一种采用阳离子交换树脂提取西索米星的方法技术

本发明专利技术提供一种采用阳离子交换树脂提取西索米星的方法。该方法的步骤为：含有西索米星的溶液，用阳离子交换树脂吸附至饱和，用水洗去未发生离子交换的残留液和吸附力较弱的杂质，再用一定浓度的洗脱剂洗脱西索米星组分，洗脱液经减压回收溶剂、真空浓缩、干燥成西索米星粗品。本发明专利技术构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，具有较大推广性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗生素的提取方法，更具体涉及一种采用阳离子交换树脂提取氨基糖苷类抗生素西索米星的方法。
技术介绍
氨基糖苷类抗生素是继青霉素之后发现较早的一类抗生素。西索米星(sisomicin，简称SISO)是小单孢菌生物合成的一种氨基糖苷类抗生素，不但能直接用于生产西索米星针剂，而且是半合成抗生素奈替米星(Netilmicin)的原料。西索米星和奈替米星均列入中国国家基本药物名录，对大多数革兰氏阳性菌和阴性菌有很强的抗菌作用。西索米星具有抗菌谱广、疗效好、性质稳定和生产工艺简单等优势，对许多致病菌有抗生素后效应的特点，广泛应用于临床治疗败血症、细菌性心内膜炎、严重的呼吸道感染、肾及尿路感染、皮肤组织和软组织感染、烧伤及手术周围性细菌感染等，在市场上占有相当的份额，中国生产的西索米星原料药约占世界产量的80％。因此，研究西索米星的制备方法具有一定的指导意义和广阔的市场前景。自1970年美国Schering公司的Weinstein等报道了Micromonospora inyoensis能生物合成西索米星后，30多年来，国内外西索米星生产菌主要有美国Schering公司的M.inyoensis及其诱变菌株、福建省微生物研究所的M.inyoensis var dengjiangensis和福州大学的M.inyoensis F003。以发酵液中抗生素生物总效价计，发酵120h三者最高水平可分别达到1300,600和1350U/mL。当以纯组分计，M.inyoensis F003发酵96～100h时，发酵液中西索米星浓度可达0.9～1.1g/L。西索米星是一种含有双键的水溶性、多元弱碱性氨基糖苷类抗生素，分子量447.26，分子中含有4个氨基和1个甲氨基，在水溶液中存在5级离解平衡。因此，西索米星在不同pH值的水溶液体系中能以不同的电化学状态存在，不同价态离子呈现多级解离平衡状态，随着溶液的pH值由高到低而出现逐级解离。当pH＝9.7时，西索米星99％以上以0价存在；当pH值降至8.0时，0价降为61.3％，而+1价升至33.2％，并开始有5％的西索米星处于+2价；西索米星流加发酵结束时，发酵液的正常pH值为7.2～7.4，此时约75％的西索米星以+1和+2价的形式存在；当pH值降至菌体生长初期时的生理pH条件下(6.6～6.8)，则+2和+3价形式占75％以上，并有5％～10％的+4价。当pH值降至4.6时，有96.2％的西索米星是以+4价形式存在，其余的均为+3价。由于西索米星为多元弱碱性生物有机碱，根据离子交换理论，在碱性条件下，尤其是pH值＞8.0时，西索米星主要以分子状态存在，可选用大孔吸附树脂进行分离纯化；但在酸性和中性条件下，西索米星是以阳离子状态存在，宜采用阳离子交换树脂提取西索米星。离子交换树脂主要是以苯乙烯、丙烯酸或酚醛等材料为原料，经人工合成固态高分子化合物为疏水性骨架，具有不溶于一般的酸碱溶液、稳定性好、机械强度高、遇水膨胀率低、交换容量大等特点，有机酸、抗生素等小分子物质宜用疏水性结构的离子交换树脂分离。离子交换树脂可交换功能团中的活性离子决定此树脂的主要性能，功能团的电离程度决定了树脂的酸性或碱性的强弱。按功能团分，通常将树脂分为强酸性、弱酸性阳离子交换树脂和强碱性、弱碱性阴离子交换树脂等四大类，四大类离子交换树脂性能比较见表1。表1四大类离子交换树脂性能比较 离子交换树脂的主要性能有交换选择性、离子交换速度和交换量等。通常，影响离子交换选择性的因素有离子水化半径、离子的化合价和溶液的酸碱度等。离子与树脂之间的亲和力越大，就越容易被吸附；在低浓度水溶液和常温条件下，离子的化合价越高，就越容易被吸附；在无机离子的交换中，水化半径较小的离子越容易吸附。各种一价离子对树脂的亲和力大小排序如下采用强酸型阳离子交换树脂时，H+＜Li+＜K+=Na+＜NH4+＜Ro+＜Cs+＜Ag+＜Ti+；采用弱酸型阳离子交换树脂时，Li+＜K+＝Na+＜NH4+＜Ro+＜Cs+＜Ag+＜Ti+＜H+。目前，世界范围内树脂产品的种类繁多，分类方法也各不相同。国内生产流通的主要阳离子交换树脂商品，根据聚合反应的类型可分成缩聚型树脂和加聚型树脂；根据树脂骨架的化学组成划分则主要有苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系、脲醛系和氯乙烯系等阳离子交换树脂产品；根据树脂的品牌则可划分为华东理工大学和南开大学化工厂的001系列强酸性阳离子交换树脂和112、110、122系列弱酸性阳离子交换树脂等产品，上海罗门哈斯公司(中美合资)的Amberlite系列，浙江漂莱特(中英合资)的Dowex系列(如Dowex 50(强酸)等阳离子交换树脂产品。西索米星纯品为白色无定形粉末，易溶于热水以及甲醇、乙醇、丙酮等亲水性溶剂中，微溶于乙酸乙酯和氯仿，在乙醚、石油醚、苯中不溶。由于西索米星为多元弱碱性生物有机碱，在酸性和中性条件下，主要是以阳离子状态存在，其硫酸盐易溶于水，不溶于有机溶剂。因此，对吸附在阳离子交换树脂上的西索米星，可以采用含有H+、K+、Na+、NH4+等无机离子的洗脱剂进行洗脱，该洗脱剂可以是酸性、中性或碱性溶液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法不仅设备简单、分离效果好、产品收率高，而且树脂使用寿命长、生产成本低。本专利技术的采用阳离子交换树脂提取西索米星的方法是这样实现的含有西索米星的溶液，用阳离子交换树脂吸附至饱和，用水洗去未发生离子交换的残留液和吸附力较弱的杂质，再用一定浓度的洗脱剂洗脱西索米星组分，洗脱液经减压回收溶剂、真空浓缩、干燥成西索米星粗品。本专利技术采用强酸型阳离子交换树脂时，优先选用含NH4+的溶液，如NH4OH、NH4Cl、(NH4)2SO4等；采用弱酸型阳离子交换树脂时，优先选用稀酸溶液，如HCl、H2SO4等；优先选用上述阳离子交换树脂的主要优点为1.强酸型阳离子交换树脂的功能团中的活性离子为—SO3H，pka＜1，pH值对其洗脱能力影响不大；洗脱能力主要与洗脱剂的浓度和价态有关，洗脱剂的浓度和价态越高，其对吸附在强酸型阳离子交换树脂上物质的洗脱能力就越大。但弱酸型阳离子交换树脂的功能团中的活性离子为—COOH，pKa＝4.0～5.6，pH值对其洗脱能力影响较大；洗脱能力不但与洗脱剂的浓度和价态有关，更重要的影响因素是洗脱剂的pH值，当洗脱剂的pH值＜pKa时，导致弱酸型阳离子交换树脂的功能团不发生解离而呈现分子状态，失去了与阳离子进行交换的能力，吸附在树脂上的物质容易被洗脱下来。2.在等摩尔浓度条件下，各种离子对树脂的亲和力大小排序如下采用强酸型阳离子交换树脂时，H+＜SISO+＜Li+＜K+＝Na+＜NH4+＜Ro+＜Cs+＜Ag+＜Ti+＜SISO2+，选用NH4OH、NH4Cl、(NH4)2SO4等含NH4+的溶液可达到洗脱西索米星组分的目的；采用弱酸型阳离子交换树脂时，SISO+＜Li+＜K+＝Na+＜NH4+＜Ro+＜Cs+＜Ag+＜Ti+＜SISO2+＜H+，采用HCl、H2SO4等稀酸溶液更容易达到洗脱西索米星组分的目的。本专利技术采用阳离子交换树脂吸附西索米星组分至饱和，再用一定浓度的洗脱剂洗脱西索米星组分的工艺方法的主要优点为采用离子交换技术分离纯化西本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用阳离子交换树脂提取西索米星的方法，其特征在于：含有西索米星的溶液，用阳离子交换树脂吸附至饱和，用水洗去未发生离子交换的残留液和吸附力较弱的杂质，再用一定浓度的洗脱剂洗脱西索米星组分，洗脱液经减压回收溶剂、真空浓缩、干燥成西索米星粗品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑锋，陈浩，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]