DD300584A7 - Verfahren zur Verteilung von 3-Methoxy-8,14-Seco-1,3,5(10),9(11)-estra-tetraen-14,17-dion in wäßrigen Fermentationsmedien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verteilung von * in waeszrigen Fermentationsmedien. Erfindungsgemaesz wird 1 Teil Steroidverbindung in 2 bis 3 Teilen Wasser bei 70 C bis 100 C geschmolzen und unter Ruehren mit einem aus den zwei Komponenten Blockcopolymeres auf der Basis von Polyoxypropylen-Polyoxyethylen und Polyoxypropylen im Verhaeltnis 1:2 bis 2:1 bestehenden Tensidgemisches in einer Menge von 3 bis 10 %, bezogen auf die Steroidverbindung, emulgiert und diese Emulsion 30 Minuten bei einer Temperatur von 90 C bis 100 C von stoerenden Keimen befreit und unmittelbar dem vorkultivierten Fermentationsmedium zugesetzt.{Verfahren; Verteilung; Emulgieren; * Tensid; Blockcopolymeres; Polyoxypropylen-Polyoxyethylen; Polyoxypropylen; Fermentationsmedium, waeszrig}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung -

Das Anwendungsgebiet der vorgeschlagenen Verfahrensweise liegt auf dem Gebiet dor pharmazeutischen Industrie, besonders der Steroidsynthese und Naturstoffchemie.

Charakteristik das bekannten Standes der Technik

Die otereoselektive Umsetzung von komplizierteren organischen Verbindungen wird in steigendem Maße in mikrobiologischen Systemen durchgeführt. Die Grundvoraussetzung für einen solchen Syntheseschritt ist neben dem Vorliegen eines geeigneten Mikroorganismus die feine Verteilung eines meist lipophilen Stoffes in einem wäßrigen Medium.

Im einfuchsten Fall kann das Steroid in speziellen Mahlwerken fein zerkleinert werden. Für diese Methode eignen sich nur wenige Verbindungen mit harten Kristallen, alle übrigen Substanzen führen zur Verklebung der Mühlen und können nicht mechanisch zerkleinert werden (WEAVER, E. Α.; KENNEY, H.E.; WOLL, ΛΛ.Α.: Appl. Microbiol. 8 (19601,345 bis 348; US-PS 3201324).

Das Lösen in organischen Lösungsmitteln ist die am häufigsten praktizierte Methode. Die in Frage kommenden Lösungsmittel sind jedoch mehr oder weniger toxisch und beeinflussen das Wachstum der Mikroorganismen negativ (HERZOG, H. L.; PAYNE, CC; HYGHES, M.T., et al: Microbiological transformation of steroids: Tetrahedron 18 [196?|, 581 bis 589; DULANEY, E.L; STAPLEY, E.O.: Appl. Microbiology 7, [1959], 276 bis 284).

Darüber hinaus gehen sie bei der Aufarbeitung verloren, d.h., sie gelangen unerwünscht ins Abwasser.

Nach dieser Methode ist eine ideale Verteilung nicht zu erreichen, da das Steroid beim Einbringen der Lösung in das wäßrige "ermentationsmedium in zum Teil größeren Klumpen ausfällt.

In der US-PS 3481974 wird das Steroid in relativ gi oßen Mengen Aceton bzw. Methanol gelöst (5 Teile Steroidverb. in 1600 Teilen Methanol). Obwohl im weiteren Vorlauf der Fermentation der größte Teil dieser Lösungsmittel durch die Abluft entfernt wird, stört es erfahrungsgemäß besonders in der Anfangsphase die biologische Umsetzung. Auch den weiteren in dieser Patentschrift angeführten Methoden zum Eintrag des Steroids in die wäßrige Phase, wie z. B. Feinstmahlung unter Tensidzusatz oder Verteilung mit Ultraschall, haften die oben schon beschriebenen Nachteile (Klumpenbildung, schlechte Umsetzung, Abwasserbelastung) an.

Im DD-WP 232166 wird eine Verfahrensweise zur Mikronisierung von Steroiden beschrieben, bei der das Steroid in einem organischen Lösungsmittel gelöst, mit einem Tensid versetzt und versprüht wird. Dabei wird ein sehr feines Pulver erhalten, das den Fermentationsbrühen zugesetzt werden kann. Dieses Verfahren wurde bevorzugt für Sterole vorgeschlagen. Als Tenside werden Sorbitanfettsäureester zugesetzt.

Dia technische Lehre dieser Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich vom vorliegenden Vorschlag durch folgende Parameter:

- Benutzung eines Lösungsmittels

- Zerstäubungstrocknung

- Einsatz eines Festproduktes in die Kulturbrühe und

- Einsatz bei einer anderen Stoffgruppe.

Ähnlichkeiten ergeben sich aus der Verwendung eines Tensids, das jedoch zum Zwecke der besseren Versprühung im Sprühtrockner zur Erzeugung eines besonders feinen Pulvers benutzt wird. Der vorliegende Vorschlag verwendet das Tensid zur Verteilung im wäßrigen System und geht darüber hinaus nicht von einem Sorbitanester, sondern von einem Ethylenoxid-Blockcopolymeren aus.

Die Frage einer sterilen Fahrweise wird in dieser Patentschrift nicht behandelt und ist auf diese Weise nicht lösbar.

Allen bisherigen Methoden haftet noch der Nachteil an, daß nur durch umständliche Manipulationen eine Keimminderung bzw. Sterilität in der Steroidsuspension zu erreichen ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erarbeitung eines Verfahrens, das es ermöglicht, 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11 )-estra-!etraen-14,17-dion in Fermentationsmedien fein zu verteilen und damit eine schnelle Umsetzung in der gewünschten Richtung zu erreichen. Die Mikroorganismen sollen in ihrer Entwicklung nicht gehemmt bzw. mit unerwünschten Keimen kontaminiert werden. Die Abwasserbelastung soll bedeutend vermindert werden und sich auf kleine Mengen biologisch abbaufähiger Verbindungan boschränker.. *

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung !st die Beschreibung eines Verfahrens, das die Einbringung einer Steroidverbindung in ein wäßriges Medium in feiner Verteilung unter keimarmen Bedingungen ermöglicht. Dabei sollen die Verwendung größerer Mengen organischer Lösungsmittel vermieden werden und eine schnelle und vollständige Transformation des Steroids erreicht werden. Erfindungsgemäß wird 1 Teil Steroidverbindung in 2 bis 3 Teilen Wasser bei 70°C bis 100⁰C geschmolzen und unter Rühren mit einem aus den zwei Komponenten Blockcopolymeres auf der Basis von Polyoxypropylen-Polyoxyethylen und Polyoxypropylen im Verhältnis 1:2 bis 2:1 bestehenden Tensidgemisch in einer Menge von 3 bis 10%, bezogen auf die Steroidverbindung, emulgiert unc* diese Emulsion 30 Minuten '.jei einer Temperatur von 90^äC bis 100⁰C von störenden Keimen befreit und unmittelbar dem vorkultiviertem Fermentationsmedium zugesetzt.

Als Tensid wird ein Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Copolymeres mit einem Molgewicht von 1000 bis 5000 benutzt. Das zusätzlich zugefügte Polyoxypropylen besitzt ein Molgewicht von 1000 bis 3 000.

Die Zusammensetzung des Tensidgemisches ist für eine stabile Steroidemulsion von großer Bedeutung und ermöglicht erst die erfindungsgemäße Transformation des Steroids. Abweichungen von der erfindungsgemäßen Struktur oder Zusammensetzung führen zu schlechter Verteilung, Schaumbildung und Klumpenbildung beim Auftreffen auf die Kulturlösung. Die auf diese Weise hergestellte Steroidemulsion wird 30 bis 60 Min. auf 100⁰C erhitzt, um damit die für dieses Verfahren vorteilhafte Sterilität des Einsatzproduktes zu gewährleisten. Die heiße Emulsion wird unmittelbar der vorbereiteten Mikrobenkuitur zugesetzt und wie üblich fermentiert.

Ausführungcbelsplele

Beispiel 1

20g 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11)-estra-tetraen-14,17-dion werden mit 2g eines Blockcopolymeren aus Polyoxypropylen und Polyoxyethylen mit einer Molmasse von 3100 und einem Molmassenanteil für die Polyoxypropylsnkomponente von 61,5% vermischt und unter intensivem Rühren bei 9O⁰C in 100ml Wasser emulgiert Nach Zugabe von 1 g Polyoxypropylen der Molmasse 1650 wird die Emulsion in 21 der vorbereiteten Kulturbrühe gegeben. Die Fermentation wird wie üblich weitergeführt. Nach Aufarbeitung erhält man 18,5g S-Methoxy-e.i'l-seco-i ,3,5(10),9(11 )-estra-tetraen-17 ß-ol-14-on.

Beispiel 2

Wie Beispiel 1, nur werden 1,5g eines Blockcopolymeren auf der Basis eines oxyethyiierten und oxypropylierten Alkylphenols mit einer Molmasse von 1500 eingesetzt, wobei der Polyoxyethylenanteil 29,3% beträgt. Man erhält 17,9g des obigen Endproduktes.

Beispiel 3

20g 3-Methoxy-8,14-seco-1,3,5(10),9(11)-estra-tetraen-14,17-dion werden mit 1,8g eines Blockcopolymeren aus Polyoxypropylen und Polyoxyethylen einer Molmasse von 4 - 50 versetzt, wobei der Polyoxyethylenanteil 38,6% beträgt. Diese Mischung wird bei 80⁰C in 80 ml Wasser emulgiert und unter ständigem Rühren 0,9g eines Polyoxypropy'en mit einer Molmasse von 1120zugufügt.

Man hält noch 30 Minuten bei 8O⁰C bis 85⁰C und setzt diese Emulsion einer vorbereiteten Kultur zu. Nach extraktiver Aufarbeitung erhält man 18,2g S-

Claims (2)

1. Verfahren zur Verteilung von 3-Methoxy-8,14-seco-i, 3,5(10),9( 11 )-estra-tetraen-i 4,17-dion in wäßrigen Fermentationsmedien durch Suspendieren des Steroids in Wasser in Gegenwart eines Tenside und unmittelbares Hinzufügen der Suspension zum vorkultivierten Fermentationsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß 1 Teil Steroidverbindung in 2 bis 3 Teilen Wasser bei ?0°C bis 100⁰C geschmolzen und unter Rühren mit einem aus den zwei Komponenten Blockcopolymeres auf der Basis von Polyoxypropylen-Polyoxyethylen und Poiyoxypropylen im Verhältnis 1:2 bis 2:1 bestehenden Tensidgemisches in einer Menge von 3 bis 10%, bezogen auf die Steroidverbindung, emulgiert und diese tmulsion 30 Minuten bei einer Temperatur von 9O⁰C bis 100⁰C von störenden Keimen befreit und unmittelbar dem vorkultiviertem Fermentationsmedium zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Copolymere ein Molgewicht von 1000 bis 5000 besitzt und daß ein Poiyoxypropylen mit einem Molgewicht von 1000 bis 3000 eingesetzt wird.