專利名稱：一種青霉素的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種青霉素的提純方法。
本說(shuō)明書如無(wú)特別說(shuō)明，青霉素是指青霉素G或青霉素V。
青霉素作為一種高效低毒的抗生素在世界范圍內(nèi)有著極廣泛的用途。青霉素是一類具有6-氨基青霉烷酸(6-APA)母核的一類物質(zhì)的總稱。根據(jù)6-APA上所接側(cè)鏈的不同衍生出數(shù)百種的青霉素衍生物。其中側(cè)鏈為苯乙?；鶆t稱為青霉素G，如側(cè)鏈為苯氧乙?；鶆t稱為青霉素V。由于各種6-APA是一種酸，所以，在酸性環(huán)境下青霉素變?yōu)橐兹苡谑杷杂袡C(jī)溶媒的青霉素酸，而在堿性環(huán)境下轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒柠}。青霉素發(fā)酵液的提純過(guò)程正是根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的。
青霉素G和青霉素V都是由青霉素產(chǎn)生菌經(jīng)液體發(fā)酵產(chǎn)生，所不同的是如需得到青霉素G，則在發(fā)酵過(guò)程中加入前體物苯乙酸，如需得到青霉素V則在發(fā)酵過(guò)程中加入苯氧乙酸。經(jīng)過(guò)約200小時(shí)的發(fā)酵過(guò)程，含青霉素的發(fā)酵液，經(jīng)過(guò)提純得到青霉素G鉀鹽固體物或青霉素V鉀鹽固體物。
青霉素G和青霉素V的或固體物都可作為生產(chǎn)6-APA的起始原料。6-APA的生產(chǎn)過(guò)程是將青霉素的鹽制成水溶液，加入青霉素?；?，將青霉素G中的苯乙?；蚯嗝顾豓中的苯氧乙?；c基母核6-APA分離，經(jīng)提純后得到固體的6-APA。6-APA可通過(guò)化學(xué)合成的方法得到帶其它側(cè)鏈的青霉素衍生物，如氨芐青霉素、羥氨芐青霉素等。
目前普遍使用的青霉素的提純方法如下步驟1向青霉素含量約3％的發(fā)酵液的濾液中加入絮凝劑，固液分離，得到含青霉素的“發(fā)酵液濾液”，按“發(fā)酵液濾液”體積∶乙酸丁酯體積＝3∶1的比例混合，同時(shí)加入稀硫酸溶液，如此青霉素在酸性條件下轉(zhuǎn)化為易溶于乙酸丁酯的青霉素酸而轉(zhuǎn)入乙酸丁酯中得到“青霉素一次乙酸丁酯萃取液”，同時(shí)青霉素濃度被提高了約3倍。
步驟2將“青霉素一次乙酸丁酯萃取液”與含堿性物質(zhì)的水溶液混合，此時(shí)青霉素轉(zhuǎn)化為易溶于水的青霉素鹽而轉(zhuǎn)到了水溶液中得到“青霉素一次水提液”，同時(shí)青霉素的濃度又被提高了數(shù)倍。
步驟3向青霉素一次水提液加入丁醇，減壓蒸餾。由于丁醇與水在一定溫度下會(huì)按一定比例形成共沸物，隨著丁醇和水的不斷蒸發(fā)，青霉素的鹽便結(jié)晶出來(lái)。收集晶體，檢測(cè)，如不符合要求，則重復(fù)步驟1-3。如符合要求則將晶體干燥成青霉素鹽的固體物成品。通常需要重復(fù)步驟1-3一次才能得到合格成品。
以上過(guò)程消耗大量的乙酸乙酯和丁醇，該兩種溶媒消耗成本通常是青霉素總成本的20％以上。而且使用的設(shè)備復(fù)雜。由于大量使用低沸點(diǎn)的疏水性有機(jī)溶媒，還使生產(chǎn)過(guò)程存在巨大的安全隱患。
本發(fā)明使用“青霉素發(fā)酵濾液”，不使用或使用少量疏水性有機(jī)溶媒，將“青霉素發(fā)酵濾液”中所含青霉素提純，從而得到較純的青霉素固體物。本發(fā)明是用以下步驟步驟1含青霉素約3％的發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾后得到“青霉素發(fā)酵濾液”，向“青霉素發(fā)酵濾液”中加入有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸調(diào)pH3.5以下，產(chǎn)生青霉素酸沉淀。固液分離，加水或疏水性有機(jī)溶媒清洗，收集沉淀物，得到“青霉素一次酸化沉淀”，該沉淀中青霉素的含量約為60％以上，即該步將青霉素含量提高了20倍以上。該“青霉素一次酸化沉淀”或其干燥后得到的“青霉素酸固體物”可作為生產(chǎn)6-APA的原料。
步驟2向步驟1中所述的“青霉素一次酸化沉淀”中加入氫氧化鉀調(diào)pH4.5以上，將“青霉素一次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素一次堿化溶解液”。向“青霉素一次堿化溶解液”中加入活性炭脫色，過(guò)濾，得到脫色后的濾液，脫色后的濾液中加入丁醇，減壓蒸餾，得到較純的青霉素鉀鹽結(jié)晶。該青霉素鉀鹽的固體物和“青霉素一次堿化溶解液”還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。青霉素鉀鹽結(jié)晶干燥，得到較純的青霉素鉀鹽固體物。
步驟3步驟1中得到的“青霉素一次酸化沉淀”也可按以下步驟處理“青霉素一次酸化沉淀”中加入疏水性有機(jī)溶媒，將青霉素萃取到疏水性有機(jī)溶媒中，得到“青霉素乙酸丁酯萃取液”。向“青霉素乙酸丁酯萃取液”中加碳酸鉀溶液，得到“青霉素鉀鹽溶液”，向上述溶液中加入活性炭脫色，過(guò)濾。向?yàn)V液中加入丁醇，減壓蒸餾，得到青霉素鉀鹽結(jié)晶。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
步驟4步驟2所述的“青霉素一次堿化溶解液”加入有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸調(diào)pH3.5以下，產(chǎn)生青霉素酸沉淀。固液分離，加水或疏水性有機(jī)溶媒清洗，收集沉淀物，得到“青霉素二次酸化沉淀”。該“青霉素二次酸化沉淀”或其干燥后得到的“青霉素酸固體物”可作為生產(chǎn)6-APA的原料。
步驟5步驟4所述的“青霉素二次酸化沉淀”加入中加入氫氧化鉀調(diào)pH4.5以上，將“青霉素二次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素二次堿化溶解液”。加入活性炭脫色，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入丁醇，減壓蒸餾，得到青霉素鉀鹽結(jié)晶，將結(jié)晶干燥，得到青霉鉀鹽的固體物。青霉素鉀鹽固體物和本步驟中的“青霉素二次堿化溶解液”還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
步驟6步驟1中的“青霉素一次堿化溶解液”或步驟5所述“青霉素二次堿化溶解液”也可以加活性炭脫色，過(guò)濾，得到的濾液進(jìn)入噴霧干燥設(shè)備干燥，得到較純的青霉素鹽固體物。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料在本發(fā)明中，向“青霉素發(fā)酵濾液”加酸，直接得到“青霉素酸化一次沉淀”的沉淀是本發(fā)明的要點(diǎn)，并不為公眾所知。同時(shí)，在生產(chǎn)中使用“青霉素酸化一次沉淀”和“青霉素酸化二次沉淀”作為生產(chǎn)6-APA的原料也未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。由以上兩點(diǎn)衍生出了其它工藝步驟。
以下結(jié)合實(shí)例詳述實(shí)例1含青霉素約3％的發(fā)酵液40噸，經(jīng)過(guò)濾后得到“青霉素發(fā)酵濾液”，通過(guò)一管道混合器連續(xù)向“青霉素發(fā)酵濾液”中加入5％的硫酸調(diào)pH1.5-2.5，酸化后的濾液通過(guò)抽濾器將沉淀收集，加水0.5-1.0噸沖洗沉淀，收集沉淀物，得到“青霉素一次酸化沉淀”，向“青霉素一次酸化沉淀”中加入5-10％氫氧化鉀溶液調(diào)pH4.5以上，將“青霉素一次酸化沉淀”全部溶解，得到“青霉素一次堿化溶解液”。按青霉素每公斤加50克的量向“青霉素一次堿化溶解液”中加入活性炭脫色，過(guò)濾，得到脫色后的濾液，加入2倍于脫色后濾液體積的丁醇，減壓蒸餾，溫度控制在15-20℃，得到較純的青霉素鉀鹽結(jié)晶。收集晶體，雙錐干燥器干燥得到青霉素鉀鹽固體物，送檢驗(yàn)，如合格，包裝入庫(kù)。該青霉素鉀鹽固體物、“青霉素一次酸化沉淀”、“青霉素一次堿化溶解液”均可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
實(shí)例2含青霉素約3％的發(fā)酵液40噸，經(jīng)過(guò)濾后得到“青霉素發(fā)酵濾液”，通過(guò)一管道混合器連續(xù)向“青霉素發(fā)酵濾液”中加入5％的硫酸調(diào)pH1.5-2.5，酸化后的濾液通過(guò)抽濾器將沉淀收集，得到“青霉素一次酸化沉淀”，該沉淀體積約為2立方米，向該沉淀中加入3倍于沉淀體積的乙酸丁酯，攪拌溶解，得到“青霉素乙酸丁酯萃取液”。向“青霉素乙酸丁酯萃取液”中加5-10％碳酸鉀溶液，攪拌，得到“青霉素鉀鹽溶液”，向上述溶液中加入活性炭脫色，過(guò)濾。向?yàn)V液中加入兩倍于濾液的丁醇，減壓蒸餾，溫度控制在15-20℃，得到青霉素鉀鹽結(jié)晶。干燥該結(jié)晶，得到青霉素鉀鹽固體物。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
實(shí)例3含青霉素約3％的發(fā)酵液40噸，經(jīng)過(guò)濾后得到“青霉素發(fā)酵濾液”，通過(guò)一管道混合器連續(xù)向“青霉素發(fā)酵濾液”中加入5％的硫酸調(diào)pH1.5-2.5，酸化后的濾液通過(guò)抽濾器將沉淀收集，得到“青霉素一次酸化沉淀”，收集沉淀，向沉淀中加入5-10％氫氧化鉀溶液，將沉淀完全溶解，得到“青霉素一次堿化溶解液”。向“青霉素一次堿化溶解液”中加入5-10％硫酸調(diào)pH1.5-2.5，產(chǎn)生青霉素酸沉淀。固液分離，0.5噸水清洗，收集沉淀物，得到“青霉素二次酸化沉淀”。向“青霉素二次酸化沉淀”加入中加入5-10％氫氧化鉀溶液調(diào)pH4.5以上，將“青霉素二次酸化沉淀”全部溶解，得到“青霉素二次堿化溶解液”?！扒嗝顾囟螇A化溶解液”進(jìn)入噴霧干燥設(shè)備干燥，得到較純的青霉素鹽固體物。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
權(quán)利要求
1.一種青霉素的提純方法，其特征在于包括以下工藝過(guò)程a.使用青霉素發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾后的“發(fā)酵液濾液”加入有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸調(diào)pH3.5以下，產(chǎn)生青霉素酸沉淀。固液分離，加水或疏水性有機(jī)溶媒清洗，收集沉淀物，得到“青霉素一次酸化沉淀”。b.“青霉素一次酸化沉淀”中加入堿性物質(zhì)調(diào)pH4.5-8.0，將“青霉素一次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素一次堿化溶解液”。c. “青霉素一次堿化溶解液”加入有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸調(diào)pH3.5以下，產(chǎn)生青霉素酸沉淀。固液分離，加水或疏水性有機(jī)溶媒清洗，優(yōu)選的疏水性有機(jī)溶媒為丁醇。收集沉淀物，得到“青霉素二次酸化沉淀”。d.“青霉素二次酸化沉淀”加入堿性物質(zhì)，調(diào)pH4.5-8.0，將“青霉素二次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素二次堿化溶解液”e.“青霉素二次堿化溶解液”加活性炭脫色，過(guò)濾，得到的濾液進(jìn)入噴霧干燥設(shè)備干燥，得到較純的青霉素鹽固體物。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
2.一種青霉素的提純方法，其特征在于向根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法步驟a和步驟b之間可以增加以下步驟收集“青霉素一次酸化沉淀”，干燥得到“青霉素酸的固體物”，該青霉素酸的固體物作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
3.一種青霉素的提純方法，其特征在于向根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法步驟a和步驟b之間還可以增加以下步驟“青霉素一次酸化沉淀”中加入疏水性有機(jī)溶媒，將青霉素萃取到疏水性有機(jī)溶媒中，優(yōu)選疏水性有機(jī)溶媒為乙酸丁酯。然后采用目前普遍使用的脫色、結(jié)晶等純化青霉素的方法進(jìn)行純化得到較純的青霉素鹽固體物。該青霉素固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
4.一種青霉素的提純方法，其特征在于向根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法步驟b和步驟c之間增加以下步驟“青霉素一次堿化溶解液”經(jīng)過(guò)采用目前普遍使用的提純、脫色、丁醇共沸結(jié)晶、干燥等方法，得到青霉素鹽的固體物。該青霉素鹽的固體物還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
5.一種青霉素的提純方法，其特征在于向根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法步驟c和步驟d之間增加以下步驟“青霉素二次酸化沉淀”經(jīng)過(guò)干燥，得到青霉素酸固體物，該青霉素酸固體物可作為生產(chǎn)6-APA的原料。
6.一種青霉素的提純方法，其特征在于向根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法步驟d和步驟e之間增加以下步驟將“青霉素二次堿化溶解液”用目前普遍使用的脫色、共沸結(jié)晶等純化青霉素的方法處理”，得到較純的青霉素鹽的固體物。該青霉素鹽的固體物和“青霉素二次堿化溶解液”還可作為生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
7.一種青霉素的提純方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求書1至5中所述的“青霉素”是指青霉素G或青霉素V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種青霉素的提純方法，該方法使用青霉素發(fā)酵液濾液，加入無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸調(diào)pH3.5以下，得到“青霉素酸化一次沉淀”，然后再用目前廣泛使用的提純方法得到所需的青霉素酸或青霉素鹽的固體物。本發(fā)明的方法不用或少用疏水性有機(jī)溶媒，即可達(dá)到將發(fā)酵液濾液中的青霉素提純的目的。以這種方法得到的低成本的青霉素酸或青霉鹽的固體物還可作為制備6－氨基青霉烷酸的原料。
文檔編號(hào)C07D499/00GK1432572SQ0210014
公開(kāi)日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月14日
發(fā)明者徐兵 申請(qǐng)人:徐兵