青霉素酰化酶制备6-APA的研究进展

6-氨基青霉烷酸(6-APA)是重要的抗生素药物中间体之一,目前均采用青霉素酰化酶酶促裂解青霉素获得。本文介绍近年来青霉素酰化酶催化青霉素水解的研究进展,青霉素酰化酶的性质及其催化机理,青霉素酰化酶的固定化方法,青霉素酰化酶反应器的设计,反应介质工程的研究进展。

反渗透法回收结晶母液中6-APA

青霉素裂解液在结晶６ＡＰＡ后，仍残留有０３％（Ｗ／Ｖ）６ＡＰＡ，生产厂每天约有１５吨６ＡＰＡ结晶母液，若能将母液中残余产品进行回收，每天可多得４０ｋｇ以上６ＡＰＡ，价值约在１９２００元以上，每年可得额外产值５７６万元以上（按３００ｄ计）。其...

不同条件下6-APA粉体爆炸最小点火能测试研究

6氨基青霉烷酸(6-APA)是生产阿莫西林的重要中间体,在生产过程的离心机分离及干燥等环节存在粉体燃烧爆炸的危险。利用Hartmann管式粉尘最小点火能测试装置,研究6-APA干粉状态及丙酮存在环境粉体最小点火能变化规律。实验结果表明,6-APA粉体在分散质量为0.6g时,最小点火能为14m J,参照VDI2263的规定,属于一般着火敏感性粉尘。向粉体中加入丙酮溶剂模拟实际生产环境,实验结果显示粉尘云最小点火能下降明显,且混合物着火能力增强。质量为1g的6-APA粉体与0.5m L丙酮溶剂配比条件下,混合物分散质量为0.6g时,最小点火能为6m J,在此环境中混合粉体属于特别着火敏感性粉尘。实验结果阐明了6-APA在丙酮存在环境条件下混合粉体燃烧的爆炸危险性,为采取相应的爆炸防护措施提供了实验依据。

反胶团酶促水解青霉素G制备6-APA

研究将青霉素酰化酶包埋于ＡＯＴ／异辛烷反胶团中水解青霉素Ｇ制备６－ＡＰＡ的工艺，探讨了各种操作条件对水解过程的影响。结果表明，在反胶团酶反应体系中，底物浓度提高了一倍左右，且在反应过程中不需滴碱调节ｐＨ值。在水相与反胶团体系各自的最适条件下分别进行水解反应实验，结果表明，青霉素酰化酶在反胶团体系中的酶活力高于水相酶活力，水解６ｈ 后其转化率可达７０％ 以上；与相应的水相酶促反应相比，转化率提高了３０％ 。

固定化青霉素酰化酶在光-pH敏感可回用两水相中裂解青霉素G为6-APA

在光敏感可回用高聚物PNBC与pH敏感型可回用高聚物PADB形成的两水相体系中进行固定化青霉素酰化酶的相转移催化青霉素G产生6-APA的反应。在这个两水相体系中,通过优化,在1%NaCl存在下,6-APA的分配系数可达5.78。催化动力学显示,达平衡的时间近7h,反应最高得率约85.3%(pH7.8,20℃)。较相近条件下的单水相反应得率提高近20%。在反应过程中,通过底物及产物的分配系数检测,发现底物分配系数变化不大,而产物6-APA及苯乙酸的分配系数发生很大变化,从而引起产物的得率变化。在两水相中,底物及产物主要分配在上相,固定化酶分配在下相,底物青霉素G进入下相经酶催化产生的6-APA及苯乙酸又转入上相,从而解除了青霉素酰化酶催化反应的底物及产物抑制作用,达到提高产物得率的效果。此外,采用固定化酶较固定化细胞效率高,占用下相体积小,较游离酶稳定性高,且完全单侧分配在下相。因此,在两水相中进行固定化酶的催化反应具有明显的优越性。形成两水相的高聚物PNBC通过488nm的激光照射或经滤光的450nm光源照射得到回收;pH敏感型成相聚合物PADB可通等电点4.1沉淀可实现循环利用,高聚物的回收率在95%～98%之间,按此回收率计算,聚合物可使用60次以上。

固定化青霉素酰化酶在光敏感可再生两水相体系中催化青霉素G为6-APA

在一种光敏感可再生高聚物（PNBC 300000）与葡聚糖20000（Dextran 20000）形成的两水相体系中进行固定化青霉素酰化酶的相转移催化青霉素G产生6-APA的反应。在这个两水相体系中,当pH为7.8,底物浓度为62 mmol/L,反应温度为20℃,在50 mmol/L KCl存在下,6-APA的分配系数可达8.4。催化动力学显示,达到平衡的时间近6 h,PG（Na）转化率约82.6%。3批半连续反应转化率为60%~70%,较相近条件下的单水相反应得率提高近20%。在两水相中,底物及产物主要分配在上相,固定化酶分配在下相,底物青霉素G进入下相经酶催化产生的6-APA及苯乙酸又转入上相,从而解除了青霉素酰化酶催化反应的底物及产物抑制作用,达到提高产物得率的效果。形成两水相的高聚物通过488 nm的激光照射可实现循环利用,高聚物的光照回收率在95%~98%。

在可回用两水相体系中进行青霉素酰化酶的相转移催化裂解青霉素G为6-APA

在光敏感可回用高聚物PNBC与pH敏感型可回用高聚物PADB形成的两水相体系中进行固定化青霉素酰化酶的相转移催化青霉素G产生6-APA的反应。在这个两水相体系中,通过优化,在1%NaCl存在下,6-APA的分配系数可达5.78。催化动力学显示,达平衡的时间近7h,反应最高得率约85.3%(pH7.8,20℃)。较相近条件下的单水相反应得率提高近20%。在两水相中,底物及产物主要分配在上相,固定化酶分配在下相,底物青霉素G进入下相经酶催化产生的6-APA及苯乙酸又转入上相,从而解除了青霉素酰化酶催化反应的底物及产物抑制作用,达到提高产物得率的效果。此外,采用固定化酶较固定化细胞效率高,占用下相体积小,较游离酶稳定性高,且完全单侧分配在下相。因此,在两水相中进行固定化酶的催化反应具有明显的优越性。形成两水相的高聚物PNBC通过488nm的激光照射或经滤光的450nm光源照射,pH敏感型成相聚合物PADB可实现循环利用,高聚物的回收率在95%￣98%之间。

络合萃取法回收废液中的6-APA

利用络合萃取法回收废液中的6-APA,考察了稀释剂种类、络合剂浓度、p H、相比等对萃取效果的影响。结果表明,在0.117 5 mol/L甲基三辛基氯化铵氯仿溶液为混合萃取剂,水相p H=6,萃取剂与水相体积比为0.4时,6-APA的萃取率最高可达56.96%。对反萃过程的研究表明,使用p H=1的盐酸反萃液,反萃相与萃取相体积比为0.4时,反萃率最高可达51.42%。三级萃取和反萃取后,总的萃取和反萃率可达95%以上,络合剂可循环再生使用7次以上而不影响萃取和反萃效果,大大降低了操作成本。经络合萃取处理后的废液中6-APA质量分数大大降低,实现了经济和环保效益的双赢。

6-APA溶解度和等电点的测定

利用激光法测定了常温下6-APA在水、水—乙醇和水—丙酮体系中的溶解度以及在水中的等电点pk值。

6-APA中残余苯乙酸、青霉素G含量的测定

采用高效液相色谱法对6-APA中残余苯乙酸、青霉素G含量进行了测定.经验证,此方法具有较强的专属性,苯乙酸、青霉素G测量的线性范围分别为0.000 499 7～0.013 991 6 mg/mL和0.000 501 3～0.014 036 4mg/mL;苯乙酸的回收率为99.91%,青霉素G的回收率为85.86%;苯乙酸、青霉素G的定量限分别为0.003 198mg/mL和0.001 004 mg/mL,检出限分别为：0.000 301 2 mg/mL和0.000 959 4 mg/mL.

6-APA溶液物理化学特性的测定

6-氨基青霉烷酸(6-APA)是青霉素的母核,是半合成β-内酞胺抗生素生产的重要中间体。本文对于6-APA的溶液物理化学特性进行了分析与测定,其中包括溶解度、密度、粘度数据等,为6-APA工业化设计提供了依据。

6-APA生产中裂解反应工艺的优化

目的:通过实验选择最佳的裂解反应条件,获得最高的裂解率,从而使6-APA总收率提高。方法:通过实验,在影响裂解率的主要三个条件中,分别找出最佳的数值,最终得出裂解反应的最优工艺。结果:通过实验,分别找出了最佳反应条件,获得了最佳的6-APA的裂解生产工艺。结论:此6-APA裂解反应工艺是最佳的,6-APA生产收率达到最高水平,生产质量稳定合格。

青霉素滤液“直通”6-APA的探索性试验

6-氨基青霉烷酸(6-APA)俗称五侧链青霉素,是青霉素分子的母核。目前。生产氨苄青霉素及羟氨苄青霉素均使用6-氨基青霉烷酸作为母核,其母核生产过程是由青霉素发酵液→发酵液预处理→一部萃取→碱化反萃取成盐→共沸结晶干燥→溶解→固定酰化酶裂解→萃取6→APA结晶干燥→生产下游产品。其生产过程操作单元多,设备庞大,操作工艺复杂。探索了青霉素滤液利用Ultra-flo超滤→SUF卷式超滤→NF卷式纳滤浓缩滤液直通6-APA生产的可行性,直通工艺将减少溶媒消耗、降低对人体的危害、减轻环保压力,并将减少单元操作,废除庞大的生产设备,对今后的青霉素系列产品的生产起着指导性作用。

乳化液膜法提取废水中的6-APA

针对6-氨基青霉烷酸（6-APA）母液结晶后剩余的废水,设计了乳化液膜体系来处理废水中的6-APA,以三辛胺作为载体,研究了乳化液中的溶剂类型、载体浓度、内相浓度、油内比〔V（油相）∶V（内相）,下同〕、外相p H、乳水比〔V（乳状液膜）∶V（外相）,下同〕、传质搅拌速率等因素对6-APA提取效果的影响。结果表明：在乳化液中以煤油为膜溶剂（体积分数为88%）、三辛胺体积分数为5%、液体石蜡体积分数为1%、表面活性剂Span80体积分数为6%、内相Na2CO3质量分数为5%、油内比为2∶1、外相p H=5.5~6.5、乳水比为1∶4、传质搅拌速率为300~350 r/min、反应时间为30 min时,经一级乳化液膜分离之后,6-APA的提取率可达72.9%,二次提取率可达93%以上。乳化液的离心破乳率可达65.2%,破乳后的有机相可重复利用5次,对6-APA的提取率仍可达68%以上。

6-APA生产废水处理的生产性试验研究

制药行业是污水的主要来源,是国家环保规划重点治理的行业之一。青霉素制药废水成分复杂,有机物、溶解性和胶体性固体浓度较高,含有大量微生物难以降解甚至对微生物有抑制作用的物质,可生化性较差。用单一的生化法处理效果差,因此,为达到环境要求和相关标准,对青霉素废水处理的研究有着重要的意义。本文以内蒙古某制药厂的6-APA生产废水处理为背景,根据对不同废水采用不同的预处理设施,采用UASB+AF—水解酸化—CASS—生物接触氧化处理,经过三个月的调试运行,其出水水质达到了国家二级排放标准。综合研究结果证明采用该工艺是适合6-APA生产废水处理要求的。

6-APA母液浓缩工艺研究

6-APA的生产废液中含有一定的有效成分,采用浓缩、结晶的工艺对其进行回收很有必要。笔者模拟6-APA母液,用树脂吸附法将对纳滤膜有害的醋酸丁酯除去,通过比较5种树脂对6-APA、醋酸丁酯及正丁醇的吸附作用,确定了吸附性能最好的树脂为D-Ⅴ树脂,并对此树脂进行了重复实验,进一步确定了其吸附性能;除杂后采用纳滤的方法对母液进行浓缩,经计算该工艺可将母液浓缩5倍左右,对后续的结晶工艺帮助很大。同时对从工厂获得的6-APA母液进行吸附实验,效果与模拟母液得出的结果基本一致。

固定化酶-离子交换组合系统进行青霉素G水解生产6-APA的模型化研究

采用固定化青霉素酰化酶(Penicillin acylase)在反应器中进行青霉素G水解生产6-APA,同时与离子交换柱相组合以连续地去除反应混合液中的苯乙酸。建立了离子交换柱的分格模型(Compartment model),在确定了青霉素G和苯乙酸沿柱高的浓度分布的基础上,与描述固定化酶反应器的状态方程相结合,得到了固定化酶-离子交换组合系统的数学模型。在将计算机模拟值与实验值进行验证后,探讨了组合系统中树脂量、循环流速和组合起始时间对青霉素G酶解过程的影响。

超重力技术在6-APA生产过程中的应用研究

针对超重力技术在直通法6-APA生产过程中的应用,研究了进料温度、气液比、电机频率、真空度等条件对醋酸丁酯脱除效果的影响。结果表明,超重力技术可以用于脱酯工艺,在保证脱酯液质量的同时,使相关产品收率有所提高。

气相顶空色谱法测定原料样6-APA中的残留溶媒

目的:建立测定原料药6-APA 中残留溶媒的气相顶空色谱法。方法:选4-甲基-2-戊酮作内标物,以内标法在极性弹性石英毛细柱上进行各组分分离,效果好。柱温:120℃,进样口温度:200℃,检测器温度:250℃,结果:平均回收率:乙酸丁酯99.3%,结论:该方法克服了人工控温,进样不准的缺点,重现性好,精度高。

耐溶媒纳滤膜在6-APA母液回收中的应用

采用KOCH公司SelROTM耐溶媒纳滤膜浓缩回收6-APA母液,将浓缩液重结晶,可获得6-氨基青霉烷酸(6-APA),根据检验结果,6-氨基青霉烷酸符合厂订标准,收率可以提高2%～3%,效益十分可观,应用前景十分广阔。