Brevet FR2073508A1 — publié le 19711001

Cette invention concerne un nouveau procédé commode et économique pour préparer des sels d'a-carboxybenzylpénicilline. Plus particulièrement, elle concerne la production de sels mono-métalliques alcalins cristallisés de 1'a-carboxybenzyl-5 pénicilline et la transformation desdits sels en sels bi-métalliques alcalins de l'ot-carboxybenzylpénicilline. Elle concerne également une composition pour administration parentérale. La pénicilline à large spectre et de grand intérêt, que 10 constitue 1*a-carboxybenzylpénicilline, est décrite dans le Brevet E.U.A. 3.142.673 et dans le Brevet Britannique 1.004.670 ainsi que la préparation de divers sels de cette pénicilline de grand intérêt, y compris les sels bi-métalliques alcalins. Le Brevet E.U.A. 3.142.673 décrit également la préparation 15 des sels mono-métalliques alcalins. Cependant, les sels monométalliques alcalins tels qu'ils sont produits par les méthodes de cette référence, sont des substances amorphes plutôt que cristallines. On dispose d'autres méthodes de préparation des sels 20 mono-métalliques alcalins cristallins mettant en jeu le traitement d'une solution d'a-carboxybenzylpénicilline dans la méthyl îsobutyl cétone ou dans le n-butanol par un sel de métal alcalin d'un acide organique comme les acides 2-éthyl hexanoxque, caproïque, oléique, ascorbique, glycolique, 25 propionique, acétique, succinique, cinnamique, caprylique ou citrique. Si l'on désire le sel mono-alcalin il faut ''utiliser ces sels dans des proportions équimolaires par rapport à la pénicilline. Cependant, la présente invention est une amélioration de ce procédé en ce qu'elle peut utiliser un sel de métal alcalin 30 de l'acide lactique dans des proportions supérieures aux proportions équimolaires, seuls les sels mono-métalliques alcalins cristallins se formant sans qu'il se forme de quantités appréciables du sel de pénicilline di-métallique alcalin. Le sel mono-alcalin, par exemple, a-carboxybenzylpénicilline mono-35 sodique, est plutôt insoluble et c'est pourquoi il constitue également un intermédiaire préféré dans la production de sel di-sodique ou pour l'utilisation dans les compositions pharmaceutiques. Un certain nombre de facteurs rendent difficile la formation 40 de sels d'a-carboxybenzylpénicilline métalliques alcalins 70 39640 2 2073508 cristallins. En particulier, la pénicilline elle-même est fortement polaire et est sujette à une dégradation, en particulier aux températures élevées et à un pH supérieur à 9 ou inférieur à 4, en formant des produits de décomposition tels que b?nzyl 5 pénicilline, acide pénicilloîque et acide pénicillénique. En outre, les sels des métaux alcalins ont tendance à être très hygrosco-piques. En général, un sel amorphe est moins souhaitable que sa forme cristalline du point de vue préparation, vente, stockage 10 et utilisation. Les propriétés physiques d'un sel amorphe, tel que facilité de manipulation, dispersion en solution, et couleur du sel, sont généralement inférieures à celles d'une forme cristalline du même sel. En outre, les formes amorphes d'un sel sont fréquemment plus hygroscopiques qu'une forme cristalline 15 dudit sel. Pour l'utilisation pharmaceutique, les moins bonnes propriétés mentionnées précédemment pour un sel amorphe, par rapport à celles d'une forme cristalline du sel, constituent particulièrement des inconvénients. La formation de formes posologiques 20 acceptables et les diverses préparations pharmaceutiquement élégantes nécessitées et demandées par le corps médical et pharmaceutique, sont rendues difficiles avec un sel amorphe. Dans le cas'de 1'a-carboxybenzylpénicilline, les inconvénients des formes amorphes de ses sels oe métaux alcalins retiennent 25 fortement l'attention étant donné qu'elle est une pénicilline à large spectre extrêmement efficace. C'est pourquoi la préparation des formes cristallines de ses sels mono-métalliques alcalins et, en particulier, de son sel de sodium, est d'une grande importance pour le corps médical et le corps pharmaceutique. 30 On a trouvé que 1'on peut commodément préparer des formes cristallines, stables, des sels mono-métalliques alcalins de 1'a-carboxybenzylpénicilline, y compris ses épimères ou stéréoisomères, en partant des formes brutes et amorphes de 1'a-carboxybenzylpénicilline et de ses sels. Le procédé utilise 35 un appareillage facilement disponible et est caractérisé par la facilité de manipulation,l'économie d'ensemble, et la haute qualité des sels cristallins. Les produits cristallins stables de la présente invention sont utiles sous les mêmes formes posologiques et les mêmes quantités pour les mêmes besoins que 40 les produits amorphes de la technique antérieure, mais ne 70 39640 3 2073508 partagent pas les inconvénients précités des produits amorphes. Par l'expression "a-carboxybenzylpénicilline et ses sels" on entend non seulement les sels des métaux alcalins, par exemple, de sodium et de potassium, mais aussi les sels des métaux 5 alcalino-terreux (calcium, magnésium, baryum), le sel d'ammonium et les sels d'ammonium substitués, par exemple, de proca'ine, de dibenzylaminé, de N,N'-dibenzyléthyléthylènediamine, de N-éthylpipéridine, de diéthylamine, de triéthylamine, et les sels avec d'autres aminés qui ont été utilisées pour former des 10 sels avec la benzylpénicilline. Elle comprend en outre les sels mono-et di- de l'a-carboxybenzylpénicilline et de ses épimères. Cependant, eu égard à l'étape d'acidification dans le procédé décrit ici qui transforme les sels précités en la forme d'acide de 1*a-carboxybenzylpénicilline, tous les sels sont équivalents 15 dans ce procédé. D'un point de vue pratique, le sel di-sodique brut et/ou amorphe de 1'a-carboxybenzylpénicilline est la matière de départ usuelle pour ce procédé. La forme sous laquelle le composé de départ est fourni peut souvent être une solution brute du sel de sodium obtenu par hydrolyse d'un ester 20 d'a-carboxybenzylpénicilline. La préparation des sels de sodium et de potassium de l'a-carboxybenzylpénicilline à partir de solutions aqueuses de 1'a-carboxybenzylpénicilline et de ses sels, tels que ceux produits par les méthodes du Brevet E.U.A. 3.142.673 et du 25 Brevet Britannique 1.004.670 ou par hydrolyse alcaline d'un aryl ester d'a-carboxybenzylpénicilline, selon la présente invention, consiste : a) à mettre une solution aqueuse contenant d'environ 5 à 40% en poids d'a-carboxybenzylpénicilline, en contact avec un solvant 30 organique choisi dans le groupe constitué du n-butanol, de l'alcool n-amylique, de l'alcool isoamylique, de la méthyl éthyl cétone, et de la méthyl isobutyl cêtone, b) à ajuster le pH d'environ 2 à 3,5, c) à séparer la couche organique, 35 d) à ajouter à ladite couche organique séparée au moins environ une proportion équivalente de lactate de sodium ou de potassium sous la forme de solution aqueuse contenant environ 70-90% en poids dudit lactate, et e) à récupérer le précipité résultant d'a-carboxybenzyl-40 pénicilline mono-sodique ou mono-potassique cristalline. 70 39640 4 2073508 On peut alors préparer le sel di-sodique ou di-potassique d*a-carboxybenzylpénicilline : a) en mettant le sel mono-sodique ou mono-potassique correspondant en suspension, comme il est décrit antérieurement, 5 dans l'eau à une température de 0-10° C, en ajoutant à la suspension résultante une quantité stoechiomêtrique d'un composé choisi dans le groupe constitué de l'hydroxyde, de 1'isopropoxyde, du butoxyde, du bicarbonate et du carbonate de sodium ou de potassium, et 10 b) en récupérant le sel di-sodique ou di-potassi^ue d'a-carboxybenzylpénicilline résultant. Cette invention concerne en outre une composition destinée à l'administration parentérale, constituée d'un mélange intime sec d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique et d'une quantité 15 stoechiomêtrique de glycinate de sodium. On peut utiliser le nouveau procédé de cette invention pour préparer les sels sodiques et potassiques de l'a-.-carboxybenzylpénicilline en partant de solutions aqueuses de 1'a-carboxybenzylpénicilline et de ses sels, et en partant de 20 formes brutes et amphotères de 1'a-carboxybenzylpénicilline et de ses sels. Pour les besoins de cette invention, il est nécessaire que la solution aqueuse de 1'a-carboxybenzylpénicilline ou d'un de ses sels ait une concentration en a-carboxybenzylpénicilline 25 équivalente à une concentration d'environ 5 à environ 40% en poids de la forme acide. Cependant, on préfère que la pénicilline soit présente à une concentration d'environ 25 à environ 35 pour cent en poids. On ajoute à la solution d'a-carboxybenzylpénicilline précitée 30 un solvant organique non miscible à l'eau, qui peut être le n-butanol, l'alcool amylique, l'alcool isoamylique, la méthyl r-thyl cétone,ou la méthyl isobutyl cétone. Toutefois, le solvant organique préféré est le n-butanol. Selon le procède préféré as la présente invention on amène la solution aqueuse de 35 pénicilline en contact avec le solvant. On ajuste ensuite le pH de la solution de solvant organique aqueuse à une valeur d'environ 2 à environ 3,5. La gamme préférée est d'environ 2,5 L environ 3,0. On ajuste le pH au moyen d'un acide minéral tel que l'acide chlcrhydrique,,1'acide sulfurique et l'acide bromhydrique. 40L'acide préféré est HCl à une concentration IN - 2N. Pendant 70 396>t0 5 2073508 qu'on ajuste le pH on maintient la température à 0-10° C , la gamme préférée étant 0-5° C. Naturellement, on peut ajuster le pH de la solution de pénicilline aqueuse avant de mettre la couche aqueuse en contact avec le solvant mais il est moins 5 souhaitable de procéder ainsi. On sépare les deux couches (eau-solvant organique) et on extrait la couche aqueuse par du solvant organique supplémentaire pour s'assurer une extraction complète de 1'a-carboxybenzylpénicilline. 10 On peut naturellement effectuer cette étape d'extraction en continu ou en discontinu. Indépendamment du type de procédé utilisé, on préfère un volume total de solvant valant d'environ 1/2 à 1/3 du volume de la solution aqueuse d'acide étant donné que l'on a trouvé que cela permettait une extraction satisfaisante 15 de 1'a-carboxybenzylpénicilline. Naturellement, on peut utiliser des volumes plus grands mais cela nécessite la manipulation et la récupération de volumes de solvant inutiles. Il n'est pas souhaitable d'utiliser des volumes plus faibles étant donné que la récupération de produit désiré est diminuée. On ajuste 20 avantageusement le volume de solvant organique de manière à obtenir une concentration d1a-carboxybenzylpénicilline dans l'extrait allant d'environ 20 à environ 30 pour cent. L'extrait au solvant organique d'a-carboxybenzylpénicilline contient une certaine quantité d'eau dissoute. On peut utiliser 25 cet extrait "humide" dans les étapes subséquentes pour obtenir le sel mono-métallique alcalin cristallin désiré ou bien le sécher jusqu'à environ 5 pour cent à environ 10 pour cent en séchant l'extrait au solvant organique par le sulfate de sodium anhydre, qui est l'agent desséchant préféré dans ce procédé. 30 On peut également utiliser d'autres agents desséchants, comme le sulfate de calcium et le sulfate de magnésium anhydres. Une autre méthode pour réduire la teneur en eau consiste à éliminer l'eau par distillation azéotropique sous vide. On peut également abaisser la teneur en eau en ce qui concerne la concentration 35 du solvant organique, en ajoutant du solvant sec. En outre, on peut traiter l'extrait organique par le carbone pour éliminer les impuretés qui peuvent être présentes. On traite ensuite 1'extrait au solvant organique par une solution aqueuse concentrée du sel de métal alcalin approprié de 40 l'acide lactique pour former le sel mono-métallique alcalin 70 396^0 6 2073508 cristallin désiré de 1'a-carboxybenzylpénicilline. Les sels qui conviennent sont les sels de sodium et de potassium de l'acide lactique. Cependant, le sel préféré est le lactate de sodium. On dissout le sel lactate dans l'eau pour former une solution 5 dont la concentration est d'environ 70 à environ 90% en poids/ volume. Cependant, la gamme préférée est de 75-85% en poids/ volume. On ajoute ensuite celle-ci à l'extrait au solvant organique. On maintient de préférence la température à 0°-l0° C avec une préférence spéciale pour la gamme de 5° à 10° C. On utilise un 10 rapport molaire de 1:1, ou légèrement plus, du sel lc._:tate à la pénicilline mais on peut utiliser des proportions plus grandes, car seul le sel mono-métallique alcalin va se former dans ces conditions. Ceci est en contraste avec les quantités stoechiométriques qui sont nécessaires lorsqu'on utilise les 15 sels de métaux alcalins ou divers autres acides. On sépare le sel mono-sodique ou mono-potassique cristallin qui précipite, par exemple par filtration, et on peut alors le laver ou le repulper avec un solvant organique comme 1'acétone ou 1'isopro-panol, puis le sécher. On peut également utiliser d'autres 20 solvants comme le n-butanol, l'acétate d'éthyle et la méthyl isobutyl cétone. Il est commode de sécher les produits à environ 30°-65° C. Comme le verra l'homme de l'art, d'autres méthodes couranunent utilisées dans la technique sont également applicables, par 25 exemple séchage par l'air, séchage sous azote, séchage à 25° sous vide. On prépare le sel bi-métallique alcalin en mettant le sel mono-sodique ou mono-potassique correspondant en suspension dans l'eau dé préférence à une concentration d'environ 10 pour cent 30 à 50 pour-cent, an particuliar environ 20 à 30 pour cent. On maintient la température à environ 0°-10° C avec la gamme d'environ 0° à environ 5° comme gamme de température préférée. On ajoute à cette suspension, en agitant constamment, des quantités stoechiométriques d'hydroxyde, d'isopropoxyde, de 35 butoxyde, de bicarbonate ou de carbonate de sodium ou de potassium pour obtenir le sel bi-métallique alcalin correspondant. Cependant, l'agent préféré est 1 *hydroxyde de sodium. On peut isoler le sel di-sodique résultant ainsi formé soit par lyophilisation soit par tout autre moyen approprié tel que 40 séchage par pulvérisation, séchage sous vide, ou bien par 70 396M 7 2073508 dilution avec un solvant miscible à l'eau comme le n-propanol, 1'isopropanol, ou l'acétone, grâce à quoi on précipite le sel di-sodique et on le récupère sous forme cristalline. On peut préparer des sels stériles en utilisant des techniques de 5 stérilisation appropriées comme la filtration stérile avant l'étape de séchage. Les nouveaux sels mono-métalliques alcalins cristallins obtenus dans cette invention sont utiles en ce qu'ils procurent des formes posologiques intraveineuses et intramusculaires 10 d'a-carboxybenzylpénicilline nouvelles et élégantes. L'avantage spécial de l'emploi de 1'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique sous des formes posologiques intramusculaires réside dans le fait qu'il procure une action retard soutenue et fonctionne d'une manière telle quil est fourni une forme posologique 15 retard élégante. On prépare une composition destinée à l'administration parentérale en mélangeant intimement de 1'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique stérile et une quantité stoechiomêtrique de glycinate de sodium. La composition est extrêmement stable et 20 peut etre conservée pendant de longues durées sans perte d'activité. Lorsqu'on ajoute de l'eau il se forme le sel di-sodique soluble. La quantité usuelle par fiole est d'environ 0,500 g à environ 5,0 g d'activité d'a-carboxybenzylpénicilline. Pour une simple unité de base, la quantité préférée par fiolç, cependant, est 25 de 1,2 g d'activité d'a-carboxybenzylpénicilline auquel on ajoute 1,5 ml d'eau pour obtenir une solution à 500 mg/ml d'a-carboxybenzylpénicilline . L'addition de 3,6 ml d'eau donne une solution contenant 250 mg/ml d'a-carboxybenzylpénicilline. Les exemples suivant sont donnés pour illustrer l'invention 30 plus en détail : EXEMPLE I On dissout 250 g (0,593 mole) d'ce-carboxy&enzylpênicilline di-sodique amorphe dans 700 ml d'eau froide â 0-5° C, et- l'on ajoute 700 ml de n-butanol puis en acidifie à pî-I 2,4 avec 35 950 ml d'HCl 2 N froid. On sépare les deux couches (eau-butanol) et on extrait la couche aqueuse deux fois avec le n-butanol en utilisant 150 ml à chaque fois. On sécha les extraits n-butanoliques réunis sur 450 g de sulfate de sodium anhydre en agitant pendant une heure. On sépare l'agent desséchant par 40 filtration et on lave le gâteau avec 200 ml de n-butanol que l'on 70 396 8 2073508 combine aux autres extraits butanoliques. On refroidit la solution au n-butanol à 5° C et on l'ensemence avec des cristaux d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique. On ajoute lentement, en agitant constamment en l'espace de 20-30 minutes, 91 ml de 5 lactate de sodium à 80% pds/v (0,652 mole). Il se forme un précipité cristallin finement divisé. On continue à agiter pendant une heure et on filtre le précipité d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique cristalline et on le lave avec 200 ml de butanol et ensuite on le sèche sous vide. 10 EXEMPLE II On met 82 g (0,190 mole) d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique en suspension dans 190 ml d'eau froide à 0-5° C, et on ajoute lentement, en agitant, 190 ml (0,190 mole) de NaOH 1 N froide pour porter le pH à 7,3. On amène le volume de 15 la solution à 480 ml avec de l'eau froide et on le filtre sur un filtre stérile. On récupère ensuite la pénicilline di-sodique par lyophilisation. EXEMPLE III On répète le mode opératoire de l'Exemple I mais en utilisant 20 un pH ajusté à 3,2 dans l'étape d'acidification initiale. On obtient sensiblement les mêmes résultats mais avec un rendement un peu diminué. EXEMPLE IV La répétition du mode opératoire de l'Exemple I, mais avec 25 1,0 mole de lactate de sodium au lieu de 0,652 mole, donne de nouveau le sel mono-sodique cristallin. EXEMPLE V On répète le mode opératoire de l'Exemple II en utilisant les produits suivants, et on obtient sensiblement les mêmes 30 résultats : isopropoxyde de sodium, n-butoxyde de sodiup, bicarbonate de sodium et carbonate de sodium. EXEMPLE VI On répète le mode opératoire de l'Exemple I, en remplaçant le lactate de sodium par le lactate de potassium pour obtenir 35 le sel de pénicilline mono-potassique cristallin. On forme ensuite le sel d i-pctas s iqae correspondant en utilisant le mode opératoire de l'Exemple II, en utilisant 1'hydroxyde de potassium à la place de 1'hydroxyde de sodium. EXEMPLE VII 40 En suivant le mode opératoire de l'Exemple I mais en utilisant 70 39640 9 2073508 la méthyl éthyl cétone au lieu du n-butanol, on forme de nouveau le sel mono-sodique cristallin. EXEMPLE VIII On répète le mode opératoire de l'Exemple I en éliminant 5 le séchage des extraits n-butanoliques réunis et en diluant avec un égal Volume de n-butanol sec. On obtient sensiblement les mêmes résultats. EXEMPLE IX On dissout de l'acide borique (61,8 g) et du chlorure de 10 potassium (74,56 g) dans l'eau et on ajoute assez d'eau à la solution pour amener le volume à deux litres. On ajoute une quantité suffisante d'hydroxyde de sodium 0,5 N pour ajuster le pH de la solution à 9,0. On dissout un sel de N-éthylpipéridine et d'ester phénylique d'a-carboxybenzylpénicilline dans cette 15 solution tampon et on agite le mélange à la température ambiante (25° C) pendant 2,5 heures. Le mélange de réaction devient plus acide au fur et à mesure que l'hydrolyse se fait jusqu'à ce que, à la fin de la réaction, le mélange atteigne un pH de 8,45. La solution contient le sel di-sodique brut de 1'a-carboxybenzyl-20 pénicilline. On refroidit le mélange de réaction à 0-10° C et on ajoute du n-butanol (700 ml) puis assez de HCl 2N pour acidifier le mélange jusqu'à pH 2,4. On suit alors le mode opératoire de l'Exemple I pour produire 1'a-carboxybenzylpénicilline 25 mono-sodique cristalline. EXEMPLE X On dissout 250 g (0,593 mole) d'a-carboxybenzylpénicilline di-sodique amorphe dans 700 ml d'eau froide à 0-5° C, et l'on ajoute 500 ml de n-butanol puis l'on acidifie jusqu'à pH 2,4 30 avec 250 ml d'HCl 2 N froid. On sépare les deux couches (eau-butanol) et on extrait la couche aqueuse 2 fois avec des portions de 100 ml de n-butanol. Aux extraits n-butanoliques réunis on ajoute encore 700 ml de n-butanol. Ensuite on refroidit cette solution à 5° C, et on l'ensemence avec des cristaux 35 d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique. On ajoute, en agitant en l'espace de 20-30 minutes, 91 ml de lactate de sodium à 80% pds/v. Il se forme un précipité cristallin finement divisé et on l'isole par filtration. On lave ensuite le précipité d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique cristalline avec 200 ml 40 de butanol et on le sèche. 70 39640 •iO 2073508 EXEMPLE XI On prépare un mélange intime d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique et d'une quantité stoechiomêtrique de glycinate de sodium, en utilisant les quantité suivantes : 5 g/fiole a-carboxybenzylpénic il1ine mono-sodique 1,410 glycinate de sodium 0,376 10 1,786 L'addition de 1,5 ml d'eau donne une solution limpide contenant une quantité de pénicilline équivalente à 500 mg/ml sous forme d'acide d'a-carboxybenzylpénicilline. 15 Des échantillons soumis à des essais de stabilité présentent une excellente rétention de l'activité biologique. On ne note aucune perte d'activité pendant des essais de trois mois à 50° C, ou des essais de neuf mois à 37° et 25°. 70 39640 ii 2073508 REVENDICATIONS 1. Un procédé de préparation d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique ou mono-potassique, ledit procédé étant caractérisé par les étapes consistant à mettre une solution aqueuse contenant 5 d'environ 5 à 40% en poids d1a-carboxybenzylpénicilline en contact avec un solvant organique choisi dans le groupe constitué par le n-butanol, l'alcool n-amylique, l'alcool isoamylique, la méthyl éthyl cétone, et la méthyl isobutyl cétone, à ajuster le pH d'environ 2 à 3,5, à séparer la couche organique, à ajouter 10 à ladite couche organique séparée au moins environ une proportion équivalente de lactate de sodium ou de potassium sous la forme d'une solution aqueuse contenant environ 70-90% en poids dudit lactate, et à récupérer le précipité d'a-carboxybenzylpénicilline mono-sodique ou mono-potassique 15 cristalline résultant. 2. Le procédé de la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit solvant est le n-butanol et ledit lactate est le lactate de sodium. 3. Un procédé de préparation d'a-carboxybenzylpénicilline 20 di-sodique ou bi-potassique, ledit procédé étant caractérisé par les étapes consistant à préparer le sel mono-sodique ou mono-potassique correspondant par le procédé de la revendication 1, à mettre ledit sel en suspension dans l'eau à une température de 0-10° C, à ajouter une quantité stoechiomêtrique d'un composé 25 choisi dans le groupe constitué des hydroxydes, des isopropoxydes, des butoxydes, des bicarbonates et carbonates de sodium et de potassium à la suspension résultante et ' à récupérer le sel di-sodique ou bi-potassique d'a-carboxybenzylpénicilline résultant. 30 4. Une composition destinée à l'administration parentérale, constituée d'un mélange intime see d'«-carboxybenzylpénicilline mono-sodique et d'une quantité stoechiomêtrique de glycinate de sodium.