红霉素提纯.ppt

蘇南唐珊珊
童浩王志高
如何分离提纯红霉素

在传统的红霉素提取工艺路线中,需要耗费大量的溶剂。吸附技术由于低能耗、低溶剂消耗等优点,在抗生素分离中,应用日趋广泛。但由于缺乏必要的热力学和动力学数据,大孔树脂吸附技术在红霉素分离和纯化上的应用还是一个凭经验的过程。测定红霉素在大孔树脂上的吸附相平衡和吸附动力学性质,对红霉素吸附过程进行模拟研究以及对整个过程进行优化设计是采用吸附技术分离提纯红霉素必须解决的几个基础问题,有着重要的科学研究价值。本文以红霉素为研究对象,系统地研究了大孔吸附树脂对其的吸附行为,考察了温度、初始浓度等因素对大孔树脂吸附性能的影响。在红霉素吸附机理研究的基础上,完善了大孔树脂吸附法分离提取红霉素的工艺路线。

红霉素为大环内酯类广谱抗生素,通过红霉素链霉菌发酵而得。其抗菌谱与青霉素抗菌谱类似,主要应用于呼吸道感染、皮肤感染等症的治疗。红霉素同时也是第二代及第三代红霉素半合成衍生物的原料药。

最近有一种采用以合成纤维为骨架的离子交换纤维,从含有红霉素的液体中分离提纯红霉素的新方法。本发明方法利用其特殊的纤维状物理形态使其与红霉素具有较大的接触面积,对流体具有较小的阻力,利用离子交换纤维的功能集团使吸附、解吸速度快,较现有的大孔吸附树脂洗脱容易和彻底,再生速度快,亲和力强,达到分离提纯的目的。应用本发明方法也解决了大孔树脂吸附红霉素后再生过程较困难这一难题,从而降低成本。
方法如下:
(1)预处理:~,待用; (2)红霉素分离:在室温下,按红霉素发酵液(ml):分离材料(g)=4~18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得的作为分离材料的离子交换纤维,静置30~90分钟,然后将所得发酵液滤出; (3)红霉素洗脱:将氨水加热至一定温度,~3倍体积的氨水浸泡上述已吸附了红霉素的离子交换纤维30~120分钟,滤去氨水; 加入乙酸丁酯,; (4)红霉素提纯:取上述丁酯液,在室温下,按所述乙酸丁酯液(ml):分离材料(g)=4~18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得的作为分离材料的离子交换纤维,静置30~90分钟,然后将丁酯液滤出;在流出的丁酯液中加入硫***酸,将结晶盐真空抽干便得到硫***酸红霉素盐;在硫***酸红霉素盐中加入有机溶剂,将所得结晶湿粉用蒸馏水洗涤后,用离心机甩干,烘干即得红霉素。

①目标产物浓度低。在发酵液中,红霉素的浓度很低, %、 %。众所周知,分离对象的初始浓度越低,分离提纯的成本就越高;
②红霉素的性质不很稳定,且发酵液容易被污染,这就对能够采用的分离技术手段造成了严格的限制;
③红霉素发酵液中杂质的浓度相对较高,其中一些杂质的性质和红霉素很相似,用一些常规的分离技术无法将它们分离以获得高纯度的红霉素产品:
④红霉素往往直接作为医药用品,需要符合特殊的质量和安全要求。
&结论
通过间歇搅拌吸附实验,研究了大孔吸附树脂(HZ816)对红霉素的吸附性能,吸附平衡数据的拟合相关性分析显示,红霉素在HZ816树脂上的吸附等温线符合Langmiur吸附等温线方程及Freundlich经验方程。
吸附热力学研究表明:大孔吸附树脂对红霉素的吸附过程是自发进行的(△G<0),熵总为正值,吸附为一吸热的物理吸附过程(△H>0)。通过间歇吸附动力学实验,采用一级动力学Lagergren吸附方程、颗粒内扩散模型以及液膜及孔内扩散模型,研究了红霉素在大孔吸附树脂HZ816中的动力学行为,考察了温度、初始浓度等因素对红霉素在大孔吸附树脂中吸附动力学的影响。
实验结果表明:红霉素在大孔树脂上的吸附过程同时受到液膜扩散阻力和孔内扩散阻力的影响,液膜扩散系数kf随着温度升高而增大,随着浓度增大而增大;孔内扩散系数Dp随着温度升高而增大,随着浓度增大而减小。通过固定床吸附实验,以大孔吸附树脂HZ816为吸附剂,研究了红霉素在固定床上的吸附性能,考察了流动相流量、流动相浓度等因素对固定床操作特性的影响,并采用Hall模型和基于液膜及孔内扩散模型的动力学模型,研究了固定床上红霉素在大孔吸附树脂中的吸附动力学。实验结果表明,Hall模型和考虑液膜、孔内及轴向扩散作用的动力学模型均能较好地描述红霉素在大孔吸附树脂上的动力学行为,模型参数液膜扩散系数kf随着上柱流量升高而增大,随着上柱液浓度增大而减小;孔内扩散系数Dp随着流量升高而减小,随着浓度增大而减小;轴向扩散系数Dz随着流量升高而增大,而浓度对其影响不大。
通过间歇搅拌脱色及固定床脱色实验,研究了大孔阴离子交换树脂(D293)对红霉素发酵液的脱色