CH625556A5 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- CH625556A5 CH625556A5 CH1450077A CH1450077A CH625556A5 CH 625556 A5 CH625556 A5 CH 625556A5 CH 1450077 A CH1450077 A CH 1450077A CH 1450077 A CH1450077 A CH 1450077A CH 625556 A5 CH625556 A5 CH 625556A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- penicillin
- bed
- catalyst
- solution
- apa
- Prior art date
Links
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 claims description 41
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 41
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 claims description 32
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 claims description 24
- NGHVIOIJCVXTGV-UHFFFAOYSA-N 6beta-amino-penicillanic acid Natural products OC(=O)C1C(C)(C)SC2C(N)C(=O)N21 NGHVIOIJCVXTGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 13
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 13
- 108010073038 Penicillin Amidase Proteins 0.000 claims description 12
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 241000588777 Providencia rettgeri Species 0.000 claims description 8
- 229940056360 penicillin g Drugs 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 5
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- NGHVIOIJCVXTGV-ALEPSDHESA-N 6-aminopenicillanic acid Chemical compound [O-]C(=O)[C@H]1C(C)(C)S[C@@H]2[C@H]([NH3+])C(=O)N21 NGHVIOIJCVXTGV-ALEPSDHESA-N 0.000 description 19
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 9
- 230000020176 deacylation Effects 0.000 description 8
- 238000005947 deacylation reaction Methods 0.000 description 8
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108700023418 Amidases Proteins 0.000 description 2
- 241000901842 Escherichia coli W Species 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 2
- 229930195708 Penicillin V Natural products 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000005922 amidase Human genes 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229940056367 penicillin v Drugs 0.000 description 2
- BPLBGHOLXOTWMN-MBNYWOFBSA-N phenoxymethylpenicillin Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)COC1=CC=CC=C1 BPLBGHOLXOTWMN-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MTPJEFOSTIKRSS-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propanenitrile Chemical compound CN(C)CCC#N MTPJEFOSTIKRSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- -1 Facrylamide Chemical compound 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192041 Micrococcus Species 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- AZCVBVRUYHKWHU-MBNYWOFBSA-N Penicillin X Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 AZCVBVRUYHKWHU-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- 241000588769 Proteus <enterobacteria> Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010933 acylation Effects 0.000 description 1
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IYNDLOXRXUOGIU-LQDWTQKMSA-M benzylpenicillin potassium Chemical compound [K+].N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C([O-])=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 IYNDLOXRXUOGIU-LQDWTQKMSA-M 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229940116441 divinylbenzene Drugs 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- DCUFMVPCXCSVNP-UHFFFAOYSA-N methacrylic anhydride Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(=O)C(C)=C DCUFMVPCXCSVNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 235000019371 penicillin G benzathine Nutrition 0.000 description 1
- AZCVBVRUYHKWHU-UHFFFAOYSA-N penicillin X Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 AZCVBVRUYHKWHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000019814 powdered cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003124 powdered cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D499/00—Heterocyclic compounds containing 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. penicillins, penems; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
- C07D499/21—Heterocyclic compounds containing 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. penicillins, penems; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring with a nitrogen atom directly attached in position 6 and a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2
- C07D499/42—Compounds with a free primary amino radical attached in position 6
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/873—Proteus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Description
La présente invention concerne des pénicillines, la déacyla-tion enzymatique de pénicillines pour former l'acide 6-aminopé-nicillanique.
L'acide 6-aminopénicillanique, couramment appelé 6-APA, est un composé intermédiaire dans la préparation de pénicillines synthétiques et on l'obtient, entre autres, par déacylation de pénicillines. Cette transformation a été effectuée par des techniques tant chimiques que biochimiques. La transformation chimique, dont on trouve l'illustration dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 499 909, présente l'inconvénient d'être un procédé à plusieurs étapes qui nécessite le maintien de basses températures avec une grande dépense d'énergie et un appareillage spécialisé. La transformation biochimique utilise l'enzyme appelé pénicilline-acylase ou pécilline-amidase. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 260 653, l'activité enzymatique est fournie par certaines bactéries ou certains extraits bactériens. Ce mode d'obtention ne donne pas entière satisfaction pour la production industrielle de 6-APA, attendu que le produit est contaminé par l'enzyme et/ou par des cellules microbiennes, que l'on doit ensuite éliminer lorsqu'on isole le produit, et l'enzyme est utilisé une seule fois. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 953 291 tente de remédier aux problèmes de la contamination du produit et de l'utilisation non rationnelle de l'enzyme en utilisant des cellules microbiennes immobilisées produisant de la pénicilline-amidase. Toutefois, un tel procédé utilisant des cellules immobilisées est encore caractérisé par une faible productivité, attendu que lorsqu'il est mis en œuvre en régime discontinu, il souffre de sa discontinuité et des manipulations excessives de la matière cellulaire immobilisée, tandis que dans sa mise en œuvre sur colonne, il présente l'inconvénient d'un réglage insuffisant du pH et d'une exploitation de l'enzyme au-dessous des conditions optimales.
L'utilisation d'un catalyseur formé d'une couche peu épaisse de cellules microbiennes pour I'isomérisation continue du glucose en fructose a été décrite dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 694 314 et N° 3817 832. Il y est indiqué que la couche est utilisée sous faible épaisseur pour minimiser la chute de pression de part et d'autre du catalyseur, la transformation désirée étant obtenue par passage de la charge aqueuse traitée sur plusieurs lits alignés en série.
On vient de découvrir que des pénicillines peuvent être transformées en 6-APA d'une manière simple et efficace par un recyclage rapide d'une solution aqueuse de pénicilline sur un lit peu profond formé de particules catalytiques de pénicilline-acylase dans des conditions réglées de température et de pH. En conséquence, la présente invention concerne un procédé de transformation enzymatique d'une pénicilline en 6-APA, pro-5 cédé qui consiste à recycler une solution aqueuse de la pénicilline à travers un lit dont l'épaisseur peut atteindre 6 cm et qui est formée d'un catalyseur en particules immobilisées contenant de la pénicilline-acylase, à un débit d'au moins 0,4 volume de lit par minute tout en maintenant la solution à une température de io 15 à 45 °C et à un pH de 6,5 à 9,0 et en poursuivant le recyclage jusqu'à ce que la pénicilline soit à peu près totalement transformée en 6-APA. De préférence, la pénicilline est le sel de potassium de la pénicilline G, le lit a une profondeur de 2 à 3 cm, le catalyseur en particules est formé de cellules immobilisées de 15 Proteus rettgeri contenant l'enzyme, la température est égale à 35-40 °C et le pH est égal à 7,5—8,2.
Par un recyclage rapide de la charge traitée sur un lit peu profond de catalyseur en particules, le procédé de la présente invention est donc capable d'optimiser la transformation des 2o pénicillines en 6-APA, attendu qu'il remédie aux problèmes jusqu'à présent restés sans solution du réglage de pH et de débit dans le cas d'une déacylations continue sur colonne, et de la manipulation excessive de catalyseur dans le cas de déacylations discontinues. L'aptitude du procédé de l'invention à régler le pH 25 est très importante, attendu que la déacylation engendre un acide carboxylique qui doit être neutralisé, que l'enzyme a son optimum d'activité dans une plage étroite de pH et que le corps réactionnel et le produit sont tous deux sensibles aux extrêmes de pH. Etant donné que ce réglage peut être effectué avec un 30 minimum de chute de pression de part et d'autre du lit, le procédé présente en outre l'avantage de pouvoir utiliser l'appareillage classique de traitement.
Le procédé de l'invention se prête à la déacylation de toute pénicilline hydrosoluble. Des exemples représentatifs de péni-35 cillines comprennent, à titre non limitatif, la pénicilline G (ben-zylpénicilline), la pénicilline X (parahydroxybenzylpénicilline) et la pénicilline V (phénoxyméthylpénicilline). On donne la préférence à la pénicilline G sous la forme de son sel de potassium ou de sodium. La concentration de la pénicilline utilisée comme 40 substrat dans la solution aqueuse n'est pas déterminante et varie normalement d'environ 1 à 20 g/100 ml de solution.
L'expression «catalyseur en particules contenant la pénicil-Iine-acylase immobilisée» ou toute expression équivalente signifie que la pénicilline-acylase ou tout micro-organisme élaborant 45 cet enzyme est emprisonné dans une masse de particules insolubles dans l'eau, d'origine organique ou inorganique, ou attaché à ces particules ou fixé à leur surface de telle manière que l'activité de l'enzyme soit retenue. Des exemples convenables de micro-organismes producteurs de pénicilline-acylase compren-50 nent des micro-organismes appartenant aux genres Proteus, Escherichia, Streptomyces, Nocardia, Micrococcus, Pseudomonas, Alkaligenes et Aerobacter, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 260 653 et N° 3 953 291 précités. Les procédés usuels utilisés pour immobiliser de la sorte des enzymes et des cellules microbiennes comprennent la liaison par covalence au support, l'emprisonnement dans le support, l'ad-sorption physique sur le support et la réticulation avec un réactif bifonctionnel pour former le support. Des exemples de ces techniques d'immobilisation sont donnés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 645 852, N° 3 708 397, N° 3 736 231, N° 3 779 869, N° 3 925 157, N° 3 953 291 précité et N° 3 957 580. Comme indiqué dans ces références, le support est habituellement un polymère ou un copolymère de monomères tels que le méthacrylate de glycidyle, l'anhydride d'acide métha-crylique, l'acryloylamide, Facrylamide, le styrène, le divinylben-zène ou le glucose, ou bien il peut s'agir de substances telles que la bentonite, le carbone en poudre, l'oxyde de titane, l'alumine ou le verre. Un catalyseur très avantageux est un catalyseur dans
60
3
625 556
lequel des cellules de Proteus rettgeri renfermant de la pénicil-line-acylase sont immobilisées par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 957 580. De tels catalyseurs en particules ont normalement une activité d'environ 200 à 5000 unités (micromoles de pénicilline G déacylée par heure) par gramme de catalyseur sur base sèche.
Le catalyseur en particules est utilisé sous la forme d'une couche peu épaisse à travers laquelle on recycle rapidement la charge traitée. On entend désigner par couche peu épaisse une couche ayant une épaisseur pouvant atteindre 6 cm. L'épaisseur réelle de la couche est déterminée par la productivité désirée du groupe de transformation, par l'activité du catalyseur en particules et, dans le cas d'un catalyseur formé de cellules microbiennes immobijisées, par la concentration des cellules dans le catalyseur en particules. La couche doit être assez profonde pour fournir une activité enzymatique suffisante pour la productivité désirée du groupe de transformation et elle ne doit pas être assez profonde pour s'opposer à l'écoulement désiré, comme indiqué ci-après. Parfois, il peut être judicieux d'adjoindre au catalyseur une matière en particules telle que de la terre de diatomées, de la perlite ou de la cellulose en poudre que l'on ajoute en quantité pouvant atteindre environ 80% en volume du lit, de manière que ce dernier ait une structure plus poreuse. Des lits de 1 à 6 cm de profondeur satisfont normalement aux conditions requises de productivité et de débit. Des dispositifs particulièrement convenables pour la préparation de lits de ce genre comprennent un appareillage classique de filtration tel qu'un filtre à feuillets horizontaux travaillant sous pression ou un filtre-presse formé de plaques filtrantes séparées par des cadres.
La transformation est conduite dans des conditions réglées de température et de pH pour maximiser la productivité tout en minimisant la dégradation du substrat du produit et du catalyseur. La température est limitée à une valeur comprise entre 15 et 45 °C et de préférence entre 35 et 40 °C. L'activité du catalyseur diminue considérablement à des températures très inférieures à 15 °C, tandis qu'à des températures dépassant beaucoup 45 °C, il y a une décomposition considérable de la pénicilline et du 6-APA et une dénaturation sensible du catalyseur. Comme indiqué précédemment, le réglage du pH est déterminant pour l'obtention d'un taux élevé de transformation de la pénicilline en 6-APA, et le pH utilisé dans le procédé est donc limité à une valeur de 6,5 à 9,0. Un pH très inférieur à 6,5 entraîne une réduction considérable de l'activité enzymatique et favorise la dégradation de la pénicilline, tandis qu'un pH très supérieur à 9,0 accélère non seulement la dégradation de la pénicilline, mais aussi la dénaturation de l'enzyme. Le pH est de préférence maintenu entre 7,5 et 8,2 lorsque le catalyseur est préparé à partir de cellules de Proteus rettgeri.
Dans la pratique, la majeure partie de la charge traitée est maintenue à la température et au pH désirés dans une cuve ou un bac équipé d'un agitateur. Une petite portion de la charge est amenée à passer en continu sur le lit de catalyseur et elle est rapidement recyclée dans la cuve où l'acide formé au cours du passage à travers le lit est neutralisé à l'aide d'une base convenable telle que l'hydroxyde de sodium pour maintenir le pH dans la plage désirée. Un tel circuit peut être conçu pour un fonctionnement discontinu, semi-continu ou continu.
Le débit de la charge traitée sur le lit de catalyseur revêt également une importance déterminante pour assurer la transformation optimale de pénicillines en 6-APA et il doit être au moins égal à 0,4 volume de lit par minute. Des débits très inférieurs à cette valeur entraînent non seulement une réduction considérable de l'exploitation du catalyseur par suite d'une moins bonne diffusion du substrat et du produit dans le lit de catalyseur, mais favorisent également la dégradation du substrat, du produit et du catalyseur par suite d'une concentration locale de l'acidité présente dans le lit.
Le recyclage de la charge traitée sur le lit de catalyseur est poursuivi jusqu'à ce que la pénicilline contenue dans la charge traitée ait été sensiblement transformée (au moins 80%). Le 6-APA contenu dans la charge traitée peut ensuite être isolé ou 5 amené à réagir afin de former une pénicilline désirée, par des moyens classiques.
Le procédé de l'invention est illustré par les exemples suivants, donnés à titre non limitatif.
Exemple 1
10 Un bouillon de fermentation de Proteus rettgeri [ATCC 31052 (ATCC 9250) ; culture Pfizer 18470-76-60], produit en immersion dans des conditions aérobies à 28 °C et à un pH égal à 6,8-7,0 sur un substrat de caséine lactique, est centrifugé et les cellules séparées sont lavées avec de l'eau. Une suspension de 15 317 kg des cellules lavées dans 2120 litre d'eau est traitée avec 16,3 kg de glutaraldéhyde en solution aqueuse à 25 % en poids et agitée pendant 17 minutes à 21 °C. On ajoute à la suspension traitée sous atmosphère d'azote 162,6 kg de méthacrylate de glycidyle et on agite la suspension pendant 2 heures à 22 °C. 20 Ensuite, on ajoute 30,4 kg de N,N'-méthylènebisacrylamide, 27,6 kg de diméthylaminopropionitrile et 3,3 kg de persulfate d'ammonium et on agite le mélange pendant 2 heures à 25-33 °C, à un pH de 7,1. On filtre la suspension réactionnelle et on la lave avec de l'eau pour obtenir un catalyseur de déacylation 25 en particules humides contenant 918 unités de pénicilline-acy-lase par gramme de catalyseur sur base sèche.
Un mélange de catalyseur humide (5,1 kg sur base sèche) et de 7,1 kg de terre de diatomées (auxiliaire de filtration) est dilué avec de l'eau pour former une suspension dont la teneur en 30 matières solides est d'environ 160 g/1. Un filtre-presse à feuillets horizontaux, formé de 8 feuillets de 46 cm de diamètre, est maintenu sous pression manométrique d'eau de 2,7 bars. La suspension de catalyseur est ensuite chargée sur le filtre à un débit d'environ 20 litres/minute, le filtrat étant recyclé dans la 35 cuve de suspension jusqu'à ce qu'il soit essentiellement clair. Le lit de catalyseur résultant est chargé uniformément sur les feuillets du filtre en une épaisseur de 2,3 cm sur le feuillet supérieur et de 2,8 cm sur chacun des 7 feuillets restants. Le volume de lit est d'environ 37 litres, la charge totale d'activité étant de 40 4,32 X106 unités.
On prépare une solution aqueuse de sel de potassium de pénicilline G en dissolvant 3,0 kg de la pénicilline (pureté 97,1 %) dans un volume suffisant d'eau, dans un réservoir 45 équipé d'un agitateur, pour que le volume final soit égal à 130 litres. La solution est ensuite recyclée à travers la couche de catalyseur et ramenée au réservoir, la solution réactionnelle dans le réservoir étant maintenue à une température de 37 à 29 °C à l'aide d'un échangeur externe de chaleur dans le conduit so de retour et à un pH égal à 7,8-8,1 par l'addition par portions d'hydroxyde de sodium 1 N. On poursuit le recyclage jusqu'à ce que la pénicilline ait été transformée à plus de 90% en 6-APA, ce que l'on détermine d'après la quantité ajoutée de NaOH. On vide ensuite le circuit et on le rince avec environ 12 litres d'eau, 55 on prépare une solution neuve de pénicilline et on reprend le recyclage. Un échantillon du liquide obtenue en rassemblant le produit et la liqueur de rinçage du circuit est extrait deux fois à un pH égal à 2,3 et à une température de 10 °C avec 0,25 volume d'acétate d'éthyle et l'échantillon extrait est analysé 60 pour déterminer le titre de 6-APA.
Le tableau I récapitule les résultats obtenus lorsque plusieurs cycles consécutifs ont été accomplis dans le circuit:
Tableau I
65 Cycle'1 ' 1 3 4 5 6
Charge, en kg de sel de potassium de pénicilline G 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
625 556
4
Tableau I
Cycle'1'
1
3
4
5
6
Chute de pression
de part et d'autre
du lit, bars
Stade initial
2,9
3,0
2,9
2,8
2,8
Stade final
2,9
3,0
2,8
2,8
2,8
Débit de recyclage,
litre/minute
Stade initial
66
50
50
50
50
Stade final
58
50
50
48
48
Durée de réaction,
heures/mole
0,83
0,86
1,01
1,03
1,20
Taux de transfor
mation, %
93
96
96
93
96
Rendement en
6-APA, %(2)
94
82
89
94
86
(1) Le cycle 2 a avorté en raison d'une panne d'électricité; les résultats ne sont pas significatifs.
(2) Rendement stoechiométrique sur la base de la pénicilline transformée.
Le produit extrait au solvant peut être concentré à 40 °C et à un pH égal à 7 et le 6-APA contenu dans le concentré peut être cristallisé à un pH égal à 3,6 ou transformé par acylation en une pénicilline désirée.
Le circuit ci-dessus peut avantageusement être conduit à un pH égal à 9,0 et à 45 °C ou un pH égal à 6,5 et à 15 °C en utilisant un lit de catalyseur de profondeur comprise entre 1 et 6 cm, avec un débit de recyclage à travers le lit de 0,4 volume de lit par minute ou plus.
Exemple 2
Des cellules immobilisées de Proteus rettgeri en particules humides (5,1 kg sur base sèche) préparées comme indiqué dans l'exemple 1 et contenant 690 unités de pénicilline-acylase par gramme de catalyseur sur base sèche sont rassemblées avec 5,1 kg de terre de diatomées (auxiliaire de filtration) dans un volume d'eau suffisant pour former une suspension ayant une teneur en matières solides d'environ 90 g/1.
Un filtre-presse à plaques et cadres comportant 16 cadres délimitant chacun une chambre de 2,54 cm de profondeur et de 723 cm2 de superficie, pour un volume total des chambres de 29,4 litres, est mis sous pression manométrique d'eau de 1,4 à
1,7 bar. La suspension de catalyseur est ensuite introduite dans ce filtre à un débit constant jusqu'à ce que le lit soit entièrement formé, la chute de pression de part et d'autre des lits étant portée à 2,7 bars et le filtrat étant recyclé jusqu'à ce qu'il soit 5 limpide. On réalise ainsi une charge uniforme des chambres, chacune de ces dernières étant remplie à 85-90%. La charge totale d'activité est de 3,5 X106 unités.
On prépare des solutions aqueuses de pénicilline et on fait fonctionner le circuit de recyclage comme dans l'exemple 1 en io utilisant le sel de potassium de la pénicilline G (pureté 96,7 %), un volume de solution de 50 litres, une température de travail de 37 à 39 °C et un pH de 7,8 à 8,0, ainsi qu'un volume de rinçage du circuit de 20 litres. Le tableau II récapitule les résultats obtenus dans la conduite de cet ensemble:
15
Tableau II Cycle
Charge, kg de sel de potassium de pénicilline G 2G Chute de pression de part et d'autre du lit, bars Stade initial Stade final
Débit de recyclage, I/min 25 Stade initial Stade final
Durée de réaction, h/mole Taux de transformation, %
Rendement en 6-APA, %
30
(1 ) Le lit de catalyseur est déchargé du filtre après le cycle 3, remis en suspension dans l'eau et rechargé sur le filtre pour le quatrième cycle.
(2) Rendement en 6-APA isolé: 91 %.
35 Des cellules d'Escherichia coli ATCC 9637 contenant de la pénicilline-acylase peuvent avantageusement remplacer les cellules de Proteus rettgeri dans cette transformation.
La pénicilline-acylase isolée de cellules microbiennes productrices de pénicilline-acylase, telles que Proteus rettgeri 40 ATCC 31052 et Escherichia coli ATCC 9637, et immobilisée de la manière indiquée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 925 157 pour former un catalyseur de déacylation en particules d'activité équivalente, peut aussi être substituée au catalyseur formé de cellules microbiennes immobilisées dans le 45 procédé de l'invention.
1
2
3(n
4
2,0
3,0
2,0
3,0
1,2
2,0
3,9
2,2
1,8
3,1
4,5
3,1
25
26
22
25
24
23
20
24
0,77
0,78
0,97
0,87
95
95
96
93
93
89
94
90<2)
C
Claims (5)
1. Procédé de transformation enzymatique d'une pénicilline en acide 6-aminopénicilIanique, dans lequel une solution aqueuse de ladite pénicilline est mise en contact avec un catalyseur en particules renfermant de la pénicilline-acylase immobilisée, caractérisé par le fait que la solution de pénicilline est recyclée sur un lit formé d'un catalyseur en particules à un débit d'au moins 0,4 volume de lit par minute, cependant que cette solution est maintenue à une température de 15 à 45 °C et à un pH de 6,5 à 9,0 et ce recyclage est poursuivi jusqu'à ce que la pénicilline soit pratiquement totalement transformée en ledit acide, la profondeur du lit pouvant atteindre 6 cm.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pénicilline est le sel de potassium de la pénicilline G.
2
REVENDICATIONS
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le lit a une profondeur de 2 à 3 cm.
4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le catalyseur en particules consiste en cellules immobilisées de Proteus rettgeri contenant ledit enzyme.
5. Procédé suivant la revendication î, caractérisé par le fait que la température de la solution est comprise entre 35 et 40 °C et le pH est compris entre 7,5 et 8,2.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/745,212 US4113566A (en) | 1976-11-26 | 1976-11-26 | Process for preparing 6-aminopenicillanic acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH625556A5 true CH625556A5 (fr) | 1981-09-30 |
Family
ID=24995717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1450077A CH625556A5 (fr) | 1976-11-26 | 1977-11-25 |
Country Status (29)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4113566A (fr) |
| JP (1) | JPS5369888A (fr) |
| AR (1) | AR218273A1 (fr) |
| AU (1) | AU500707B1 (fr) |
| BE (1) | BE861207A (fr) |
| BG (1) | BG32859A3 (fr) |
| CA (1) | CA1089383A (fr) |
| CH (1) | CH625556A5 (fr) |
| CS (1) | CS207715B2 (fr) |
| DD (1) | DD133674A5 (fr) |
| DE (1) | DE2752499C2 (fr) |
| DK (1) | DK144277C (fr) |
| ES (1) | ES464141A1 (fr) |
| FR (1) | FR2372166A1 (fr) |
| GB (1) | GB1537640A (fr) |
| HU (1) | HU176598B (fr) |
| IE (1) | IE45997B1 (fr) |
| IN (1) | IN147632B (fr) |
| IT (1) | IT1092206B (fr) |
| LU (1) | LU78585A1 (fr) |
| MX (1) | MX4233E (fr) |
| NL (1) | NL171821C (fr) |
| PH (1) | PH12580A (fr) |
| PL (1) | PL109707B1 (fr) |
| RO (1) | RO73018A (fr) |
| SE (1) | SE434157B (fr) |
| SU (1) | SU719504A3 (fr) |
| YU (1) | YU267977A (fr) |
| ZA (1) | ZA777018B (fr) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110763U (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-26 | 日産自動車株式会社 | パ−キングブレ−キ力伝達装置 |
| ES2135446T3 (es) * | 1992-04-24 | 1999-11-01 | Lilly Co Eli | Procedimiento para la preparacion de cefalosporinas. |
| US6107067A (en) * | 1998-07-06 | 2000-08-22 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Porous, non-macroporous, inorganic oxide carrier body for immobilizing microorganisms for bioremediation |
| MX357274B (es) | 2009-05-20 | 2018-07-02 | Xyleco Inc Star | Bioprocesamiento. |
| ES2429912B1 (es) * | 2012-05-14 | 2014-11-26 | Universidad Autónoma de Madrid | Polipéptido termoestable con actividad penicilina acilasa, variantes del mismo y sus aplicaciones |
| CN105254520B (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-07 | 国药集团威奇达药业有限公司 | 酶法合成阿莫西林结晶母液中d‑对羟基苯甘氨酸的回收方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3239427A (en) * | 1959-10-12 | 1966-03-08 | Pfizer & Co C | Production of 6-aminopenicillanic acid |
| US3817832A (en) * | 1970-11-09 | 1974-06-18 | Standard Brands Inc | Process for isomerizing glucose to fructose |
| US3694314A (en) * | 1970-11-09 | 1972-09-26 | Standard Brands Inc | Process for isomerizing glucose to fructose |
| IL39158A (en) | 1971-04-28 | 1977-08-31 | Snam Progetti | Enzymatic scission and synthesis of penicillins and cephalosporins |
| BE791748A (fr) * | 1971-11-23 | 1973-05-22 | Bayer Ag | Procede de production d'acide 6-aminopenicillanique par ruptureenzymatique de penicillines |
| DE2215539C2 (de) * | 1972-03-30 | 1984-08-02 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Neue wasserunlösliche Enzym-, insbesondere Penicillinacylase-oder Enzyminhibitor-Präparate |
| GB1400468A (en) * | 1972-07-22 | 1975-07-16 | Beecham Group Ltd | Enzyme preparation and use thereof |
| JPS5317674B2 (fr) * | 1973-05-30 | 1978-06-09 | ||
| CH597237A5 (fr) * | 1974-01-31 | 1978-03-31 | Biochemie Gmbh | |
| US3905868A (en) * | 1974-12-04 | 1975-09-16 | Pfizer | Enzymatic deacylation of benzyl- and phenoxymethylpenicillin tetrazoles |
-
1976
- 1976-11-26 US US05/745,212 patent/US4113566A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-10-25 SE SE7712006A patent/SE434157B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-11-01 IN IN360/DEC/77A patent/IN147632B/en unknown
- 1977-11-03 PH PH20397A patent/PH12580A/en unknown
- 1977-11-07 MX MX776530U patent/MX4233E/es unknown
- 1977-11-09 YU YU02679/77A patent/YU267977A/xx unknown
- 1977-11-15 ES ES464141A patent/ES464141A1/es not_active Expired
- 1977-11-15 IT IT51812/77A patent/IT1092206B/it active
- 1977-11-16 AR AR269997A patent/AR218273A1/es active
- 1977-11-17 BG BG037816A patent/BG32859A3/xx unknown
- 1977-11-17 RO RO7792151A patent/RO73018A/fr unknown
- 1977-11-23 CS CS777745A patent/CS207715B2/cs unknown
- 1977-11-24 CA CA291,675A patent/CA1089383A/fr not_active Expired
- 1977-11-24 DE DE2752499A patent/DE2752499C2/de not_active Expired
- 1977-11-25 IE IE2389/77A patent/IE45997B1/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 AU AU30979/77A patent/AU500707B1/en not_active Expired
- 1977-11-25 PL PL1977202402A patent/PL109707B1/pl unknown
- 1977-11-25 SU SU772545994A patent/SU719504A3/ru active
- 1977-11-25 DK DK524977A patent/DK144277C/da active
- 1977-11-25 JP JP14146477A patent/JPS5369888A/ja active Granted
- 1977-11-25 DD DD7700202261A patent/DD133674A5/xx unknown
- 1977-11-25 GB GB49198/77A patent/GB1537640A/en not_active Expired
- 1977-11-25 HU HU77PI605A patent/HU176598B/hu unknown
- 1977-11-25 CH CH1450077A patent/CH625556A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 BE BE182929A patent/BE861207A/fr not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 LU LU78585A patent/LU78585A1/fr unknown
- 1977-11-25 NL NLAANVRAGE7712999,A patent/NL171821C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-11-25 ZA ZA00777018A patent/ZA777018B/xx unknown
- 1977-11-25 FR FR7735615A patent/FR2372166A1/fr active Granted
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leonida | Redox enzymes used in chiral syntheses coupled to coenzyme regeneration | |
| Linko et al. | Industrial applications of immobilized cells | |
| BE1000940A3 (fr) | Procede de production d'une composition pour aliments pour animaux. | |
| Senthuran et al. | Lactic acid fermentation in a recycle batch reactor using immobilized Lactobacillus casei | |
| EP0206904B1 (fr) | Procédé de production enzymatique de L-alpha-aminoacides à partir d'chi cétoacides | |
| CH625556A5 (fr) | ||
| EP0042395A1 (fr) | Enzymes immobilisees sur un support solide. | |
| FI79557C (fi) | Foerfarande foer isomerisering av glukos till fruktos. | |
| FR2461753A1 (fr) | Procede de preparation d'une cephalosporine par fermentation et micro-organisme destine a la mise en oeuvre de ce procede | |
| JPH1175885A (ja) | ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸カルシウム塩の製造方法 | |
| JPH0499495A (ja) | Ｒ（‐）―マンデル酸の製造法 | |
| FR2509748A1 (fr) | Procede de production d'aminoacides en continu par emploi d'une souche bacterienne selectionnee adsorbee sur un support poreux et aminoacides obtenus par ledit procede | |
| FR2533941A1 (fr) | Procede de fabrication de la l-phenylalanine comportant la reutilisation de l'ammonia-lyase de phenylalanine | |
| FR2472610A1 (fr) | Mutants et procede pour produire de l'acide l-glutamique par fermentation | |
| FR2691161A1 (fr) | Enzyme de lévane saccharase, procédé pour sa préparation, micro-organismes qui le produisent et compositions le contenant. | |
| FR2583060A1 (fr) | Production de butanol et d'acetone par fermentation avec recyclage de la biomasse par ultrafiltration | |
| JP2883712B2 (ja) | 光学活性１，３―ブタンジオールの製法 | |
| LU84273A1 (fr) | Production d'aspartase | |
| BE814578R (fr) | Procede d'isomerisation du glucose en fructose | |
| JPS60145095A (ja) | 固定化微生物によるキシリト−ルの製造法 | |
| CN1291648A (zh) | 一种红球菌sp.D12、培养方法及用途 | |
| JPS58129989A (ja) | 醗酵によるアルコ−ルの連続製造法 | |
| WO1992007062A1 (fr) | Reacteur bio-catalyse, et procede de traitement correspondant, applicables notamment a la transformation malolactique du vin | |
| BE838665A (fr) | Procede de fabrication d'alcool ethylique a partir d'algues vertes unicellulaires | |
| FR2475062A1 (fr) | Procede de production de glucose-isomerase immobilisee |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |