CN106520893A - 一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法 - Google Patents

一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法，属于制药技术领域。本发明所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，青霉素钾在青霉素酰化酶的作用下裂解为6‑APA和苯乙酸，将该裂解液用二氯甲烷萃取，使得6‑APA与苯乙酸分离。萃取水相加入氨水，将料液pH调为中性，脱除二氯甲烷，所得的料液进行纳滤浓缩，浓缩液与D‑苯甘氨酸甲酯盐酸盐在阿莫西林合成酶的作用下合成氨苄西林。克服了由裂解液经萃取后所得6‑APA溶解液中残留的苯乙酸对合成酶酶活存在抑制作用，6‑APA溶解液中6‑APA的浓度高，萃取过程中有色杂质少，不影响氨苄西林产品的质量，易于在生产上得到应用。

Description

一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法
技术领域
本发明涉及一种制备氨苄西林的方法，尤其涉及一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法，属于制药技术领域。
背景技术
氨苄西林的合成方法有化学法和酶法。化学法合成氨苄西林需要基团的保护和去保护等步骤，反应过程中需要使用大量的有机试剂且反应条件比较苛刻。现已被反应条件温和、环境友好的酶法工艺所替代。酶法合成氨苄西林工艺中需要将6-APA固体用碱溶解得到6-APA溶解液，该6-APA溶解液与D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐的溶解液分别投入到装有青霉素G酰化酶的反应罐中进行反应合成氨苄西林。裂解液经过萃取、结晶、洗涤和干燥得到6-APA干粉，裂解液为青霉素钾在裂解酶的作用下，得到含有6-APA和苯乙酸的水溶液。在6-APA干粉的生产过程中裂解液经过萃取后所得的水相，6-APA以溶液的形式存在，可将该液体直接用于氨苄西林的合成，省去了6-APA的结晶、洗涤、干燥和合成氨苄西林过程中6-APA的溶解步骤。
中国专利(申请号：201510641504.6)报道了全水相直通制备阿莫西林或氨苄西林的方法。本发明中采用固定化青霉素G酰化酶(PGA-6)对青霉素G提取液进行裂解，得到的裂解液经过酸化，使得苯乙酸和6-APA得以分离。将含有6-APA的水相用F-Z-001大孔吸附树脂处理，去除水相中残留的苯乙酸。用该水相与D-对羟基苯甘氨酸甲酯或D-苯甘氨酸甲酯在阿莫西林合成酶的作用下，合成阿莫西林或氨苄西林。
用直通工艺合成氨苄西林存在：(1)由裂解液经萃取后所得6-APA溶解液中残留的苯乙酸对合成酶酶活存在抑制作用，(2)6-APA溶解液中6-APA的浓度较低，(3)由滤液经过直通工艺制备6-APA，所得的萃取水相中含有一定量的有色杂质，会对氨苄西林的产品质量产生影响等问题。使得直通法合成氨苄西林的工艺在生产上难以得到应用。
发明内容
为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法，该方法具有易于产业化等优点。
本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的。
一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法，包括如下步骤：
(1)青霉素钾裂解
称取10kg青霉素钾，加入一定量的纯化水，使得青霉素钾的浓度为6-12％，然后加入一定量的青霉素G酰化酶，酶活为150-160u/g，加酶量为0.09-0.11Mu/十亿青霉素效价；开启搅拌，向料液中加入2.5-3.5mol/L氨水，控制料液的pH为7.80-8.50，控制反应温度为27-35℃；在不加氨水的条件下，料液的pH在5-10min内保持不变，停止反应，将料液与青霉素G酰化酶分离，得到青霉素钾裂解液；
(2)萃取
将步骤(1)所得的青霉素钾裂解液进行降温，当温度降至2-15℃时，向青霉素钾裂解液中加入二氯甲烷，二氯甲烷的温度低于5℃，二氯甲烷的加入量(mL)为青霉素钾裂解液体积(mL)的30-100％，搅拌条件下，加入质量浓度为20-30％盐酸，调节料液的pH为0.8-1.5，搅拌5min，静止分相，分出二氯甲烷相，该二氯甲烷相用于回收苯乙酸；向所得水相中加入二氯甲烷，二氯甲烷的温度低于5℃，二氯甲烷的加入量(mL)为青霉素钾裂解液体积(mL)的30-100％，进行二次萃取和三次萃取，最终得到含有6-APA的萃取水相；
(3)碱化
向步骤(2)所得萃取水相中加入质量浓度为10-20％氨水，调节料液的pH为6.5-8.0；
(4)脱溶媒
在室温条件下，将步骤(3)所得碱化后的萃取水相减压脱除残留的二氯甲烷，真空度≥0.085MPa，脱除15-30min；
(5)纳滤浓缩
将步骤(4)所得脱溶媒的萃取水相进行纳滤浓缩，进膜压力≤3.0MPa，温度为5-15℃，浓缩倍数为2.0-2.5倍，纳滤膜的截留分子量为200，得纳滤浓缩液，备用；
(6)酶合成
称取一定量的D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐，向其中加入1L步骤(5)所得的纳滤浓缩液，搅拌均匀，将该混合物投入到装有阿莫西林合成酶的反应罐中，D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐与6-APA的投料摩尔比为1.02；反应罐投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.0-1.8倍；开启搅拌，控制料液温度为15-21℃，用质量浓度为6-10％氨水和质量浓度为10-20％盐酸控制料液的pH为6.10-6.40；反应过程中检测料液中6-APA的浓度，当6-APA的浓度低于1.0g/L时，停止反应，将料液与酶进行分离，得到氨苄西林粗品；
(7)酸化溶解
在搅拌下，向氨苄西林粗品中加入质量浓度为20-30％盐酸，使氨苄西林完全溶解，料液pH为0.8-1.2，过滤；
(8)结晶
在降温条件下，向氨苄西林溶解液中加入质量浓度为6-10％氨水，控制料液pH为4.8-5.2，在降温的条件下养晶90-120min；
(9)抽滤、洗涤和干燥
对氨苄西林结晶液进行抽滤，分别用纯化水和丙酮进行洗涤，然后将阿莫西林湿粉置于真空干燥箱中进行干燥，温度为40-60℃，真空度≥0.085MPa，干燥结束后，得到氨苄西林干粉。
上述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，所述步骤(1)中，裂解时青霉素钾的浓度为8-10％，裂解时控制料液的pH为8.0-8.2，控制料液的温度为28-32℃。
上述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，所述步骤(2)中，萃取过程中二氯甲烷的加入量为裂解液体积的50％，萃取3次，所用盐酸浓度为30％，料液温度降温至2-5℃。
上述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，所述步骤(3)中，碱化过程所用氨水浓度为20％，调节料液的pH为7.0-7.5。
上述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，所述步骤(5)中，料液温度控制在5-10℃。
上述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，所述步骤(6)中，在氨苄西林合成过程中，投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.5-1.8倍，反应温度为19-21℃，反应pH为6.20-6.40。
本发明针对直通法合成氨苄西林存在的上述问题，提供了一种低成本合成氨苄西林的直通工艺，即由青霉素钾制备氨苄西林的方法。本发明所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，用工业盐进行裂解，得到的裂解液中有色杂质较少，保证了氨苄西林的产品质量。选用二氯甲烷对裂解液进行萃取，进行多次萃取，降低萃取水相中苯乙酸的残留，减轻苯乙酸对合成酶的抑制作用。同时由于二氯甲烷的沸点较低，可以在较低的温度下将其脱除，避免较高温度下6-APA的降解，同时避免溶媒残留对酶活的影响。低浓度的6-APA萃取液可以用纳滤膜进行浓缩，提高6-APA溶解液的浓度，以满足氨苄西林合成对6-APA浓度的要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：克服了由裂解液经萃取后所得6-APA溶解液中残留的苯乙酸对合成酶酶活存在抑制作用，6-APA溶解液中6-APA的浓度高，萃取过程中有色杂质少不影响氨苄西林产品的质量，易于在生产上得到应用。
附图说明
图1为由由青霉素钾制备氨苄西林的工艺流程。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1本发明所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法
(1)青霉素钾裂解
称取10kg青霉素钾，加入100L的纯化水，搅拌，溶解，使得青霉素钾完全溶解，质量浓度为10％，然后加入11.72kg青霉素G酰化酶，酶活为150u/g；开启搅拌，向料液中加入3.0mol/L氨水，控制料液的pH为8.0，控制反应温度为30℃，反应48min，停止反应，将料液与青霉素G酰化酶分离，得到青霉素钾裂解液125L，取样测定6-APA浓度为45.82g/L，苯乙酸浓度为28.73g/L，裂解收率为98.73％；
(2)萃取
将步骤(1)所得的青霉素钾裂解液进行降温，当温度降至5℃时，向青霉素钾裂解液中加入二氯甲烷63L，二氯甲烷的温度为5℃，搅拌条件下，加入质量浓度为30％盐酸，调节料液的pH为0.95，搅拌5min，静止分相，分出二氯甲烷相，该二氯甲烷相用于回收苯乙酸；向所得水相中加入二氯甲烷，进行二次萃取和三次萃取，每次二氯甲烷的加量均为63L，二氯甲烷的温度为5℃，最终得到含有6-APA的萃取水相；
(3)碱化
向步骤(2)所得萃取水相中加入质量浓度为20％氨水，调节料液的pH为7.05；
(4)脱溶媒
在室温条件下，将步骤(3)所得碱化后的萃取水相减压脱除残留的二氯甲烷，真空度为0.086MPa，脱除30min，得到料液体积为137.5L，取样测定6-APA浓度为41.22g/L，苯乙酸浓度为0.18g/L，从裂解液到脱溶媒后6-APA溶解液的收率为98.96％；
(5)纳滤浓缩
将步骤(4)所得脱溶媒的萃取水相进行纳滤浓缩，进膜压力3.0MPa，温度为10℃，浓缩倍数为2.0倍，纳滤膜的截留分子量为200，得纳滤浓缩液68.4L，备用，所得纳滤浓缩液中6-APA浓度为81.44g/L，纳滤浓缩过程中6-APA收率为98.25％；
(6)酶合成
称取D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐77.30g，向其中加入1L步骤(5)所得的纳滤浓缩液，搅拌均匀，将该混合物投入到装有阿莫西林合成酶的反应罐中；反应罐投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.8倍；开启搅拌，控制料液温度为20℃，用质量浓度为10％氨水和质量浓度为20％盐酸控制料液的pH为6.20-6.40；反应过程中检测料液中6-APA的浓度，当6-APA的浓度低于1.0g/L时，停止反应，将料液与酶进行分离，得到氨苄西林粗品；
(7)酸化溶解
在搅拌下，向氨苄西林粗品中加入质量浓度为20％盐酸，使氨苄西林完全溶解，料液pH为1.02，过滤；
(8)结晶
在降温条件下，向氨苄西林溶解液中加入质量浓度为10％氨水，控制料液pH为4.87，在降温的条件下养晶90min；
(9)抽滤、洗涤和干燥
对氨苄西林结晶液进行抽滤，分别用纯化水和丙酮进行洗涤，纯化水和丙酮的用量分别为500mL和500mL，然后将氨苄西林湿粉置于真空干燥箱中进行干燥，温度为50℃，真空度为0.085MPa，干燥结束后，得到氨苄西林干粉134.55g。从6-APA纳滤浓缩液到氨苄西林的收率为88.54％，从青霉素钾到氨苄西林的总收率为84.99％，所得氨苄西林的产品质量见表1。由青霉素钾根据直通工艺所得氨苄西林的产品质量符合质量标准。
表1本发明制备的氨苄西林的产品质量
实施例2本发明所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法
(1)青霉素钾裂解
称取10kg青霉素钾，加入125L的纯化水，搅拌，溶解，使得青霉素钾完全溶解，质量浓度为8％，然后加入11.72kg青霉素G酰化酶，酶活为150u/g；开启搅拌，向料液中加入3.0mol/L氨水，控制料液的pH为8.2，控制反应温度为28℃，反应48min，停止反应，将料液与青霉素G酰化酶分离，得到青霉素钾裂解液160L，取样测定6-APA浓度为35.81g/L，苯乙酸浓度为22.58g/L，裂解收率为98.68％；
(2)萃取
将步骤(1)所得的青霉素钾裂解液进行降温，当温度降至2℃时，向青霉素钾裂解液中加入二氯甲烷80L，二氯甲烷的温度为5℃，搅拌条件下，加入质量浓度为20％盐酸，调节料液的pH为1.05，搅拌5min，静止分相，分出二氯甲烷相，该二氯甲烷相用于回收苯乙酸；向所得水相中加入二氯甲烷，进行二次萃取和三次萃取，每次二氯甲烷的加量均为80L，二氯甲烷的温度为5℃，最终得到含有6-APA的萃取水相；
(3)碱化
向步骤(2)所得萃取水相中加入质量浓度为10％氨水，调节料液的pH为7.25；
(4)脱溶媒
在室温条件下，将步骤(3)所得碱化后的萃取水相减压脱除残留的二氯甲烷，真空度≥0.085MPa，脱除15min，得到料液体积为178L，取样测定6-APA浓度为31.88g/L，苯乙酸浓度为0.14g/L，从裂解液到脱溶媒后6-APA溶解液的收率为99.04％；
(5)纳滤浓缩
将步骤(4)所得脱溶媒的萃取水相进行纳滤浓缩，进膜压力3.0MPa，温度为10℃，浓缩倍数为2.5倍，纳滤膜的截留分子量为200，得纳滤浓缩液70L，备用，所得纳滤浓缩液中6-APA浓度为79.85g/L，纳滤浓缩过程中6-APA收率为98.50％；
(6)酶合成
称取D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐75.79g，向其中加入1L步骤(5)所得的纳滤浓缩液，搅拌均匀，将该混合物投入到装有阿莫西林合成酶的反应罐中；反应罐投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.0倍；开启搅拌，控制料液温度为19-21℃，用质量浓度为6％氨水和质量浓度为10％盐酸控制料液的pH为6.20-6.40；反应过程中检测料液中6-APA的浓度，当6-APA的浓度低于1.0g/L时，停止反应，将料液与酶进行分离，得到氨苄西林粗品；
(7)酸化溶解
在搅拌下，向氨苄西林粗品中加入质量浓度为30％盐酸，使氨苄西林完全溶解，料液pH为1.2，过滤；
(8)结晶
在降温条件下，向氨苄西林溶解液中加入质量浓度为6％氨水，控制料液pH为4.90，在降温的条件下养晶120min；
(9)抽滤、洗涤和干燥
对氨苄西林结晶液进行抽滤，分别用纯化水和丙酮进行洗涤，纯化水和丙酮的用量分别为500mL和500mL，然后将氨苄西林湿粉置于真空干燥箱中进行干燥，温度为50℃，真空度为0.085MPa，干燥结束后，得到氨苄西林干粉131.41g。从6-APA纳滤浓缩液到氨苄西林的收率为88.19％，从青霉素钾到氨苄西林的总收率为84.90％，所得氨苄西林的产品质量见表2。由青霉素钾根据直通工艺所得氨苄西林的产品质量符合质量标准。
表2本发明制备的氨苄西林的产品质量
本发明所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，青霉素钾在青霉素酰化酶的作用下裂解为6-APA和苯乙酸，将该裂解液用二氯甲烷萃取，使得6-APA与苯乙酸分离。萃取水相加入氨水，将料液pH调为中性，脱除二氯甲烷，所得的料液进行纳滤浓缩，浓缩液与D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐在阿莫西林合成酶的作用下合成氨苄西林。克服了由裂解液经萃取后所得6-APA溶解液中残留的苯乙酸对合成酶酶活存在抑制作用，6-APA溶解液中6-APA的浓度高，萃取过程中有色杂质少不影响氨苄西林产品的质量，易于在生产上得到应用。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出的若干改进、润饰、等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)青霉素钾裂解
称取10kg青霉素钾，加入一定量的纯化水，使得青霉素钾的浓度为6-12％，然后加入一定量的青霉素G酰化酶，酶活为150-160u/g，加酶量为0.09-0.11Mu/十亿青霉素效价；开启搅拌，向料液中加入2.5-3.5mol/L氨水，控制料液的pH为7.80-8.50，控制反应温度为27-35℃；在不加氨水的条件下，料液的pH在5-10min内保持不变，停止反应，将料液与青霉素G酰化酶分离，得到青霉素钾裂解液；
(2)萃取
将步骤(1)所得的青霉素钾裂解液进行降温，当温度降至2-15℃时，向青霉素钾裂解液中加入二氯甲烷，二氯甲烷的温度低于5℃，二氯甲烷的加入量mL为青霉素钾裂解液体积mL的30-100％，搅拌条件下，加入质量浓度为20-30％盐酸，调节料液的pH为0.8-1.5，搅拌5min，静止分相，分出二氯甲烷相，该二氯甲烷相用于回收苯乙酸；向所得水相中加入二氯甲烷，二氯甲烷的温度低于5℃，二氯甲烷的加入量mL为青霉素钾裂解液体积mL的30-100％，进行二次萃取和三次萃取，最终得到含有6-APA的萃取水相；
(3)碱化
向步骤(2)所得萃取水相中加入质量浓度为10-20％氨水，调节料液的pH为6.5-8.0；
(4)脱溶媒
在室温条件下，将步骤(3)所得碱化后的萃取水相减压脱除残留的二氯甲烷，真空度≥0.085MPa，脱除15-30min；
(5)纳滤浓缩
将步骤(4)所得脱溶媒的萃取水相进行纳滤浓缩，进膜压力≤3.0MPa，温度为5-15℃，浓缩倍数为2.0-2.5倍，纳滤膜的截留分子量为200，得纳滤浓缩液，备用；
(6)酶合成
称取一定量的D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐，向其中加入1L步骤(5)所得的纳滤浓缩液，搅拌均匀，将该混合物投入到装有阿莫西林合成酶的反应罐中，D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐与6-APA的投料摩尔比为1.02；反应罐投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.0-1.8倍；开启搅拌，控制料液温度为15-21℃，用质量浓度为6-10％氨水和质量浓度为10-20％盐酸控制料液的pH为6.10-6.40；反应过程中检测料液中6-APA的浓度，当6-APA的浓度低于1.0g/L时，停止反应，将料液与酶进行分离，得到氨苄西林粗品；
(7)酸化溶解
在搅拌下，向氨苄西林粗品中加入质量浓度为20-30％盐酸，使氨苄西林完全溶解，料液pH为0.8-1.2，过滤；
(8)结晶
在降温条件下，向氨苄西林溶解液中加入质量浓度为6-10％氨水，控制料液pH为4.8-5.2，在降温的条件下养晶90-120min；
(9)抽滤、洗涤和干燥
对氨苄西林结晶液进行抽滤，分别用纯化水和丙酮进行洗涤，然后将阿莫西林湿粉置于真空干燥箱中进行干燥，温度为40-60℃，真空度≥0.085MPa，干燥结束后，得到氨苄西林干粉。
2.根据权利要求1所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，裂解时青霉素钾的浓度为8-10％，裂解时控制料液的pH为8.0-8.2，控制料液的温度为28-32℃。
3.根据权利要求1所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，萃取过程中二氯甲烷的加入量为裂解液体积的50％，萃取3次，所用盐酸浓度为30％，料液温度降温至2-5℃。
4.根据权利要求1所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，碱化过程所用氨水浓度为20％，调节料液的pH为7.0-7.5。
5.根据权利要求1所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，料液温度控制在5-10℃。
6.根据权利要求1所述由青霉素钾制备氨苄西林的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，在氨苄西林合成过程中，投入阿莫西林合成酶的重量为6-APA重量的1.5-1.8倍，反应温度为19-21℃，反应pH为6.20-6.40。
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