專利名稱：一種頭孢菌素的脫色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于頭孢菌素的制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種頭孢菌素的脫色方法。
背景技術(shù)：
頭孢菌素抗菌活性弱，基本無臨床價(jià)值，但以頭孢菌素為起始原料，可以得到7-ACA與7-ADCA兩大β -內(nèi)酰胺類抗生素的母核，進(jìn)而經(jīng)化學(xué)修飾可生產(chǎn)數(shù)十種臨床常用的頭孢類藥物，而頭孢類藥物是目前國(guó)內(nèi)用量最大的一類抗生素，可見頭孢菌素的生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值。 7-ACA與7-ADCA母核的制備以前多采用化學(xué)裂解法，毒性大、污染重，環(huán)保壓力極大。為了滿足日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求，7-ACA與7-ADCA的主流生產(chǎn)工藝已轉(zhuǎn)為酶法裂解。酶法裂解所用的酶催化劑價(jià)格昂貴且對(duì)醋酸根敏感而易失活。而經(jīng)典的頭孢菌素分離純化一般采用大孔吸附樹脂吸附發(fā)酵液中的頭孢菌素，用醋酸鈉洗脫后所得解吸液經(jīng)陰離子交換樹脂脫色，所用陰離子樹脂為醋酸型，顯然這兩步主要的頭孢菌素生產(chǎn)工藝均會(huì)產(chǎn)生大量的醋酸根離子。為了適應(yīng)新的酶法工藝，需要對(duì)原有分離純化工藝進(jìn)行改進(jìn)。有的廠家先通過納濾濃縮、結(jié)晶的方法去除脫色液中的醋酸，得到頭孢菌素的結(jié)晶，再將頭孢菌素制成不含醋酸的溶液進(jìn)行酶法裂解，很明顯這是以延長(zhǎng)工序、降低收率、提高生產(chǎn)成本為代價(jià)的。主流的做法是對(duì)分離純化工藝進(jìn)行調(diào)整，將大孔吸附樹脂的解吸液調(diào)整為碳酸氫鈉溶液，而為了保證脫色效果，陰離子樹脂仍保持為醋酸型不變。然而這種改進(jìn)的洗脫工藝盡管已減少了脫色液中醋酸的濃度，但仍對(duì)酶法裂解造成不利影響?，F(xiàn)有工藝所采用的陰離子樹脂為凝膠型丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂，典型代表為Amberlite IRA67或Amberlite FPA53等。該樹脂出廠的離子形式為自由輕基型。生產(chǎn)實(shí)踐中一般將其離子型轉(zhuǎn)為醋酸型使用。但這種脫色操作方式除上述缺點(diǎn)外，仍有如下不足。首先，樹脂轉(zhuǎn)型所用原料——醋酸價(jià)格較高；其次，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的醋酸廢液環(huán)保壓力大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種頭孢菌素的脫色方法，采用陰離子樹脂的碳酸氫型進(jìn)行脫色，既保證了脫色效果，又避免了醋酸根離子對(duì)環(huán)境的壓力和對(duì)酶法裂解的影響。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種頭孢菌素的脫色方法，包括以下步驟I)陰離子交換樹脂首次使用時(shí)，向柱中通入碳酸氫鹽溶液，然后再用去離子水洗滌，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)為碳酸氫型；2)將頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液連續(xù)流過碳酸氫型的陰離子交換樹脂柱脫色，在柱出口處收集頭孢菌素的脫色液；3)待碳酸氫型的陰離子交換樹脂的色素吸附能力接近飽和時(shí)，將其進(jìn)行再生，并轉(zhuǎn)型為碳酸氫型后進(jìn)行下次脫色。
所述的陰離子交換樹脂的功能集團(tuán)為弱堿性叔胺集團(tuán)，其骨架為丙烯酸系。所述的碳酸氫鹽溶液為濃度O. 5 1. OmoI/L的碳酸氫鈉溶液、O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫銨或O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫鉀溶液。所述從陰離子交換樹脂柱的下端通入樹脂柱體積2 6倍的碳酸氫鹽溶液，流速為I 5BV/h ;然后用3 10倍樹脂柱體積的去離子水以2 10BV/h的流速洗滌，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)為碳酸氫型。所述的大孔吸附樹脂解吸液以10 25BV/h的流速流過碳酸氫型的陰離子交換樹脂柱；當(dāng)流過50 150倍的樹脂柱體積之后進(jìn)行樹脂的再生。所述的碳酸氫型的陰離子交換樹脂再生并轉(zhuǎn)型為碳酸氫型為先用2 6倍樹脂柱體積的O. 5 1. 5mol/L的NaOH溶液流過樹脂層，然后用水·洗滌至流出液pH為8. 5 9. 5 ;再用2 6倍樹脂柱體積的碳酸氫鹽溶液流過樹脂層，最后用3 10倍樹脂柱體積的去離子水洗滌。所述的NaOH溶液的流速為I 5BV/h，碳酸氫鹽溶液的流速為I 5BV/h，去離子水的流速為2 10BV/h。所述的碳酸氫鹽溶液為濃度O. 5 1. OmoI/L的碳酸氫鈉溶液、O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫銨或O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫鉀溶液。所述的陰離子交換樹脂柱包括多個(gè)陰離子交換樹脂柱輪換吸附脫色。所述的陰離子交換樹脂柱采用旋轉(zhuǎn)木馬方式輪換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的頭孢菌素的脫色方法，通過對(duì)頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液脫色用的陰離子交換樹脂進(jìn)行改型由醋酸型改進(jìn)為碳酸氫型，既保證了脫色的效果，又避免了醋酸根離子對(duì)環(huán)境的壓力和對(duì)酶法裂解的影響；而且還能夠取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益一方面延長(zhǎng)了酶的使用壽命，還由于醋酸價(jià)格較高，而碳酸氫型樹脂轉(zhuǎn)型原料一碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫銨價(jià)格遠(yuǎn)低于醋酸，在改用了碳酸氫型之后節(jié)省了原料成本；另一方面，改型或再生所產(chǎn)生的含碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫銨廢液無毒，且可與現(xiàn)有的大孔吸附樹脂解吸廢液合并處理，環(huán)保設(shè)施可共用，節(jié)省了環(huán)保處理成本。本發(fā)明提供的頭孢菌素的脫色方法，陰離子樹脂碳酸氫型的整體脫色效果與其醋酸型相當(dāng)，其脫色效果能夠滿足現(xiàn)有的要求在同樣條件下對(duì)頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液脫色(透光率64. 3%)，在處理1500ml的解吸液后，Amberlite FPA53醋酸型的脫色液透光率為97. 2%，而其碳酸氫型的脫色液透光率為97. 6% ;處理10500ml后，Amberlite FPA53醋酸型的脫色液透光率為73. 7%，而其碳酸氫型的脫色液透光率為75. 2%。本發(fā)明提供的頭孢菌素的脫色方法，操作簡(jiǎn)單，效果明顯，易于推廣。僅需要對(duì)原有的樹脂進(jìn)行改型即可，而樹脂的改型只需用碳酸氫鹽溶液流過樹脂柱即可實(shí)現(xiàn)。


圖1為旋轉(zhuǎn)木馬方式(Merry-go-round mode)進(jìn)行連續(xù)脫色的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種頭孢菌素的脫色方法，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)為碳酸氫型，頭孢菌素大孔樹脂解吸液連續(xù)流過樹脂床層實(shí)現(xiàn)脫色。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。本發(fā)明所關(guān)注的是對(duì)陰離子交換樹脂的陰離子的改型，并不對(duì)具體的樹脂類型限定。而現(xiàn)有常用的陰離子交換樹脂為丙烯酸系的弱堿性陰離子交換樹脂其功能集團(tuán)為弱堿性叔胺集團(tuán)，其骨架為丙烯酸系。而將弱堿性丙烯酸系陰離子樹脂改型為碳酸氫型只需將樹脂中通入碳酸氫鹽溶液即可實(shí)現(xiàn)，所采用的碳酸氫鹽溶液為濃度O. 5 1. Omol/L的碳酸氫鈉溶液、O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫銨或O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫鉀溶液。為便于與醋酸型脫色效果進(jìn)行對(duì)比，下面實(shí)施例以陰 離子交換樹脂的醋酸型作為對(duì)照。實(shí)施例1一種頭孢菌素的脫色方法，包括以下步驟I)樹脂轉(zhuǎn)型各取IOOmL Amberlite FPA53 (聚丙烯酸骨架，功能集團(tuán)為叔胺，出廠離子形式為自由羥基)裝柱，分別將其轉(zhuǎn)為碳酸氫型與醋酸型。具體的，以碳酸氫型為例，先從Amberl ite FPA53層析柱的下端通入400mL1. Omol/L碳酸氫鈉溶液，流速為4BV/h ;再從層析柱的上端通入500mL去離子水洗滌，流速5BV/h，洗滌完成后得到碳酸氫型的樹脂。醋酸型的轉(zhuǎn)型方法與上述步驟基本一致，只需將上述的1. Omol/L碳酸氫鈉溶液改為1. Omol/L醋酸溶液。2)料液脫色分別將透光率64. 3% (透光率檢測(cè)采用分光光度法，儀器721可見分光光度計(jì)，檢測(cè)波長(zhǎng)為420nm，檢測(cè)池厚度為Icm)的大孔吸附樹脂解吸液以20BV/h的流速流過步驟I)所制備的碳酸氫型和醋酸型的兩個(gè)樹脂床層脫色，在出口處收集頭孢菌素的脫色液，結(jié)果見表I。透光率檢測(cè)表明碳酸氫型樹脂的脫色效果與醋酸型相當(dāng)。表I弱堿性陰離子樹脂Amberlite FPA53不同型脫色效果比較
權(quán)利要求
1.一種頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，包括以下步驟1)陰離子樹脂首次使用時(shí)，向陰離子交換樹脂柱中通入碳酸氫鹽溶液，然后再用去離子水洗滌，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)為碳酸氫型；2)將頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液連續(xù)流過碳酸氫型的陰離子交換樹脂柱脫色，在柱出口處收集頭孢菌素的脫色液；3)待碳酸氫型的陰離子交換樹脂的色素吸附能力接近飽和時(shí)，將其進(jìn)行再生，并轉(zhuǎn)型為碳酸氫型后進(jìn)行下次脫色。
2.如權(quán)利要求1所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的陰離子交換樹脂的功能集團(tuán)為弱堿性叔胺集團(tuán)，其骨架為丙烯酸系。
3.如權(quán)利要求1所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的碳酸氫鹽溶液為濃度O. 5 1. Omol/L的碳酸氫鈉溶液、O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫銨或O. 5 2. 5mol/L的碳酸氫鉀溶液。
4.如權(quán)利要求1或3所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述從陰離子交換樹脂柱的下端通入樹脂柱體積2 6倍的碳酸氫鹽溶液,流速為I 5BV/h ;然后用3 10倍樹脂柱體積的去離子水以2 10BV/h的流速洗滌，將陰離子交換樹脂轉(zhuǎn)為碳酸氫型。
5.如權(quán)利要求1所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的大孔吸附樹脂解吸液以10 25BV/h的流速流過碳酸氫型的陰離子交換樹脂柱；當(dāng)流過50 150倍的樹脂柱體積之后進(jìn)行樹脂的再生。
6.如權(quán)利要求1所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的的陰離子交換樹脂再生并轉(zhuǎn)型為碳酸氫型為先用2 6倍樹脂柱體積的O. 5 1. 5mol/L的NaOH溶液流過樹脂層，然后用水洗滌至流出液PH為8. 5 9. 5 ;再用2 6倍樹脂柱體積的碳酸氫鹽溶液流過樹脂層，最后用 3 10倍樹脂柱體積的去離子水洗滌。
7.如權(quán)利要求6所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的NaOH溶液的流速為 I 5BV/h，碳酸氫鹽溶液的流速為I 5BV/h，去離子水的流速為2 10BV/h。
8.如權(quán)利要求7所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的碳酸氫鹽溶液為濃度O. 5 1. Omol/L的碳酸氫鈉溶液、0. 5 2. 5mol/L的碳酸氫銨或0. 5 2. 5mol/L的碳酸氫鉀溶液。
9.如權(quán)利要求1所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的陰離子交換樹脂柱包括多個(gè)陰離子交換樹脂柱輪換吸附脫色。
10.如權(quán)利要求9所述的頭孢菌素的脫色方法，其特征在于，所述的陰離子交換樹脂柱采用旋轉(zhuǎn)木馬方式輪換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頭孢菌素的脫色方法，首先向弱堿性丙烯酸系陰離子交換樹脂柱中通入碳酸氫鹽溶液，然后再用水洗滌，將樹脂轉(zhuǎn)型為碳酸氫型；然后將頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液連續(xù)流過碳酸氫型的陰離子交換樹脂柱，在柱出口處收集頭孢菌素的脫色液。本發(fā)明通過對(duì)頭孢菌素的大孔吸附樹脂解吸液脫色用的陰離子交換樹脂進(jìn)行改型由醋酸型改進(jìn)為碳酸氫型，既保證了脫色的效果，又避免了醋酸根離子對(duì)環(huán)境的壓力和對(duì)酶法裂解的影響；而且還能夠取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07D501/12GK102993214SQ20121052174
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者陳斌, 李蓉, 賈佳, 馬曉迅, 陳國(guó)亮 申請(qǐng)人:西北大學(xué)