硫氰酸紅霉素精制工藝研究

王曉軍 白海龍 劉萬蓮 李麟基

（寧夏泰益欣生物科技有限公司，寧夏銀川 750205）

硫氰酸紅霉素（Erythromycin Thiocyanate），別名高力霉素;紅霉素硫氰酸鹽，外觀為白色結晶性粉末，微溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑[1]。紅霉素為大環(huán)內酯類抗生素藥物，紅霉素通過與細菌核蛋白體的50S亞基結合，來抑制轉肽作用或者信使核糖核酸移位，從而抑制細菌蛋白質的合成，抵抗細菌感染，良好的藥用性使得紅霉素使用廣泛，但同時抗生素污染環(huán)境也同樣值得注意[2]。

硫氰酸紅霉素屬大環(huán)內酯類抗生素，本品在堿性溶液中抗菌作用較強，但當pH值低于4時，抗菌作用幾乎完全消失。分子中含有一個14元內脂環(huán)、兩分子糖苷及一份子硫氰酸，分子量：793.02結構式如圖1所示。

圖1 硫氰酸紅霉素結構式

大環(huán)內酯類化合物已成為臨床應用僅次于β-內酰胺類抗生素的第二大類抗感染藥物，因為其毒副作用小、安全性高、抗菌活性好和無過敏反應，所以在臨床治療上具有重要的地位。第一代大環(huán)內酯類抗生素，是指紅霉素及其酯類衍生物，產品包括紅霉素、琥乙紅霉素、硬脂酸紅霉素、紅霉素碳酸乙酯、醋硬脂紅霉素、乳糖酸紅霉素和依托紅霉素等[3]。

國外20世紀60～70年代曾報道過,由硫氰酸紅霉素可以改善紅霉素在水中的溶解度或減少苦味兒改善藥物動力學性質，降低毒副作用等,同時又具有紅霉素的抗菌活性因而得到應用，我國每年約生產21萬噸抗生素，約占世界總量的60%，涉及36種抗生素化合物，其中過半的抗生素被用于養(yǎng)殖業(yè)。據(jù)報道，養(yǎng)殖業(yè)大約90% 的抗生素都是在亞治療濃度下使用的，其中70%是為了預防疾病，30%是為了促進生長[4]?？股厮幬镏屑s有85%的產品是以固體形式提供的，硫氰酸紅霉素便是以固體形式提供的。在晶體藥物產品生產中，結晶工序通常是其精制純化的終端工序，最終決定了藥物的質量，也決定了藥品的藥效與穩(wěn)定性[5]。同時，結晶收率的提高，對于提高醫(yī)藥產品的總收率與降低成本也起著關鍵性的作用。因此，結晶不僅是藥物生產中的一種分離及提純手段，更是制備具有醫(yī)藥活性及特定狀態(tài)固體藥物的一種不可缺少的關鍵步驟。因此，本文研究硫氰酸紅霉素制備精制結晶工藝控制及工藝優(yōu)化。

1.儀器與試劑（見表1和表2）

表1 所用主要試劑列表

表2 所用主要設備儀器列表

2.材料與方法

2.1 材料來源

硫氰酸紅霉素粗品由寧夏泰益欣生物科技有限公司提供。

2.2 方法

2.2.1 方法一

加入結晶液體積10%～20%的純化水，用50%的冰醋酸調節(jié)pH至6.5～7.5，流加結晶液體積5%～7%的30%NaSCN溶液。結晶溫度控制在42℃～46℃，保溫養(yǎng)晶60min～180min（過程檢測pH值保持在6.5～7.0)。

2.2.2 方法二

不加水，用50%的冰醋酸調節(jié)pH至6.5～7.5，流加結晶液體積的5%～7% 40%NaSCN溶液。結晶溫度控制在42℃～46℃，保溫養(yǎng)晶60min～180min（過程檢測pH值保持在6.5～7.0)。

2.2.3 方法三

利用反應結晶特點，進行梯度分步結晶。

一次結晶：用50%的冰醋酸調節(jié)結晶液pH至7.8～8.0，流加結晶液體積3%的30%NaSCN溶液。結晶溫度控制在42℃～46℃，保溫養(yǎng)晶30min。

二次結晶：進行熱過濾，過程保溫進行，收集母液進行二次結晶。流加結晶體積2.5%的30%硫氰酸鈉，補加結晶液體積10%～20%的純化水降溫結晶，最終降至10℃左右養(yǎng)晶30min進行過濾。

2.3 梯度結晶硫氰酸鈉加量篩選

硫氰紅霉素為反應結晶，合適量的反應物更能控制結晶成品的質量，因此對梯度結晶，一、二次硫氰酸鈉加量進行以下篩選：一次加量分別為2.5%、3.0%、3.5%。二次加量分別為3.0%、2.5%、2.0%。

3.檢測要求

色譜條件：用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；檢測波長為215nm，色譜柱：4.6mm×150mm×3.5μm，流速為1.1ml/min，柱溫為 40℃。

流動相：0.020mol/L磷酸氫二鉀緩沖溶液：乙腈=60:40，量取 0.020mol/L 磷酸氫二鉀緩沖溶液 600ml，量取乙腈400ml，用稀磷酸溶液調節(jié)pH值為9.60～9.80，混勻脫氣，即得。

4.實驗結果與分析

4.1 粗品與丙酮比例選擇

用運行業(yè)現(xiàn)有工藝篩選出最佳粗品與丙酮溶解比例，計算最優(yōu)溶液效價。取用硫氰酸紅霉素粗品，用丙酮溶解，溶解溫度控制在38℃～46℃，以硫氰酸紅霉素粗品質量：丙酮體積 1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2.1、1:2.4比例進行最優(yōu)溶劑加量選擇；

用飽和鹽水洗脫色素及水溶性雜質。加入溶解液體積2.5%的飽和鹽水攪拌洗滌10min～15min，洗滌完成后靜置10min分離底部水相，重復此步驟3遍后開始結晶，實驗結果見表3。

表3 粗品與丙酮比例篩選結果

由表3可知，粗品與丙酮比例從1:1.2增加至1.8時，成品A含量由82.2升高至86.65時又開始下降，粗品量不變在丙酮加量增加時，1:1.8比列下成品質量與收率為最優(yōu)加量，收率及紅霉素A含量最高。

4.2 結晶方法選擇

通過3種結晶方法進行結晶對比，檢測結果見表4和表5。

表4 結晶方法對比結果

表5 梯度硫氰酸鈉加量篩選結果

通過上表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，梯度結晶一次晶組分高達90%，兩次結晶平均收率高達80.23%，相較于其他兩種方法，梯度結晶制備產品質量及收率更好。

通過表4、表5篩選結果可以看到，反應結晶中反應物加量對梯度結晶一次晶質量有影，通過不同NaScN加量可以看到，先2.5%后3.0%一次晶平均組分為88.2%，總收率80.2%。先3.0%后2.5%一次晶平均組分為90.5%，總收率為84.3%。先3.5%后2.0%一次晶平均組分86.1%，總收率為81.1%，因此最終確定一次結晶硫氰酸鈉加量為3.0%，二次結晶硫氰酸鈉加量為2.5%為最優(yōu)加入量。

由圖2、圖3可知，反溶劑加入結晶體系中（反溶劑為水），溶液中產生的局部過飽和度也越高，系統(tǒng)就會瞬時形成大量的晶核以降低整個體系過飽和度，這樣系統(tǒng)的結晶速率會產生較大的波動。結晶系統(tǒng)不能維持一個較穩(wěn)定的結晶速率，則形成的晶體粒度差異大，粒度分布不均勻，同時容易夾帶雜質。大量硫氰酸鈉加入同理。

圖2 方法一制備成品

圖3 方法二制備成品

由圖4可知，梯度結晶系統(tǒng)能夠維持一個較穩(wěn)定的結晶速率，符合硫氰酸紅霉素結晶條件。晶體晶型相對完整且內部包裹雜質較少，晶體透亮。將紅霉素的整個結晶過程分段控制，采用在較高的溫度下結晶，然后逐漸添加硫氰酸鈉及降溫養(yǎng)晶的方法，從而達到圖4制備成品晶型。

圖4 方法三制備成品

5.結論

運用梯度結晶方法，能夠維持一個較穩(wěn)定的結晶環(huán)境，控制硫氰酸酸鈉加量從而控制反應結晶速率，形成的晶體粒度差異較小，粒度分布較為均勻，同時不容易在晶體內部夾帶雜質，最終獲得硫氰酸紅霉素成品組分≥90%，整體收率能夠達到84.3%左右。