CN107501296B - 从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，是采用大孔树脂，对降温后的头孢丙烯结晶母液进行吸附、脱附与析晶处理，回收纯化的头孢丙烯。获得的回收方法，利用大孔树脂，结合特定pH、温度与流速的吸附条件，与特定解析液，一定pH、温度与流速的脱附条件的配合，使头孢丙烯结晶母液中残留的头孢丙烯被大孔树脂有效吸附、高效脱附，进行回收，最后解析液经脱色、析晶、抽滤与干燥，得到高纯度、且符合合格品标准要求的头孢丙烯产品。本发明的回收方法，回收率高，且操作简便、成本低廉、绿色安全，经回收处理后的结晶母液中头孢丙烯残留≤1mg/ml，能够有效降低废水COD值，降低环保压力和废水处理成本，具有显著的经济和社会效益。

Description

从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法
技术领域
本发明涉及头孢丙烯回收技术领域，尤其涉及一种从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法。
背景技术
头孢丙烯，化学名(6R,7R)-7-[(R)-2-氨基-2-(对羟基-苯基)乙酰氨基]-8-氧代-3-丙烯-5-硫杂-1-氮杂双环-(4,2,0)辛-2-烯-2-羧酸一水合物，为第二代头孢菌素类抗生素，具有广谱抗菌作用，其对革兰阳性需氧菌中的金黄色葡萄球菌(包括产β内酰胺酶菌株)、肺炎链球菌、化脓性链球菌的作用明显，对坚忍肠球菌、单核细胞增多性李斯特菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌、Warnei葡萄球菌具有一定抑制作用。临床用于敏感菌所致上呼吸道感染(如咽炎、扁桃体炎)、下呼吸道感染(急性支气管炎、慢性支气管炎急性发作、肺炎)、无合并症的皮肤及软组织感染等。因其优良的抗菌选择性、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。
国内头孢丙烯已基本实现酶法生产，其工艺路线为7-APRA与D-对羟基苯甘氨酸甲酯在青霉素酰化酶作用下生成头孢丙烯，待反应液与青霉素酰化酶分离后，结晶得到头孢丙烯和大量的结晶母液。该结晶母液中残留有一定量的头孢丙烯，如果不加以回收而直接排放至环保处理，不仅造成巨大浪费，还会产生巨大COD对环保造成压力，同时显著增加环保处理费用。现有技术中从结晶母液回收孢丙烯的方法一般需使用大量试剂经过一系列提取、纯化步骤来完成，如中国专利ZL201210383705.7，其回收操作繁杂，而且需使用的有机溶剂种类多、用量大，相应的给溶剂回收处理及环境保护都带来麻烦，因此需要更优化的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的技术，以简化操作，降低生产成本，提供更安全、绿色的生产。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，通过利用大孔树脂，对结晶母液残留的头孢丙烯进行有效吸附、高效脱附，获得高收率、高纯度、且符合合格品标准要求的头孢丙烯产品。
为实现上述目的，本发明的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，采用大孔树脂，对降温后的头孢丙烯结晶母液进行吸附、脱附与析晶处理，回收纯化的头孢丙烯，该方法包括以下步骤：
a、吸附：获取头孢丙烯结晶母液，在2-15℃条件下，调节结晶母液pH至6.0-8.0，然后以0.2-3.0BV/h的流速使结晶母液通过大孔树脂进行头孢丙烯的吸附，当流出液中头孢丙烯浓度≥1mg/ml时，停止结晶母液的进样；
b、脱附：在5-20℃下，使用解析液以0.1-3.0BV/h的流速对步骤a的大孔树脂进行脱附，收集流出的解析液，至解析液中头孢丙烯浓度≤1.5mg/ml，停止解析液的进样；所述解析液为小分子醇溶液、乙腈溶液、丙酮溶液中的一种或几种的混合液；
c、析晶：将收集的解析液降温至2-10℃，然后经活性炭脱色后过滤，再调节pH至2.0-5.0进行析晶，最后抽滤、洗涤、干燥，得到的晶体即为纯度≥99.5％的头孢丙烯产品。
本发明的回收方法，是利用大孔树脂对头孢丙烯的有效吸附特性，实现从头孢丙烯结晶母液中对头孢丙烯的回收；在特定的pH、温度与流速的吸附条件下，结晶母液中残留的头孢丙烯主要被大孔树脂物理吸附，同时避免其它杂质在树脂孔隙中的吸附，使头孢丙烯得到纯化与富集；然后经过特定解析液，并在一定的pH、温度与流速的脱附条件下，使大孔树脂上吸附的头孢丙烯得到高效的脱附，进行对头孢丙烯的回收，最后将脱附后收集的解析液经脱色、析晶、抽滤与干燥，得到高纯度、且符合合格品标准要求的头孢丙烯产品，完成对头孢丙烯的有效回收。由于树脂的吸附与脱附属于可逆反应，在回收过程使吸附量和脱附量都达到最大才能获得较高的回收率，本发明通过使用大孔树脂与头孢丙烯匹配，同时配合吸附与脱附条件，在各因素的综合下，得到了高回收率、且头孢丙烯回收纯度高的回收方法，而且操作简便、成本低廉、绿色安全，经回收处理后的结晶母液中头孢丙烯残留≤1mg/ml，能够有效降低废水COD值，降低环保压力和废水处理成本，具有显著的经济和社会效益。
作为对上述技术方案的限定，所述大孔树脂的型号为LSA-7、XDA-8、LX-17、LX-19、LX-38、LX-11、LSA DM-130、XDA-8、Amberlite XAD-4、D-101、D-101-I、DM-301、DM130中的一种。
经验证，采用西安蓝晓科技新材料股份有限公司的LSA-7、XDA-8、LX-17、LX-19、LX-38、LX-11、LSA DM-130、XDA-8和Amberlite XAD-4型树脂，以及天津浩聚树脂科技有限公司D-101、D-101-I、DM-301及DM130型树脂，可完成对头孢丙烯的回收。各树脂型号虽不同，仅是在处理量方面存在差异，对头孢丙烯的回收效果未见差异，都较好。
作为对上述技术方案的限定，所述头孢丙烯结晶母液降温至3-10℃。
作为对上述技术方案的限定，步骤a所述pH调节至6.5-7.5。
作为对上述技术方案的限定，步骤a所述头孢丙烯结晶母液的流速为0.5-2.5BV/h。
作为对上述技术方案的限定，步骤b所述解析液的流速为0.5-2.0BV/h。
作为对上述技术方案的限定，步骤b所述解析液的组成为解析液物质与水体积比(0.5-3.0):1；所述小分子醇溶液包括甲醇溶液、乙醇溶液、正丙醇溶液、异丙醇溶液中的至少一种。
作为对上述技术方案的限定，步骤c所述干燥条件为30-50℃下真空干燥。
进一步限定大孔树脂对头孢丙烯回收操作中结晶母液温度、最佳吸附pH、最佳吸附流速、解析液及浓度等条件，以利于有效保护头孢丙烯，同时提高头孢丙烯的回收率和回收纯度，获得更优异的回收方法。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，利用大孔树脂，结合特定pH、温度与流速的吸附条件，与特定解析液，一定pH、温度与流速的脱附条件的配合，使头孢丙烯结晶母液中残留的头孢丙烯被大孔树脂有效吸附、高效脱附，进行回收，最后解析液经脱色、析晶、抽滤与干燥，得到高纯度、且符合合格品标准要求的头孢丙烯产品。本发明的回收方法，回收率高，且操作简便、成本低廉、绿色安全，经回收处理后的结晶母液中头孢丙烯残留≤1mg/ml，能够有效降低废水COD值，降低环保压力和废水处理成本，具有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例涉及一种从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，具体操作步骤如下：
a、吸附：取头孢丙烯结晶母液，其中头孢丙烯含量为6000-35000mg/L，置于带夹套的反应釜中降温至3-10℃，然后用碱调节pH至6.0-8.0，在2-15℃下、以0.2-3.0BV/h的流速通过盛装有大孔树脂的带夹套玻璃吸附柱，进行头孢丙烯的吸附，当流出液中头孢丙烯浓度≥1mg/ml时，停止头孢丙烯结晶母液的进样；
b、脱附：在5-20℃下，使用解析液以0.1-3.0BV/h的流速对步骤a的大孔树脂进行脱附，收集流出的解析液，至解析液中头孢丙烯浓度≤1.5mg/ml，停止解析液的进样；所述解析液为小分子醇溶液、乙腈溶液、丙酮溶液中的一种或几种的混合液；
c、析晶：将收集的解析液降温至2-10℃，然后经活性炭脱色后过滤，再用酸调节pH至2.0-5.0进行析晶，最后抽滤、洗涤、30-50℃下真空干燥，得到的晶体即为纯度≥99.5％的头孢丙烯产品，其回收率≥90％。
按上述方法，在表1所示的不同实施例及对比例的具体操作条件参数下进行头孢丙烯的回收，并对比实施例与对比例的结果，回收结果如表2所示：
由表1结合表2可见，本发明的方法中，吸附条件与脱附条件的配合对于头孢丙烯的回收至关重要，利用大孔树脂对头孢丙烯的吸附特性，结合特定pH、温度与流速的吸附条件，与特定解析液，一定pH、温度与流速的脱附条件的配合，一步完成对头孢丙烯的回收与纯化，实现头孢丙烯结晶母液中头孢丙烯的高质回收，回收的头孢丙烯纯度≥99.5％，能直接作为成品应用，有效降低了生产成本。如对比例1中，在洗脱过程调大洗脱流速为5.0BV/h，头孢丙烯从大孔树脂中被很快洗脱，大量杂质同时被洗脱，导致回收的头孢丙烯纯度偏低；在对比例2中吸附和洗脱温度控制在较高温度(30℃)，同时洗脱流速控制为0.075BV/h，在此条件下头孢丙烯很难从大孔树脂洗脱，且头孢丙烯在较高温度下被大孔树脂长时间吸附会导致头孢丙烯降解，产生新的杂质，从而导致头孢丙烯回收量和品质的降低。
综上所述，本发明的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，利用大孔树脂，在特定吸附条件与脱附条件的配合下，使头孢丙烯结晶母液中残留的头孢丙烯被大孔树脂有效吸附、高效脱附，得到高纯度、且符合合格品标准要求的头孢丙烯产品。本发明的回收方法，回收率高，且实现了从头孢丙烯结晶母液对头孢丙烯的直接回收，不需经过化学试剂的转化、提取等步骤，操作简便、成本低廉、绿色安全；经回收处理后的结晶母液中头孢丙烯残留≤1mg/ml，能够有效降低废水COD值，降低环保压力和废水处理成本；另外，本发明对设备要求低，易于工业化应用，可实现头孢丙烯的绿色生产，具有显著的经济和社会效益。

Claims (8)

1.一种从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：采用大孔树脂，对降温后的头孢丙烯结晶母液进行吸附、脱附与析晶处理，回收纯化的头孢丙烯，该方法包括以下步骤：
a、吸附：获取头孢丙烯结晶母液，在2-15℃条件下，调节结晶母液pH至6.0-8.0，然后以0.2-3.0BV/h的流速使结晶母液通过大孔树脂进行头孢丙烯的吸附，当流出液中头孢丙烯浓度≥1mg/ml时，停止结晶母液的进样；
b、脱附：在5-20℃下，使用解析液以0.1-3.0BV/h的流速对步骤a的大孔树脂进行脱附，收集流出的解析液，至解析液中头孢丙烯浓度≤1.5mg/ml，停止解析液的进样；所述解析液为小分子醇溶液、乙腈溶液、丙酮溶液中的一种或几种的混合液，所述小分子醇溶液选自甲醇溶液、乙醇溶液、正丙醇溶液、异丙醇溶液中的至少一种；
c、析晶：将收集的解析液降温至2-10℃，然后经活性炭脱色后过滤，再调节pH至2.0-5.0进行析晶，最后抽滤、洗涤、干燥，得到的晶体即为纯度≥99.5％的头孢丙烯产品。
2.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：所述大孔树脂的型号为LSA-7、XDA-8、LX-17、LX-19、LX-38、LX-11、Amberlite XAD-4、D-101、D-101-I、DM-301、DM130中的一种。
3.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：所述头孢丙烯结晶母液降温至3-10℃。
4.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤a所述pH调节至6.5-7.5。
5.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤a所述头孢丙烯结晶母液的流速为0.5-2.5BV/h。
6.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤b所述解析液的流速为0.5-2.0BV/h。
7.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤b所述解析液的组成为解析液物质与水体积比(0.5-3.0):1。
8.根据权利要求1所述的从头孢丙烯结晶母液回收头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤c所述干燥条件为30-50℃下真空干燥。
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