CN109912671B - 一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法 - Google Patents
一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其工艺步骤为：将阿维菌素结晶母液减压浓缩，脱去溶剂，得到固体物，然后加入三乙二醇‑甲醚或三乙二醇‑***，在40℃～60℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液，经脱色，过滤，冷却结晶，静置、过滤、干燥即可得到阿维菌素B2a。本发明可使阿维菌素B2a有效含量达到了97‑98%，提取收率达到了96‑98%，且整个提取工艺简单，工艺流程易控制，采用了单次结晶方法，避免了重复结晶工艺，生产成本较低，对于进一步提高了阿维菌素B2a的利用率，为其产业化提供了技术保障。
Description
技术领域
本发明属于抗生素提取技术领域，特别是涉及一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法。
背景技术
阿维菌素，英文名称Avermectins，是由日本北里大学大村智等和美国Merck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物，由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生。天然Avermectins中含有8个组分，主要有4种即A1a、A2a、B1a和B2a，其总含量≥80%；对应的4个比例较小的同系物是A1b、A2b、B1b和B2b，其总含量≤20%。
阿维菌素B2中包括B2a和B2b两个主要组分，阿维菌素原药国标GB19336-2007把B2a+B2b的混合体B2作为目标，没有单独分开；而且B2a占有绝对多的含量，有效含量超过了90%，B2b微量。B2整体毒性中等毒，毒性低于B1，使用更加安全环保。阿维菌素B2a可作为一种南方根结线虫的有效防治药物，其可对南方根结线虫侵染态的2龄幼虫有较强的杀死作用，且这种致死作用是不可恢复的。此外，阿维菌素B2a还可高效抑制南方根结线虫卵的孵化。
目前，国内公开了一些利用阿维菌素油膏提取阿维菌素B2a的文献，其中
申请号为201210548729的中国专利文献提供了一种阿维菌素B2a的提取制备方法，该技术包括将阿维菌素发酵液制成干菌丝体，浸提；浸提液浓缩、加入甲苯等萃取剂萃取；萃取液Ⅰ进行结晶处理；所获母液浓缩成油膏；油膏中加入甲苯，得到萃取液Ⅱ；萃取液Ⅱ中加入助滤剂，搅拌、降温、析晶后，养晶，抽滤；得到滤饼加甲苯溶解，升滤液再次降温、析晶后，养晶，抽滤；得到阿维菌素B2a晶体粗品；阿维菌素B2a晶体粗品重结晶，获得阿维菌素B2a晶体精品。该技术：1、以有毒溶剂——甲苯为萃取剂，不仅容易对施工人员身体健康造成损害，而且污染环境；2、阿维菌素B2a的提取纯度低，仅在90%以下；3、采用二次结晶方式，导致生产周期较长，生产成本较高。
申请号为201510104018的中国专利文献提供了一种高纯度阿维菌素B2a的制备方法，该技术包括步骤将阿维菌素B1a结晶母液于真空条件下浓缩至无馏分，得油膏稠料；以乙酸正丁酯溶液为萃取剂进行萃取，得到萃取液，然后采用饱和食盐水洗涤萃取液2～3次，去除水相后得到乙酸正丁酯溶液；将得到的乙酸正丁酯溶液降温结晶、养晶，抽滤，得到阿维菌素B2a粗结晶；阿维菌素B2a粗结晶中重结晶抽滤，干燥，得到高纯度阿维菌素B2a精粉。该技术用环保型无毒溶剂乙酸正丁酯代替有毒溶剂芳香烃来生产阿维菌素B2a精品，生产操作过程中对现场员工身体造成危害性小，且对环境造成的污染也相对较小，另外，采用乙酸正丁酯作为B2a作为结晶溶剂，所得阿维菌素B2a精粉纯度在95％以上。但是，该技术依然需要采用二次结晶方式提取，生产周期长，生产成本高。
申请号为201310276902的中国专利文献提供了一种阿维菌素B2a精粉的制备方法，该技术包括首先将阿维菌素B1a结晶母液浓缩成膏状，所得膏体用醋酸仲丁酯溶解，然后加入四丁基溴化铵水溶液洗涤分层，之后将得到的醋酸仲丁酯溶液浓缩，然后加入结晶溶剂溶解，自然降温到室温后结晶，过滤得到阿维菌素B2a精粉粗产品，最后将阿维菌素B2a精粉粗产品重结晶后得到阿维菌素B2a精粉。该技术用四丁基溴化铵水溶液进行洗涤，较传统的水洗或饱和盐水洗涤除杂效果更好、溶液更易分层，从一定程度上提高了阿维菌素B2a的纯度，但是采用致癌物质芳香烃作为结晶及重结晶溶剂使用，安全不能保障，环境污染指数加大，同时两次结晶方式，导致生产周期较长，生产成本相对较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种有效提高阿维菌素B2a纯度，且环保安全，提取工艺简单，生产周期短，生产成本得到有效降低的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法。
为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于其工艺步骤为：
1）将阿维菌素结晶母液减压浓缩，脱去溶剂，得到固体物；
2）向过程1）所得的固体物中加入三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***，在 40℃～60℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液；
3） 向阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂脱色，充分搅拌后过滤，向所得过滤液中加入纯化水，冷却结晶，静置、过滤、干燥即可得到阿维菌素B2a。
过程1）中，所述减压浓缩压力控制在-0.1-0.01MPa，浓缩至无液体流出。
过程2）中，所述三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***用量为
W固体物：L三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***=1kg：6-8L。
过程3）中，所述硅胶脱色砂用量为
W固体物：W硅胶脱色砂=1kg：20-40g。
过程3）中，所述冷却结晶条件为：混合溶液的温度从初始的40-60℃降至-5-0℃，降温的速度控制在2-3℃/h；
降温过程中，初始搅拌转速控制在50-60r/min；温度降至20-25℃，搅拌转速控制在30-35r/min；温度降至5-10℃，搅拌转速控制在15-20r/min；温度降至0℃，搅拌转速控制在5-10r/min；
降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种，继续搅拌80-100min后静置。
所述晶种是阿维菌素B2a，加入量为：
W固体物︰W 阿维菌素B2a=1kg︰1-2g。
过程3）中，脱色搅拌时间为80-100min。
所述静置时间为180-200min。
三乙二醇-甲醚和三乙二醇-***属于官能团多于3个的有机溶剂，这类化合物因为多官能团的彼此作用产生了较强的溶解性能。本发明充分利用三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***的溶解特性，尤其是阿维菌素B2a易溶于三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***的理化特性，采用三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***为提取溶剂，首先将脱去溶剂的阿维菌素固形物中的阿维菌素B2a快速溶出，再进行结晶提取，从而最大限度的将阿维菌素结晶母液中的阿维菌素B2a提取出来，最终实现了提取收率96-98%、阿维菌素B2a有效含量97-98%的技术优势；整个提取工艺简单，工艺流程易控制，并且采用了单次结晶方法，避免了重复结晶工艺，生产成本较低。同时三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***是一种多官能团溶剂，对环境造成的污染相对较小。
综上所述，本发明专利阐述的提取工艺能够将阿维菌素结晶母液中的阿维菌素B2a有效分离出来，提取收率高，提取效果好，进一步提高了阿维菌素B2a的利用率，为其产业化提供了技术保障。
具体实施方式
下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
下述实施例中的阿维菌素结晶母液来源：
阿维菌素发酵液经压滤、烘干后制成干菌丝体。干菌丝体与甲醇或乙醇按照质量比为1:8的比例进行浸提、过滤，得浸提液。将浸提液减压浓缩至膏状，水洗后，加入甲醇或乙醇进行升温溶解，降温至常温后，经抽滤、干燥，得到的固体即为阿维菌素B1a精粉，滤液即为阿维菌素结晶母液，阿维菌素结晶母液中阿维菌素B2a浓度为30-40％。
下述三乙二醇-甲醚和三乙二醇-***由江苏天音化工有限公司提供。
减压浓缩压力控制在-0.1-0.01MPa。
实施例1
阿维菌素结晶母液10L，经检测阿维菌素B2a浓度含量为31.2%。经减压浓缩至无液体流出（脱去溶剂），得到固体物3.2kg；固体物中加入三乙二醇-甲醚19.2L，在40℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液19.2lL。阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂64g，搅拌80min，过滤。在过滤所得的阿维菌素溶液中加入纯化水，冷却结晶，混合溶液的温度从初始的40℃降至0℃。降温的速度控制在2-3℃/h。降温过程中，初始搅拌转速控制在50r/min；温度降至25℃，搅拌转速控制在35r/min；温度降至10℃，搅拌转速控制在20r/min；温度降至0℃，搅拌转速控制在10r/min。降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种阿维菌素B2a 3.2g，继续搅拌80min，静置180min，过滤、干燥后得到固体阿维菌素B2a 3kg。经检测，阿维菌素B2a有效含量为97.1%，提取收率达到了96.2%。
实施例2
阿维菌素结晶母液10L，经检测阿维菌素B2a浓度含量为33.1%。经减压浓缩至无液体流出（脱去溶剂），得到固体物3.5kg；固体物中加入三乙二醇-***22.8L，在 45℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液22.8lL。阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂88g，搅拌85min，过滤。在过滤所得的阿维菌素溶液中加入纯化水，冷却结晶，混合溶液的温度从初始的45℃降至-1℃。降温的速度控制在2-3℃/h。降温过程中，初始搅拌转速控制在52r/min；温度降至24℃，搅拌转速控制在34r/min；温度降至9℃，搅拌转速控制在19r/min；温度降至-1℃，搅拌转速控制在9r/min。降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种阿维菌素B2a 4.3g，继续搅拌85min，静置185min，过滤、干燥后得到固体阿维菌素B2a 3.2kg。经检测，阿维菌素B2a有效含量为97.4%，提取收率达到了96.6%。
实施例3
阿维菌素结晶母液10L，经检测阿维菌素B2a浓度含量为35.6%。经减压浓缩至无液体流出（脱去溶剂），得到固体物3.8kg；固体物中加入三乙二醇-甲醚26.6L，在50℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液26.6L。阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂114g，搅拌90min，过滤。在过滤所得的阿维菌素溶液中加入纯化水，冷却结晶，混合溶液的温度从初始的50℃降至-2℃。降温的速度控制在2-3℃/h。降温过程中，初始搅拌转速控制在55r/min；温度降至23℃，搅拌转速控制在33r/min；温度降至8℃，搅拌转速控制在17r/min；温度降至-2℃，搅拌转速控制在8r/min。降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种阿维菌素B2a 5.7g，继续搅拌90min，静置190min，过滤、干燥后得到固体阿维菌素B2a 3.48kg。经检测，阿维菌素B2a有效含量为97.9%，提取收率达到了97.8%。
实施例4
阿维菌素结晶母液10L，经检测阿维菌素B2a浓度含量为36.9%。经减压浓缩至无液体流出（脱去溶剂），得到固体物4.1kg；固体物中加入三乙二醇-***30.8L，在55℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液30.7L。阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂143g，搅拌95min，过滤。在过滤所得的阿维菌素溶液中加入纯化水，冷却结晶，混合溶液的温度从初始的55℃降至-3℃。降温的速度控制在2-3℃/h。降温过程中，初始搅拌转速控制在57r/min；温度降至22℃，搅拌转速控制在32r/min；温度降至7℃，搅拌转速控制在16r/min；温度降至-3℃，搅拌转速控制在6r/min。降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种阿维菌素B2a 7g，继续搅拌95min，静置195min，过滤、干燥后得到固体阿维菌素B2a 3.59kg。经检测，阿维菌素B2a有效含量为97.7%，提取收率达到了97.5%。
实施例5
阿维菌素结晶母液10L，经检测阿维菌素B2a浓度含量为38.6%。经减压浓缩至无液体流出（脱去溶剂），得到固体物4.5kg；固体物中加入三乙二醇-甲醚36L，在60℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液36L。阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂180g，搅拌95min，过滤。在过滤所得的阿维菌素溶液中加入纯化水，冷却结晶，混合溶液的温度从初始的60℃降至-5℃。降温的速度控制在2-3℃/h。降温过程中，初始搅拌转速控制在60r/min；温度降至20℃，搅拌转速控制在30r/min；温度降至5℃，搅拌转速控制在15r/min；温度降至-5℃，搅拌转速控制在5r/min。降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种阿维菌素B2a 9g，继续搅拌100min，静置200min，过滤、干燥后得到固体阿维菌素B2a 3.75kg。经检测，阿维菌素B2a有效含量为97.4%，提取收率达到了97.1%。
对比实施例1
阿维菌素结晶母液10L加入甲苯，加热 至80-100℃，使之全部融化后，过滤，滤除助滤剂，回收滤液，滤液再次降温至 10～0℃，待析出大量晶体后，养晶，真空抽滤，所得滤饼用0-10℃的甲苯漂洗 至颜色发白后，烘干，得到的白色结晶粉末经检测为阿维菌素B2a粗品。
阿维菌素B2a粗品可再加入甲苯，升温至80-100℃，使之溶解，（此刻 也可加入活性炭，进行除色处理），过滤，回收滤液，滤液再次降温至10～0℃， 待析出大量晶体后，养晶，真空抽滤，所得滤饼用0-10℃的甲苯漂洗至颜色发白 后，烘干，得到经过重结晶的阿维菌素B2a。如此反复重结晶2次，即得到纯度 达88.5%的阿维菌素B2a精品。收率为92%。
对比实施例2
10L阿维菌素B1a结晶母液，加入7.3L乙酸正丁酯，升温至60℃，搅拌1小时得萃取液，加入2.8L饱和食盐水，在85℃搅拌1小时，然后静置15分钟进行分层，去除水相，重复洗涤2次后得乙酸正丁酯溶液
先用水浴将乙酸正丁酯溶液快速降温至20℃，然后调节搅拌速度至10r/min，并以每小时3℃的降温速率进行降温，降温至0℃保温2小时进行养晶，抽滤得到阿维菌素B2a粗结晶1.21kg。
再向阿维菌素B2a粗结晶中加入3L乙酸正丁酯，加入10g活性炭，搅拌升温至80℃，待阿维菌素B2a粗结晶完全溶解后，保温0.5h，进行抽滤，回收滤液至结晶罐，先用水浴将乙酸正丁酯溶液快速降温至20℃，然后调节搅拌速度至10r/min，并以每小时3℃的降温速率进行降温，降温至0℃保温2小时进行结晶、养晶，然后抽滤，干燥，得到阿维菌素B2a精粉902g，测其B2a纯度为91.3%，提取收率是91.5%。
对比实施例3
称阿维菌素油膏1000g到结晶罐中，加入3500mL结晶溶剂丙酮升温至75℃搅拌2小时，完全溶解后自然降温至25℃，使用冷盐水继续降温至-6℃保温2小时，保持低温状态放至抽滤器用真空抽滤得到阿维菌素B2粗品1410g。
将阿维菌素B2粗品加入5000mL丙酮溶解，加入80g活性炭升温至70℃保温30min，进行脱色、过滤，滤液进入结晶罐中自然降温至25℃，使用冷盐水强制降温至-6℃保温2小时养晶，经真空抽滤得二次结晶产物810g。将二次结晶产物加4000mL丙酮和4.5g活性炭进行三次结晶，得三次结晶产物。烘干后得到阿维菌素B2精粉600g，其中B2含量为93.6%，B2a含量91.2%。提取收率83.2%。
对比实施例4
称取2000g 以甲醇为溶剂的阿维菌素B1结晶母液，冷却到20℃，加入1000g质量浓度为45%的硫酸铵水溶液，开启搅拌45分钟，然后停止搅拌静置3小时，从底部将下层盐溶液放出。然后再次向罐内加入1000g质量浓度为25%的磷酸氢二钾水溶液，搅拌45分钟，然后静置3小时，从罐底部将下层料液放出。
将上层料液泵入真空蒸发罐真空蒸发除去甲醇，得到阿维菌素油膏大约510g。
结晶粗料液配制：在50℃下，将510g阿维菌素油膏用800g乙醇-水复合溶剂溶解，该复合溶剂中乙醇的质量浓度为40%。
脱色剂脱色：向上述结晶粗料液中加入颗粒状活性炭100g进行脱色，脱色温度50℃，搅拌脱色时间为30分钟。
过滤：过滤去除脱色剂和其他杂质，得到结晶精制料液1047g，呈浅黄色。
将结晶精制料液冷却降温到20℃，缓慢搅拌，转速70rpm，使阿维菌素B2晶体冷却析出，并养晶1.5小时。继续降温到0℃-2℃， 缓慢搅拌，转速70 rpm，使阿维菌素B2晶体继续析出，再次养晶2小时。离心得到阿维菌素B2 晶体粗粉18g。
将阿维菌素B2晶体粗粉用异丙醇-水复合溶剂重结晶一次。重结晶得到的阿维菌素B2晶体用0℃-2℃去离子水洗涤，除去残留的溶剂和杂质，然后过滤、干燥得到阿维菌素B2精粉16g，经高效液相色谱法检测，其纯度为93.1%，提取收率90.6%。
对比实施例5
取1500ml阿维菌素B1a生产过程中结晶分离阿维菌素B1a后的阿维菌素B1a结晶母液升温至80℃，保持该温度于真空度为0.065Mpa的真空条件下蒸馏2h，蒸馏出绝大部馏分，直至得到油膏稠料。
膏稠料400g，加入1200ml乙酸正丁酯，升温至60℃，搅拌1小时至油膏稠料完全溶解，得萃取液，加入450ml饱和食盐水，在85℃搅拌1小时，然后静置15分钟进行分层，去除水相，重复洗涤2次后得乙酸正丁酯溶液。
先用水浴将乙酸正丁酯溶液快速降温至20℃，然后调节搅拌速度至10r/min，并以每小时3℃的降温速率进行降温，降温至0℃保温2小时进行养晶，抽滤得到阿维菌素B2a粗结晶170g。
再向阿维菌素B2a粗结晶中加入460ml乙酸正丁酯，加入1g活性炭，搅拌升温至80℃，待阿维菌素B2a粗结晶完全溶解后，保温0.5h，进行抽滤，回收滤液至结晶罐，先用 水浴将乙酸正丁酯溶液快速降温至20℃，然后调节搅拌速度至10r/min，并以每小时3℃的降温速率进行降温，降温至0℃保温2小时进行结晶、养晶，然后抽滤，干燥，得到阿维菌素B2a精粉121g，测其B2a纯度为91.5%。
Claims (6)
1.一种利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于其工艺步骤为：
1)将阿维菌素结晶母液减压浓缩，脱去溶剂，得到固体物；
2)向过程1)所得的固体物中加入三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***，在40℃～60℃条件下搅拌溶解，经过滤后得到阿维菌素溶液，所述三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***用量为W固体物：L三乙二醇-甲醚或三乙二醇-***＝1kg：6-8L；
3)向阿维菌素溶液中加入硅胶脱色砂脱色，充分搅拌后过滤，向所得过滤液中加入纯化水，冷却结晶，静置、过滤、干燥即可得到阿维菌素B2a，所述冷却结晶条件为：混合溶液的温度从初始的40-60℃降至-5-0℃，降温的速度控制在2-3℃/h；
降温过程中，初始搅拌转速控制在50-60r/min；温度降至20-25℃，搅拌转速控制在30-35r/min；温度降至5-10℃，搅拌转速控制在15-20r/min；温度降至0℃，搅拌转速控制在5-10r/min；
降温过程中，溶液出现轻微浑浊现象时，加入晶种，继续搅拌80-100min后静置。
2.按照权利要求1所述的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于过程1)中，所述减压浓缩压力控制在-0.1-0.01MPa，浓缩至无液体流出。
3.按照权利要求1所述的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于过程3)中，所述硅胶脱色砂用量为W固体物：W硅胶脱色砂＝1kg：20-40g。
4.按照权利要求1所述的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于所述晶种是阿维菌素B2a，加入量为：W固体物︰W阿维菌素B2a＝1kg︰1-2g。
5.按照权利要求1所述的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于过程3)中，脱色搅拌时间为80-100min。
6.按照权利要求1所述的利用阿维菌素结晶母液提取阿维菌素B2a的方法，其特征在于所述静置时间为180-200min。
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