復(fù)合溶媒應(yīng)用于阿維菌素結(jié)晶的研究

張杭洲 梁麗娟（寧夏泰益欣生物科技有限公司，寧夏 銀川750205）

復(fù)合溶媒是由兩種或兩種以上的溶劑按一定比例混合而成。將其應(yīng)用于難溶物質(zhì)的溶解可提高難溶物質(zhì)的溶解度。如一些難溶于水的非極性物質(zhì)，向水中加入一定比例的有機(jī)溶劑組成復(fù)合溶媒使其極性降低，從而增大難溶物質(zhì)的溶解性。因此，復(fù)合溶媒常用于化合物的分離、提純和精制等。本研究采取復(fù)合溶媒對阿維菌素進(jìn)行提純，同甲醇多次結(jié)晶法相比，操作簡單，提取效率提高，溶媒消耗減少，節(jié)省成本，獲得的產(chǎn)品收率高質(zhì)量優(yōu)。

1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

試劑：阿維菌素浸膏（寧夏泰益欣生物科技有限公司），甲苯、丙酮、異丙醇、氯仿、甲醇、環(huán)己烷（天津市凱通化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)純）。

儀器：YP4002電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司）、HH數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠）。

2 實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果與討論

取阿維菌素浸膏適量，按一定比例加入復(fù)合溶媒加熱使其溶解，然后采用梯度降溫法進(jìn)行結(jié)晶，過濾得到阿維菌素成品。

2.1 復(fù)合溶媒的選擇

采用下表中的溶劑組合方式來考察阿維菌素浸膏在常溫及高溫時(shí)的溶解性能，優(yōu)選出最佳溶媒組合作為阿維菌素結(jié)晶時(shí)的復(fù)合溶媒。以下復(fù)合溶媒的比例均為溶劑1:溶劑2=2:1（v:v）。（見表1）

表1 溶劑組合

表2 異丙醇和環(huán)己烷的混合比例（v:v）

常用的阿維菌素的良溶劑有：甲苯、丙酮、異丙醇等，不良溶劑有：氯仿、甲醇、環(huán)己烷等。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，復(fù)合溶媒甲苯-環(huán)己烷、異丙醇-環(huán)己烷及異丙醇-氯仿對阿維菌素的溶解性能較其他組合更優(yōu)，得到的阿維菌素浸膏溶解液均澄清；其中異丙醇-環(huán)己烷和異丙醇-氯仿對浸膏的溶解度達(dá)到最大，無顯著差異，但考慮到氯仿的毒性，因此選擇異丙醇-環(huán)己烷作為阿維菌素結(jié)晶的復(fù)合溶媒。

2.2 復(fù)合溶媒比例的優(yōu)化

對優(yōu)選出來的最佳復(fù)合溶媒異丙醇和環(huán)己烷的混合比例進(jìn)行優(yōu)化，使其對阿維菌素的溶解度達(dá)到最大。混合比例如表2。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，異丙醇和環(huán)己烷的比例為4:1時(shí)，溶解浸膏的量達(dá)到最大，但溶解液澄清情況欠佳，可能是由于異丙醇的比例過大，浸膏中含有的一些極性較小雜質(zhì)不溶于異丙醇造成溶液略渾濁。結(jié)合溶解浸膏的量與溶解液澄清情況，選擇2:1作為最佳異丙醇和環(huán)己烷的混合比例。

表3 復(fù)合溶媒用量對阿維菌素溶解性能的影響

表4 降溫方式對阿維菌素收率及質(zhì)量的影響

表5 結(jié)晶工藝的因素表

表6 結(jié)晶工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 復(fù)合溶媒用量的優(yōu)化

復(fù)合溶媒用量過少，溶解一定量的阿維菌素則需在較高溫度下，其對溫度的變化較為敏感容易達(dá)到過飽和度從而析出，既不利于產(chǎn)品的純化又容易降解；復(fù)合溶媒用量過多，造成溶劑的浪費(fèi)從而增加成本。因此選擇合適的復(fù)合溶媒與膏狀物的比例有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升及成本的節(jié)約。復(fù)合溶媒為異丙醇-環(huán)己烷（2:1，v:v），溶解溫度為65℃，復(fù)合溶媒的用量及結(jié)果見表3。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)復(fù)合溶媒體積與阿維菌素浸膏量達(dá)到5:1 以上時(shí)，復(fù)合溶媒可完全溶解浸膏，因此選擇5:1 作為復(fù)合溶媒與浸膏量的比例（v:m）。

2.4 結(jié)晶溫度的優(yōu)化

采用一般降溫法結(jié)晶（即恒溫降溫法）及梯度降溫法結(jié)晶對阿維菌素進(jìn)行結(jié)晶，考察不同降溫方式對阿維菌素收率及質(zhì)量的影響。復(fù)合溶媒為異丙醇-環(huán)己烷（2:1，v:v），溶解溫度為65℃，復(fù)合溶媒與浸膏的比例為5:1（v:m，單位為L:kg）。具體降溫方式及對產(chǎn)品的收率和質(zhì)量的影響情況見表4。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)采用梯度降溫法結(jié)晶：首先以5～8℃/h的降溫速率降溫至20℃，保溫2～3h，再以任意降溫速率降溫至0℃時(shí)，保溫2～3h，得到的阿維菌素的收率為97.4%，B1的含量和BIa分別高達(dá)97.7%和94.2%，綜合考慮選擇該降溫程序作為阿維菌素的梯度降溫程序，即首先以5～8℃/h的降溫速率降溫至20℃，保溫2～3h，再以任意降溫速率降溫至0℃時(shí)，保溫2～3h。

2.5 正交試驗(yàn)

在優(yōu)選出來各單因素最佳結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定每個(gè)因素的考察范圍，采用正交試驗(yàn)法選出最優(yōu)組合。以復(fù)合溶媒（因素A）、復(fù)合溶媒比例（因素B）、復(fù)合溶媒用量（因素C）、第一梯度降溫速率（因素D）為考察因素，每因素取3 水平，選用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，考察各因素對結(jié)晶收率的影響，優(yōu)選最佳結(jié)晶工藝。因素水平表見表5，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

極差分析結(jié)果表明，A、B、C、D四因素對阿維菌素結(jié)晶收率的影響程度順序?yàn)閺?fù)合溶媒的種類＞復(fù)合溶媒比例＞復(fù)合溶媒用量＞第一梯度降溫速率，各因素最佳組合為A3B1C3D2,即復(fù)合溶媒為異丙醇-氯仿，復(fù)合溶媒比例（異丙醇：氯仿）為2:1，復(fù)合溶媒用量（復(fù)合溶媒體積：浸膏量）為6:1，第一梯度降溫速率為3～5℃/h。