WBCIL sichert sich Patent für revolutionäres lösungsmittelfreies Ferric-Citrat-Verfahren

West Bengal Chemical Industries Limited (WBCIL) hat einen bemerkenswerten Meilenstein in der indischen Patentgeschichte erreicht: Das Indische Patentamt hat dem Unternehmen offiziell das Patent Nr. 356552 erteilt. Dieses Patent schützt ein lösemittelfreies Iron-Citrate-Verfahren zur Herstellung eines pharmazeutischen Wirkstoffs (API) in Arzneibuchqualität. Die Innovation verändert die industrielle Herangehensweise an die Produktion renal wirksamer Medikamente – sauberer, sicherer und wirtschaftlicher.

Der Patenttitel lautet „Solvent Free, Cost-Effective Process for Preparation of Ferric Citrate“. Er adressiert zentrale Engpässe in bestehenden Lieferketten und fokussiert gezielt auf hohe Reinheit sowie definierte physikalische Eigenschaften, die für eine wirksame Therapie der Hyperphosphatämie entscheidend sind.

Kernaussagen:

• Das patentierte Verfahren von WBCIL (Patent Nr. 356552) setzt einen neuen Industriestandard: Wasser ist das einzige Prozessmedium, gefährliche organische Lösungsmittelrückstände entfallen vollständig – ein konsequenter Beitrag zu Green Chemistry für Ferric Citrate in pharmazeutischer Qualität.

• Die Innovation verbessert die therapeutische Leistungsfähigkeit für CKD-Patienten (chronische Nierenerkrankung), indem eine definierte Partikelgröße (20–50 µm) und eine hohe spezifische Oberfläche eingestellt werden, was die Phosphatbindung im Gastrointestinaltrakt maximiert.

• Durch kosteneffiziente Rohstoffe wie Eisenpulver und eine schlanke Sprüh­trocknungstechnologie entsteht ein skalierbarer, nachhaltiger High-Purity-Prozess, der Produktionskosten senkt und gleichzeitig strenge internationale regulatorische Anforderungen erfüllt.

Klinischer Bedarf: Hyperphosphatämie wirksam behandeln

Um den Wert dieses Patents einzuordnen, lohnt sich der Blick auf die Indikation. Hyperphosphatämie beschreibt erhöhte Serum-Phosphatwerte und tritt häufig bei Patientinnen und Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD) auf, insbesondere unter Dialyse.

In diesen Fällen kann der Körper überschüssiges Phosphat nicht mehr ausreichend eliminieren. Betroffene benötigen Phosphatbinder. Ferric Citrate ist ein wirksamer Phosphatbinder, der von der US-FDA zugelassen ist und im Gastrointestinaltrakt wirkt.

Der Mechanismus ist klar und präzise: Ferrisches Eisen (Fe³⁺) bindet Nahrungsphosphat und bildet einen unlöslichen Ferric-Phosphat-Komplex. Dieser Komplex wird nicht resorbiert, sondern kontrolliert über den Stuhl ausgeschieden. Dadurch sinkt der Serum-Phosphatspiegel.

Für die Wirksamkeit ist jedoch die Qualität des Wirkstoffs entscheidend. Partikelgröße und Oberfläche bestimmen die Bindungsleistung maßgeblich – genau hier setzt das Ferric-Citrate-Patent von WBCIL an.

Die Schwächen bisheriger Herstellverfahren

Das Patent dokumentiert die strukturellen Nachteile älterer Technologien. Ferric Citrate wurde lange nicht effizient – und oft nicht „grün“ – produziert. Viele bekannte Verfahren sind mehrstufig, materialintensiv und bringen unnötige Risiken mit sich.

• US-Patent 6903235: Feststoff-Mischung aus Citronensäure und Ferricsalz, anschließend Zugabe von Alkohol. Alkoholhandling erhöht Sicherheitsanforderungen, Kosten und Prozesskomplexität.

• US-Patent 7767851: Einsatz von Alkalimetallhydroxiden und Ferricchlorid, Ausfällung und Erhitzung; zusätzlich ist ein organisches Lösungsmittel nötig, um Ferric Citrate zu fällen.

• WO2016162888: Verwendung von Alkalimetallcarbonaten und Koagulationsmitteln. Koagulationsmittel bringen potenzielle Verunreinigungen ein, die durch Waschen entfernt werden müssen – mit höherem Wasserverbrauch und längerer Prozesszeit.

Gemeinsame Nachteile: organische Lösungsmittel, zusätzliche Reinigungs-/Aufarbeitungsschritte und häufig der Einsatz teurer Eisensalze als Ausgangsstoffe.

Die Lösung von WBCIL: Lösemittelfreier Iron-Citrate-Prozess

Die Erfindung von WBCIL eliminiert diese Problempunkte konsequent. Das Patent beschreibt ein Verfahren, in dem Wasser das einzige Medium ist.

Der Ansatz ist zugleich einfach und exakt: Eine direkte Reaktion von Eisenpulver mit Citronensäure-Monohydrat. Es werden keine Koagulationsmittel eingesetzt, und es gibt keine organische Lösungsmittel-Fällung.

Damit erfüllt das Verfahren die Prinzipien der Green Chemistry: weniger gefährliche Abfälle, geringere Arbeitsschutz- und Umweltlasten, spürbar niedrigere Produktionskosten und eine belastbare Grundlage für nachhaltige Ferric-Citrate-Fertigung im industriellen Maßstab.

Schritt für Schritt: Herstellung von Ferric-Citrate-API

Das Patent liefert eine nachvollziehbare, industrietaugliche Prozessführung. Die Kernelemente im Überblick:

1. Ansatz der Reaktanten

Der Prozess beginnt im Reaktor. Wasser dient als Medium. Citronensäure-Monohydrat wird in Wasser gelöst und so lange gerührt, bis eine vollständige Lösung vorliegt.

Anschließend wird Eisenpulver portionsweise zugegeben. Entscheidend ist das Molverhältnis: Citronensäure zu Eisenpulver liegt zwischen 0,8 und 1,5. Dadurch steht genügend Säure zur Reaktion mit dem Metall zur Verfügung.

2. Kontrolle der Reaktionsbedingungen

Für eine reproduzierbare Chemie sind definierte Bedingungen notwendig. Das Patent nennt klare Parameter:

• Temperatur: 30–35 °C
• Druck: atmosphärisch
• pH-Wert: 4,0–4,5

Die pH-Führung ist kritisch, weil sie die korrekte ionische Form des Citrats und damit die Produktqualität beeinflusst.

3. Oxidation zum Fe³⁺-Zustand

Eisenpulver liegt als elementares Eisen (Fe) vor. Für Ferric Citrate muss Eisen in den Fe³⁺-Zustand überführt werden. Das geschieht durch Lufteintrag in den Reaktor: Luft wird in die Reaktionsmischung eingeblasen, bei einem Druck von 0,25 bis 0,5 kg/m².

Der Schritt läuft bis zum definierten Endpunkt: Ferric-Gehalt 21–22 %, gleichzeitig Ferrous-Gehalt (Fe²⁺) < 1 %. Das sichert hohe Reinheit und minimiert unvollständig reagierte Eisenanteile.

4. Isolierung mittels Sprühtrocknung

Nach Reaktionsende wird das Produkt getrocknet. Das Patent nutzt dafür Sprühtrocknung, um ein definiertes Pulver zu erhalten.

Zunächst wird die Lösung filtriert, um unreaktive Partikel zu entfernen; genannt wird ein Sparkler-Filter. Das klare Filtrat wird anschließend getrocknet.

• Einlasstemperatur: 275 °C
• Auslasstemperatur: 105 °C

Durch die schnelle Trocknung entsteht ein feines Pulver mit gezielt eingestellter Partikelgröße und Oberfläche.

Technische Spezifikationen: Ferric Citrate in pharmazeutischer Qualität

Das Ergebnis ist ein API-Material, das die im Patent definierten Qualitätsziele erreicht.

Chemische Reinheit:

Typisch wird eine Reinheit von 98,21 % erzielt – ein sehr hoher Wert für einen industriellen Prozess.

Elementzusammensetzung:

• Ferrisches Eisen: 21–22 %
• Ferroses Eisen: < 1 %

Physikalische Eigenschaften:

• BET-Oberfläche: 12–16,5 m²/g
• Partikelgröße: 20–50 µm

Diese Parameter sind nicht zufällig gewählt, sondern funktional auf die klinische Bindungsleistung ausgerichtet.

Warum Oberfläche und Partikelgröße die Bindungsleistung bestimmen

Das Patent enthält aussagekräftige Daten zur spezifischen Oberfläche. Die BET-aktive Oberfläche ist ein Indikator dafür, wie effizient Ferric Citrate Phosphat binden kann.

Ferric Citrate wirkt über Kontakt: Eisen muss Phosphat „erreichen“, um es zu binden. Je größer die Oberfläche, desto mehr Bindungsstellen stehen zur Verfügung – und desto höher ist die Phosphatbindungskapazität. (Details dazu finden sich im Patent-PDF.)

Das Patent zeigt den Zusammenhang zwischen Partikelgröße und Oberfläche:

• 261 µm Partikelgröße: Oberfläche 0,39 m²/g
• 45 µm Partikelgröße: Oberfläche 15,77 m²/g
• 22 µm Partikelgröße: Oberfläche 16,12 m²/g

Mit sinkender Partikelgröße steigt die aktive Oberfläche sprunghaft. Deshalb ist der Zielbereich 20–50 µm zentral.

Auch die Bindungsdaten korrelieren klar:

• Bei 15,77 m²/g bindet das Material 19,16 mg Phosphat pro g Ferric Citrate.
• Bei 16,12 m²/g steigt die Bindung auf 19,84 mg Phosphat pro g.

Bisherige Verfahren konnten dieses Gleichgewicht nicht zuverlässig einstellen. Der WBCIL-Prozess maximiert die Bindungseffizienz und trifft den optimalen Zielbereich von 19,1–19,8 mg P/g.

Industrielle Skalierbarkeit und Kostenvorteile

Ein zentraler Anspruch des Patents lautet „Cost Effectiveness“. In der pharmazeutischen Industrie zählt nicht nur der Labornachweis, sondern die stabile Umsetzbarkeit im Produktionsmaßstab. Genau das belegt das Patent.

Beispiel 1 aus dem Patent (Großbatch)

Das Dokument beschreibt eine groß angelegte Charge.

• Wasser: 2000 Liter
• Citronensäure: 375 kg
• Eisenpulver: 130 kg

Aus diesem Ansatz wurden 500 kg Ferric Citrate gewonnen. Das ist ein belastbarer Nachweis industrieller Skalierung – nicht bloß ein Konzept.

Die Einsparungen ergeben sich aus zwei Hebeln:

1. Rohstoffe: Eisenpulver ist in der Regel günstiger als spezielle Ferricsalze.
2. Prozesszeit und Aufarbeitung: Ohne organische Lösungsmittel entfallen Lösemittelrückgewinnung, Destillation und Recycling – inklusive der zugehörigen CAPEX/OPEX und HSE-Aufwände.

Darreichungsformen für Ferric Citrate

Das Patent beschränkt sich nicht auf das Pulver als solches. Es umfasst den Einsatz des API in verschiedenen Darreichungsformen. Die hohe Auflösungsgeschwindigkeit (2–4 mg/cm²-min) unterstützt die Formulierbarkeit.

Hersteller können dieses API verarbeiten zu:

• Tabletten
• Kapseln
• Granulaten
• Pulvern

Warum hochreines Ferric Citrate für CKD-Patienten unverzichtbar ist

Reinheit ist in dieser Indikation ein Sicherheitsfaktor. CKD-Patienten sind besonders vulnerabel; die eingeschränkte Nierenfunktion reduziert die Fähigkeit, Belastungen und Verunreinigungen zu kompensieren.

Minderwertige Eisensalze können Schwermetalle enthalten oder Restreagenzien mitführen. Der Prozess von WBCIL zielt auf eine pharmazeutische Qualität, die für langfristige Therapien entscheidend ist.

Indem der Fe²⁺-Anteil unter 1 % bleibt, sinkt das Risiko unerwünschter Effekte. Ferroses Eisen verhält sich pharmakologisch anders als ferrisches Eisen – für die Dauertherapie zählt vor allem Konsistenz.

Zusätzlich ist die Abwesenheit organischer Lösungsmittel regulatorisch relevant: Behörden wie die US-FDA prüfen Restlösemittel sehr streng. Ein lösemittelfreier Prozess eliminiert organische Residuen grundsätzlich und erleichtert die Compliance für nachgelagerte Formulierer und Zulassungsinhaber.

Regulatorische und strategische Bedeutung von Patent Nr. 356552

Geistiges Eigentum ist ein strategischer Werttreiber. Das Patent verschafft WBCIL in Indien exklusive Rechte. Die Laufzeit beträgt 20 Jahre ab dem Anmeldedatum, 8. August 2017.

Damit kann WBCIL die Technologie lizenzieren und sich als Anbieter einer spezifisch definierten Ferric-Citrate-Qualität positionieren. Für internationale Pharma- und CDMO-Partner sind klare IP-Verhältnisse ein wichtiges Kriterium: Sie reduzieren Risiko in der Lieferkette und erleichtern langfristige Beschaffungs- und Kooperationsmodelle.

Fazit: Ein neuer Standard für Ferric-Citrate-Herstellung

Die Erteilung dieses Ferric-Citrate-Patents ist ein starkes Signal für innovationsgetriebene Prozessentwicklung. WBCIL zeigt, dass ein schlanker Prozess nicht nur nachhaltiger, sondern auch leistungsfähiger sein kann: weniger Lösemittel, weniger Komplexität, mehr Produktqualität – und ein belastbarer Industrieweg.

Dieses lösemittelfreie Iron-Citrate-Verfahren liefert in der Praxis:

• Umweltverträglichkeit durch konsequente Green Chemistry
• einen hochwirksamen Phosphatbinder durch definierte Oberflächen-/Partikelparameter
• Patientensicherheit durch hohe Reinheit und minimierten Fe²⁺-Anteil
• wirtschaftliche Vorteile durch günstige Rohstoffe und reduzierte Aufarbeitung

Für B2B-Akteure im pharmazeutischen Umfeld ist das die Richtung: nachhaltige High-Purity-Produktion ist kein optionales Add-on mehr, sondern ein neues Baseline-Kriterium – technologisch, regulatorisch und kommerziell.