AT234905B - Verfahren zur Herstellung von Cycloserin - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Cycloserin 
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Bisher ist Cycloserin erfolgreich durch Fermentation hergestellt worden, indem man einen Cycloserin erzeugenden Mikroorganismus in einem wässerigen Gärmedium, bestehend aus einer Stickstoffquelle, einer Kohlenhydratquelle und Calciumcarbonat, verwendete. Mehrere Stickstoffquellen, wie Alphalphamehl, Aminosäurekuchen, Milchfeststoffe, Molkennährstoff, getrocknete Weizenschlämpe und Kasein, sind früher verwendet worden. Die besten Ausbeuten an Cycloserin hat man jedoch erhalten, wenn Sojabohnenprodukte, wie   Sojabohnenöl, -mehl   und trockene sojabohnenmehlartige Produkte verwendet werden. Sojabohnenmaterialien haben jedoch keine definierte standardisierte Zusammensetzung. Ihre Verwendung macht deshalb die Gewinnung des Antibiotikums in vorbestimmten Ausbeuten schwierig. 



  Auch enthalten Gärungsansätze von Cycloserin, worin Sojabohnenprodukte als Stickstoffquelle verwendet sind, viele Verunreinigungen, die nur durch teure und zeitraubende Reinigungsmassnahmen entfernt werden können. Beispielsweise hat die   Fermentationswurze   eine dunkle Farbe infolge von Pigmenten, die durch Cycloserin erzeugende Mikroorganismen gebildet werden, wenn Sojabohnenprodukte als Stickstoffquelle verwendet werden, und sie enthält eine grosse Menge Rückstand aus nicht assimilierbarem Sojabohnenmaterial.

   Verunreinigungen, wie diese, werden gegenwärtig aus Cycloserin durch ein langes Verfahren entfernt, das Einstellung des PH des Gärmediums auf etwa   3 - 6,   Filtrierung des pH-geregelten Gärmediums, Absorption des Cycloserins in dem so filtrierten Medium auf einem Ionenaustauschharz, 

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 len, oder das Cycloserin kann aus der wässerigen Lösung kristallisiert werden, indem man der Lösung ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel zusetzt, in welchem Cycloserin unlöslich ist. 



   Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung für die Herstellung von Cycloserin. 



   Beispiel 1: Streptomyces orchidaceous wurde in einem wässerigen beimpften Kulturmedium folgender Zusammensetzung vorgezüchtet : 
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<tb> Cerelose <SEP> 1%
<tb> Gelatine <SEP> 0,5%
<tb> NaNO <SEP> 0, <SEP> 3% <SEP> 
<tb> MgS04. <SEP> 7 <SEP> H20 <SEP> 0, <SEP> 05%
<tb> K2HPO4 <SEP> 0, <SEP> 050/o <SEP> 
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Die Züchtung wurde 24 h bei   300C   durchgeführt. 34069 1 (9000 Gallonen) des folgenden Mittels wurden dann in ein Gärgefäss gegeben und dessen Inhalt 15 min bei 1210C sterilisiert. 
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<tb> 



  Stärke <SEP> 5%
<tb> MgSO. <SEP> 7 <SEP> Hp <SEP> 0, <SEP> 05%
<tb> KHPO <SEP> 0, <SEP> 05% <SEP> 
<tb> FeSO4 <SEP> 0, <SEP> 002%. <SEP> 
<tb> 



  ZENS04 <SEP> 0, <SEP> 002%
<tb> MINS04 <SEP> 0, <SEP> 001% <SEP> 
<tb> Schmalzöl <SEP> 0, <SEP> 40/0 <SEP> 
<tb> 
   0, 48%   steriler Harnstoff wurden dann dem sterilisierten Medium zugegeben. Darauf wurde das Gärgefäss mit 3028   l   (800 Gallonen) Impfkultur geimpft, die wie oben beschrieben hergestellt war, und das Medium wurde bei   300C   86 h lang bebrütet, während es in einem Verhältnis von 22 650 1 (800 Kubik Fuss) je Minute belüftet wurde. Am Ende der 86stündigen Gärdauer zeigte das Medium einen Cycloseringehalt von 2600  g/ml. 



   Beispiel 2 : Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung befolgt, dass   7% Stärke   und 0, 62% Harnstoff verwendet wurden, um Titer von 3000  g/ml Cycloserin am Ende einer 72stündigen Gärdauer zu ergeben. 



   Beispiel 3: Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Abwandlung befolgt, dass   0, 48% Ammo-   niak verwendet wurden, um ähnliche Ergebnisse wie die des Beispiels 1 zu ergeben. Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Abwandlung befolgt, dass 0, 48% Ammoniumcarbonat verwendet wurden, um ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel 1 zu erhalten. 
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 iel 4 : AgNO versetzt. Darauf wurde die Mischung 30 min innig durchgerührt und dann filtriert. Das Filtrat wurde darauf auf PH 6, 8 mit verdünnter wässeriger Natronlauge eingestellt, um das Silbersalz von Cycloserin auszufällen. Das ausgefällte Silbercycloserin wurde dann getrocknet und ergab 1011 g Silbercycloserin, die 442 g Cycloserin enthielten. Dies bedeutet eine Ausbeute von   74, 50/0   des Cycloserins in dem Gärmedium.

   Entionisiertes Wasser wurde dann zu den 1011 g Silbercycloserin gegeben, und die anfallende Mischung wurde aufgeschlämmt. Dieser Brei wurde dann mit Salzsäure versetzt, um festes Silberchlorid auszufällen und dadurch Cycloserin in wässeriger Lösung freizusetzen. Das feste Silberchlorid wurde dann durch Filtration entfernt. Schwefelwasserstoff wurde durch die wässerige Cycloserinlösung geblasen, um restliche Silbermengen auszufällen, und das ausgefällte Silbersulfid wurde durch Filtration entfernt. Das anfallende Filtrat wurde dann in kalten Isopropylalkohol gegeben, um 369 g weisses kristallines Cycloserin zu erhalten. Dies bedeutet eine   620/lige   Ausbeute an Cycloserin. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Cycloserin durch Züchtung eines Mikroorganismus der Gattung Streptomyces in einem wässerigen Gärmedium, das eine Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, eine Magnesiumquelle, eine Kaliumquelle, eine Phosphatquelle, eine Eisenquelle und eine Zinkquelle enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man unter aeroben Bedingungen in einem Gärmedium, welches als <Desc/Clms Page number 4> Kohlenstoffquelle etwa 3-8% Kohlenhydrat und als Stickstoffquelle etwa 0, 3 bis etwa 1, 0% Harnstoff oder Ammoniak bei einem Verhältnis von C : N von etwa 10 : 1 bis 20 : 1 und welches ausserdem etwa 0,001% Mangansalz enthält, arbeitet.

   2. Verfahren nach Anspruch l, gekennzeichnet durch die Verwendung von Streptomyces orchidaceous, Streptomyces virginiae oder Streptomyces lavendulae als Mikroorganismus, wobei die Gärung submers durchgeführt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur im Bereich von etwa 25 bis etwa 370C ungefähr 3 - 5 Tage lang fermentiert wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenhydratquelle aus Stärke, Glucose, Maltose oder Fructose besteht.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem Schmalzöl, vorzugsweise 0, 4%, in das wässerige Gärmedium eingebracht wird.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnesiumquelle MgSO4, vorzugsweise 0,05% als Kaliumquelle und Phosphatquelle K2HPO4. vorzugsweise 0, 51a, als Eisenquelle FeSO4, vorzugsweise 0,02%, als Zinkquelle ZnSO4, vorzugsweise 0, 0025to und als Manganquelle MnSO, vorzugsweise 0, 0010/0, verwendet werden.