CN102219793B - D(-)-磺苄西林钠的提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种D(-)-磺苄西林钠的提纯方法，该方法包括：将磺苄西林钠粗品与水按重量比1～10∶1混合溶解；将溶液通过负载β-环糊精膜的多孔陶瓷管，溶液流速1～10dl/sec；加入溶剂，搅拌至晶体不再析出为止，低温冷却；离心即得D(-)-磺苄西林钠。经该方法处理的D(-)-磺苄西林钠含量可达99％，收率达65％；该方法简单方便，对设备要求低，有效降低了D(-)-磺苄西林钠的生成成本。

Description

D(-)-磺苄西林钠的提纯方法

技术领域

本发明涉及一种D(-)-磺苄西林钠提纯方法，具体的说，涉及用β-环糊精提纯D(-)-磺苄西林钠的方法。

背景技术

磺苄西林钠的分子结构具有手性，因而分为左旋体、右旋体和消旋体。工业上磺苄西林钠粗品为左旋体(D(-))和右旋体(L(+))的混合物，其质量比约为3∶1。人们发现D(-)-磺苄西林钠的生物活性高于L(+)磺苄西林钠4～8倍，因而一直在寻找一种从工业粗品中提取D(-)-磺苄西林钠的方法。

分离手性化合物的常用方法有手性源合成法、不对称合成法和高效液相色谱法。各法均存在一定的缺陷，如手性源合成法用于磺苄西林钠生产时反应过程不易控制，且产物中的左旋体易消旋；不对称合成法和高效液相色谱法则存在工艺复杂、设备成本高等问题而无法运用于工业上。因而需要进一步探究D(-)-磺苄西林钠的分离提纯方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、节能、产物纯度高的D(-)-磺苄西林钠的提纯方法。

本发明提供一种D(-)-磺苄西林钠的提纯方法，该方法包括以下步骤：将磺苄西林钠粗品溶解到水中，制得磺苄西林钠粗品水溶液；将磺苄西林钠粗品水溶液通过负载有β-环糊精类化合物膜的多孔陶瓷管；对滤液进行重结晶处理。

进一步地，β-环糊精类化合物膜为β-环糊精改性衍生物膜；进一步地，β-环糊精改性衍生物膜为L-赖氨酸-β-环糊精膜。

进一步地，多孔陶瓷管平均孔径为1～100μm，磺苄西林钠粗品水溶液通过多孔陶瓷管流速为4～7dl/sec。

本发明提供的提纯方法所采用的L-赖氨酸-β-环糊精膜的制备方法包括以下步骤：将β-环糊精加入到吡啶中并加热溶解；将反应溶液冷却至5℃～10℃，加入L-赖氨酸，在室温下并搅拌4～5小时；加入丙酮析出白色沉淀，离心过滤后得到L-赖氨酸-β-环糊精；接枝于高分子材料制得L-赖氨酸-β-环糊精膜。

优选地，L-赖氨酸与β-环糊精反应摩尔比为1～3∶1。其中，高分子材料为聚乙烯醇、聚氯乙烯醇、聚乙烯比咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈的任一。

本发明的技术效果在于：

采用本法能将磺苄西林钠粗品中D(-)-磺苄西林钠的含量提高到99％且收率65％。

本方法设备投入少，工艺过程能耗小，工序简便并适于工业运用。

本发明所提供的膜能更加有效的提纯左旋磺苄西林钠，从而提高生产效率。

具体实施方式

磺苄西林钠又名为格达西林、可达西林，英文名Sulbeicllin sodium。化学名为(2S，5R，6R)-3，3-二甲基-6-(2-苯基-2-磺基乙酰氨基)-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸二钠盐。

其中D(-)-磺苄西林钠结构式：

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6～12个D-吡喃葡萄糖单元。其中含有7个葡萄糖单元的分子，称为b-环糊精本发明所指“β-环糊精”即为b-环糊精。

β-环糊精结构如下所示：

通常由于β-环糊精的外缘(Rim)亲水而内腔(Cavity)疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体(Host)包络各种适当的客体(Guest)，如有机分子、无机离子以及气体分子等。这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别，其结果是形成主客体包络物(Host-Guest Complex)，由于该包络物能溶于水，并将包入其中的客体分子重新完整释放，因而该性能被广泛运用于医药行业，通过制成药物包络物来改善某些药物味苦的问题。但将β-环糊精用于过滤磺苄西林钠手性分子的工业运用却未见报道。

本发明提供的提纯方法，将β-环糊精类化合物膜负载到多空陶瓷管上后，由于磺苄西林钠的右旋分子不能进入β-环糊精空腔而被留在了多孔陶瓷管上，而D(-)-磺苄西林钠则穿过空腔后进入溶液中，经重结晶后，即得到D(-)-磺苄西林钠高纯物。

本发明所指“β-环糊精类化合物膜”、“β-环糊精改性衍生物膜”和“L-赖氨酸-β-环糊精膜”为将相应化合物与高分子物质通过接枝反应负载于其上而制得膜。

其中高分子材料为聚乙烯醇、聚氯乙烯醇、聚乙烯比咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈的任

本发明“β-环糊精类化合物”是指具有β-环糊精结构的化合物，包括β-环糊精及其改性衍生物。

本发明“β-环糊精改性衍生物”是指在β-环糊精外缘用其他取代基替代羟基中的氢原子，以改变β-环糊精原本的性能，如增其强亲水性或疏水性，以适应各种不同物质的结构需要的一种衍生物，如羟丙基-β-环糊精、2，6-二甲基-β-环糊精、羧甲基-β-环糊精等。只要是具有β-环糊精结构的β-环糊精改性衍生物均能满足本发明的结构需要实现对磺苄西林钠手性分子的提纯。

L-赖氨酸结构为：

进一步的，本发明的β-环糊精改性衍生物膜为L-赖氨酸-β-环糊精膜，即通过反应将L-赖氨酸基团连接到β-环糊精膜分子外缘羟基上，使得改性后的β-环糊精膜亲水性降低、抗水能力和稳定性增强；另一方面，L-赖氨酸-β-环糊精膜空间位阻增大，使得L(+)-磺苄西林钠能更好的被阻隔在β-环糊精膜上，提高其手性识别能力。使该膜能更适应于工业上提纯D(-)-磺苄西林钠的运用。

本发明采用的多孔陶瓷管的平均孔径优选为1～100μm，陶瓷管平均孔径过大或过小，都不能很好的与β-环糊精类化合物膜相配合，过滤得到D(-)-磺苄西林钠。

本发明采用的磺苄西林钠粗品水溶液通过多孔陶瓷管流速为1～10dl/sec，优选为4～7dl/sec。这是因为通过多孔陶瓷管时溶液流速不宜过快，否则溶液中的D(-)-磺苄西林钠无法充分与β-环糊精接触，而使得产品的收率下降。

本发明采用的磺苄西林钠粗品水溶液中磺苄西林钠粗品与水的重量比为1～10∶1，优选为6～8∶1。这是因为若混合时水的比例过高，会使溶液浓度过低，延长过滤时间，导致生产效率下降。

在本发明中提到的L-赖氨酸-β-环糊精膜为按以下步骤制得：

β-环糊精中加入吡啶并加热溶解；冷却至5℃～10℃，加入L-赖氨酸，室温下搅拌保温反应4～5小时后，减压蒸馏；由于加入L-赖氨酸时溶液温度会急剧上升，如果不经过降温处理就投入L-赖氨酸会导致副反应过多产物纯度低。减压蒸馏后除去吡啶，以便加入溶剂后能快速析出沉淀便提高生产效率。

加入丙酮析出沉淀，离心过滤后得到沉淀即为L-赖氨酸-β-环糊精；加入丙酮后产物L-赖氨酸-β-环糊精在丙酮中溶解度较低，因而沉淀较易析出，同时丙酮能溶解产物中的杂质，从而起到纯净产物的作用。

将L-赖氨酸-β-环糊精接枝于高分子材料制得L-赖氨酸-β-环糊精膜。

其中接枝是指接枝反应，接枝反应为高分子化合物链上的活性基团与功能性侧链通过化学键连接的反应，其中L-赖氨酸-β-环糊精与相应接枝的高分子化合物链上的活性基团反应后通过化学键相连，L-赖氨酸-β-环糊精为相应接枝的高分子化合物的支链或功能性侧基，接枝后产物为本发明中的L-赖氨酸-β-环糊精膜。

本发明中的膜均通过接枝反应获得。

在本发明中L-赖氨酸与β-环糊精以摩尔比为1～3∶1发生反应，产物为混合物其中主产物为L-赖氨酸与β-环糊精***上的任一羟基发生反应生成酯键，从而带上L-赖氨酸。

本发明所指磺苄西林钠粗品为经工业制备后未经分离，含有D(-)-、L(+)-磺苄西林钠的混合物。

本发明采用的重结晶步骤中，所用溶剂为无水乙醇和异丙醇的混合物；其中无水乙醇加入量为磺苄西林钠粗品重量的1/2；异丙醇的加入量与磺苄西林钠粗品重量相等。如果所用无水乙醇和异丙醇量过多，会增加重结晶步骤中所需热量和时间，从而降低生产效率；如果所加无水乙醇和异丙醇量过少，则无法将D(-)-磺苄西林钠充分溶解，降低了收率，浪费了原料。过滤后的溶剂作为母液继续循环使用，以便加速晶体析出，节约溶剂。

本发明采用的重结晶处理中，用温度为0～10℃的盐水循环降温8-10h进行低温冷却工艺。由于D(-)-磺苄西林钠在低温下溶于溶剂能力降低，因而在此温度下有利于D(-)-磺苄西林钠的析出，但如果所用循环盐水温度过低则会使得溶剂挥发过于缓慢，延长结晶时间，降低了生产效率。

以下实施例中所用L-赖氨酸-β-环糊精膜的制备方法为：

β-环糊精中加入吡啶并加热溶解；

将反应溶液冷却至8℃，按L-赖氨酸与β-环糊精摩尔比为2∶1加入L-赖氨酸，室温下搅拌反应3.5小时后，减压蒸馏；

加入丙酮析出沉淀，离心过滤后得到L-赖氨酸-β-环糊精；

接枝于聚乙烯醇制得L-赖氨酸-β-环糊精膜。

其中接枝反应为将L-赖氨酸-β-环糊精通过惯常使用的反应接枝到聚乙烯醇大分子链上，合成出接枝在聚乙烯醇上的L-赖氨酸-β-环糊精膜。

以下实施例中的羧甲基β-环糊精膜为市售。

实施例1-3中旋光度为旋光仪测得，产物旋光度越大则其中D(-)-磺苄西林钠的含量越高；旋光度范围越窄则说明产物的纯度越高。

实施例1-3中磺苄西林钠收率是指经提纯后，所获得产物占原磺苄西林钠粗品总质量的百分数。

实施例1-3中所用药品均为市售。

实施例1

(a)将磺苄西林钠粗品与水以重量比2∶1混合相溶；

(b)溶液温度保持在30℃下通过负载β-环糊精膜孔径为60μm的多孔陶瓷管，溶液流速为6dl/sec；

(c)加入磺苄西林钠粗品重量1/2的无水乙醇和磺苄西林钠粗品重量的异丙醇，在反应罐中搅拌养晶至有大量的晶体析出为止，开启冷冻盐水降温8h；

(d)离心分离即得D(-)-磺苄西林钠。

磺苄西林钠收率为60％，其中D(-)-磺苄西林钠的含量为80％。经测定产物旋光度为[α]D：+160°～+180°。

实施例2

(a)将磺苄西林钠粗品与水以重量比9∶1混合相容；

(b)室温下通过负载L-赖氨酸-β-环糊精膜的，孔径为2μm陶瓷管，溶液流速为2dl/sec；

(c)加入磺苄西林钠粗品重量1/2的无水乙醇和磺苄西林钠粗品重量的异丙醇，在反应罐中搅拌养晶至有大量的晶体析出为止，开启冷冻盐水降温9h；

(d)离心分离即得D(-)-磺苄西林钠。

磺苄西林钠收率为65％，其中D(-)-磺苄西林钠的含量为99％。经测定产物旋光度为[α]D：+175°～+180°。

所得产品核磁共振测试结果：1H-NRM(400MHz，D2O)δ(ppm)：1.4025(t，6H，-CH3)，4.1153(d，H，-CH-COONa)，4.9275(s，H，Ar-CH)，5.465(t，2H，CH)，7.3541(b，5H，Ar-H)。

实施例3

(a)将磺苄西林钠粗品与水以重量比7∶1混合相容；

(b)保持溶液温度为27℃下通过负载了羧甲基-β-环糊精膜的，孔径为100μm陶瓷管，溶液流速为10dl/sec；

(c)加入磺苄西林钠粗品重量1/2的无水乙醇和磺苄西林钠粗品重量的异丙醇，在反应罐中搅拌养晶至有大量的晶体析出为止，开启冷冻盐水降温10h；

(d)离心分离即得D(-)-磺苄西林钠。

磺苄西林钠收率为50％，其中D(-)-磺苄西林钠的含量为93％。经测定产物旋光度为[α]D：+170°～+180°。

由上可见，实施例2中所得产物的旋光度范围最窄，D(-)-磺苄西林钠的含量最高为99％，收率也最高，可达65％。所得产物核磁共振测试结果说明所得产品为磺苄西林钠。

本发明的技术效果在于：

采用本法能将磺苄西林钠粗品中D(-)-磺苄西林钠的含量提高到99％且收率65％。

本方法设备投入少，工艺过程能耗小，工序简便并适于工业运用。

本发明所提供的膜能更加有效的提纯左旋磺苄西林钠，从而提高生产效率。

应当理解，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的情况下，对具体实施方式进行改变或修改，这些改变或修改仍然在本发明保护范围之内。并且，本申请引出的出版物的披露内容也以引用形式全部并入本文中，以作为参考。

Claims (3)

1.一种D(–)—磺苄西林钠的提纯方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将磺苄西林钠粗品溶解到水中，制得磺苄西林钠粗品水溶液；

将所述磺苄西林钠粗品水溶液通过负载有L-赖氨酸-β-环糊精膜的多孔陶瓷管；

对滤液进行重结晶处理；

其中，所述L-赖氨酸-β-环糊精膜的制备方法为：

将β-环糊精加入吡啶中并加热溶解；

将反应溶液冷却至5℃～10℃，加入L-赖氨酸，室温下搅拌反应4～5小时后，减压蒸馏；

加入丙酮析出沉淀，离心洗涤后得到L-赖氨酸-β-环糊精，所述L-赖氨酸与β-环糊精的摩尔比为1～3:1；

将所述L-赖氨酸-β-环糊精接枝于高分子材料制得所述L-赖氨酸-β-环糊精膜。

2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述多孔陶瓷管的平均孔径为1～100μm。

3.根据权利要求2所述的提纯方法，其特征在于，所述磺苄西林钠粗品水溶液通过所述多孔陶瓷管流速为4～7dl/sec。