專利名稱：水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素c的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水 雙相體系萃取頭孢菌素C的方法。
背景技術(shù)：
臨床上廣泛使用的頭孢菌素類抗生素是從頭孢菌素C經(jīng)半合成得到，而作為半合 成原料的頭孢菌素C是由頂頭孢霉菌經(jīng)發(fā)酵制得。目前從發(fā)酵液中分離提取頭孢菌素C 普遍使用大孔樹(shù)脂吸附和離子交換相結(jié)合的方法，需要體積龐大的設(shè)備(如樹(shù)脂柱)、價(jià)格 昂貴的分離介質(zhì)(如大孔吸附樹(shù)脂)，生產(chǎn)周期也較長(zhǎng)，因此有必要發(fā)展簡(jiǎn)便的分離提取技 術(shù)。液-液萃取法廣泛應(yīng)用于青霉素G的提取，其方法是在青霉素G的發(fā)酵液(發(fā)酵液中 的液體成分主要是水)中加入疏水性有機(jī)溶劑(如乙酸乙酯、乙酸丁酯，這些有機(jī)溶劑在 水中的溶解度很小，加入水中的量稍大時(shí)，會(huì)與水分離，形成另外一層液相)，并加酸調(diào)節(jié)溶 液為酸性，青霉素G就轉(zhuǎn)移到疏水性有機(jī)溶劑中，而有很多雜質(zhì)留在水相，分去水相，有機(jī) 溶劑中的青霉素G就得到純化，這樣的操作步驟稱為萃取。萃取得到的有機(jī)溶劑相中還可 以加入水，并加堿調(diào)節(jié)溶液為接近中性，青霉素G就轉(zhuǎn)移到水中，一部分雜質(zhì)留在有機(jī)溶劑 中，將有機(jī)溶劑分離，得到的水相中的青霉素G純度又得以提高，這樣的操作步驟稱為反萃 取。反萃取得到的青霉素G水溶液還可以再次進(jìn)行萃取。純化青霉素G采用的液-液萃取 法取得很好的效果，被認(rèn)為是最有希望的提取頭孢菌素C的替代方法。但實(shí)行的困難在于， 頭孢菌素C的疏水性與青霉素G不同，青霉素G的疏水性較強(qiáng)，在酸性條件下用疏水性有機(jī) 溶劑從水溶液中萃取青霉素G時(shí)，青霉素G可以溶于疏水性有機(jī)溶劑，從而被萃取到有機(jī)溶 劑中；而頭孢菌素C的親水性較強(qiáng)，幾乎不溶于疏水性有機(jī)溶劑，疏水性有機(jī)溶劑萃取頭孢 菌素C的收率很低，所以不能用此法提取。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，由于頭孢菌素C用溶劑萃取方法提取的難度大，有 關(guān)的研究論文不多，一般采用反應(yīng)性萃取，即在萃取時(shí)加入能與頭孢菌素C起化學(xué)反應(yīng)的 物質(zhì)，使溶液中的頭孢菌素C通過(guò)化學(xué)反應(yīng)增加疏水性，從而從水中被萃取到疏水性有機(jī) 溶劑中。典型的文獻(xiàn)為《中國(guó)抗生素雜志》1997年第22卷第4期發(fā)表的兩篇文章“頭孢菌 素C反應(yīng)性萃取的初步研究.I.萃取體系的選擇”(第254-257頁(yè))和“頭孢菌素C反應(yīng)性 萃取的初步研究.II.萃取工藝條件”(第258-263頁(yè))。文獻(xiàn)中提出，選擇有機(jī)化合物季 銨鹽類(相對(duì)分子質(zhì)量250-600)為萃取劑，正辛醇為助溶劑，乙酸丁酯為稀釋劑，水相中加 入氯化銨-氫氧化銨緩沖液，在PH 10萃取，頭孢菌素C陰離子與季銨陽(yáng)離子結(jié)合，疏水性 增強(qiáng)而進(jìn)入有機(jī)相。有機(jī)相中的頭孢菌素C可以用乙酸鈉-乙酸緩沖液或氯化鈉溶液反萃 取，將頭孢菌素C萃取到水相。但這種方法采用的有機(jī)萃取體系復(fù)雜，成本高，效率較低，萃 取率60%左右，反萃取率低于15%。文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)是用頭孢菌素C鋅鹽溶于水中，再進(jìn)行 萃取，不是直接從頭孢菌素C發(fā)酵液中萃取，所以還需進(jìn)一步檢驗(yàn)其實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體 系萃取頭孢菌素C的方法，將水溶性有機(jī)溶劑和鹽溶于水中，形成雙相液相體系，用于提取 頭孢菌素C ；本發(fā)明無(wú)需使用大孔吸附樹(shù)脂或離子交換樹(shù)脂，也無(wú)需使用復(fù)雜的有機(jī)溶劑 反應(yīng)體系，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，收率和純度較高。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過(guò)在頭孢菌素C溶液中依次加入硫 酸鹽和酸，進(jìn)一步加入水溶性有機(jī)溶劑后進(jìn)行萃取，經(jīng)靜置或離心后將得到的兩種液相分 離，得到的上層或輕質(zhì)液體即為萃取物。所述的頭孢菌素C溶液是指頭孢菌素C的發(fā)酵液或水溶液。所述的萃取在常溫，即4_37°C環(huán)境下進(jìn)行，每次時(shí)間為5-20min。所述的硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鋅或硫酸錳，其重量(kg)為頭孢菌素C溶液體積(L) 的 10% -45%。所述的酸為硫酸、鹽酸或硝酸，其體積(L)為頭孢菌素C溶液體積(L)的 0. 5% -5. 0%。所述的水溶性有機(jī)溶劑為丙酮、乙腈或四氫呋喃，其體積(L)為頭孢菌素C溶液體 積(L)的 20% -200% ο所述的分離是指采用靜置方式使液體分為兩層，取上層輕質(zhì)液體；或采用離心 方式使液體分層并取輕質(zhì)部分。本發(fā)明通過(guò)向萃取后的頭孢菌素C溶液中重復(fù)加入酸和水溶性有機(jī)溶劑并進(jìn)行 萃取和分離以提高萃取收率。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例1取頭孢菌素C鈉鹽3g，加入水40mL，攪拌溶解；加入七水硫酸鋅20g，攪拌溶解；加 入硫酸2mL，加入水使體積為65mL ；再加入丙酮35mL，攪拌5min ；停止攪拌，靜置IOminjf 體分為兩層，上層72mL，下層^mL。上相中頭孢菌素C濃度為下相中濃度的1. 2倍，上相中 頭孢菌素C萃取收率為75.8%，純度從82. 6 %提高到90. 5 %。實(shí)施例2取頭孢菌素C鈉鹽3g，加入水50mL，攪拌溶解；加入一水硫酸錳^g，攪拌溶解；加 入硫酸2mL，加入水使體積為65mL ；再加入乙腈35mL，攪拌5min ；停止攪拌，靜置lOmin，液 體分為兩層，上層38mL，下層62mL。上相中頭孢菌素C濃度為下相中濃度的3. 8倍，上相中 頭孢菌素C萃取收率為70. 2%，純度從79. 5%提高到88. 7%。實(shí)施例3取頭孢菌素C鈉鹽2. Sg,加入水43mL，攪拌溶解；加入七水硫酸鋅Mg，攪拌溶 解；加入硫酸1. 8mL，加入水使體積為60mL ；再加入乙腈40mL，攪拌5min ；停止攪拌，靜置 lOmin，液體分為兩層，上層44mL，下層56mL。上相中頭孢菌素C濃度為下相中濃度的2. 6倍，上相中頭孢菌素C萃取收率為67. 2%，純度從77. 0%提高到88. 2%。實(shí)施例4取頭孢菌素C鈉鹽2. 5g，加入水40mL，攪拌溶解；加入無(wú)水硫酸鈉9g，攪拌溶解； 加入硫酸2. 5mL，加入水使體積為55mL ；再加入四氫呋喃45mL，攪拌5min ；停止攪拌，靜置 lOmin，液體分為兩層，上層48mL，下層52mL。上相中頭孢菌素C濃度為下相中濃度的1.9 倍，上相中頭孢菌素C萃取收率為63. 5%，純度從81. 5%提高到89. 1%。實(shí)施例5取頭孢菌素C鈉鹽2. 2g，加入水36mL，攪拌溶解；加入一水硫酸錳20g，攪拌溶解； 加入硫酸2. 2mL，加入水使體積為45mL ；再加入四氫呋喃55mL，攪拌5min ；停止攪拌，靜置 lOmin，液體分為兩層，上層56mL，下層44mL。上相中頭孢菌素C濃度為下相中濃度的4. 2 倍，上相中頭孢菌素C萃取收率為84. 3%，純度從78. 5%提高到84. 6%。實(shí)施例6頭孢菌素C發(fā)酵液過(guò)濾后得到的濾液3100mL，含有頭孢菌素C (以鈉鹽計(jì))65g， 加入七水硫酸鋅750g，攪拌使硫酸鋅溶解；加入硫酸llOmL、四氫呋喃2500mL，攪拌IOmin ； 停止攪拌，液體用離心機(jī)在4000r/min離心lOmin，液體分為兩部分，輕液3350mL，重液 M90mL。輕液中頭孢菌素C濃度為重液中濃度的2. 1倍，輕液中頭孢菌素C萃取收率為 73. 7%。重液中加入硫酸60mL、四氫呋喃1500mL，攪拌IOmin ；停止攪拌，液體用離心機(jī)在 4000r/min離心lOmin，液體分為兩部分，輕液2100mL，重液1880mL。輕液中頭孢菌素C濃 度為重液中濃度的2. 6倍，輕液中頭孢菌素C萃取收率為21.7%。兩次萃取的輕液相加，頭孢菌素C萃取總收率為95. 4%，純度從64. 2%提高到 73. 2 % ο
權(quán)利要求
1.一種水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法，其特征在于，通過(guò)在 頭孢菌素C溶液中依次加入硫酸鹽和酸，進(jìn)一步加入水溶性有機(jī)溶劑后進(jìn)行萃取，經(jīng)靜置 或離心后將得到的兩種液相分離，得到的上層或輕質(zhì)液體即為萃取物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的頭孢菌素C溶液是指頭孢菌素C的發(fā)酵液或水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的萃取在常溫，即4-37°C環(huán)境下進(jìn)行，每次時(shí)間為5-20min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鋅或硫酸錳，其重量(kg)為頭孢菌素C溶液體積 (L)的 10% -45% 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的酸為硫酸、鹽酸或硝酸，其體積為頭孢菌素C溶液體積的0. 5% -5. 0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的水溶性有機(jī)溶劑為丙酮、乙腈或四氫呋喃，其體積為頭孢菌素C溶液體積 的 20% -200% 。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，所述的分離是指采用靜置方式使液體分為兩層，取上層輕質(zhì)液體；或采用離心 方式使液體分層并取輕質(zhì)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法， 其特征是，通過(guò)向萃取后的頭孢菌素C溶液中重復(fù)加入酸和水溶性有機(jī)溶劑并進(jìn)行萃取和 分離以提高萃取收率。
全文摘要
一種生物技術(shù)領(lǐng)域的水溶性有機(jī)溶劑-鹽-水雙相體系萃取頭孢菌素C的方法，通過(guò)在頭孢菌素C溶液中依次加入硫酸鹽和酸，進(jìn)一步加入水溶性有機(jī)溶劑后進(jìn)行萃取，經(jīng)靜置或離心后將得到的兩種液相分離，得到的上層或輕質(zhì)液體即為萃取物。本發(fā)明無(wú)需使用大孔吸附樹(shù)脂或離子交換樹(shù)脂，也無(wú)需使用復(fù)雜的有機(jī)溶劑反應(yīng)體系，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，收率和純度較高。
文檔編號(hào)C07D501/12GK102134251SQ20111007173
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者周栩, 張艷, 趙鳳生 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)