KR100200239B1 - 클라불란산 칼륨염의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 0 내지 10℃ 온도의 불순한 클라블란산염 수용액을 산성화시키고, 클라블란산을 수불혼화성 유기 용매, 특히 에틸 아세테이트로 추출하여 클라블란산의 유기 용매 중 용액을 수득하고, 이어서 이를 통상의 기술에 따라 건조 및 탈색시킨 다음; 0 내지 10℃의 온도의 상기 건조 및 탈색된 클라블란산 유기 용매 용액에 삼차 옥틸아민 또는 그의 용매 용액을 가하여 실질적으로 수순한 결정성 클라블란산 삼차 옥틸아민염을 형성시키는데, 이는 통상의 방법에 의해 회수되며; 이렇게 제조된 클라블란산의 중간체 삼차 옥틸아민염을 유기 용매, 특히 0 내지 5%의 물을 함유하는 이소프로판올에 용해시키고, 거기에 적당한 이온 담체의 알코올 용액을 가하여 목적하는 클라블란산의 약제학적으로 허용되는 결정성 염을 수득한 다음 이를 통상의 방법으로 단리하는 것을 특징으로 하는, 실질적으로 수수한 클라블란산을 그의 약제학적으로 허용되는 염으로서 제조하는 방법이 제공된다.

이와 같이 제조된 클라블란산의 옥틸아민염은 약제학적으로 허용되는 클라블란산 칼륨염의 제조를 위한 중간체로서 사용될 수 있다.

Description

클라블란산 칼륨염의 제조 방법

본 발명은 하기 식(Ⅰ)으로 표시되는 조(crude) 클라블란산 및 그의 유도체를 정제하기 위한 방법에 관한 것이다.

GB-A-1.508.977호에는 무엇보다도 클라블란산 및 그의 염이 스트렙토마이세스 클라불리저러스(Streptomyces clavuligerus), 스트렙토마이세스 주몬지넨시스(Streptomyces jumonjinensis) 및 스트렙토마이세스 카쓰라하마누스(Streptomyces katsurahamanus)와 같은 각종 스트렙토마이세스 미생물의 침액 발효에 의해 생산될 수 있음이 기재되어 있다.

발효액으로부터 클라블란산을 회수하느 다양한 방법이 예를 들면 상기 언급된 영국 특허에 기재되어 있다.

이들 방법은 불순한 클라블란산 수용액의 이온 교환 크로마토그래피 및 용매 추출과 같은 다양한 표준 기법을 이용하였다.

그러나, 이러한 방법들은 소량의 독성 오염물질을 포함하는, 일반적으로 순도가 낮은 생성물을 초래하는 경우가 잦다.

잘 알려져 있듯이, 약제학적 용도를 위해서는 고도로 정제된 비독성의 클라블란산 또는 그의 유도체가 유도된다.

예를 들면, 삼차 부틸아민(TBA) 염 중간체를 경유하여 정제된 클라블란산을 그의 칼륨염으로서 제조하는 하나의 방법이 유럽 특허 EP-B 0026044호에 기재된 바 있다. 특히, 불순한 클라블란산을 에틸 아세테이트로 추출한 다음, 거기에 같은 부피의 아세톤을 보조용매로서 가하고, 이어서 TBA를 가하여 클라블란산의 TBA염을 결정화시키고, 이를 중간체로서 단리해낸다.

상기 방법은 다량의 용매 혼합물의 사용을 필요로 할 뿐만 아니라, 아세톤의 존재 하에 TBA염은 다양한 조성의 아세톤과 함께 용매화물을 형성한다. 용매화물 중 아세톤의 함량은 2% 내지 8% 사이에서 변할 수 있다.

또한, TBA(비점 ; 44.4℃)는 모든 비율에서 물과 혼화가능하다는 것도 중요한 요소이다.

이러한 방법은 고도로 독성이며 (oral LD₅₀(rat): 180㎎/㎏, Dangerous Properties of lndustrial materials, fifth edition, N. lrving Sax 참고) 휘발성인 (비점: 44.4℃ (760 mmHg), Chemical Rubber Company Handbook of Chemistry and Physics, 53rd edition 1972-73, page C-400 참고) 삼차 부틸아민의 사용으로 인한 심각한 단점이 수반된다.

결과적으로, 삼차 부틸아민을 공업적 규모로 사용하는 것은 작업자에게 있어서 지나치게 독성이고 잠재적으로 위험할 수 있다.

더우기, 삼차 부틸아민은 모든 비율에서 물에 용해가능하므로 (C.R.C Handbook), 용매 제거 후 수성 폐액으로부터 회수하기가 곤란하다.

이는 경제적으로 공정상에 역효과를 줄 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 중요한 것은 공장 유출액에 삼차 부틸아민 페기물이 동반되는 잠정적인 오염문제를 초래할 수 있다. 또한, EP-B 0026044호에 개시된 바와 같이, 다량의 용매 혼합물을 사용하는 것은 상기 혼합물로부터 순수한 용매를 회수해야 함으로 인해 발생되는 바람직하지 못한 부가적인 공정 경제 상의 문제를 초래할 수 있다.

따라서, 다른 아민류 및 대체 용매계의 사용이 연구되어 왔다.

다수의 클라블란산 아민 염이 예를 들면 GB - A = 1508977, BE -A - 862211 및 GB - A - 1543563 호에 이미 기재된 바 있다.

문헌의 데이타로부터 클라블란산의 아민염은 이차 또는 삼차 아민, 또는 그 측쇄가 이차 또는 삼차 알킬 단위를 함유하는 일차 아민으로써 형성되는 것을 알 수 있다.

이러한 아민의 다수는 클라블란산의 염을 제조하는데 부적합하거나, 흡습성이거나 독성인, 또는 흡습성이며 독성이 클라블란산의 아민염을 형성하므로, 약제학적으로 허용되는 화합물의 제조를 위한 중간체로서 사용하기 부적합한다.

비독성의 클라블란산 및 그의 약제학적으로 허용되는 염, 예를 들면 칼륨염의 궁극적인 제조를 위한 중간체로서 단리가능한 클라블란산 아민염의 제조에 유용한 아민을 발견하기 위해 실험적 연구를 수행하였다.

광범위한 일차, 이차 및 삼차 아민으로부터 유도된 거의 모든 염들은 이러한 목적으로 부적합한 것으로 밝혀졌다.

특히, 상기 언급된 문헌에 인용된 아민류와 유사하거나 근접한 구조를 갖는 다수의 일차 또는 이차 아민은 연구 결과 허용불가능함이 알려졌다.

삼차 옥틸아민(2,4,4-트리메틸-2-펜탄아민 또는 TOA)은 안정한 중간체로서 쉽게 단리될 수 있는 클라블란산의 고도로 순수한 결정성 염의 제조에 적합하다는 거이 놀랍게도 이제 발견되었다. 상기 중간체 염은 고도로 순수한 비독성 클라블란산 및 그의 약제학적으로 허용되는 염의 제조에 사용될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 0 내지 10℃ 온도의 불순한 클라블란산 수용액을 산성화시키고, 클라블란산을 수불혼화성 유기 용매, 특히 에틸 아세테이트로 추출하여 클라블란산의 유기 용매 중 용액을 수득하고, 이어서 이를 통상의 기술에 따라 건조 및 탈색시킨 다음; 0 내지 10℃의 온도의 상기 건조 및 탈색된 클라블란산 유기 용매 용액에 삼차 옥틸아민 또는 그의 용매 용액을 가하여 실질적으로 수순한 결정성 클라블란산 삼차 옥틸아민염을 형성시키는데, 이는 통상의 방법에 의해 회수되며; 이렇게 제조된 클라블란산의 중간체 삼차 옥틸아민염을 유기 용매, 특히 0 내지 5%의 물을 함유하는 이소프로판올에 용해시키고, 거기에 적당한 이온 담체의 알코올 용액을 가하여 목적하는 클라블란산의 약제학적으로 허용되는 결정성 염을 수득한 다음 이를 통상의 방법으로 단리하는 것을 특징으로 하는, 실질적으로 순수한 클라블란산을 그의 약제학적으로 허용되는 염으로서 제조하는 방법에 관한것이다.

불순한 클라블란산의 추출은 10℃ 미만, 바람직하게는 5℃ 미만의 온도에서 수불혼화성 유기 용매, 특히 에스텔 및 케톤, 더욱 특별하게는 에틸 아세테이트 중에서 수행된다

건조는 적절한 건조체, 특히 황산 마그네슘으로 수행된다.

탈색은 통상의 탈색제, 바람직하게는 활성탄으로 수행된다. 이어서, 클라블란산의 건조 탈색된 유기 용매 용액에 삼차 옥틸아민이나 그 용액을 가하는 것은 10℃ 미만, 바람직하게는 5℃ 미만의 온도에서 수행된다.

다음 클라블란산의 삼차 옥틸아민염을 유기 용매, 특히 알코올, 더욱 특별히는 0 내지 5%, 특히 0 내지 2%의 물을 함유하는 이소프로판올에 용해시킨다.

상기 용액에, 적당한 양이온 담체의 용액, 예를 들면 포타슘 2-에틸헥사노에이트(KEH)의 이소프로판올 용액을 가하여 복분해 공정에 의해 클라블란산 칼륨이 형성되어 결정화되도록 한 후, 통상의 방법에 따라 단리시킨다.

클라블란산의 약제학적으로 허용되는 염을 제공하는 다른 이온들의 담체도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 함을 물론이다. 본 발명의 범위에서, 이온 담체는 필요한 양이온을 제공할 수 있는 모든 화합물을 의미한다.

또한, 이소프로판올이 이러한 목적에 적합한 용매러 알려졌지만, 다른 유사한 용매 또는 용매 혼합물이 동등하게 유용하며 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다는 것이 당업자에게 명백하다.

TOA를 사용함으로써, 다른 보조 용매를 사용하지 않고 에틸 아세테이트로부터 클라블란산 TOA염을 직접 침전시키는 것이 가능하다(클라블란산의 TBA염을 형성하기 위해 TBA를 사용할 경우에는 동 부피의 아세톤을 첨가해야 한다: EP-B 0026044 참고); 이는 실질적으로 적은 양의 용매가 요구되고 회수 공정이 훨씬 단순화되므로, 회수 공정을 경제적으로 개선할 수 있게 한다는 중요한 장점을 제공한다.

상기 기재된 방법에 의해 수득된 클라블란산 TOA염은 최종적인 클라블란산 칼륨에서 HPLC에 의해 불순물인 클라밤-2-카르복실레이트가 실질적으로 검출되지 않는다는 점에서 상기 불순물이 사실상 존재하지 않는다는 것이 알려졌다. 이러한 사실은 클라블란산이 클라밤-2-카르복실산으로부터 분리하기 힘든 것으로 알려져 있다는 점(J.C.S. Chem. Comm 1979 page 282. D. Brown, J.R. Evans. R.A. Fletton Structure of three novel beta-lactams isolated from Streptomyces clavuligerus)에서 매우 놀라운 것이다.

또한, TOA를 사용하면 매우 묽은 용액에서 클라블란산 TOA염을 침전시킬 수 있게 된다는 장점을 갖는다; 예를 들면, 클라블란산 에틸 아세테이트 중 2000㎍/㎖ 용액에 TOA2 당량을 첨가하여 결정성 침전물이 수득된다.

이러한 특징은 이온 교환 컬럼 용출액으로서 수득된 것과 같은 불순한 클라블란산의 비교적 묽은 수용액을 직접용매 추출 가능하도록 하기 때문에 매우 중요하다.

클라블란산 TBA염과는 대조적으로, 클라블란산의 결정성 TOA 염은 용매화물을 형성한다는 증거가 없다 (TBA염은 아세톤과 함께 2% 내지 8%의 조성의 용매화물을 형성한다: EP-A 0026044 참고). 이는 TOA염이 직접적인 클라블란산 함량을 근거로 분석이 가능한 균질 생성물이므로(다양한 양의 용매를 고려할 필요가 없으므로) 매우 유리하다.

또한, TOA는 물에 매우 적은 양만이 용해가능하므로(TBA는 물과 모든 비율에서 혼화가능함) 공정의 폐액으로부터 TOA를 회수하기가 용이하다, 이는 공정의 경제 면에서 및 공장 유출액의 오염 방지 면에서 중요하다.

TOA염 그 자체는 이미 공지되어 있으며 BE-A 862211에 기재되어 있으나 약제학적 제제를 위해 적합한 성분으로서만 알려져 있다: 또한 BE-A 862211에서 클라블란산 TOA염을 제조하는 데 사용된 공정은 본 명세서에 기재된 것과 같지 않다.

BE-A 862211에서의 출발 물질은 이미 정제된 클라블란산 벤질 에스테르 유도체인 한편, 본 발명의 공정에서는 불순한 클라블란산염의 수용액을 사용하고 있다.

벤질 에스테르는 잠정적으로 유해한 수소화 반응을 통해 클라블란산으로 전환되는데, 이는 본 발명의 방법에서 완전히 배제되고 있다.

더우기, 사용 용매는 수소화 칼슘과 함께 증류함으로써 미리 건조된 테트라히드로푸란인데, 이 또한 잠정적으로 유해 및 위험하다. 대조적으로, 본 방법은 훨씬 안정한 수성 계에서 에틸 아세테이트를 사용한다.

본 명세서에 기재된 방법의 특징은 본 방법을 공업적 규모의 제조에 더욱 적합하게 할 것이다.

[실시예 1]

1M 염화 나트륨 용액 20㎖l에 불순한 클라블란산 칼륨 0.8g을 용해시킨 용액 5℃로 냉각시킨다.

미리 5℃로 냉각시킨 에틸 아세테이트(20㎖l)를 가하고 혼합물을 강교반한다. 이어서, 황산 25% v/v을 pH가 2.0이 되도록 적가한다.

에틸 아세테이트를 분리해내고, 남은 수용액을 20㎖l 분량의 차가운 에틸 아세테이트로 3회 더 추출한다.

에틸 아세테이트 추출액을 합친다. 무수 황산 마그네슘(4g)을 가하고 혼합물을 5℃에서 15분간 교반한다.

거기에 탈색용 활성탄 0.8g을 가하고 혼합물을 15분간 더 교반한다. 다음, 황산 마그네슘과 탈색용 활성탄을 여과에 의해 제거한다.

모든 잔류하는 생성물을 5℃에서 5㎖l의 에틸 아세테이트로 세척한다. 에틸 아세테이트 5㎖l에 삼차 옥틸아민 1g을 용해시킨 용액을 30분에 걸쳐 적가한다.

수득되는 결정성 슬러리를 5℃에서 2시간 동안 교반한다. 생성물을 여과하고 소량의 에틸 아세테이트로 세척한 다음 진공 건조시킨다. 1.05g(수율 82%)의 생성물이 백색 결정성 고체로 수득된다.

[실시예 2]

클라블란산(12㎎/㎖)을 함유하는 수용액(500㎖)을 5℃로 냉각시킨다.

미리 5℃로 냉각시킨 에틸 아세테이트(1000㎖)를 가하고 혼합물을 강교반한다. 이어서, 황산 25% v/v을 pH1.5가 되도록 적가한다.

에틸 아세테이트를 분리해내고, 남은 수용액을 1000㎖ 분량의 차가운 에틸 아세테이트로 한번 더 재추출한다.

에틸 아세테이트 추출액을 합친다. 무수 황산 마그네슘(50g)을 가하고 활성탄(6g)을 가한 다음, 혼합물을 5℃에서 15분간 교반한다.

황산 마그네슘과 활성탄을 여과에 의해 제거한다.

모든 잔류하는 생성물을 125㎖의 에틸 아세테이트로 5℃에서 교반하면서 세척한다. 에틸 아세테이트 30㎖에 삼차 옥틸아민 6g을 용해시킨 용액 을 30분에 걸쳐 적가한다.

수득되는 결정성 슬러리를 5℃에서 2시간 동안 교반한다. 생성물을 여과하고 소량의 차가운 아세톤으로 세척한 다음 진공 건조시킨다. 8.12g(순도 58.0%, 순도에 대해 보정한 수율 78.5%)의 생성물이 백색 결정성 고체로 수득된다.

[실시예 3]

실시예 2에서 제조된 삼차 옥틸아민염(8.12g)에 증류수(4㎖)와 이소프로판올(16㎖)을 가하고, 이를 주위 온도에서 교반하여 용해시킨다.

상기 혼합물을 여과기를 통해 질소로 씻어내면서 흡인 여과하고 이소프로판올(20㎖)로 세척한다.

합한 여액 및 세척물을 이소프로판올(180㎖)에 가한다.

상기 혼합물에 포타슘 에틸헥타노에이트(1.4당량, 17.3㎖의 2N 용액)를 주위 온도에서 서서히 가한다. 생성된 혼합물을 2시간 교반하여, 0-5℃로 냉각시킨다.

생성된 침전물을 여과기를 통해 질소로 씻어내면서 흡인 여과하고 냉각된 아세톤(20㎖)으로 3회에 걸쳐 세척한 다음, 생성물을 실온, 진공 하에서 8시간 건조시켜 클라블란산 칼륨(4.7g)을 얻는다(분석 : 순도 82.5%, 용매함량 : 이소프로판올 0.28% 아세톤 0.24%, 수분함량 : 0.75%, pH : 7.5, 클라밤-2-카르복실레이트 : 0.005% 순도에 대해 보정한 수율 : 82.3%)

[비교실시예 1]

클라블란산(10.5 ㎎/㎖)을 함유한 수용액(300㎖)을 실시예 2의 방법을로 처리하여 에틸 아세테이트 추출물(1,200㎖)을 얻는다. 다음, 무수 황산 마그네슘을 첨가하고 10분간 교반한다.

상기 혼합물에 탈색용 활성탄(30g)을 첨가하고 5℃에서 10분간 더 교반한다. 무수 황산 마그네슘과 활성탄은 여과에 의해 제거시키고 잔류물은 100㎖의 에틸 아세테이트로 세척한다. 다음, 여액 및 세척물을 합친다.

아세톤 10㎖에 n-헥실아민 2.15㎖를 용해시킨 용액을 30분 동안 서서히 첨가한다. 상기 혼합물을 5℃에서 2시간 동안 교반한다.

클라블란산 n-헥실아민염이 생성되지 않는다.

Claims (5)

1. (1) 불순한 클라블란산 수용액을 산성화시키고, 수불혼화성 유기용매로 추출하여 유기용매에 용해된 클라블란산 용액을 수득하는 단계, (2) 상기 클라블란산 용액에 2,4,4-트리메틸-2-펜탄아민 또는 그의 용액을 가하여 클라블란산 수순한 결정성 2,4,4-트리메틸-2-펜탄아민염으로 제조하는 단계, 및 (3) 상기 클라블란산 2,4,4-트리메틸-2-펜탄아민염을 유기용매에 용해시키고 이온담체의 알코올 용액을 가하여 약제학적으로 허용가능한 클라블란산염을 제조하는 단계를 포함하는 순수한 클라블란산염의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 클라블란산 용액의 제조에 사용되는 용매가 에틸 아세테이트인 것을 특징으로 하는 순수한 클라블란산염의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 클라블란산의 2,4,4-트리메틸-2-펜탄아민염을 용해시키는 용매가 0.5%의 물을 함유하는 이소프로판올인 것을 특징으로 하는 순수한 클라블란산염의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 약제학적으로 허용가능한 클라블란산염이 클라블란산 칼륨염임을 특징으로 하는 순수한 클라블란산염의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 불순한 클라블란산 수용액을 산성화시키고, 수불혼화성 유기용매로 추출하여 유기용매에 용해된 클라블란산 용액을 수득하는 단계를 수행한 다음, 건조 및 탈색시키는 공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 순수한 클라블란산염의 제조방법.