CN108690049A - 从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法 - Google Patents

从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及阿莫西林制备领域，公开了从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法，该方法包括：(1)在0‑10℃的温度条件下，将所述反应产物通过40‑100目的筛网，得到含有阿莫西林的滤出液和含有酶的截留物；(2)将所述滤出液的pH用酸调节至0.5‑2进行溶清，溶清后进行固液分离，得到含有阿莫西林的液相；(3)将所述液相的pH用碱调节至3.5‑5.5进行结晶，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。通过本发明的方法制备的阿莫西林产品流动性好，且产品收率高。

Description

从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
技术领域
本发明涉及阿莫西林的制备领域，具体涉及一种从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法。
背景技术
阿莫西林化学名为(2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-[(R)-(－)-2-氨基-2-(4-羟基苯基)乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸三水合物，是一种最常用的半合成青霉素类广谱β-内酰胺类抗生素。
阿莫西林的制备方法包括化学合成法和酶促合成法。化学合成的方法存在反应步骤长，三废产生量高，过程大量使用化学溶剂的缺点。近年来随着绿色合成理念在药物制备工业中的普及应用和阿莫西林酶合成工艺水平的发展，酶法合成阿莫西林已经成为制备阿莫西林的主要方法。
酶法合成阿莫西林技术主要工艺路线为6-氨基青霉素烷酸(6-APA)与对羟基苯甘氨酸甲酯或其盐在合成用固定化青霉素酰化酶的催化作用下合成阿莫西林，再经过分离纯化、结晶、干燥后得到阿莫西林成品。
然而，在酶法合成阿莫西林实践中仍存在一些问题，如专利CN102660621A提供了6-APA与D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐合成阿莫西林的工艺方法，但该方法最终产品收率较低，且流动性较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法，该方法制备的阿莫西林产品流动性好，且产品收率高。
为了实现上述目的，本发明提供一种从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法，该方法包括：
(1)在0-10℃的温度条件下，将所述反应产物通过40-100目的筛网，得到含有阿莫西林的滤出液和含有酶的截留物；
(2)将所述滤出液的pH用酸调节至0.5-2进行溶清，溶清后进行第一固液分离，得到含有阿莫西林的液相；
(3)将所述液相的pH用碱调节至3.5-5.5进行结晶，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。
优选地，步骤(3)中，在用碱对所述滤液进行pH值调节前，该方法还包括向所述滤液中加入晶种；在该情况下，步骤(3)包括：
(3a)将所述液相与所述晶种接触，同时用碱将其pH调节至3.5-4.5，以对部分所述液相进行结晶，得到第一结晶产物；
(3b)将所述第一结晶产物与结晶体系分离，之后继续对剩余液相进行结晶，得到第二结晶产物；
(3c)将所述第一结晶产物和第二结晶产物合并，并用碱将合并后的结晶产物的pH调节至4.5-5.5，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。
通过上述技术方案，本发明能够取得如下的有益效果：
1、本发明在低温下进行酶与阿莫西林的分离，因此，通过该方法，阿莫西林损耗较小，有利于提升产品收率和产品质量。
2、酶反应结束后降低体系温度，可以有效地降低生成物阿莫西林在母液中的溶解度，降低出料过程母液中产品的浓度，这有利于抑制产品降解，达到提升产品收率的效果。
3、通过降低分离酶操作过程的温度可以有效地抑制酶的活性，尤其是水解活性，对酶分离过程中抑制阿莫西林降解有明显作用。
4、本发明方法得到的产品的流动性较好。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的发明人在研究中发现，用于制备阿莫西林的酶同时具有合成阿莫西林和水解阿莫西林的活性，现有技术中难以提高阿莫西林收率的原因之一在于，反应结束后，在进行阿莫西林与酶的分离时，体系中的合成酶由于具有较高的水解活性，可将大量的阿莫西林降解掉，从而导致产品收率的下降。基于此，本发明的发明人通过将反应结束后的物料降温至0-10℃，并在该温度下进行产物和酶的分离，有效地抑制了产物的降解，从而提高了最终产品的收率。另外，在研究中，发明人还惊奇的发现，通过在0-10℃的低温下将产物和酶分离，还有效的提高了最终产品的流动性，并使得最终产品的晶型更加规整，粒度更加均一。
基于如上的发现，本发明提供了一种从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法，该方法包括：
(1)在0-10℃的温度条件下，将所述反应产物通过40-100目的筛网，得到含有阿莫西林的滤出液和含有酶的截留物；
(2)将所述滤出液的pH用酸调节至0.5-2进行溶清，溶清后进行第一固液分离，得到含有阿莫西林的液相；
(3)将所述液相的pH用碱调节至3.5-5.5进行结晶，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。
其中，所述温度可以为0℃和10℃之间的任意温度，例如，可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃，优选的，所述温度为0-8℃，更优选为0-6℃。
根据本发明，所述酶法制备阿莫西林的方法可以参照本领域公知的方法进行，例如，将青霉素酰化酶(优选为固定化青霉素酰化酶)、6-APA、对羟基苯甲酸甲酯或其盐(例如，对羟基苯甲酸甲酯盐酸盐)以及适量的水加入至反应器中进行合成反应，虽然目前资料报道的反应温度的最宽范围是在0-40℃之间，但实践工艺中的反应温度均在10℃以上，另外，现有技术中，即便其公开了0-40℃的反应温度，但其实施例中也均以15-35℃的反应温度为主，而在期刊文献中，对于温度的摸索也能够得出，10℃以下，甚至是15℃以下的反应温度均是不可取的。为了进一步验证15℃以下的温度是否能够有效的制备阿莫西林，申请人进行了一系列的验证，结果表明，10℃以下，甚至是15℃以下的反应温度，反应仅能够微弱的进行，不可能按照预期进行阿莫西林的生产，因此，实际操作中根本不可能出现15℃以下的反应温度，更不用说10℃以下的反应温度。因此，所述合成反应的温度可以为15-30℃，优选为15-25℃，更优选为20℃。作为一种优选的实施方式，可以先将青霉素酰化酶(优选为固定化青霉素酰化酶)、6-APA以及适量的水加入至反应器中，并将反应器温度调节至反应温度，之后将对羟基苯甲酸甲酯或其盐以溶液的状态滴加至反应器中进行反应。在该优选的方式下，可以有效避免反应过程中原料的降解，从而提高产品的收率。其中，对羟基苯甲酸甲酯可以以甲酯形态采取直接投料以混悬液状态反应，对羟基苯甲酸甲酯的盐可以通过溶于水中形成溶液。
根据本发明，所述阿莫西林的反应产物中含有阿莫西林和青霉素酰化酶，以及少量的6-APA和对羟基苯甲酸甲酯或其盐。
根据本发明，为了进一步提高终产品的收率，在步骤(1)中，还包括将得到的含有酶的截留物用温度为0-10℃(例如，可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃)、优选0-8℃、更优选为0-6℃的水洗涤至少1次，然后通过40-100目的筛网将酶滤出，从而得到洗涤液，并将所述洗涤液并入滤出液，作为部分滤出液进行后续的操作。
根据本发明，为了进一步提高终产品的收率，在步骤(1)中，该方法还包括，将得到的滤出液进行第二固液分离，得到含有阿莫西林的固相以及母液，然后将得到的母液返回至反应器中，并与反应器中的含有酶的截留物混合，将所述混合液再次通过40-100目的筛网以对阿莫西林进一步分离，得到含有阿莫西林的第二滤出液。根据情况下，还可以对第二滤出液重复进行如上的操作，得到第三滤出液，对第三滤出液重复进行如上的操作，得到第四滤出液，一直到得到第n滤出液。最后将固液分离得到的含有阿莫西林的固相和第二滤出液、第三滤出液、第四滤出液或第n滤出液进行混合进行后续的操作。
其中，所述第二固液分离的条件可以在较宽的范围内进行选择，只要能够有效的从滤出液中分离出阿莫西林即可。优选的，所述固液分离的条件包括：温度为0-10℃，优选0-8℃，更优选为0-6℃。所述固液分离的方式可以为滤布过滤或离心分离。
根据本发明，步骤(2)中，所述酸可以为本领域常规使用的各种酸，例如，可以为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、醋酸、硼酸和柠檬酸中的至少一种。
根据本发明，优选的，将所述滤出液的pH用酸调节至0.9-1.5。
根据本发明，对溶清液进行固液分离的方法可以采用常规的各种固液分离的方法，例如，离心、过滤等等。本发明优选过滤，所述过滤的条件可以在较宽的范围内进行选择，只要能够有效的去除杂质即可，例如，可以先用滤布过滤除去明显颗粒物，再依次通过0.8-1.2μm和0.4-0.5μm滤膜过滤。
根据本发明，为了进一步提高终产品的收率和产品的流动性，在步骤(3)中，在用碱对所述滤液进行pH值调节前，本发明的方法还包括向所述滤液中加入晶种。所述晶种优选为阿莫西林晶体。
其中，所述晶种的加入量可以在较宽的范围内进行选择，优选的，相对于1L的所述反应产物，所述晶种的加入量为0.5-1.5g。
为了进一步提高本发明终产品的收率和流动性，优选的，通过如下的方式用晶种进行结晶处理：
(3a)将所述液相与所述晶种接触，同时用碱将其pH调节至3.5-4.5，以对部分所述液相进行结晶，得到第一结晶产物；
(3b)将所述第一结晶产物与结晶体系分离，之后继续对剩余部分所述液相进行结晶，得到第二结晶产物；
(3c)将所述第一结晶产物和第二结晶产物合并，并用碱将合并后的结晶产物的pH调节至4.5-5.5，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。
优选的，步骤(3a)中，部分所述液相的体积不超过全部所述液相的体积的50％，优选10-40％，进一步优选20-30％。
根据本发明，所述碱可以为本领域常规使用的各种碱，例如，可以为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水和三乙胺中的至少一种。
根据本发明，所述方法还包括养晶的步骤，具体包括：
(4)将所述含有阿莫西林晶体的晶浆液的温度降低至0-5℃，并维持0.1-3小时以进行养晶；
(5)将步骤(4)所得产物进行固液分离，得到阿莫西林晶体。
其中，本发明需要说明的是，在步骤(3)结束后，如果所述晶浆液的温度处在0-5℃之间，则不需要特殊的降温处理，只要在其温度下维持0.1-3小时，优选0.5-2.5小时即可。如果所述晶浆液的温度高于5℃，则需要对所述晶浆液进行降温处理，使温度处于0-5℃。
其中，步骤(5)中，所述固液分离的条件可以按照常规的方法进行，只要能够将得到的阿莫西林晶体充分分离出来即可，例如，可以采用过滤的方法。
根据本发明，所述方法还可以包括对得到的阿莫西林晶体进行洗涤和干燥，所述洗涤和干燥的条件可以按照现有常规方法进行，本发明在此不再详细赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
阿莫西林的收率＝得到阿莫西林质量/投料6-APA质量。
采用粒度分布仪测定阿莫西林晶体径距，径距＝D(90)-D(10))/D(50)，表示测量粒径的分布宽度，其值越小，表明产品越规整，粒度越均一，流动性越好。
固定化青霉素酰化酶为购自山西新宝源制药有限公司的青霉素G酰化酶固定化酶。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
(1)向酶反应器中加入固定化青霉素酰化酶70g，6-APA 50g，对羟基苯甘氨酸甲酯49g，纯化水800ml，搅拌均匀，控制温度20.0℃，开始反应。当pH值稳定后，6-APA下降至1.0mg/ml时即判定反应结束。
(2)将反应产物降温至6℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约6℃的纯化水洗酶3次，同样将每次洗酶水通过80目筛网，得到洗酶液。将反应液与洗酶液混合均匀后转入溶解罐，加入3N盐酸进行溶清，溶清后pH控制在1.0-1.2之间，然后先用滤布过滤除去明显颗粒物，再依次通过1.0μm和0.5μm滤膜过滤，过滤溶清液后转入结晶罐。
(3)用25％的氢氧化钠缓慢调节体系pH至5.0进行结晶。调节完毕后温度降至3℃，养晶2.5小时。
(4)过滤得到固体，固体用200ml纯化水洗料后抽干，烘干，得成品阿莫西林。
产品的得率和径距见表1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
(1)向酶反应器中加入固定化青霉素酰化酶70g，6-APA 50g，对羟基苯甘氨酸甲酯盐酸盐54g，纯化水800ml，搅拌均匀，控制温度20.0℃，开始反应。当pH值稳定后，6-APA下降至1.0mg/ml时即判定反应结束。
(2)将反应产物降温至3℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约3℃的纯化水洗酶3次，同样将每次洗酶水通过80目筛网，得到洗酶液。将反应液与洗酶液混合均匀后转入溶解罐，加入3N硝酸进行溶清，溶清后pH控制在1.2-1.4之间，然后先用滤布过滤除去明显颗粒物，再依次通过0.8μm和0.4μm滤膜过滤，过滤溶清液后转入结晶罐。
(3)用25％的氢氧化钠缓慢调节体系pH至5.5进行结晶。调节完毕后温度降至2℃，养晶2.5小时。
(4)过滤得到固体，固体用200ml纯化水洗料后抽干，烘干，得成品阿莫西林。
产品的得率和径距见表1。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
(1)向酶反应器中加入固定化青霉素酰化酶70g，6-APA 50g，对羟基苯甘氨酸甲酯49g，纯化水800ml，搅拌均匀，控制温度20.0℃，开始反应。当pH值稳定后，6-APA下降至1.0mg/ml时即判定反应结束。
(2)将反应产物降温至1℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约1℃的纯化水洗酶3次，同样将每次洗酶水通过80目筛网，得到洗酶液。将反应液与洗酶液混合均匀后转入溶解罐，加入6N盐酸进行溶清，溶清后pH控制在1.3-1.5之间，然后先用滤布过滤除去明显颗粒物，再依次通过1.2μm和0.5μm滤膜过滤，过滤溶清液后转入结晶罐。
(3)用6N的氨水缓慢调节体系pH至4.0进行结晶。调节完毕后温度降至0℃，养晶2.5小时。
(4)过滤得到固体，固体用200ml纯化水洗料后抽干，烘干，得成品阿莫西林。
产品的得率和径距见表1。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
按照实施例1的方法进行阿莫西林的制备，不同的是，
实施例4-1
步骤(2)中，将反应产物降温至7℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约7℃的纯化水洗酶3次；
实施例4-2
步骤(2)中，将反应产物降温至8℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约8℃的纯化水洗酶3次；
实施例4-3
步骤(2)中，将反应产物降温至9℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约9℃的纯化水洗酶3次；
实施例4-4
步骤(2)中，将反应产物降温至10℃，并通过80目筛网分离酶，分离结束后，用150ml预冷至约10℃的纯化水洗酶3次。
产品的得率和径距见表1。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
步骤(1)-(2)按照实施例1进行，得到溶清液。
(3)在结晶罐中加入1g晶种和100ml底水，打入溶清液的同时滴加25％的氢氧化钠溶液，控制pH值在3.5，待结晶约250mL时，将结晶料液溢流至结晶罐(2)中，结晶罐(1)继续结晶，待溶清液全部结晶完毕(结晶总时间控制在150分钟左右)后，将结晶罐(1)内结晶液全部打入结晶罐(2)内，最后用25％的氢氧化钠溶液调节pH至5.0，降温至3℃养晶，养晶0.5小时。
(4)同实施例1步骤(4)。
产品的得率和径距见表1。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
按照实施例1的方法进行阿莫西林的制备，不同的是，步骤(3)，用25％的氢氧化钠缓慢调节体系pH至3.5进行结晶，结晶完毕(结晶总时间控制在150分钟左右)后，用25％的氢氧化钠溶液调节pH至5.0，降温至3℃养晶，养晶0.5小时。
产品的得率和径距见表1。
实施例7
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
按照实施例1的方法进行阿莫西林的制备，不同的是，步骤(3)，用25％的氢氧化钠缓慢调节体系pH至3.5进行结晶。结晶完毕，后温度降至3℃，养晶2.5小时。
产品的得率和径距见表1。
实施例8
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
按照实施例1的方法进行阿莫西林的制备，不同的是，步骤(1)，向酶反应器中加入固定化青霉素酰化酶70g，6-APA 50g，纯化水500ml，搅拌均匀，控制温度20℃；然后将对羟基苯甘氨酸甲酯49g溶于300ml纯化水中，滴加至反应器中，开始反应。当pH值稳定后，6-APA下降至1.0mg/ml时即判定反应结束。
产品的得率和径距见表1。
对比例1
本实施例用于说明本发明提供的从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法
按照实施例1的方法进行阿莫西林的制备，不同的是，步骤(2)中不进行降温处理，而是直接在反应产物温度下进行酶与阿莫西林的分离。
产品的得率和径距见表1。
表1
实施例编号 产品的得率(％) 径距
实施例1 1.836 2.22
实施例2 1.837 2.22
实施例3 1.839 2.05
实施例4-1 1.832 2.40
实施例4-2 1.832 2.34
实施例4-3 1.821 2.34
实施例4-4 1.811 2.26
实施例5 1.854 1.99
实施例6 1.806 2.54
实施例7 1.784 2.40
实施例8 1.846 2.00
对比例1 1.763 2.59
通过表1的结果可以看出，通过将酶分离的温度控制在10℃以下，能够有效提高终产品的得率和流动性，且产品粒度更加均一，晶型更加规整。此外，通过将实施例1与实施例4相比较可以看出，通过将酶的分离温度控制在本发明优选的范围内，能够进一步提高终产品的得率和流动性；通过将实施例5与实施例1、6和7相比较可以看出，晶种的加入可以提高终产品的得率和流动性，但通过将pH3.5-4.5结晶的部分晶体分离，再与剩余结晶的晶体混合之后调节pH养晶，能够进一步提高终产品的得率和流动性。此外，通过将实施例1与实施例8相比，在合成过程中，通过原料的分步加入，可以降低原料的降解率，从而提高终产品的收率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种从酶法制备阿莫西林的反应产物中分离阿莫西林的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)在0-10℃的温度条件下，将所述反应产物通过40-100目的筛网，得到含有阿莫西林的滤出液和含有酶的截留物；
(2)将所述滤出液的pH用酸调节至0.5-2进行溶清，溶清后进行第一固液分离，得到含有阿莫西林的液相；
(3)将所述液相的pH用碱调节至3.5-5.5进行结晶，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述温度为0-8℃，优选为0-6℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(3)中，在用碱对所述滤液进行pH值调节前，该方法还包括向所述滤液中加入晶种；
优选的，相对于1L的所述反应产物，所述晶种的加入量为0.5-1.5g。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(3)包括：
(3a)将所述液相与所述晶种接触，同时用碱将其pH调节至3.5-4.5，以对部分液相进行结晶，得到第一结晶产物；
(3b)将所述第一结晶产物与结晶体系分离，并继续对剩余液相进行结晶，得到第二结晶产物；
(3c)将第一结晶产物和第二结晶产物合并，并用碱将合并后的结晶产物的pH调节至4.5-5.5，得到含有阿莫西林晶体的晶浆液；
优选的，部分液相的体积不超过全部液相的体积的50％。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：
(4)将所述含有阿莫西林晶体的晶浆液的温度降低至0-5℃，并维持0.1-3小时以进行养晶；
(5)将步骤(4)所得产物进行固液分离，得到阿莫西林晶体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，该方法还包括：用0-10℃的水对所述含有酶的截留物进行洗涤，并通过40-100目的筛网，得到洗涤液，其中，所述洗涤液作为部分滤出液。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在使用酸对所述滤出液的pH值调节前，该方法还包括，将所述滤出液进行第二固液分离，得到含有阿莫西林的固相和母液，并将所述母液与所述含有酶的截留物混合并通过40-100目的筛网，得到含有阿莫西林的液相；之后将所述含有阿莫西林的固相和所述含有阿莫西林的液相混合，得到混合液，并使用酸对所述混合液的pH值进行调节。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述滤出液进行第二固液分离的温度为0-10℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应产物的制备方法包括：在反应温度下，将青霉素酰化酶、6-APA、对羟基苯甲酸甲酯或其盐以及水接触进行反应，得到所述反应产物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应产物的制备方法包括：将青霉素酰化酶、6-APA以及水接触，并将接触产物的温度调节至反应温度，之后向所述接触产物中加入对羟基苯甲酸甲酯或其盐进行反应，得到所述反应产物。
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