專利名稱：用中性有機磷(膦)類萃取劑從發(fā)酵液中提取抗菌素的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及藥物制備方法，特別是用萃取法從發(fā)酵液中提取抗生素。
目前生產(chǎn)大環(huán)內(nèi)酯類(如紅霉素、麥迪霉素、柱晶白霉素、螺旋霉素等)、及β內(nèi)酰胺類中的青霉素G、V及潔霉素等大都使用萃取法，所用萃取劑有醋酸丁酯、丁醇、苯、甲基異丁基酮等(參看80年版全國原料藥工藝匯編)。
用上述萃取劑及其工藝提取抗生素時均存在著提取率低、工序繁多、對人體危害較大等問題。
美國在1963年對潔霉素生產(chǎn)取得了專利(MalceraE，Bergy，UpjohnCo.Belg619，645，Jan.2.1963，U.SAppl.July3andAug30.1961.49p.p;TheMerckIndexAnEncyclopediaofChemicals.DrugsandBiclogicals.TenthEdition1983p5331)，經(jīng)多年改進目前采用的流程為(見80年版全國原料藥工藝匯編)，經(jīng)過濾后得清液，用20%NaoH中和至PH9.5～10.5，丁醇三次錯流萃取;萃取后乳狀物用高速離心機分離兩相并得含潔霉素的飽和丁醇;萃余相(廢水)蒸餾回收丁醇;飽和丁醇在蒸發(fā)器中濃縮10～15倍(溫度65～70℃)，壓力0.3～0.5atm)以增濃潔霉素濃度;用PH11～12NaOH水溶液洗滌濃縮丁醇液(錯流五次);洗滌所得洗水用丁醇萃取以回收水溶液中潔霉素;經(jīng)洗滌后的濃縮丁醇溶液用PH2.5～3.0的鹽酸溶液錯流反萃取四次;反萃取后丁醇送蒸餾回收;反萃取液(即含較高濃度的潔霉素溶液)再用丁醇洗滌一次;蒸發(fā)濃縮反萃取液(濃縮2～3倍)濃縮液中加入活性炭脫色(每十億潔霉素加0.5公斤活性炭)，脫色液再濃縮(即第二次濃縮);二次濃縮液再用活性炭脫色;在攪拌條件下往二次脫色液中加入丙酮得潔霉素鹽酸鹽結(jié)晶。對青霉素V，青霉素G等藥物則使用醋酸丁酯或甲基異丁基酮作萃取劑，通過清液萃取、反萃取、結(jié)晶等過程制得產(chǎn)品。
本發(fā)明的主要目的(1)提高抗菌素提煉收率。(2)減少生產(chǎn)工序，降低提煉車間的設(shè)備投資，例如用本發(fā)明生產(chǎn)潔霉素，約能降低投資100至200萬元。工序下降至6個。(3)減少生產(chǎn)過程使用易燃易爆品，本發(fā)明所用萃取劑的閃點在45℃以上。(4)降低試劑消耗，從而降低產(chǎn)品成本。(5)減少易揮發(fā)物質(zhì)對人體的損害。
本發(fā)明主要是用中性磷(膦)類萃取劑，配以稀釋劑再配以助溶劑或協(xié)同劑自抗生素發(fā)酵液中萃取抗生素，經(jīng)萃取、洗滌(亦可不要)反萃取、脫色(亦可不要)、沉淀結(jié)晶、過濾、干燥等過程制得合符藥典要求的抗生素藥物。
中性磷(膦)類萃取劑是指磷酸中三個氫氧基團被烷基(R基團)或-OR基團取代后的化合物，如三個氫氧基團被C4H9O取代后則稱為磷酸三丁酯(TBP)三個氫氧基團全被烷基取代(可為C4H9至C12H25)后則稱為三烷基氧膦(TRPO)。亦可一至二個基團被R基取代而其余則被OR基團取代。
稀釋劑是指能降低中性磷(膦)萃取劑的粘度、比重(不使萃取能力下降)，能使兩相在整個工業(yè)流程中既能混合得很好又能很好的分離，目前多采用飽和烴類化合物(如磺化煤油)或芳香化合物等。
助溶劑或協(xié)同劑是指能幫助中性磷(膦)類萃取劑很好溶解在稀釋劑中的有機相，如醇類化合物C4H9OH至C12H25OH等。
萃取系指抗生素自發(fā)酵液中轉(zhuǎn)入有機相的過程，由于青霉素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、潔霉素均具有大量羥基，極易與中性磷(膦)類萃取劑以氫鍵形式絡(luò)合，從而被萃取入有機相(從本文的十多個實例均可清楚的吹劍腿》峙湎凳淙徊桓擼ü嘍文媼鬏腿『缶蓯怪詠腿　 洗滌系指將有機相含的雜質(zhì)(如色素、蛋白質(zhì)、無機鹽等)洗入水相的過程，由于發(fā)酵液中含有大量色素、蛋白質(zhì)、無機鹽等，在萃取過程中難免進入有機相，選擇好一定的洗滌液，能把色素、蛋白質(zhì)、無機鹽等雜質(zhì)大量洗入水相。
反萃取過程為抗生素自有機相中轉(zhuǎn)入水相的進一步純化及濃縮過程。利用抗生素鹽類極難溶于中性磷(膦)類萃取劑及稀釋劑中的原理，調(diào)整反萃取液的PH值能將有機相中抗生素轉(zhuǎn)入水相。如用酸性水溶液能很好的把有機物中潔霉素轉(zhuǎn)入水相，用接近中性的NaHCO3溶液或醋酸鉀-乙醇溶液能使青霉素轉(zhuǎn)成鈉鹽，從而自有機相中轉(zhuǎn)入水相(呈溶液狀或直接析出結(jié)晶)。
同樣，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素被萃取后，當(dāng)用鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸等溶液與之接觸后亦能生成相應(yīng)的鹽，由于極性增大，故自有機相轉(zhuǎn)入水相。
例Ⅰ用磷酸三丁酯的辛烷溶液萃取青霉素，取青霉素V全發(fā)酵液500ml，將PH值調(diào)至4后用50%磷酸三丁酯的辛烷溶液(即體積比為1∶1)萃取，萃取溫度為28℃;相比為2∶1(有機相體積;水相體積)，發(fā)酵液含青霉素V量為19000單位/毫升在燒杯中進行，攪拌時間為兩分鐘，分相后分別測定有機相及萃余相青霉素V的含量，計算得單段萃取率為84.21%，發(fā)酵液濃度低時，萃取分配系數(shù)略有提高，如原液青霉素V濃度為2900U/ml時，按上述條件進行萃取，其單段萃取率為89.6%，因此磷酸三丁酯能很好的萃取青霉素，用醋酸鉀-乙醇溶液反萃取即能得青霉素V結(jié)晶，若用緩沖液(如1.3%～1.9% NaHCO3溶液、PH為6.8～7.1)反萃取則得高濃度反萃取液，經(jīng)脫色、結(jié)晶等過程則得高純青霉素產(chǎn)品。
例Ⅱ用三烷基氧膦萃取青霉素V。取青霉素V全發(fā)酵液300毫升，將其PH調(diào)至4后用三烷基氧膦的煤油溶液萃取(TRPO/煤油＝1/1)，萃取溫度為室溫;相比2∶1(有機相對水相的體積比)，發(fā)酵液中青霉素V濃度為1900U/ml，在燒杯中攪拌5分鐘，分相后測得其單段萃取率為90%，因此TRPO能較好的萃取青霉素。
例Ⅲ用520g(烷基膦酸二烷基酯類萃取劑)萃取青霉素。取青霉素全發(fā)酵液200ml，將PH調(diào)至～4，用520g的煤油溶液萃取(520g/煤油＝1/1，體積比)，萃取溫度為室溫，萃取相比2∶1(有機相對水相體積)，發(fā)酵液中青霉素濃度為21000U/ml，在燒杯中攪拌5分鐘，分相后測青霉素萃取率為87%，由此可見520g能很好萃取青霉素。
由上述三例可見由T.B.P至TRPO均能很好的萃取青霉素，這些萃取劑濃度愈高則萃取率就愈高，但由于這些萃取劑粘度及比重均較大，故需稀釋至一定程度后方能很好在工業(yè)上使用，上述三例均選用了50%的濃度。
例Ⅳ用磷酸三丁酯萃取潔霉素。取潔霉素溶液(發(fā)酵液)100ml，用20%NaoH溶液將PH值調(diào)至10左右，用磷酸三丁酯的煤油溶液(TBP/煤油＝1/1，體積比)萃取，蘋取相比為1∶1，萃取溫度室溫;發(fā)酵液潔霉素濃度3100u/ml，兩相在燒杯中混合2分鐘，測得單段萃取率為58%，用PH4以下的無機酸水溶液能很好的將有機相中潔霉素反萃取入水相。由此可見磷酸三烷基酯能萃取潔霉素類抗生素。
例Ⅴ用三烷基氧膦萃取麥迪霉素。取麥迪霉素發(fā)酵液100ml，用20%NaoH溶液中和至PH8.5～9.0，用TRPO煤油溶液(TRPO/煤油＝1/1)萃取，萃取相比為1∶5(有機相∶水相)室溫下進行，發(fā)酵液中麥迪霉素濃度為1000u/ml，攪拌混合2分鐘，兩相分開后測得單段萃取率為80%，用PH4以下的無機酸水溶液能很好的將有機相麥迪霉素反萃取入水相。
例Ⅵ用520g萃取潔霉素。取潔霉素溶液(發(fā)酵液)200ml，用20%NaoH溶液中和至PH10左右，用520g煤油溶液(520g/煤油＝1/1)萃取，萃取相比為1∶1，萃取溫度為室溫，發(fā)酵液中潔霉素濃度為2500u/ml，攪拌混合2分鐘，測得單段萃取率為67.70%，由此可見烷基膦酸二烷基酯類萃取劑能較好的萃取潔霉素。
例Ⅶ用二丁基膦酸丁酯萃取潔霉素。取潔霉素發(fā)酵液250ml，用20%NaoH溶液中和至PH10左右，用二丁基膦酸丁酯的煤油溶液萃取(二丁基膦酸丁酯/煤油＝1/1)，萃取相比為1∶1，室溫下進行，攪拌2分鐘，兩相分離后測得單段萃取率為70.2%，由此可見二烷基膦酸-烷基酯能很好的萃取潔霉素類抗生素。
例Ⅷ用三烷基氧膦萃取潔霉素。取潔霉素發(fā)酵液500ml，用20%NaoH溶液中和至PH10左右，用三烷基氧膦的煤油溶液萃取(TRPO/煤油＝1/1，體積比)，萃取相比為1∶1，室溫下進行，發(fā)酵液中潔霉素濃度為3100u/ml，攪拌混合2分鐘，兩相分離后測得單段萃取率為79.8%，由此可見三烷基氧膦能很好的萃取潔霉素類抗生素。
例ⅨTRPO濃度對萃取潔霉素的影響。取潔霉素發(fā)酵液4000ml(PH值已中和至10左右)，分為八等份，分別用不同濃度的TRPO煤油溶液進行萃取(TRPO濃度分別為5%、20%、30%、40%、50%、70%、90%、100%)萃取溫度為室溫，有機相∶水相＝1∶1(體積比)，攪拌混合2分鐘，所得結(jié)果列于下表。
例Ⅹ發(fā)酵液PH值對萃取影響。將發(fā)酵液PH值調(diào)至5.35、7.17、8.10、8.85、10.00、11.00，用50%TRPO煤油溶液萃取，室溫下進行，攪拌混合2分鐘，萃取后兩相分配如下
從上列結(jié)果可見，萃取控制PH值10左右為宜。
例Ⅺ多段逆流萃取試驗。
基于TRPO萃取抗生素的能力較強，且無毒性，故選用50%TRPO煤油溶液進行十段逆流萃取試驗，發(fā)酵液濃度為3100u/ml，溶液PH值為10.5，萃取溫度為26℃;在設(shè)備內(nèi)進行，連續(xù)運轉(zhuǎn)一個月，其代表性數(shù)據(jù)列于下表
經(jīng)十段逆流萃取后，發(fā)酵液由3100u/ml降至70u/ml，收率為97.74%。
試驗制得的產(chǎn)品(總混合樣)純度完全符合英國藥典要求(80年版)亦合符我國藥典要求，甚至有個別項目的指標(biāo)為老方法無法達到的，產(chǎn)品分析結(jié)果如下濕產(chǎn)品效價841r/mg;水分含量3.94%;
干產(chǎn)品效價877r/mg;烘灼殘渣0.07%;
潔霉素B含量0.25%;比旋光度+139;
PH值4.6，安全試驗合格;
熱源試驗合格，降壓物質(zhì)試驗合格;
我們提出的中性磷(膦)類萃取劑萃取大環(huán)內(nèi)酯類，β內(nèi)酰胺類抗生素，從而減化了整個提煉過程，降低了試劑消耗，提高了回收率。以潔霉素為例，目前國內(nèi)外采用較新的流程為以大孔樹脂為核心的提煉流程，需17～18個工序方能制得合符1980年英國版藥典要求的產(chǎn)品，但用本發(fā)明則僅用6個工序就能制得優(yōu)于藥典要求的高純藥品，如干產(chǎn)品效價能達877r/mg，潔霉素B含量僅0.25%，熾灼殘渣僅0.07%;遠比舊方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品好(無論從外觀及產(chǎn)品質(zhì)量上均為優(yōu)等)。
更重要的是按本發(fā)明提煉潔霉素，其提煉收率達85%～95%之間，比老方法55%～72%高得多。
采用中性磷(膦)類萃取劑與現(xiàn)有醫(yī)藥系統(tǒng)采用的醋酸丁酯或丁醇萃取法比較;
老提煉方案新提煉方案
權(quán)利要求
1.用中性磷(膦)從發(fā)酵液中提取潔霉素的全流程，即包括萃取、洗滌、反萃取、脫色、結(jié)晶等工序(見附圖
)制得高純潔霉素的過程。
2.中性磷(膦)類萃取劑包括以下四種類型
R為C4至C12，在上述萃取劑中R可以是碳數(shù)相同亦可以碳數(shù)不等，中性磷(膦)類萃取劑所用稀釋劑如煤油或其它碳氫化合物，添加劑為醇(C4H9OH至C12H25OH)。
3.中性磷(膦)類萃取劑濃度為5%～100%，加或不加稀釋劑及添加劑。在發(fā)酵液(或含抗生素的水溶液)偏堿性時能萃取大環(huán)內(nèi)酯類抗生素藥物，在偏酸性條件下能萃取青霉素(如青霉素G、青霉素V)類藥物，在PH7～11之間萃取潔霉素。在堿性介質(zhì)中青霉素類藥物被反萃取入水相。在酸性介質(zhì)中大環(huán)內(nèi)酯類抗生素被反萃取入水相。在PH3.5以下潔霉素能很好的被反萃取入水相。
全文摘要
用中性有機磷(膦)類萃取劑從發(fā)酵液中提取抗生素，涉及藥物(抗生素)的制備方法。其特征是用磷酸三烷基酯、烷基膦酸二烷基酯、二烷基膦酸一烷基酯直至三烷基氧膦作萃取劑(用長鏈碳氫化合物作稀釋劑)萃取發(fā)酵液中抗生素。在偏酸性介質(zhì)中萃取青霉素V、青霉素G，在偏堿性介質(zhì)中萃取紅霉素，麥迪霉素等大環(huán)內(nèi)酯類化合物，在偏堿性介質(zhì)中萃取潔霉素。
文檔編號C12P19/64GK1037343SQ87106079
公開日1989年11月22日 申請日期1987年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月3日
發(fā)明者盧志生, 蔡繼傳, 賀協(xié)群 申請人:核工業(yè)部北京第五研究所