樹脂分離純化硫酸新霉素中硫酸弗拉菌素

丁振東　王珍　張澤

摘 要：硫酸新霉素屬于氨基糖苷類抗生素，我們對(duì)硫酸新霉素的純化工藝進(jìn)行了研究。本文考察了LX-117SS樹脂吸附量，預(yù)洗劑濃度和預(yù)洗劑用量對(duì)硫酸弗拉菌素質(zhì)量和收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：最佳工藝參數(shù)是吸附量為50g/L，低濃度氨水0.34%～0.36%、高濃度氨水0.43%～0.46%，預(yù)洗劑用量為7～8倍樹脂體積。解析液經(jīng)濃縮、成鹽、脫色、噴干制備硫酸弗拉菌素，產(chǎn)品收率達(dá)到95%，質(zhì)量符合歐洲藥典9.0和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該工藝適合工業(yè)化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：硫酸新霉素;離子交換樹脂;純化;硫酸弗拉菌

硫酸新霉素作為硫酸弗拉菌素的粗品，由硫酸新霉素B和C及其他雜質(zhì)組成，其中硫酸新霉素B（硫酸弗拉菌素）含量約65%。硫酸新霉素B和硫酸新霉素C二者互為立體異構(gòu)體，硫酸新霉素B的抗菌活性是新霉素C的60倍，硫酸新霉素C抗菌活性相對(duì)較低，但其毒性是硫酸新霉素B的300倍，硫酸弗拉菌素的抗菌活性是硫酸新霉素的1.3倍，但其毒性只相當(dāng)于硫酸新霉素的1/60。

關(guān)于硫酸弗拉菌素的制備，目前研究主要包括2個(gè)方面：一是將新霉素發(fā)酵液用樹脂吸附后，使用洗脫液解析得到解析液，再經(jīng)過濃縮、脫色、甲醇結(jié)晶，干燥得到硫酸弗拉菌素。該工藝存在的缺點(diǎn)主要是結(jié)晶過程使用甲醇，成本高，產(chǎn)品中甲醇?xì)埩舾?二是新霉素發(fā)酵液經(jīng)提取、成鹽、噴干制備硫酸弗拉菌素粗品，粗品進(jìn)行樹脂分離純化制備硫酸弗拉菌素，該工藝存在的問題是粗品分離純化使用的樹脂吸附量小，解析收率低，原材料消耗大，導(dǎo)致成本高，產(chǎn)能低[1]。

離子交換樹脂廣泛使用于制藥行業(yè)且效果較好，本文使用已經(jīng)篩選的離子交換樹脂用于硫酸弗拉菌素的純化，提高工藝水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

LX-117SS樹脂，西安藍(lán)曉科技新材料股份有限公司;氨水，鹽酸，氫氧化鈉，硫酸，亞硫酸氫鈉，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;硫酸新霉素，新宇藥業(yè)股份有限公司。

TP-DIGI300/2型旋光儀，PHS-3C型酸度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;ERE-5210A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，DJSB-20/20型低溫冷卻水循環(huán)泵，安徽美高化工有限公司;LPG-25噴霧干燥機(jī)，江蘇先鋒干燥工程有限公司;ICS-6000HPIC高壓離子色譜，賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 方法

向樹脂柱中加入已經(jīng)活化的LX-117SS樹脂，根據(jù)樹脂體積和上柱量，計(jì)算硫酸新霉素重量，用20倍純化水將硫酸新霉素充分溶解至澄清;然后將配置溶液滴加至層析柱內(nèi)，并控制出口流速0.3BV/h進(jìn)行吸附，吸附結(jié)束，滴加低濃度氨水預(yù)洗，控制出口流速0.5BV/h;低濃度氨水預(yù)洗結(jié)束，滴加入高濃度氨水進(jìn)行預(yù)洗，控制出口流速0.5BV/h，預(yù)洗結(jié)束開始收料;收料同時(shí)，開始進(jìn)氨水進(jìn)行解吸，控制流速0.5BV/h，繼續(xù)解吸至旋光為0;解吸液在真空條件下進(jìn)行濃縮至旋光度>20;向濃縮液中緩慢加入配制好的稀硫酸至pH6.6～7.2，同時(shí)控制溫度20℃～35℃;按濃縮液體積的0.1%加入NaHSO3和適量的活性炭，攪拌1～2h，精濾得到脫色液;用噴霧干燥法進(jìn)行干燥，干燥后的原粉由塔體全部進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行汽固分離，用清潔烘干的玻璃杯接收。

2 結(jié)果與討論

硫酸弗拉菌素的分離純化工藝研究工作包括：①吸附量?jī)?yōu)化;②預(yù)洗劑濃度;③預(yù)洗劑用量?jī)?yōu)化。

2.1 吸附量?jī)?yōu)化

樹脂對(duì)硫酸新霉素的吸附量，影響硫酸弗拉菌素的質(zhì)量和收率。因此，通過比較產(chǎn)品的質(zhì)量及收率，確定最佳吸附量。不同吸附量時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量和收率如表1所示。

由表1可知：①產(chǎn)品的質(zhì)量符合EP9.0標(biāo)準(zhǔn)[9]和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但增加吸附量雜質(zhì)去除率呈增加趨勢(shì);②吸附量45g/L時(shí)收率最高，但雜質(zhì)比吸附量50g/L高，結(jié)合產(chǎn)量、成本以及產(chǎn)品質(zhì)量高端化，我們將樹脂吸附量定為50g/L。

2.2 預(yù)洗劑濃度優(yōu)化

為了考察預(yù)洗劑濃度對(duì)解吸液質(zhì)量的影響，我們把樹脂吸附量定為50g/L，以不同濃度預(yù)洗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（低濃度氨水為0.30%～0.40%，高濃度氨水為0.40%～0.50%）。結(jié)果表明：低濃度氨水0.35%、高濃度0.45%預(yù)洗，產(chǎn)品質(zhì)量最佳。因此，我們將預(yù)洗濃度定為低濃度氨水0.34%～0.36%、高濃度氨水0.44%～0.46%，小試驗(yàn)證三批產(chǎn)品質(zhì)量如表2所示，產(chǎn)品質(zhì)量符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 預(yù)洗劑用量?jī)?yōu)化

實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，0.35%氨水預(yù)洗主要去除色素和雜質(zhì)C，為了確定0.35%氨水用量，跟蹤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（重點(diǎn)關(guān)注雜質(zhì)C）。

低濃度預(yù)洗14h～22h時(shí)，預(yù)洗液C雜質(zhì)含量約為1.0%，由于濃度偏低，去除C雜質(zhì)能力差異較小。所以考慮減少生產(chǎn)工時(shí)及成本，將預(yù)洗時(shí)間定為14h～16h，預(yù)洗劑用量為7BV～8BV。

2.4 雜質(zhì)分析

分離純化工藝點(diǎn)確定后，我們跟蹤分離純化過程中各雜質(zhì)變化情況。①0.35%的氨水預(yù)洗主要去除雜質(zhì)RRT0.65

和雜質(zhì)RRT0.80;②0.45%的氨水預(yù)洗主要去除雜質(zhì)C和雜質(zhì)G;③整個(gè)預(yù)洗過程中對(duì)雜質(zhì)RRT0.76去除效果較差。

硫酸新霉素經(jīng)樹脂分離純化前后，雜質(zhì)C、雜質(zhì)RRT 0.65和雜質(zhì)RRT0.76去除情況如表4～6所示。樹脂分離純化對(duì)雜質(zhì)C、雜質(zhì)RRT0.65和雜質(zhì)RRT0.76的去除率分別為>95%、≥95%和30～50%。結(jié)合硫酸新霉素質(zhì)量和硫酸弗拉菌素的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，硫酸新霉素的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定為：雜質(zhì)C<15%，雜質(zhì)RRT0.65<3%，單雜<1%。

2.5 工藝驗(yàn)證

硫酸新霉素制備硫酸弗拉菌素工藝確定后，小試三批驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量和收率如表3所示。產(chǎn)品質(zhì)量和收率均符合企業(yè)要求。

3 結(jié)論

①LX-117SS型樹脂吸附量定為50g/L，預(yù)洗時(shí)低濃度氨水0.34%～0.36%、高濃度氨水0.44%～0.46%，低濃度氨水預(yù)洗7BV～8BV，產(chǎn)品質(zhì)量符合EP9.0和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，收率達(dá)到95%;②我們的分離純化工藝具有質(zhì)量好，收率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)沒有使用甲醇，綜合成本低，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李瑞民，陳學(xué)軍，趙亮等.一種從硫酸新霉素發(fā)酵液中提取硫酸弗拉菌素的方法： CN101343295A[P].2009.1.14.

作者簡(jiǎn)介：

丁振東（1987- ），男，籍貫：安徽宿州，工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)樗幬锖铣杉胺蛛x純化。