CN106117245B - 一种从7-aca结晶母液中直接回收7-aca的方法 - Google Patents

一种从7-aca结晶母液中直接回收7-aca的方法 Download PDF

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Abstract

一种从7‑ACA结晶母液中直接回收7‑ACA的方法，属于医药的技术领域，采用树脂吸附法，将降温后的结晶母液先进行中和，然后直接经大孔树脂吸附浓缩，控制吸附温度为2‑10℃，流速为0.2BV/h‑3BV/h，然后用脱附剂进行脱附，脱附温度为2‑10℃，酸化析晶，抽滤、干燥后，得到7‑ACA。本发明工艺能有效降低7‑ACA的生产成本和环境污染，可实现7‑ACA的绿色生产，具有巨大的经济和社会效益。

Description

一种从7-ACA结晶母液中直接回收7-ACA的方法
技术领域
本发明属于医药的技术领域，涉及7-ACA的制备，具体涉及一种从7-ACA结晶母液中直接回收7-ACA的方法，本发明工艺流程短、操作简单、收率高、纯度高、产品质量稳定、成本低，利用本发明方法，在实现回收的同时，也实现了对7-ACA的纯化，即回收与纯化同步进行。
背景技术
7-ACA即7-氨基头孢烷酸，是头孢菌素中最常用的母核，是半合成头孢类抗生素的重要中间体。可用于半合成头孢曲松、头孢噻肟、头孢唑林、头孢吡肟等几十种抗生素，因其优良的抗菌选择性和安全性而占有巨大的市场，在医药行业中占有十分重要的地位。
国内7-ACA生产，已基本实现酶法生产。其工艺路线以头孢菌素C为原料，进行酶法裂解，裂解液结晶得到7-ACA，该生产过程产生大量的结晶母液，7-ACA结晶母液残留含量在1.5g/L，目前国内主要生产企业采用的膜过滤浓缩、树脂吸附回收技术结合对结晶母液中7-ACA进行回收，例如采用纳滤浓缩对结晶母液进行浓缩，然后通过树脂吸附、酸化结晶回收结晶母液中7-ACA；或者采用树脂吸附-纳滤浓缩-酸化结晶工艺回收母液中的7-ACA。该工艺在一定程度解决了结晶母液中7-ACA回收问题，但该工艺存在着工艺流程长、操作复杂、收率低、产品质量不稳定、成本高、等诸多问题。
对于结晶母液中残留的含量约为1.5g/L的7-ACA，如果不加回收直接排放到环保处理环节，不仅造成了巨大浪费，还会产生巨大的COD增加了处理费用，为降低成本，实现绿色生产，急需一种能对7-ACA结晶母液中7-ACA进行回收的操作简便，成本低廉的回收工艺。
发明内容
本发明为解决现有技术中在结晶母液回收7-ACA的过程中，工艺流程长、操作复杂、收率低、产品质量不稳定、成本高等问题，提供了一种从7-ACA结晶母液中直接回收7-ACA的方法。
本发明为实现其目的，采用的技术方案是：
一种从7-ACA结晶母液中直接回收7-ACA的方法，采用树脂吸附法，将降温后的结晶母液先进行中和，然后直接经大孔树脂吸附浓缩，控制吸附温度为2-10℃，流速为0.2BV/h-3BV/h，然后用脱附剂进行脱附，脱附温度为2-10℃，酸化析晶，抽滤、干燥后，得到7-ACA。
将降温的结晶母液中和至pH6.5-7.5，可以提高树脂吸附的吸附量，保证树脂的最大吸附量。
将降温的结晶母液的温度控制为5-8℃。
脱附时，所用脱附剂选自浓度0.5％-5％碱溶液、碱-醇溶液、碱-丙酮溶液中的一种或两种以上混合液，脱附剂的体积为0.5-3BV。本发明所用脱附剂优选的采用混合溶剂，最优选的是选择3.5％碳酸钠水溶液、乙醇与丙酮的混合溶液作为脱附剂时，通过控3.5％碳酸钠水溶液、乙醇与丙酮的体积比20：1：1，使得脱附效果明显优于单一脱附剂的脱附效果，相较于仅用碱溶液或碱-醇溶液的脱附率提高1％以上，进而进一步提高了最终7-ACA的回收率和纯度。
脱附时，控制解析流速为0.1-2BV/h。
大孔树脂吸附浓缩和脱附均采用自上而下的方式。
酸化析晶时，酸化pH至3.8-4.2，保证7-ACA充分析晶，可提高7-ACA的回收率。
所述的大孔树脂为LXT系列树脂、LX系列树脂或XDA系列树脂例如选自LXT-267树脂、LXT-233树脂、LX-1树脂、LX-032树脂、LX-16树脂、LX-18树脂、LX-1180树脂、LX-1600树脂、LXT-053树脂、LXT-1180树脂、LXT-081树脂、XDA-1树脂、XDA-9树脂中的一种或两种以上的混合。优选的，采用混合树脂进行吸附，经研究发现采用混合树脂进行吸附相较于单一的树脂吸附效果更好，吸附后，母液中残留的7-ACA含量比单一的含量低，通过控制混合树脂的比例，可以进一步的提高产品的纯度，尤以体积比是5:4的LX-1180树脂和LX-1600树脂的混合树脂最为突出，再与脱附时的操作相结合，进一步的提高了7-ACA的回收率和纯度。
本发明的有益效果是：
本发明涉及一种用于从7-ACA结晶母液中直接回收纯化7-ACA的新工艺。本发明通过大孔树脂完成了直接从7-ACA结晶母液对7-ACA的吸附、纯化，实现了对7-ACA的直接回收。本发明对7-ACA结晶母液中7-ACA的回收率≥92％，吸附后7-ACA残留≤0.1mg/ml可有效降低废水中COD值降低了废水处理成本。本发明可实现7-ACA结晶母液中7-ACA的高质回收，回收的7-ACA纯度≥99.1％能直接作为成品应用有效降低了生产成本。本发明工艺操作简单，对设备要求低，易于工业化应用。本发明工艺能有效降低7-ACA的生产成本和环境污染，可实现7-ACA的绿色生产，具有巨大的经济和社会效益。
吸附时需要严格控制吸附的温度和吸附流速，经过发明人长期的创造性研究，总结到控制吸附流速为0.2BV/h-3BV/h，吸附温度为2-10℃，不仅获得的吸附效果好，而且为7-ACA的回收率和纯度提供保证，流速过快吸附不完全，流速过慢处理效果不佳。温度过高影响产品纯度。温度过低对吸附效果不佳。
脱附时需要严格控制解析流速、脱附温度和所用脱附剂的浓度，经过发明人长期的创造性研究，总结到控制解析流速为0.1-2BV/h，脱附温度为2-10℃，不仅获得的脱附效果好，而且可获得高纯度的7-ACA，同时进一步的提高7-ACA的回收率，控制所用碱液的浓度为0.5％-5％可取得最佳的脱附效果，碱浓度过高影响产品纯度。解析流速过高脱附不彻底，且脱附剂用量太大。过低对脱附效果不佳，用时太长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将400ml XDA-1树脂与XDA-9树脂的混合树脂，其中XDA-1树脂与XDA-9树脂的体积比为6.4:3.6，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф40×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液10L含量1485mg/L于25L带夹套的反应釜中降温至5℃，用氨水调节pH7.0后过混合树脂柱，以1BV/h的流速在8℃过树脂柱，处理量10L，吸附后，7-ACA残留量0.07mg/ml。
2)吸附结束后，用1％碳酸氢钠水溶液于5℃脱附，脱附体积650ml，脱附浓度21.38mg/ml，脱附液降温至5℃，用盐酸调节pH4.0析晶，抽滤，干燥得7-ACA13.77g，纯度99.4％。
实施例2
将200ml LXT-32树脂，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф30×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液6L含量1517mg/L于10L带夹套的反应釜中降温至7℃，用氨水调节pH7.3后过LXT-32树脂柱，以0.8BV/h的流速在3℃过树脂柱，处理量6L，吸附后，7-ACA残留量7-ACA含量0.09mg/ml。
2)吸附结束后，用0.8％碳酸钠水溶液于9℃脱附，脱附体积410ml，脱附浓度20.61mg/ml，脱附液降温至3℃，用盐酸调节pH4.0析晶，抽滤，干燥得7-ACA8.3g，纯度99.1％。
实施例3
将400ml LX-16树脂与LX-18树脂的混合树脂，其中LX-16树脂与LX-18树脂的体积比为7:3，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф40×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液10L含量1485mg/L于25L带夹套的反应釜中降温至8℃，用氨水调节pH6.9后过混合树脂柱，以1BV/h的流速在4.5℃过树脂柱，处理量10L，吸附后，7-ACA残留量0.07mg/ml。
2)吸附结束后，用体积比为1:1的4.5％碳酸氢钠水溶液与4.5％碳酸钠水溶液的混合溶液于8℃脱附，脱附体积650ml，脱附浓度21.41mg/ml，脱附液降温至7℃，用盐酸调节pH4.2析晶，抽滤，干燥得7-ACA13.84g，纯度99.6％。
实施例4
将200ml LXT-267树脂，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф30×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液6L含量1517mg/L于10L带夹套的反应釜中降温至5℃，用氨水调节pH6.7后过LXT-267树脂柱，以0.8BV/h的流速在2.5℃过树脂柱，处理量6L，吸附后，7-ACA残留量0.09mg/ml。
2)吸附结束后，用体积比为20:1的5％碳酸钠水溶液与乙醇的混合溶液于7℃脱附，脱附体积410ml，脱附浓度20.61mg/ml，脱附液降温至6℃，用盐酸调节pH4.1析晶，抽滤，干燥得7-ACA8.4g，纯度99.5％。
实施例5
将200ml LX-1180树脂和LX-1600树脂的混合树脂，其中LX-1180树脂和LX-1600树脂的体积比是5:4，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф30×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液6L含量1517mg/L于10L带夹套的反应釜中降温至6℃，用氨水调节pH6.5后过混合树脂柱，以0.8BV/h的流速在2℃过树脂柱，处理量6L，吸附后，7-ACA残留量0.05mg/ml。
2)吸附结束后，用体积比为20：1：1的3.5％碳酸钠水溶液、乙醇和丙酮的混合溶液于6℃脱附，脱附体积410ml，脱附浓度21.41mg/ml，脱附液降温至4℃，用盐酸调节pH3.8析晶，抽滤，干燥得7-ACA8.73g，纯度99.75％。
实施例6
将200ml LXT-053树脂，装入带夹套的玻璃吸附柱中(Ф30×500mm)。
1)取7-ACA结晶母液6L含量1517mg/L于10L带夹套的反应釜中降温至7℃，用氨水调节pH6.6后过LXT-053树脂柱，以0.8BV/h的流速在4℃过树脂柱，处理量6L，吸附后，7-ACA残留量0.09mg/ml。
2)吸附结束后，用体积比为20：1：1的4％碳酸氢钠水溶液、甲醇和丙酮的混合液于3℃脱附，脱附体积410ml，脱附浓度20.74mg/ml，脱附液降温至5℃，用盐酸调节pH3.9析晶，抽滤，干燥得7-ACA8.48g，纯度99.6％。
对比实施例1
一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，采用大孔吸附树脂吸附母液中的7-ACA，然后用解吸剂解吸树脂回收7-ACA，主要包括以下步骤：
1)树脂吸附：调节7-ACA结晶母液的pH，以1-10BV/h的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的0.5-3％时，停止树脂吸附，吸附后7-ACA残留＞13mg/ml；
2)树脂解吸：步骤1中完成了吸附的树脂，用1-3BV体积，0.2％-3％(质量百分比)浓度的解吸剂，以1-5BV/h的流速自上而下解吸树脂，并收集解吸液；
3)浓缩：解吸液通过纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩至一定的效价得浓缩液；结晶与干燥，检测纯度98-98.7％。
对比实施例2
一种用于7-氨基头孢烷酸生产中的母液回收工艺，包括以下步骤：
a.离心母液经过收集后，用碱调节pH到7.0-8.0，降低温度到0-8℃；
b.将调好pH的离心母液进行浓缩，浓缩倍数为10-15倍；
c.将浓缩好的料液进行脱色素处理；
d.经过脱色的料液进入酰化罐内，使用戊二酰7-氨基头孢烷酸酰化酶在pH＝7.5-8.5，温度19-28℃条件下进行裂解反应，将料液中没有反应完全的戊二酰7-氨基头孢烷酸再裂解成7-氨基头孢烷酸；
e.将戊二酰7-氨基头孢烷酸酰化酶从裂解反应液中滤除，降低温度到0-8℃，缓慢加入酸进行结晶；
f.将结晶体用离心机进行固液分离，得到的结晶体用水或有机溶媒洗涤后，在40-50℃干燥，检测纯度为98.5-99％,7-ACA残留＞13mg/ml。
对比实施例3
一种从7-氨基头孢烷酸母液中回收7-氨基头孢烷酸的方法，包括如下步骤：
(a)用浓度为3mol/L碱将7-ACA母液调pH值至7，进行纳滤浓缩处理，浓缩倍数为4-5倍；
(b)将温度控制在5-10℃，将浓缩后的7-ACA母液用LXT-032树脂吸附，树脂吸附流速为2BV/h，用3％碳酸氢钠水溶液为解析剂解析，解析流速为0.5BV/h，吸附后7-ACA残留＞10mg/ml；
(c)在解析后的料液中加入10％酸，进行结晶；
(d)将结晶体过滤、洗涤、干燥，得7-ACA成品，检测纯度为98.7-99.1％。

Claims (1)

1.一种从7-ACA结晶母液中直接回收7-ACA的方法，采用树脂吸附法，其特征在于：将降温后的结晶母液先进行中和，然后直接经大孔树脂吸附浓缩，控制吸附温度为2-10℃，流速为0.2BV/h-3BV/h，然后用脱附剂进行脱附，脱附温度为2-10℃，酸化析晶，抽滤、干燥后，得到7-ACA；将降温的结晶母液的温度控制为5-8℃；
将降温的结晶母液中和至pH6.5-7.5；
脱附时，所用脱附剂选自浓度0.5％-5％的碱溶液、碱-醇溶液、碱-丙酮溶液中的一种或两种以上混合液，脱附剂的体积为0.5-3BV；
脱附时，控制解析流速为0.1-2BV/h；
大孔树脂吸附浓缩和脱附均采用自上而下的方式；
酸化析晶时，调节酸化pH至3.8-4.2，控制析晶温度为3-7℃；
所述的大孔树脂为LXT系列树脂、LX系列树脂或XDA系列树脂。
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