RU2585233C2 - Industrial method of producing compactin - Google Patents
Industrial method of producing compactin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585233C2 RU2585233C2 RU2013158478/10A RU2013158478A RU2585233C2 RU 2585233 C2 RU2585233 C2 RU 2585233C2 RU 2013158478/10 A RU2013158478/10 A RU 2013158478/10A RU 2013158478 A RU2013158478 A RU 2013158478A RU 2585233 C2 RU2585233 C2 RU 2585233C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compactin
- hours
- lactone
- butyl acetate
- culture fluid
- Prior art date
Links
- VGMFHMLQOYWYHN-UHFFFAOYSA-N Compactin Natural products OCC1OC(OC2C(O)C(O)C(CO)OC2Oc3cc(O)c4C(=O)C(=COc4c3)c5ccc(O)c(O)c5)C(O)C(O)C1O VGMFHMLQOYWYHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- AJLFOPYRIVGYMJ-UHFFFAOYSA-N SJ000287055 Natural products C12C(OC(=O)C(C)CC)CCC=C2C=CC(C)C1CCC1CC(O)CC(=O)O1 AJLFOPYRIVGYMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- BOZILQFLQYBIIY-UHFFFAOYSA-N mevastatin hydroxy acid Natural products C1=CC(C)C(CCC(O)CC(O)CC(O)=O)C2C(OC(=O)C(C)CC)CCC=C21 BOZILQFLQYBIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- AJLFOPYRIVGYMJ-INTXDZFKSA-N mevastatin Chemical compound C([C@H]1[C@@H](C)C=CC2=CCC[C@@H]([C@H]12)OC(=O)[C@@H](C)CC)C[C@@H]1C[C@@H](O)CC(=O)O1 AJLFOPYRIVGYMJ-INTXDZFKSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 241000228153 Penicillium citrinum Species 0.000 claims abstract description 19
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 16
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 14
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 8
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000539 dimer Substances 0.000 abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012258 culturing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 26
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 26
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 10
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 9
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 9
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 9
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 8
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 7
- 238000007273 lactonization reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- PDBXRGUGLTUAAD-ABPOPGQRSA-M sodium;(3r)-7-[(1s,2s,8s,8ar)-2-methyl-8-[(2s)-2-methylbutanoyl]oxy-1,2,6,7,8,8a-hexahydronaphthalen-1-yl]-3-hydroxyheptanoate Chemical class [Na+].C1=C[C@H](C)[C@H](CCCC[C@@H](O)CC([O-])=O)[C@H]2[C@@H](OC(=O)[C@@H](C)CC)CCC=C21 PDBXRGUGLTUAAD-ABPOPGQRSA-M 0.000 description 5
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group 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 3
- TUZYXOIXSAXUGO-UHFFFAOYSA-N Pravastatin Natural products C1=CC(C)C(CCC(O)CC(O)CC(O)=O)C2C(OC(=O)C(C)CC)CC(O)C=C21 TUZYXOIXSAXUGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- -1 compactin lactone Chemical class 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- TUZYXOIXSAXUGO-PZAWKZKUSA-N pravastatin Chemical compound C1=C[C@H](C)[C@H](CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)[C@H]2[C@@H](OC(=O)[C@@H](C)CC)C[C@H](O)C=C21 TUZYXOIXSAXUGO-PZAWKZKUSA-N 0.000 description 3
- 229960002965 pravastatin Drugs 0.000 description 3
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L magnesium sulphate Substances [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 2
- CABVTRNMFUVUDM-VRHQGPGLSA-N (3S)-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C[C@@](O)(CC(O)=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 CABVTRNMFUVUDM-VRHQGPGLSA-N 0.000 description 1
- MARPHFYISMSXDB-FOLKQPSDSA-N 5-[2-[3-[[(2r)-4-[[[(2r,3s,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-4-hydroxy-3-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-hydroxyphosphoryl]oxy-2-hydroxy-3,3-dimethylbutanoyl]amino]propanoylamino]ethylsulfanyl]-3-(hydroxymethyl)-5-oxopentanoic acid Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)CC(CO)CC(O)=O)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 MARPHFYISMSXDB-FOLKQPSDSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 229940121710 HMGCoA reductase inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 208000031226 Hyperlipidaemia Diseases 0.000 description 1
- 241001219054 Penicillium adametzioides Species 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002471 hydroxymethylglutaryl coenzyme A reductase inhibitor Substances 0.000 description 1
- 208000020346 hyperlipoproteinemia Diseases 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- XTUSEBKMEQERQV-UHFFFAOYSA-N propan-2-ol;hydrate Chemical compound O.CC(C)O XTUSEBKMEQERQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/02—Oxygen as only ring hetero atoms
- C12P17/06—Oxygen as only ring hetero atoms containing a six-membered hetero ring, e.g. fluorescein
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/145—Fungal isolates
-
- 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
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
- C12P7/26—Ketones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/80—Penicillium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mycology (AREA)
- Botany (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению высокоочищенного компактина - промежуточного продукта для получения одного из ингибиторов биосинтеза холестерина в организме. Конкретно изобретение относится к способу получения компактина на основе штамма-продуцента компактина - Penicillium citrinum. Заявляемое изобретение обеспечивает высокорентабельное промышленное производство компактина с высокой степенью очистки.The invention relates to biotechnology, in particular to the production of highly purified compactin, an intermediate product for the production of one of the inhibitors of cholesterol biosynthesis in the body. Specifically, the invention relates to a method for producing compactin based on a compactin producer strain, Penicillium citrinum. The claimed invention provides a highly profitable industrial production of compactin with a high degree of purification.
Компактин является ингибитором фермента бета-гидрокси-метил-глутарил-КоА-редуктазы (HMG-CoA) и способен ингибировать ранние стадии биосинтеза холестерина. Поэтому производные компактина и родственные ему соединения (статины) широко применяются в качестве активного начала фармацевтических препаратов для снижения высокого уровня холестерина в крови.Compactin is an inhibitor of the enzyme beta-hydroxymethyl-glutaryl-CoA reductase (HMG-CoA) and is able to inhibit the early stages of cholesterol biosynthesis. Therefore, compactin derivatives and related compounds (statins) are widely used as the active principle of pharmaceuticals to reduce high blood cholesterol.
Известно, что компактин является исходным ферментационным сырьем в технологии получения фармацевтической субстанции правастатина - одного из наиболее эффективных лекарственных препаратов, применяемых для лечения гиперлипопротеинемий IIa, IIb и III фенотипов.It is known that compactin is the initial fermentation raw material in the technology for producing the pharmaceutical substance pravastatin, one of the most effective drugs used to treat hyperlipoproteinemia of IIa, IIb and III phenotypes.
Компактин подвергается конверсии в правастатин в результате биологической трансформации, при этом очень важно не вносить вместе с компактином дополнительное количество родственных примесей, особенно таких трудно отделяемых, как димер компактина, что позволяет снизить затраты по очистке конечного продукта - фармацевтической субстанции правастатина.Compactin undergoes conversion to pravastatin as a result of biological transformation, and it is very important not to add an additional amount of related impurities together with compactin, especially such difficult to separate as compactin dimer, which reduces the cost of cleaning the final product - the pharmaceutical substance of pravastatin.
В настоящее время особое значение приобретают разработка новых технологичных и рентабельных способов получения компактина, которые стабильно обеспечивали бы высокий выход продукта при его промышленном получении.Currently, the development of new technologically advanced and cost-effective methods for producing compactin, which would consistently provide a high yield of the product during its industrial production, is of particular importance.
Известны штаммы-продуценты компактина видов Penicillium citrinum и Penicillium adametzioides (US 3983140, 4049495, 5691173).Known strains producing compactin of the species Penicillium citrinum and Penicillium adametzioides (US 3983140, 4049495, 5691173).
Однако продуктивность известных штаммов невысока, что не обеспечивает рентабельности процесса и высокого выхода продукта на конечной стадии.However, the productivity of known strains is low, which does not ensure the profitability of the process and the high yield of the product at the final stage.
Известны способы получения компактина путем культивирования штамма-продуцента компактина и многоступенчатого выделения целевого продукта, чаще всего в форме лактона, с заключительной стадией кристаллизации (RU 2114912, WO 98/50572). Основными недостатками описанных способов являются:Known methods for producing compactin by cultivating a producer strain of compactin and multi-stage isolation of the target product, most often in the form of a lactone, with a final crystallization stage (RU 2114912, WO 98/50572). The main disadvantages of the described methods are:
- недостаточная чистота целевого продукта, загрязнение его трудноотделяемыми примесями, такими как димер и кислотные формы компактина;- insufficient purity of the target product, contamination with difficult to separate impurities, such as dimer and acid forms of compactin;
- низкие экономические показатели, недостаточный выход целевого продукта (50-60%);- low economic indicators, insufficient yield of the target product (50-60%);
- сложность и многостадийность технологии, использование дорогостоящего оборудования.- the complexity and multi-stage technology, the use of expensive equipment.
Наиболее близким аналогом промышленного способа получения компактина является способ получения компактина, в котором культуральную жидкость штамма-продуцента после ферментации подвергают щелочной обработке и очищают с помощью щелочи. После этого целевой продукт выделяют в кислых условиях экстракцией гидрофобным растворителем, после чего осуществляют кристаллизацию, экстрагент концентрируют и затем проводят экстракцию слабым основанием, целевой продукт выделяют кристаллизацией (WO/2001/062949).The closest analogue of the industrial method for producing compactin is a method for producing compactin, in which the culture fluid of the producer strain after fermentation is subjected to alkaline treatment and purified using alkali. After that, the target product is isolated under acidic conditions by extraction with a hydrophobic solvent, after which crystallization is carried out, the extractant is concentrated and then extraction is carried out with a weak base, and the target product is isolated by crystallization (WO / 2001/062949).
Известный способ не обеспечивает получение целевого продукта достаточной степени чистоты и с высоким выходом, способ является многостадийным, трудоемким, требует использования больших объемов токсичных органических растворителей.The known method does not provide the target product of a sufficient degree of purity and with a high yield, the method is multi-stage, time-consuming, requires the use of large volumes of toxic organic solvents.
Техническим результатом заявленного изобретения - промышленного способа получения компактина на основе штамма-продуцента - Penicillium citrinum ВКПМ F-1099 - является получение продукта высокого качества, с суммарным содержанием примесей не более 1,0%, единичной максимальной примесью (димер) не более 0,5% и выходом продукта не менее 65%.The technical result of the claimed invention - an industrial method of producing compactin based on a producer strain - Penicillium citrinum VKPM F-1099 - is to obtain a high-quality product with a total impurity content of not more than 1.0%, a single maximum impurity (dimer) of not more than 0.5 % and a product yield of at least 65%.
Для достижения указанного технического результата и обеспечения высокопроизводительного получения компактина предлагается основанный на использовании штамма-продуцента Penicillium citrinum ВКПМ F-1099 промышленный способ получения компактина, предусматривающий культивирование указанного штамма-продуцента в условиях аэрации на питательной среде, содержащей углеводы, источники азота и минеральные соли, выделение компактина путем экстракции его органическим растворителем, очистку целевого продукта кристаллизацией и перекристаллизацией, отличающийся тем, что в качестве продуцента используют штамм Penicillium citrinum ВКПМ F-1099;To achieve the specified technical result and ensure high-performance production of compactin, an industrial method for producing compactin based on the use of the producer strain Penicillium citrinum VKPM F-1099 is proposed, which involves culturing the specified producer strain under aeration conditions on a nutrient medium containing carbohydrates, nitrogen sources and mineral salts, isolation of compactin by extraction with an organic solvent, purification of the target product by crystallization and recrystallization, posing as the producer using the Penicillium citrinum VKPM F-1099 strain;
- полученную культуральную жидкость подкисляют минеральной кислотой до pH 2,5-3,5 и выдерживают в течение 1-2 ч;- the resulting culture fluid is acidified with mineral acid to a pH of 2.5-3.5 and incubated for 1-2 hours;
- экстракцию компактина проводят из мицелия органическим растворителем - бутилацетатом в три ступени;- compactin is extracted from mycelium with an organic solvent - butyl acetate in three stages;
- экстракты очищают активированным углем;- extracts are purified with activated carbon;
- очищенный экстракт концентрируют отгонкой бутилацетата при пониженном давлении, затем добавляют минеральную кислоту и нагревают до 85-90°C при пониженном давлении до полной лактонизации компактина;- the purified extract is concentrated by distillation of butyl acetate under reduced pressure, then mineral acid is added and heated to 85-90 ° C under reduced pressure until the compactin is completely lactonized;
- после кристаллизации осуществляют перекристаллизацию компактин-лактона из водного раствора изопропанола при комнатной температуре и периодическом перемешивании в течение 1-2 часов, затем при 6-10°C в течение не менее 4 часов с выделением компактина.- after crystallization, compactin-lactone is recrystallized from an aqueous solution of isopropanol at room temperature and periodically stirred for 1-2 hours, then at 6-10 ° C for at least 4 hours with the release of compactin.
Используемый для получения компактина штамм Penicillium citrinum ВКПМ F-1099 получен из штамма Penicillium citrinum SANK 18767 методом последовательного индуцированного мутагенеза. (Ukraintseva S.N., Voinova Т.М., Dzhavakhiya V.G. «Obtaining the highly productive mutants Penicillium citrinum producing compactin and optimization of fermentation process in shaken flasks» Biotechnology in Biology and Medicine. Editor A.M. Egorov and G. Zaikov, New York, 2006; Украинцева C.H., Воинова T.M., Джавахия В.Г. «Повышение активности гриба Penicillium citrinum - продуцента компактина, методом индуцированного мутагенеза и оптимизация условий культивирования высокопродуктивных штаммов». Материалы 3-й международной конференции из серии "Наука и бизнес", 19-21 июня 2006, Пущино, с. 72-75, 2006 г.)The Penicillium citrinum VKPM F-1099 strain used to obtain compactin was obtained from the Penicillium citrinum SANK 18767 strain by the method of sequential induced mutagenesis. (Ukraintseva SN, Voinova T.M., Dzhavakhiya VG "Obtaining the highly productive mutants Penicillium citrinum producing compactin and optimization of fermentation process in shaken flasks" Biotechnology in Biology and Medicine. Editor AM Egorov and G. Zaikov, New York, 2006; Ukraintseva CH, Voinova TM, Javakhia VG “Increasing the activity of the fungus Penicillium citrinum - producer of compactin by the method of induced mutagenesis and optimizing the cultivation conditions of highly productive strains.” Materials of the 3rd international conference from the series “Science and Business”, June 19-21 2006, Pushchino, pp. 72-75, 2006)
Штамм депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) ФГУПГосНИИГенетика под номером F-1099.The strain is deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (VKPM) FSUE State Research Institute of Genetics under the number F-1099.
Техническим результатом приведенной совокупности существенных признаков является получение продукта с содержанием основного вещества не менее 97%, суммой примесей не более 1,0%, единичной максимальной примесью димера не более 0,5%. Выход продукта составляет не менее 65%.The technical result of the given set of essential features is to obtain a product with a basic substance content of at least 97%, a total of impurities of not more than 1.0%, a unit maximum admixture of a dimer of not more than 0.5%. The product yield is at least 65%.
Кроме того, штамм Penicillium citrinum ВКПМ F-1099 является высокопродуктивным по компактину и стабильным по своим культуральным и физиолого-биохимическим характеристикам, что позволяет эффективно применять его в процессе биосинтеза компактина и получать культуральную жидкость с высоким содержанием компактина (10-12 мг/г). Высокая продуктивность данного штамма обеспечивает высокий выход целевого продукта и рентабельность его производства.In addition, the strain Penicillium citrinum VKPM F-1099 is highly productive in compactin and stable in its cultural, physiological and biochemical characteristics, which allows it to be effectively used in the process of compactin biosynthesis and to obtain a culture fluid with a high compactin content (10-12 mg / g) . The high productivity of this strain provides a high yield of the target product and the profitability of its production.
Таким образом, преимуществом заявленного способа является практически полный переход компактина в лактонную форму и минимальное содержание в продукте примеси в виде димера, что подтверждено представленными в описании примерами.Thus, the advantage of the claimed method is the almost complete transition of compactin to the lactone form and the minimum content of impurities in the product in the form of a dimer, which is confirmed by the examples presented in the description.
Предлагаемая технология получения компактина апробирована на пилотных ферментационных установках объемом 10 и 100 литров и пилотной установке химочистки.The proposed compactin production technology has been tested on pilot fermentation units of 10 and 100 liters and a pilot chemical cleaning plant.
В результате исследования была разработана технология процесса ферментации и химической очистки, обеспечивающая заданные цели - получение высококачественного и рентабельного продукта.As a result of the study, the technology of the fermentation and chemical cleaning process was developed, which provides the set goals - obtaining a high-quality and cost-effective product.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.
Проводят выращивание посевного материала и аппаратную ферментацию с дозированным или постоянным внесением дополнительного источника углеводного питания, регулированием содержания растворенного кислорода, опосредованным регулированием кислотности культуральной жидкости. Это позволяет получить культуральную жидкость с концентрацией компактина 10-12 мг/г и низким содержанием родственных примесей.The cultivation of seed and hardware fermentation is carried out with dosed or constant introduction of an additional source of carbohydrate nutrition, regulation of dissolved oxygen, indirect regulation of the acidity of the culture fluid. This allows you to get a culture fluid with a compactin concentration of 10-12 mg / g and a low content of related impurities.
Выращивание посевного материала проводят в инокуляторе на посевной питательной среде в течение 48-55 часов при 24°C, при постоянном перемешивании и аэрации. В качестве исходного посевного материала используют споровую культуру, выращенную на агаризованной среде или ячмене. Споровая нагрузка при засеве посевного аппарата составляет 0,75·105-1,25·105 спор/мл.The cultivation of seed is carried out in an inoculator on a seed nutrient medium for 48-55 hours at 24 ° C, with constant stirring and aeration. A spore culture grown on an agar medium or barley is used as a seed source. The spore load during sowing of the sowing apparatus is 0.75 · 10 5 -1.25 · 10 5 spores / ml.
Процесс биосинтеза проводят на ферментационной питательной среде в течение 192-264 часов. Посевной материал из инокулятора передается на ферментацию в объеме 8-10% от загруженной ферментационной среды. Концентрацию растворенного кислорода поддерживают на уровне 25-40% путем регулирования скорости перемешивания среды, аэрации и избыточного давления в пределах 0,2-0,5 ати.The biosynthesis process is carried out on a fermentation nutrient medium for 192-264 hours. Seed from the inoculator is transferred to fermentation in the amount of 8-10% of the loaded fermentation medium. The concentration of dissolved oxygen is maintained at a level of 25-40% by controlling the speed of mixing the medium, aeration and overpressure in the range of 0.2-0.5 ati.
В процессе ферментации в культуральную жидкость вносят добавку:In the fermentation process, the following is added to the culture fluid:
1) 50%-ный раствор сахарозы в объеме, равном 11-12% от объема первоначально загруженной питательной среды. Повторяют при снижении концентрации сахарозы в культуральной жидкости;1) 50% sucrose solution in a volume equal to 11-12% of the volume of the initially loaded nutrient medium. Repeat with a decrease in the concentration of sucrose in the culture fluid;
илиor
2) 50%-ный раствор сахарозы с переменной скоростью 0,0025-0,0045 м3/м3·ч (объем добавки/объем загруженной среды в час) для поддержания концентрации сахарозы в культуральной жидкости на постоянном уровне, что также позволяет поддерживать pH культуральной жидкости на постоянном уровне.2) 50% sucrose solution with a variable speed of 0.0025-0.0045 m 3 / m 3 · h (additive volume / volume of charged medium per hour) to maintain the sucrose concentration in the culture fluid at a constant level, which also allows you to maintain The pH of the culture fluid is constant.
Полученная таким образом культуральная жидкость с содержанием компактина 10-12 мг/г передается на стадию выделения и химической очистки.Thus obtained culture fluid with a compactin content of 10-12 mg / g is transferred to the stage of isolation and chemical purification.
Как правило, основной формой использования компактина является лактон, так как он легко кристаллизуется, хорошо очищается от примесей, стабилен при хранении, однако используется и натриевая форма компактина. Поэтому получение целевого продукта в форме лактона или натриевой соли имеет свои особенности.As a rule, the main form of using compactin is lactone, since it crystallizes easily, cleans well of impurities, and is stable during storage; however, the sodium form of compactin is also used. Therefore, obtaining the target product in the form of a lactone or sodium salt has its own characteristics.
Получение компактин-лактона методом экстракцииObtaining compactin-lactone by extraction
В предложенном способе выделения компактин-лактона экстракция компактина осуществляется органическим растворителем не из ферментационного бульона, что требует оборудования типа декантеров, а из мицелия, на котором осаждается присутствующий в культуральной жидкости компактин в лактонной и кислой форме при подкислении культуральной жидкости минеральными кислотами до pH 2.5-3,5 и выдержке в течение 1-2 часов.In the proposed method for isolating compactin-lactone, extraction of compactin is carried out with an organic solvent not from a fermentation broth, which requires equipment such as decanters, but from mycelium, on which compactin present in the culture fluid is deposited in lactone and acid form when the culture fluid is acidified with mineral acids to pH 2.5- 3.5 and exposure for 1-2 hours.
Для достижения практически 100% выхода по стадии, в данном изобретении экстракция органическим растворителем осуществляется в 3 ступени, с соблюдением оптимальных условий на каждой ступени.To achieve almost 100% yield per stage, in this invention, extraction with an organic solvent is carried out in 3 stages, subject to the optimal conditions at each stage.
Так как компактин получают в виде лактона, основной стадией процесса является стадия лактонизации.Since compactin is obtained in the form of a lactone, the main stage of the process is the stage of lactonization.
Предлагаемая очистка экстракта перед стадией концентрирования и лактонизации активированным углем, а также использование минеральной кислоты в качестве катализатора процесса лактонизации, оптимальный режим концентрирования и лактонизации обеспечивают степень лактонизации не менее 99% за 3-6 часов при минимальном содержании примесей. Дополнительно кристаллы лактона промываются для полного избавления от примесей водным щелочным раствором.The proposed purification of the extract before the stage of concentration and lactonization with activated carbon, as well as the use of mineral acid as a catalyst for the process of lactonization, the optimal mode of concentration and lactonization provide a degree of lactonization of at least 99% for 3-6 hours with a minimum content of impurities. Additionally, lactone crystals are washed to completely get rid of impurities with an aqueous alkaline solution.
Преимуществом заявленного способа лактонизации является:An advantage of the claimed method of lactonization is:
- практически полный переход компактина в лактонную форму;- almost complete transition of compactin to the lactone form;
- минимальное содержание в продукте примеси в виде димера,- the minimum content of impurities in the product in the form of a dimer,
В отличие от ближайшего аналога, кристаллизацию целевого продукта ведут из водного раствора изопропанола при комнатной температуре (25°C) с периодическим перемешиванием в течение 1-2 часов, затем при Т=6-10°C в течение не менее 4 часов. Получают продукт с чистотой не менее 90%, выходом 75%, суммарным содержанием примесей не более 1,5%, единичной максимальной примесью (димер) не более 0,5%.Unlike the closest analogue, the crystallization of the target product is carried out from an aqueous solution of isopropanol at room temperature (25 ° C) with periodic stirring for 1-2 hours, then at T = 6-10 ° C for at least 4 hours. A product is obtained with a purity of not less than 90%, a yield of 75%, a total impurity content of not more than 1.5%, a single maximum impurity (dimer) of not more than 0.5%.
С целью получения высокоочищенного целевого продукта дополнительно включена стадия перекристаллизации в органическом растворителе, либо перевод лактона в натриевую соль компактина с дополнительной очисткой целевого продукта активным углем. Получают продукт с содержанием основного вещества не менее 95%, суммой примесей не более 1,0%, единичной максимальной примесью (димер) не более 0,5% и выходом продукта не менее 65%.In order to obtain a highly purified target product, an additional step is the recrystallization stage in an organic solvent, or the conversion of lactone to compactin sodium salt with additional purification of the target product with activated carbon. A product is obtained with a basic substance content of at least 95%, a total of impurities of not more than 1.0%, a single maximum impurity (dimer) of not more than 0.5%, and a product yield of not less than 65%.
Получение натриевой соли компактинаObtaining sodium salt of compactin
Натриевую соль компактина с содержанием основного вещества не менее 98% (ВЭЖХ), суммой примесей не более 1,0%, единичной максимальной примесью (димер) не более 0,5% и выходом от теории 88% получают из компактин-лактона. Компактин-лактон растворяют в смеси изопропилового спирта и воды, затем проводят делактонизацию путем добавления NaOH (pH 11-12) и при температуре 40°C. Затем водно-изопропанольную смесь нейтрализуют до pH 9.0-9.5 и отгоняют изопропиловый спирт на роторном испарителе при пониженном давлении и температуре 45°C. Компактин экстрагируют бутилацетатом из водного раствора при кислом pH, водную фазу отделяют, экстракт очищают активным углем, фильтруют и промывают. Для получения натриевой формы компактина к экстракту добавляют NaOH до pH 9.0-9.5, органическую фазу удаляют. С целью концентрирования водного раствора и кристаллизации отгоняют воду в виде азеотропа с изопропиловым спиртом при пониженном давлении и температуре 45°C. Выпавшие кристаллы натриевой соли компактина фильтруют, промывают и сушат.Compactin sodium salt with a basic substance content of at least 98% (HPLC), a total of impurities of not more than 1.0%, a single maximum impurity (dimer) of not more than 0.5%, and 88% yield from theory are obtained from compactin-lactone. Compactin-lactone is dissolved in a mixture of isopropyl alcohol and water, then delactonization is carried out by adding NaOH (pH 11-12) and at a temperature of 40 ° C. Then the water-isopropanol mixture is neutralized to pH 9.0-9.5 and isopropyl alcohol is distilled off on a rotary evaporator under reduced pressure and a temperature of 45 ° C. The compactin is extracted with butyl acetate from the aqueous solution at an acidic pH, the aqueous phase is separated, the extract is purified with activated carbon, filtered and washed. To obtain the sodium form of compactin, NaOH is added to the extract to a pH of 9.0–9.5, and the organic phase is removed. In order to concentrate the aqueous solution and crystallize, water is distilled off in the form of an azeotrope with isopropyl alcohol under reduced pressure and a temperature of 45 ° C. Precipitated crystals of compactin sodium salt are filtered, washed and dried.
Преимуществами данной технологии являются:The advantages of this technology are:
- экономичность метода;- economical method;
- отсутствие побочных продуктов;- lack of by-products;
- выход конечного продукта - 88% от теории;- yield of the final product - 88% of theory;
- высокое качество получаемой натриевой соли компактина - содержание основного вещества не менее 98% (ВЭЖХ); сумма примесей не более 1.0%, единичная максимальная примесь димер не более 0.5%;- high quality of the obtained sodium salt of compactin - the content of the basic substance is not less than 98% (HPLC); the amount of impurities is not more than 1.0%, a single maximum impurity dimer is not more than 0.5%;
- использование типичного для химического производства оборудования.- use of equipment typical for chemical production.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Выращивание посевного материала штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ проводят в аппарате вместимостью 10 л на посевной питательной среде следующего состава (на 1 л среды):The cultivation of seed of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is carried out in an apparatus with a capacity of 10 l on a seed culture medium of the following composition (per 1 l of medium):
- соевая мука - 20 г;- soy flour - 20 g;
- пептон (триптон) - 10 г;- peptone (tryptone) - 10 g;
- сахароза - 100 г;- sucrose - 100 g;
- натрия нитрат - 2 г;- sodium nitrate - 2 g;
- магния сульфат семиводный - 1 г;- magnesium sulfate seven-water - 1 g;
- вода дистиллированная - до 1 л;- distilled water - up to 1 l;
- щелочь (KOH или NaOH) или кислота (HCl) до pH 6,0-6,2.- alkali (KOH or NaOH) or acid (HCl) to a pH of 6.0-6.2.
Посевную среду стерилизуют в аппарате при 120°C 30 минут.The seed medium is sterilized in an apparatus at 120 ° C. for 30 minutes.
Посев посевного аппарата проводят споровым посевным материалом, выращенным на агаризованной среде, споровая нагрузка составила 1,0·105 спор/мл. Выращивание посевного материала в посевном аппарате проводят в течение 44 часов при 24°C, перемешивании и аэрации. В момент передачи посевного материала в ферментационный аппарат объемная биомасса продуцента составляет 15,2%. Посевной материал передают на ферментацию в объеме 8% от загруженной ферментационной среды.Sowing of the sowing apparatus is carried out with spore seed grown on an agar medium, spore load was 1.0 · 10 5 spores / ml. The cultivation of seed in the sowing apparatus is carried out for 44 hours at 24 ° C, stirring and aeration. At the time of transfer of the seed to the fermentation apparatus, the producer biomass is 15.2%. Seed is transferred to fermentation in the amount of 8% of the loaded fermentation medium.
Культуру штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ выращивают в аппарате вместимостью 10 л в течение 211 часов на ферментационной питательной среде следующего состава (на 1 л среды):The culture of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is grown in an apparatus with a capacity of 10 l for 211 hours on a fermentation nutrient medium of the following composition (per 1 l of medium):
- соевая мука - 30 г;- soy flour - 30 g;
- пептон (триптон) - 10 г;- peptone (tryptone) - 10 g;
- дрожжевой экстракт - 3 г;- yeast extract - 3 g;
- сахароза - 100 г;- sucrose - 100 g;
- натрия нитрат - 5 г;- sodium nitrate - 5 g;
- магния сульфат семиводный - 1 г;- magnesium sulfate seven-water - 1 g;
- вода дистиллированная - до 1 л;- distilled water - up to 1 l;
- щелочь (KOH или NaOH) или кислота (HCl) до pH 5,8-6,0.- alkali (KOH or NaOH) or acid (HCl) to a pH of 5.8-6.0.
Ферментационную среду стерилизуют в аппарате при 120°C 30 минут.The fermentation medium is sterilized in an apparatus at 120 ° C. for 30 minutes.
В процессе ферментации регулируют подачу воздуха, скорость перемешивания среды, избыточное давление, концентрацию растворенного кислорода поддерживают на уровне 30-40%. На 73, 101 и 129 часы роста вводят 50%-ный раствор сахарозы в объеме 9,2% к начальному объему среды (по 600 мл при начальном объеме 6,5 л). Массовая доля компактина в культуральной жидкости на момент слива составляет 10,61 мг/г при массовой доле углеводов 0,28%, объемной биомассе 42,5% и pH 5,75. Слито из аппарата 6,2 кг культуральной жидкости, фактический съем компактина в культуральной жидкости составляет 70,2 г.During the fermentation process, the air supply is controlled, the mixing speed of the medium, the overpressure, the concentration of dissolved oxygen are maintained at 30-40%. At 73, 101, and 129 hours of growth, a 50% sucrose solution is administered in a volume of 9.2% of the initial volume of the medium (600 ml each with an initial volume of 6.5 l). The mass fraction of compactin in the culture fluid at the time of discharge is 10.61 mg / g with a mass fraction of carbohydrates of 0.28%, a volume biomass of 42.5% and a pH of 5.75. 6.2 kg of culture fluid were drained from the apparatus; the actual removal of compactin in the culture fluid is 70.2 g.
961,5 см3 (1000 г) культуральной жидкости, полученной культивированием Penicillium citrinum штамм F-1099 ВКПМ, содержащей 11 г компактина, подкисляют минеральной кислотой до pH 2,5-3.5, выдерживают в течение 30 мин. Биомассу фильтруют, промывают подкисленной водой, тщательно отжимают. Проводят экстракцию компактина из мицелия бутилацетатом в три ступени. Экстракты объединяют, очищают активным углем (9,4 г). Очищенный экстракт концентрируют отгонкой бутилацетата при пониженном давлении, в концентрат добавляют 3 см3 минеральной кислоты и продолжают нагрев при пониженном давлении и температуре 85-90°C в течение 3 часов до полной лактонизации компактина. Для очистки от примесей реакционную массу промывают щелочным раствором и водой. Промытые кристаллы лактона компактина растворяют в изопропиловом спирте, кристаллизуют и высушивают. Получают 8,3 г компактина с содержанием не менее 90%. Далее проводят перекристаллизацию из изопропилового спирта. Выход компактина составляет 65,6%, содержание основного вещества 99% (ВЭЖХ).961.5 cm 3 (1000 g) of the culture fluid obtained by culturing Penicillium citrinum strain F-1099 VKPM containing 11 g of compactin, acidified with mineral acid to pH 2.5-3.5, incubated for 30 minutes. The biomass is filtered, washed with acidified water, and squeezed thoroughly. Extraction of compactin from mycelium by butyl acetate is carried out in three stages. The extracts are combined, purified with activated carbon (9.4 g). The purified extract is concentrated by distillation of butyl acetate under reduced pressure, 3 cm 3 of mineral acid are added to the concentrate, and heating is continued under reduced pressure at a temperature of 85-90 ° C for 3 hours until the compactin is completely lactonized. To remove impurities, the reaction mass is washed with an alkaline solution and water. The washed crystals of compactin lactone are dissolved in isopropyl alcohol, crystallized and dried. 8.3 g of compactin are obtained with a content of at least 90%. Next, recrystallization from isopropyl alcohol is carried out. The yield of compactin is 65.6%, the content of the basic substance is 99% (HPLC).
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
10 г компактина-лактона с содержанием основного вещества 93,6% растворяют в смеси изопропилового спирта и воды и проводят делактонизацию при перемешивании, температуре 40°C и pH 11-12 (добавление NaOH). Затем кислотой доводят pH до 9,0-9,5 и на роторном испарителе из смеси отгоняют изопропиловый спирт при пониженном давлении и температуре 45°C. Из водного раствора компактин экстрагируют бутилацетатом при pH 3.0, водную фазу отделяют. Бутилацетатный экстракт очищают активированным углем, фильтруют и промывают. Для получения натриевой формы компактина к экстракту при перемешивании добавляют NaOH до pH 9.0-9.5, выдерживают 30 мин, органическую фазу удаляют. С целью концентрирования раствора и кристаллизации натриевой соли компактина на роторном испарителе отгоняют воду в виде азеотропа с изопропиловым спиртом при пониженном давлении и температуре 45°C. Выпавшие кристаллы натриевой соли компактина фильтруют, промывают и сушат. Получают 10,2 г компактина в форме натриевой соли с содержанием основного вещества 97,5% (ВЭЖХ), суммой примесей 0,19%. Выход от теории составляет 87,7%.10 g of compactin-lactone with a basic substance content of 93.6% are dissolved in a mixture of isopropyl alcohol and water and delactonization is carried out with stirring, at a temperature of 40 ° C and pH 11-12 (addition of NaOH). Then the acid is adjusted to pH 9.0-9.5 and isopropyl alcohol is distilled off from the mixture on a rotary evaporator under reduced pressure and a temperature of 45 ° C. Compactin was extracted from the aqueous solution with butyl acetate at pH 3.0, and the aqueous phase was separated. The butyl acetate extract is purified with activated carbon, filtered and washed. To obtain the sodium form of compactin, NaOH is added to the extract with stirring to a pH of 9.0–9.5, it is held for 30 minutes, and the organic phase is removed. In order to concentrate the solution and crystallize the compactin sodium salt on a rotary evaporator, water is distilled off in the form of an azeotrope with isopropyl alcohol under reduced pressure and a temperature of 45 ° C. Precipitated crystals of compactin sodium salt are filtered, washed and dried. Obtain 10.2 g of compactin in the form of sodium salt with a basic substance content of 97.5% (HPLC), the amount of impurities of 0.19%. The output from the theory is 87.7%.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
Выращивание посевного материала штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ проводят в аппарате вместимостью 10 л на посевной питательной среде в течение 43 часов при 24°C, перемешивании и аэрации. Аппарат засевают споровым посевным материалом, выращенным на агаризованной питательной среде, споровая нагрузка составляет 0,8·105 спор/мл. В момент передачи посевного материала в ферментационный аппарат объемная биомасса продуцента составляет 18,1%. Посевной материал передают на ферментацию в объеме 8% от загруженной ферментационной среды.The cultivation of seed material of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is carried out in a device with a capacity of 10 l on a seed culture medium for 43 hours at 24 ° C, stirring and aeration. The apparatus is seeded with spore seed grown on an agarized nutrient medium, the spore load is 0.8 · 10 5 spores / ml. At the time of transfer of the seed to the fermentation apparatus, the producer biomass is 18.1%. Seed is transferred to fermentation in the amount of 8% of the loaded fermentation medium.
Культуру штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ выращивают в аппарате вместимостью 10 л в течение 192 часов на ферментационной питательной среде. Регулируют подачу воздуха, скорость перемешивания среды, избыточное давление, концентрацию растворенного кислорода поддерживают на уровне 25-40%. С 73 часа роста и до конца ферментации непрерывно вводят 50%-ный раствор сахарозы с удельной скоростью 0,0025-0,0035 м3/м3·ч (объем добавки/объем загруженной среды в час). Массовая доля компактина в культуральной жидкости на момент слива составляет 9,74 мг/г при следовом количестве углеводов, объемной биомассе 43,1% и pH 5,92. Слито из аппарата 6,3 кг культуральной жидкости, фактический съем компактина в культуральной жидкости составляет 61,4 г.The culture of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is grown in an apparatus with a capacity of 10 l for 192 hours on a fermentation nutrient medium. Regulate the air supply, the speed of mixing the medium, overpressure, the concentration of dissolved oxygen is maintained at 25-40%. From 73 hours of growth until the end of fermentation, a 50% sucrose solution is continuously introduced at a specific rate of 0.0025-0.0035 m 3 / m 3 · h (additive volume / volume of charged medium per hour). The mass fraction of compactin in the culture fluid at the time of discharge is 9.74 mg / g with a trace amount of carbohydrates, volume biomass of 43.1% and a pH of 5.92. 6.3 kg of culture fluid were drained from the apparatus; the actual removal of compactin in the culture fluid is 61.4 g.
1021 г культуральной жидкости, содержащей 9,9 г компактина, подкисляют серной кислотой до pH 2,75, выдерживают в течение 1 ч. Биомассу фильтруют, промывают подкисленной водой, тщательно отжимают. Проводят экстракцию компактина из мицелия бутилацетатом в три ступени. Экстракты объединяют, очищают активным углем (9,7 г). Очищенный экстракт концентрируют отгонкой бутилацетата при пониженном давлении с 3,4 мл серной кислоты и температуре 85°C до полной лактонизации компактина. Для очистки от примесей реакционную массу дважды промывают раствором соды и водой. Промытые кристаллы лактона компактина растворяют в изопропиловом спирте, кристаллизуют и сушат. Получают 8,2 г компактина с содержанием 94,7%. Далее проводят перекристаллизацию из изопропилового спирта. Получают 7,12 г с содержанием основного вещества 98,3% (ВЭЖХ), суммой примесей 0,6%. Выход компактина составляет 71,9%.1021 g of the culture fluid containing 9.9 g of compactin is acidified with sulfuric acid to a pH of 2.75, incubated for 1 hour. The biomass is filtered, washed with acidified water, and squeezed thoroughly. Extraction of compactin from mycelium by butyl acetate is carried out in three stages. The extracts are combined, purified with activated carbon (9.7 g). The purified extract was concentrated by distillation of butyl acetate under reduced pressure with 3.4 ml of sulfuric acid and a temperature of 85 ° C until complete lactonization of compactin. To remove impurities, the reaction mass is washed twice with a solution of soda and water. The washed crystals of compactin lactone are dissolved in isopropyl alcohol, crystallized and dried. 8.2 g of compactin are obtained with a content of 94.7%. Next, recrystallization from isopropyl alcohol is carried out. Get 7.12 g with a basic substance content of 98.3% (HPLC), the amount of impurities of 0.6%. The yield of compactin is 71.9%.
ПРИМЕР 4EXAMPLE 4
Выращивание посевного материала штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ проводят в аппарате вместимостью 10 л на посевной питательной среде в течение 42 часов при 24°C, перемешивании и аэрации. Аппарат засевают споровым посевным материалом, выращенным на ячмене, споровая нагрузка составляет 1,0·105 спор/мл. В момент передачи посевного материала в ферментационный аппарат объемная биомасса продуцента составляет 15,6%. Посевной материал передают на ферментацию в объеме 8% от загруженной ферментационной среды.The cultivation of seed material of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is carried out in an apparatus with a capacity of 10 l on a seed culture medium for 42 hours at 24 ° C, stirring and aeration. The apparatus is seeded with spore seed grown on barley, the spore load is 1.0 · 10 5 spores / ml. At the time of transfer of the seed to the fermentation apparatus, the producer biomass is 15.6%. Seed is transferred to fermentation in the amount of 8% of the loaded fermentation medium.
Культуру штамма Penicillium citrinum F-1099 ВКПМ выращивают в аппарате вместимостью 100 л в течение 193 часов на питательной среде КЗ. Регулируют подачу воздуха, скорость перемешивания среды, избыточное давление, концентрацию растворенного кислорода поддерживают на уровне 35-40%. С 74 часа роста и до конца ферментации непрерывно вводят 50%-ный раствор сахарозы со скоростью 0,0025-0,0040 м3/м3·ч (объем добавки/объем загруженной среды в час). Введением добавки удерживают pH культуральной жидкости на уровне 6,0-6,4. Массовая доля компактина в культуральной жидкости на момент слива составляет 9,4 мг/г при массовой доле углеводов 0,4%, объемной биомассе 47,8% и pH 5,93. Слито из аппарата 68 л культуральной жидкости, фактический съем компактина в культуральной жидкости составляет 639 г.The culture of the strain Penicillium citrinum F-1099 VKPM is grown in a device with a capacity of 100 l for 193 hours on a nutrient medium KZ. Regulate the air supply, the mixing speed of the medium, overpressure, the concentration of dissolved oxygen is maintained at 35-40%. From 74 hours of growth until the end of the fermentation, a 50% sucrose solution is continuously introduced at a rate of 0.0025-0.0040 m 3 / m 3 · h (additive volume / volume of charged medium per hour). The introduction of additives to keep the pH of the culture fluid at a level of 6.0-6.4. The mass fraction of compactin in the culture fluid at the time of discharge is 9.4 mg / g with a mass fraction of carbohydrates of 0.4%, volumetric biomass of 47.8% and a pH of 5.93. 68 liters of culture fluid were drained from the apparatus; the actual removal of compactin in the culture fluid was 639 g.
Культуральную жидкость подкисляют серной кислотой до pH 2,67, выдерживают в течение 1 ч. Биомассу фильтруют, промывают подкисленной водой, тщательно отжимают. Проводят экстракцию компактина из мицелия 15,3 кг бутилацетатом 86 л в три ступени. Экстракты объединяют, очищают активированным углем. Очищенный экстракт концентрируют отгонкой бутилацетата на установке Laborota-20 при пониженном давлении, в концентрат добавляют 194,3 см3 концентрированной минеральной кислоты и продолжают нагрев при пониженном давлении и температуре 85°C в течение 5 часов до полной лактонизации компактина. Для очистки от примесей лактонизированную массу дважды промывают щелочным водным раствором. Промытые кристаллы лактона компактина растворяют в изопропиловом спирте, кристаллизуют при температуре 6-8°C и сушат. Получают 484,7 г компактина с содержанием 92,1%. Далее проводят перекристаллизацию из органического растворителя. Получают 421,7 г компактин лактона с содержанием основного вещества 97.8%(ВЭЖХ), суммой примесей 0,9%, единичной 0.3% Выход компактина от культуральной жидкости составляет 66%.The culture fluid is acidified with sulfuric acid to a pH of 2.67, incubated for 1 hour. The biomass is filtered, washed with acidified water, squeezed thoroughly. Compactin is extracted from mycelium 15.3 kg butyl acetate 86 l in three stages. The extracts are combined, cleaned with activated carbon. The purified extract is concentrated by distillation of butyl acetate on a Laborota-20 apparatus under reduced pressure, 194.3 cm 3 of concentrated mineral acid is added to the concentrate and heating is continued under reduced pressure and a temperature of 85 ° C for 5 hours until the compactin is completely lactonized. To remove impurities, the lactonized mass is washed twice with an alkaline aqueous solution. The washed crystals of compactin lactone are dissolved in isopropyl alcohol, crystallized at a temperature of 6-8 ° C and dried. Get 484.7 g of compactin with a content of 92.1%. Next, recrystallization from an organic solvent is carried out. 421.7 g of lactone compactin is obtained with a basic substance content of 97.8% (HPLC), a total of 0.9% impurities, a single 0.3%. The yield of compactin from the culture fluid is 66%.
Claims (1)
- в качестве продуцента используют штамм Penicillium citrinum ВКПМ F-1099;
- полученную культуральную жидкость подкисляют минеральной кислотой до pH 2,5-3,5 и выдерживают в течение 1-2 ч;
- экстракцию компактина проводят из мицелия органическим растворителем - бутилацетатом в три ступени;
- экстракты очищают активированным углем;
- очищенный экстракт концентрируют отгонкой бутилацетата при пониженном давлении, затем добавляют минеральную кислоту и нагревают до 85-90°C при пониженном давлении до полной лактонизации компактина;
- после кристаллизации осуществляют перекристаллизацию компактин-лактона из водного раствора изопропанола при комнатной температуре и периодическом перемешивании в течение 1-2 часов, затем при 6-10°C в течение не менее 4 часов с выделением компактина. An industrial method of producing compactin, which involves cultivating a producer strain under aeration on a nutrient medium containing carbohydrates, nitrogen sources and mineral salts, isolating compactin by extraction with an organic solvent, purification of the target product by crystallization and recrystallization, characterized in that
- as a producer using a strain of Penicillium citrinum VKPM F-1099;
- the resulting culture fluid is acidified with mineral acid to a pH of 2.5-3.5 and incubated for 1-2 hours;
- compactin is extracted from mycelium with an organic solvent - butyl acetate in three stages;
- extracts are purified with activated carbon;
- the purified extract is concentrated by distillation of butyl acetate under reduced pressure, then mineral acid is added and heated to 85-90 ° C under reduced pressure until the compactin is completely lactonized;
- after crystallization, compactin-lactone is recrystallized from an aqueous solution of isopropanol at room temperature and periodically stirred for 1-2 hours, then at 6-10 ° C for at least 4 hours with the release of compactin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013158478/10A RU2585233C2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Industrial method of producing compactin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013158478/10A RU2585233C2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Industrial method of producing compactin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013158478A RU2013158478A (en) | 2015-07-10 |
| RU2585233C2 true RU2585233C2 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=53538081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013158478/10A RU2585233C2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Industrial method of producing compactin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2585233C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998050572A1 (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Dsm N.V. | HMG-CoA REDUCTASE INHIBITOR PREPARATION PROCESS |
| RU2235130C2 (en) * | 1998-02-18 | 2004-08-27 | Лек Фармасьютикал Энд Кэмикал Компани Д.Д. | Method for isolation and purification of hmg-coa-reductase inhibitor |
| RU2246481C2 (en) * | 1999-12-17 | 2005-02-20 | Рэнбакси Лабораториз Лимитед | Method for preparing statin sodium salts |
| RU2265665C2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-12-10 | Тева Джиоджисзерджиар Ресзвенитаршашаг | Method for purifying fermentation broth |
-
2013
- 2013-12-27 RU RU2013158478/10A patent/RU2585233C2/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998050572A1 (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Dsm N.V. | HMG-CoA REDUCTASE INHIBITOR PREPARATION PROCESS |
| RU2235130C2 (en) * | 1998-02-18 | 2004-08-27 | Лек Фармасьютикал Энд Кэмикал Компани Д.Д. | Method for isolation and purification of hmg-coa-reductase inhibitor |
| RU2246481C2 (en) * | 1999-12-17 | 2005-02-20 | Рэнбакси Лабораториз Лимитед | Method for preparing statin sodium salts |
| RU2265665C2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-12-10 | Тева Джиоджисзерджиар Ресзвенитаршашаг | Method for purifying fermentation broth |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MANZONI M. et al. "Production of statins by filamentous fungi", Biotechnology Letters, 1999, v.21, pp.253-257. * |
| UKRAINTSEVA S.N. et al. "Penicillium citrinum strain improvement for Compactin production by induced-mutagenesis and optimisation of obtained mutant cultivation conditions", Biotechnology Titles from Nova Science Publishers, Inc. Biotechnology and Medicine 2004, G. E. Zaikov (Editor), New York, p.69-76. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013158478A (en) | 2015-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3029147A1 (en) | A method of semi-solid state fermentation for producing surfactin from a mutant strain of bacillus subtilis subsp | |
| CN107353274A (en) | Come from the secalonic acid I of penicillium oxalicum and prepare the application of anti-human oesophagus cancer drug | |
| CN108026546A (en) | Microbacterium bacterial strain is used for the purposes for producing antiseptic | |
| CN102936252B (en) | Sesterterpine compounds, and preparation method and application thereof | |
| DK145381B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN ANTIBIOTIC SUBSTANCE, CALLED N-ACETYLDEHYDROTHIENAMYCINE, OR PHARMACEUTICAL ACCEPTABLE SALTS THEREOF | |
| CN107298672A (en) | The secalonic acid I for coming from penicillium oxalicum is preparing the application of anti-human colon cancer drug | |
| KR850001666B1 (en) | Process for preparing macrolide antibiotics | |
| RU2585233C2 (en) | Industrial method of producing compactin | |
| CH636903A5 (en) | DESOXYNARASIN ANTIBIOTICS. | |
| CN104926914A (en) | Asiatic acid derivative, preparation method thereof, and application thereof in preparing hypoglycemic drugs | |
| RU2585234C2 (en) | Method of producing compactin | |
| CN104059044B (en) | A kind of Xanthone derivative and preparation method thereof and application | |
| Wang et al. | Development of macrolide lactone antibiotic brefeldin A fermentation process with Eupenicillium brefeldianum ZJB082702 | |
| CN111117893A (en) | Aspergillus terreus strain for producing 4-O-demethylbarbituric acid and application thereof | |
| WO2014115934A1 (en) | Glycerol derivative of hydroxy fatty acid and preparation method therefor | |
| CN103074395B (en) | Fermentation medium used for producing Safracin B | |
| DE4328231C1 (en) | Process for the preparation of (L) -2-chloropropionic acid and its salts | |
| CN102180857A (en) | Xanthene derivative, and preparation method and application thereof | |
| CN102491915B (en) | Method for preparing ubenimex hydrolysis intermediates | |
| CN112851610B (en) | A kind of sesquiterpene derivative and its preparation method and application | |
| JPS6135988B2 (en) | ||
| CN108624633B (en) | Preparation method and application of indole-3-formaldehyde | |
| CN109251145B (en) | Phthalate, and preparation method, strain and application thereof | |
| Karpenko et al. | PRODUCTION OF ANTISTAPHYLOCOCCAL ANTIBIOTIC BATUMIN UNDER CONDITIONS OF BATCH CULTIVATION PROCESS | |
| EP0260486A1 (en) | Pharmacologically active phenoxazinones, process for their preparation and their use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20150609 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20151021 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |