硫氰酸红霉素提取及其转碱母液回捞工艺的优化

西北大学硕士学位论文硫氰酸红霉素提取及其转碱母液回捞工艺的优化姓名：姬红明申请学位级别：硕士专业：生物工程指导教师：黄建新20081108硫氰酸红霉素提取及其转碱母液回捞工艺的优化摘要本文对硫氰酸红霉素提取生产过程中收率较低的问题进行了研究。通过对PX-90型高速离心机和破乳剂X在硫氰酸红霉提取中的实际应用，对硫氰酸红霉素的提取工艺进行优化并确定了新的工艺条件：在30°C左右的条件下，控制pH10.0，工程硕士学位论文2醋酸丁酯和滤洗液以0.12—0.17的搭配比例进行萃取。成盐过程中以1.3—1.5L/10亿萃取液单位的比例流加15%NaSCN溶液后，再以0.4L/10亿萃取液单位的比例滴加15%(v/v)冰醋酸溶液，然后检测pH值，控制终点pH值范围在6.3-6.5之间。该工艺条件所得硫氰酸红霉素以及用其转化所得红霉素，产品质量均符合中国兽药典和中国药典（2005版）要求，且转碱重量收率较传统工艺提高2—3%(传统工艺约60%)。同时，在硫氰酸红霉素结晶罐中采用底部是涡轮圆盘弯叶式，中部折叶桨式和罐壁加三片挡板的搅拌模式，对硫氰酸红霉素结晶时的搅拌模式进行优化。在生产中确立了硫氰酸红霉素转碱母液再利用的工艺,使罐垢和不合格料处理的问题得以解决。关键词：硫氰酸红霉素，提取，母液，工艺OptimizationoftheextractionofErythromycinThiocyanateandTechniqueofreusingtheMotherLiquidAbstractInthispaper,studyonthelowyieldprobleminwhicherythromycinthiocyanateproductprocess.WhichappliedthePX~90separatoranddemulsifierXintheactualextractionproductionoferythromycinthiocyanate.Optimizationofthetechniquetoextracttheerythromycinthiocyanateandsettingthenewproductionprocess.Theprocessbeingasfollowing:about30flC,controllingpH10.0，n-butylacetate:filterliquid=0.12〜0.17.Whencrystallizationisbeing，firstly，adding15%NaSCNbytheratioof1.3〜1.517811(0116billionunitoftheextractionliquid).Secondly,adding15%(v/v)HAcbytheratioof0.4L/BU.Thirdly,monitoringpHandcontrollingtheendpHrangesfrom6.3to6.5.Erythromycinthiocyanateanderythromycinofalkalization-crystallizationoferythromycinthiocyanateareallqualifiedwiththeCPV2005andCP2005bythisway.Weighyieldofalkalization-crystallizationoferythromycinthiocyanateimprove2%—3%thantheoldtechnique.Itis62〜63%.Inthesametime,usingthestirringmodel:curvedleavesofthediscturbinetypeagitatorinthebottomofthepot;bendedleavesofpaddletypeagitatorinthemiddleofitandthreeflapsonthewallofit.Studyonthestirringmodeloferythromycinthiocyanatecrystallization.Settingatechniquewhichusingthemotherliquidofalkalizationoferythromycinthiocyanateproductserythromycinthiocyanate.SolvingthescaleofthepotandunacceptedproductKeywords:Erythromycinthiocyanate.Extraction.Motherliquid.Technique西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北大学。保密论文待解密后适用本声明。7^f工程硕士学位论文4学位论文作者签名：^指导教师签名Jit年月曰年月7曰西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:OOi年月X曰工程硕士学位论文1第一章前言1选题背景硫氰酸红霉素曾先后由法国诗华大药厂（CevaLaboratoriesINS)、德国利美高药厂（RAMIKAL)等公司出口到我国。1990年以前我国主要以进口为主，几乎没有厂家生产[。近十年来，随着我国医药工业的发展，尤其是大环内酯类抗生素产量剧增和技术水平的提高，使我国一跃成为红霉素主要生产国和出口国，其中硫氰酸红霉素是红霉素类产品中第一大出口品种，2003年国内生产量900吨，出口约560吨，出口占国内总产量的62%。2004年1—9月硫氰酸红霉杀出口占据了大环内酯类抗生素原料药54%的份额。使硫氰酸红霉素成为重要的出口型商品。其原因主要是：一、硫氰酸红霉素可作为生产红霉素、琥乙红霉素、罗红霉素、克拉霉素等药品的原料。二、硫氰酸红霉素在国外主要用作兽药，用于防治家禽的慢性呼吸道感染[2]。近些年来，随着我国医疗体制改革的深入，人们用药开支日益增长，市场上对疗效好且价格便宜的药品需求旺盛，而红霉素类药物作为大众化的消炎药，需求量更是剧增。同时，世界各国对红霉素衍生物的开发迅速。在国内，如目前市场上畅销的利君沙（玻乙红霉素)、阿齐霉素、罗红霉素、地红霉素、氟红霉素、红霉素碳酸乙酯、去氧红霉素等均为红霉素类药物，而硫氰酸红霉素又是生产这些药物的原料，其生产水平的高低和质量的好坏就显得尤为关键。目前，国内红霉素生产企业因生产工艺和使用设备上的不同，尤其在红霉素的提取工艺和硫氰酸红霉素的成盐收率上差异较大，导致在转化红霉素的收率上各不相同，进而导致企业的生产成本出现较大差异，以致影响到红霉素系列药物的市场价格。2硫氰酸红霉素简介由于硫氰酸红霉素是红霉素的中间盐，其理化性质、药理作用及应用与红霉素有所区别，现分别介绍如下。2.1红霉素理化性质及临床应用2.1.1红霉素理化性质1952年，J.M.McGurire等人在菲律宾群岛上的土样中从红色链丝菌工程硕士学位论文(Streptomyceser/MrM)的培养液中分离出红霉素，它属于大环内酯类抗生素，是一种碱性抗生素。美国EliLilly公司和Abott公司最先生产并将产品推向市场w]'w。现已分离到五种同系物，分别是A、B、C、D和E。目前医疗上用的大部分是红霉素A。红霉素A以多种形式存在，包括红霉素二水物、红霉素一水物、无水物和无定形物红霉素为白色或类白色结晶性粉末，微有吸湿性、味苦，易溶于醇类、丙酮、氯仿和酯类（如乙酯、丁酯、戊酯等)，微溶于乙醚。25°C时，红霉素在水中的溶解度为2mg/ml，且其溶解度随温度升高而减小，在55°C时达到最小，为1.5mg/ral,熔点为135—140bC[6]。其结构式如下：,-0Off2.1.2红霉素的临床应用Me由其结构式可知，红霉素分子是由红霉内酯、红霉素糖和脱氧氨基己糖三部分组成。红霉素A、红霉素B、红霉素C、红霉素D和红霉素E的结构具体区别见表1.1:表1.1红霉素的种类和结构mTable1.1Speciesandconfigurationsoferythromycin抗生素式中的化学基团分子式分子量R8f红霉素AOHCH3Cs：Hb90isN733,91红霉素BHCH,CS?H*?0I?N717.91红霉素COHHCwH.sOisN719.91红霉素DHHCSAHMOUN703.91红霉素E-0-CH,CsiHerOtiN717,91工程硕士学位论文资料表明，大环内酯类抗生素均可不同程度地抑制细菌蛋白质的合成口该类抗生素能与细菌核糖体50S亚单位的U及L22蛋白质结合，在肽链延长阶段能促使肽酰基rRNA从核糖体上解离，从而抑制蛋白质的合成。M[9]红霉素作为一种广谱抗生素，它对酿脓链球菌、肺炎链球菌、绿色链球菌等革兰氏阳性球菌，脑膜炎球菌、淋病球菌、肺炎支原体、军团菌属、炭疽杆菌、百曰咳杆菌等均有疗效主要用于治疗耐青霉素的金黄色葡萄球菌感染和青霉素过敏患者它还是白喉带菌者、支原体肺炎、沙眼衣原体所致的婴儿肺炎及结肠炎及军团病的首选药。临床应用中发现红霉素可能引起肝碍障，以及消化道障碍，长期或大剂量服用可引起恶心、呕吐、腹痛等不良反应™™。2.2硫氰酸红霉素的理化性质和药理作用2.2.1理化性质硫氰酸红霉素（ErythromycinThiocyanate)商品名为高力霉素(Galliinycin)。该品为白色或类内白色的结晶性粉末，无臭、味苦，易溶于甲醇或乙醇中，微溶于水或氯仿中，其结构式如下所示DU:通常，工业上生产硫氰酸红霉素是将红霉素的发酵液经过滤、萃取后与KSCN(或NaSCN)溶液反应、结晶，再离心得到结晶性粉末，干燥后即为硫氰酸红霉素成品a2-2.2药理作用及应用本品对革兰氏阳性菌的作用与青霉素相似，但其抗菌谱较青霉素广，敏感的革兰氏阳性菌有肺炎球菌、炭疽杆菌、猪丹毒杆菌、李斯特菌、气肿疽梭菌等；敏感的革兰氏阴性菌有流感嗜血杆菌、布鲁氏菌、脑膜炎双球菌等。本品对立克工程硕士学位论文[提取、离心分离]乙醴丁筋二级逆流萃取用乙酸丁酯作三级镨流萃取pH分别为9.8—10,9.9~10.1,10—-10.238—40X：C分离、洗涤]加10*(V/V58面a,ajigI离心甩旗，蒸馏水洗洚_静置24~36小时[干燥]红籌素次体、钩端螺旋体等也有一定的疗效。主要用于治疗革兰氏阳性菌和支原体引起的感染性疾病，如鸡的葡萄球菌病、链球菌病和慢性呼吸道病等。适用于慢性呼吸道传染性鼻炎、滑液囊炎、非特异性肠炎、葡萄球菌病等。另外，它在饲料添加剂中也广泛应用a3硫氰酸红霉素的提取生产工艺概况目前，国内生产硫氰酸红霉素的厂家主要有西安利君、宁夏启元、沈阳同联和河南天方等。在生产工艺方面，一般是先利用红霉素萃取液生产出硫氰酸红霉素，再将硫氰酸红霉素经碱化、结晶得到红霉素的工艺路线。因而红霉素滤洗液的萃取效率就成为硫氰酸红霉素提取及生产的关键环节。但目前，国内各厂家因发酵水平差异较大、萃取设备的不同，从而导致在红霉素滤洗液的萃取收率以及硫氰酸红霉素转化红霉素的收率上各不相同。现将文献己报道的几种红霉素提取工艺叙述如下：3.1反复萃取红霉素的提炼流程[12][预处理、过滤]萃取液湿晶体该生产工艺主要通过两次萃取和一次反萃取，然后结晶得到红霉素。整个生产过程中萃取收率低且工艺控制点难控制，产品质量不稳定，成本较