專利名稱：一種采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗生素的綠色化工生產(chǎn)方法，更具體涉及一種采用膜分離技術(shù)制備氨基糖苷類抗生素西索米星的方法。
背景技術(shù)：
氨基糖苷類抗生素是繼青霉素之后發(fā)現(xiàn)較早的一類抗生素。西索米星(sisomicin，簡稱SISO)是小單孢菌生物合成的一種氨基糖苷類抗生素，不但能直接用于生產(chǎn)西索米星針劑，而且是半合成抗生素奈替米星(Netilmicin)的原料。西索米星和奈替米星均列入中國國家基本藥物名錄，對大多數(shù)革蘭氏陽性菌和陰性菌有很強(qiáng)的抗菌作用[陳劍鋒等，西索米星發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化，過程工程學(xué)報，20066(3)445-449]。
西索米星具有抗菌譜廣、療效好、性質(zhì)穩(wěn)定和生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)勢，對許多致病菌有抗生素后效應(yīng)的特點，廣泛應(yīng)用于臨床治療敗血癥、細(xì)菌性心內(nèi)膜炎、嚴(yán)重的呼吸道感染、腎及尿路感染、皮膚組織和軟組織感染、燒傷及手術(shù)周圍性細(xì)菌感染等，在市場上占有相當(dāng)?shù)姆蓊~，中國生產(chǎn)的西索米星原料藥約占世界產(chǎn)量的80％。因此，研究西索米星的制備方法具有一定的指導(dǎo)意義和廣闊的市場前景。
西索米星是一種含有雙鍵的水溶性、多元弱堿性氨基糖苷類抗生素，分子量447.26，分子式C19H37N5O7·H2O，熔點185～190℃(一水合物)或198～201℃(半水合物)，比旋光度[α]D26(C＝0.3％，H2O)+188.90。西索米星純品為白色無定形粉末，易溶于熱水以及甲醇、乙醇等親水性溶劑中，微溶于氯仿，在乙醚、石油醚中不溶，其硫酸鹽易溶于水，不溶于有機(jī)溶劑[丁錫良等，紫蘇霉素的研制，國外藥學(xué)-抗生素分冊，1984，6510～516]。
膜分離技術(shù)是指以外界能量或化學(xué)位差為推動力，依靠膜的選擇性透過作用進(jìn)行物質(zhì)的分離、純化與濃縮的一種技術(shù)，其實質(zhì)近似于篩分過程。更具體而言，膜分離技術(shù)是根據(jù)濾膜孔徑的大小或所截留的物質(zhì)分子量大小的差異，在一定操作壓力條件下，使物質(zhì)透過或被膜截留，從而達(dá)到物質(zhì)分離的目的。
作為一種新興的高效分離手段，膜分離技術(shù)被視為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的高新技術(shù)之一，已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、生物技術(shù)等領(lǐng)域，常用的膜分離技術(shù)主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等四種(表1)。
表1常用膜分離技術(shù)的基本特征

分離膜種類繁多，從膜材料來源上可分為天然膜和合成膜，合成膜又分為無機(jī)材料膜和有機(jī)高分子膜二類。高分子膜材料包括醋酸纖維素類、聚砜類、聚酰胺類、聚酯類、聚烯烴類、含硅聚合物、含氟聚合物和甲殼素類等。無機(jī)膜材料包括金屬膜、陶瓷膜、玻璃膜和固體電解質(zhì)膜等。
與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，常用膜分離技術(shù)具有如下特點①分離過程不發(fā)生相變化，能耗比有相變化的分離法低。②分離過程通常在常溫下進(jìn)行，尤其適用于酶、藥品、果汁等熱敏性物質(zhì)的處理。③膜分離技術(shù)具有從病毒、細(xì)菌到微粒的廣泛分離范圍，不僅適用于有機(jī)物和無機(jī)物，而且還適用于許多特殊溶液體系的分離，如溶液中大分子與無機(jī)鹽的分離、一些共沸物或近沸點物系的分離等。④由于只是用壓力作為膜分離的推動力，因此分離設(shè)備簡單，操作方便，易自控和維修。
本發(fā)明采用膜分離技術(shù)可高效率、低能耗地去除西索米星溶液中蛋白質(zhì)、多糖等大分子雜質(zhì)成分和無機(jī)鹽等小分子雜質(zhì)，能達(dá)到明顯提高西索米星純度和品質(zhì)的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，該方法不僅有利于含有西索米星的物料的進(jìn)一步純化和保存，而且工藝簡單、生產(chǎn)能耗小、便于實施。
本發(fā)明采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法是這樣實現(xiàn)的含有西索米星的物料，經(jīng)超濾膜分離技術(shù)去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液再經(jīng)納濾膜分離技術(shù)脫鹽，濃縮液經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成西索米星粗品。
本發(fā)明較之已有的提取方法而言，采用膜分離技術(shù)制備西索米星，其優(yōu)點在于通過超濾膜分離技術(shù)去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液再經(jīng)納濾膜分離技術(shù)脫鹽，從而使西索米星提取物得到進(jìn)一步的分離純化，并有利于該制品的保存。
具體實施例方式
本發(fā)明采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，包括超濾除雜和納濾脫鹽的步驟，其具體步驟為以含有西索米星的物料為原料，加水稀釋或濃縮，控制西索米星溶液比重達(dá)1.03～1.20，在0.15～0.50MPa操作壓力條件下，經(jīng)超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液在0.50～1.0MPa操作壓力條件下，經(jīng)納濾脫鹽3～5次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成西索米星粗品。
其中，超濾除雜過程的分離膜材料可以是陶瓷、聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、殼聚糖或纖醋酸維素膜中的-種或幾種，優(yōu)先選用陶瓷膜、聚砜膜或聚偏氟乙烯膜。
納濾脫鹽過程的復(fù)合納濾膜的表皮層組成材料可以是芳香聚酰胺類、磺化聚砜類、磺化聚醚砜類、聚哌嗪酰胺類、聚偏氟乙烯類、聚丙烯腈類、殼聚糖類或纖維素類膜材料中的一種或幾種，優(yōu)先選用芳香聚酰胺類、磺化聚砜類或磺化聚醚砜類膜材料。
上述含有西索米星的物料可以是來源于生物合成的西索米星發(fā)酵液、西索米星結(jié)晶母液、其它手段獲得的西索米星提取液或洗脫液中的一種或幾種。
本發(fā)明理化參數(shù)測定方法如下(1)西索米星含量的測定采用高效液相色譜法，以鄰苯二甲醛和巰基乙酸為衍生化試劑，對西索米星進(jìn)行柱前衍生。測定條件Agilent 1100型高效液相色譜儀(DAD二極管陣列檢測器)，Waters Nova-Pak C18色譜柱(Φ4.6×150mm，5μm)，流動相為甲醇∶水∶乙酸(內(nèi)含庚烷磺酸鈉12mmol/L，pH 6.3)＝70∶25∶5(V/V/V)，流速1.0ml/min，柱溫30℃，進(jìn)樣量20μL，檢測波長250nm。以西索米星(純度99％)(購自Sigma公司)為對照。
(2)多糖含量測定采用苯酚-硫酸法，以葡萄糖或D-半乳糖為對照。蛋白質(zhì)含量測定采用FoLin-酚法，以小牛血清白蛋白為對照。無機(jī)離子含量測定采用試劑盒測定，其中SO42-的測定采用氯化鋇沉淀法，Cl-測定采用硝酸銀沉淀法，Ca2+和Mg2+的測定采用甲基百里香酚藍(lán)絡(luò)合法。
本發(fā)明干燥方法如下(1)噴霧干燥條件為進(jìn)料液濃度10～20波美度(60℃)，PG-5型噴霧干燥機(jī)進(jìn)口溫度160～250℃，出口溫度60～110℃，離心轉(zhuǎn)頭工作壓力1.6～3.0kgf/cm2。
(2)冷凍干燥條件為干燥溫度-10～-60℃，升華溫度35～70℃，壓力0.05～0.18mbar，干燥時間20～40h。
(3)真空干燥條件為干燥溫度45～75℃，壓力-0.06～-0.095MPa，干燥時間15～50h。
本發(fā)明制備方法的實施例陳述如下實施例1以pH值為6.76、比重1.03、西索米星濃度為0.7g/L的發(fā)酵液為原料，采用截留分子量為6000聚砜膜，在0.50MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在1.0MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量300的聚酰胺納濾膜脫鹽3次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、噴霧干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率95.3％，西索米星的純度為83.6％。
實施例2以pH值9.89、比重1.20、西索米星濃度為185.6g/L的結(jié)晶母液為原料，用純水稀釋10倍后，采用膜孔徑為0.22μm聚偏氟乙烯膜，在0.15MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在1.0MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量300的磺化聚醚砜納濾膜脫鹽3次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、噴霧干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率93.5％，西索米星的純度為81.9％。
實施例3以pH值11.32、比重1.03、西索米星濃度為132.9g/L的氨水洗脫液為原料，用純水稀釋10倍后，采用截留分子量為30000陶瓷膜，在0.35MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在1.0MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量300的磺化聚砜納濾膜脫鹽3次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、噴霧干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率94.9％，西索米星的純度為80.6％。
實施例4以pH值7.23、比重1.06、西索米星濃度為1.1g/L的發(fā)酵液為原料，采用截留分子量為80000聚砜膜，在0.25MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.85MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量400的聚酰胺納濾膜脫鹽4次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、冷凍干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率94.8％，西索米星的純度為83.7％。
實施例5以pH值9.36、比重1.18、西索米星濃度為213.7g/L的結(jié)晶母液為原料，用純水稀釋10倍后，采用截留分子量為100000聚偏氟乙烯膜，在0.20MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.60MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量500的磺化聚醚砜納濾膜脫鹽4次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、冷凍干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率93.9％，西索米星的純度為84.2％。
實施例6以pH值11.26、比重1.06、西索米星濃度為169.7g/L的氨水洗脫液為原料，用純水稀釋10倍后，采用截留分子量為6000陶瓷膜，在0.50MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.75MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量600的磺化聚砜納濾膜脫鹽4次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、冷凍干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率95.6％，西索米星的純度為82.2％。
實施例7以pH值7.45、比重1.05、西索米星濃度為1.5g/L的發(fā)酵液為原料，采用膜孔徑為0.22μm聚砜膜，在0.15MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.50MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量800的聚酰胺納濾膜脫鹽5次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、真空干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率94.7％，西索米星的純度為82.6％。
實施例8以pH值10.38、比重1.20、西索米星濃度為196.8g/L的結(jié)晶母液為原料，用純水稀釋10倍后，采用截留分子量為6000聚偏氟乙烯膜，在0.50MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.50MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量800的磺化聚醚砜納濾膜脫鹽5次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、真空干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率92.9％，西索米星的純度為81.7％。
實施例9以pH值9.05、比重1.20、西索米星濃度為103.8g/L的氨水洗脫液為原料，用純水稀釋10倍后，采用膜孔徑為0.22μm陶瓷膜，在0.15MPa操作壓力下進(jìn)行超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖，流出液在0.50MPa操作壓力下經(jīng)截留分子量800的磺化聚砜納濾膜脫鹽5次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、真空干燥成西索米星粗品。經(jīng)測定，西索米星的回收率92.6％，西索米星的純度為81.9％。
以上實施例旨在進(jìn)一步舉例描述本發(fā)明，而不是以任何方式限制本發(fā)明。
本發(fā)明構(gòu)思新穎，工藝簡單，提取效率高，生產(chǎn)成本低，具有較大的推廣性。
權(quán)利要求
1.一種采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于包括超濾除雜和納濾脫鹽的步驟含有西索米星的物料，經(jīng)超濾膜分離技術(shù)去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液再經(jīng)納濾膜分離技術(shù)脫鹽，濃縮液經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成西索米星粗品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于所述方法的步驟為以含有西索米星的物料為原料，加水稀釋或濃縮，控制西索米星溶液比重達(dá)1.03～1.20，在0.15～0.50MPa操作壓力條件下，經(jīng)超濾除雜，去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液在0.50～1.0MPa操作壓力條件下，經(jīng)納濾脫鹽3～5次，濃縮液在-0.06～-0.09MPa、50～70℃條件下，經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成西索米星粗品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于所述超濾除雜過程選用6000截留分子量～0.22μm膜孔徑的分離膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于所述超濾除雜過程的分離膜材料是無機(jī)類、聚砜類、含氟高分子材料類、聚烯烴類、聚酰胺類、甲殼素類或纖維素類膜材料中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于所述納濾脫鹽過程選用截留分子量300～800的分離膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法，其特征在于所述納濾脫鹽過程的復(fù)合納濾膜的表皮層組成材料是芳香聚酰胺類、磺化聚砜類、磺化聚醚砜類、聚哌嗪酰胺類、聚偏氟乙烯類、聚丙烯腈類、殼聚糖類或纖維素類膜材料中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用膜分離技術(shù)制備西索米星的方法。本方法包括超濾除雜和納濾脫鹽的步驟含有西索米星的物料，經(jīng)超濾膜分離技術(shù)去除蛋白質(zhì)和多糖等大分子雜質(zhì)后，流出液再經(jīng)納濾膜分離技術(shù)脫鹽，濃縮液經(jīng)減壓回收溶劑、真空濃縮、干燥成西索米星粗品。本發(fā)明構(gòu)思新穎，工藝簡單，產(chǎn)品品質(zhì)高，生產(chǎn)能耗小，生產(chǎn)成本低，具有較大的推廣意義。
文檔編號C07H1/06GK1944450SQ20061013520
公開日2007年4月11日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者陳劍鋒, 陳浩 申請人:福州大學(xué)