CN113150044B - 一种硫氰酸红霉素的纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硫氰酸红霉素的纯化方法，具体步骤为：S1、将硫氰酸红霉素粗品加入到乙酸丁酯溶剂中，升温至40‑50℃后调pH值至10‑11，溶解完全后保温分相，收集乙酸丁酯相溶液；S2、将乙酸丁酯相溶液保温，向其中加入甲醇，搅拌均匀后向体系中结晶助剂，加料完成后养晶，后降温冷却，再养晶，最后分离得到的晶体进行干燥，即得硫氰酸红霉素产品。本发明通过调节CH₃OH用量的方法实现对红霉素B组分在内杂质组分的去除、红霉素组分含量的提升，所提供的新溶剂体系下结晶硫氰酸红霉素的制备方法具有工艺简单、易于控制、有效除杂的特点。

Description

一种硫氰酸红霉素的纯化方法

技术领域

本发明涉及生物制药领域，具体为一种硫氰酸红霉素的纯化方法。

背景技术

红霉素是1952年从红色糖多孢菌的培养液中分离出来的一种抗生素，后来从发酵液中分离出来红霉素A、B、C、D、E等组分，其中以红霉素A为主要组分，抗菌活性强、且毒副作用较小，而其它组分抗菌活性弱且毒副作用又较A大。因此，现行红霉素提取纯化工艺以提高产品红霉素A组分含量、降低红霉素B组分在内杂质组分含量为主要研究方向。硫氰酸红霉素为大环内酯类抗生素红霉素的中间体，本品一般作为医药中间体或兽药使用。

目前，硫氰酸红霉素结晶是在红霉素丙酮溶液加入硫氰酸钠溶液，使用乙酸溶液调节pH至7.4-7.6，使之反应生成硫氰酸红霉素，然后向结晶体系中加水，通过溶析方式降低硫氰酸红霉素在丙酮中的溶解度而结晶析出，再辅以降温结晶实现对产品收率的最大化，但该工艺对杂质组分的优化有限，结晶所得产品的B、C等组分含量仍然较高，无法满足下游客户对高品质硫氰酸红霉素产品的需求。与此同时，加水溶析结晶方式需要使用大量纯化水，母液体积大，母液红霉素A组分含量低，导致回收有效成分的效率低且回收产品质量不高。

发明内容

本发明提供一种硫氰酸红霉素的纯化方法，解决现有加水溶析工艺的不足，提供一种新的制备高纯的硫氰酸红霉素产品的方法。

本发明的技术方案是，一种硫氰酸红霉素的纯化方法，具体步骤为：

S1、将硫氰酸红霉素粗品加入到乙酸丁酯溶剂中，升温至40-50℃后调pH值至10-11，溶解完全后保温分相，收集乙酸丁酯相溶液；

S2、将乙酸丁酯相溶液保温，向其中加入甲醇，搅拌均匀后向体系中结晶助剂，加料完成后养晶，后降温冷却，再养晶，最后分离得到的晶体进行干燥，即得硫氰酸红霉素产品。

进一步地，所述硫氰酸红霉素粗品与乙酸丁酯的质量(g)体积(ml)比为1:(3-4)。

进一步地，S1中加入NaOH溶液调节pH值，NaOH溶液的浓度为2-10wt％。

进一步地，S1中溶解时间为40-80min，溶解完全后静置20-40min后分相。

进一步地，S2中结晶助剂是采用NaSCN、H₂O和HAc配制成的混合溶液，具体将NaSCN加入到H₂O中完全溶解后加入HAc。

进一步地，结晶助剂加料方式为流加，时间控制3-4h；NaSCN为1.0-1.5mol红霉素A组分摩尔量、H₂O为15-25％乙酸丁酯体积、HAc为1.0-1.5mol红霉素A组分摩尔量。

进一步地，S2中甲醇用量根据粗品硫氰酸红霉素中B组分含量确定，具体如下表1。

表1

序号	粗品B组分含量/％	甲醇用量/％，以乙酸丁酯的体积计
			1	1.5-2.0	15-18
2	2.0-2.5	18-22
			3	2.5-3.0	22-28
4	3.0-3.5	28-32
			5	>3.5	>32

进一步地，S2中加料完成的养晶时间为30-60min，温度为40-50℃；降温冷却时以10℃/h速率降温至0-5℃，再次进行养晶，养晶时间为60-90min。

进一步地，S2中分离得到的晶体进行真空干燥，真空度0.07-0.1MPa，于65-75℃干燥3-6h。

本发明还涉及采用上述方法制备得到的硫氰酸红霉素产品。

硫氰酸红霉素结晶是一个反应结晶过程，反应结晶通过化学反应生成溶质产生过饱和度，而溶液对反应产物的溶解能力较小产生较高的过饱和度。硫氰酸红霉素反应结晶过程包括结晶物料混合、化学反应和成核结晶三个过程，其中微观层面混合、反应、初级成核和晶核生长为一次过程，而晶体微粒聚集、破碎和陈化为二次过程，该结晶过程任何环节都会对产品质量产生影响。

本方案中筛选出乙酸丁酯-甲醇混合溶剂作为硫氰酸红霉素反应结晶溶剂，当流加结晶助剂时体系会生成红霉素各组分对应的硫氰酸盐(即溶质)，由于溶质在乙酸丁酯的溶解度很小(可有效保证硫氰酸红霉素的析出，满足结晶收率要求)、而在甲醇中的溶解度较大(可有效保证红霉素B组分在内的杂质组分对应的硫氰酸盐少析出而残留在母液中，满足产品质量要求)，基于溶质溶解度的差异，根据起始物料的红霉素B组分含量调节乙酸丁酯与甲醇的配比，实现对产品质量与收率的平衡控制。与此同时，本方案中通过优化加料、养晶和降温操作，实现硫氰酸红霉素晶体的有序析出，有效保证产品晶形与粒度等表观质量。

本发明有益效果：

1、以常用溶剂乙酸丁酯为主体，进行精制结晶实验，筛选确定“乙酸丁酯-甲醇混合溶剂”作为结晶混合溶剂，利用其对杂质组分优化的叠加效应，提升了A组分收率和含量，强化了红霉素B组分在内的杂质组分去除作用，在保证收率的前提下，能够生产出高品质硫氰酸红霉素产品。

2、本发明提供的方法具有显著进步：

(1)乙酸丁酯向溶解液质量显著改善，与传统工艺相比，减少了固体NaCl除杂和饱和NaCl溶液洗涤的过程，操作过程更为简洁；

(2)乙酸丁酯-甲醇混合溶剂能够作为T4精制结晶硫红的有效溶剂；

(3)乙酸丁酯-甲醇混合溶剂对硫氰酸红霉素A组分收率提高和组分优化具有显著效果，其中A组分含量显著提高，B组分含量显著下降；

(4)一步结晶方式对粗品硫氰酸红霉素B组分含量3.0％以上的物料精制结晶具有普适性。

3、本发明提供的乙酸丁酯-甲醇混合溶解结晶工艺能够满足不同品质粗品硫氰酸红霉素粗品精制的生产要求，工艺适应性强，为发酵水平的进一步提升提供了广阔的空间，即在发酵生产中可重点关注红霉素A组分含量提升，由此带来的红霉素B组分在内的杂质组分含量的增加在后续提取过程有方法解决。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1：

一种硫氰酸红霉素的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

1.1粗品硫氰酸红霉素溶解、分相

准确称量粗品硫氰酸红霉素500g，按物料比粗品硫氰酸红霉素(g)：乙酸丁酯(ml)＝1:3.3量取乙酸丁酯1650ml，将乙酸丁酯转入玻璃烧杯(规格3000ml)后开启搅拌，加入粗品硫氰酸红霉素，加完后升温，当体系温度升至45℃后开始流加质量浓度为5％的NaOH溶液，控制体系pH至10.4直至完全溶解，保温静置，分相，收集上层乙酸丁酯相物料。

1.2流加结晶助剂结晶

配制结晶助剂：将40g固体NaSCN(1.25mol当量)加入到330mlH₂O(20％乙酸丁酯体积)中，常温搅拌至完全溶解，加入29gHAc(1.22mol当量)，搅拌均匀后即可使用。

将上述乙酸丁酯相物料转入已保温处理的结晶罐(规格5000ml)，加入CH₃OH560ml(按34％乙酸丁酯体积计)，于45℃保温搅拌，向其中流加上述结晶助剂，控制总加料时间3.5h，加料完成后保温养晶45min。

1.3降温结晶

将上述结晶体系以10℃/h速率降温至5℃，养晶90min后分离晶体与母液，收集湿晶体，控制真空度0.08MPa，于70℃干燥5h，收集晶体即得硫氰酸红霉素产品。

对上述产品进行高效液相色谱分析，产品质量下表2所示：

表2

上表结果表明：应用乙酸丁酯与甲醇混合溶剂结晶所得硫氰酸红霉素产品组分及其他指标均满足质量要求且优于对照组(现行加水溶析结晶工艺)。

实施例2：

一种硫氰酸红霉素的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

2.1粗品硫氰酸红霉素溶解、分相

准确称量粗品硫氰酸红霉素2000g，按物料比粗品硫氰酸红霉素(g)：乙酸丁酯(ml)＝1:3.3量取乙酸丁酯6600ml，将乙酸丁酯转入玻璃溶解罐(规格10000ml)后开启搅拌，加入粗品硫氰酸红霉素，加完后升温，当体系温度升至45℃后开始流加质量浓度为5％的NaOH溶液，控制体系pH至11直至完全溶解，保温静置，分相，收集上层乙酸丁酯相物料。

2.2流加结晶助剂结晶

配制结晶助剂：将190g固体NaSCN(1.49mol当量)加入到1320mlH₂O(20％乙酸丁酯体积)中，常温搅拌至完全溶解，加入140gHAc(1.48mol当量)，搅拌均匀后即可使用。

将上述乙酸丁酯相物料转入已保温处理的玻璃结晶罐(规格10000ml)，加入CH₃OH1122ml(按17％乙酸丁酯体积计)，于46℃保温搅拌，向其中流加上述结晶助剂，控制总加料时间3.6h，加料完成后保温养晶30min。

2.3降温结晶

将上述结晶体系以10℃/h速率降温至0℃，养晶75min后分离晶体与母液，收集湿晶体，控制真空度0.085MPa，于70℃干燥4.5h，收集晶体即得硫氰酸红霉素产品。

对上述产品进行高效液相色谱分析，产品质量下表3所示：

表3

上表结果表明：应用乙酸丁酯与甲醇混合溶剂结晶所得硫氰酸红霉素产品组分及其他指标均满足质量要求且优于对照组(现行加水溶析结晶工艺)。

实施例3：

一种硫氰酸红霉素的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

3.1粗品硫氰酸红霉素溶解、分相

准确称量粗品硫氰酸红霉素36Kg，按物料比粗品硫氰酸红霉素(g)：乙酸丁酯(ml)＝1:4量取乙酸丁酯144L，将乙酸丁酯转入搪玻璃溶解罐(规格250L)后开启搅拌，加入粗品硫氰酸红霉素，加完后升温，当体系温度升至40℃后开始流加质量浓度为10％的NaOH溶液，控制体系pH至10直至完全溶解，保温静置，分相，收集上层乙酸丁酯相物料。

3.2流加结晶助剂结晶

配制结晶助剂：将2919g固体NaSCN(1.3mol当量)加入到36LH₂O(25％乙酸丁酯体积)中，常温搅拌至完全溶解，加入1828gHAc(1.1mol当量)，搅拌均匀后即可使用。

将上述乙酸丁酯相物料转入已保温处理的搪玻璃结晶罐(规格250L)，加入CH₃OH35.64L(按30％乙酸丁酯体积计)，于40℃保温搅拌，向其中流加上述结晶助剂，控制总加料时间3.5h，加料完成后保温养晶60min。

3.3降温结晶

将上述结晶体系以10℃/h速率降温至0-5℃，养晶60min后分离晶体与母液，收集湿晶体，控制真空度0.08MPa，于70℃干燥5h，收集晶体即得硫氰酸红霉素产品。

对上述产品进行高效液相色谱分析，产品质量下表4所示：

表4

上表结果表明：应用乙酸丁酯与甲醇混合溶剂结晶所得硫氰酸红霉素产品组分及其他指标均满足质量要求且优于对照组(现行加水溶析结晶工艺)。

实施例4：

一种硫氰酸红霉素的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

4.1粗品硫氰酸红霉素溶解、分相

准确称量粗品硫氰酸红霉素38.5Kg，按物料比粗品硫氰酸红霉素(g)：乙酸丁酯(ml)＝1:3量取乙酸丁酯115.5L，将乙酸丁酯转入搪玻璃溶解罐(规格250L)后开启搅拌，加入粗品硫氰酸红霉素，加完后升温，当体系温度升至49℃后开始流加质量浓度为2％的NaOH溶液，控制体系pH至10.5直至完全溶解，保温静置，分相，收集上层乙酸丁酯相物料。

4.2流加结晶助剂结晶

配制结晶助剂：将2427g固体NaSCN(1.0mol当量)加入到17.4LH₂O(15％乙酸丁酯体积)中，常温搅拌至完全溶解，加入1800gHAc(1.0mol当量)，搅拌均匀后即可使用。

将上述乙酸丁酯相物料转入已保温处理的搪玻璃结晶罐(规格250L)，加入CH₃OH34.65L(按30％乙酸丁酯体积计)，于46℃保温搅拌，向其中流加上述结晶助剂，控制总加料时间3.5h，加料完成后保温养晶45min。

4.3降温结晶

将上述结晶体系以10℃/h速率降温至2℃，养晶60min后分离晶体与母液，收集湿晶体，控制真空度0.08MPa，于70℃干燥5h，收集晶体即得硫氰酸红霉素产品。

对上述产品进行高效液相色谱分析，产品质量表5所示：

表5

上表结果表明：应用乙酸丁酯与甲醇混合溶剂结晶所得硫氰酸红霉素产品组分及其他指标均满足质量要求且优于对照组(现行加水溶析结晶工艺)。

Claims (6)

1.一种硫氰酸红霉素的纯化方法，其特征在于，具体步骤为：

S1、将硫氰酸红霉素粗品加入到乙酸丁酯溶剂中，升温至40-50℃后调pH值至10-11，溶解完全后保温分相，收集乙酸丁酯相溶液；其中硫氰酸红霉素粗品与乙酸丁酯的质量体积比为1:3-4，质量体积比的单位为g/mL；

S2、将乙酸丁酯相溶液保温，向其中加入甲醇，甲醇用量根据粗品硫氰酸红霉素中B组分含量确定，单位为质量百分数，具体如下表：

序号 粗品B组分含量/％ 甲醇用量/％，以乙酸丁酯的体积计 1 1.5-2.0 15-18 2 2.0-2.5 18-22 3 2.5-3.0 22-28 4 3.0-3.5 28-32 5 >3.5 32-36

加入甲醇搅拌均匀后向体系中加入结晶助剂，加料完成后养晶，后降温冷却，再养晶，最后分离得到的晶体进行干燥，即得硫氰酸红霉素产品；所述结晶助剂是采用NaSCN、H₂O和HAc配制成的混合溶液，具体将NaSCN加入到H₂O中完全溶解后加入HAc，H₂O用量为乙酸丁酯体积的15-25％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中加入NaOH溶液调节pH值，NaOH溶液的浓度为2-10wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中溶解时间为40-80min，溶解完全后静置20-40min后分相。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：结晶助剂加料方式为流加，时间控制3-4h；NaSCN为1.0-1.5mol红霉素A组分摩尔量、HAc为1.0-1.5mol红霉素A组分摩尔量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S2中加料完成的养晶时间为30-60min，温度为40-50℃；降温冷却时以10℃/h速率降温至0-5℃，再次进行养晶，养晶时间为60-90min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S2中分离得到的晶体进行真空干燥，真空度0.07-0.1MPa，于65-75℃干燥3-6h。