CN107604037B - 一种生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，制备头孢克洛粗品和酶反应母液；向酶反应母液中加入β‑萘酚得到β‑萘酚头孢克洛复合物；向β‑萘酚头孢克洛复合物中加入乙酸乙酯以及加入水或酶反应母液，调整pH得到水相；向头孢克洛粗品中加入水或酶反应母液，调整pH得到头孢克洛粗品溶液；将水相和头孢克洛粗品溶液合并后，进行脱色、过滤、调节pH、养晶、过滤、洗涤、真空干燥得到头孢克洛。本发明可根据需要得到头孢克洛粒度关键指标D90在40～90微米之间的成品头孢克洛，以满足头孢克洛不同剂型对粒度的要求，用粒度仪测得不同条件下粒径的数据呈现不同的大小范围，且均呈正态分布，并且结晶收率可以达到90%以上。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种生物酶法合成头孢克洛粒度控制方法。
背景技术
头孢克洛是美国礼来公司于20世纪80年代初开发的第二代口服广谱头孢类抗生素。近年随着生物技术的不断进步，生物酶催化技术合成头孢克洛日趋成熟并逐渐代替以前化学合成方法。生物酶法有比化学法合成更低的成本，更好的质量和环境友好的特点。生物酶法合成头孢克洛过程所得的头孢克洛由于是在酶存在条件下催化合成，过程中不断生成头孢克洛结晶出来，由于夹杂酶的碎片以及合成侧链，所得头孢克洛粗品必须经过进一步的精制才能符合药用要求。另外，头孢克洛是属于口服抗生素，可以制成不同的剂型如片剂，胶囊、缓释片或干混悬剂，不同的剂型对头孢克洛需要不同的粒度大小，而201310525754.4公开的生物酶法合成头孢克洛的专利中，头孢克洛的粒径较为单一，不能满足各种剂型的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以控制头孢克洛粒度大小以满足各种剂型要求的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，更适合制剂产业化生产。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，包括如下步骤：
步骤（1）、在固定化酶存在下，用7-氨基-3-氯代头孢烷酸和D-苯甘氨酸衍生物进行酶催化合成得到头孢克洛粗品和酶反应母液；
步骤（2）、在0~20℃下，向所述的酶反应母液中加入β-萘酚，搅拌反应1~4小时，分离、洗涤、干燥得到β-萘酚头孢克洛复合物；
步骤（3）、向所述的β-萘酚头孢克洛复合物中加入乙酸乙酯以及加入水或所述的酶反应母液，控制温度为0~20℃，用盐酸调整pH为0.2~0.8，然后经搅拌、提取、分层得到水相；
步骤（4）、向所述的头孢克洛粗品中加入水或所述的酶反应母液，控制温度为0~20℃，用盐酸调整pH为0.2~0.8，得到头孢克洛粗品溶液；
步骤（5）、将所述的水相和所述的头孢克洛粗品溶液合并后，采用活性炭进行脱色，然后经过滤得到滤液，控制温度为0~25℃，向所述的滤液中加入碱液调节pH至0.7~1.5，加入晶种进行养晶，然后调节pH至3.65~3.85，降温至0~5℃进行养晶，然后经过滤、洗涤、真空干燥得到头孢克洛。
优选地，步骤（2）中，所述的β-萘酚头孢克洛复合物中头孢克洛的质量含量为60~72%。
优选地，步骤（2）中采用丙酮洗涤。
优选地，步骤（3）中，所述的乙酸乙酯的投料质量为所述的β-萘酚头孢克洛复合物重量的2~10倍。
优选地，步骤（3）中，每1g所述的β-萘酚头孢克洛复合物加入3~6mL所述的水或所述的酶反应母液。
优选地，步骤（4）中，每1g所述的头孢克洛粗品加入3~6mL所述的水或所述的酶反应母液。
优选地，步骤（5）中，控制所述的头孢克洛在所述的水相和所述的头孢克洛粗品溶液合并后的溶液中的质量浓度为8%~20%。
优选地，步骤（5）中，向所述的滤液中加入甲醇或乙醇，然后再用所述的碱液调节pH，所述的甲醇或乙醇的投料体积为所述的滤液的体积的5%~20%。
优选地，步骤（5）中，脱色时间为0.5~1.5h。
优选地，步骤（5）中，所述的碱液为质量浓度为5%~10%的氨水、质量浓度为5%~10%的碳酸钠溶液或质量浓度为5%~8%的碳酸氢钠溶液。
优选地，步骤（5）中，加入晶种后，养晶0.5~1.5h，然后间隔5~10min上调pH0.1~0.15，直至pH至3.65~3.85，然后降温至0~5℃进行养晶0.5~1.5h，然后经过滤、0~5℃的冷水洗涤、55~65℃下真空干燥得到头孢克洛。
优选地，控制加入晶种时的pH为0.85~1.2。
优选地，步骤（5）中，控制养晶温度为0~20℃，进一步优选地为5~15℃。
优选地，步骤（3）中的盐酸的质量浓度为10%~35%。
优选地，步骤（4）中的盐酸的质量浓度为10%~35%。
本发明中，步骤（1）的具体制备方法参见201310525754.4，具体为：在固定化酶存在的条件下，用7-氨基-3-氯代头孢烷酸（7-ACCA）和活性形式的D-苯甘氨酸衍生物进行酶催化合成得到含有头孢克洛晶体的酶催化反应液，酶催化合成反应的pH值为5.5~7.5，酶催化合成反应的温度为10~35℃，固定化酶的粒径为200~500微米；再酶催化合成反应的过程中，间断地或者连续地蒋酶促反应液首先过125~150微米的筛网，筛上物返回至酶催化反应体系中，筛下物再经过滤后得到滤出物和滤液，滤液返回至酶催化反应体系中，滤出物即为头孢克洛粗品；再酶催化反应结束后，将固定化酶从酶促反应液中分离出来得到固定化酶和酶反应母液。
由于上述技术方案的使用，本发明与现有技术相比，具有如下优势：
本发明可根据需要得到头孢克洛粒度关键指标D90在40～90微米之间的成品头孢克洛，以满足头孢克洛不同剂型对粒度的要求，用粒度仪测得不同条件下粒径的数据呈现不同的大小范围，且均呈正态分布，并且结晶收率可以达到90%以上。
附图说明
图1为实施例2的粒径分布图；
图2为实施例3的粒径分布图；
图3为实施例4的粒径分布图；
图4为实施例5的粒径分布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述
实施例1、头孢克洛粗品、酶反应母液、β-萘酚头孢克洛复合物的制备：根据发明人已授权专利（专利号：CN201310525754.4）公开的方法进行制备
在100L酶反应器中投入2.5kg已经溶清的7-ACCA溶解液和已经活化的3.0kg头孢克洛固定化酰化酶，控制温度12~15℃，加入2.8kg D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐水溶液，通过pH值自动控制装置，控制酶促反应体系的pH值恒定再6.5~6.8，每间隔30min分离一次固定化酶和反应生成的头孢克洛，分离方法为首先将酶促反应液过125微米的筛网，筛下物再经过滤后得到滤出物和滤液，滤液洗涤滤出物一次然后循环回酶反应器中，收集滤出物即头孢克洛粗品，循环多次，至3~4小时，测终点，当7-ACCA残留合格后，分离、洗涤固定化酶，得到头孢克洛粗品4.8kg（水份25%）和酶反应母液，酶反应母液转入50L反应釜中，加入600g β-萘酚，得到β-萘酚头孢克洛复合物800g（头孢克洛含量66.5%）。
实施例2、一种生物酶法合成头孢克洛粒度控制方法
取上述40gβ-萘酚头孢克洛复合物加入500ml三口瓶中，加入水150ml和150ml乙酸乙酯，控制10~15℃，滴加质量浓度为15%的盐酸至溶清、搅拌、提取、分层，水相保存待用。在另一个1000ml三口瓶中个，加入上述头孢克洛粗品60g，250ml水，控制温度5~10℃，滴加质量浓度为15%的 HCL，搅拌溶解，pH=0.52,溶清后，合并上述β-萘酚头孢克洛复合物提取液，加入活性碳2g，脱色1小时，过滤，20ml水洗涤，滤液转入1000ml三口瓶中，加入25ml甲醇，控制温度12~15℃，滴加质量浓度为5%的氨水溶液，当pH=0.85时，加入晶种，调慢搅拌速度，养晶1小时后，每间隔10分钟调pH值上升0.15，直至pH值调至3.65~3.85时，降温至0~5℃，养晶1小时，过滤，冷水洗涤，60℃真空干燥至水分合格，得到头孢克洛65g，收率91%。粒度分布如图1所示。
实施例3：一种生物酶法合成头孢克洛粒度控制方法
取上述30gβ-萘酚头孢克洛复合物，加入到500ml三口瓶中，加入水120ml和150ml乙酸乙酯，控制温度5~10℃，滴加质量浓度为15%的HCL溶液至溶清，搅拌提取、分层，水相留用。
在另一个1000ml三口瓶中加入上述头孢克洛粗品60g、加300ml水，控温0~5℃，滴加质量浓度为35%的HCL溶液，搅拌溶解，pH=0.55溶清，合并上述β-萘酚头孢克洛提取液，加入2g活性碳脱色1小时，过滤，20ml水洗涤，滤液转入1000ml三口瓶中控温10~15℃，滴加质量浓度为6%的碳酸钠溶液，当pH=0.95时，加入晶种，调慢搅拌速度，养晶1小时，每间隔5分钟调节pH上升0.1，梯度调节pH至3.65~3.85时，降温至0~5℃，养晶1小时，过滤，冷水洗涤，60真空干燥至水分合格，得头孢克洛59.5g收率91.6%。粒度分布如图2所示。
实施例4、一种生物酶法合成头孢克洛粒度控制方法
取上述30gβ-萘酚头孢克洛复合物加入500ml三口瓶中，加入水100ml和100ml乙酸乙酯，控制5~10℃，滴加质量浓度为10%的盐酸至溶清、搅拌、提取、分层，水相保存待用。在另一个1000ml三口瓶中个，加入上述头孢克洛粗品60g，230ml酶反应母液，控制温度5~10℃，滴加质量浓度为15%的 HCL，搅拌溶解，pH=0.55,溶清后，合并上述β-萘酚头孢克洛复合物提取液，加入活性碳2g，脱色1小时，过滤，20ml水洗涤，滤液转入1000ml三口瓶中，加入40ml乙醇，控制温度8~12℃，滴加质量浓度为8%的氨水溶液，当pH=1.0时，加入晶种，调慢搅拌速度，养晶1小时后，每间隔10分钟调pH值上升0.12，直至pH值调至3.65~3.85时，降温至0~5℃，养晶1小时，过滤，冷水洗涤，60℃真空干燥至水分合格，得到头孢克洛59.7g，收率92%。粒度分布如图3所示。
实施例5、一种生物酶法合成头孢克洛粒度控制方法
取上述30gβ-萘酚头孢克洛复合物，加入到500ml三口瓶中，加入水120ml和120ml乙酸乙酯，控制温度5~10℃，滴加质量浓度为15%的HCL溶液至溶清，搅拌提取、分层，水相留用。
在另一个1000ml三口瓶中加入上述头孢克洛粗品50g、加200ml水，控温0~5℃，滴加质量浓度为15%的HCL溶液，搅拌溶解，pH=0.55溶清，合并上述β-萘酚头孢克洛提取液，加入2g活性碳脱色1小时，过滤，50ml水洗涤，滤液转入1000ml三口瓶中控温10~15℃，加50ml乙醇，滴加质量浓度为5%的氨水溶液，当pH=1.2时，加入晶种，调慢搅拌速度，养晶1小时，每间隔5分钟调节pH上升0.1，梯度调节pH至3.65~3.85时，降温至0~5℃，养晶1小时，过滤，冷水洗涤，60真空干燥至水分合格，得头孢克洛51.7g收率90%。粒度分布如图4所示。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、在固定化酶存在下，用7-氨基-3-氯代头孢烷酸和D-苯甘氨酸衍生物进行酶催化合成得到头孢克洛粗品和酶反应母液；
步骤（2）、在0~20℃下，向所述的酶反应母液中加入β-萘酚，搅拌反应1~4小时，分离、洗涤、干燥得到β-萘酚头孢克洛复合物；
步骤（3）、向所述的β-萘酚头孢克洛复合物中加入乙酸乙酯以及加入水或所述的酶反应母液，控制温度为0~20℃，用盐酸调整pH为0.2~0.8，然后经搅拌、提取、分层得到水相；
步骤（4）、向所述的头孢克洛粗品中加入水或所述的酶反应母液，控制温度为0~20℃，用盐酸调整pH为0.2~0.8，得到头孢克洛粗品溶液；
步骤（5）、将所述的水相和所述的头孢克洛粗品溶液合并后，采用活性炭进行脱色，然后经过滤得到滤液，控制温度为0~25℃，向所述的滤液中加入甲醇或乙醇，然后再用碱液调节pH至0.7~1.5，所述的甲醇或乙醇的投料体积为所述的滤液的体积的5%~20%，然后加入晶种进行养晶，然后调节pH至3.65~3.85，降温至0~5℃进行养晶，然后经过滤、洗涤、真空干燥得到头孢克洛。
2.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的β-萘酚头孢克洛复合物中头孢克洛的质量含量为60~72%。
3.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的乙酸乙酯的投料质量为所述的β-萘酚头孢克洛复合物重量的2~10倍。
4.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（3）中，每1g所述的β-萘酚头孢克洛复合物加入3~4mL所述的水或所述的酶反应母液。
5.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（4）中，每1g所述的头孢克洛粗品加入3~5mL所述的水或所述的酶反应母液。
6.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（5）中，控制所述的头孢克洛在所述的水相和所述的头孢克洛粗品溶液合并后的溶液中的质量浓度为8%~20%。
7.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（5）中，脱色时间为0.5~1.5h。
8.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（5）中，所述的碱液为质量浓度为5%~10%的氨水、质量浓度为5%~10%的碳酸钠溶液或质量浓度为5%~8%的碳酸氢钠溶液。
9.根据权利要求1所述的生物酶法合成头孢克洛的粒度控制方法，其特征在于：步骤（5）中，加入晶种后，养晶0.5~1.5h，然后间隔5~10min上调pH0.1~0.15，直至pH至3.65~3.85，然后降温至0~5℃进行养晶0.5~1.5h，然后经过滤、0~5℃的冷水洗涤、55~65℃下真空干燥得到头孢克洛。
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