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Verfahren zur Herstellung von schwerlöslichen Penicillinverbindungen
Es ist bereits bekannt, Salze aus Penicillin und organischen Basen, insbesondere
p-Aminobenzoesäurediäthylaminoäthylester, herzustellen, indem unreines Penicillin,
gegebenenfalls in Form seiner Salze und in einem geeigneten Lösungsmittel, gelöst
in Gegenwart eines weiteren Lösungsmittels, in dem das herzustellende Penicillinsalz
schwer löslich ist, das aber die Verunreinigungen des Penicillins löst, mit einer
Lösung der organischen Base umgesetzt wird (vgl. die britische Patentschrift 655
6q.8). Für eine derartige Umsetzung des Penicillins mit dem p-Aminobenzoesäurediäthylaminoäthylester
können aber nur unreine Penicillinlösungen verwendet werden, die mehr als
5000 IE/ccm bei einer Fällung in wäßrigem Medium enthalten. Wünschenswert
ist ein Gehalt von wenigstens 25ooo IE/ccm, da zur Erreichung einer Fällung die
Penicillinkonzentration größer sein muß als die Menge, die in Form des p-Aminobenzoesäurediäthylaminoäthylester-Salzes
des Penicillins in dem verwendeten Lösungsmittel löslich ist. Um diese untere Grenzkonzentration
zu erreichen, ist es bei diesem bekannten Verfahren erforderlich, die rohen Kulturfiltrate
durch wiederholte Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel und Re-extraktion
in die wäßrige Phase durch ein alkalisches Medium zu konzentrieren, wobei gleichzeitig
die das Auskristallisieren verhindernden Verunreinigungen größtenteils entfernt
werden.
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Penicillin bildet mit Benzimidazolverbindungen der allgemeinen Formel
I
in der X einen Aralkylrest und Y einen aliphatischen Rest mit mindestens einer sekundären
oder tertiären
Aminogruppe bedeuten, z. B. mit i-p-Chlorbenzyl-2-pyrrolidyl-N-methyl-benzimidazol,
schwerlösliche Verbindungen mit verlängerter Wirkung. Das Penicillin-Salz des i-p-Chlorbenzyl-2-pyrrolidyl-N-methylbenzimidazols
ist beispielsweise mit einer Aktivität von goo IE/mg in Wasser bei 24° zu
0,025 bis 0,0304
löslich, d. h. pro ccm Wasser lösen sich maximal 27o
IE. Die Löslichkeit dieser Verbindung ist also etwa 2ofach kleiner als die des Penicillin-Salzes
des p-Aminobenzoe= säurediäthylaminoäthylesters, das sich zu etwa 0,5 % löst,
wobei i ccm der wäßrigen Lösung etwa 5000 IE enthält.
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Solche Verbindungen können durch Umsetzung von Penicillin oder seinen
Salzen, z. B. Alkalisalzen, mit Salzen der Benzimidazolverbindungen, z. B. den halogenwasserstoffsauren
Salzen, hergestellt werden. Diese Umsetzungen benötigen aber ein- sehr reines Penicillin.
Verwendet man unreines Penicillin, so führt die Umsetzung nicht zu kristallinen
schwerlöslichen Verbindungen zwischen dem Penicillin und den Benzimidazolverbindungen.
(Diese Verbindungen sind an sich einfache Salze, in denen Penicillin das Anion und
die Benzimidazolverbindungen das Kation darstellen.) Es wurde nun gefunden, daß
man schwerlösliche kristalline Penicillinverbindungen durch Umsetzung von unreinem
Penicillin, das noch aus der Herstellung nach dem Submers- oder Fermentations-Verfahren
herstammende Verunreinigungen enthält, oder seinen Salzen, gelöst in einem geeigneten
Lösungsmittel, mit der Lösung einer organischen Base in Gegenwart eines weiteren
Lösungsmittels, in dem das herzustellende Penicillin-Salz schwer löslich ist, das
aber die Verunreinigungen des Penicillins in Lösung zu halten vermag, herstellen
kann, wenn man -als organische Basen Benzimidazolverbindungen der, allgemeinen
Formel I verwendet und als Lösungsmittel vorzugsweise Ketone mit bis zu io Kohlenstoffatomen
im Molekül verwendet werden.
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Als solche Lösungsmittel kommen beispielsweise Aceton, Methyl-Äthylketon,
Methylcyclopropyll#:eton, Methylisopropylketon, Methylisobutylketon oder Methylcyclohexanon
in Frage.
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Das unreine Penicillin einerseits und die Benzimidazolverbindung andererseits
können in gleichen oder verschiedenen Lösungsmitteln gelöst umgesetzt werden.
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Aus der vorstehend geschilderten Schwerlöslichkeit der erfindungsgemäß
hergestellten Penicillin-benzimidazol-Verbindung ergibt sich die technisch wertvolle
Tatsache, daß für eine Fällung des Penicillins in Form des genannten Benzimidazol-Salzes
bereits weit niedrigere Penicillin-Konzentrationen ausreichen, als bei dem bekannten
Verfahren erforderlich sind. Einen erheblichen technischen Aufwand erfordernde Konzentrierungsstufen
werden dabei auf ein Minimum herabgesetzt. Beispiel i 40 1 .einer teilweise gereinigten
neutralen wäßrigen Lösung von Penicillin mit einem Gehalt von etwa 5000 JE/ccm,
wie sie durch einmalige Extraktion des rohen Kulturfiltrats mit einem organischen
Lösungsmittel und einmalige Re-extraktion in die wäßrige Phase durch ein alkalisches
Medium erhalten wird und die noch aus der Herstellung nach dem Submers-Verfahren
herstammende Verunreinigungen enthält, werden mit 50 1 Aceton vermischt und dann
mit einer auf 7o° erwärmten Lösung von 140 g i-(p-Chlorbenzyl) -2 -pyrrolidyl-N
-methylbenzimidazol-Hydrochlorid in 2 1 Wasser versetzt. Nach etwa istündigem Rühren
setzt die Kristallisation ein, die bei weiterem fortgesetztem Rühren und anschließendem
Stehen über Nacht sich vervollständigt. Nach dem Absaugen, Nachwaschen mit Aceton
und Trocknen des Reaktionsproduktes im Vakuum bei 40° erhält man das Penicillinsalz
des i-(p-Chlorbenzyl)-2-pyrTolidyl-N-methylbenzimidazols in 74°/oiger Ausbeute.
Das Salz besitzt eine Aktivität von 82o IE/mg. Beispiel 2 Zu einer Lösung von teilweise
gereinigtem freiem Penicillin in Butylacetat mit etwa ioo ooo IE/ccm, wie sie bei
der technischen Herstellung des Penicillins durch erneute Extraktion der im Beispiel
i verwendeten Lösung (nachdem Ansäuern) mit Butylacetat anfällt, gibt man etwa das
gleiche Volumen möglichst wasserfreien Acetons und läßt nun eine Lösung von i-(p-Chlorbenzyl)-2-pyrrolidyl-N-methylbenzamidazol
in Chloroform unter gutem Rühren zufließen, bis das Reaktionsgemisch fast neutrale
Reaktion anzeigt. Man setzt das Rühren noch eine Weile fort und erhält das neue
Penicillinsalz in fast reiner Form. Gegebenenfalls muß zur Einleitung der Kristallisation
gut gekühlt werden. Die Ausbeute beträgt etwa 5004..