土霉素盐的制备

土霉素结晶盐的制备

本发明涉及到土霉素结晶盐的纯化，特别是其盐酸盐的的结晶与制备。这个申请作为同时待审的申请NO.535296（发表于1955年9月，这个专利又是发表于1950年11月的申请No,194388后续，现在这两个专利已声明失效）后续的一部分。

土霉素是一种两性稳定的有机化合物，它能形成金属盐与酸式盐，并且对一系列病原微生物有很高的活性。它通过链霉菌在相应的发酵条件下产生的，并通过各种方法从发酵液中生产不同纯度的产品。土霉素的结构如下：

发表于1950年7月18日的美国专利2516080已给出土霉素碱的制备与表征。该文的最大特点在于提纯成结晶，因此而消除了各种杂质，提高了产品的质量。此外提纯成结晶有利于各种对药品无污染的杂质的存在。土霉素的部分性质使其难于结晶成酸式盐，特别是卤酸类盐。因此，先把提纯过的土霉素溶解在PH 低于2的溶液中，然后通过减压蒸馏，抗生素的单体比其盐酸盐容易结晶。如果把相同的溶液冷冻后干燥，由此产生的粉末会溶于水—再次形成的抗生素单体容易水解。

正如上诉文献所述，两性的土霉素微溶于大部分醇类。土霉素的两性表明土霉素是尚未结合的抗生素，而不是与金属或酸形成的盐类。因此使用醇类溶剂溶解土霉素生产期其的卤化氢盐有着不同程度

的困难。比如溶剂的大量需求与所期望得到产品的收率低下。（土霉素在醇类中的溶解度:甲醇，0.020g/ml；乙醇，0.012g/ml;丁醇，0.00019g/ml）

在我早先的申请专利中披露的重大发现在于在醇中加入某些化合物后将提高对土霉素的溶解度。在这个很有价值的发现得过程中，增溶剂的作用非常关键，如锌，碱金属的低分子醇化合物，特别是低分子量的碱土金属。此后，其他盐类如硝酸盐、硫酸盐以及上述金属的氯酸盐也有提高溶解度的能力。不过，总的来说，在整个系列中卤化物的效果最好。碱金属与碱土金属是元素周期表中第一主族与第二主族中的元素。这些金属中的锂，钠，钾，钙，镁德卤化物比较常见。这类能溶于乙醇的卤化物主要指氟化物，氯化物，溴化物，碘化物，它们在一定温度下在醇中的选择度在0.02g/ml。某些盐类由于其得盐效应不适用于作为一些溶剂中的增溶剂，例如氯化镁在乙醇中；氯化钠在甲醇、乙醇或异丙醇中；溴化钠在正丙醇；氯化钡在甲醇、乙醇中。有用的组合包括氯化钙与甲醇溶液；溴化钙与甲醇或乙醇溶液；氯化锶与甲醇或乙醇溶液；氯化镁的甲醇溶液；溴化钠的甲醇溶液；氯化锌与甲醇溶液；氯化锂的甲醇溶液等等。

本专利披露的另一个让人惊讶的是加入低浓度的氢卤溶液也有助于土霉素的溶解。在醇中氯化氢的浓度在0.05g/ml，在此增溶作用下，土霉素的溶解度提高到约0.2-0.3g/ml。在缺少增溶剂的情况下，需要10倍甚至1000倍高浓度的卤化氢醇溶液才能溶解相应量土霉素。在卤化氢浓度较高的情况下，盐酸土霉素很快开始沉淀下来。特别是当卤化氢是无水氯化氢、浓盐酸、浓溴酸等。因此，像盐酸土霉素可以通过醇类与盐酸两步处理进行分离提纯。首先，将土霉素用给定浓度下的盐酸中做溶解处理，如果其中有不溶性杂质，过滤分离，然后增加盐酸的量，反应生成了盐酸土霉素沉淀。

另外这个新工艺流程显示，土霉素溶解在含有碱金属或者碱土金属的卤化物的醇溶液中之后，对于这样一个溶解了卤化氢的系统中，土霉素的可溶性的确切性质并不清楚。由于某些原因，溶剂中允许存在着高浓度的土霉素。当土霉素发酵液中存在着很多无法处理的杂质时，可以采用过滤等常规的方法处理。此外，像活性炭也可以很容易的去除土霉素醇溶液中的杂质。

这一发明，在实际应用中被证明非常有效，包括在盐酸土霉素中加入低分子低分子脂肪醇与有机胺使的土霉素保持两性，因为土霉素

的两性在有利于溶解与铵盐的形成，任何溶解了有机胺的溶液比溶解了土霉素的溶液碱性强。选择能溶于所选择的溶剂中的盐酸胺盐是很有用的。从盐酸胺盐溶液中分离出盐酸土霉素是很容易的。这些胺类包括吡啶，哌啶，三乙胺，甲胺，乙醇胺等等。通过这种在抗生素的过滤与结晶之间为低质量土霉素提供了一个分离过程。将两性土霉素这一词用在这里是为了在本文中说明这种形式，或作为生产原料来描述。这个过程适用于从发酵液，或者受污染或失效的中间体以及成品等土霉素来源中提取盐酸土霉素。

土霉素溶于上述的溶液后形成盐酸盐结晶，目前最好的溶解剂与卤化银具有相同的结构，即包含有相同的阴离子。因此，如果土霉素溶解在氯化钙或者盐酸的醇溶液中时，那么沉淀会是氯化氢盐，如果醇溶液中溶解有氢溴酸，溴化钠或者溴化氢，则对相应的结晶过程有影响。沉淀剂的用量改变取决于需要处理的土霉素的提纯的处理步骤，这种变化量可以很容易的由专门的技术测定，然后用来确定晶核形成所需要的时间等。一般来倾向于控制醇中土霉素的含量为0.3g/ml，并使其中的金属卤化物含量为0.02到0.3 g/ml.当用氯化氢取代金属卤化物时，它的浓度范围在0.01 g/ml至0.05 g/ml。在这种情况下，通过增加土霉素在卤化氢溶解量0.02到0.06 g/ml,可以产生符合质量要求的沉淀物。这些试剂的用量随着土霉素纯度的不同而有所变化。另一个必须考虑到的因素是土霉素的效用问题，每克土霉素成品至少含有土霉素500毫克。

还有要考虑的是，生产过程中反应温度跟反应时间，一般控制反应温度在30℃以下，这样有利于产品的降温沉淀。选择在合适的时间点加入卤化氢溶解沉淀，这很重要。这个操作过程不超过4小时，当然，较长的时间有利于产品的完全生成。如果反应过程超过4小时，经常性的分析化验很管用。同时这个阶段中温度的控制至关重要，一般倾向于在酸化阶段把温度控制在20℃以下，然后在收集产品之前冷却混合物。在高于30℃的反应温度或者与强酸接触时间过长会导致产品的效价降低。

基本上任何醇类，假如它是液体并且跟上述的溶剂一样有能力溶解土霉素的话都能运用于这个工艺流程中，不过最好是使用低分子的饱和醇类，如甲醇，乙醇，混合醇等脂肪醇。

正如前面所指出的，这个工艺适合制作任何一种酸式土霉素盐，如氟酸、盐酸、溴酸、碘酸土霉素。当然假如是口服或者注射来治疗

人或者动物，首选盐酸土霉素。加入增溶剂并不影响氯化氢跟金属卤化物，抗生素的盐酸盐沉淀主要由盐酸处理溶解。其他的卤化盐类在治疗中作用很小。氟化氢有剧毒，破坏动物组织，在氟酸土霉素中混入入氯化钙等增溶剂则形成有毒的物质，这对生产土霉素很危险。同时溴酸与碘酸土霉素在治疗某些疾病时效果很好，这些化合物在土霉素等抗生素的生产过程中是不希望产生的，因此这两个氢卤化物在一般用途不适用其盐酸盐。

下面的例子用来说明这项发明，不以任何方式限定它的适用范围。

例1：取20克化验含量为832 mg/g的土霉素粗晶，将其溶于100ml 的甲醇中，再在上述溶液中加入10ml的氯化钙甲醇溶液使得土霉素溶解。将溶液过滤再加入20ml的浓盐酸，然后加入盐酸土霉素晶核。在产物开始结晶后，搅拌至少3小时。析出的黄色晶体沉淀经过滤、再用少量盐酸的甲醇溶液洗涤，最后将产品在56℃下真空干燥。最后称量产品质量为19.9g，检测土霉素含量为800mg/g。

例2：将粗土霉素晶体加入装有甲醇的容器中，然后加入溴化钙的饱和甲醇溶液。土霉素很快被溶解，再加入强酸性的溴酸溶液后，溴酸土霉素很快就结晶分离。

例3：在例2中，将溴化钙替换为氯化锶的饱和甲醇溶液，土霉素也很快溶解，加入浓盐酸后，土霉素结晶析出。

例4：将例2中的溴化钙替换为氯化镁甲醇饱和溶液，与上面相同土霉素被溶解后，加入浓盐酸，盐酸土霉素晶体再次生成。

例5：称量含量为900mg/g的土霉素结晶，将其与甲醇混合，晶体在甲醇中呈悬浮状，在加入溴化钠的饱和甲醇溶液，然后加入强溴酸，最后生成溴酸土霉素晶体。

例6：悬浮在甲醇中的土霉素晶体在加入氯化锌后很快溶解，然后缓慢加入浓盐酸析出盐酸土霉素晶体。

例7：将50 g 粗土霉素晶体（含量为740mg/g）加入220ml甲醇中，再在这个悬浮液中加入16.8ml浓盐酸溶解土霉素。过滤后，再在清滤液中加入16.8ml的酸。盐酸土霉素开始结晶沉淀，缓慢搅拌2小时后过滤出晶体，再用比例为1.2：8.8的盐酸甲醇溶液洗涤，最后用纯甲醇洗涤。

将产物在真空在干燥，称量的最终产物质量为38g，有效成分为859 mg/g。计算收率为85%,产品中的杂质几乎去除完毕。

将盐酸甲醇溶液替换为盐酸乙醇，用同上的实验方法能得到相似的试验结果。

例8：将110克粗土霉素晶体与340ml溶有38ml的三乙胺的甲醇溶液混合，将此中性的土霉素溶液与126ml的饱和氯化钙溶液混合后，过滤掉少数不溶物，再用活性碳脱色。在过滤后的清滤液中加入63ml的浓盐酸，得到纯的盐酸土霉素晶体沉淀。

由于这项发明从不同的应用范围与性质出发有有很多不同的体现，除了在下面申请以外领域不限制使用。

专利申请如下：1.一种制备含有不超过0.3g/ml的土霉素单体的土霉素盐酸盐的工艺，它是从发酵液和含有的不溶性杂质低分子醇的溶剂中提取的，该低分子醇醇溶剂中的溶质成分为：0.01-0.05g/ml 卤化氢；0.01-0.05g/ml浓盐酸；0.02-0. 3 g/ml可溶于低分子醇的金属卤化物；0.02-0.03g/ml低分子醇配合的卤化锌。将此溶液过滤分离除杂质后，加入0.02-0.06g/ml的氢卤酸后制备出盐酸土霉素盐。

2. 一种制备含有不超过0.3g/ml的土霉素单体的土霉素盐酸盐的工艺，低分子醇醇溶剂中的溶质成分为：0.01-0.05g/ml 卤化氢；

0.01-0.05g/ml浓盐酸；0.02-0. 3 g/ml可溶于低分子醇的碱金属卤化物；

0.02-0.03g/ml可溶于低分子醇的碱土金属卤化物。将此溶液过滤分离除杂质后，加入0.02-0.06g/ml的氢卤酸后制备出盐酸土霉素盐。

3．改变申请2中工艺中的增溶剂为氯化钙；

4．改变申请2中的工艺的增溶剂为氯化镁；

5．改变申请2中的工艺的增溶剂为氯化锌。