169168. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 6-amino-penám-3-karbonsav előállítására vízoldható enzim-komplexek segítségével

5 169168 6 A vízoldható enzimszármazékok az eredeti dezaciláz-enzim aktivitásával rendelkeznek és a 6-APA gyártáshoz folyamatosan vagy nem folyamatosan alkalmazhatók. A 6-APA gyártásfolyamat egyik fontos része az 5 ultraszűrés. A szűréshez félig áteresztő membránokat alkalmazunk amelyek az alacsony molekulasúlyú vegyületeket átengedik és a magas molekulasúlyú vegyületeket visszatartják. A félig áteresztő hártya áteresztő képességének határát az enzim-komplex 10 molekulasúlya szerint választjuk meg. A membránt úgy választjuk meg, hogy a 6-APA-t átengedje, de az enzim-polimer-komplexet további bontáshoz használhassuk fel. Az ultraszűrés segítségével a vízoldható komplexet 15 vizes oldatban kapjuk, és ez lehetővé teszi, hogy közvetlenül újra felhasználjuk. Általában az ismételt felhasználás előtt nem szükséges az enzim-komplexet további tisztításnak alávetni. A találmány szerinti eljárással a folyamatos 20 6-APA előállítást az 1. ábra szerint végezzük. Az 1 reaktortartály egy 2 keverővel van ellátva, valamint egy köpennyel, amelyen keresztül a kívánt hőmérsékletű vizet áramoltatjuk. A víz a köpenybe egy 3 szelepen lép be, és egy 4 szelepen lép ki. A 25 tartályban egy 5 pH érzékelő elem van, amely egy 6 mérőberendezés segítségével működésbe hoz egy 7 csapot, amely egy 8 tápcsövön keresztül a pH kívánt értékre való beállításához lúgos oldatot bocsát be. Penám-3-karbonsav-származék-oldatot szívatunk be 30 egy 9 szivattyúval egy 10 vezetéken keresztül egy 11 tartályból. A 11 tartály a 12 keverővel és vízköpennyel van ellátva. A köpenybe a 13 be- és 14 kivezető szelepen keresztül áramoltatjuk a kívánt hőmérsékletű vizet. 35 Az 1 tartályból az oldatot egy 15 vezetéken keresztül egy 16 szivattyú alkalmazásával nyomjuk be egy 17 ultraszűrő berendezésbe. A szűrőn fennmaradt oldatot egy 18 vezetéken keresztül juttatjuk vissza az 1 tartályba. 40 Az ultraszűrőn átengedett oldatot közvetlenül egy tartályba juttatjuk, ahol az oldatot betöményítve, a pH-t az izoelektromos pontra állítva nyerjük ki a 6—APA-t. Célszerűen a szűrőn áthaladt oldatot egy 19 vezetéken keresztül egy 20 tartályba juttatjuk. Ez 45 a tartály vízköpennyel, a 21 vízbevezető és 22 kivezető szeleppel, 23 keverővel, 24 pH érzékelő elemmel és 25 pH mérő berendezéssel van ellátva. A 25 pH mérő berendezés működésbe hoz egy 26 csapot, amely egy 27 vezetéken keresztül a szükséges 50 mennyiségű lúgoldatot bocsátja be. A második -20-reakciótartályból a reakcióoldatot egy 28 vezetéken keresztül egy 29 szivattyú alkalmazásával egy további ultraszűrő 30 berendezésbe juttatjuk, ahonnan a visszamaradt oldat egy 31 vezetéken keresztül 55 kerül a második -20-tartályba. A szűrőn áthaladt oldatot egy 32 vezetéken keresztül egy tartályba juttatjuk, ahol a kapott 6—APA-t a fentiek szerint nyerjük ki. Az eljárás során célszerűen 7 súly/térfogat%-os 60 benzilpenicillin oldatot alkalmazunk. Az enzim-komplex a benzilpenicillin 90%-át 3 órán belül elbontja. A reakcióelegyet a tartályból kiszívatjuk, majd helyében friss penicillin-oldatot nyomunk all tartályból. Ily módon az 1 tartályban az átlagos 65 tartózkodási idő 3 óra. A tartályban levő oldatot 3 óra hosszat reagáltatjuk, majd egy 15 csövön keresztül kiszívatjuk és az új oldatot egy 10 csövön keresztül nyomjuk be. A második -20-reaktorba az oldat tartózkodási idejét a 16 és 29 szivattyúkkal egy órára állítjuk be. Ez az idő elegendő ahhoz, hogy a reagálatlan penicillint elbontsuk. Az oldatot ezt követően egy 17 ultraszűrő berendezésbejuttatjuk. A fent leírt üzemben a tartályokat kívánt esetben vízköpennyel ellátott csőreaktorokkal helyettesíthetjük, az áthaladó oldathoz az alkáli-oldat folyamatos hozzáadását biztosítva. A folyamatos reakció könnyen véghezvihető, ha az enzim-komplexet módosított poliszachariddal, például cukor-epiklórhidrin kopolimerrel állítjuk elő. Ebben az esetben az enzim-komplex alacsony viszkozitása elősegíti az oldat ultraszűrését. A találmány szerinti eljárást az alábbi példák illusztrálják. A példákban az enzimaktivitást a 7,8 pH-n, 37 C°-on a készítmény ml-ére vagy g-jára vonatkoztatott, benzil-penicillinből percenként kapott 6-amino-penám-3-karbonsav jumóljaiban fejezzük ki. 1. példa 750 000 molekulasúlyú maleinsavanhidrid-metilviniléter kopolimer (GANTREZ AN 149 G. A. F. Corporation, Nagy-Britannia) egy grammját 100 ml 7,4 pH-jú és 4 C° hőmérsékletű 0,2 mól foszfátpuff er oldathoz adjuk. 3 perc eltelte után 63,4 /umól/perc/ml aktivitású tisztított penicillin-dezaciláz enzimet (gyártja pl. az Astra, Bayer, Beecham Pharmaceuticals cég) adunk az elegyhez, majd azt 4C°on 16 óra hosszat keverjük. Az így kapott viszkózus oldatot ultraszűrésnek vetjük alá. A szűréshez XM-300-as membránt (Amicon Corp.) használunk. A membrán szűréshatára 300 000 molekulasúly. A membránban visszamaradt anyagot kimossuk, majd fagyasztással szárítjuk. Az így kapott enzim-komplex vízoldható és a benzil-penicillin bontása során 220 jumól/perc/g aktivitással rendelkezik. 2. példa 10 g GANTREZ AN 149 polimert keverünk össze 1 liter 4,7 pH-jú, 4C° hőmérsékletű 0,2 mól foszfát -puffer oldattal. 3 perc után 50 ml, az 1. példában is használt penicillin-dezaciláz készítményt adunk az elegyhez, majd azt 3 óra hosszat keverjük. Ezt követően 1%-os hexametiléndiamin oldatot adunk hozzá, majd az elegyet további 16 óra hosszat keverjük. Az így kapott vízoldható enzim-komplexet közvetlenül felhasználjuk. A bontáshoz alkalmazott 200 ml benzil-penicillin-oldat koncentrációja 6%, pH-ja 7,8, az oldat hőmérséklete 47 C°. 5 órás reakcióidő után a dezacetilezés 89%-ban végbemegy. 50 ml oldható terméket ultraszűrésnek vetünk alá az 1. példa szerint. A fagyasztással szárított termék aktivitása 168 jumól/perc/g. 3