对羟基苯甘氨酸工艺说明

对羟基苯甘氨酸工艺说明1产品概述左旋对羟基苯甘氨酸，D-(-)-4-Hydroxyphenylglycine，分子式(Formula)：C8H9NO3，分子量(MolecularWeight)：167.16，纯品外观为白色针状结晶，熔点：240℃，微溶于乙醇和水，易溶于酸和碱溶液生成盐。作为一种医药中间体，D－对羟基苯甘氨酸主要用于β－内酰胺类半合成抗生素的生产，如在羟氨苄青霉素（阿莫西林）、头孢羟基苄（欧意）、头孢氨苄（先锋Ⅳ）等广谱抗生素的合成生产中，D－对羟基苯甘氨酸是必不可少的侧链酸。这些由D－对羟基苯甘氨酸作为中间体合成得到的抗菌药物抗菌谱广，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等均具有较好的杀灭作用，同时作为新型的抗生素，这些抗菌药物具有极佳的口服效果，并克服了过去广泛使用的青霉素G等存在的抗菌谱窄、副作用大、耐酸性差、不能口服或自服效果差以及耐药性反应越来越普遍等严重缺陷，在临床上的应用越来越广泛。在抗生素世界范围内的大量生产，进一步带动了中间体D－对羟基苯甘氨酸的发展。国外从1960～1970年代就开始了D－对羟基苯甘氨酸的合成研究，并在1970年代开始批量生产，1980～1990年得到发展。D－对羟基苯甘氨酸需求量近年来增加得很快。据报道，在1999年国际上单纯为生产阿莫西林，对D－对羟基苯甘氨酸的需求量就达8kt，美、欧、日等地对其需求量更是超过万吨。国际上生产D－对羟基苯甘氨酸的厂商有日本的合成化学、HIGHCHEM株式会社、荷兰ANDN公司以及西班牙、韩国、瑞典等国家的一些公司。国内从1980年开始研制D－对羟基苯甘氨酸，90年代中期开始小规模生产。近年来，国内对羟氨苄青霉素（阿莫西林）的需求量迅速增加，一些抗生素生产企业的半合成抗生素和头孢类产品陆续通过中试，阿莫西林生产装置相继转入生产。D－对羟基苯甘氨酸的研究开发在我国起步较早，但局限在化学法生产工艺。目前上海、浙江、江苏、河北等地有不少厂家采用化学合成及化学拆分法生产D－对羟基苯甘氨酸，但由于其流程长、收率低、成本高及产品质量难以达到进口同类产品指标要求而无法与国外的酶法产品相竟争。该工艺特点是利用菌种产生海因水解和氨甲酰基水解酶，通过酶水解将底物对羟基苯海因一步转化为D－对羟基苯甘氨酸。经多年的技术攻关，通过开发主要原料对羟基苯海因合成新工艺，培育活化原始菌种及选择最佳发酵及产酶条件，剖析基因启动的诱导机制并开发了新型诱导剂和洁净合成工艺，筛选了加量只有几十PPm的絮凝剂收集菌体，采用新颖的产品精制工艺等多方面的研究工作。主要技术指标酶活由过去的0.3提高到0.5umol/min/ml，生物量由0.58(A600)提高到0.8(A600)，酶对底物的转化率超过98%，产品收率达到85%，产品质量达到荷兰、日本等进口同类产品标准，各项技术经济指标领先于国内同行业并达到当代国际先进水平。2化学反应过程3工艺过程3.1发酵利用酶对苯海因进行拆分，水解生成左旋对羟基苯甘氨酸，具有工艺简单，无污染等优点。3.1.1孢子制备选用生产上代谢快、周期短、具有特殊生理特性的菌种作为出发菌株，进行自然分离，选育出正变的菌株加以扩大培养，制备出在生产上的应用孢子。3.1.2种子培养配制好适合生产菌种生长的培养基，消毒之后把孢子接进种子罐进行扩大培养之后，达到有利于发酵的种子数量后，接进发酵罐进行发酵。3.1.3发酵通过发酵，使生产菌代谢出用于苯海因转化成左旋对羟基苯甘氨酸的两种酶。3.1.4絮凝发酵完成之后，在发酵液中加入絮凝剂，使生产菌丝凝聚，并调节PH至7.5～7.6，使生产菌代谢的酶的活性不降低。3.1.5板框过滤通过板框过滤使菌丝体从发酵液中得以分离。3.1.6转化预先将一定量的水加热至45℃，将过滤出的菌丝体投入并加苯海因调PH至8.0～8.1，最后投入转化罐中。菌丝体内的两种酶在转化过程中得以释放，将苯海因转化成左旋对羟基苯甘氨酸。3.2提炼提炼的目的是为了纯化进而得到高质量的产品。3.2.1过滤—CH—COOH—NHNHCO—COOH—CHOH—NH2D-Hase+D-CaseCO2+NH3发酵车间的转化液中，含有3.0%左右的有效成分，其余大部分是菌渣和前期加的助滤剂，需经板框过滤，将其分离出来得到较纯净的转化液。3.2.2脱色经过过滤的转化液中仍含有色素、热源以及金属离子、蛋白质，胶状物质等。为了去除这些杂质，首先要在碱性条件下，加活性炭进行脱色，然后再经板框脱掉活性炭。3.2.3超滤料液经脱色后，经过袋式、熔喷过滤器后，进入离子交换，进口压力控制在≤1.3Mpa，回流流量≥3.5m3／h。3.2.4离子交换经脱色、脱炭的料液再经弱酸性阳离子交换树脂，去除大量的金属离子及酶在产生产物反应时产生的NH4+。3.2.5酸化酸化，即调PH至3.5~4.0，PH=3.64是蛋白质的等电点，此时蛋白质沉淀析出，经活性炭吸附，达到去除蛋白质的目的，进而得到较为纯净的酸化过滤液。酸化过滤液进入卧罐，将PH调至5.0～5.8。3.3精制精制的目的是为了纯化和浓缩，进而得到高质量的产品。3.3.1蒸发经浓缩后的料液通过真空蒸发，除去水分，提高料液含量。蒸发过程中温度应控制在55~58℃，真空度≥0.08MPa，浓缩比率一般控制在7：1（7为前工段的稀液体积，1为进冷却罐的浓缩液体积）。3.3.2结晶分离经真空浓缩的料液，进入冷却罐进行降温处理后使其对羟基苯甘氨酸结晶析出，再经离心机通过无盐水洗涤加以清晰分离，得到结晶体半成品。3.3.3干燥包装将结晶体放入闪蒸干燥机中进行干燥，真空度稳定≥0.08MPa，得到成品，经过筛、混合、包装，入库。3.3.4无盐水为提高成品纯度，所有参与料液反应的水均用无盐水。