CH641184A5 - Verfahren zur gewinnung von cephalosporin c aus einer fermentationsbruehe. - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von cephalosporin c aus einer fermentationsbruehe. Download PDFInfo
- Publication number
- CH641184A5 CH641184A5 CH1246278A CH1246278A CH641184A5 CH 641184 A5 CH641184 A5 CH 641184A5 CH 1246278 A CH1246278 A CH 1246278A CH 1246278 A CH1246278 A CH 1246278A CH 641184 A5 CH641184 A5 CH 641184A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- cephalosporin
- exchange resin
- resin
- anion exchange
- percolate
- Prior art date
Links
- HOKIDJSKDBPKTQ-GLXFQSAKSA-N cephalosporin C Chemical compound S1CC(COC(=O)C)=C(C(O)=O)N2C(=O)[C@@H](NC(=O)CCC[C@@H](N)C(O)=O)[C@@H]12 HOKIDJSKDBPKTQ-GLXFQSAKSA-N 0.000 title claims description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 33
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims description 33
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 33
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 33
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical group CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000012607 strong cation exchange resin Substances 0.000 claims description 12
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000012458 free base Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 claims description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 claims description 2
- HOKIDJSKDBPKTQ-GLXFQSAKSA-M cephalosporin C(1-) Chemical compound S1CC(COC(=O)C)=C(C([O-])=O)N2C(=O)[C@@H](NC(=O)CCC[C@@H]([NH3+])C([O-])=O)[C@@H]12 HOKIDJSKDBPKTQ-GLXFQSAKSA-M 0.000 claims 7
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims 1
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 9
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 5
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 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
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930186147 Cephalosporin Natural products 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 229940124587 cephalosporin Drugs 0.000 description 2
- 150000001780 cephalosporins Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical compound NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001449 anionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001412 inorganic anion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D501/00—Heterocyclic compounds containing 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. cephalosporins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
- C07D501/02—Preparation
- C07D501/12—Separation; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P35/00—Preparation of compounds having a 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane ring system, e.g. cephalosporin
- C12P35/06—Cephalosporin C; Derivatives thereof
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Cephalosporin C aus einer Fermentationsbrühe.
Die Extraktion von Cephalosporin C aus Fermentationsbrühen stellt ein lang anstehendes Problem dar, für das zahlreiche Lösungen empfohlen worden sind. Cephalosporin C wird in verdünnter wässriger Lösung hergestellt; die Schwierigkeit der Gewinnung wird durch die hohe Wasserlöslichkeit und die Zwitterionennatur des Cephalosporins C sowie die Anwesenheit weiterer Materialien einschliesslich von denjenigen mit ähnlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften verursacht. Diese Verunreinigungen umfassen zahlreiche ionische Spezies. Bei einer Isolierungsmethode werden basische Ionenaustauscherharze für die selektive Adsorption von Cephalosporin C verwendet. Jedoch beruht ein spezielles Problem, das sich bei einem Versuch, Cephalosporin C direkt an dem Ionenaustauscherharz zu adsorbieren, zeigte, darauf, dass die Fermentationsbrühe weitere Materialien, insbesondere beträchtliche Mengen an anorganischen Ionen, enthält, die zu einer nicht zufriedenstellenden Adsorption an dem Harz, zu unannehmbar hohen Perkolatverlusten und einer geringen ineffizienten Ausnutzung der Harzkapazität für Cephalosporin C führen.
Es wurden Methoden, wie die selektive Adsorption von Cephalosporin C an Aktivkohle oder Aluminiumoxid zur Abtrennung von Cephalosporin C von anorganischen Ionen verwendet. Die Adsorption an Aktivkohle oder Aluminiumoxid führt aufgrund der irreversiblen Adsorption und/oder Zersetzung zu beträchtlichen Verlusten an Cephalosporin C. Derartige Verluste können häufig ca. 10 bis 20% betragen. Weiterhin ist das Adsorptionsverfahren zeitraubend.
Die Gewinnung von Cephalosporin C ist mit so zahlreichen Schwierigkeiten verbunden, dass einige Hersteller es bevorzugten, das Antibiotikum enzymatisch oder chemisch während eines frühen Stadiums des Gewinnungsverfahrens unter Bildung eines Derivats mit günstigeren physikalischchemischen Eigenschaften zu modifizieren, bevor versucht wurde, es zu extrahieren.
Es wurde nun gefunden, dass die Behandlung der Fermentationsbrühe mit einer speziellen Kombination von Ionenaustauscherharzen einen wertvollen Teil eines Verfahrens zur Gewinnung von Cephalosporin C darstellen kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Cephalosporin C, das umfasst a) das Inkontaktbringen einer Cephalosporin C enthaltenden Fermentationsbrühe mit einem Anionenaustauscherharz, das entweder ein schwach basisches Harz in der schwache Säure-Salzform oder in Form der freien Base oder ein stark basisches Harz in der schwache Säure-Salzform ist, um ein Cephalosporin C enthaltendes schwach saures Perkolat zu erhalten, aus dem in der Brühe anwesende Anionen starker Säuren entfernt worden sind,
b) das Inkontaktbringen dieses Perkolats mit einem starken Kationenaustauscherharz in der sauren Form, wobei Kationen in der erhaltenen Lösung durch Protonen ausgetauscht werden und Cephalosporin C in dem im wesentlichen entionisierten Perkolat verbleibt und c) die Adsorption von Cephalosporin C aus dem Perkolat aus einem schwach basischen Anionenaustauscherharz.
Vor der Behandlung nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Brühe vorzugsweise filtriert. Gewünschten-falls wird die Brühe zur Erniedrigung des pH von einem neutralen Wert auf einen Wert im Bereich von 1 bis 6, vorzugsweise 2 bis 5, angesäuert. Eine Zunahme der Acidität ist für die Unterstützung des Ausfällens proteinartiger Materialien günstig. Es ist besonders bevorzugt, vor dem Filtrieren, vorteilhafterweise in Anwesenheit einer Filterhilfe, anzusäuern. Ausgefälltes Material kann durch Filtration, vorzugsweise an einem Rotationsvakuumfilter, oder durch Zentrifugieren oder andere geeignete Techniken entfernt werden.
In Abwesenheit einer vorangehenden Ansäuerung führt der Abfall des pH, der in Anwesenheit des starken Kationenaustauscherharzes in Stufe b) auftritt, zu einer noch zunehmenden Ausfällung von proteinartigem Material, das eine anschliessende Verarbeitung erschweren kann.
Es sollte jedoch daran erinnert werden, dass die Zugabe einer anorganischen Säure zu der Brühe die Beladung der Brühe mit anorganischen Anionen erhöht und einen zunehmenden Anteil an Anionenaustauscherharz für deren Entfernung in Stufe a) des Verfahrens erforderlich macht. Überdies kann es, wenn ein schwach basisches Harz in Form der freien Base in Stufe a) verwendet wird, erforderlich sein, zur Kon5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
641184
trolle einer nach höheren Werten gerichteten pH-Abwei-chung bei dieser Stufe eine schwache Säure zuzugeben. Diese Säure wird geeigneterweise vor dem Filtrieren zugegeben. Eine optimale Ansäuerung sollte unter Berücksichtigung dieser Faktoren ausgewählt werden.
Zur Vermeidung eines übermässigen Verlustes an Antibiotikum sollten das abfiltrierte Mycel und proteinartige Material gewaschen werden, jedoch sollten Flüssigkeitsvolumina zweckmässigerweise minimal gehalten werden, um die weitere Verarbeitung zu erleichtern.
Die Brühe kann mit dem Anionenaustauscherharz in Stufe a) in jeder gewünschten Weise in Kontakt gebracht werden, wobei es am geeignetsten ist, sie durch eine Kolonne oder ein Bett eines granulären Harzes z.B. in der herkömmlichen Kügelchenform zu leiten. Ist die Brühe im wesentlichen frei von teilchenförmigen Bestandteilen, können entweder Techniken im Aufwärtsstrom oder Abwärtsstrom verwendet werden. Die nicht filtrierte Brühe wird vorzugsweise durch die Harzkolonne oder das Bett vom Boden aufwärts geleitet, wobei man ein fluidisiertes bzw. Wirbelbett oder ein pulsierendes Bettsystem verwendet.
Das Anionenaustauscherharz ist vorzugsweise ein schwach basisches Anionenaustauscherharz z.B. ein Amino-poly-styrol-, Amino-polyacryl- oder Amino-phenolharz, das quervernetzt sein kann. Ein geeignetes Amino-polystyrolharz ist Amberlite IR-45, auf der Basis von mit Divinylbenzol quer-vernetztem Polystyrol. Ein verwendbares Amino-polyacryl-harz ist Amberlite IRA-68. Geeignete Amino-phenolharze sind Amberlite IR-4B und Deacidite E. Diese Harze besitzen alle eine Polyaminfunktion. Das schwach basische Anionenaustauscherharz wird vorzugsweise in der schwach sauren Salzform z.B. als Acetat verwendet. Schwach basische Anio-nenaustauschernarze werden wirtschaftlicher regeneriert als stark basische Anionenaustauscherharze. Jedoch können stark basische Anionenaustauscherharze verwendet werden z.B. Amberlite IRA-400 oder IRA-900, wobei diese Harze ein Styrol/Divinylbenzolgerüst, das durch quaternäre Ammoniumgruppen substituiert ist, umfassen. Stark basische Anionenaustauscherharze müssen, sofern sie verwendet werden, in der Salzform als Salz einer schwachen Säure verwendet werden.
Das Anionenaustauscherharz wird in Form des schwachen Säure-Salzes oder als freie Base verwendet, um die in der Brühe vorliegenden Anionen starker Säuren zu entfernen. Wird die schwache Säure-Salzform des Harzes verwendet, so erscheint das schwache Säure-Anion in dem Perkolat und behindert nicht die anschliessende Reinigung. Die schwache Säure ist vorzugsweise eine Carbonsäure mit einem pKa-Wert im Bereich von 2 bis 5; die schwache Säure sollte derart ausgewählt werden, dass sie nicht wesentlich bei der Adsorption an dem schwach basischen Anionenaustauscherharz in Stufe c) mit dem Cephalosporin C konkurriert und aus diesem Grund werden Säuren mit pKa-Werten unterhalb 3,5 bevorzugt. Die bevorzugte schwache Säure ist Essigsäure.
Wird die Form der freien Base des Anionenaustauscher-harzes verwendet, so muss die Beschickung ausreichend sauer sein, um das Harz zu protonieren. Es ist auch erforderlich, dass schwache Säure-Anionen vorliegen, um einen Anstieg des pH zu dämpfen, der andernfalls bei der Entfernung der Protonen durch das Harz auftreten würde. Ist nicht bereits in der Beschickung eine ausreichende Konzentration an schwache Säure-Anionen vorhanden, so kann diese durch die Zugabe einer geeigneten schwachen Säure wie vorstehend erörtert, beispielsweise Essigsäure, vor dem Beladen des Harzes bewirkt werden. So enthält in jedem Fall, ob das Harz in Form des schwache Säure-Salzes oder in Form der freien Säure vorliegt, das Perkolat ein schwache Säure/schwache
Säure-Salz-Puffersystem, das einen schwach sauren pH von ca. 6 aufrechterhält.
Für eine optimale Wirksamkeit sollte die Kapazität des Anionenaustauscherharzes dem Volumen und dem Ionengehalt der Brühe derart entsprechen, dass am Ende der Stufe a) das Harz im wesentlichen mit starke Säure-Anionen gesättigt ist. Das anfänglich durch das Harz adsorbierte Cephalosporin C wird somit durch starke Säure-Anionen ausgetauscht und erscheint in dem Perkolat.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Stufe a) wird nachstehend beschrieben.
Während das das Cephalosporin C enthaltende Perkolat im wesentlichen von Anionen starker Säuren wie Sulfat, Chlorid und Phosphat frei ist, wird dieses Perkolat einer Kolonne oder einem Bett eines starken Kationenaustauscherharzes wie nachstehend für Stufe b) beschrieben zugeführt. Beginnen die Anionen starker Säuren wie Sulfat, Chlorid und Phosphat in dem Perkolat aufzutreten, in dem sie nach analytischen Standardmethoden nachgewiesen werden können, wird das Perkolat einer zweiten analogen Kolonne des Anionenaustauscherharzes zugeführt. Ist die erste Kolonne mit Anionen starker Säuren gesättigt, so wird der Fluss der Brühe der zweiten Kolonne des Anionenaustauscherharzes zugeführt, die auch die Waschwasser aus der ersten Kolonne aufnimmt, die die in den Zwischenräumen liegende Brühe enthält. Das Perkolat aus der zweiten Kolonne wird wiederum einer Kolonne oder einem Bett eines starken Kationenaustauscherharzes wie für Stufe b) beschrieben zugeführt. Die Harze können nach Standardmethoden regeneriert werden.
In Stufe b) wird dann das vorstehend genannte Perkolat mit einem starken Kationenaustauscherharz in der sauren Form in Kontakt gebracht. Dieses Harz wird auch vorzugsweise als Kolonne oder Bett verwendet, wobei man entweder Techniken mit einem Abwärtsstrom oder Aufwärtsstrom z.B. ein fluidisiertes bzw. Wirbelbett oder pulsierendes Bett in der Aufwärtsstromtechnik verwendet.
Das starke Kationenaustauscherharz enthält stark saure Gruppen, wie Sulfonat- oder Phosphatgruppen. Das bevorzugte Harz ist ein quervernetztes Polystyrolsulfonsäureharz, wie Amberlite IR-120, Dowex 50 oder Zeo-karb 225. Die Erschöpfung des Kationenaustauscherharzes kann z.B. durch Überwachung des pH oder der Leitfähigkeit des Perkolats festgestellt werden. Man kann 2 oder mehrere Kolonnen des starken Kationenaustauscherharzes in analoger Weise zu der vorstehend für die Verwendung des Anionenaustauscherharzes in Stufe a) beschriebenen verwenden. Das Harz kann durch Behandlung mit einer starken Säure regeneriert werden.
Es ist wesentlich, dass die Brühe a) zuerst mit dem Anionenaustauscherharz und b) anschliessend mit dem starken Kationenaustauscherharz in Kontakt gebracht wird. Wird die Brühe zuerst mit dem Harz in der schwache Säure-Salzform in Kontakt gebracht, oder wird ein schwach basisches Harz in Form der freien Base bei in der Beschickung vorliegenden schwache Säure-Anionen verwendet, so wird wie vorstehend erläutert, ein schwache Säure/schwache Säure-Salz-Puffersystem gebildet, das die Acidität bei einem pH von ca. 6 stabilisiert. Der anschliessende Kontakt mit dem starken Kationenaustauscherharz bildet aus dem schwache Säure-Salz eine schwache Säure, die den pH auf ca. 2,5 bis 3,0 reduziert. Ist die Reihenfolge der Behandlung umgekehrt, so erniedrigt der Kontakt der Brühe mit einem starken Kationenaustauscherharz in der ersten Stufe den pH auf einen Wert von weniger als 1 aufgrund der Bildung von stark ionisierten starken Säuren vor der Behandlung mit dem Anionenaustauscherharz. Bei diesem pH wird das Cephalosporin C protoniert und beginnt als Kation in beträchtlichem Ausmass
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
641184
durch das Kationenaustauscherharz adsorbiert zu werden und weiterhin ist bei einem pH von weniger als 1 ein Abbau sehr rasch. Diese Reihenfolge der Behandlung würde eine beträchtlich geringere Effizienz der Gewinnung ergeben.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren stellt das in die Stufe c) eintretende Perkolat im wesentlichen eine Lösung von Cephalosporin C, nicht ionischen Verunreinigungen und einer schwachen Säure in Wasser dar. Dieses Perkolat kann aus der anfänglichen Brühe rascher und wirksamer erhalten werden als bei Verfahren, die eine selektive Adsorption und Elution von Cephalosporin C z.B. an Kohle umfassen. Somit wird die Möglichkeit einer Zersetzung des Cephalosporins C vermindert. Überdies sind keine organischen Lösungsmittel in den Anfangsstufen der Gewinnung erforderlich, wenn grosse Flüssigkeitsvolumina zu verarbeiten sind.
In der Stufe c) wird das Cephalosporin C an einem schwach basischen Anionenaustauscherharz z.B. von dem in Stufe a) verwendeten Typ wie Amberlite IRA-68 adsorbiert. Das Harz wird vorzugsweise in der schwache Säure-Salzform (z.b. Acetat) verwendet. Da das Perkolat in grossem Ausmass entionisiert worden ist, kann das Harz eine weitaus grössere Menge an Cephalosporin C aus dem Perkolat als aus einem äquivalenten Volumen an filtrierter Brühe adsorbieren.
Die weitere Reinigung und Isolierung des Cephalosporins C kann relativ leicht nach herkömmlicher Technik erfolgen. Z.B. kann nach Elution aus dem schwach basischen Anionenaustauscherharz z.B. mit einer anorganischen oder organischen Salzlösung bei einem pH von 4 bis 7 wie Natriumoder Kaliumacetat das Cephalosporin C z.B. als Salz durch Zugabe von mit Wasser mischbaren organischen Nichtlö-sungsmitteln wie Aceton ausgefällt werden oder als wenig löslicher mikrokristalliner Schwermetallkomplex z.B. als Komplex mit Kupfer, Quecksilber, Blei, Cadmium, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel oder insbesondere Zink ausgefällt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Man filtrierte eine Cephalosporin C enthaltende Fermentationsbrühe bei ihrem natürlichen pH (ca. 6) unter Verwendung einer geeigneten Filterhilfe. Das erhaltene Filtrat wurde mit Wasser verdünnt, um eine ca. 7,3 g Cephalosporin C je 1 enthaltende beladene Lösung zu erhalten.
Diese Lösung wurde in einem abwärts gerichteten Strom über drei Ionenaustauscherharz-Kolonnen in Reihe geleitet:
Kolonne 1:11 Amberlite IRA 68 Anionenaustauscherharz in der Acetatform
Kolonne II: 11 Zeo-Karb 225 Kationenaustauscherharz in der sauren (Wasserstoff-)Form
Kolonne III: 400 ml Amberlite IRA 68 Anionenaustauscherharz in der Acetatform.
Die beladene Lösung wurde mit einer Geschwindigkeit von 800 ml/Stunde durchgeleitet, bis man Sulfat-Ionen in dem Perkolat aus der Kolonne I nachwies.
Die Kolonnen II und III wurden in Reihe mit 2,81 Wasser bei einer Fliessgeschwindigkeit von 800 ml/Stunde gewaschen. Teilchenförmige Bestandteile wurden aus der Kolonne
III durch Hindurchleiten von 850 ml Wasser im aufwärts gerichteten Strom mit einer ausreichenden Geschwindigkeit, um das Harzbett zu expandieren, entfernt. Man stellte in den vereinigten Perkolaten und Waschwassern aus der Kolonne III 5,9% des ursprünglich eingegebenen Cephalosporins C fest.
Die Kolonne III wurde dann im abwärts gerichteten Strom mit 0,1 molarer Kaliumacetatlösung, die mit Essigsäure auf pH 6,5 eingestellt war, eluiert. Das reiche Eluat wurde zwischen ccd0,5o-0,5° gesammelt. Dieses Eluat beass eine Konzentration von 16,8 g Cephalosporin C je 1 (fluorimetrische Bestimmung) und enthielt 83% des beladenen Cephalosporins als filtrierte Brühe.
Beispiel 2
Man säuerte eine Cephalosporin C enthaltende Fermentationsbrühe unter Verwendung von Schwefelsäure auf pH 4,5 an. Sie wurde dann unter Verwendung einer geeigneten Filterhilfe filtriert und das Filtrat mit Wasser verdünnt, um eine ca. 7,0 g Cephalosporin C je 1 enthaltende Beladungslösung zu erhalten.
Diese Beladungslösung wurde in abwärts gerichtetem Strom über zwei Ionenaustauscherharzkolonnen in Reihe geleitet:
Kolonne 1:400 ml Amberlite IRA 68 Anionenaustauscherharz in der Acetatform; Bettlänge der Kolonne 62 cm. Kolonne II: 400 ml Zeo-Karb 225 Kationenaustauscherharz in der sauren (Wasserstoff-)Form; Bettlänge der Kolonne 62 cm.
Die Beladungslösung wurde mit einer Rate von 400 ml/ Stunde durchgeleitet, bis man in dem Perkolat aus der Kolonne I Sulfat-Ionen nachwies.
Die Kolonne I wurde dann mit 800 ml Wasser gewaschen. Die Waschwasser wurden gewonnen und auf Cephalosporin hin untersucht. Diese Menge wurde abgezogen, um die Gesamtmenge an beladenem Cephalosporin C zu berechnen.
Die Kolonne II wurde mit 800 ml Wasser gewaschen.
Diese mit den Perkolaten aus der Kolonne II vereinten Waschwasser enthielten 94% netto des beladenen Cephalosporins C.
Man leitete 3,01 der vereinigten Lösung über eine dritte Kolonne:
Kolonne III: 200 ml Amberlite IRA 68 Anionenaustauscherharz in der Acetatform; Bettlänge der Kolonne 56 cm.
Die vereinte Lösung wurde durch die Kolonne mit einer Rate von 400 ml/Stunde geleitet, danach wurde die Kolonne mit 400 ml Wasser gewaschen. Die vereinigten Waschwasser und Perkolate enthielten 2% des an der Kolonne III beladenen Cephalosporins C. Die Kolonne III wurde dann in abwärts gerichtetem Strom mit 0,1 molarer Kaliumacetatlösung, die mit Essigsäure auf pH 6,5 eingestellt war, eluiert. Das reiche Eluat wurde zwischen cxd 0,5°-0,5° gesammelt. Dieses Eluat besass eine Konzentration von 14,4 g Cephalosporin C je 1 (fluorimetrische Bestimmung) und enthielt 96% des an der Kolonne III beladenen Cephalosporins C.
4
s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
B
Claims (7)
- 6411842PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur Gewinnung von Cephalosporin C, dadurch gekennzeichnet, dass man a) eine Cephalosporin C enthaltende Fermentationsbrühe mit einem Anionenaustauscherharz in Kontakt bringt, das entweder ein schwach basisches Harz in der schwache Säure-Salzform oder in Form der freien Base oder ein stark basisches Harz in der schwache Säure-Salzform ist, um ein schwach saures das Cephalosporin C enthaltendes Perkolat zu erhalten, aus dem in der Brühe anwesende Anionen starker Säuren entfernt worden sind,b) das Perkolat mit einem starken Kationenaustauscherharz in der sauren Form in Kontakt bringt, wobei die in der erhaltenen Lösung enthaltenen Kationen durch Protonen ersetzt werden und das Cephalosporin C in dem im wesentlichen entionisierten Perkolat verbleibt und c) Cephalosporin C aus diesem Perkolat an einem schwach basischen Anionenaustauscherharz adsorbiert.
- 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentationsbrühe auf einen pH-Bereich von 2 bis 5 angesäuert und ausgefälltes Material vor dem Inkontaktbringen mit dem Anionenaustauscherharz in Stufe a) entfernt wird.
- 3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anionenaustauscherharz in Stufe a) ein schwach basisches Harz in der Acetatform ist.
- 4. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anionenaustauscherharz in Stufe a) ein schwach basisches Harz in Form der freien Base ist und dass die Beschickung für das Harz ausreichend Essigsäure enthält, um sicherzustellen, dass das Perkolat schwach sauer ist.
- 5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das starke Kationenaustauscherharz in Stufe b) ein quervernetztes Polystyrol-sulfonsäureharz ist.
- 6. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schwach basische Anionenaustauscherharz in Stufe c) in der Acetatform verwendet wird.
- 7. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufe einer Elution des Cephalosporins C aus dem schwach basischen Anionenaustauscherharz mit einer anorganischen oder organischen Salzlösung bei einem pH von 4 bis 7 und einer anschliessenden Ausfällung des Cephalosporins C aus dem Eluat in Form eines Salzes oder eines Komplexes hiervon umfasst.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB5077277 | 1977-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH641184A5 true CH641184A5 (de) | 1984-02-15 |
Family
ID=10457289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1246278A CH641184A5 (de) | 1977-12-06 | 1978-12-06 | Verfahren zur gewinnung von cephalosporin c aus einer fermentationsbruehe. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4205165A (de) |
| JP (1) | JPS54101490A (de) |
| BE (1) | BE872535A (de) |
| CH (1) | CH641184A5 (de) |
| DE (1) | DE2852596A1 (de) |
| FR (1) | FR2411197A1 (de) |
| IE (1) | IE47610B1 (de) |
| IT (1) | IT1106371B (de) |
| NL (1) | NL7811868A (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114157A (en) * | 1998-09-25 | 2000-09-05 | General Electric Company | Method for increasing total production of 4-hydroxybenzoic acid by biofermentation |
| CN102993214B (zh) * | 2012-12-07 | 2015-01-28 | 西北大学 | 一种头孢菌素的脱色方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL260438A (de) * | 1960-01-25 | |||
| US3467654A (en) * | 1966-08-19 | 1969-09-16 | Lilly Co Eli | Process for the recovery and purification of cephalosporin c |
| CH541579A (de) * | 1969-05-13 | 1973-09-15 | Ciba Geigy Ag | Verfahren zur Abtrennung von Cephalosporin C aus Rohlösungen |
| US3983108A (en) * | 1975-02-10 | 1976-09-28 | Merck & Co., Inc. | Antibiotic purification process |
-
1978
- 1978-12-01 US US05/965,586 patent/US4205165A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-12-05 IE IE2408/78A patent/IE47610B1/en unknown
- 1978-12-05 DE DE19782852596 patent/DE2852596A1/de not_active Withdrawn
- 1978-12-05 JP JP14974478A patent/JPS54101490A/ja active Pending
- 1978-12-05 BE BE192147A patent/BE872535A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-12-05 NL NL7811868A patent/NL7811868A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-12-05 IT IT52193/78A patent/IT1106371B/it active
- 1978-12-05 FR FR7834236A patent/FR2411197A1/fr active Granted
- 1978-12-06 CH CH1246278A patent/CH641184A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2852596A1 (de) | 1979-06-07 |
| IE47610B1 (en) | 1984-05-02 |
| NL7811868A (nl) | 1979-06-08 |
| IE782408L (en) | 1979-06-06 |
| BE872535A (fr) | 1979-06-05 |
| IT1106371B (it) | 1985-11-11 |
| FR2411197A1 (fr) | 1979-07-06 |
| FR2411197B1 (de) | 1983-05-20 |
| IT7852193A0 (it) | 1978-12-05 |
| US4205165A (en) | 1980-05-27 |
| JPS54101490A (en) | 1979-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69416526T2 (de) | Wiedergewinnung einer aminosäure | |
| DE3779671T4 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Gallium. | |
| DE3043766A1 (de) | Verfahren zur wiedergewinnung von carbonsaeuren | |
| DE3345445A1 (de) | Verfahren zur reinigung von anthracyclinon-glykosiden durch selektive adsorption an harzen | |
| US2954276A (en) | Hydrometallurgical process | |
| DE2021696A1 (de) | Verfahren zur Isolierung hydrophiler Antibiotika | |
| DE68911727T2 (de) | Ionenaustausch-Gewinnung von L-Lysin. | |
| DE69112770T2 (de) | Verfahren zur Abscheidung der organischen Säure oder Säuren aus einer organische Säuren enthaltenden Lösung. | |
| DE3410180C2 (de) | ||
| CH641184A5 (de) | Verfahren zur gewinnung von cephalosporin c aus einer fermentationsbruehe. | |
| DE69228095T2 (de) | Verfahren zur Regenerierung eines Tannin-Adsorbent | |
| DE3614061A1 (de) | Verfahren zum entfernen von metallkomplexen aus abwasserloesungen | |
| EP0377430A1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Säuren aus salz- und kohlenhydrathaltigen Substraten | |
| DE3826407A1 (de) | Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten | |
| DE1492229A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von kristallinem Insulin | |
| DE2616761C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Urokinase | |
| DE3922278C2 (de) | Verfahren zur herstellung von freiem (epsilon)-polylysin | |
| US4261819A (en) | Recovery of heavy metals from solution by contacting with cross-linked casein | |
| DE1195010B (de) | Verfahren zur Reinigung von Heparin nach der Chromatographischen Methode | |
| DE2921239C2 (de) | Verfahren zur Entfernung von restlichem Petroleum aus einer einer Lösungsmittelextraktion unterworfenen Phosphorsäure | |
| DE2559588C3 (de) | Verfahren zur Reinigung von Kallidinogenase | |
| DE69406318T2 (de) | Verfahren zur Elektrolyse eines Alkali-Metall Chlorides | |
| DE4439128B4 (de) | Verfahren zur Reinigung von Natriumformaldehydsulfoxylat | |
| DE1695015C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem N-(7-2'-Thienylacetamidoceph-3-em-3-y!-methyl)-pyridinium-4carboxylat | |
| DE2161131A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Abwasser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |