全水相直通制備阿莫西林或氨芐西林的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種全水相直通制備阿莫西林或氨芐西林的方法，屬于生物醫(yī)藥領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 阿莫西林和氨芐西林是一種內(nèi)酰胺類抗生素，其中阿莫西林是目前用量最大 的口服抗生素品種。
[0003]目前阿莫西林合成有化學法和酶法兩種工藝，化學法為老工藝，目前仍有少量的 使用，流程為對羥基苯甘氨酸鄧鉀鹽與特戊酰氯混合后經(jīng)混酐、縮合、水解、結(jié)晶等工序合 成阿莫西林，該工藝復(fù)雜，、用到大量的有毒物質(zhì)。
[0004] 酶法是目前的主流工藝，中國專利（申請?zhí)朇N200410012464. 0)中提到青霉素裂 解液酸化后按體積的25%~50%加入甲基異丁基酮，萃取分離，6-APA水相按結(jié)晶液體積 加入50%~60%的丙酮，調(diào)等電點結(jié)晶，抽濾，洗滌和干燥。結(jié)晶粉配制用于制備阿莫西 林；中國專利（申請?zhí)朇N 201410208804.0)中提到青霉素裂解液酸化后，加入超高交聯(lián) 樹脂或大孔吸附樹脂，吸附6-APA溶液中的苯乙酸，苯乙酸的截留率為80%，固液分離后， 6-APA溶液氨水回調(diào)結(jié)晶，抽濾，洗滌和干燥。中國專利（申請?zhí)朇N201410348904. 3)中提 到將6 %~10 %濃度的青霉素裂解液，納濾濃縮到6-APA濃度為7 %~12 %，酸化，按6-APA 溶液體積加入60%的丁醇或丁酯萃取苯乙酸，分離所得水相進苯乙烯類大孔樹脂層析，收 集苯乙酸濃度彡100PPM的6-APA，直接制備阿莫西林。總摩爾收率79. 2%，6-APA溶液終濃 度中含苯乙酸25PPM。
[0005] 現(xiàn)有工藝上游青霉素GK裂解后的6-APA溶液中大量的苯乙酸和少量的乙酸丁酯， 通過萃取或樹脂純化不能完全去除苯乙酸和乙酸丁酯，導(dǎo)致6-APA必須結(jié)晶純化，同時結(jié) 晶母液不能經(jīng)濟的利用，也增加結(jié)晶、抽濾、洗滌和干燥等步驟，降低收率和增加了勞動強 度。6-APA結(jié)晶粉中仍有少量苯乙酸殘留，苯乙酸抑制阿莫西林的合成反應(yīng)，導(dǎo)致固定化青 霉素合成酶轉(zhuǎn)化效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有的合成阿莫西林或氨芐西林的方法中，存在青霉素GK裂解濃度低， 6-APA中苯乙酸用化學方法或樹脂去除不干凈，苯乙酸抑制阿莫西林的合成反應(yīng)，過程中使 用大量的有機溶媒，導(dǎo)致產(chǎn)能低，生產(chǎn)成本高，對環(huán)境污染以嚴重等一系列問題，本發(fā)明的 目的是在于提供一種青霉素GK (VK)在高濃度下裂解，且可以實現(xiàn)裂解產(chǎn)物中6-APA完全分 離，高產(chǎn)率制備高純度阿莫西林或氨芐西林的方法，該方法全程不使用有機溶媒，對環(huán)境污 染小，成本低，滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。
[0007] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種全水相直通制備阿莫西林或氨芐西林 的方法，該方法包括以下步驟：
[0008] a、通過固定化青霉素G酰化酶或固定化青霉素V?；噶呀馇嗝顾谿K提取液或 青霉素VK提取液，得到6-APA和苯乙酸混合液或6-APA和苯氧乙酸混合液；所述的固定化 青霉素G?；傅陌被嵝蛄腥鏢EQ NO. 1所示；
[0009] b、所得6-APA和苯乙酸混合液或6-APA和苯氧乙酸混合液經(jīng)過酸化后，分離析 出的苯乙酸晶體或苯氧乙酸晶體；分離晶體所得余液通過大孔吸附樹脂層析分離，收集 6-APA溶液；所述6-APA溶液通過pH調(diào)節(jié)可進一步獲得6-APA晶體；
[0010] c、向所述6-APA溶液或6-APA晶體中加入對羥基苯甘氨酸甲酯或苯甘氨酸甲酯， 在固定化青霉素合成酶的催化作用下反應(yīng)，得到阿莫西林或氨芐西林。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案中首次應(yīng)用一種全新的固定化青霉素G酰化酶（PGA-6)或固定 化青霉素V?；福≒VA-4)來實現(xiàn)青霉素GK提取液或青霉素VK提取液的裂解制取6-APA， 再進一步得到阿莫西林或氨芐西林；該方法全部操作過程都避免了有機溶媒的介入，達到 簡化工藝步驟，節(jié)約成本、滿足環(huán)保的要求。
[0012] 本發(fā)明的全水相直通制備阿莫西林或氨芐西林的方法還包括以下優(yōu)選方案：
[0013] 優(yōu)選的方案中，青霉素GK提取液或青霉素VK提取液濃度為8wt%~30wt%，最優(yōu) 選為18wt%~25wt%。該優(yōu)選方案中由于采用特殊的固定化青霉素G?；富蚬潭ɑ?霉素V酰化酶，其具有更高的活力系數(shù)及耐環(huán)境的能力，更適應(yīng)于高濃度底物反應(yīng)。大大簡 化了現(xiàn)有工藝對裂解產(chǎn)物進行納膜過濾，濃縮等操作步驟。在現(xiàn)有的固定化青霉素?；?一般適應(yīng)的底物濃度在8wt%以下，經(jīng)過酶裂解后得到的6-APA溶液一般濃度都較低，需大 量的操作實現(xiàn)濃縮、提純等步驟。
[0014] 優(yōu)選的方案中，固定化青霉素G?；福≒GA-6)活力為400U/g~500U/g，耐受最 低pH值為4. 0,耐受最高底物濃度為30wt %。
[0015] 優(yōu)選的方案中，固定化青霉素V?；福≒VA-4)活力為450U/g~500U/g，耐受最 低pH值為2. 0,耐受最高底物濃度為30wt %。
[0016] 優(yōu)選的固定化青霉素G酰化酶（PGA-6)和固定化青霉素V?；福≒VA-4)的活力 系數(shù)高，對環(huán)境適應(yīng)性強，適應(yīng)更高濃度的底物反應(yīng)，有利于簡化后續(xù)的裂解產(chǎn)物的濃縮、 提純過程。
[0017] 優(yōu)選的方案中，裂解是在溫度為25~37°C，pH值為7. 0~8. 5的條件下進行。在 該優(yōu)選的條件下進行固定化青霉素G?；福≒GA-6)和固定化青霉素V?；福≒VA-4)對 青霉素GK提取液或青霉素VK提取液的催化裂解反應(yīng)，能在較短時間內(nèi)獲得較高6-APA收 率。一般在反應(yīng)時間達到1~3h，青霉素GK或青霉素VK的轉(zhuǎn)化率大于98%。
[0018] 優(yōu)選的方案中，固定化青霉素G?；福≒GA-6)與青霉素GK的質(zhì)量比為0. 45~ 0. 60〇
[0019] 優(yōu)選的方案中，固定化青霉素V?；福≒VA-4)與青霉素VK的質(zhì)量比為0. 45~ 0. 49 〇
[0020] 該優(yōu)選的方案提供最佳的反應(yīng)底物與催化酶的比例，主要基于選擇的固定化青霉 素G?；福≒GA-6)和固定化青霉素V?；福≒VA-4)活力系數(shù)高，可以降低酶的使用量， 且達到更佳的反應(yīng)效果。
[0021] 優(yōu)選的方案中，大孔吸附樹脂為F-Z-001、PDA600、HP20或SP207 (F-Z-001可購買 于湖南寶利士生物技術(shù)有限公司，HP20或SP207可購買于日本三菱公司，PDA600可購買于 purolite公司）中至少一種；最優(yōu)選為F-Z-001。
[0022] 優(yōu)選的大孔樹脂對苯乙酸和苯氧乙酸具有特殊的選擇性吸附功能，可以實現(xiàn) 6-APA與苯乙酸和苯氧乙酸完全分離。而現(xiàn)有的分離6-APA與苯乙酸和苯氧乙酸的方法一 般采用大孔吸附樹脂吸附分離或采用萃取分離，或者將兩者結(jié)合，但是這些方法分離6-APA 的效果都比較差，導(dǎo)致苯乙酸和苯氧乙酸殘留，對后續(xù)阿莫西林或氨芐西林的合成具有抑 制作用。如中國專利（申請?zhí)?01410348904. 3)中大孔吸收樹脂吸附前需要采用丁醇或丁 酯或丁醇與丁酯混合物進行萃取分離水相，再進大孔樹脂層析分離，但分離后得到的6-APA 溶液仍有100PPM以下的苯乙酸殘留。又如，中國專利（申請?zhí)?01410208804. 0)中樹脂吸 附苯乙酸的截留率在80%以上，層析液仍有苯乙酸殘留，需要結(jié)晶除雜，加入大量的酸堿， 結(jié)晶粉要抽濾、洗滌和干燥等步驟，工序繁多，并且有大量的6-APA結(jié)晶母液廢棄。而本發(fā) 明采用的大孔吸附樹脂直接對6-APA和苯乙酸混合液或6-APA和苯氧乙酸混合液進行層析 分離后，得到的6-APA溶液測不出苯乙酸、苯氧乙酸和乙酸丁酯等。
[0023] 優(yōu)選的方案中，通過大孔吸附樹脂層析分離過程中采用的濃度為2wt%~5wt % 的堿溶液，或酒精作為洗脫劑。優(yōu)選為采用堿溶液作為洗脫劑。本發(fā)明采用的大孔吸附樹 脂吸附后，通過低濃度的堿溶液就能實現(xiàn)再生，有利于大孔吸附樹脂的重復(fù)使用以及苯乙 酸和苯氧乙酸的回收利用。回收苯乙酸經(jīng)處理后用于青霉素發(fā)酵。
[0024] 優(yōu)選的方案中，層析分離過程控制溫度在10°C以下，收集到的6-APA溶液，pH控 制在4. 0~4. 3時，得到6-APA晶體，pH控制在7. 0~7. 5時為6-APA溶液。其中，當收集 的6-APA層析液調(diào)節(jié)pH值至4. 0~4. 3時，結(jié)晶收集6-APA，結(jié)晶母液納濾濃縮2~3倍， 6-APA結(jié)晶粉和對羥基苯甘氨酸甲酯或苯甘氨酸甲酯按一定比例加入濃縮母液中，在固定 化青霉素合成酶的催化下制備阿莫西林或氨芐西林。其中，當收集的6-APA層析液調(diào)節(jié)pH 值至7. 0~7. 5時，經(jīng)納濾濃縮或稀釋到8. Owt%，按一定比例加入對羥基苯甘氨酸甲酯或 苯甘氨酸甲酯溶解液，固定化青霉素合成酶制備阿莫西林或氨芐西林。
[0025] 優(yōu)選的方案中，酸化是在溫度為4~10°C的條件下進行，優(yōu)選在4~10°C條件 下，酸化使6-APA和苯乙酸混合液或6-APA和苯氧乙酸混合液的pH不大于1，優(yōu)選為pH為 0. 5 ~0. 8。
[0026] 優(yōu)選的方案中，層析分離過程中，6-APA和苯乙酸混合液或6-APA和苯氧乙酸混合 液中6-APA的濃度為3wt %~15wt %，優(yōu)選在5wt %~10wt %，上柱6-APA和苯乙酸混合液 或6-APA和苯氧乙酸混合液總體積為2BV~8BV，上柱的速度為1~6BV/h。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)的相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)勢：
[0028] 1、本發(fā)明的技術(shù)方案中采用了一種特殊的固定化青霉素G酰化酶或固定化青霉 素V?；福渚哂谢盍ο禂?shù)高、適應(yīng)環(huán)境強的特點，可以適應(yīng)高濃度青霉素