CN101845068B - 一种缓冲液体系在吉他霉素提取上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于抗生素药物领域，提供一种用于吉他霉素提取的新的缓冲液体系，本缓冲液体系主要由低于10个碳原子的一元或多元羧酸及其可溶性盐组成的溶液，其pH在1.5-4.2之间。本发明提供的缓冲液体系可有效解决现有传统的工艺中一般利用磷酸缓冲液反萃取吉他霉素，会导致大量的磷元素带入生产，使废水中的磷含量过高，大幅度增加环保处理的压力的问题，可以有效的避免磷元素带入生产，减轻环保除磷的压力。
Description
技术领域
本发明属于抗生素药物领域，具体涉及吉他霉素的提取方法。
背景技术
吉他霉素又名柱晶白霉素，是十六元的大环内酯类抗生素，包括A1 、A 3、A4、A5、A 6、A 7、A8 及A 9等组分。目前吉他霉素提取普遍采用的方法是：将吉他霉素发酵液预处理后进行过滤，获得吉他霉素滤液；然后吉他霉素滤液中加入疏水性有机溶媒（如乙酸乙酯、乙酸丁酯等），将吉他霉素萃取到有机溶媒相；此后对有机溶媒相用磷酸缓冲液进行反萃取，获得吉他霉素磷酸缓冲液；对该溶液调pH结晶得到吉他霉素晶体，烘干获得成品。
经以上工艺处理后的生产废水中磷含量高达500-800mg/L，而国家规定磷含量不得超过0.5mg/L，所以按现有工艺生产吉他霉素产生的废水很难达到国家排放标准。
针对这种状况，传统的做法是加入氯化钙把废水中的磷沉淀出来，再通过过滤的方式除去。可在实际应用中，氯化钙的使用大大增加了废水处理的成本，降低了废水处理的速度；同时，氯化钙和磷酸盐反应也不彻底，使得经处理后的废水中依然含有大量的磷元素。此外，经检索尚未发现关于含吉他霉素有机溶媒相进行反萃取处理的其他方法的报道。目前关于吉他霉素的专利申请集中在吉他霉素制剂等方面，如公开号为CN101234097A的中国发明，提供了一种吉他霉素微囊制剂及其制备方法和应用；公开号为CN 101611766A的中国发明，提供了一种饲料用肠溶吉他霉素包衣的生产方法，等等。而对于吉他霉素原料药的研究和报道鲜见。
发明内容
为克服上述吉他霉素制备过程中的现有技术存在的缺点和不足，避免磷元素带入吉他霉素提取生产中，减少吉他霉素生产过程中磷的排放，本发明的目的在于提供一种新的缓冲液体系，用此缓冲液体系代替磷酸缓冲液对吉他霉素进行反萃取处理，将吉他霉素从有机相反萃取到水相中。
为实现本发明的发明目的，采用的技术方案如下 ：
一种缓冲液体系，其是主要由低于10个碳原子的一元或多元羧酸及其可溶性盐组成的溶液，其pH值为1.5-4.2，其是由下述用量的物质配制获得：
低于10碳原子的一元或多元羧酸 0.25-5%（w/v），
碱 0.1-4%（w/v）。
作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的低于10个碳原子的一元或多元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丁二酸、草酸、酒石酸或柠檬酸。从所使用原料的生产成本和安全性、可操作性、环保性等方面综合考虑，作为更优选方案，本发明所述的低于10个碳原子的一元或多元羧酸选自草酸、酒石酸或柠檬酸。
作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。
作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的可溶性盐为钠盐、钾盐或铵盐。
本发明上述的用于吉他霉素反萃取处理的缓冲液体系，若其浓度太低，则反萃取液的体积过大，不利于后续工艺的处理；若缓冲液体系的浓度太高，则用于配制缓冲液的成本将大幅度上升，并且有可能导致吉他霉素结晶成品中的灼烧残渣超标。所以作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的低于10个碳原子的一元或多元羧酸的用量为0.5-3.0%（w/v）。更优选的是，低于10个碳原子的一元或多元羧酸的用量为1.0-2.0%（w/v）。
本发明上述的用于吉他霉素反萃取处理的缓冲液体系，若pH太高则萃取收率下降明显，若pH太低，则会引起吉他霉素的降解。所以作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的缓冲液体系的pH值为2.0-3.0。更优选的是缓冲液体系的pH值为2.0-2.5。
作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系，其中，所述的缓冲液体系按下述方法配制获得：将低于10个碳原子的一元或多元羧酸与氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水反应，其中氢氧化钠、氢氧化钾或氨水的用量占缓冲液体系的0.1%-4%（w/v）。其中，作为优选，所述的低于10个碳原子的一元或多元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丁二酸、草酸、酒石酸或柠檬酸。更优选的是，低于10个碳原子的一元或多元羧酸选自草酸、酒石酸或柠檬酸。
本发明还提供了上述的缓冲液体系在吉他霉素提取上的应用，其中，所述应用操作如下：
将所述的缓冲液体系加入到含吉他霉素的有机相中进行反萃取处理，然后收集水相，其中缓冲液体系的用量为有机相体积的30%-100%。
具体说来，按照现有技术获得的吉他霉素有机相，用本发明提供的缓冲液体系进行反萃取处理后，得到的水相进一步再经调节pH值结晶可得到吉他霉素晶体，再经烘干处理得到吉他霉素成品。
本发明的用于吉他霉素反萃取处理的缓冲液体系，其用量取决于被萃取丁酯液中吉他霉素的浓度、萃取收率、反萃取后的后续处理操作便利性。作为优选方案，本发明所述的缓冲液体系在吉他霉素提取上的应用，其中，所述的缓冲液体系的用量为有机相体积的30%-60%。作为更优选方案，所述的缓冲液体系的用量为有机相体积的30%-40%。
本发明的优点：
1．本发明采用的原料均为市售，来源广泛，供应充足，并且避免了使用传统工艺中的磷酸缓冲液带来的磷污染。
2．本发明反应条件相对温和且工艺简单，各步反应均为常规操作易于控制，无需复杂的设备。较现有方法而言，改进了其中的不足之处，在降低污染实现绿色生产的同时也有效的控制了成本，使得该方法的工业化大生产成为可能。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例中的吉他霉素发酵滤液，来源于康裕生物制药有限公司大生产放罐的发酵滤液，其制备过程为：60吨发酵罐配制培养基，灭菌、接种。在pH6.0-8.0、温度28℃-32℃、空气流量36m3/min、搅拌转速120rpm -135rpm的条件下培养50-100小时，放罐。发酵液经草酸酸化及絮凝剂絮凝等预处理后用板框压滤，获得发酵滤液。
比较例1 用磷酸缓冲液反萃取吉他霉素
配制浓度为2%（g/ml）磷酸二氢钾溶液300ml，用草酸调pH到2.0，制成磷酸缓冲液备用。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10965μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的磷酸缓冲液200ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体4.72g，液相检测总组分为91.02%。
实施例1 用草酸-草酸钠缓冲液反萃取吉他霉素
配制浓度为0.6%（g/ml）氢氧化钠溶液300ml，用草酸调pH到2.0，制成草酸-草酸钠缓冲液备用。草酸的用量为2.2%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10965μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的草酸-草酸钠缓冲液200ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体4.88g，液相检测总组分为91.23%。
其收率和吉他霉素成品质量和比较例1中磷酸缓冲液萃取产品相当，但是实施例1中结晶母液中的磷含量高达4560mg/L，即使在经萃取重液稀释后排放时磷含量依然有500-800mg/L。
实施例2 用乙酸-乙酸铵缓冲液反萃取吉他霉素
将20ml浓氨水加入到480ml去离子水中配制成4%的氨水溶液（氨水/去离子水），然后加入25ml冰乙酸配制成用乙酸-乙酸铵缓冲液备用，其pH为4.2，冰乙酸用量为5%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10356μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的乙酸-乙酸铵缓冲液300ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体3.71g，液相检测总组分为90.06%。
实施例3 用低浓度草酸-草酸钠缓冲液反萃取吉他霉素
配制0.2%（g/ml）氢氧化钠溶液500ml，用草酸调pH到1.5，制成草酸-草酸钠缓冲液备用，草酸用量为0.55%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10356μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的草酸-草酸钠缓冲液500ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体2.34g，液相检测总组分为91.12%。
实施例4 用酒石酸-酒石酸钠缓冲液反萃取吉他霉素
配制5%（g/ml）酒石酸溶液300ml，用氢氧化钠调pH到2.5，制成酒石酸-酒石酸钠缓冲液备用，氢氧化钠用量为0.35%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价9985μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的酒石酸-酒石酸钠缓冲液150ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体4.41g，液相检测总组分为89.69%。
实施例5 用草酸-草酸钾缓冲液反萃取吉他霉素
配制0.25%（g/ml）草酸溶液500ml，加入0.5g氢氧化钾，配制成草酸-草酸钾缓冲液，其pH为2.0，氢氧化钾用量为0.1%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价9985μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的草酸-草酸钾缓冲液500ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体1.31g，液相检测总组分为90.03%。
实施例6 用酒石酸-酒石酸铵缓冲液反萃取吉他霉素
将5ml浓氨水加入到495ml去离子水中配制成1%的氨水溶液（氨水/去离子水），然后缓慢加入酒石酸，控制缓冲液终点pH为3.5。酒石酸用量为0.95%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10469μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的酒石酸-酒石酸铵缓冲液250ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体2.89g，液相检测总组分为92.08%。
实施例7 用柠檬酸-柠檬酸钾缓冲液反萃取吉他霉素
配制0.5%（g/ml）氢氧化钾溶液300ml，用柠檬酸调pH到3.0，制成柠檬酸-柠檬酸钾缓冲液备用，柠檬酸用量为4.0%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价10469μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的柠檬酸-柠檬酸钾缓冲液300ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体3.23g，液相检测总组分为91.72%。
实施例8 用丙酸-丙酸钾缓冲液反萃取吉他霉素
配制0.3%（g/ml）氢氧化钾溶液500ml，用丙酸调pH到4.0，制成丙酸-丙酸钾缓冲液备用，丙酸用量为3.4%（g/ml）。
吉他霉素发酵滤液1000ml，效价12131μ/ml，用30%氢氧化钠调pH到9.0，加500ml乙酸丁酯萃取10分钟，用高速离心机使其分层，收集乙酸丁酯相；用预先配制好的丙酸-丙酸钾缓冲液500ml进行反萃取，分层收集水相；水相用10%氢氧化钠调pH到4.5，加入1.0g活性炭脱色，过滤获得脱色液；脱色液吹尽溶媒后用10%氢氧化钠调pH到9.0进行结晶；抽滤获得晶体，用50ml去离子水顶洗后置于80℃真空干燥箱中干燥5小时，得吉他霉素晶体2.87g，液相检测总组分为91.65%。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。
Claims (1)
1.一种缓冲液体系在吉他霉素提取上的应用，所述的缓冲液体系是主要由低于10个碳原子的一元或多元羧酸及其可溶性盐组成的溶液，其pH值为2.0，其是由下述用量的物质配制获得：
低于10碳原子的一元或多元羧酸 0.25%（w/v），
碱 0.1%（w/v），
所述的低于10个碳原子的一元或多元羧酸选自草酸；
所述的碱为氢氧化钾；
所述的可溶性盐为钾盐；
所述的缓冲液体系是用于吉他霉素反萃取处理的缓冲液体系，
所述的缓冲液体系在吉他霉素提取上的应用操作如下：
将所述的缓冲液体系加入到含吉他霉素的有机相中进行反萃取处理，然后收集水相，其中缓冲液体系的用量为有机相体积的100%。
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