青霉素V鉀提取工藝與研究進展

1、    青霉素v鉀提取工藝與研究進展    馮薇 張小雙 宋海英摘  要：綜述了青霉素v鉀的提取工藝現(xiàn)狀及提取工藝的研究進展，重點介紹了青霉素v鉀提取工藝的膜分離技術、萃取工藝、結晶工藝研究情況，并對青霉素v鉀的未來發(fā)展方向提出了幾點建議。關鍵詞：青霉素v鉀;萃取;結晶：r978.1青霉素v鉀又名苯氧甲基青霉素鉀鹽，是一種重要的原料藥和醫(yī)藥前體，是治療革蘭氏陽性菌及部分陰性菌感染的首選藥物。青霉素v原料廣泛應用于口服制劑加工，還有6-apa、7-adca等中間體制備，以及半合成青霉素和頭孢菌素生產(chǎn)。目前，青霉素v鉀國外生產(chǎn)廠家主要有奧地利san

2、doz，國內(nèi)生產(chǎn)廠家主要有華北制藥和威奇達公司，大部分用于出口。目前國內(nèi)外有關青霉素v生產(chǎn)提取的文獻報道較少13。目前，現(xiàn)行生產(chǎn)工藝采用傳統(tǒng)的溶媒萃取工藝，在工藝控制、收率上與國外有一定的差距，有待進一步提高。1、青霉素v鉀提取生產(chǎn)工藝工業(yè)上青霉素v鉀提取和青霉素g鹽提取工藝相似。青霉素v鉀提純工藝主要是通過發(fā)酵液過濾、萃取、反萃取、結晶幾個步驟來完成的。青霉素v鉀發(fā)酵液冷卻過濾后，濾液在一定的 ph 值下于萃取機內(nèi)進行多級逆流萃取，得到萃取液后再進行反萃。最后在丁醇溶液中進行蒸發(fā)結晶得到青霉素v鉀鹽的母晶，過濾洗滌干燥即可得到較高質(zhì)量的產(chǎn)品。2、青霉素v鉀提取工藝研究進展天津大學的王芬卿對青

3、霉素v的提取工藝進行了詳細的研究4。現(xiàn)行乙酸丁酯提取工藝中乳化問題直接影響青霉素的收率?，F(xiàn)行工藝是靠在萃取過程中加入破乳劑來減輕乳化，以提高收率。但是，破乳劑的研發(fā)工作很難適應性質(zhì)不斷變化的發(fā)酵液。此外破乳劑的使用也很難完全解決萃取效率降低的問題。因此，提取工藝向無破乳技術方向發(fā)展也就成了大勢所趨。2.1 膜分離技術的應用傳統(tǒng)的過濾青霉素發(fā)酵液的方法有板框過濾和真空轉(zhuǎn)鼓過濾，而近年來對膜分離技術的應用研究較多。超濾可以有效的去除大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、病毒、熱源、炭黑等。李十中5在青霉素的過濾方面也作了許多探索工作：在青霉素發(fā)酵液或青霉素發(fā)酵液經(jīng)預處理過濾后的濾液進行超濾處理，純化濾液，純化后的

4、濾液在生產(chǎn)中可以使用任意萃取設備一次完成青霉素的提純和濃縮過程。該研究過程中不需使用破乳劑。張月萍等 6使用截留分子量為1萬的平板超濾膜對青霉素發(fā)酵濾液進行處理，可以截留濾液中的蛋白質(zhì)等大分子雜質(zhì)，從根本上消除乳化現(xiàn)象，極大地降低萃取過程的難度，且不需要添加破乳劑。ruiz等7分別采用截留相對分子質(zhì)量為20000和2000的聚砜或聚醚砜超濾膜，對青霉素發(fā)酵液進行2級超濾，最終透過液中的青霉素濃度約20g·l-1，能夠充分滿足隨后的酶裂解生成6-apa的工藝要求。高建軍等8在6-apa的直通工藝中采用hy flux截留分子量為1×103 的中空纖維超濾膜除去青霉素濾液中大部分

5、蛋白類雜質(zhì)，省去原工藝中破乳劑和丁醇的使用，產(chǎn)品的總收率較對照提高4.6%。2.2 青霉素v鉀的萃取工藝由于青霉素v耐酸性好，不易降解，因此采用乙酸丁酯等溶劑萃取法生產(chǎn)青霉素v比青霉素g具有優(yōu)勢而普遍采用。溶劑萃取法提取青霉素雖然有對設備要求高、過程易乳化、溶媒消耗量相對較大等缺點，但是此技術相對成熟，具有濃縮倍數(shù)大、生產(chǎn)周期短、效率高和易實現(xiàn)高效的連續(xù)生產(chǎn)，仍是青霉素v提取普遍采用的方法。從新的萃取體系出發(fā)，科研工作者開發(fā)了一些新的萃取體系。清華大學亓平言等9發(fā)明涉及一種青霉素提取新方法。該新方法是用一種新的萃取體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的醋酸丁酯。新的萃取體系是由醇類溶劑（如己醇、庚醇等）作萃取劑

6、，必要時加進一定比例的稀釋劑和添加劑（正己烷、環(huán)己烷等）。新的制備方法可以提高萃取p h和萃取溫度，降低能耗，提高收率，降低產(chǎn)品成本。徐兵10提供了一種青霉素v的提純工藝，該方法采用青霉素v發(fā)酵濾液加入有機酸或無機酸調(diào)節(jié)ph值在3.5以下，得到青霉素v一次酸化沉淀;然后加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)ph值為4.58.0，將青霉素v沉淀溶解得到青霉素v堿化液;經(jīng)活性炭脫色、過濾，濾液進入噴霧干燥設備干燥，得到較純的青霉素v鹽固體物。此方法得到的低成本的青霉素v或鹽可作為制備6-apa 的原料。申淑峰等11研究了一種液-液-液三相萃取青霉素v的新技術。該新技術以聚乙二醇-硫酸銨-乙酸丁酯構筑的三相萃取體系代替?zhèn)?/p>

7、統(tǒng)工藝中的兩相萃取體系。研究結果表明，采用三相體系萃取苯氧甲基青霉素發(fā)酵濾液不需加入破乳劑，下相中乙酸丁酯的含量明顯降低，而且色素在中間相富集，可以達到純化有機相，簡化工藝流程的效果。2.3 青霉素v鉀結晶工藝考慮到青霉素對溫度敏感的特殊性質(zhì)，目前國內(nèi)外大部分的企業(yè)都采用蒸發(fā)結晶的方法來實現(xiàn)最終的精制過程。程艷12優(yōu)化了青霉素v鉀的結晶工藝，通過加快出晶前蒸餾速度，縮短共沸時間;增加餾出液的冷卻面積;對結晶過程中的攪拌速度進行分段控制;改進丁醇補加方式;在共沸液中加入0.3 %（v/ v）的10%乙二胺四乙酸二鈉（edta-na2）這5項措施使青霉素結晶收率提高了2.12 %，并縮短了共沸結晶

8、時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。天津大學龔俊波13等對青霉素v鉀蒸發(fā)結晶過程進行了研究。測定了不同水含量下溶質(zhì)的溶解度與超溶解度，得到了不同水含量下的介穩(wěn)區(qū)。實驗所測的介穩(wěn)區(qū)數(shù)據(jù)與溶解度數(shù)據(jù)為后續(xù)結晶過程的優(yōu)化提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐。在青霉素結晶操作的領域，天津大學結晶中心與華北制藥廠做出了大量卓有成效的工作。3、結語目前，國內(nèi)華北制藥是青霉素v鉀最大生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能小部分用于生產(chǎn)口服制劑，大部分用于出口。國外許多公司在青霉素下游產(chǎn)品的生產(chǎn)中生物技術方面具有優(yōu)勢。因此，提高青霉素v鉀的利潤與生存空間可以從以下幾個方面考慮。（1）篩選高產(chǎn)菌種，提高發(fā)酵單位。青霉素v鉀發(fā)酵符合率與青霉素g有一定差距，通過菌

9、種篩選提高青霉素v鉀發(fā)酵單位和符合率，不但可以提高產(chǎn)量收率，降低成本，還可以進一步打破青霉素v鉀酶法制備6-apa的瓶頸，取代青霉素g酶法制備6-apa工藝，開拓青霉素v鉀市場。（2）優(yōu)化提取工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。膜分離技術成功應用于工業(yè)青霉素g的發(fā)酵液過濾處理中，該技術有望在青霉素v鉀提取中得到應用和發(fā)展，這將大大改善濾液質(zhì)量，縮短提取后續(xù)工序步驟，從而提高收率，降低生產(chǎn)成本。（3）加大研發(fā)投入，開發(fā)高附加值下游產(chǎn)品。積極開發(fā)青霉素v鉀下游產(chǎn)品，通過擴大青霉素v鉀的下游應用來提高其產(chǎn)能和發(fā)展空間。單一的產(chǎn)品結構不具有市場競爭優(yōu)勢，豐富產(chǎn)品品種，優(yōu)化產(chǎn)品結構，從而提高企業(yè)的綜合競爭能力。參考文獻1  呂錄華，高春風，趙志普，等.一種青霉素v鹽的生產(chǎn)方法p.cn 101747341b，2012.2  崔麗娟，藏恒昌.青霉素v鉀的制備工藝及其應用研究進展j. 齊魯藥事，2009，28（10）：608611.3  王勝茂，青霉素v新工藝研究d，天津大學，2006