一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，该方法是将去甲基金霉素发酵液经过预处理、管式多孔陶瓷膜过滤、稀释纳滤、结晶水洗、酸碱中和、超滤和喷雾干燥得到盐酸去甲基金霉素。本发明可实现原料药去盐酸甲基金霉素稳定、高效的生产。同时利用该方法，可以简化去甲基金霉素提取工艺，提高去甲基金霉素盐的提取收率，缩短生产周期，降低成本，提高去甲基金霉素产量，具有节能、减少环境污染、操作简便、工作效率高等优势。
【专利说明】一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于抗生素提取、合成【技术领域】，特别是涉及一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法。
【背景技术】
[0002]盐酸去甲基金霉素又名地美环素，去甲基氯四环素，去甲金霉素等，是以金色链霉菌为菌种发酵生产的。去甲基金霉素是链霉素的次生代谢产物，主要用于米诺环素和替加环索的生产。其抗菌性较强，抗菌谱与金霉素相似，其作用比四环素、土霉素强，比金霉素稳定，是四环素族抗生素的衍生产物。
[0003]目前，根据相关文献报道，国内提取原料药去甲基金霉素盐的生产工艺主要有2种。[0004]第一种工艺主要是去甲基金霉素发酵液(什么发酵液)经过酸化、萃取、反萃取、固液分离和酸碱中和得到其盐类产品，存在的主要问题:
1)生产过程中使用了有机溶媒(包括乙酸乙酯，乙酸丁酯)，溶剂消耗较大，并且产生的废水中含有有机溶媒，容易对环境产生污染。
[0005]2)传统提取工艺周期长，超过了 70h。
[0006]3 )提取收率低，一般在85%左右。
[0007]4)提取过程中容易出现乳化现象。
[0008]5)生产成本较高。
[0009]第二种工艺是采用柱层析纯化法的方法提取去甲基金霉素，但该方法适用于样品实验室检测，不适用于工业化大生产，易导致产品收率低，生产成本高等系列问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效提高提取收率，降低成本，缩短生产周期，减少环境污染，实现稳定、高效生产的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法。
[0011]为实现上述目的所采取的技术方案为:
一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于包括如下工艺步骤:
1)预处理:搅拌转速控制在10~30r/min，将去甲基金霉素发酵液升温至80~100°C，然后静置20~40min，降温至室温后加入0.1~0.3%的聚丙烯酰胺或聚集胺脂，静置70~90min，再加入0.1~0.5%的工业用草酸或草酸钠或谷氨酸，继续静置50~70min，之后用不锈钢金属网过滤，得到去甲基金霉素滤液；
2)膜过滤:将过程1)得到的去甲基金霉素滤液用管式多孔陶瓷膜过滤，采用错流模式进行循环过滤，压力控制1~1.2MPa，滤液温度控制在30~40°C ；3)稀释、纳滤:将过程2)得到的滤液温度降至20~30°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降低20~30%，之后通过纳滤膜；
4)结晶水洗:搅拌转速控制在10~20r/min，将过程3)所得纳滤滤液降温至5~10°C，然后加入晶种去甲基金霉素,其加量为滤液总亿的0.1~0.2%，然后调pH值至9~10，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗；
5)酸碱中和、超滤和喷雾干燥:将质量浓度为20~30%的盐酸溶液加入到过程4)所得的去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2~3，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在35~45%,然后进行超滤,超滤后的去甲基金霉素盐溶液喷雾干燥。
[0012]所述过程1)中，不锈钢金属网的过滤精度为400~500 μ m。
[0013]所述过程1)中，经不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为3~5为饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水用量为去甲基金霉素菌渣重量的40~50%，采用质量浓度为20~30%的盐酸调节pH。
[0014]所述过程2)中，膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度< 4000cps。
[0015]所述过程2)中，管式多孔陶瓷膜的材质为氧化锆，过滤精度为0.Ιμπι。
[0016]所述过程2)中，在膜过滤过程中，加入透析水，该透析水为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的 滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍作为透析水，连续加入2次。
[0017]所述过程3)中，纳滤压力控制在2~2.2MPa，滤液温度20~30°C，纳滤流速300~400L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4~5倍，纳滤结束，采用纯化水顶洗8~lOmin。
[0018]所述过程3)中，纳滤膜为芳香聚酰胺复合纳滤膜，纳滤膜孔径为0.5nm。
[0019]所述过程4)中，用纯化水水洗2次，每次纯化水用量为固体去甲基金霉素重量2倍。
[0020]所述过程5)的超滤过程中，控制超滤温度20~30°C，压力0.3~0.5MPa，超滤滤速为2000~3000L/h,超滤滤膜为聚偏氟乙烯，过滤精度为0.1 μ m。
[0021]所述过程5)的喷雾干燥过程中，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min。
[0022]本发明的技术效果为:
1)简化了去甲基金霉素提取工艺，缩短了提取生产周期20h以上，提高了提取效率。
[0023]2)同传统工艺相比，采用膜分离技术具有节能、减少环境污染、操作简便、工作效率高等优势。
[0024]3)同国内已报道的膜过滤工艺相比，本工艺所用的膜能够耐酸碱、耐高温、便于清洗，并且对发酵液进行了预处理，延长了膜的使用寿命，降低了设备维护成本。
[0025]4)采用该工艺，其提取总收率达到90%以上，明显高于传统提取收率。
【具体实施方式】
[0026]下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
[0027]下述实施例中去甲基金霉素发酵液是采用金色链霉菌，通过三级发酵模式得到去甲基金霉素发酵液，该发酵培养基中的碳源主要是植物油和淀粉，氮源主要是豆饼粉、蛋白胨和酵母粉。
[0028]实施例1
搅拌转速为10r/min，将去甲基金霉素发酵液lm3 (效价:12435mg/L)升温至80°C，然后静置20min,降温至室温。加入1kg聚丙烯酰胺，静置70min,加入1kg的工业用草酸,继续静置50min，之后用不锈钢金属网过滤，不锈钢金属网的过滤精度为400 μ m,得到去甲基金霉素滤液。经过不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为3的饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水的用量为去甲基金霉素菌渣重量的40%，采用质量浓度为20%的盐酸调节pH。预处理结束，得到滤液0.96m3，滤液的效价为12246mg/L,收率为94.5%。
[0029]膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度为3912cps。滤液温度控制在30~32°C，压力控制在1~1.2bar。膜过滤过程中，加入透析水，其来源为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍，连续操作2次。膜过滤结束，滤液体积1.8m3，滤液效价6531mg/L，收率99.2%。
[0030]经膜过滤得到的滤液温度降至20~22°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降至6220mg/L，滤液的体积为1.9m3。纳滤过程中，控制压力2~2.2MPa，纳滤流速300~320L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4倍。纳滤结束，采用纯化水顶洗8min，滤液的体积 0.52m3，滤液效价 22522mg/L，收率 99.1%。[0031]在搅拌状态下，所得纳滤滤液降温至10°C，然后加入晶种去甲基金霉素11.7g，并用20%的氢氧化钠调pH值至9，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗2次。结晶结束，得到固体去甲基金霉素11.24kg，结晶收率为96.1%。
[0032]浓度为30%的盐酸加入到去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至3，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在35%，然后进行超滤，超滤温度20~22°C，压力0.3~0.5MPa，超滤结束后，进行喷雾干燥，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min，喷雾干燥结束，得到盐酸去甲基金霉素11.96kg，收率为98.6%。
[0033]盐酸去甲基金霉素成品总收率90.3%。
[0034]实施例2
搅拌转速为15r/min,将去甲基金霉素发酵液lm3 (效价:12324mg/L)升温至85?,然后静置25min，降温至室温。加入1.5kg聚集胺脂，静置75min，加入2kg的草酸钠，继续静置70min，之后用不锈钢金属网过滤，不锈钢金属网的过滤精度为420 μ m,得到去甲基金霉素滤液。经过不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为3.5的饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水的用量为去甲基金霉素菌渣重量的42%，采用浓度为22%的盐酸调节pH。预处理结束，得到滤液0.98m3，滤液的效价为11909mg/L，收率为94.7%。
[0035]膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度为3903cps。滤液温度控制在32~34°C，压力控制在1~1.2bar。膜过滤过程中，加入透析水，其来源为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍，连续操作2次。膜过滤结束，滤液体积1.9m3，滤液效价6142mg/L，收率99.3%。
[0036]经膜过滤得到的滤液温度降至22~24°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降至6457mg/L，滤液的体积为1.8m3。纳滤过程中，控制压力2~2.2MPa，纳滤流速320~340L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4倍。纳滤结束，采用纯化水顶洗8.5min,滤液的体积0.43m3,滤液效价26786mg/L，收率99.1%。[0037]在搅拌状态下，所得纳滤滤液降温至8°C，然后加入晶种去甲基金霉素13.8g，并用20%的氢氧化钠调pH值至9.2，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗2次。结晶结束，得到固体去甲基金霉素11.1kg，结晶收率为96.3%。
[0038]浓度为30%的盐酸加入到去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2.8，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在37%，然后进行超滤，超滤温度22~24°C，压力0.3~0.5MPa，超滤结束后，进行喷雾干燥，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min，喷雾干燥结束，得到盐酸去甲基金霉素11.8kg，收率为98.8%。
[0039]盐酸去甲基金霉素成品总收率90%。
[0040]实施例3
搅拌转速为20r/min，将去甲基金霉素发酵液lm3 (效价:12284mg/L)升温至90°C，然后静置30min，降温至室温。加入2kg聚集胺脂，静置80min，加入3kg的草酸钠，继续静置55min,之后用不锈钢金属网过滤，不锈钢金属网的过滤精度为450 μ m,得到去甲基金霉素滤液。经过不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为4的饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水的用量为去甲基金霉素菌渣重量的45%，采用浓度为25%的盐酸调节pH。预处理结束，得到滤液lm3，滤液的效价为11682mg/L，收率为95.1%。
[0041]膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度为3854cps。滤液温度控制在34~36°C，压力控制在1~1.2bar。膜过滤过程中，加入透析水，其来源为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍，连续操作2次。膜过滤结束，滤液体积2m3，滤液效价5901mg/L，收率99.5%。
[0042]经膜过滤得到的滤液温度降至24~26°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降至4426mg/L，滤液的体积为2.7m3。纳滤过程中，控制压力2~2.2MPa，纳滤流速340~360L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4倍。纳滤结束，采用纯化水顶洗9min，滤液的体积 0.72m3,滤液效价 16465mg/L，收率 99.2%。
[0043]搅拌转速为15r/min，所得纳滤滤液降温至7°C，然后加入晶种去甲基金霉素17.78g，并用20%的氢氧化钠调pH值至9.5，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗2次。结晶结束，得到固体去甲基金霉素11.42kg，结晶收率为96.5%。
[0044]浓度为25%的盐酸加入到去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2.5，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在40%，然后进行超滤，超滤温度24~26°C，压力0.3~0.5MPa，超滤结束后，进行喷雾干燥，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min，喷雾干燥结束，得到盐酸去甲基金霉素12.2kg，收率为98.9%。
[0045]盐酸去甲基金霉素成品总收率92.9%。
[0046]实施例4
搅拌转速为25r/min,将去甲基金霉素发酵液lm3 (效价:12157mg/L)升温至95°C,然后静置35min,降温至室温。加入2.5kg聚丙酰胺，静置85min,加入4kg的谷氨酸,继续静置65min，之后用不锈钢金属网过滤，不锈钢金属网的过滤精度为470 μ m,得到去甲基金霉素滤液。经过不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为4.7的饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水的用量为去甲基金霉素菌渣重量的47%，采用浓度为27%的盐酸调节pH。预处理结束，得到滤液1.2m3，滤液的效价为9624mg/L，收率为 95%。
[0047]膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度为3801cps。滤液温度控制在36~38°C，压力控制在1~1.2bar。膜过滤过程中，加入透析水，其来源为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍，连续操作2次。膜过滤结束，滤液体积2m3，滤液效价5734mg/L，收率99.3%。
[0048]经膜过滤得到的滤液温度降至27~28°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降至4186mg/L，滤液的体积为2.74m3。纳滤过程中，控制压力2~2.2MPa，纳滤流速360~380L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4倍。纳滤结束，采用纯化水顶洗9.5min,滤液的体积0.73m3，滤液效价15568mg/L，收率99.1%。
[0049]搅拌转速为18r/min，所得纳滤滤液降温至6°C，然后加入晶种去甲基金霉素
20.46g,并用20%的氢氧化钠调pH值至9.8,析出去甲基金霉素晶体，静置lh,固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗2次。结晶结束，得到固体去甲基金霉素10.94kg，结晶收率为96.4%。
[0050]浓度为25%的盐酸加入到去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2.5，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在40%，然后进行超滤，超滤温度24~26°C，压力0.3~0.5MPa，超滤结束后，进行喷雾干燥，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min，喷雾干燥结束，得到盐酸去甲基金霉素11.66kg，收率为98.7%。
`[0051]盐酸去甲基金霉素成品总收率90%。
[0052]实施例5
搅拌转速为30r/min，将去甲基金霉素发酵液lm3 (效价:12370mg/L)升温至100°C，然后静置40min,降温至室温。加入3kg聚丙烯酰胺，静置90min,加入5kg的工业用草酸,继续静置50min，之后用不锈钢金属网过滤，不锈钢金属网的过滤精度为500 μ m,得到去甲基金霉素滤液。经过不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为5的饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水的用量为去甲基金霉素菌渣重量的50%，采用浓度为30%的盐酸调节pH。预处理结束，得到滤液1.24m3，滤液的效价为9487mg/L，收率为 95.1%。
[0053]膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度为3783cps。滤液温度控制在38~40°C，压力控制在1~1.2bar。膜过滤过程中，加入透析水，其来源为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍，连续操作2次。膜过滤结束，滤液体积2.lm3,滤液效价5568mg/L，收率99.4%。
[0054]经膜过滤得到的滤液温度降至28~30°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降至3898mg/L，滤液的体积为3m3。纳滤过程中，控制压力2~2.2MPa，纳滤流速380~400L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4倍。纳滤结束，采用纯化水顶洗lOmin，滤液的体积
0.8m3，滤液效价 14501mg/L，收率 99.2%。[0055]搅拌转速为20r/min，所得纳滤滤液降温至5°C，然后加入晶种去甲基金霉素23.2g，并用20%的氢氧化钠调pH值至10，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗2次。结晶结束，得到固体去甲基金霉素11.18kg，结晶收率为96.6%。
[0056]浓度为20%的盐酸加入到去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2.5，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在40%，然后进行超滤，超滤温度24~26°C，压力0.3~0.5MPa，超滤结束后，进行喷雾干燥，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为150~180r/min，喷雾干燥结束，得到盐酸去甲基金霉素11.94kg，收率为98.8%。
[0057]盐酸去甲基金霉素成品总收率90.4%。
【权利要求】
1.一种利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于包括如下工艺步骤:1)预处理:搅拌转速控制在10~30r/min，将去甲基金霉素发酵液升温至80~100°C，然后静置20~40min，降温至室温后加入0.1~0.3%的聚丙烯酰胺或聚集胺脂，静置70~90min，再加入0.1~0.5%的工业用草酸或草酸钠或谷氨酸，继续静置50~70min，之后用不锈钢金属网过滤，得到去甲基金霉素滤液；2)膜过滤:将过程1)得到的去甲基金霉素滤液用管式多孔陶瓷膜过滤，采用错流模式进行循环过滤，压力控制1~1.2MPa，滤液温度控制在30~40°C ；3)稀释、纳滤:将过程2)得到的滤液温度降至20~30°C，再加入纯化水稀释去甲基金霉素，使其化学效价降低20~30%，之后通过纳滤膜；4)结晶水洗:搅拌转速控制在10~20r/min，将过程3)所得纳滤滤液降温至5~10°C，然后加入晶种去甲基金霉素,其加量为滤液总亿的0.1~0.2%，然后调pH值至9~10，析出去甲基金霉素晶体，静置lh，固液分离，所得固体去甲基金霉素用纯化水水洗；5)酸碱中和、超滤和喷雾干燥:将质量浓度为20~30%的盐酸溶液加入到过程4)所得的去甲基金霉素晶体中，搅拌均匀，调pH至2~3，其盐酸去甲基金霉素的浓度控制在35~45%,然后进行超滤,超滤后的去甲基金霉素盐溶液喷雾干燥。
2.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程1)中，不锈钢金属网的过滤精度为400~500 μ m。
3.按照权利要求1或2所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程1)中，经不锈钢金属网过滤后的去甲基金霉素菌渣采用pH为3~5为饮用水顶洗2次，所得滤液与去甲基金霉素滤液合并，其中饮用水用量为去甲基金霉素菌渣重量的40~50%，采用质量浓度为20~30%的盐酸调节pH。
4.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程2)中，膜过滤之前，用纯化水调节去甲基金霉素滤液粘度< 4000cps。
5.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程2)中，管式多孔陶瓷膜的材质为氧化锆，过滤精度为0.Ιμπι。
6.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程2)中，在膜过滤过程中，加入透析水，该透析水为去甲基金霉素膜过滤的滤液，当首次膜过滤的滤液体积达到发酵液体积的20%时，将其稀释3倍作为透析水，连续加入2次。
7.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程3)中，纳滤压力控制在2~2.2MPa，滤液温度20~30°C，纳滤流速300~400L/h，纳滤的浓缩体积倍数为4~5倍，纳滤结束，采用纯化水顶洗8~lOmin。
8.按照权利要求1或7所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程3)中，纳滤膜为芳香聚酰胺复合纳滤膜，纳滤膜孔径为0.5nm。
9.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程4)中，用纯化水水洗2次，每次纯化水用量为固体去甲基金霉素重量2倍。
10.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程5)的超滤过程中，控制超滤温度20~30°C，压力0.3~0.5MPa，超滤滤速为2000~3000L/h,超滤滤膜为聚偏氟乙烯，过滤精度为0.1 μ m。
11.按照权利要求1所述的利用去甲基金霉素发酵液生产盐酸去甲基金霉素的方法，其特征在于所述过程5)的喷雾干燥过程中，控制进风温度130~140°C，出风温度40~50°C，进料转速为1 50~180r/min。
【文档编号】C07C237/26GK103641739SQ201310575459
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】任勇 申请人:宁夏泰瑞制药股份有限公司