WORLD INTELLECTUAL PROPERTY ORGANIZATION
PROCEDIMIENTO PARA LA
RECUPERACIÓN DE CEFALEXINA
MEMORIA DESCRIPTIVA
WO 96/23796
BOESTEN WHJ, ROOS EC, VAN DEN TWEEL WJJ
1996
M. Oreamuno y R. Sancho.
Cefalexina

La cefalexina es un antibiótico (Cefalosporina de
1era generación) usado para tratar ciertas
infecciones bacterianas como la neumonía y las
infecciones a los huesos, la piel, el oído y las vías
urinarias
Síntesis de 7-ADCA.. Fermentación
2
1
3
1) Protección con ester: se prefiere bencil
ester
2) Disolución diluida de KMnO4
3) Enzima Expandasa (Streptomyces clavuligerus)
3) Cond. Acidas, Temp 75 – 175 ºC
7 –ADCA: ácido 7-aminodesacetoxicefalosporánico
1)
Síntesis de Cefalexina
Ver diap #26
Si se usa PGA (fenilglicinamida) se libera:
NH4+; y se se usa un ester de fenilglicina se
libera: PGE: R-OH
SINTESIS ENZIMÁTICA DE CEFALOSPORINAS

Enzimic synthesis ofcephalosporins JACS

Generalmente síntesis por acilación con acidos
orgánicos.
Enzimic synthesis ofcephalosporins JACS
Síntesis de la Cefalexina
Problemas

Preparación de Cefalexina con 7-ADCA

Se aisla con derivado de D-difenilglicina (PGA o PGE)

La reacción de acilación nunca se completa

Recuperación y tratamiento de mezcla son difíciles:

Recuperada en forma cristalina de una solución acuosa:
oclusión de compuestos e impurezas originadas por la
mezcla de reacción, productos indeseables, reactivos
iniciales
Problemas

Purificación del producto final: propiedades ácido
base y solubilidades de Cefalexina y 7ADCA y
fenilglicina son muy parecidas.
 COPRECIPITACIÓN
 CEFALEXINA IMPURA

Distorsión del punto isoeléctrico y por ende la
precipitación de la cefalexina.


La precipitación es afectada por el valor de pH de
la mezcla de reacción en el punto isoeléctrico de la
cefalexina.
Riesgo de coprecipitación de productos indeseables
como el 7ADCA y fenilglicina que tiene puntos
isoelectricos muy cercanos a cefalexina.
Para recordar:

Punto isoeléctrico: pH al que una sustancia anfótera tiene carga neta cero.

A este valor de pH la solubilidad de la sustancia es casi nula.

PI de Cefalexina: 4.5 a 5

PI 7-ADCA: 4



En mezcla de reacción éstos varían pero siempre sigue siendo mayor el de
la cefalexina!
A pH menor al punto isoeléctrico se protona la amina y a pH mayor se
desprotona el ácido carboxílico. En ambos casos por formación de sales la
solubilidad aumenta.
PODRÍA PRTONARSE LA AMINA DEL BI-CICLO PERO BAJO ESTAS
CONDICIONES NO SUCEDE!!!!
Cefalexina… Anfótera
7-ADCA
En otras patentes…


1) Proponen utilizar agentes formadores de
complejos: Naftol
Ventajas:
 Compuestos
con dos núcleos aromáticos: complejo
formado es relativamente estable y no son tóxicos.
 No es necesario ajustar el pH de la solución al punto
isoeléctrico de la cefalexina para lograr precipitar
 No se forman coprecipitados de 7ADCA y fenilglicina

Desventaja: sustancia adicional al procedimiento
En otras patentes…
 2)
La mezcla Cefalexina – 7ADCA se recristaliza en
solvente orgánico (diclorometano, DMSO) con
componente alcalino (diisopropilamina).
 DESVENTAJAS:
SUSTANCIAS ORGÁNICAS EXTRAÑAS
En esta patente


INNOVACIÓN: Procedimiento para la recuperación de
Cefalexina a partir de una mezcla que contiene
Cefalexina y ácido 7-aminodesacetoxicefalosporínico
(7–ADCA).
Objetivo: Recuperar Cefalexina purificada sin
utilizar sustancias orgánicas extrañas


Es posible, mediante una reducción del pH a un
rango establecido (entre 5.6 y 7.6), cristalizar la
cefalexina 90% pura.
Así se evita la perdida de componentes valiosos: 7
ADCA ($46/Kg)



Si el pH de la mezcla se baja aún más (1.5 – 5.5)
se cristalizan el 7-ADCA más Cefalexina.
Luego se hace una Filtración Sucesiva
La mezcla se reutiliza: obtención de cefalexina pura
SIN PERDIDAS SIGNIFICATIVAS DE 7-ADCA.
Mezcla producto
de acilación del
7-ADCA con Dfenilglicinamida
realizada a pH
alto
pH
Cantidad de
Dfenilglicina
Cristalización
de PG y no
de Cefalexina
Esta disminución de pH se hace
mediante….
pH
Ácido sulfúrico
Ácido clorhídrico
Ácido nítrico
Remoción física de Amoniaco
Si se utilizó PGA como agente de acilación, o
PGE se desprende NH4+ o ROH.
El pH se mantiene constante titulando con
AMONIACO (HIDRÓXIDO DE AMONIO)
Métodos de remoción de amoníaco

Arrastre con vapor
Para separar disolventes
de sólidos que no se
arrastran.
Destilación a presión reducida


La destilación al vacío se utiliza cuando el líquido
tiene un punto de ebullición excesivamente alto o
descompone a alta temperatura
Amoniaco: pto eb. 27ºC
Evaporador de Capa Fina





Operación unitaria utilizada para concentrar un
soluto o para separar compuestos en solución.
Aspas crean capa delgada de disolución que se
distribuye por paredes internas del cilindro
caliente.
Vapor tiene flujo radial hacia adentro.
Internamente hay un condensador adonde se
recoje el destilado que se separa de la
disolución.
Puede llevarse acabo bajo vacío.
Torre de Aspersión
Air-stripping
 Gas purificado entra en
contacto con disolución
removiendole el amoniaco.

Enzimas inmovilizadas

Enzimas en procesos industriales: químicos,
alimentarios, farmaceúticos.
 Gran
actividad catalítica
 Gran especificidad hacia el sustrato
Inestables en condiciones de trabajo
Solubles en agua: dificil separación de sustratos y
productos
No se pueden reutilizar
Enzimas inmovilizadas

Enzimas inmovilizadas: proceso biotecnológico
económicamente rentable.
Estabilidad, reutilización, reciclado, pureza

Enzimas inmovilizadas: Se confina a la enzima en una
región definida del espacio, se restringen, completa o
parcialmente, los grados de libertad de movimiento de
enzimas en un soporte.
Penicilina acilasa
Derivadas de:
Acetobacter
Aeromonas
Alcaligenes
Aphanociadium
Bacillus sp.
Cephalosporium
Escherichia
Flavobacterium
Mycoplana
Protaminobacter
Pseudomonas
Xanthomas
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


Penicilina G acilasa de Pharma Biotechnology Hannover
Penicilina G acilasa inmovilizada: Recordati
Penicilina G acilasa de E. coli
E. coli (Boeringher): Enzigel®
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Procedimiento para la recuperación de Cefalexina