連續(xù)樹脂法分離林可霉素的新工藝研究

李昶志 馬文艷 潘忠成 王衛(wèi)富 翁婧 李蒲民

摘要：指出了采用新型XAD-2010極性大孔樹脂和LX脫色樹脂對(duì)林可霉素進(jìn)行連續(xù)分離的方法，中間雜質(zhì)可以得到有效分離。對(duì)新型XAD-2010極性大孔樹脂和LX脫色樹脂柱的吸附參數(shù)、解析參數(shù)進(jìn)行了考察，進(jìn)一步對(duì)樹脂的再生方法和參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，確定了連續(xù)樹脂法分離林可霉素各項(xiàng)工藝參數(shù)。結(jié)果表明：極性大孔樹脂XAD-2010的理論最大吸附量92～79.6g/L，上柱吸附近飽容量在53～43g/L，平均洗脫率98.5%。LX3#脫色樹脂在酸性條件下，對(duì)酸解液的最大處理能力達(dá)到40BV以上，時(shí)濃縮液的處理能力更高。該工藝大孔樹脂洗脫收率95%，脫色后收率92%，一次結(jié)晶總收率87.4%。新工藝采用活性炭、新型極性大孔樹脂XAD-2010、LX弱堿性陰離子脫色樹脂連續(xù)分離法可以有效分離林可霉素，有望完全替代生產(chǎn)上的正丁醇萃取法。

關(guān)鍵詞：林可霉素;極性大孔樹脂;脫色樹脂;連續(xù)樹脂分離法

中圖分類號(hào)：TQ923 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）16-0244-04

1引言

林可霉素（1incomycin）是一種高效廣譜的堿性抗生素類藥，林可霉素及其衍生物克林霉素對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有較廣的抗菌譜，臨床上主要用于由葡萄球菌、化膿性鏈球菌、肺炎球菌及厭氧菌所致的感染以及骨髓炎等。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)林可霉素的分離工藝流程長(zhǎng)且復(fù)雜，萃取過程使用大量的正丁醇，萃取率雖然高，但正丁醇回收能耗高，生產(chǎn)環(huán)境和水污染嚴(yán)重，成本高，環(huán)保問題無(wú)法有效解決。本試驗(yàn)利用新型極性大孔樹脂XAD-2010和LX脫色樹脂連續(xù)樹脂法可以有效分離林可霉素，有望完全替代的正丁醇萃取法。

2材料與方法

2.1試驗(yàn)材料

本研究使用XAD-2010極性大孔吸附樹脂和LX系列弱堿性陰離子脫色樹脂，處理液為林可霉素陶瓷清液。

2.2試驗(yàn)方法

（1）大孔樹脂分離性能考察：考察靜態(tài)或動(dòng)態(tài)吸附條件下進(jìn)料速率、進(jìn)料時(shí)間、進(jìn)料體積以及洗脫劑、濃度對(duì)樹脂分離性能的影響。

（2）脫色樹脂性能考察：對(duì)三種脫色樹脂的色素、蛋白去除效果以及產(chǎn)品的分離度進(jìn)行考察。

（3）活性炭脫色參數(shù)：對(duì)活性炭的脫色pH值、溫度、時(shí)間以及物料質(zhì)量等工藝參數(shù)進(jìn)行考察。

3試驗(yàn)結(jié)果

3.1大孔樹脂XAD一2010分離性能試驗(yàn)

3.1.1堿化液大孔樹脂XAD一2010最大吸附容量測(cè)定

由于堿化液中雜質(zhì)比例較大，影響XAD-2010樹脂的理論吸附量，為保證測(cè)定理論數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采取兩種方案。

（1）使用0.2%的活性炭對(duì)陶瓷清液進(jìn)行常溫預(yù)處理0.5h，過濾后清液堿化至pH值為10.5～11.0，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

（2）陶瓷清液不進(jìn)行預(yù)處理。堿化至pH值為10.5～11.0，進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

由表1和表2結(jié)果可見，XAD-2010的理論最大吸附容量92g/L，生產(chǎn)最大容量79.6g/L，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況推算，實(shí)際上柱吸附容量達(dá)到近飽和，可能達(dá)到50～53g/L。

3.1.2洗脫劑濃度對(duì)XAD一2010樹脂分離效果的

影響

由圖1結(jié)果可見，0.02～0.03mol/L的鹽酸溶液解析效果接近，無(wú)論在峰值，還是洗脫面積上，分離效果明顯高于0.01mol/L鹽酸溶液。

3.1.3洗脫流速對(duì)XAD-2010樹脂分離效果的影響

樹脂量為25mL，洗脫劑為0.03mol/L鹽酸，流速為0.5～1BV/h洗脫。

由圖3和圖4結(jié)果可見，低流速0.4～0.6BV/h變速洗脫效果明顯優(yōu)于恒速洗脫和高流速洗脫。

3.1.4XAD-2010樹脂生產(chǎn)性能穩(wěn)定性測(cè)定

按照以下工藝進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。

（1）吸附及解析工藝：樹脂量為25mL，使用未預(yù)處理堿化液，上柱吸附流速2BV/h，至出口效價(jià)少量泄露，停止進(jìn)料，水洗流速2～4BV/h，然后用0.1mol/L氨水前期處理，進(jìn)料流速1～2BV/h，解析劑為0.03mol/L鹽酸，流速為0.5～1BV/h洗脫。

（2）再生工藝：1mol/L氨水或氫氧化鈉溶液2倍體積，中間水洗1次，再進(jìn)1mol/L氨水或氫氧化鈉溶液2倍體積，進(jìn)完堿后浸泡1～3h，水洗至出口無(wú)色即可，準(zhǔn)備進(jìn)料。

按照設(shè)定工藝，連續(xù)上柱16批模擬生產(chǎn)條件進(jìn)行試驗(yàn)試驗(yàn)，整體上吸附量穩(wěn)定1000～1150mg之間，樹脂平均吸附容量在43g/L，吸附穩(wěn)定性高;洗脫率91%～103%，平均洗脫率98.5%，高于單柱進(jìn)料，這可能和部分試驗(yàn)的低效價(jià)物料作為下批次前期酸性洗脫劑，對(duì)洗脫率造成周期性影響有關(guān)。

3.2LX系列脫色樹脂分離性能試驗(yàn)

3.2.1三種LX脫色樹脂分離性能結(jié)果

由表3結(jié)果可見，三種LX樹脂在不同處理?xiàng)l件下，樹脂在中性和酸性再生條件下轉(zhuǎn)型后，雜質(zhì)去除率明顯較高?？紤]再生的實(shí)際操作，中性再生效率偏低不在考慮，酸性條件下LXl#和3#對(duì)效價(jià)的吸附率較低，作為備選樹脂進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

由表4結(jié)果可見，LX3#的處理能力明顯高于LXl#，且效價(jià)吸附率由于料液處理體積的增加，下降較快。

3.2.2LX-3#脫色樹脂上柱分離試驗(yàn)

由表5結(jié)果可見，進(jìn)一步的工藝優(yōu)化，LX-3#脫色樹脂上柱分離效果明顯，處理濃縮液效果雜質(zhì)去除率無(wú)明顯下降，效價(jià)損失率進(jìn)一步下降。

3.3活性炭處理工藝

3.3.1pH對(duì)活性炭處理效果的影響

從圖5結(jié)果可見，在較低的pH值1.5～2.0范圍色素及蛋白去除率較高，處理后樣液透光率低（最高83.5%），仍然含有大量蛋白、色素及其它雜質(zhì)，發(fā)酵液量較大，所需活性炭總量較大，效價(jià)損失量較大。因此，對(duì)活性炭處理可以安排在雜質(zhì)含量較低的步驟，可以達(dá)到明顯的除雜效果和較低的收率損失。

3.3.2處理時(shí)間對(duì)活性炭處理效果的影響

由圖6結(jié)果可見，活性炭處理過程隨著時(shí)間的延長(zhǎng)雜質(zhì)去除率有一定升高，但是提高效率相對(duì)放緩，而效價(jià)損失率快速上升。因此，0.5h的處理時(shí)間完全可以達(dá)到處理效果。

3.3.3效價(jià)單位對(duì)活性炭處理效果的影響

由圖7結(jié)果可見，物料濃縮倍數(shù)對(duì)活性炭的處理效果有明顯影響，可濃縮6倍左右，雜質(zhì)去除率和效價(jià)收率兩方面數(shù)據(jù)基本達(dá)到穩(wěn)定。

3.4工藝穩(wěn)定性驗(yàn)證

按照以下工藝流程：10L堿化液一大孔樹脂分離一活性炭脫色一脫色樹脂處理一濃縮一結(jié)晶一烘干，大孔樹脂洗脫收率95%，脫色后結(jié)晶收率92%，總收率87.4%;成品結(jié)晶外觀顆粒均勻，光澤較好，檢測(cè)林可霉素A含量為98.8%，B組分含量為1.2%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到CP2015藥典要求。

4結(jié)論

（1）XAD-2010極性大孔樹脂性能：理論最大吸附容量92g/L，生產(chǎn)最大容量79.6g/L，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況推算，實(shí)際上柱吸附容量達(dá)到近飽和，可能達(dá)到50～53g/L。

（2）XAD一2010極性大孔樹脂生產(chǎn)工藝：吸附流速2BV/h，水洗流速2～4BV/h，然后用0.1mol/L氨水前期處理，進(jìn)料流速1～2BV/h，解析劑為0.03tool/L鹽酸，流速為0.5～1BV/h洗脫;平均吸附容量在43g/L，連續(xù)生產(chǎn)吸附量穩(wěn)定性高，洗脫率91%～103%，平均洗脫率98.5%。

（3）LX3#酸性條件處理后，洗脫液的最大處理能力達(dá)到40BV，濃縮液最大處理能力800BV。

（4）活性炭對(duì)低pH值1.5～2.0物料的處理能力最佳，二次脫色對(duì)濃縮6倍洗脫液的雜質(zhì)去除率和效價(jià)收率兩方面數(shù)據(jù)基本達(dá)到穩(wěn)定。

（5）按照以下工藝流程：10L堿化液一大孔樹脂分離一活性炭脫色一脫色樹脂處理一濃縮一結(jié)晶一烘干，大孔樹脂洗脫收率95%，脫色后結(jié)晶收率92%，總收率87.4%;成品結(jié)晶外觀顆粒均勻，光澤較好，檢測(cè)林可霉素A含量為98.8%，B組分含量為1.2%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到CP2015藥典要求。