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阿莫西林,本名羟氨苄青霉素,是一种最常用的广谱β-内酰胺类抗生素,具溶菌作用,主治易感微生物所引起的细菌性感染。阿莫西林服用方便,安全性高,疗效好,不良反应少,价格低廉,备受医生和患者的青睐。在抗生素类药中,阿莫西林销售额独占鳌头,大约占世界青霉素类抗生素总销售额的50%。
20世纪90年代中期以来,采用酶法合成阿莫西林成为研究重点。酶法相比化学法在环保和成本上具有明显的优势。酶法制备阿莫西林的工艺相对流程短,工艺简单,杂质的带入及产生较少,合成过程中无溶媒及有毒的试剂。举例如下:
在反应器中,将1300u的固定化阿莫西林合成酶LK218加入至130mL的去离子水中,开启搅拌。加入0.06mol的6-APA和0.0612mol的D-对羟基苯甘氨酸甲酯。加入氢氧化钠,调反应pH值至6.3。保持反应温度为19-20℃。反应55min。将反应液与固定化阿莫西林合成酶分离。所得产物用盐酸调pH至0.9-1.1溶解,过滤,用氢氧化钠调pH值结晶,终点pH5.0-5.2。在0-5℃养晶1h后,洗涤,干燥,得阿莫西林成品。
一种直通合成阿莫西林的方法
(1)脱酯液裂解
取脱酯液200L,青霉素效价为227109u/mL,加入115L纯化水,然后加入32.23kg青霉素G酰化酶,酶活为155u/g。开启搅拌,向反应罐中加入3.0mol/L氨水,控制料液的pH为8.0-8.2,控制反应温度为28-31℃,反应45min,停止反应,将酶与料液分离,用30L纯化水对酶进行洗涤,得到裂解液400L,取样测定6-APA浓度为40.87g/L,裂解收率为99.05%,得裂解液。
(2)萃取
将步骤(1)所得的裂解液进行降温,当温度降至7℃,向裂解液中加入二氯甲烷,二氯甲烷的温度低于5℃,二氯甲烷的加量为400L,搅拌条件下,加入30%盐酸,调节料液的pH为1.09,搅拌,静止分相,分出二氯甲烷相,该二氯甲烷相用于回收苯乙酸。
(3)二氯甲烷脱除
控制步骤(2)所得萃取水相的温度为4-8℃,进行曝气,曝气时间为30min,去除萃取水相中残留的二氯甲烷,取样测定水相中苯乙酸浓度为1.27g/L。
(4)大孔吸附树脂处理
将(3)中所得的水相过LXT-036大孔吸附树脂处理。料液过树脂过程中控制料液温度为2-8℃,过料流速为9BV/h,流出液体积为12BV。过料结束后,用温度为2-8℃的纯化水进行顶洗,顶洗流速为5BV/h,所收集顶洗液体积为5BV。
(5)树脂再生
将过完料液后的树脂柱用质量分数为4%的氢氧化钠溶液再生,氢氧化钠溶液流速为2BV/h,用氢氧化钠溶液洗涤至流出液为无色,然后用纯化水进行顶洗,纯化水进料流速为5BV/h,顶洗至顶洗液的pH=7为止。
(6)碱化
将上述(4)中所得的流出液和顶洗液混合,向其中加入20%氨水,调节料液的pH为7.23。料液总体积为592L。取样测得料液中6-APA浓度为26.82g/L,苯乙酸浓度为0.01g/L,从裂解液到所得碱化液过程中,6-APA的收率为97.12%。
(7)纳滤浓缩
将上述所得的碱化液进行纳滤浓缩,进膜压力为2.5MPa,料液温度为4-8℃,浓缩倍数为3.0倍,得到纳滤浓缩液197L,浓缩液中6-APPA浓度为79.27g/L,苯乙酸浓度为0.02g/L。纳滤浓缩过程中6-APA的收率为98.35%。
(8)酶合成
取1L纳滤浓缩液,向其中加入67.75gD-对羟基苯甘氨酸甲酯,混合均匀后,将该混合物投入到装有阿莫西林合成酶的反应罐中。反应罐投入阿莫西林合成酶的重量为140g。开启搅拌,控制料液温度为19-21℃,用8%氨水和20%盐酸控制料液的pH为6.20-6.40。反应过程中检测料液中6-APA的浓度,当6-APA的浓度低于1.0g/L时,停止反应,将料液与酶进行分离,得到阿莫西林粗品。
(9)酸化溶解
在搅拌下,向阿莫西林粗品中加入20%盐酸,调节料液的pH为0.95,使阿莫西林完全溶解,得阿莫西林溶解液。
(10)结晶
在降温条件下,向阿莫西林溶解液中加入8%氨水,控制料液pH为5.05,控制料液温度为2-10℃,在降温的条件下养晶90min,得阿莫西林结晶液。
(11)抽滤、洗涤和干燥
对阿莫西林结晶液进行抽滤,分别用500mL纯化水和500mL丙酮进行洗涤,然后将阿莫西林湿粉置于真空干燥箱中进行干燥,温度为60℃,真空度≥0.085MPa,干燥结束后,得到阿莫西林干粉139.56g。从6-APA纳滤浓缩液到阿莫西林的收率为90.80%。从脱酯液到阿莫西林的总收率为85.91%。
[1][中国发明]CN201510127738.9一种酶法合成阿莫西林的工艺
[2][中国发明]CN201711221286.6一种直通合成阿莫西林的方法