CN106220646A - 一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，包括以下步骤：1）一定温度下，用酸液调节头孢氨苄母液至pH值至2.0~3.0；2）将上述的母液进行吸附、水洗、解吸附操作，得到解吸附后的溶液；3）将得到的解吸附后的溶液用氨水进行结晶、过滤、洗涤、干燥得头孢氨苄的成品；4）将步骤3）中的滤液减压蒸馏；5）将上述蒸馏出来的乙醇和蒸馏后的母液回收，用于下次解吸剂的配制和合成前7‑ADCA的溶解。本发明的制备方法该方法操作简单，成本低廉，节能环保；同时，采用本发明方法制得的头孢氨苄相较于未循环利用母液制得的头孢氨苄的收率更高。

Description

一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法

技术领域

本发明涉及一种头孢氨苄母液的循环利用的方法，属于头孢氨苄母液生产行业中资源的回收利用领域。

背景技术

酶法生产头孢氨苄工艺简单，操作方便，是现有的最经济的方法。该方法的合成路线如下：7-ADCA通过酶合成与苯酐氨酸甲酯盐形成头孢氨苄，再经过氨水调晶得到产物头孢氨苄。

反应完毕，提取头孢氨苄后，母液中还含有大量的头孢氨苄未被提取出来，现常规使用的方法是在母液中加入一定量的β-萘酚，使其与头孢氨苄形成复盐，将复盐结晶过滤出来，再次溶解，以二氯甲烷萃取其中的头孢氨苄，在经过转晶，套入到主工艺的结晶液中进行回收利用。此方法引入萘酚和二氯甲烷毒性物质，而且复盐结晶和萃取的两步母液中依然残留一定量头孢氨苄无法回收，造成了污染以及浪费。至今为止，没有人对头孢氨苄母液进行树脂回收的实质性实验。目前，缺少一种操作简单，成本低廉，环保的有效回收头孢氨苄母液的方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是如何高效循环利用头孢氨苄母液，提供一种操作简单，成本低廉，环保的有效回收头孢氨苄母液的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，包括以下步骤：

步骤1)，在一定温度下，用酸性调节剂调节头孢氨苄母液的pH值在2.0～3.0之间，得到酸化母液；

步骤2)，在温度为20～25℃下，将上述步骤1)中的酸化母液过大孔树脂吸附柱，进行吸附、水洗、解吸附操作，得到解吸附的溶液，吸附流速为1.0～1.5BV/h，水洗速度为1.0～1.5BV/h，解析流速为0.5～1.5BV/h，解吸附采用的解析剂为pH＝1.0的乙醇水溶液，乙醇水溶液中乙醇与水的质量配比为1:4～1:6，采用硫酸调节水溶液的pH；

步骤3)，将步骤2)的解吸附溶液用质量分数10～20％的氨水进行结晶，过滤得到滤渣和滤液；

步骤4)，对滤渣进行洗涤、干燥，得头孢氨苄的成品；

步骤5)，对滤液进行减压蒸馏，减压蒸馏温度为48～52℃，分别将蒸馏出来的溶剂和蒸馏后的母液回收，用于下一次解吸剂的配制和/或用于溶解7-ADCA。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤1)中温度为20～25℃，酸性调节剂为质量分数20～30％的硫酸。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中树脂柱为大孔树脂吸附柱，吸附温度为20～25℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中吸附流速为1.0～1.5BV/h，水洗速度为1.0～1.5BV/h，解析流速为0.5～1.5BV/h。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中解吸附操作中采用的解析剂为pH＝1.0的乙醇水溶液。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量配比为1:4～1:6，采用硫酸调节水溶液的pH。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中的碱性调节剂为质量分数10～20％的氨水。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤5)中的减压蒸馏温度为35～55℃。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明涉及一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，通过对反应后的母液进行吸附、水洗、解吸附操作得到的溶液，将此溶液进一步结晶、过滤、洗涤、干燥得头孢氨苄的成品；同时，减压蒸馏过滤后的滤液，将蒸馏出来的乙醇和蒸馏后的母液回收，用下一步中解吸剂的配制和合成前7-ADCA的溶解。

该方法操作简单，成本低廉，节能环保；同时，采用本发明方法制得的头孢氨苄相较于未循环利用母液制得的头孢氨苄的收率更高。

本发明中首先用酸性溶液对母液pH值进行了调整，避免了在吸附过程中头孢氨苄晶体的析出，同时，保证了在后续过程中晶体析出的产量。

本发明采用了树脂分离技术，具体到本发明采用的是一种大孔吸附树脂，它是一类以吸附为特点，对有机物具有浓缩、分离作用的高分子聚合物。由于大孔吸附树脂的多孔性结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用，通过物理的吸附作用从母液中有选择性地吸附有机物质，从而达到分离提纯的目的。其理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物选择性好，并且不受无机盐类及强离子、低分子化合物存在的影响，在水和有机溶剂中可吸附溶剂而膨胀，从而实现了大小分子的分离的目的。同时，整个工艺过程中综合考虑到溶剂的极性、溶剂的浓度、压力及吸附流速因素的影响，严格控制了吸附和解吸附的条件，进一步保证母液中头孢氨苄可以被吸附到大孔吸附树脂上。

本发明采用了减压蒸馏的方式将滤液中乙醇蒸馏出来，在较低温度下蒸馏出产品，避免了产品的高温产生的分解反应；同时，该反应的不需要高温加热装置，节省能源，反应的容器也不需要耐高温，也降低了生产的成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，包括以下步骤：

一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，包括以下步骤：

步骤1)，在20～25℃下，用质量分数20-30％的硫酸调节头孢氨苄母液的pH值在2.0～3.0之间，得到酸化母液；

步骤2)，在温度为20～25℃下，将上述步骤1)中的酸化母液过大孔树脂吸附柱，进行吸附、水洗、解吸附操作，得到解吸附的溶液，吸附流速为1.0～1.5BV/h，水洗速度为1.0～1.5BV/h，解析流速为0.5～1.5BV/h，解吸附采用的解析剂为pH＝1.0的乙醇水溶液，乙醇水溶液中乙醇与水的质量配比为1:4～1:6，采用硫酸调节水溶液的pH；

步骤3)，将步骤2)的解吸附溶液用质量分数10～20％的氨水进行结晶，过滤得到滤渣和滤液；

步骤4)，对滤渣进行洗涤、干燥，得头孢氨苄的成品；

步骤5)，对滤液进行减压蒸馏，减压蒸馏温度为48～52℃，分别将蒸馏出来的溶剂和蒸馏后的母液回收，用于下一次解吸剂的配制和/或用于溶解7-ADCA。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

下述实施例中所采用的头孢氨苄母液是生产上正常生产头孢氨苄结晶分离后所产生的母液。其中头孢氨苄含量15mg/ml左右,7-DACA含量0.3mg/ml，苯甘氨酸含量0.1mg/ml。

实施例1、

取2.6L头孢氨苄母液，用25％的硫酸调pH至2.52，温度控制21℃。然后经过树脂吸附，吸附流速1.5BV/h，树脂柱装量为500mL，共吸附2600mL，约39g头孢氨苄。用1BV的水洗涤树脂柱后，用pH＝1.0的20％的乙醇溶水溶液以1BV/h的速度解析，温度控制21℃，收集0.75BV结束。将收集的解析液0.75BV(合计375mL)用15％氨水调pH至出晶，养晶30分钟。继续滴加15％的氨水至pH＝4.50，停止滴加，温度降至9.5℃，养晶30分钟。真空抽滤，在温度40℃下，干燥2小时，得头孢氨苄38.0g，头孢氨苄回收率97.4％，(备注：1BV指1倍的树脂柱体积)经高效液相色谱检测，头孢氨苄纯度99.8％。

结晶的二次母液，48℃条件下，减压蒸馏，回收含水乙醇105mL，气相色谱检测含量69.0％，乙醇回收率96.6％，回收乙醇后二次母液体积为245mL，乙醇残留0.01％，头孢氨苄残留2.2mg/ml。

实施例2、

取2.6L头孢氨苄母液，用25％的硫酸调pH至2.60，温度控制在21℃。然后经过树脂吸附，吸附流速1.5BV/h，树脂柱装量为500mL，共吸附2600mL，约39g头孢氨苄。用1BV的水洗涤树脂柱后，用pH＝1.0的20％的乙醇溶水溶液以1BV/h的速度解析，温度控制20℃。收集0.75BV结束。将收集的解析液0.75BV(合计375mL)用15％氨水调pH至出晶，养晶30分钟。继续滴加15％的氨水至pH＝4.50，停止滴加，温度降至8.5℃，养晶30分钟。真空抽滤，在温度40℃下，干燥2小时，得头孢氨苄37.8g，头孢氨苄回收率96.9％，(1BV指1倍的树脂柱体积)经高效液相色谱检测，头孢氨苄纯度99.8％。

结晶的二次母液，50℃条件下，减压蒸馏，回收含水乙醇100mL，气相色谱检测含量68.8％，乙醇回收率91.7％，回收乙醇后二次母液体积为248mL，乙醇残留0.02％，头孢氨苄残留2.2mg/ml。

实施例3、

取2.6L头孢氨苄母液，用25％的硫酸调pH至2.55，温度控制在22℃。然后经过树脂吸附，吸附流速1.5BV/h，树脂柱装量为500mL，共吸附2600mL，约39g头孢氨苄。用1BV的水洗涤树脂柱后，用pH＝1.0的20％的乙醇溶水溶液以1BV/h的速度解析，温度控制在21℃，收集0.75BV结束。将收集的解析液0.75BV(合计375mL)用15％氨水调pH至出晶，养晶30分钟。继续滴加15％的氨水至pH＝4.50，停止滴加，温度降至9.0℃，养晶30分钟。真空抽滤，在温度40℃下，干燥2小时，得头孢氨苄38.0g，头孢氨苄回收率97.4％，(备注：1BV指1倍的树脂柱体积)经高效液相色谱检测，头孢氨苄纯度在99.8％。

结晶的二次母液，51℃条件下，减压蒸馏，回收含水乙醇110mL，气相色谱检测含量64.1％，乙醇回收率94.0％，回收乙醇后二次母液体积为245mL，乙醇残留0.01％，头孢氨苄残留2.2mg/ml。

实施例4、

取2.6L头孢氨苄母液，用25％的硫酸调pH至2.42。温度控制在22℃。然后经过树脂吸附，吸附流速1.5BV/h，树脂柱装量为500mL，共吸附2600mL，约39g头孢氨苄。用1BV的水洗涤树脂柱后，用pH＝1.0的20％的乙醇溶水溶液以1BV/h的速度解析，温度控制在23℃，收集0.75BV结束。将收集的解析液0.75BV(合计375mL)用15％氨水调pH至出晶，养晶30分钟。继续滴加15％的氨水至pH＝4.50，停止滴加，温度降至9.5℃，养晶30分钟。真空抽滤，在温度40℃下，干燥2小时，得头孢氨苄38.2g，头孢氨苄回收率97.9％，(备注：1BV指1倍的树脂柱体积)经高效液相色谱检测，头孢氨苄纯度在99.6％。

结晶的二次母液，52℃条件下，减压蒸馏，回收含水乙醇97mL，气相色谱检测含量69.3％，乙醇回收率89.6％，回收乙醇后二次母液体积为245mL，乙醇残留0.01％，头孢氨苄残留2.3mg/ml。

本发明方法回收头孢氨苄母液完毕之后，可以将上述蒸馏出来的乙醇和蒸馏后的母液回收，用于下次解吸剂的配制和合成前7-ADCA的溶解。将使用此法循环利用母液的产品与未循环利用母液的产品进行比较，结果如表1所示，在产品的质量虽然并没有明显改变，但是，母液循环利用用后，产品的重量收率提高3到5个百分点。

表1

Claims (8)

1.一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，包括以下步骤：

步骤1），在一定温度下，用酸性调节剂调节头孢氨苄母液的pH值在2.0~3.0之间，得到酸化母液；

步骤2），将上述步骤1）中的酸化母液过树脂柱，进行吸附、水洗、解吸附操作，得到解吸附的溶液；

步骤3），将步骤2）的解吸附溶液用碱性调节剂进行结晶，过滤得到滤渣和滤液；

步骤4），对滤渣进行洗涤、干燥，得头孢氨苄的成品；

步骤5），对滤液进行减压蒸馏，分别将蒸馏出来的溶剂和蒸馏后的母液回收，用于下一次解吸剂的配制和/或用于溶解7-ADCA。

2.根据权利要求1所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤1）中温度为20~25℃，酸性调节剂为质量分数20~30%的硫酸。

3.根据权利要求1所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤2）中树脂柱为大孔树脂吸附柱，吸附温度为20~25℃。

4.根据权利要求3所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤2）中吸附流速为1.0~1.5 BV/h，水洗速度为1.0~1.5 BV/h，解析流速为0.5~1.5BV/h。

5.根据权利要求4所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤2）中解吸附操作中采用的解析剂为pH=1.0的乙醇水溶液。

6.根据权利要求5所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量配比为1:4~1:6，采用硫酸调节水溶液的pH。

7.根据权利要求1~6任一项所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤3）中的碱性调节剂为质量分数10~20%的氨水。

8.根据权利要求6所述的一种酶法合成头孢氨苄母液的循环利用的方法，其特征在于：所述步骤5）中的减压蒸馏温度为35~55℃。