一种青霉素的提纯方法 本发明涉及一种青霉素的提纯方法。
本说明书如无特别说明，青霉素是指青霉素G或青霉素V。
青霉素作为一种高效低毒的抗生素在世界范围内有着极广泛的用途。青霉素是一类具有6-氨基青霉烷酸(6-APA)母核的一类物质的总称。根据6-APA上所接侧链的不同衍生出数百种的青霉素衍生物。其中侧链为苯乙酰基则称为青霉素G，如侧链为苯氧乙酰基则称为青霉素V。由于各种6-APA是一种酸，所以，在酸性环境下青霉素变为易溶于疏水性有机溶媒的青霉素酸，而在碱性环境下转变为易溶于水的盐。青霉素发酵液的提纯过程正是根据上述原理设计的。
青霉素G和青霉素V都是由青霉素产生菌经液体发酵产生，所不同的是如需得到青霉素G，则在发酵过程中加入前体物苯乙酸，如需得到青霉素V则在发酵过程中加入苯氧乙酸。经过约200小时的发酵过程，含青霉素的发酵液，经过提纯得到青霉素G钾盐固体物或青霉素V钾盐固体物。
青霉素G和青霉素V的或固体物都可作为生产6-APA的起始原料。6-APA地生产过程是将青霉素的盐制成水溶液，加入青霉素酰化酶，将青霉素G中的苯乙酰基或青霉素V中的苯氧乙酰基与基母核6-APA分离，经提纯后得到固体的6-APA。6-APA可通过化学合成的方法得到带其它侧链的青霉素衍生物，如氨苄青霉素、羟氨苄青霉素等。
目前普遍使用的青霉素的提纯方法如下：
步骤1
向青霉素含量约3％的发酵液的滤液中加入絮凝剂，固液分离，得到含青霉素的“发酵液滤液”，按“发酵液滤液”体积∶乙酸丁酯体积＝3∶1的比例混合，同时加入稀硫酸溶液，如此青霉素在酸性条件下转化为易溶于乙酸丁酯的青霉素酸而转入乙酸丁酯中得到“青霉素一次乙酸丁酯萃取液”，同时青霉素浓度被提高了约3倍。
步骤2
将“青霉素一次乙酸丁酯萃取液”与含碱性物质的水溶液混合，此时青霉素转化为易溶于水的青霉素盐而转到了水溶液中得到“青霉素一次水提液”，同时青霉素的浓度又被提高了数倍。
步骤3
向青霉素一次水提液加入丁醇，减压蒸馏。由于丁醇与水在一定温度下会按一定比例形成共沸物，随着丁醇和水的不断蒸发，青霉素的盐便结晶出来。收集晶体，检测，如不符合要求，则重复步骤1-3。如符合要求则将晶体干燥成青霉素盐的固体物成品。通常需要重复步骤1-3一次才能得到合格成品。
以上过程消耗大量的乙酸乙酯和丁醇，该两种溶媒消耗成本通常是青霉素总成本的20％以上。而且使用的设备复杂。由于大量使用低沸点的疏水性有机溶媒，还使生产过程存在巨大的安全隐患。
本发明使用“青霉素发酵滤液”，不使用或使用少量疏水性有机溶媒，将“青霉素发酵滤液”中所含青霉素提纯，从而得到较纯的青霉素固体物。本发明是用以下步骤
步骤1
含青霉素约3％的发酵液经过滤后得到“青霉素发酵滤液”，向“青霉素发酵滤液”中加入有机酸或无机酸调pH3.5以下，产生青霉素酸沉淀。固液分离，加水或疏水性有机溶媒清洗，收集沉淀物，得到“青霉素一次酸化沉淀”，该沉淀中青霉素的含量约为60％以上，即该步将青霉素含量提高了20倍以上。该“青霉素一次酸化沉淀”或其干燥后得到的“青霉素酸固体物”可作为生产6-APA的原料。
步骤2
向步骤1中所述的“青霉素一次酸化沉淀”中加入氢氧化钾调pH4.5以上，将“青霉素一次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素一次碱化溶解液”。向“青霉素一次碱化溶解液”中加入活性炭脱色，过滤，得到脱色后的滤液，脱色后的滤液中加入丁醇，减压蒸馏，得到较纯的青霉素钾盐结晶。该青霉素钾盐的固体物和“青霉素一次碱化溶解液”还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。青霉素钾盐结晶干燥，得到较纯的青霉素钾盐固体物。
步骤3
步骤1中得到的“青霉素一次酸化沉淀”也可按以下步骤处理：“青霉素一次酸化沉淀”中加入疏水性有机溶媒，将青霉素萃取到疏水性有机溶媒中，得到“青霉素乙酸丁酯萃取液”。向“青霉素乙酸丁酯萃取液”中加碳酸钾溶液，得到“青霉素钾盐溶液”，向上述溶液中加入活性炭脱色，过滤。向滤液中加入丁醇，减压蒸馏，得到青霉素钾盐结晶。该青霉素固体物还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
步骤4
步骤2所述的“青霉素一次碱化溶解液”加入有机酸或无机酸调pH3.5以下，产生青霉素酸沉淀。固液分离，加水或疏水性有机溶媒清洗，收集沉淀物，得到“青霉素二次酸化沉淀”。该“青霉素二次酸化沉淀”或其干燥后得到的“青霉素酸固体物”可作为生产6-APA的原料。
步骤5
步骤4所述的“青霉素二次酸化沉淀”加入中加入氢氧化钾调pH4.5以上，将“青霉素二次酸化沉淀”溶解，得到“青霉素二次碱化溶解液”。加入活性炭脱色，过滤，向滤液中加入丁醇，减压蒸馏，得到青霉素钾盐结晶，将结晶干燥，得到青霉钾盐的固体物。青霉素钾盐固体物和本步骤中的“青霉素二次碱化溶解液”还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
步骤6
步骤1中的“青霉素一次碱化溶解液”或步骤5所述“青霉素二次碱化溶解液”也可以加活性炭脱色，过滤，得到的滤液进入喷雾干燥设备干燥，得到较纯的青霉素盐固体物。该青霉素固体物还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料
在本发明中，向“青霉素发酵滤液”加酸，直接得到“青霉素酸化一次沉淀”的沉淀是本发明的要点，并不为公众所知。同时，在生产中使用“青霉素酸化一次沉淀”和“青霉素酸化二次沉淀”作为生产6-APA的原料也未见有报导。由以上两点衍生出了其它工艺步骤。
以下结合实例详述
实例1
含青霉素约3％的发酵液40吨，经过滤后得到“青霉素发酵滤液”，通过一管道混合器连续向“青霉素发酵滤液”中加入5％的硫酸调pH1.5-2.5，酸化后的滤液通过抽滤器将沉淀收集，加水0.5-1.0吨冲洗沉淀，收集沉淀物，得到“青霉素一次酸化沉淀”，向“青霉素一次酸化沉淀”中加入5-10％氢氧化钾溶液调pH4.5以上，将“青霉素一次酸化沉淀”全部溶解，得到“青霉素一次碱化溶解液”。按青霉素每公斤加50克的量向“青霉素一次碱化溶解液”中加入活性炭脱色，过滤，得到脱色后的滤液，加入2倍于脱色后滤液体积的丁醇，减压蒸馏，温度控制在15-20℃，得到较纯的青霉素钾盐结晶。收集晶体，双锥干燥器干燥得到青霉素钾盐固体物，送检验，如合格，包装入库。该青霉素钾盐固体物、“青霉素一次酸化沉淀”、“青霉素一次碱化溶解液”均可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
实例2
含青霉素约3％的发酵液40吨，经过滤后得到“青霉素发酵滤液”，通过一管道混合器连续向“青霉素发酵滤液”中加入5％的硫酸调pH1.5-2.5，酸化后的滤液通过抽滤器将沉淀收集，得到“青霉素一次酸化沉淀”，该沉淀体积约为2立方米，向该沉淀中加入3倍于沉淀体积的乙酸丁酯，搅拌溶解，得到“青霉素乙酸丁酯萃取液”。向“青霉素乙酸丁酯萃取液”中加5-10％碳酸钾溶液，搅拌，得到“青霉素钾盐溶液”，向上述溶液中加入活性炭脱色，过滤。向滤液中加入两倍于滤液的丁醇，减压蒸馏，温度控制在15-20℃，得到青霉素钾盐结晶。干燥该结晶，得到青霉素钾盐固体物。该青霉素固体物还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。
实例3
含青霉素约3％的发酵液40吨，经过滤后得到“青霉素发酵滤液”，通过一管道混合器连续向“青霉素发酵滤液”中加入5％的硫酸调pH1.5-2.5，酸化后的滤液通过抽滤器将沉淀收集，得到“青霉素一次酸化沉淀”，收集沉淀，向沉淀中加入5-10％氢氧化钾溶液，将沉淀完全溶解，得到“青霉素一次碱化溶解液”。向“青霉素一次碱化溶解液”中加入5-10％硫酸调pH1.5-2.5，产生青霉素酸沉淀。固液分离，0.5吨水清洗，收集沉淀物，得到“青霉素二次酸化沉淀”。向“青霉素二次酸化沉淀”加入中加入5-10％氢氧化钾溶液调pH4.5以上，将“青霉素二次酸化沉淀”全部溶解，得到“青霉素二次碱化溶解液”。“青霉素二次碱化溶解液”进入喷雾干燥设备干燥，得到较纯的青霉素盐固体物。该青霉素固体物还可作为生产6-氨基青霉烷酸(6-APA)的原料。