt wurde. Die antibakterielle Aktivität war im  vierten bis zum neunten Abschnitt enthalten. Diese  Abschnitte wurden vereinigt und ihr     pH-Wert    auf  6,0 eingestellt.

   Die Lösung wurde im Vakuum auf  12     ml        eingeengt    und die unlöslichen Verunreinigungen       abfiltriert.    Zum Filtrat wurde     Reineckesalz    zugegeben.  Die zuerst     entstandene        Fällung    war leicht rosafarben,  wog 50 mg, enthielt     Kanamycin    und wurde abge  trennt.

   Zum Filtrat wurde weitere     Reineckesalz-          lösung    zugegeben, bis keine Fällung mehr     entstund.     Die rosafarbenen Fällungen wurden     abgetrennt    und  getrocknet, wobei sich 544 mg     Kanamycin-Reinecka-          salz        ergaben        und        ungefähr        30        %        der        antibakteriellen     Aktivität in der Lösung verblieben. Die vereinigten  Fällungen wurden zu 12 ml     destilliertem    Wasser zuge  geben, auf 60  C erwärmt und filtriert.

   Das derart  erhaltene Filtrat wurde abgekühlt und die     Kanamycin-          Reineckesalzkristalle    auf diese Art gewonnen. Zur  Mutterlauge wurde     Kanamycin-Reineckesalz    zugesetzt  und nach erneutem Heizen auf 60  C und Abkühlen  der zweite Anteil kristallinen     Kanamycin-R.einecke-          salzes    abgetrennt. Dieses Verfahren wurde weitere  drei Male wiederholt.

   Auf diese Weise wurden 300 mg       kristallinen        Kanamycin-Reineckesalzes    isoliert. 140 mg  dieses Salzes wurden zu 105 m1 destilliertem Wasser  zugegeben und zur Lösung 2,5 normale Salzsäure in       Pyridin    tropfenweise zugefügt, bis sich keine     Fällung     mehr bildete. Die Fällung wurde     abzentrifugiert,     der Gefriertrocknung unterworfen und mit Aceton       gewaschen.        Hierbei    wurden 60 mg     Kanamycin-          Hydrochlorid        in,    Form     einer    hygroskopischen, weissen,  festen Substanz erhalten.  



  10. 10 g     Kanamycin-Hydrochlorid    vom Wir  kungswert 450     mcg/mg,    erhalten gemäss Beispiel 5,  wurden in einem Liter     destilliertem    Wasser gelöst  und der     pH-Wert    auf 6,4     eingestellt.    Die Lösung  wurde mit einer     Durchsatzrate    von 10     ml    pro Minute  durch eine     Kolonne    von 75     ml         IRC-50    Harz  in       Natriumform    bei einem     pH-Wert    von 6,4 durch      laufen gelassen.

   Nachdem die Kolonne mit 50     ml     Wasser nachgewaschen worden     war,    wurde das ad  sorbierte     Kanamycin    mit 5     o/oigem    Ammonium  hyd!roxyd     eluiert.    Das erste     Eluat    (80     ml)    zeigte  keine antibakterielle Aktivität, während das weitere       Eluat    (130     ml)    das     Kanamycin    enthielt. Der     pH-Wert     dieses     Eluates    lag höher als 10,0. Es wurde im  Vakuum bei ungefähr 40 C auf 22 ml eingeengt.

    Die Ausbeute in dieser     konzentrierten    Lösung war  <B>97,80/a.</B> Die konzentrierte Lösung wurde durch eine  Kolonne, enthaltend 20g Aktivkohle der Maschen  zahl     100-250    durchlaufen gelassen. Der Kolonnen  durchmesser betrug 2 cm. Die Kolonne wurde hierauf  mit 160 ml destilliertem Wasser ausgewaschen und       chromatographisch    mit 0,5 normaler Schwefelsäure       entwickelt.    Die durchlaufende Lösung     wurde    in un  gefähr 20 ml umfassende Portionen     unterteilt.    Das       Kanamycin-Sulfat    erschien von der     fünften    Fraktion  an.

   Die erste bis vierte Fraktion, deren     pH-Werte    bei  6,2 bis 6,4 lagen, enthielt kein     Kanamycin,.    Beinahe  die gesamte     Kanamycinmenge    wurde in der fünften  bis und mit der achten Fraktion gefunden, wobei sich  folgende     Werte    ergaben:

         Fünfte    Fraktion     pH    = 8,2, 22,0     ml,    16,9     mg/ml;     sechste Fraktion     pH    = 8,6, 23,0     rnl,    65,3     mg/ml;     siebente Fraktion     pH    = 8,6, 20,0     ml,    55,0     mg/ml;     achte Fraktion     pH    = 4,6, 22,0 ml, 47,5     mg/ml;

         neunte Fraktion     pH    = 1,0, 22,0     ml,    4,2     mg/ml.       Zur sechsten Fraktion wurden 23,0     ml    Methanol       zugefügt    und hierbei kristallines     Kanamycin-Sulfat     ausgefällt, welches     abfiltriert    und getrocknet wurde.  Es ergaben sich hierbei 1,39 g kristallines     Kanamycin-          Sulfat.    1,2 g dieses kristallinen     Sulfates        wurden    in  8 ml Wasser gelöst, auf     45     C erwärmt und 6,5 ml  Methanol unter     Rühren    und Kühlung zugefügt.

   Hier  bei fiel     Kanamycin-Sulfat    (1;07 g) aus in kristalliner  Form.     Mikroskopisch        betrachtet,    erwies es sich als  farblose, plattenförmige Kristalle. Es     schmolz    nicht  bis 250  C.    Analyse:  C = 35,97, 35,89; H = 6,51, 6,56;       N        =        9,13,        8,92;        S        =        3,47'%.          [a]D    =     -f-    121 .

           Gewünschtenfalls,    und wenn die pharmazeutische       Verträglichkeit    gewährleistet ist,     können        zu    dem    erfindungsgemäss hergestellten Antibiotikum andere  Medikamente zugemischt werden, wie z.

   B.     Anti-          histaminverbindungen,        Sulfadrogen,        Stimulantien,          Lokalanästhetica,    Analgetika,     Laxiermittel,    Sedativa,       Penicillinsalze    und andere antibiotische     Agentien,     wie     Streptomycin    oder     Tetracyclin,    ferner Vitamine,  Hormone oder     antifungal    wirkende     Agentien.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Kanamycin, da durch gekennzeichnet, dass man einen Stamm von Streptomyces kanamyceticus nov. spec. in einem Kohlehydrate und stickstoffhaltige Verbindungen ent haltenden wässrigen Nährmedium aerob kultiviert und .das Antibiotikum aus der Fermentationsbrühe abtrennt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man submers bei einer Temperatur zwischen 27 und 32 C und während einer Dauer von 3 bis 5 Tagen kultiviert. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Nährmedium verwendet wird, welches Stärke und Sojabohnenmehl enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nähr- medium 2,0% Stärke und 121/o. Sojabohnenmehl enthält. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Abtrennung des Antibiotikums die Fermentationsbrühe in Gegenwart einer Träger substanz, z.
    B. Laurin- oder Stearinsäure, mit Butanol extrahiert wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Antibiotikum aus der Fermen- tationsbrühe vermittels Adsorption an einem Kat- ionenaustauscherharz abgetrennt wird. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d'ass ein Kat- ionenaustausche.r vom Carboxylsäure-Typ, vorzugs weise ein Copolymeres von Methacrylsäure und Divinylbenzol:, verwendet wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kanamycin in ein nichttoxisches Salz, insbesondere in das Hydrochlorid oder Sulfat, übergeführt wird.
CH5017657A 1956-09-05 1957-09-05 Verfahren zur Herstellung von Kanamycin CH363442A (de)

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