CN102229540A - 注射用醋酸赖氨酸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开注射用醋酸赖氨酸的生产方法，将工业盐酸赖氨酸配制成水溶液，通过均孔强酸性阳离子交换树脂吸附饱和后，用0.01~0.05mol/L的氨水洗脱中性氨基酸杂酸，再用0.5~1mol/L的氨水洗脱组氨酸，最后用1.5~5mol/L的氨水洗脱赖氨酸，经超滤膜过滤，纳滤膜过滤，浓缩，结晶得到注射用醋酸赖氨酸，获得了较好的分离效果和生产效率，产品中氨基酸杂酸、细菌内毒素的含量极低，溶液的透光率得到大大改善，产品纯度达到99.8%以上，质量超过中国药典注射用标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种注射用赖氨酸的制造方法，尤其注射用醋酸赖氨酸的生产方法。
背景技术
L-赖氨酸是人体必须氨基酸之一，由于其不仅是一种保障人体健康的基本营养物质，而且在疾病治疗方面具有消炎镇痛、保护肝细胞以及增强免疫力、抗肿瘤等方面的功效。医用复方氨基酸注射液不但可以为患者提供必需的营养元素，同时在治疗烧伤、肝病、肾病、脑病等方面也有良好的功效。赖氨酸是配制复方氨基酸注射液的主要原料之一。由于赖氨酸化学稳定性差，早期多将其制成赖氨酸盐酸盐来应用，赖氨酸盐酸盐配制的复方氨基酸输液氯离子含量高，部分患者不适应。因此，目前更多使用醋酸赖氨酸配制氨基酸输液。
目前国内只有少数厂家生产此产品。醋酸赖氨酸的关键技术在于高纯赖氨酸的生产。现有提纯赖氨酸的方法是离子交换与活性炭净化结合法，具体方法包括通过离子交换树脂将盐酸赖氨酸吸附，纯水洗掉氯离子，用氨水洗脱出赖氨酸，真空浓缩赶氨，数次活性炭脱色，得到精制的赖氨酸水溶液。在整个过程中，洗脱赖氨酸用到大量的氨水，其后的加热真空浓缩赶氨能耗较高，并且大量氨气的挥发也不够环保；除色素、细菌内毒素杂质时要使用大量活性炭，并需要多次处理，工艺相对复杂，污染较大，同时活性炭也吸附带走较多赖氨酸，使收率降低。赖氨酸发酵生产过程中容易产生氨基酸同类物和细菌内毒素。作为药品，氨基酸同类物（即杂酸）和细菌内毒素（即产生的热原物质）有严格的限制，但已有离子交换和活性炭净化工艺提纯的赖氨酸中，氨基酸杂酸不能得到有效去除，细菌内毒素很难达到注射用标准。工业盐酸赖氨酸的氨基酸杂酸中通常会含有少量中性氨基酸和组氨酸等碱性氨基酸，因组氨酸与赖氨酸的等电点很接近，虽有混合氨基酸分离的相关报道，但是碱性氨基酸中组氨酸与赖氨酸的分离效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是改进现有技术中的不足，提供一种具有较高生产效率和高纯注射用醋酸赖氨酸的生产方法。
本发明的生产方法包括如下步骤：
A.将工业盐酸赖氨酸配制成水溶液，通过均孔强酸性阳离子交换树脂吸附饱和后，纯水洗涤离子交换树脂去掉氯离子；
B. 洗涤后的离子交换树脂用0.01~0.05mol/L的氨水洗脱中性氨基酸杂酸，再用0.5~1mol/L的氨水洗脱组氨酸，最后用1.5~5mol/L的氨水洗脱赖氨酸，得到赖氨酸氨水洗脱液；
C.赖氨酸氨水洗脱液经过截留分子量≥3000的超滤膜过滤，然后在0.9~1.5MPa的压力下经截留分子量≥80的纳滤膜过滤浓缩；
D.浓缩液真空赶余氨后加入醋酸反应转化为醋酸赖氨酸，后经浓缩、冷却结晶得到注射用醋酸赖氨酸。
上述步骤A中，均孔强酸性阳离子交换树脂是在苯乙烯和二乙烯苯共聚交联结构的高分子基础上加载磺酸基(-SO3H)功能团的离子交换树脂，采用二次聚合方法得到的强酸性阳离子交换树脂孔径较小且比较均匀，因此称为均孔强酸性阳离子交换树脂，有效粒径优选0.40~0.95mm，更优选是0.40-0.60mm。市售的安徽三星树脂科技有限公司生产的JK008、SA-2、安徽皖东化工有限公司生产的WA-2型号的阳离子交换树脂可以被选用。
工业盐酸赖氨酸配制成重量百分比浓度为10~25%的水溶液，赖氨酸溶液通过强酸性阳离子交换树脂柱的流速为每升树脂每小时1~10升，纯水洗涤离子交换树脂柱至流出液氯离子含量≤0.02%可以停止洗涤。
步骤B中，工业盐酸赖氨酸主要含氨基酸杂酸、细菌内毒素、色素、蛋白等杂质。氨基酸杂酸主要为丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等中性氨基酸（PI=5.9~6.2）和组氨酸等碱性氨基酸。对于强酸性离子交换树脂，氨基酸的等电点值（PI）越大，与树脂的交换吸附能力越强，因而对属于碱性氨基酸的赖氨酸（PI=9.74）吸附性能最好，组氨酸（PI=7.59）次之。洗脱氨基酸时，先低浓度氨水洗脱，丙氨酸等氨基酸杂酸先被洗脱分离除去，再用稍高一点浓度的氨水洗脱组氨酸，最后用相对较高浓度氨水洗脱主体赖氨酸，从而有效解决了氨基酸杂酸不易分离的问题，而色素、蛋白等杂质则被吸附留在树脂柱内。
步骤B中，洗脱中性氨基酸杂酸的氨水浓度优选为0.02~0.04mol/L。洗脱组氨酸的氨水浓度优选为0.6~0.8mol/L。洗脱赖氨酸的氨水浓度优选为2~3.5mol/L，更优选是2.5~3mol/L。氨水洗脱液流速为每升树脂每小时1~10升，优选为每升树脂每小时5~8升。
步骤C中，赖氨酸氨水洗脱液经过截留分子量≥3000的超滤膜过滤，然后在0.9~1.5MPa的压力下经截留分子量≥80的纳滤膜过滤浓缩。市售的截留分子量≥3000的超滤膜有如杭州凯洁膜分离技术有限公司生产的KJ-UF4040W-PS，KJ-UF6040W-PS超滤膜型号。市售的截留分子量≥80的纳滤膜有如南京凯米科技有限公司生产的KOCH8040、KOCH4040、KOCH2540型号的纳滤膜。
用截留除去分子量≥3000的超滤膜过滤，盐酸赖氨酸、水可以通过滤膜，细菌内毒素等大分子杂质则可被滤除。用截留分子量≥80的纳滤膜纳滤浓缩，一定操作压力下，氨、水及碱金属离子可以透过滤膜，赖氨酸则被截留，赖氨酸氨水洗脱液浓缩倍数可达20~25倍，95%以上氨水渗透出去，收集用于重新洗脱赖氨酸，循环利用。
步骤D中，浓缩液优选在40~70℃真空下除氨，待溶液中氨含量≤0.02%时停止除氨，加入的醋酸摩尔数为赖氨酸的1~1.2倍，醋酸赖氨酸溶液于40~70℃下真空浓缩，待溶液密度d = 1.14~1.20g/ml时停止浓缩。
本发明有如下效果：
1.生产效率高：本发明在较高的氨水浓度和流动速度下进行氨基酸的分离，获得了较好的分离效果和生产效率。
2.产品纯度高：产品中氨基酸杂酸、细菌内毒素的含量极低，溶液的透光率得到大大改善，产品纯度达到99.8%以上，质量超过中国药典注射用标准。
3.回收率高：赖氨酸的综合收率达90%以上，环保、适合规模化生产注射用醋酸赖氨酸的方法。
4. 能耗低：纳滤浓缩较加热真空浓缩节能90%以上，避免活性炭的使用消除了固体污染，氨水回收使工艺更加环保。
具体实施方式
实施例1。
取182.5Kg工业盐酸赖氨酸溶于1000L水，溶液加入安徽三星树脂科技有限公司生产的JK008，有效粒径0.40-0.60mm的均孔强酸阳离子交换树脂柱，控制流速5L/L树脂·小时，茚三酮检验有赖氨酸流出时停止加液，回收柱内流出的剩余溶液循环利用。
向树脂柱加300L纯水洗涤树脂柱，直至流出液中氯离子含量≤0.02%。再加入0.03mol/L的氨水洗脱，控制流速5L/L树脂·小时。茚三酮检验有氨基酸流出时开始收集氨基酸杂酸，茚三酮检验无氨基酸流出时停止收集氨基酸杂酸，约收集到60L氨基酸杂酸料液。再加入0.6mol/L的氨水洗脱，控制流速5L/L树脂·小时，收集组氨酸，无组氨酸流出时(Pauty反应检测)，约收集到30L氨基酸杂酸料液。最后加入2.5mol/L的氨水洗脱，控制流速5L/L树脂·小时，收集主体赖氨酸，茚三酮检验无赖氨酸流出时，停止洗脱，此时约7500L料液，用纯水300L洗涤树脂柱。
7500L赖氨酸洗脱液先经KJ-UF4040W-PS超滤膜过滤，然后在1.0Mpa操作压力下经KOCH8040型纳滤膜过滤浓缩，待浓缩倍数达到20~25时停止浓缩，渗透液氨水循环套用洗脱赖氨酸。纳滤浓缩液于50℃真空赶余氨，待溶液内氨含量≤0.02%时停止赶氨。再加入赖氨酸的摩尔数的1.1倍的分析纯醋酸。反应完全后，60℃真空浓缩，待醋酸赖氨酸溶液d =1.19g/ml时，放入槽中冷却结晶。离心机甩出母液，转鼓真空干燥，得到醋酸赖氨酸产品194Kg，赖氨酸总收率94%。
下表列出实施例1原料和产品部分理化指标（检验方法按中国药典中醋酸赖氨酸、其它氨基酸、细菌内毒素的检验方法）：
| 理化指标 | 原料 | 中国药典2010版 | 产品 |
| 纯度 | 97%盐酸赖氨酸 | ≥98.5%醋酸赖氨酸 | 99.8%醋酸赖氨酸 |
| 透光率（C=10，H2O） | 80% | ≥98% | 99% |
| 总氨基酸杂酸含量 | 1.3~1.6% | ≤0.2% | ＜0.1% |
| 其中：组氨酸 | 0.85% | ＜0.01% | |
| 丙氨酸 | 0.13% | ＜0.01% | |
| 亮氨酸 | 0.12% | ＜0.01% | |
| 异亮氨酸 | 0.10% | ＜0.01% | |
| 细菌内毒素 | 约1000EU/g | ＜10EU/g | ＜10EU/g |
从表中可见，产品纯度明显优于现有（中国药典2010版）注射用醋酸赖氨酸的纯度。
实施例2。
取182Kg工业盐酸赖氨酸溶于1000L水，进行与实施例1相同的操作，洗脱赖氨酸的氨水浓度改用3.0mol/L，流动速度改为8L/L树脂·小时，得到醋酸赖氨酸产品196Kg，赖氨酸总收率96%。
下表列出实施例1原料和产品部分理化指标：
| 理化指标 | 原料 | 中国药典2010版 | 产品 |
| 纯度 | 97%盐酸赖氨酸 | ≥98.5%醋酸赖氨酸 | 99.8%醋酸赖氨酸 |
| 透光率（C=10，H2O） | 80% | ≥98% | 99% |
| 总氨基酸杂酸含量 | 1.3~1.6% | ≤0.2% | ＜0.1% |
| 其中：组氨酸 | 0.85% | ＜0.01% | |
| 丙氨酸 | 0.13% | ＜0.01% | |
| 亮氨酸 | 0.12% | ＜0.01% | |
| 异亮氨酸 | 0.10% | ＜0.01% | |
| 细菌内毒素 | 约1000EU/g | ＜10EU/g | ＜10EU/g |
从表中可见，产品纯度明显优于现有（中国药典2010版）注射用醋酸赖氨酸的纯度。
Claims (10)
1.一种注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
将工业盐酸赖氨酸配制成水溶液，通过均孔强酸性阳离子交换树脂吸附饱和后，纯水洗涤离子交换树脂去掉氯离子；
洗涤后的离子交换树脂用0.01~0.05mol/L的氨水洗脱中性氨基酸杂酸，再用0.5~1mol/L的氨水洗脱组氨酸，最后用1.5~5mol/L的氨水洗脱赖氨酸，得到赖氨酸氨水洗脱液；
赖氨酸氨水洗脱液经过截留分子量≥3000的超滤膜过滤，然后在0.9~1.5MPa的压力下经截留分子量≥80的纳滤膜过滤浓缩；
浓缩液真空除氨后加入醋酸反应转化为醋酸赖氨酸，后经真空浓缩、冷却结晶得到注射用醋酸赖氨酸。
2.根据权利要求1所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤A中，均孔强酸性阳离子交换树脂有效粒径为0.40~0.60mm。
3.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤A中，工业盐酸赖氨酸配制成浓度为10~25%的水溶液。
4.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤A中，赖氨酸溶液通过强酸性阳离子交换树脂柱的流速为每升树脂每小时5~8升。
5.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤A中，纯水洗涤树脂柱至流出液氯离子含量≤0.02%时停止洗涤。
6.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤B中，洗脱氨基酸杂酸的氨水浓度为0.02~0.04mol/L。
7.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤B中，洗脱组氨酸的氨水浓度为0.6~0.8mol/L。
8.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤B中，洗脱赖氨酸的氨水浓度为2~3.5mol/L。
9.根据权利要求1或2所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤D中，浓缩液40~70℃真空下除氨，待溶液中氨含量≤0.02%时停止除氨。
10.根据权利要求1所述注射用醋酸赖氨酸的生产方法，其特征在于，步骤D中，加入的醋酸摩尔数为赖氨酸的1~1.2倍。
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