CN104447909A - 硫酸依替米星的连续色谱分离纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种依替米星的连续分离纯化方法，本发明利用连续色谱层析工艺实现依替米星的高效分离。本发明将合成所得的依替米星的水解液，进入连续色谱系统经吸附、洗杂、洗脱依替米星、收集洗脱液及色谱柱再生，收集的洗脱液浓缩，再经成盐脱色得硫酸依替米星。采用本法分离的依替米星得率高，纯度高，成本低，环保，适合工业化生产。

Description

硫酸依替米星的连续色谱分离纯化方法

技术领域

本发明属于化学制药领域，特别涉及一种抗菌药物依替米星的分离纯化方法。

背景技术

硫酸依替米星(Etimicin sulfate)的结构式如下：

是一种半合成氨基糖苷类抗生素，是唯一获得国家一类新药证书的抗感染药物。本品适用于对其敏感的大肠埃希杆菌、克雷伯氏肺炎杆菌、沙雷氏杆菌属、枸橡酸杆菌、肠杆菌属、不动杆菌属、变形杆菌属、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌和葡萄球菌等引起的各种感染。临床研究显示本品对以下感染有较好的疗效:呼吸道感染:如急性支气管炎、慢性支气管炎急性发作、社区肺部感染等。肾脏和泌尿生殖系统感染:如急性肾孟肾炎、膀胱炎、慢性肾盂肾炎或慢性膀胱炎急性发作等。皮肤软组织和其它感染:如皮肤及软组织感染、外伤、创伤和手术产后的感染及其他敏感菌感染。同时具有较低的耳、肾毒性不良反应发生率，证明了硫酸依替米星是临床应用中高效、安全的新一代半合成氨基糖苷类抗生素。

申请号：93112412.3的中国专利公开了一种生产硫酸依替米星的方法。其主要步骤为：庆大霉素C1a碱在溶剂中加入醋酸钴、乙酸酐，生成3，2″，6″，-三-N-乙酰基庆大霉素C1a(P1)，经过提取浓缩，浓缩液通入硫化氢气体除去钴离子，经初步分离得到纯度为90％的P1，然后加入乙醛，在0～5℃冰水浴中用还原剂氢化，得到3，2″，6″，-三-N-乙酰基-1-N-乙基庆大霉素C1a(依替米星)，经吸附型大孔树脂分离后得到纯度较高的依替米星，纯度较高的依替米星加入1N的氢氧化钠溶液，水解回流48小时，得到依替米星水解液，水解液经吸附型大孔树脂分离得到纯度为90％以上的1-N-乙基庆大霉素C1a(依替米星)溶液，加酸成盐，活性炭脱色，冷冻干燥，即得依替米星盐。

但是，在依替米星水解液中含有大量的结构特征以及性质都比较相似的杂质(庆大霉素C1a碱、1-N-乙基加洛糖胺、3-N-乙基庆大霉素C1a碱、1,3-N,N-二乙基加洛糖胺，1,3-N,N-二乙基庆大霉素C1a碱等)。目前提纯主要采用的是固定床树脂分离法。该传统分离方法分离得到的依替米星存在纯度低、生产收率低、水和洗脱剂消耗大、周期长、环保压力大等诸多缺点。因此需要开发高效的分离提纯工艺，以提高产品质量，提倡绿色化学。

发明内容

本发明的目的在于提供一种得到高纯度的依替米星的方法─采用连续色谱分离系统组合纳滤膜技术使依替米星水解液能够更有效地得到分离纯化。

本发明提供一种硫酸依替米星的连续色谱分离纯化方法，所述方法步骤如下：

步骤1，依替米星水解液上连续色谱柱，得到洗脱液；

步骤2，洗脱液经过浓缩，干燥得到依替米星纯品，纯度≥95％，水分≤5％；

其中，步骤1所述上连续色谱柱，方法如下：

色谱柱数量是20～40根；

树脂选自D103、HPD100、华震层析1号、华震层析2号、JK006、DK110、D110、DK-1、D101、YPR-Ⅱ，

树脂孔径为30～100目，

色谱柱分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区，各区的色谱柱分别采用串联或并联方式连接；洗杂区用去0～0.5mol/L的氨水洗涤；解吸区采用乙醇溶液洗脱，解吸溶剂为10wt％～50wt％乙醇溶液；再生清洗区，依次用乙醇，水交替活化再生。

其中，步骤2所述浓缩干燥，方法如下：

浓缩采用真空浓缩，操作条件为真空度0.02～0.15Mpa，操作温度为35～90℃，浓缩至依替米星质量浓度为15％～70％，得到浓缩液；浓缩液用冷冻干燥或喷雾干燥的方法得固体，ELSD测定依替米星纯度≥95％，水分≤5％；

上连续色谱柱前，可以将依替米星水解液稀释至依替米星质量浓度为1％～40％。

连续色谱柱选自连续色谱用圆盘传送式连续色谱分离系统或者模拟移动床式连续色谱分离系统，两种系统均能达到本发明所要的效果。

本发明所述模拟移动床式连续色谱分离系统，所述系统分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区，其中

1)吸附区：3～8根柱；控制流速，依替米星水解液从2或8号柱进入，1号柱出。

2)洗杂区：3～6根柱；经吸附后，树脂柱转到洗杂区，控制流速，同样为逆向进柱。

3)解吸区：7～12根柱；各柱子之间为串、并连接。控制流速，采用不同浓度的氨水或乙醇解吸，且全部采用正进料。

4)再生清洗区：4～7根柱；控制流速，正、逆向单独进料；洗脱剂回收利用。

所述模拟移动床式连续色谱分离系统一般包括恒流泵、带夹套离子交换柱、控制阀、pH计、温度计。

所述模拟移动床式连续色谱分离系统，需要将各个区的进出口沿着料液流动方向分别进行周期性切换，收集洗脱液。所述的周期性切换是指，通过调节进料液、洗杂剂、洗脱剂、再生剂的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，同时切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。所述的各区第一根柱子是指各区液体进口处的柱子。所述的各区第一根柱子处理完全是指吸附区第一根柱子吸附饱和，洗杂区第一根柱子杂质完全洗掉；解吸区第一根柱子依替米星完全被洗脱；再生区第一根柱子树脂完全被再生，能满足下一轮吸附。

本发明所述圆盘传送式连续色谱分离系统分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区。

1)吸附区：1～3个单元；控制流速，水解液从24或25号单元进入，27号单元出。

2)洗杂区：1～10个单元；经吸附后，树脂柱转到洗杂区，控制流速。

3)解吸区：12～22个单元；在该解吸区，用连续、梯度解吸方式，分别收集各出口解吸液。

4)再生清洗区：4～8个单元；均单独进料，且为顺、逆向进料，洗脱剂回收利用。

用本发明的方法可以去除或减少相关杂质，所得到的结果是：

庆大霉素C1a碱含量≤0.5％

1-N-乙基加洛糖胺含量≤0.3％

3-N-乙基庆大霉素C1a碱含量≤0.5％

1,3-N,N-二乙基加洛糖胺含量≤0.4％

1,3-N,N-二乙基庆大霉素C1a含量≤0.2％

而所得产物依替米星，用ELSD测定依替米星纯度≥95％，水分≤5％；

本发明的益处：

1)将固定床工艺的所有步骤都集合在一套工艺系统中，系统简单化，并减少工艺管道的布置；占地面积节约80％，厂房高度只需要固定床高度的1/3，同样生产能力的固定资产投资节约30％以上。

2)树脂利用率高，产品浓度、纯度及收率最优化；本发明工艺与固定床树脂分离工艺比较，其树脂用量为仅为原来的30％，并且在树脂内部可以很容易实现正、逆流切换，以疏松树脂防止结块。

3)减少化学试剂与水的用量，减少废水的排放；此工艺实现了洗脱溶剂回套使用，达到了循环利用的目的。

4)系统紧凑，且采用自控装置，减少劳动负荷。

5)提高生产效率，提高产能，生产周期相对于原固定床树脂分离工艺减少了1/3时间。

附图说明

图1连续色谱分离纯化依替米星的流程图

具体实施方式

实施例1：

下面结合图1及实施例进行详细说明：

本发明所选树脂为华震层析1号树脂，树脂粒径为100目95％以上，每个树脂柱填装量为0.08m³，树脂柱容量为0.1m³，实际填装比为80％。系统总尺寸为3m×3m×5m(长×宽×高)。

圆盘传送式连续色谱分离系统分离依替米星分以下几个区域:

1)吸附区：(25号单元)

该区域共有1个单元(25号单元)，通过流速控制，原料首先进入25号单元，再通过串联进入27号单元进行洗杂。

2)洗杂区：(24、26～30号单元)

经过吸附后，各树脂需要水洗，位于吸附区前后。树脂柱旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液(主要是澄清液)被水顶出，流出液与吸附区25号单元的流出液混合一同进入27号单元。洗去夹杂在树脂空隙处的料液并尽量带走杂质，防止料液夹带进入解吸区，提高解吸液的纯度，并将其水洗液进入到吸附区，再次吸附水洗液中的有效组分。

3)解吸区(3～23号单元)

在该解吸区，用连续、梯度解吸方式，收集洗脱依替米星出口解吸液，根据工艺方法设计分为如下几部分：

Ⅰ 14～23号串联进15wt％乙醇溶液，解吸液进入27号单元；

Ⅱ 5～13号串联，5号单元进纯化水，将进入该区域的乙醇溶液浓度调节至25wt％，12号出口解吸液收集主要为依替米星；

Ⅲ 3～4号串联进50wt％乙醇溶液，解吸液进入5号单元

4)再生清洗区(1、2号单元)；

该区两个单元均单独进料，且为逆向或顺向进料。

其中2号为95％乙醇溶液；1号为纯化水；

本实例主要设计参数如下：

吸附区：进料量30L/hr；树脂总量0.08m³

吸附后水洗60L/hr；

解吸区：纯化水1：120L/hr；乙醇溶液1(15wt％乙醇溶液)：120L/hr；乙醇溶液2(45wt％乙醇溶液)：270L/hr，纯化水2：270L/hr。

再生区：各单元再生分别为：95％乙醇洗120L/hr；水洗120L/hr。

实施例2：

下面结合图1及实施例进行详细说明：

本发明所选树脂为YPR-Ⅱ树脂，树脂为80目，每个树脂柱填装量为0.08m³，树脂柱容量为0.1m³，实际填装比为80％。系统总尺寸约为3m×3m×5m(长×宽×高)。

模拟移动床式连续色谱分离系统分离依替米星分以下几个区域:

1)吸附区：(25号单元)

该区域共有1个单元(25号单元)，通过流速控制，原料首先进入25号单元，再通过串联进入27号单元进行洗杂。

2)洗杂区：(24、26～30号单元)

经过吸附后，各树脂需要水洗，位于吸附区前后。树脂柱旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液(主要是澄清液)被水顶出，流出液与吸附区25号单元的流出液混合一同进入27号单元。洗去夹杂在树脂空隙处的料液并尽量带走杂质，防止料液夹带进入解吸区，提高解吸液的纯度，并将其水洗液进入到吸附区，再次吸附水洗液中的有效组分。

3)解吸区(3～23号单元)

在该解吸区，用连续、梯度解吸方式，收集洗脱依替米星出口解吸液，根据工艺方法设计分为如下几部分：

Ⅰ 14～23号串联进20wt％乙醇溶液，解吸液进入27号单元；

Ⅱ 5～13号串联，5号单元进纯化水，将进入该区域的乙醇溶液浓度调节至30wt％，解吸液收集主要为依替米星；

Ⅲ 3～4号串联进55wt％乙醇溶液，解吸液进入5号单元

4)再生清洗区(1、2号单元)；

该区两个单元均单独进料，且为逆向或顺向进料。

其中2号为95％乙醇溶液；1号为纯化水；

本实例主要设计参数如下：

吸附区：进料量50L/hr；树脂总量0.08m³

吸附后水洗50L/hr；

解吸区：纯化水1：120L/hr；乙醇溶液1(20wt％乙醇溶液)：120L/hr；乙醇溶液2(55wt％乙醇溶液)：270L/hr，纯化水2：270L/hr。

再生区：各单元再生分别为：95％乙醇洗100L/hr；水洗100L/hr。

分离纯度：12号收集部分能够满足下游工艺的要求；依替米星与其他组分完全分开。

在本连续色谱分离系统内，做到了批内回用，吸附后的水洗液重新回到吸附区，减少了吸附时的损失，并充分交换吸附了料液中的有效组分；再生后的水洗用水回用到洗杂和解吸试剂中，水和试剂都做到了回收利用。

模拟移动床系统工作温度20℃。将进料液入口、洗脱剂入口、洗脱液出口及废液出口沿着料液流动方向分别进行周期性切换，收集洗脱液。周期性切换是指通过调节进料液、洗杂剂、洗脱剂、再生剂的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。

述的各区第一根柱子处理完全是指吸附区第一根柱子吸附饱和，洗杂区第一根柱子杂质完全洗掉；解吸区第一根柱子依替米星完全被洗脱；再生区第一根柱子树脂完全被再生，能满足下一轮吸附。

运行费用分析：

连续色谱分离系统的运行费用主要集中在树脂、乙醇溶液、纯化水这三部分，主系统的电耗量极少。在进料700L/d的情况下，系统树脂用量为1.2m³，寿命与固定床一样；

乙醇、水：95％乙醇4500L/d(其中80％回收套用)；水用量15T/d。

经济效益分析：

①减少树脂用量，减少再生试剂和水的消耗；

树脂用量减少了50％，乙醇用量减少了50％，水用量减少了50％。

②纯度提高；原来的纯度一般在90％左右，现在能达到95％以上。

③连续色谱分离系统还带来占地面积的减少、操作的简便、生产周期缩短等诸多益处。

Claims (10)

1.一种硫酸依替米星的连续色谱分离纯化方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

步骤1，依替米星水解液上连续色谱柱，得到洗脱液；

步骤2，洗脱液经过浓缩，干燥得到依替米星纯品。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤1所述上连续色谱柱，方法如下：

色谱柱数量是20～40根；

树脂选自：D103、HPD100、华震层析1号、华震层析2号、JK006、DK110、D110、DK-1、D101、YPR-Ⅱ，

树脂孔径为30～100目，

色谱柱分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区，各区的色谱柱分别采用串联或并联方式连接；洗杂区用去0～0.5mol/L的氨水洗涤；解吸区采用乙醇溶液洗脱，解吸溶剂为10wt％～50wt％乙醇溶液；再生清洗区，依次用乙醇，水交替活化再生。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤2所述浓缩干燥，方法如下：浓缩采用真空浓缩，操作条件为真空度0.02～0.15Mpa，操作温度为35～90℃，浓缩至依替米星质量浓度为15％～70％，得到浓缩液；浓缩液用冷冻干燥或喷雾干燥的方法得固体。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，依替米星水解液上连续色谱柱前，可以将依替米星水解液稀释至依替米星质量浓度为1％～40％。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，连续色谱选自：圆盘传送式连续色谱分离系统或者模拟移动床式连续色谱分离系统。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，所述模拟移动床式连续色谱分离系统，所述系统分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区，其中

1)吸附区：3～8根柱；控制流速，依替米星水解液从2或8号柱进入，1号柱出。

2)洗杂区：3～6根柱；经吸附后，树脂柱转到洗杂区，控制流速，同样为逆向进柱。

3)解吸区：7～12根柱；各柱子之间为串、并连接。控制流速，采用不同浓度的氨水或乙醇解吸，且全部采用正进料。

4)再生清洗区：4～7根柱；控制流速，正、逆向单独进料；洗脱剂回收利用。

所述模拟移动床式连续色谱分离系统一般包括恒流泵、带夹套离子交换柱、控制阀、pH计、温度计。

所述模拟移动床式连续色谱分离系统，需要将各个区的进出口沿着料液流动方向分别进行周期性切换，收集洗脱液。所述的周期性切换是指，通过调节进料液、洗杂剂、洗脱剂、再生剂的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，同时切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。所述的各区第一根柱子是指各区液体进口处的柱子。所述的各区第一根柱子处理完全是指吸附区第一根柱子吸附饱和，洗杂区第一根柱子杂质完全洗掉；解吸区第一根柱子依替米星完全被洗脱；再生区第一根柱子树脂完全被再生，能满足下一轮吸附。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，所述圆盘传送式连续色谱分离系统分为吸附区、洗杂区、解吸区、再生清洗区四个区。

1)吸附区：1～3个单元；控制流速，水解液从24或25号单元进入，27号单元出。

2)洗杂区：1～10个单元；经吸附后，树脂柱转到洗杂区，控制流速。

3)解吸区：12～22个单元；在该解吸区，用连续、梯度解吸方式，分别收集各出口解吸液。

4)再生清洗区：4～8个单元；均单独进料，且为顺、逆向进料，洗脱剂回收利用。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，根据依替米星水解液中各成分的特性，本发明所选择的树脂优选为华震层析1号、华震层析2号、YPR-Ⅱ树脂，树脂颗粒直径在30～100目，均匀度95％以上。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，根据依替米星水解液中各成分的特性，本发明所选择的树脂最优选为华震层析1号、YPR-Ⅱ树脂，树脂颗粒直径在50～100目，均匀度95％以上。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，依替米星水解液上连续色谱柱，得到洗脱液；

步骤2，洗脱液经过浓缩，干燥得到依替米星纯品；

其中，述树脂为华震层析1号树脂，树脂粒径为100目95％以上，每个树脂柱填装量为0.08m³，树脂柱容量为0.1m³，实际填装比为80％。系统总尺寸为3m×3m×5m(长×宽×高)。

圆盘传送式连续色谱分离系统分离依替米星分以下几个区域:

1)吸附区：(25号单元)该区域共有1个单元(25号单元)，通过流速控制，原料首先进入25号单元，再通过串联进入27号单元进行洗杂。

2)洗杂区：(24、26～30号单元)经过吸附后，各树脂需要水洗，位于吸附区前后。树脂柱旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液(主要是澄清液)被水顶出，流出液与吸附区25号单元的流出液混合一同进入27号单元。洗去夹杂在树脂空隙处的料液并尽量带走杂质，防止料液夹带进入解吸区，提高解吸液的纯度，并将其水洗液进入到吸附区，再次吸附水洗液中的有效组分。

3)解吸区(3～23号单元)在该解吸区，用连续、梯度解吸方式，收集洗脱依替米星出口解吸液，根据工艺方法设计分为如下几部分：

Ⅰ14～23号串联进15wt％乙醇溶液，解吸液进入27号单元；

Ⅱ5～13号串联，5号单元进纯化水，将进入该区域的乙醇溶液浓度调节至25wt％，12号出口解吸液收集主要为依替米星；

Ⅲ3～4号串联进50wt％乙醇溶液，解吸液进入5号单元

4)再生清洗区(1、2号单元)；该区两个单元均单独进料，且为逆向或顺向进料。其中2号为95％乙醇溶液；1号为纯化水；

各区参数如下：

吸附区：进料量30L/hr；树脂总量0.08m³

吸附后水洗60L/hr；

解吸区：纯化水1：120L/hr；乙醇溶液1(15wt％乙醇溶液)：120L/hr；乙醇溶液2(45wt％乙醇溶液)：270L/hr，纯化水2：270L/hr。

再生区：各单元再生分别为：95％乙醇洗120L/hr；水洗120L/hr。