CN113185561A - 一种利用管道反应水解得到1-N-乙基庆大霉素C1a方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用管道反应器水解得到1‑N‑乙基庆大霉素C1a方法，所述方法步骤如下：1)将依替米星合成液和NaOH液抽入待水解暂存罐中，混合得到反应混合液；2)开管道反应器，使管温达100℃左右；3)将步骤1)反应混合液泵进管道反应器中，控制第一反应管道(1)进出口温度为95‑100℃，第二反应管道(2)进出口温度为100‑110℃，液温保持在100‑105℃，水解6小时；4)反应完毕，开管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀，降温至近室温；5)将水解后的反应液从管道反应器(3)抽入水解贮罐中。
Description
技术领域
本发明属于半合成化学制药领域，涉及1-N-乙基庆大霉素C1a的一种高效水解方法。
背景技术
氨基糖苷类化合物(Aminoglycosides)是由氨基糖与氨基环醇通过氧桥连接而成的苷类。有来自链霉菌的链霉素等、来自小单孢菌的庆大霉素等天然氨基糖苷类，还有依替米星等半合成氨基糖苷类，均属广谱抗生素。
硫酸依替米星(Etimicin sulfate)是我国科研人员自行研制的，拥有自主知识产权的高效、低毒、抗耐药菌的新一代半合成氨基糖苷类抗生素，是唯一获得国家一类新药证书的抗感染药物。
目前，生产依替米星使用的水解设备均为传统反应罐，操作步骤为：将降温后的合成液抽入水解罐中，开搅拌，真空抽入已配好的氢氧化钠溶液。开夹套蒸汽阀、回流阀、冷凝器、冰水夹套进、出阀。加热至沸腾后，调节蒸汽阀，保持适当回流，液温控制为100℃左右，水解约30小时。该传统设备体积大、空间占用率高，操作不方便且不利于工艺参数的精准控制，用来水解依替米星存在生产收率低、周期长、环保压力大等诸多缺点。
而现生产常用的所用带搅拌釜式反应器主要有如下缺陷：
(1)装置大，空间占用率高，投资巨大，规模生产投资更是巨大；
(2)产能有限，定容式反应每釜产量一致；
(3)动力消耗大，能源消耗高；
(4)由于剧烈搅拌混合，不利于工艺参数的精准控制；
(5)难以实现连续化集中控制操作，人工成本大。
因持续此需要开发高效的水解工艺设备，反应、持续出料，以提高产品质量，同时提倡绿色化学。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种高效的管道反应器用来高效水解得到1-N-乙基庆大霉素C1a。依替米星水解的最关键的步骤在此管道反应器中进行，该反应器是在20％氢氧化钠溶液碱性条件下，进行沸腾回流，搅拌水解除去乙酰基和硅烷基，得到1-N-乙基庆大霉素C1a水解液。该反应器的使用能提高收率，减少副反应的发生，而且还具有操作方便、持续出料的特点。
为此，本发明提供一种利用管道反应水解得到1-N-乙基庆大霉素C1a 方法，所述方法，步骤如下：
1)将依替米星合成液和NaOH液抽入待水解暂存罐中，混合得到反应混合液；
2)开管道反应器，使管温达100℃左右；
3)将步骤1)反应混合液泵进管道反应器中，控制第一反应管道(1) 进出口温度为95-100℃，第二反应管道(2)进出口温度为100-110℃，液温保持在100-105℃，水解6小时；
4)反应完毕，开管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀，降温至近室温；
5)将水解后的反应液从管道反应器(3)抽入水解贮罐中。
本发明所述方法，还包括以下步骤：确认冷冻水温度在5～10℃范围内；确认工业蒸汽压力在0.2～0.3MPa范围内；确认真空泵真空度在 -0.07～-0.09MPa范围内；配制20％NaOH液。
其中，所述依替米星合成液是指通过P1粉与六甲基二硅胺烷、乙醛发生取代和加醛反应，后经硼氢化钾还原获得硅烷化的三乙酰基1-N- 乙基庆大霉素C1a。其中P1是指3,2″,6″-三-N-乙酰基庆大C1a碱 (O-3-脱氧基-4-C-甲基-3-(甲氨基)-β-L-阿拉伯吡喃糖基-(1→6) -O-[2-乙酰胺基-6-乙酰胺基-2，3，4，6-四脱氧基-α-D-赤型-己吡喃糖基-(1→4)]-2-脱氧基-N-3-乙酰基-D-链霉胺。合成液在碱性条件下，管道反应器中，搅拌水解除去乙酰基和硅烷基，得到1-N-乙基庆大霉素C1a水解液。
水解暂存罐为316L带搅拌桨、有蒸汽夹套、有液位计的1000L不锈钢储罐。
水解贮罐为316L带液位计的1000L不锈钢储罐。
优选的，本发明所述方法，步骤如下：
1)将依替米星合成液和20％NaOH液抽入待水解暂存罐中，进行初步混合；
2)开管道反应器上蒸汽阀，开冷凝器夹套冷冻水进、回水阀，开管道反应器上进料、出料阀，开夹套蒸汽阀，开通蒸汽旁通阀至蒸汽冷凝水顶出后关蒸汽旁通阀，慢慢使管温达100℃左右；
3)开启管道反应器上送料泵，将合成液泵进反应器中，通过调节进量蒸汽，控制第一反应管道(1)进出口温度为95-100℃，、第二反应管道(2)进出口温度为100-110℃，液温保持在100-105℃，保持正常水解约6小时；
4)采样点板显示水解完全后，关夹套蒸汽阀，关水解冷凝器夹套冷冻水进、回水阀。开管道反应器上夹套循环给水、循环回水阀，降温至近室温。
5)将水解液抽入计量水解贮罐中。
本发明所述管道反应器，结构见附图1。
所述管道反应器，包括第一反应管道(1)，第二反应管道(2)，第三反应管道(3)，其中，每一个反应管道包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的输料管(4)和送料管(5)，所述输料管的自由端设有进料口(6)，进料口处设有用于通过所述进料口输料管内泵入待反应物料的送料泵(7)，第一反应管道(1)的送料管与第二反应管道(2)的输料管采用快接口(8)进行连接；第二反应管道(2) 的送料管与第三反应管道(3)的输料管采用快接口进行连接；第三反应管道(3)的送料管连接最终计量水解贮罐(9)。
其中，管道反应器的管道(1)-(3)设主蒸汽加热管(10)以及至少两套副蒸汽加热管(11)，管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀(12)
优选的，本发明中所述的副蒸汽加热管为二套。
优选的，本发明中所述的副蒸汽加热管为套管式加热管。
本发明中所述管道反应器中主蒸汽加热管和副蒸汽加热管的入口处设置有流量调节器(13)。
本发明中所述的每一套副蒸汽加热管的出口相对每一套副蒸汽加热管入口离管道反应器的进口端近。
本发明在于，使用本发明所述的管道反应器来制备依替米星。
本发明的方法，主要步骤为：先将依替米星合成液与20％氢氧化钠溶液按照一定进行混合，然后将混合原料从管道反应器(1)的入口端送入管道反应器中进行反应，最后反应产物从管道反应器(3)出口端送出。
本发明的方法中，反应物在通过管道反应器(1)入口端附近温度为 80-95℃的区域后，温度控制为100-105℃反应，反应产物从管道反应器(1)出口端送出到108-112℃的管道反应器(2)中，反应物在其中100-110℃的区域进行反应，最后反应产物从管道反应器(2)出口端送出，进入冷却管道反应器(3)。
本发明所述反应流程图见附图2。
本发明方法中所述的温度控制通过控制管道反应器中每个区域的副蒸汽加热管中蒸汽的温度和流量来实现。
本发明中所述的方法中，反应物通过温度控制为108-112℃的区域反应时间为在管道反应器中总反应时间的一半。
本发明所述的另一方法中，反应物通过所述的通过温度80-95℃区域反应时间、温度为108-110℃区域反应时间和温度为100-110℃的温度区域反应时间各占管道反应器中反应物的总反应时间的三分之一。为了减少上述副反应的发生，提高收率，本发明将管道反应器进行了设计，包括了至少两套副蒸汽加热管，同时这些副蒸汽加热管的设计，使得管道反应器每套副蒸汽加热管加热区域的温度不同，主蒸汽加热管和副蒸汽加热管的入口处设计有流量调节器，根据反应需要不同的温度时可以通过控制蒸汽的流量及温度来实现。每一个副蒸汽加热管加热区域还设置有温度检测装置，对其温度进行检测。
对于主蒸汽加热管和副蒸汽加热管，蒸汽的流向都是与管道反应器中反应物的流向相反，在此过程中蒸汽放出的热量将使管道反应器中反应物的温度能够迅速提高，使主反应得以顺利地进行，减少副反应的发生。
本发明利用管道反应器技术从依替米星合成液中得到1-N-乙基庆大霉素C1a。采用本方法水解得到依替米星使用方便，体积小空间占用率小，可持续反应，持续出料，合成反应时间短，反应速率快，产品收率高。
附图说明
附图标记：1.输料管 2.料泵 3.送料管 4.进料口 5.快接口 6副蒸汽出口 7.料管 8.副蒸汽进口阀门 9.出料口 10.蒸汽调节阀 11.蒸汽出口 12.蒸汽进口 13.三向接口 14.循环水出口 15.循环水进口 16.直角接口
图1为本发明管道反应器结构图
图2为本发明反应过程流程图
具体实施方式：
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。
实施例1
在水解液暂存罐放入20％碱液200L，抽入8907合成液180L(P1 粉32.4kg水分0.42％)，打开水解液暂存罐搅拌桨，打开输料泵，将物料在管道反应器1和管道反应器2中循环5分钟，打开主蒸汽阀门和副蒸汽进出口阀门，调节蒸汽阀门、使管道反应器1温度为100℃，管道反应器2温度为110℃，物流从水解液暂存罐经过泵进入管道反应器1，然后进入管道反应器2，控制流量为200L/H，反应 6h，在反应进行到5h时打开管道反应器3上的循环水进出口，提前降温，反应6h后，打开通往管道反应器3的阀门，进行冷却降温，物料放到水解贮罐。计量料液体积为376L，测效价为64800U/ml，产品收率为75.2％，使用ELSD检测水解液测得8907峰占比83.6％。
实施例2
在水解液暂存罐放入20％碱液200L，抽入8907合成液180L(P1 粉32.6kg水分0.34％)，打开水解液暂存罐搅拌桨，打开输料泵，将物料在管道反应器1和管道反应器2中循环5分钟，打开主蒸汽阀门和副蒸汽进出口阀门，调节蒸汽阀门、使管道反应器1温度为100℃，管道反应器2温度为110℃，物流从水解液暂存罐经过泵进入管道反应器1，然后进入管道反应器2，控制流量为200L/H，反应 6h，在反应进行到5h时打开管道反应器3上的循环水进出口，提前降温，反应6h后，打开通往管道反应器3的阀门，进行冷却降温，物料放到水解贮罐。计量料液体积为372L，测效价为66000U/ml，产品收率为75.3％，使用ELSD检测水解液测得8907峰占比84.1％
实施例3
在水解液暂存罐放入20％碱液200L，抽入8907合成液180L(P1 粉32.4kg水分0.38％)，打开水解液暂存罐搅拌桨，打开输料泵，将物料在管道反应器1和管道反应器2中循环5分钟，打开主蒸汽阀门和副蒸汽进出口阀门，调节蒸汽阀门、使管道反应器1温度为100℃，管道反应器2温度为110℃，物流从水解液暂存罐经过泵进入管道反应器1，然后进入管道反应器2，控制流量为200L/H，反应 6h，在反应进行到5h时打开管道反应器3上的循环水进出口，提前降温，反应6h后，打开通往管道反应器3的阀门，进行冷却降温，物料放到水解贮罐。计量料液体积为373L，测效价为67320U/ml，产品收率为77.5％，使用ELSD检测水解液测得8907峰占比85.1％。
Claims (10)
1.一种利用管道反应器水解得到1-N-乙基庆大霉素C1a方法，所述方法步骤如下：
1)将依替米星合成液和NaOH液抽入待水解暂存罐中，混合得到反应混合液；
2)开管道反应器，使管温达100℃左右；
3)将步骤1)反应混合液泵进管道反应器中，控制第一反应管道(1)进出口温度为95-100℃，第二反应管道(2)进出口温度为100-110℃，液温保持在100-105℃，水解6小时；
4)反应完毕，开管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀，降温至近室温；
5)将水解后的反应液从管道反应器(3)抽入水解贮罐中。
2.根据权利要求1所述的方法，步骤如下：
1)将依替米星合成液和20％NaOH液抽入待水解暂存罐中，进行初步混合；
2)开管道反应器上蒸汽阀，开冷凝器夹套冷冻水进、回水阀，开管道反应器上进料、出料阀，开夹套蒸汽阀，开通蒸汽旁通阀至蒸汽冷凝水顶出后关蒸汽旁通阀，慢慢使管温达100℃左右；
3)开启管道反应器上送料泵，将合成液泵进反应器中，通过调节进量蒸汽，控制第一反应管道(1)进出口温度为95-100℃，、第二反应管道(2)进出口温度为100-110℃，液温保持在100-105℃，保持正常水解约6小时；
4)采样点板显示水解完全后，关夹套蒸汽阀，关水解冷凝器夹套冷冻水进、回水阀。开管道反应器上夹套循环给水、循环回水阀，降温至近室温。
5)将水解液抽入计量水解贮罐中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述管道反应器包括第一反应管道(1)，第二反应管道(2)，第三反应管道(3)，其中，每一个反应管道包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的输料管(4)和送料管(5)，所述输料管的自由端设有进料口(6)，进料口处设有用于通过所述进料口输料管内泵入待反应物料的送料泵(7)，第一反应管道(1)的送料管与第二反应管道(2)的输料管采用快接口(8)进行连接；第二反应管道(2)的送料管与第三反应管道(3)的输料管采用快接口进行连接；第三反应管道(3)的送料管连接最终计量水解贮罐(9)。
其中，管道反应器的管道(1)-(3)设主蒸汽加热管(10)以及至少两套副蒸汽加热管(11)，管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀(12)，所述管道反应器中主蒸汽加热管和副蒸汽加热管的入口处设置有流量调节器(13)。
4.一种管道反应器，包括第一反应管道(1)，第二反应管道(2)，第三反应管道(3)，其中，每一个反应管道包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的输料管(4)和送料管(5)，所述输料管的自由端设有进料口(6)，进料口处设有用于通过所述进料口输料管内泵入待反应物料的送料泵(7)，第一反应管道(1)的送料管与第二反应管道(2)的输料管采用快接口(8)进行连接；第二反应管道(2)的送料管与第三反应管道(3)的输料管采用快接口进行连接；第三反应管道(3)的送料管连接最终计量水解贮罐(9)。
其中，管道反应器的管道(1)-(3)设主蒸汽加热管(10)以及至少两套副蒸汽加热管(11)，管道反应器(3)上夹套循环给水、循环回水阀(12)，所述管道反应器中主蒸汽加热管和副蒸汽加热管的入口处设置有流量调节器(13)。
5.根据权利要求4所述的管道反应器，其中，所述的副蒸汽加热管为三套。
6.根据权利要求4所述的管道反应器，其中，所述的副蒸汽加热管为套管式加热管。
7.根据权利要求4所述的管道反应器，其中，所述的每一套副蒸汽加热管的出口相对每一套副蒸汽加热管入口离管道反应器的进口端近。
8.根据权利要求1所述的方法，步骤为：先将依替米星合成液与20％氢氧化钠溶液进行混合，然后将混合原料从管道反应器(1)的入口端送入管道反应器中进行反应，最后反应产物从管道反应器(3)出口端送出。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，反应物在通过管道反应器(1)入口端附近温度为80-95℃的区域后，温度控制为100-105℃反应，反应产物从管道反应器(1)出口端送出到108-112℃的管道反应器(2)中，反应物在其中100-110℃的区域进行反应，最后反应产物从管道反应器(2)出口端送出，进入冷却管道反应器(3)。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，反应物通过温度控制为108-112℃的区域反应时间为在管道反应器中总反应时间的一半；
或
反应物通过所述的通过温度80-95℃区域反应时间、温度为108-110℃区域反应时间和温度为100-110℃的温度区域反应时间各占管道反应器中反应物的总反应时间的三分之一。
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