551-16-6 / 6-氨基青霉烷酸的制備方法

概述^[1][2]

6-氨基青霉烷酸(6-aminopenicillanic acid，6-APA)為白色片狀結(jié)晶，是合成各種半合成青霉素的重要中間體，用途很廣。以此為原料進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，接上不同結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，可以制造出對(duì)青霉素耐藥菌敏感、抗菌譜更廣的新的半合成青霉素，如氨芐青霉素、羥氨芐青霉素、苯氧甲基青霉素，以及其它的具有更寬抗菌譜的各種半合成青霉素。目前國(guó)內(nèi)6-APA的年產(chǎn)量超過(guò)30000噸。

制備方法^[1]

目前工業(yè)上去除青霉素側(cè)鏈裂解成6-APA，主要有微生物酶催化裂解法和化學(xué)裂解法。隨著生物工程技術(shù)的迅速發(fā)展，采用固定化酶或固定化細(xì)胞生產(chǎn)6-APA,不僅工藝大為簡(jiǎn)化，經(jīng)濟(jì)效益明顯，且可得到純度較高的6-APA。近年來(lái)酶法逐漸成為工業(yè)上生產(chǎn)6-APA的主流。

化學(xué)裂解法。用于工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)裂解的工藝路線是：在極低的溫度下，先將青霉素的羧基轉(zhuǎn)變成硅酯保護(hù)起來(lái)，再使側(cè)鏈上的酰胺活化，通過(guò)形成青霉素取代亞胺醚衍生物，然后在極溫和的條件下，選擇性地水解斷鏈成6-APA。

生物酶催化法。在自然界中細(xì)菌、放線菌、酵母和高等真菌都可以產(chǎn)生青霉素?；浮ｋS著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，在酶的菌株改良、發(fā)酵自動(dòng)化、酶的大規(guī)?；⒚傅墓潭ɑ⒎磻?yīng)器設(shè)計(jì)、后續(xù)工藝等各個(gè)領(lǐng)域同時(shí)取得進(jìn)展，青霉素?；赣糜?-APA的制備已經(jīng)非常成熟。固定化酶可以重復(fù)使用，容易從反應(yīng)液中分離，可以有效防止對(duì)產(chǎn)物的蛋白污染和微生物污染等。在反應(yīng)器內(nèi)加入一定量的固定化酶，把一定濃度的青霉素溶液與固定化酶在攪拌的作用下，使酶和青霉素充分接觸。在酶的催化下，青霉素不斷的裂解成6-APA和苯乙酸，溶液的pH值下降，補(bǔ)加一定濃度的氨水使pH值維持在8.0，當(dāng)pH值不在下降并維持10分鐘，到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)。上述的裂解液中加入一定的甲醇，用鹽酸調(diào)pH值至4.2，使6-APA結(jié)晶析出，然后過(guò)濾、干燥得到成品。

生物酶催化法中，若能尋找到青霉素?；傅募せ顒?，或許能進(jìn)一步提高6-APA的生產(chǎn)效率。目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

CN201610118155.4提供一種青霉素酰化酶的激活劑，該激活劑能顯著提高青霉素?；傅拇呋?，用于制備6-APA時(shí)能顯著提高6-APA的生產(chǎn)效率。青霉素酰化酶激活劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

6-氨基青霉烷酸的制備方法，包括如下步驟：

步驟S1，向青霉素發(fā)酵液中加入青霉素?；高M(jìn)行裂解反應(yīng)，同時(shí)加入如上所述的青霉素?；讣せ顒?，反應(yīng)結(jié)束后得到包含6-氨基青霉烷酸、苯乙酸和青霉素菌絲的混合液；

步驟S2，將混合液依次經(jīng)過(guò)微濾、超濾分離除去青霉素菌絲和大分子物質(zhì)，將溶液經(jīng)過(guò)納濾濃縮得到6-氨基青霉烷酸和苯乙酸的濃縮混合溶液；所述微濾、超濾和納濾中所使用的過(guò)濾膜為有機(jī)膜、陶瓷膜或金屬膜；

步驟S3，將6-氨基青霉烷酸和苯乙酸的濃縮混合溶液進(jìn)行脫色處理后，使用樹脂將濃縮混合溶液中的苯乙酸吸附分離，得到6-氨基青霉烷酸的水溶液；

步驟S4，調(diào)節(jié)6-氨基青霉烷酸的水溶液的pH值至6-氨基青霉烷酸的等電點(diǎn)即可得到6-氨基青霉烷酸結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥后即可得到6-氨基青霉烷酸。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的青霉素?；讣せ顒┠茱@著提高青霉素?；傅拇呋?，用于制備6-APA時(shí)能顯著提高6-APA的生產(chǎn)效率，是不添加激活劑時(shí)生產(chǎn)效率的3倍多。

回收方法^[2]

隨著半合成青霉素市場(chǎng)需求的日益擴(kuò)大，6-氨基青霉烷酸的規(guī)模生產(chǎn)得到了多方面廣泛的研究。目前，其工業(yè)生產(chǎn)方法主要有兩種：青霉素?；噶呀夥ê?化學(xué)裂解法。兩種方法均以青霉素為原料，化學(xué)裂解法適合于一般不從事微生物發(fā)酵的化學(xué)制藥工廠且生產(chǎn)成本較高，所以其沒(méi)有青霉素?；噶呀夥☉?yīng)用廣泛。目前普遍采用的是用青霉素G鉀鹽在青霉素?；傅淖饔孟铝呀庵频?，但是，在青霉素酰基酶裂解法生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸時(shí)，通常裂解得到的6-氨基青霉烷酸地質(zhì)量百分比濃度大約在4％左右，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)娜軇┏樘岱蛛x苯乙酸后，水相的6-氨基青霉烷酸可結(jié)晶析出，然而將質(zhì)量百分比濃度為0.3-0.4％的6-氨基青霉烷酸殘留在結(jié)晶母液中，所以，回收6-氨基青霉烷酸的過(guò)程直接影響到最后產(chǎn)品的收率。目前的生產(chǎn)工藝中，尤其結(jié)晶過(guò)程有較大的局限性，其中：

1.結(jié)晶母液中殘存6-氨基青霉烷酸濃度低，傳統(tǒng)回收過(guò)程設(shè)備投資大、 運(yùn)行成本高且運(yùn)行保養(yǎng)要求高。

2.結(jié)晶母液中含有各種雜質(zhì)，回收處理化學(xué)品用量大，將會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.結(jié)晶母液中含有一定量的有機(jī)溶劑，在6-氨基青霉烷酸的回收過(guò)程中，傳統(tǒng)的各種方法均需先將此部分有機(jī)溶劑脫出，而一般的脫除方法均將使結(jié)晶母液升溫，而此過(guò)程將加速6-氨基青霉烷酸的不穩(wěn)定自裂解，嚴(yán)重影響收率及產(chǎn)品最終質(zhì)量。

CN200610066185.1提出的一種應(yīng)用膜回收6-氨基青霉烷酸的方法，其包括以下步驟：調(diào)節(jié)酸堿度過(guò)程，調(diào)節(jié)含有6-氨基青霉烷酸的結(jié)晶母液的酸堿度使其pH值為5.0-8.5；粗過(guò)濾過(guò)程，對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)酸堿度的結(jié)晶母液進(jìn)行粗過(guò)濾；納濾過(guò)程，將上述經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾后的結(jié)晶母液加入納濾系統(tǒng)設(shè)備，行納濾膜分離，得到濃縮液和透析液，其濃縮倍數(shù)為5-20倍；其中，所述的納濾過(guò)程的操作條件為：采用截留分子量為5-800的耐有機(jī)溶劑膜；操作溫度為1-10℃；操作壓力為15-40bar；清洗過(guò)程，納濾過(guò)程結(jié)束后，將對(duì)納濾系統(tǒng)進(jìn)行洗滌。

主要參考資料

[1] CN201610118155.4 一種6-氨基青霉烷酸的制備方法

[2] CN200610066185.1 應(yīng)用膜回收6-氨基青霉烷酸的方法