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CN116621724B - 一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法 - Google Patents

一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法 Download PDF

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CN116621724B
CN116621724B CN202310896692.1A CN202310896692A CN116621724B CN 116621724 B CN116621724 B CN 116621724B CN 202310896692 A CN202310896692 A CN 202310896692A CN 116621724 B CN116621724 B CN 116621724B
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Abstract

本发明提供了一种降低杂质2‑乙酰‑2‑去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,在提取初期的酸化阶段加入强还原剂硫酸亚铁,引入的亚铁离子和铁离子能抑制Cope消除反应后的氧化反应,抑制氧化形成土酚内酯,从而减少杂质2‑乙酰‑2‑去酰胺土霉素的生成,降低2‑乙酰‑2‑去酰胺土霉素的含量,提高土霉素的纯度;与现有的提取方法相比,本发明既能降低土霉素成品中杂质2‑乙酰‑2‑去酰胺土霉素的含量,提高土霉素成品的纯度,又能避免引入新杂质对后续操作和产品质量产生影响,工业化应用可行性高,属于土霉素提取技术领域。

Description

一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取 方法
技术领域
本发明涉及土霉素提取技术领域,尤其是涉及一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法。
背景技术
土霉素为淡黄色结晶性粉末,微溶于乙醇,极微溶于水,在空气中稳定,遇光颜色渐暗。土霉素具有广谱抗病原微生物作用,作为快速抑菌剂,高浓度时对某些细菌具有杀菌作用,因此研究土霉素的提取方法具有重大的意义。
现有的土霉素提取方法主要是从土霉素发酵液中提取土霉素,但是从土霉素发酵液中提取土霉素的过程中会生成副产物和土霉素降解产物,在提取初期的酸化阶段(pH<2),土霉素5a位的氢和6位的羟基发生反式消去反应形成氢键,生成脱水土霉素,脱水土霉素进一步降解形成立体异构的α-阿扑土霉素和β-阿扑土霉素,α-阿扑土霉素和β-阿扑土霉素的叔胺发生柯普消除反应(Cope消除反应),氧化去除二甲胺基,再经芳构化形成土酚内酯,土酚内酯进一步反应形成去酰胺衍生物2-乙酰-2-去酰胺土霉素。2-乙酰-2-去酰胺土霉素的抗菌效果差,药典中要求其含量必须<2.0%,但是由于2-乙酰-2-去酰胺土霉素的结构与土霉素的结构非常相似,因而其难以在提纯过程中被除去,导致土霉素的纯度较低。此问题亟待解决。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请采用的技术方案是提供一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,以解决现有的土霉素提取方法存在的杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量较高、土霉素纯度较低的技术问题。
本申请实施例提供了一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,搅拌,然后加入硫酸亚铁继续进行搅拌,得到酸化液;
(2)将黄血盐钠和硫酸锌加入到酸化液中,搅拌后静置处理,得到纯化液;
(3)用草酸水对纯化液进行稀释,然后进行过滤、洗涤,得到滤液和洗液;
(4)对滤液和洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)向脱色液中加入碱化剂,搅拌,搅拌过程中有晶体析出,搅拌结束后对物料进行过滤,得到湿品,湿品经烘干后得到土霉素成品。
优选的,步骤(1)中,用草酸将土霉素发酵液酸化至pH<2,搅拌时间为30min。
优选的,步骤(1)中,以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.0~1.5‰g/mL,继续搅拌30min。
优选的,步骤(2)中,以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0~4.8‰g/mL,硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3。
优选的,步骤(2)中,搅拌时间为30min,静置时间为1h。
优选的,步骤(3)中,步骤(3)中,草酸水的pH值为2.5~3.5,稀释至纯化液的效价为10000~12000U/mL,过滤方式为板框过滤,洗涤方式为顶洗,洗涤时的洗液为pH值2.5~3.5的草酸水。
优选的,步骤(5)中,碱化剂为含2%亚硫酸钠的15%氨水,加入碱化剂调节脱色液的pH值至4.7~4.9,搅拌时间为60min。
优选的,步骤(5)中,过滤方式为板框过滤,烘干温度为50~100℃,烘干至土霉素成品的质量达到恒重。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,在提取初期的酸化阶段加入强还原剂硫酸亚铁,引入的亚铁离子和铁离子能抑制Cope消除反应后的氧化反应,抑制氧化形成土酚内酯,从而减少杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的生成,降低2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,提高土霉素的纯度;此外,在纯化阶段,引入的亚铁离子和铁离子以及土霉素发酵液中原有的铁离子在酸性环境下会与黄血盐钠反应生成沉淀:4Fe3++3Fe(CN)6 4-→Fe4[Fe(CN)6]3↓,从而实现亚铁离子和铁离子的去除,余量的亚铁离子会与硫酸锌反应生成凝胶状亚铁氰化锌钾复盐:2K4Fe(CN)6+3ZnSO4→K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+3K2SO4,吸附土霉素发酵液中的蛋白质一起沉淀,从而实现亚铁离子的二次去除,避免加入硫酸亚铁从而引入新杂质对后续操作和产品质量产生影响;与现有的提取方法相比,本发明既能降低土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,提高土霉素成品的纯度,又能避免引入新杂质对后续操作和产品质量产生影响,工业化应用可行性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法的工艺流程图;
图2为本申请实施例3制备得到的土霉素成品的液相谱图;
图3为本申请对比例1制备得到的土霉素成品的液相谱图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。本发明所使用的原料和装置,如无特殊规定,均为常规的市售产品,本发明所使用的方法,如无特殊规定,均为常规的方法。
实施例1
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为26622.40U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.96,搅拌30min,然后向土霉素发酵液中加入73.02g硫酸亚铁(以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.0‰g/mL),继续搅拌30min,得到酸化液;
(2)将292.09g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0‰g/mL)和194.73g硫酸锌(硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为3.1的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为10685.5U/ml,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.9,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品717.49g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为97.13%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.87%;其工艺流程如图1所示。
实施例2
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为24570.20U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.87,搅拌30min,然后向土霉素发酵液中加入87.63g硫酸亚铁(以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.2‰g/mL),继续搅拌30min,得到酸化液;
(2)将292.29g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0‰g/mL)和194.86g硫酸锌(硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为3.2的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为10775.8U/ml,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.9,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品695.02g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为97.45%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.82%。
实施例3
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为25976.63U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.85,搅拌30min,然后向土霉素发酵液中加入109.51g硫酸亚铁(以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.5‰g/mL),继续搅拌30min,得到酸化液;
(2)将292.56g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0‰g/mL)和195.99g硫酸锌(硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为3.1的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为11369.67U/ml ,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.85,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品700.24g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为97.57%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.81%。
由实施例1-3可知,随着酸化阶段中强还原剂硫酸亚铁的加入量从1.0‰g/mL增加至1.2‰g/mL,土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量降低,土霉素的纯度升高,当强还原剂硫酸亚铁的加入量从1.2‰g/mL增加至1.5‰g/mL,土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量仍然降低,但降低幅度不大,土霉素的纯度仍然升高,升高幅度也不是很大,因此,从经济角度考虑,以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量优选为1.2‰g/mL。
实施例4
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为27325.68U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.77,搅拌30min,然后向土霉素发酵液中加入73.12g硫酸亚铁(以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.0‰g/mL),继续搅拌30min,得到酸化液;
(2)将321.24g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.4‰g/mL)和213.16g硫酸锌(硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为2.7的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为11305.15U/ml,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.75,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品733.29g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为97.16%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.85%。
实施例5
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为25873.16U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.75,搅拌30min,然后向土霉素发酵液中加入72.99g硫酸亚铁(以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.0‰g/mL),继续搅拌30min,得到酸化液;
(2)将350.41g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.8‰g/mL)和235.66g硫酸锌(硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为2.7的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为10856.65U/ml,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.8,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品697.30g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为97.37%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.83%。
由实施例1、4-5可知,随着纯化阶段中净化剂黄血盐钠的加入量的增加,土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量逐渐减少,土霉素的纯度逐渐升高,因此,以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量优选为4.8‰g/mL。
对比例1
一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,包括以下步骤:
(1)称取73L效价为26454.60U/mL的土霉素发酵液,用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,酸化至其pH为1.86,搅拌30min,得到酸化液;
(2)将295.15g黄血盐钠(以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0‰g/mL)和194.78g硫酸锌 (硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3)加入到酸化液中,搅拌30min后静置处理1h,得到纯化液;
(3)用pH为2.75的草酸水对纯化液进行稀释,稀释至其效价为11886.8U/ml,然后进行板框过滤、顶洗,得到滤液和顶洗液;
(4)使用122#树脂罐对滤液和顶洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)以含2%亚硫酸钠的15%氨水作为碱化剂,向脱色液中加入碱化剂,将脱色液的pH调节至4.75,搅拌60min,搅拌过程中有晶体析出;搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,然后将湿品置于65℃下烘干,烘干过程中多次取出称重,直至其质量达到恒重,得到土霉素成品713.92g,对土霉素成品进行液相检测,测得成品中土霉素的纯度为95.95%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为1.44%。
由实施例1和对比例1可知,在酸化阶段加入强还原剂硫酸亚铁,能明显降低土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,显著提高成品中土霉素的纯度。
请参阅表1,为实施例1-5以及对比例1的实验数据与实验结果的汇总。
表1 实施例1-5以及对比例1的实验数据与实验结果汇总表
由表1可知,在酸化阶段中加入强还原剂硫酸亚铁,可以明显降低土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,其含量降低了0.57%以上,明显提高了土霉素的纯度,其纯度提高了1.18%以上。
将实施例3制备得到的土霉素成品进行液相检测,测得其液相色谱图如图2所示,从图2中可以看出,土霉素成品中土霉素的含量为97.57%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为0.81%;将对比例1制备得到的土霉素成品进行液相检测,测得其液相色谱图如图3所示,从图3中可以看出,土霉素成品中土霉素的含量为95.95%,杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量为1.44%;由图2和图3可知,本申请的提取方法提取得到的土霉素成品具有很高的纯度,能显著降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量。
综上所述,本发明提供了一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,在提取初期的酸化阶段加入强还原剂硫酸亚铁,引入的亚铁离子和铁离子能抑制Cope消除反应后的氧化反应,抑制氧化形成土酚内酯,从而减少杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的生成,降低2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,提高土霉素的纯度;此外,在纯化阶段,引入的亚铁离子和铁离子以及土霉素发酵液中原有的铁离子在酸性环境下会与黄血盐钠反应生成沉淀,从而实现亚铁离子和铁离子的去除,余量的亚铁离子会与硫酸锌反应生成凝胶状亚铁氰化锌钾复盐,吸附土霉素发酵液中的蛋白质一起沉淀,从而实现亚铁离子的二次去除,避免加入硫酸亚铁从而引入新杂质对后续操作和产品质量产生影响;与现有的提取方法相比,本发明既能降低土霉素成品中杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素的含量,提高土霉素成品的纯度,又能避免引入新杂质对后续操作和产品质量产生影响,工业化应用可行性高,可广泛应用于土霉素提取技术领域。
需要说明的是:在对湿品进行烘干时,烘干温度选择为50~100℃,烘干温度较低,烘干时间就较长,烘干温度较高,烘干时间就较短,具体可根据实际情况进行调整,例如设置烘干温度为65℃。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)用草酸对土霉素发酵液进行酸化处理,搅拌,然后加入硫酸亚铁继续进行搅拌,得到酸化液;
(2)将黄血盐钠和硫酸锌加入到酸化液中,搅拌后静置处理,得到纯化液;
(3)用草酸水对纯化液进行稀释,然后进行板框过滤、洗涤,得到滤液和洗液;
(4)对滤液和洗液进行脱色,得到脱色液;
(5)向脱色液中加入碱化剂,搅拌,搅拌过程中有晶体析出,搅拌结束后对物料进行板框过滤,得到湿品,湿品经烘干后得到土霉素成品。
2.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(1)中,用草酸将土霉素发酵液酸化至pH<2,搅拌时间为30min。
3.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(1)中,以土霉素发酵液的体积为基准,硫酸亚铁的加入量为1.0~1.5‰g/mL,继续搅拌30min。
4.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(2)中,以土霉素发酵液的体积为基准,黄血盐钠的加入量为4.0~4.8‰g/mL,硫酸锌的加入量为黄血盐钠重量的2/3。
5.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(2)中,搅拌时间为30min,静置时间为1h。
6.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(3)中,草酸水的pH值为2.5~3.5,稀释至纯化液的效价为10000~12000U/mL,洗涤方式为顶洗,洗涤时的洗液为pH值2.5~3.5的草酸水。
7.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(4)中,使用122#树脂罐对滤液和洗液进行脱色。
8.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(5)中,碱化剂为含2%亚硫酸钠的15%氨水,加入碱化剂调节脱色液的pH值至4.7~4.9,搅拌时间为60min。
9.根据权利要求1所述的降低杂质2-乙酰-2-去酰胺土霉素含量的土霉素提取方法,其特征在于,步骤(5)中,烘干温度为50~100℃,烘干至土霉素成品的质量达到恒重。
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