一種高純度奈替米星的分離純化方法

一種高純度奈替米星的分離純化方法

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》是無錫山禾集團福祈製藥有限公司於2010年4月14日申請的專利,該專利的公布號為CN101805382A,申請號為2010101461079,授權公布日為2010年8月18日,發明人是徐建國、蔣立新、嚴偉偉、宋聯、謝揚平、強解民。

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》利用連續色譜分離技術從三乙醯西索米星反應液中分離純化得到高純度的三乙醯西索米星,再繼續利用工業色譜分離與膜分離組合技術從奈替米星水解液中純化分離得到高純度的奈替米星。採用連續色譜分離系統組合超、納濾膜技術,使中間體三乙醯西索米星及奈替米星料液經連續色譜分離系統後能夠更有效地得到分離純化,在膜分離生產過程中控制合理的溫度條件,減少降解產物的生成,同時可以降低生產成本,縮短生產周期,提高產品質量,減少廢水的排放量。高效液相色譜HPLC法測定產品的奈替米星純度≥98%。

2015年12月1日,《一種高純度奈替米星的分離純化方法》獲得第九屆江蘇省專利項目優秀獎。

(概述圖為《一種高純度奈替米星的分離純化方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種高純度奈替米星的分離純化方法
  • 公布號:CN101805382A
  • 申請號:2010101461079
  • 申請日:2010年4月14日
  • 申請人:無錫山禾集團福祈製藥有限公司
  • 地址:江蘇省無錫市錫澄路257號
  • 發明人:徐建國、蔣立新、嚴偉偉、宋聯、謝揚平、強解民
  • 代理機構:無錫市大為專利商標事務所
  • 類別:發明專利
  • 代理人:時旭丹、劉品超
  • 公布日:2010年8月18日
  • Int.Cl.:C07H15/236(2006.01)、C07H1/06(2006.01)、C07H1/00(2006.01)、B01D61/14(2006.01)
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

奈替米星是一種半合成的氨基糖苷類抗生素,對需氧革蘭陰性桿菌有強大抗菌活性,對大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、吲哚陰性和陽性變形桿菌、克雷伯桿菌、不動桿菌、枸櫞酸桿菌、以及沙雷桿菌和腸桿菌的部分菌株有良好的抗菌作用。對於結核桿菌、非典型性分枝桿菌和金黃色葡萄球菌(產酶和不產酶株)也有良好的抗菌作用。該品對其他革蘭陽性菌(包括糞鏈球菌)、厭氧菌、立克次體、真菌和病毒均不敏感。該品對氨基糖苷乙醯轉移酶AAC(3)穩定,因此能產生該酶,卡那黴素、慶大黴素、妥布黴素和西索米星等的菌株對該品敏感。該品與β內醯胺類聯合用藥常可獲得協同作用。該品的作用機制是與細菌核糖體30S亞單位結合,抑制細菌蛋白質的合成。毒理動物試驗資料提示,該品的耳毒性較慶大黴素和妥布黴素低,腎毒性比慶大黴素低。
截至2010年4月,奈替米星的生產方法普遍採用以西索米星鹼為原料經乙醯化反應得到三乙醯西索米星,分離純化前其中含有的主要成分為西索米星、一乙醯西索米星、二乙醯西索米星、三乙醯西索米星和四乙醯西索米星。其結構特徵及性質都比較相似,並且在層析解離過程中它們之間的極性差比較小,用固定床樹脂分離法分離難於獲得HPLC≥95%的三乙醯西索米星。
精製的三乙醯西索米星再通過矽烷化反應、乙基化反應和鹼水解,最後水解保護基得到奈替米星,最終反應水解液中主要存在以下幾種組分:奈替米星,西索米星,加拉明,1,2-二乙基奈替米星,1,3-二乙基-3’-去甲基西索米星、無機鹽等。這些物質中奈替米星,西索米星,加拉明,1,2-二乙基奈替米星,1,3-二乙基-3’-去甲基西索米星結構特徵及性質都比較相似,並且在層析解離過程中它們之間的極性差比較小,而2010年4月前提純氨基糖苷類抗生素主要採用的是固定床樹脂分離法,而此種方法在分離奈替米星過程中,由於上述原因導致分離效果不理想,特別是要得到高純度(HPLC≥98%)的奈替米星存在生產收率低、成本高、周期長等缺點。
1)批生產周期很長,一批料液從西索米星到奈替米星成品需要45天的生產周期。由於樹脂量大,樹脂利用率非常低,固定床在一次性投資時數量大,占地面積大。
由於奈替米星分離純化前其中含有的主要成分結構和特徵都比較相似,並化學極性差值比較小,現在為了得到高純度(HPLC≥98%)的奈替米星在生產設備上必須讓樹脂離子交換柱總高度在10米以上,讓其各組分通過與樹脂的交換,使其各組分在樹脂上分別被樹脂按強弱、多少及上下吸附,然後通過不同濃度的氨水及流速的控制對各組分進行解離,從而得到純度相對比較高的奈替米星。這種生產工藝存在生產能力低下,產量提不上去,生產周期很長,固定投資巨大,占地面積大等缺點。
2)由於樹脂用量大,活化樹脂需要的酸鹼用量也大(包括用水),每公斤奈替米星單耗酸為30公斤濃鹽酸和32公斤液氨,廢水排放量大,特別是含氨的廢水,環保壓力大。
3)奈替米星,西索米星,加拉明,1,2-二乙基奈替米星性質極為相似,分離效果差,在樹脂解吸收集液中,奈替米星與1,2-二乙基奈替米星混合液所占比重大;奈替米星收集液純度低,一次合格率低,需要反覆上柱分離,收率僅為25%-30%。

發明內容

專利目的

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》的目的在於針對2010年4月前奈替米星固定床樹脂分離提純工藝所存在的缺點,設計一種生產高純度奈替米星的方法——採用連續色譜分離系統組合超、納濾膜技術,使中間體三乙醯西索米星及奈替米星料液經連續色譜分離系統後能夠更有效地得到分離純化,在膜分離生產過程中控制合理的溫度條件,減少降解產物的生成,同時可以降低生產成本,縮短生產周期,提高產品質量,減少廢水的排放量。
硫酸奈替米星英文名:Netilmicin Sulfate;化學名:O-3-去氧-4-C-甲基-3-甲氨基-β-L-阿拉伯糖吡喃糖基(1→4)-O-[2,6-二氨基-2,3,4,6-四去氧-α-D-甘油基-4-烯己吡喃糖基-(1→6)]-2-去氧-N-乙基-L-鏈霉胺硫酸鹽。
一種高純度奈替米星的分離純化方法
硫酸奈替米星化學結構式
分子式:(C21H41N5O72·5H2SO4;分子量:1441.54
性狀:該品為白色或類白色的粉末,無臭,味微苦,有引濕性。該品在水中易溶,在乙醇、丙酮、乙醚中不溶。熔點:193~195℃。比旋度:+88°~+96°。
穩定性:該品對溫度、光較為敏感,故該品應在密封、-6℃以下冷凍保存。
一種高純度奈替米星的分離純化方法
硫酸奈替米星化學反應方式
(1)三乙醯西索米星的製備
在2000升反應鍋中投入N、N-二甲基甲醯胺DMF溶劑,攪拌加入醋酸銅100千克,升溫至40℃後,滴加60×10U西索米星鹼,開啟冷凍循環水,滴加160千克三乙胺,30千克醋酐,取樣進行薄層層析,跟蹤反應過程,直至三乙醯西索米星斑點大於85%,反應完全。將乙醯化反應液濃縮,控制真空-0.08兆帕以下,溫度控制在80℃以下,濃縮至500升左右.將三乙醯西索米星鹼反應濃縮液加去離子水稀釋到2500升,pH值在5.0-6.5左右。
西索米星反應液的稀釋液用於連續色譜分離系統純化,得三乙醯西索米星鹼。
(2)奈替米星製備
1)甲矽烷化反應
在1500升不鏽鋼反應器中加入乙二醇二甲醚(DME)500千克,加入六甲基二矽胺烷(HMDS)100千克,攪拌下加入三乙醯西索米星鹼60千克,加入三甲基氯矽烷(TMSCL)1000毫升,繼續升溫至95℃回流反應5~6小時,反應結束。
2)乙基化反應
上述反應料液真空濃縮,回收反應料液中溶劑(DME),回收溫度控制在55℃以下。冷卻,加入二氯甲烷600千克,加入乙醛20升,反應120分鐘,再加NaBH410千克反應30分鐘後,加入1摩爾/升硼酸緩衝溶液200升還原反應100分鐘。
3)水解
然後加100升質量濃度10%NaOH溶液,真空蒸餾回收溶劑二氯甲烷,控制在50℃以下,而後加入質量濃度10%NaOH500升,升溫至100℃,回流水解反應16小時後結束,水解反應結束後冷卻。
4)中和
水解結束加質量濃度20%H2SO4400千克中和料液。中和至pH6.0~7.0即為終點,將上述料液,上連續色譜柱分離。

技術方案

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》分離純化步驟為:
(1)三乙醯西索米星純化方法:西索米星鹼基通過乙醯化反應得到三乙醯西索米星反應液;反應液稀釋上連續色譜柱,分去西索米星、一乙醯西索米星、二乙醯西索米星和四乙醯西索米星,得到高純度的三乙醯西索米星解析液;使用截留相對分子質量為400以下的納濾或反滲透膜濃縮,操作壓力為0.15-0.3兆帕,操作溫度為5-35℃,濃縮至三乙醯西索米星質量濃度為5%-15%;再用蒸汽加熱真空薄膜濃縮,操作條件為真空度0.04-0.1兆帕,操作溫度為45-65℃,濃縮至三乙醯西索米星質量濃度為20%-35%;濃縮液用噴霧乾燥或冷凍乾燥的方法獲得固體,高效液相色譜HPLC法測定三乙醯西索米星純度≥95%,水分≤5%;
(2)奈替米星純化方法:純度≥95%的三乙醯西索米星通過矽烷化保護、乙基化反應、和鹼水解得到奈替米星水解液,調節pH至中性,稀釋後上連續色譜柱,分去西索米星、加拉明、N,N-二乙基奈替米星雜質,得到高純度的奈替米星解析液;解析液通過超濾膜去除大分子物質,得到超濾清液,操作壓力為0.1-0.8兆帕,操作溫度為5-35℃,透析水量以體積百分計占進料解析液體積的15%-50%;超濾液使用截留分子量為400以下的納濾或反滲透膜濃縮,操作壓力為0.15-0.3兆帕,操作溫度為5-35℃,濃縮至奈替米星質量濃度為5%-12%;再用蒸汽加熱真空薄膜濃縮,操作條件為真空度0.04-0.1兆帕,操作溫度為45-65℃,濃縮至奈替米星質量濃度為16%-35%;
濃縮液用硫酸成鹽,活性炭脫色後用噴霧乾燥或冷凍乾燥的方法獲得硫酸奈替米星固體,高效液相色譜HPLC法測定奈替米星純度≥98%。
步驟(1)所述利用連續色譜分離技術從三乙醯西索米星反應液中分離純化三乙醯西索米星,上連續色譜柱的反應液稀釋至三乙醯西索米星質量濃度控制在2%-8%,pH5-8.5。
步驟(1)所述利用連續色譜分離技術從三乙醯西索米星反應液中分離純化三乙醯西索米星,連續色譜柱分離純化三乙醯西索米星所採用的色譜柱數量是20-30根,樹脂為丙烯酸系列、醇酸系列或酚醛系列陽離子樹脂,如D110,DK110,DK-1,D113,D152/1或HD-2等,樹脂孔徑為30-80目,各區的色譜柱分別採用串聯或並聯方式連線;水洗區用去離子水作洗滌劑;解析區採用梯度洗脫或者定量濃度洗脫的方式洗脫,解析溶劑為0.1-1.0摩爾/升的氨水;活化區採用的活化洗滌劑依次用0.5-2摩爾/升的鹽酸,水,0.5-3摩爾/升的氨水,水交替活化洗滌。
步驟(2)所述利用膜分離與工業色譜分離組合技術從奈替米星水解液中純化分離奈替米星的方法,上連續色譜柱的水解液稀釋至奈替米星質量濃度控制在1%-10%,pH5.5-8。
步驟(2)所述連續色譜柱分離純化奈替米星所採用的色譜柱數量是20-30根,樹脂為丙烯酸系列、醇酸系列或酚醛系列陽離子樹脂,如D110,DK110,DK-1,D113,D152/1或HD-2等,樹脂孔徑為40-80目,各區的色譜柱分別採用串聯或並聯方式連線;水洗區用去離子水作洗滌劑;解析區採用梯度洗脫或者定量濃度洗脫的方式洗脫,解析溶劑為0.05-0.5摩爾/升的氨水;活化區採用的活化洗滌劑依次用0.5-2摩爾/升的鹽酸,水,0.5-3摩爾/升的氨水,水交替活化洗滌。
步驟(1)、(2)所述超濾膜的材質為聚碸(PSu)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚碸(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC),陶瓷膜等,截留分子量為2000-12000;納濾膜材質為醋酸纖維素(CA)、磺化聚碸(SPS)、磺化聚醚碸(SPES)和聚乙烯醇(PVA),截留分子量為150-400;反滲透膜的材質為芳香族聚醯胺低壓複合膜、醋纖(CA)等。
(1)三乙醯西索米星連續色譜分離(20個柱單元)提純工藝:三乙醯西索米星料液經過連續色譜分離系統,取代了原有的固定床分離設備,使得原有的固定床的吸附、淋洗、洗脫、再生等整個工段整合在圓盤傳送式逆流連續色譜分離系統內,它將原有的固定床中的整段樹脂分割成若干段,在原工藝方法傳質區前面的那部分樹脂重新位於一個或幾個小的樹脂柱內,這樣可以重新進入吸附、洗脫、再生等循環內,利用起原來未被起用的部分樹脂,樹脂利用率就大大提高了,同時還可以減少化學試劑、水等的消耗量。圓盤傳送式連續色譜分離系統擁有大量的柱(分離)單元,也使得它們能非常有效地套用於連續分級生產過程。根據三乙醯西索米星料液中各成分的特性,該發明所選擇的樹脂為弱酸陽離子交換樹脂,樹脂顆粒直徑在30-80目,均勻度95%以上,並將連續色譜分離整個流程20個分離小單元分為四個區域,各個區域組成如下:
1)吸附區:該區域共3個柱單元(1、2和3號色譜柱串聯),通過流速控制,三乙醯西索米星稀釋液進入3號柱單元進口,1號柱單元出口流出的液體為廢液,進三廢中心處理。
2)水洗區:該區域共4個單元(4、5、6和7號色譜柱串聯),經過吸附後,各樹脂罐需要水洗,位於吸附區後,樹脂罐旋轉到水洗區,通過流速控制,水洗區單元4號出口取樣以確定洗滌效果,通過TLC方法檢測,此時4號柱單元出口收集的應為四乙醯西索米星回收料液,進回收料液罐進行後續工序處理。
3)解析區:該解析區共8個單元(8、9、10、11、12和13號色譜柱串聯,14和15號色譜柱串聯),兩組串聯色譜柱分別用不同濃度的氨水解析,且全部採用正進料,並分別收集各出口解析液,通過TLC檢測,此時8號柱單元出口收集的應為三乙醯西索米星解析液,14號柱單元出口收集的應為一乙醯西索米星,二乙醯西索米星和西索米星的混合解析液。
4)再生區:該區共5個單元(16、17、18、19及20號色譜柱),均單獨進料,為正,逆向進料,每一步再生後的沖洗水均運用混合器來配製試劑從而達到再利用。
(2)奈替米星連續色譜分離(30個單元)提純工藝:奈替米星料液經過連續色譜分離系統,取代了原有的固定床分離設備,使得原有的固定床的吸附、淋洗、洗脫、再生等整個工段整合在圓盤傳送式逆流連續色譜分離系統內,它將原有的固定床中的整段樹脂分割成若干段,在原工藝方法傳質區前面的那部分樹脂重新位於一個或幾個小的樹脂柱內,這樣可以重新進入吸附、洗脫、再生等循環內,利用起原來未被起用的部分樹脂,樹脂利用率就大大提高了,同時還可以減少化學試劑、水等的消耗量。圓盤傳送式連續色譜分離系統擁有大量的柱(分離)單元,也使得它們能非常有效地套用於連續分級生產過程。根據奈替米星料液中各成分的特性,《一種高純度奈替米星的分離純化方法》所選擇的樹脂為弱酸陽離子交換樹脂,樹脂顆粒直徑在40-80目,均勻度95%以上,並將連續色譜分離整個流程30個分離小單元分為四個區域,各個區域組成如下:
1)吸附區:該區域共6個單元(1、2、3、4、5和6號色譜柱),通過流速控制,原料首先進入由5和6號色譜柱並聯的色譜柱組,再通過串聯的其餘柱單元,1號口的流出液為廢液,進三廢中心處理。
2)水洗區(7單元)
經過吸附後,各樹脂罐需要水洗,位於吸附區後。樹脂罐旋轉到吸附水洗區後,夾帶在樹脂間的料液(主要是澄清液)被水頂出,流出液與吸附區1號口的流出液混合一同進入7號單元對應的樹脂罐。洗去夾雜在樹脂空隙處的料液並儘量帶走雜質,防止料液夾帶進入解析區,提高解析液的純度,並將其水洗液併入到吸附區,再次吸附水洗液中的有效組分,通過取7號出口樣經TLC檢測後以確定洗滌效果。
3)解析區(8~24單元)
在該解析區,用連續、梯度解析方式,解析區全部採用正進料,分別收集各出口解析液,根據工藝方法設計分為如下幾個部分:
1)8~13號串聯進0.1~0.3N稀氨水1,解析液直接排入下水道;
2)14~21號串聯進0.3~0.6N稀氨水2,解析液收集主要為奈替米星;
3)21~24號串聯進0.6~0.8N稀氨水3,解析液收集主要為奈替米星,西索米星、加拉明。
4)再生區:該區共6個單元(25、26、27、28、29和30號色譜柱),均單獨進料,且為順、逆向進料,每一步再生後的沖洗水均運用混合器來配製試劑從而達到再利用。

有益效果

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》與固定床樹脂分離工藝比較,優點在於:
1)將原固定床工藝的所有步驟都集合在一套工藝系統中,使系統簡單化,並減少工藝管道的布置,系統緊湊,可實現自動化控制;占地面積節約80%,廠房高度只需要固定床高度的1/3,同樣生產能力的固定資產投資節約30%以上。
2)樹脂利用率高,使產品的濃度、純度及收率最最佳化;該發明工藝與固定床樹脂分離工藝比較,其生產相同量單位的奈替米星需要的樹脂總用量為原固定床樹脂分離工藝所用的樹脂量的30%,並且在樹脂內部可以比較容易進行正、逆流,可以疏鬆樹脂,防止其結塊。
3)減少化學試劑與水的用量,減少廢水的排放;利用此工藝可以對物料進行回套使用,達到循環利用。
4)系統採用自控裝置,減少勞動負荷。
5)提高生產效率,提高產能,生產周期相對於原固定床樹脂分離工藝減少了1/3時間。

附圖說明

圖1是三乙醯西索米星連續色譜分離(20個單元)的分離純化流程圖。
圖2是奈替米星連續色譜分離(30個單元)的分離純化流程圖。

技術領域

《一種高純度奈替米星的分離純化方法》涉及高純度奈替米星的分離純化方法,主要是套用了超、納濾膜技術,通過控制純化過程中的溫度條件,從而減少奈替米星及中間體的降解物質的產生;並運用連續色譜分離技術對奈替米星合成過程中產生的副產物進行分離純化得到高純度奈替米星的方法。屬於有機化合物的膜分離結合連續色譜分離純化技術領域。

權利要求

1.《一種高純度奈替米星的分離純化方法》特徵在於分離純化步驟為:
(1)三乙醯西索米星純化方法:西索米星鹼基通過乙醯化反應得到三乙醯西索米星反應液;反應液稀釋上連續色譜柱,分去西索米星、一乙醯西索米星、二乙醯西索米星和四乙醯西索米星,得到高純度的三乙醯西索米星解析液,連續色譜柱分離純化三乙醯西索米星所採用的色譜柱數量是20-30根,樹脂為丙烯酸系列、醇酸系列或酚醛系列陽離子樹脂:DUO,DK110,DK-1,D113,D152/1或HD-2,樹脂孔徑為30-80目,各區的色譜柱分別採用串聯或並聯方式連線;水洗區用去離子水作洗滌劑;解析區採用梯度洗脫或者定量濃度洗脫的方式洗脫,解析溶劑為0.1-1.0摩爾/升的氨水;活化區採用的活化洗滌劑依次用0.5-2摩爾/升的鹽酸,水,0.5-3摩爾/升的氨水,水交替活化洗滌;使用截留相對分子質量為400以下的納濾或反滲透膜濃縮,操作壓力為0.15-0.3兆帕,操作溫度為5-35°C,濃縮至三乙醯西索米星質量濃度為5%-15%;再用蒸汽加熱真空薄膜濃縮,操作條件為真空度0.04-0.1兆帕,操作溫度為45-65°C,濃縮至三乙醯西索米星質量濃度為20%-35%;濃縮液用噴霧乾燥或冷凍乾燥的方法獲得固體,高效液相色譜HPLC法測定三乙醯西索米星純度N95%,水分W5%;
(2)奈替米星純化方法:純度N95%的三乙醯西索米星通過矽烷化保護、乙基化反應、和鹼水解得到奈替米星水解液,調節pH至中性,稀釋後上連續色譜柱,分去西索米星、加拉明、N,N-二乙基奈替米星雜質,得到的奈替米星解析液,連續色譜柱分離純化奈替米星所採用的色譜柱數量是20-30根,樹脂為丙烯酸系列、醇酸系列或酚醛系列陽離子樹脂:DUO,DK110,DK-1,D113,D152/1或HD-2,樹脂孔徑為40-80目,各區的色譜柱分別採用串聯或並聯方式連線;水洗區用去離子水作洗滌劑;解析區採用梯度洗脫或者定量濃度洗脫的方式洗脫,解析溶劑為0.05-0.5摩爾/升的氨水;活化區採用的活化洗滌劑依次用0.5-2摩爾/升的鹽酸,水,0.5-3摩爾/升的氨水,水交替活化洗滌;解析液通過超濾膜去除大分子物質,得到超濾清液,操作壓力為0.1-0.8兆帕,操作溫度為5-35°C,透析水量以體積百分計占進料解析液體積的15%-50%;超濾液使用截留分子量為400以下的納濾或反滲透膜濃縮,操作壓力為0.15-0.3兆帕,操作溫度為5-35°C,濃縮至奈替米星質量濃度為5%-12%;再用蒸汽加熱真空薄膜濃縮,操作條件為真空度0.04-0.1兆帕,操作溫度為45-65°C,濃縮至奈替米星質量濃度為16%-35%;濃縮液用硫酸成鹽,活性炭脫色後用噴霧乾燥或冷凍乾燥的方法獲得硫酸奈替米星固體,高效液相色譜HPLC法測定奈替米星純度N98%。
2.根據權利要求1所述的一種奈替米星的分離純化方法,其特徵在於,步驟(1)所述利用連續色譜柱從三乙醯西索米星反應液中分離純化三乙醯西索米星,上連續色譜柱的反應液稀釋至三乙醯西索米星質量濃度控制在2%-8%,pH5-8.5o
3.根據權利要求1所述的一種奈替米星的分離純化方法,其特徵在於,步驟(2)所述利用連續色譜柱從奈替米星水解液中純化分離奈替米星的方法,上連續色譜柱的水解液稀釋至奈替米星質量濃度控制在1%-10%,pH5.5-8o
4.根據權利要求1所述的一種奈替米星的分離純化方法,其特徵在於,步驟(2)所述超濾膜的材質選用聚颯、聚丙烯臘、聚醍颯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或陶瓷膜,截留分子量為2000-12000;步驟(1)、(2)所述納濾膜材質選用醋酸纖維素、磺化聚颯、磺化聚醍硯或聚乙烯醇,截留分子量為150-400;反滲透膜的材質選用芳香族聚醯胺低壓複合膜或醋酸纖維素膜。

實施方式

實施例1:
下面結合圖1及實施例進行詳細說明:
《一種高純度奈替米星的分離純化方法》所選樹脂為弱酸陽離子交換樹脂,如D110,DK110,DK-1,D113,D152/1或HD-2,樹脂為30-80目,每個樹脂罐填裝量為0.18立方米,樹脂茬實際體積為0.22立方米,樹脂罐尺寸為Φ600×800毫米,實際填裝比為82%。系統總尺寸約為5米×5米×6米(長×寬×高)。
A、三乙醯西索米星連續色譜分離(20個單元)提純工藝分以下幾個區域:
(1)吸附區(1~3單元)
該區域中各個單元樹脂罐串聯為1組,通過流速控制。原料首先進入3號柱進口(1,2,3柱串聯),從1號柱出口流出的液體為廢液。
(2)水洗區(4~7單元)
經過吸附後,各樹脂罐需要水洗,位於吸附區後。樹脂罐旋轉到水洗區後,夾帶在樹脂間的料液(主要是澄清液)被水頂出,流出液與吸附區1號柱出口的流出液混合一同進入7號柱單元對應的樹脂罐。洗去夾雜在樹脂空隙處的料液並儘量帶走雜質,防止料液夾帶進入解析區,提高解析液的純度,並將其水洗液併入到吸附區,再次吸附水洗液中的有效組分,通過取4號柱出口樣經TLC檢測後以確定洗滌效果。
(3)解析區(8~15單元)
在該解析區,用連續、梯度洗脫方式,解析區全部採用正進料,分別收集各出口解析液,根據工藝方法設計分為如下幾個部分:
1)8~13號串聯進0.1~0.3N氨水,解析液收集主要為三乙醯西索米星。
2)14~15號串聯進0.3~0.6N氨水,解析液收集主要為二乙醯西索米星,一乙醯西索米星,西索米星。
(4)再生區(16~20號單元)
該區6個單元均單獨進料,且為逆向或順向進料,每一步再生後的沖洗水均運用混合器來配製試劑從而達到再利用。
其中16號為水;17號為鹽酸;18號為水;19號為氨水;20號為水。
該實例主要設計參數如下:吸附區:進料量0.2立方米/小時;樹脂總量0.18立方米;吸附後水洗1.5立方米/小時;解析區:解析1(0.1~0.3N氨水)0.5立方米/小時;解析2(0.3~0.6N氨水)0.5立方米/小時;再生區:各單元再生分別為:水洗1.2立方米/小時;2N鹽酸1.0立方米/小時;水洗1.2立方米/小時;2N氨1.0立方米/小時;水洗1.2立方米/小時。
分離純度:解析產品分二部分。8號收集部分能夠滿足下游工藝的要求;三乙醯西索米星與一乙醯西索米星、二乙醯西索米星、西索米星完全分開,可以滿足回收的要求;三乙醯西索米星與一乙醯西索米星、二乙醯西索米星、西索米星的重疊部分通過調節後直接回到進料口,作為進料液的一部分。
在該連續色譜分離系統內,可以做到批內回用,吸附後的水洗可重新回到吸附區,這樣就減少吸附時的損失,充分交換料液中的有效組分;在各步試劑再生後的水洗過程中的水可以回用到各再生的試劑中,水和試劑都可以回收利用。
運行費用以及經濟效益分析:
1)運行費用:連續色譜分離系統的運行費用主要集中在樹脂、酸鹼、水這三部分,而主系統的電耗量極少(外圍泵的電耗除外)。在進料1立方米/天的情況下,系統樹脂用量為3.6立方米,壽命與固定床一樣;酸鹼物料:酸3.6立方米/天;液氨3.6噸/天;水用量20噸/天。
2)經濟效益分析:連續色譜分離系統套用於三乙醯西索米星的純化分離,具有如下效益:
①減少樹脂用量,減少再生試劑和水的消耗;樹脂用量減少了50%,酸鹼用量減少了50%,水用量減少了50%。
②收率提高;2010年4月前固定床三乙醯西索米星收率為50~60%,而連續色譜分離收率可以做到70%~80%,平均提高收率20%以上。
③除了以上直接的收益,連續色譜分離系統還將會帶來占地面積的減少、操作的簡便、生產周期的縮短等諸多益處。
B、奈替米星連續色譜分離(30個單元)提純工藝分為以下幾個區域:
(1)吸附區(1~6單元)
該區域共6個單元(1、2、3、4、5和6號色譜柱),通過流速控制,原料首先進入由5和6號色譜柱並聯的色譜柱組,再通過串聯的其餘柱單元,1號口的流出液為廢液,進三廢中心處理。
(2)水洗區(7單元)
經過吸附後,各樹脂罐需要水洗,位於吸附區後。樹脂罐旋轉到吸附水洗區後,夾帶在樹脂間的料液(主要是澄清液)被水頂出,流出液與吸附區1號口的流出液混合一同進入7號單元對應的樹脂罐。洗去夾雜在樹脂空隙處的料液並儘量帶走雜質,防止料液夾帶進入解析區,提高解析液的純度,並將其水洗液併入到吸附區,再次吸附水洗液中的有效組分,通過取7號出口樣經TLC檢測後以確定洗滌效果。
(3)解析區(8~24單元)
在該解析區,用連續、梯度解析方式,解析區全部採用正進料,分別收集各出口解析液,根據工藝方法設計分為如下幾個部分:
1)8~13號串聯進0.1~0.3N稀氨水1,解析液直接排入下水道;
2)14~21號串聯進0.3~0.6N稀氨水2,解析液收集主要為奈替米星;
3)21~24號串聯進0.6~0.8N稀氨水3,解析液收集主要為奈替米星,西索米星、加拉明;
(4)再生區(25~30號單元)
該區6個單元均單獨進料,且為逆向或順向進料,每一步再生後的沖洗水均運用混合器來配製試劑從而達到再利用。
其中25號為水;26號為酸;27號為水;28號為氨;29號為水;30號為水。
該實例主要設計參數如下:吸附區:進料量0.2立方米/小時;樹脂總量0.1克立方米;吸附後水洗1.2立方米/小時;解析區:解析1(0.1~0.3N稀氨水1)3.2立方米/小時;解析2(0.3~0.6N稀氨水2)1.8立方米/小時;解析3(0.6~0.8N稀氨水3)0.6立方米/小時;再生區:各單元再生分別為:水洗1.5立方米/小時;2N鹽酸1.0立方米/小時;水洗1.5立方米/小時;2N氨1.2立方米/小時;水洗1.5立方米/小時。
分離純度:解析產品分三部分。14號收集部分能夠滿足下游工藝的要求;奈替米星與其他組分完全分開,可以滿足回收的要求;奈替米星與其他組分的重疊部分通過調節後直接回到進料口,作為進料液的一部分。
在該連續色譜分離系統內,可以做到批內回用,吸附後的水洗可重新回到吸附區,這樣就減少吸附時的損失,充分交換料液中的有效組分;在各步試劑再生後的水洗過程中的水可以回用到各再生的試劑中,水和試劑都可以回收利用。
運行費用以及經濟效益分析:
1)運行費用:連續色譜分離系統的運行費用主要集中在樹脂、化學試劑、水這三部分,而主系統的電耗量極少(外圍泵的電耗除外)。在進料1立方米/天的情況下,系統樹脂用量為5.4立方米,壽命與固定床一樣;酸鹼物料:酸3.6立方米/天;液氨3.6噸/天;水用量24噸/天。
2)經濟效益分析:連續色譜分離系統套用於奈替米星的純化分離,具有如下效益:①減少樹脂用量,減少再生試劑和水的消耗;②收率提高;2010年4月前固定床奈替米星收率為40%~50%,而連續色譜分離收率可以做到70%~80%,平均提高收率30%以上;③除了以上直接的收益,連續色譜分離系統還將會帶來占地面積的減少、操作的簡便、生產周期的縮短等諸多益處。

榮譽表彰

2015年12月1日,《一種高純度奈替米星的分離純化方法》獲得第九屆江蘇省專利項目優秀獎。

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