CN101429538B - 7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由固定化去乙酰酶参与反应的7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，它包括以下步骤：在纯化水中加入7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐，溶解调pH后进行酶解，酶解完成后调酶解液pH，向中和酶解液中加入乙酸乙酯，搅拌下加入苄星二醋酸盐，养晶后甩干、干燥得到产品。本发明工艺减少了现有工艺中脱色、减压浓缩环节，简化了操作，降低了消耗，降低了生产成本，方便了操作，避免了使用甲醇和氢氧化钠，降低了醋酸使用量，降低了污染，避免了使用液氮冷源，不需后续的脱色过程。7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的材料成本可降低150元/Kg，生产周期缩短到1/4，产品收率提高到73％，具有显著的社会经济效益和推广利用前景。
Description
技术领域
本发明是将生物技术应用于头孢西丁酸生产过程中，具体应用到7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐到7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐反应过程。
背景技术
目前国内外头孢西丁酸生产过程中，7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐到7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐反应过程均采用化学法进行。其具体工艺路线如图1所示，步骤如下：
1.水解：向反应釜中加入纯化水和甲醇，然后用液氮将反应釜的物料冷却，冷却到-20～-50℃之后，加入7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐搅拌溶解，然后滴加氢氧化钠溶液水解，水解时用液氮继续冷却保持以上温度不变，当检测7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1％时，水解完成；
2.中和：水解完成之后，向反应罐中加入80％醋酸，调pH至6.5～8.0；
3.脱碳：将以上料液升温至0～20℃，然后加入针剂碳脱色30～90分钟，将脱色完毕之后，过滤活性炭，料液收集在蒸馏罐中；
4.减压浓缩：真空下将料液中的甲醇减压蒸出，温度控制在10～40℃之间；
5.成盐结晶：蒸馏结束之后，向料液中加入乙酸乙酯苄星二醋酸盐溶液，20～40℃反应1h，养晶4小时；
6.离心甩干，用少量丙酮洗涤滤饼，真空20～40℃干燥，得到7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
通过长期生产实践发现，上述工艺存在有以下问题：
①水解过程中由于是-20～-50℃反应，必需加入一定量甲醇，否则就会结冰，由于用到了甲醇，后续结晶成盐过程中又不能有甲醇存在，所以结晶成盐前必须将甲醇蒸出，浓缩时需要低温减压蒸馏，所以甲醇消耗较大约7Kg左右(以每生产1Kg 7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐计)，且污染较重；同时如果甲醇蒸馏不净，会严重影响产品收率。
②水解过程使用氢氧化钠维持强碱环境，用量约0.25Kg左右(以每生产1Kg 7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐计)，导致后续中和过程消耗醋酸量较大，约0.4Kg左右；
③水解过程需要低温环境，导致使用大量液氮作冷源；
④由于水解是在强碱环境下进行的，因此反应液颜色很深，需要后续脱碳，用量约0.2Kg/Kg；由于有脱碳过程，所以洗碳用水加到了后续结晶液中，降低了有效浓度，结晶收率较低。
发明内容
本发明提供一种由固定化去乙酰酶参与反应的生产7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的工艺方法，以解决现有生产工艺中的诸多缺陷。
为实现本发明目的，这种7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，其特征是它包括以下步骤：
a.酶解：将7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐加入纯化水中溶解后，调整料液pH6.5～8.0，再将料液压入装有固定化去乙酰酶的酶解罐后在搅拌状态下控制pH值在6.5～8.0进行酶解反应，当体系中的7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，反应完全；
b.中和：当上述酶解反应的7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，将反应后的酶解液压入结晶罐，然后用弱酸调节酶解液pH6.0～7.5；
c.成盐结晶：向以上中和的酶解液中加入乙酸乙酯或乙酸丁酯后升温到25～40℃，然后在快速搅拌下加入苄星二醋酸盐固体，苄星二醋酸盐固体溶解后在20～40℃反应1h，再降温到20～25℃后养晶4小时，然后过滤、干燥得到7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
所述a步骤中7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐与纯化水的重量份数比为1∶3～10，7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐与固定化去乙酰酶的重量份数比为1～10∶1；
所述乙酸乙酯或乙酸丁酯与a步骤中纯化水的重量份数比为0.5～4.5∶100。
所述苄星二醋酸盐与7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐的重量份数比为4～7∶10。
上述酶解过程中，用弱碱(如碳酸氢钠、碳酸钠、氨水)维持体系的pH6.5～8.0，所用弱碱浓度为1～10N，维持体系pH值的目的是使固定化去乙酰酶发挥最大的酶活力。酶解反应结束后，生成7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩。
酶解反应中所用到的固定化去乙酰酶为河北九派制药有限公司研究所生产，批号为ym080906-160。
上述中和过程所用的弱酸为冰醋酸，其重量浓度为20～90％，调节酶解液pH6.0～7.5其目的是使得下步与苄星二醋酸盐更容易反应。
成盐结晶步骤中加入乙酸乙酯或乙酸丁酯的作用有两个，一是可以促进苄星二醋酸盐固体在体系中的溶解，有利于反应的进行；二是能够调节后序结晶的晶形；由于本步骤反应速度很快，1小时内即可完成，降温养晶的目的只是使得晶体成长较大，有利于离心分离。
本发明工艺取得的技术进步：
①.由于本发明工艺用固定化去乙酰水解酶进行水解，替代了原工艺中用强碱氢氧化钠进行水解的过程，只需少量弱减维持pH即可，因此减少了碱的用量，且使得后续中和过程中醋酸使用量由原来的0.4kg/kg降低到0.02kg/kg，因而有效降低了生产成本及排放对环境的污染；
②.由于本发明工艺用固定化去乙酰水解酶进行水解，替代了原工艺中用强碱氢氧化钠进行水解的过程，反应条件温和，反应在常温20～25℃下即可进行，避免了原工艺中的低温要求，节约了大量用作冷源的液氮，同时不再使用甲醇，降低了生产成本和排放对环境的污染。
③.由于本发明工艺用固定化去乙酰水解酶进行水解，替代了原工艺中用强碱氢氧化钠进行水解的过程，反应条件温和，不再需要强碱环境，因此避免了反应过程中大量色素的产生，因此不再需要后续的活性炭脱色过程，大大简化了工艺，提高了生产效率，降低了生产成本，同时减少了活性炭对环境的污染。
④.由于本发明工艺水解的过程，温度控制在常温，不再使用甲醇，避免了原工艺中的减压浓缩环节，不但简化了操作步骤，降低了动力消耗，降低了生产成本，同时方便了人员操作。
⑤.由于本发明工艺反应速度快，后处理过程比原有工艺简单，总体时间短，生产周期缩短到原来的1/4，产品收率指标从原来的67％提高到73％
⑥.通过综合测算，采用本发明工艺后，7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩BENZATINE苄星盐的材料成本可降低150元/Kg左右，生产周期缩短到原来的1/4，大大提高了单位时间内的产量，具有显著的社会经济效益和推广利用前景。
附图说明
图1为现有技术工艺流程示意图。
图2为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：如图2所示，7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法包括以下步骤：
a.酶解：在500升纯化水中加入7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐100Kg，搅拌使其完全溶解后用1N氨水调pH6.5～8.0，将料液压入装有固定化去乙酰酶的酶解罐后(其中固定化去乙酰酶为河北九派制药有限公司研究所生产，批号为：ym080906-160，其加入量为15Kg)，控制溶液温度在20～25℃，在搅拌状态下控制pH值在7.0进行酶解反应，直至pH在10分钟内不变化，且取样检测7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，酶解完成；
b.中和：上述酶解反应完成后，将反应后的酶解液压入结晶罐，然后用少量20％的醋酸调节酶解液pH6.0；
c.成盐结晶：向以上中和的酶解液中加入5Kg乙酸乙酯，升温到25～40℃，快速搅拌下加入50Kg苄星二醋酸盐固体，20～25℃反应1h，降温养晶4小时后离心甩干，甩干后的滤饼最好用少量丙酮或乙醇洗涤，然后在真空度-0.08～-0.095Kp、20～40℃干燥得到本发明7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
实施例2：
a.酶解：在1000升纯化水中加入7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐100Kg，搅拌使其完全溶解后用5N碳酸钠溶液调pH6.5～8.0，将料液压入装有固定化去乙酰酶的酶解罐后(其中固定化去乙酰酶为河北九派制药有限公司研究所生产，批号为ym080906-160，其加入量为50Kg)，控制溶液温度在20～25℃，在搅拌状态下控制pH值在8.0进行酶解反应，直至pH在10分钟内不变化，且取样检测7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，酶解完成；
b.中和：上述酶解反应完成后，将反应后的酶解液压入结晶罐，然后用少量80％的醋酸调节酶解液pH7.0；
c.成盐结晶：向以上中和的酶解液中加入35Kg乙酸丁酯，升温到25～40℃，快速搅拌下加入70Kg苄星二醋酸盐固体，30～35℃反应1h，降温养晶4小时后离心甩干，甩干后的滤饼最好用少量丙酮或乙醇洗涤，然后在真空度-0.08～-0.095Kp、20～40℃干燥得到本发明7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
实施例3：
a.酶解：在750升纯化水中加入7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐100Kg，搅拌使其完全溶解后用5N碳酸钠溶液调pH6.5～8.0，将料液压入装有固定化去乙酰酶的酶解罐后(其中固定化去乙酰酶为河北九派制药有限公司研究所生产，批号为ym080906-160，其加入量为75Kg)，控制溶液温度在20～25℃，在搅拌状态下控制pH值在8.0进行酶解反应，直至pH在10分钟内不变化，且取样检测7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，酶解完成；
b.中和：上述酶解反应完成后，将反应后的酶解液压入结晶罐，然后用少量80％的醋酸调节酶解液pH7.0；
c.成盐结晶：向以上中和的酶解液中加入35Kg乙酸丁酯，升温到25～40℃，快速搅拌下加入70Kg苄星二醋酸盐固体，30～35℃反应1h，降温养晶4小时后离心甩干，甩干后的滤饼最好用少量丙酮或乙醇洗涤，然后在真空度-0.08～-0.095Kp、20～40℃干燥得到本发明7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
Claims (4)
1.一种由固定化去乙酰酶参与反应的7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，其特征是它包括以下步骤：
a. 酶解：将7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐加入纯化水中溶解后，调整料液pH6.5～8.0，再将料液压入装有固定化去乙酰酶的酶解罐后在搅拌状态下控制pH值在6.5～8.0进行酶解反应；
b. 中和：当上述酶解反应的7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐残留≤1.0％时，将反应后的酶解液压入结晶罐，然后调节酶解液pH6.0～7.5；
c. 成盐结晶：向以上中和的酶解液中加入乙酸乙酯或乙酸丁酯后升温到25～40℃，然后加入苄星二醋酸盐固体，苄星二醋酸盐固体溶解后在20～40℃反应1h，再降温到20～25℃后养晶4小时，然后过滤、干燥得到7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐。
2.根据权利要求1所述的由固定化去乙酰酶参与反应的7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，其特征在于所述a步骤中7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐与纯化水的重量份数比为1∶3～10，7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐与固定化去乙酰酶的重量份数比为1～10∶1；
3.根据权利要求1所述的由固定化去乙酰酶参与反应的7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，其特征在于所述乙酸乙酯或乙酸丁酯与a步骤中纯化水的重量份数比为0.5～4.5∶100。
4.根据权利要求1所述的由固定化去乙酰酶参与反应的7-α-甲氧基-3-去乙酰基头孢噻吩苄星盐的制备方法，其特征在于所述苄星二醋酸盐与7-α-甲氧基头孢噻吩环己胺盐的重量份数比为4～7∶10。
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