從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法
2023-06-04 04:18:26
專利名稱：從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法
技術領域：
本發明屬於生物與新醫藥技術領域，具體涉及一種從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，特別是採用超濾膜分離發酵液，使用混合溶劑提取結晶硫氰酸紅黴素的方法。
背景技術：
紅黴素是一類大環內酯類抗生素，主要包括紅黴素A、紅黴素B、紅黴素C、紅黴素D、紅黴素E和紅黴素F等6種組份，其中以紅黴素A的抗菌活力最強。紅黴素通常採用微生物發酵的方法進行生產，發酵液中的紅黴素主要以鹽的形式存在，目前主要有兩種工藝提取發酵液中的紅黴素，如下所示
工藝1:發酵液微濾；濾液樹脂除雜；納濾濃縮結晶；重結晶。工藝2 :發酵液板框過濾；溶媒萃取；萃取液除雜；萃取液結晶。傳統的紅黴素發酵液過濾使用微濾膜或板框，過濾精度低，濾液含有大量蛋白和色素，需使用樹脂進行淨化處理，工藝複雜，生產廢水量大。硫氰酸紅黴素結晶，主要使用的溶劑為醋酸丁酯或含有醋酸丁酯的混合溶媒，得到的硫氰酸紅黴素中紅黴 素A含量在80%以下，雜質紅黴素B+C大於3. 0%，結晶過程總收率小於85%。公開號CN102408462A的發明專利，雖採用丙酮溶解，但溶解後水與丙酮互溶，色素和雜質無法分離，並在酸性條件加水結晶，酸性加劇紅黴素破壞，紅黴素A收率較低。CN101724000A提到可以採用二氯甲烷和丙酮混合溶劑溶解，降溫結晶紅黴素，而本發明採用微溶於水的溶劑先溶解，溶解後水相雜質易於分離，再加入主溶劑丙酮，調整溶劑極性後，再結晶硫氰ife紅黴素。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術中採用微濾膜+樹脂或板框+萃取的提取工藝帶來的上述問題，提供一種從紅黴素發酵液中分離和結晶硫氰酸紅黴素的方法。該方法中，紅黴素發酵液使用超濾膜過濾、納濾濃縮結晶提取工藝，使工藝簡化，生產環節更加環保，硫氰酸紅黴素粗品用預溶劑在鹼性條件下溶解，再加入主溶劑調節溶劑極性，所選混合溶劑對紅黴素A的選擇性好，結晶所得硫氰酸紅黴素質量穩定，紅黴素A含量達到85%(除特殊說明外，本說明書中濃度單位均為W/W%)，雜質紅黴素B+C小於1. 5%，結晶過程紅黴素A的收率高於90%。硫氰酸紅黴素的結晶過程具體包含以下幾步
O紅黴素發酵液使用1(Γ30%的鹼液調節ρΗ7. 5^8. 5，過濾過程壓力控制在
O.Γ0. 3MPa，通過超濾膜過濾，加水透析，超濾膜為孔徑5 50nm的有機板式膜，截留分子量為I萬以上的蛋白和雜質。2)濾液進行納濾濃縮，濃縮採用截留分子量700以上的納濾膜，納濾膜採用有機卷式膜，納濾過程壓力為3. 5^4. 5MPa，pH值控制為6. (Γ8. 0，濃縮液中紅黴素濃度I 3g/100ml。
3)濃縮液可以通過兩種方式實現紅黴素轉至預溶劑中。濃縮液流加1(Γ20%硫氰酸鹽溶液，結晶粗紅黴素硫氰酸鹽；或流加5 10%氨水結晶粗紅黴素鹼。將紅黴素鹽或鹼在鹼性條件下溶於預溶劑中，溶解液中紅黴素A含量控制在5 25%。或者將濃縮液在鹼性條件下萃取到預溶劑中，萃取ΡΗ9. 8^11. 5，溫度3(Γ39. 5°C，萃取液中紅黴素A含量控制在5 25%。該有機溶劑為醋酸戊酯、醋酸丁酯、二氯甲烷其中之一。採用醋酸戊酯溶解時紅黴素A濃度5 25%，採用醋酸丁酯溶解時紅黴素A濃度5 25%，採用二氯甲烷溶解時紅黴素A濃度20 25%。4)分去水相，加入O. 5^2. 0%活性炭，攪拌脫色，過濾。5)脫色液中加入主溶劑丙酮，加入丙酮的量為預溶劑體積的O. 5 4倍，所得溶液中丙酮濃度為3(T80%(V/V%，以下提到丙酮濃度單位相同)，改變溶劑極性，控制溶劑極性 在4. 5^5. 3間，溶劑極性是結晶高組份硫氰酸紅黴素的關鍵點。6)結晶向加入了主溶劑的脫色液中加入15%硫氰酸鹽溶液，採用變速流加15%(V/V%，以下提到醋酸濃度單位相同)醋酸溶液，終點pH為5. (Γ6. 5，溫度為5 30°C，醋酸流加時間為6(T300min。7)分離硫氰酸紅黴素結晶液，純化水淋洗，乾燥。本發明的有益效果為
O本發明採用超濾膜過濾、納濾濃縮結晶提取工藝，省去了濾液樹脂除雜、萃取等步驟，使工藝簡化，由於避免了萃取溶媒的使用，使生產環節更加環保。2) 本發明採用有機板式膜作為超濾膜，可更高效地過濾紅黴素發酵液，減少濾液中的雜質，提高納濾膜的通量，並延長設備使用壽命。3)本發明採用預溶劑在鹼性條件下溶解硫氰酸紅黴素粗品，或通過鹼性萃取濃縮液中的紅黴素，再加入主溶劑調節溶劑極性，鹼性條件避免了酸性對紅黴素A的破壞，提聞紅黴素A的收率，聞丙麗比例的混合溶劑對紅黴素A的選擇性聞，提聞廣品中紅黴素A的含量，並降低雜質含量。4)本發明在採用預溶劑溶解硫氰酸紅黴素粗品之後，或通過鹼性萃取濃縮液中的紅黴素，在加入主溶劑之前，設置了加入活性炭並攪拌過濾、脫色的步驟，該步驟進一步純化了硫氰酸紅黴素溶解液，最終獲得的結晶產品中硫氰酸紅黴素A的色澤好，透光度高。5)在硫氰酸紅黴素A的結晶過程中，通過變速流加15%的醋酸溶液，控制原則先慢後快，使得硫氰酸紅黴素在溶液中處於介穩區，得到理想的硫氰酸紅黴素晶體。本發明將通過下面的實施例進行說明。但是，應當理解本發明並不限於這裡所述的特殊實例和實施方案。在這裡包含這些特殊實例和實施方案的目的在於幫助本領域中的技術人員實踐本發明。任何本領域中的技術人員很容易在不脫離本發明精神和範圍的情況下進行進一步的改進和完善，因此本發明只受到本發明權利要求的內容和範圍的限制，其意圖涵蓋所有包括在附錄權利要求所限定的本發明精神和範圍內的備選方案或等同方案。
具體實施例方式實施例1
取50L紅黴素發酵液，在pH8. O、壓力O. 2MPa的條件下，採用孔徑5 50nm的有機板式膜進行過濾，過程中蠕動泵流加純水透析；所得濾液IlOL進行卷式納濾膜濃縮，截留分子量為700以上的膜，濃縮過程濾液pH控制在6. 5^7. 5，壓力控制為4. OMPa，所得濃縮液濃度為
2.23g/100ml ;濃縮液流加15%硫氰酸鹽溶液結晶。取IOOg紅黴素結晶粗鹽溶於500ml醋酸戊酯中，調pHll. 8，溶解液紅A濃度12. 48%，混合溶劑極性4. 8，分離得到上層醋酸戊酯溶液，加入1%活性炭過濾，向此溶液中加入IOOOml的丙酮，溶液中丙酮體積百分比為66. 7%，加入15%硫氰酸鈉溶液55ml，流加15%醋酸溶液，時間控制210min，溫度10°C，終點pH5. 5，分離得到硫氰酸紅黴素，純化水淋洗。乾燥後所得硫氰酸紅黴素中紅黴素A含量為85. 1%，雜質紅黴素B+C為1. 3%，含水量2. 5%以下，結晶過程紅黴素A的收率91. 2%。本實施例中，發酵液通過有機板式超濾膜和微濾膜實驗數據為例，可以得到超濾所得濾液質量和最終產品質量方面都有一定優勢。_
權利要求
1.一種從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於紅黴素發酵液使用超濾膜過濾，加水透析，濾液通過納濾濃縮，濃縮液中紅黴素在鹼性條件下轉至預溶劑中，分去水相後加入主溶劑；加入硫氰酸鹽結晶，結晶過程中加入醋酸溶液。
2.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於所述超濾膜是孔徑為5 50nm的有機板式膜或陶瓷膜，截留分子量為I萬以上的蛋白和雜質，超濾過程壓力控制在O. Γ0. 3MPa，ρΗ7· 5^8. 5。
3.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於納濾濃縮後，濃縮液中紅黴素在鹼性條件下轉至預溶劑中的步驟通過如下方法實現，濃縮液流加1(Γ20%的硫氰酸鹽溶液結晶粗紅黴素硫氰酸鹽，或流加5 10%氨水結晶粗紅黴素鹼；將紅黴素鹽或鹼在鹼性條件下溶於預溶劑中。
4.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於納濾濃縮後，濃縮液中紅黴素在鹼性條件下轉至預溶劑中的步驟通過如下方法實現，將濃縮液在鹼性條件下萃取到預溶劑中，萃取ΡΗ9. 8^11. 5，溫度3(T39. 5°C。
5.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於所述預溶劑為有機溶劑，溶解液中紅黴素A含量控制在5 25%(W/V%)。
6.根據權利要求5所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於所述有機溶劑可以是醋酸戊酯、醋酸丁酯、二氯甲烷，其中，用醋酸戊酯溶解時紅黴素A濃度5~25% (ff/V%)，用醋酸丁酯溶解時紅黴素A濃度5 25% (ff/V%)，用二氯甲烷溶解時紅黴素A濃度 20~25%(W/V%)。
7.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於加入主溶劑之前先對溶液脫色過濾，脫色過濾是加入O. 5^2. 0%活性炭，攪拌過濾，脫色。
8.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於主溶劑丙酮的加入量為預溶劑體積的O. 5^4倍，所得溶液中丙酮濃度為3(T80%(V/V%)。
9.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於結晶過程採用變速流加15%(V/V%)醋酸溶液，終點pH為5. (Γ6. 5，溫度為5 30°C，醋酸流加60 300mino
10.根據權利要求1所述的從發酵液中提取結晶硫氰酸紅黴素的方法，其特徵在於納濾濃縮過程採用截留分子量700以上的納濾膜，納濾膜可採用有機卷式膜，納濾過程壓力控制在3. 5~4. 5MPa，pH為6. 0~8. 0，濃縮液中紅黴素濃度1 3g/100ml。
全文摘要
本發明涉及一種從紅黴素發酵液中分離大環內酯類抗生素的結晶硫氰酸紅黴素提取方法，屬紅黴素分離結晶領域。該分離提取方法使用超濾膜過濾，濾液通過納濾濃縮，濃縮液中的紅黴素在鹼性條件下轉至預溶劑中，分去水相，溶液脫色過濾後加入主溶劑，再加入硫氰酸鹽進行結晶，結晶過程中變速流加醋酸溶液，分離結晶液、淋洗、乾燥。本發明結晶所得產品中，紅黴素A含量高，雜質紅黴素B和C含量低，分離提取過程中紅黴素破壞少，結晶所得紅黴素A收率高。
文檔編號C07H17/08GK103044508SQ20131000666
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者李學兵, 孫瑞君, 王良 申請人:寧夏啟元藥業有限公司