CN112409426B - 一种硫酸西索米星的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硫酸西索米星的制备方法，通过将含有西索米星的庆大霉素生产副产物经一次浓缩，硫酸调节pH，弱酸性离子树脂的固定床动态吸附，稀氨水洗涤，浓氨解析，二次浓缩，硫酸再次调节pH，反相树脂的固定床动态吸附，10‑30％醇层析，层析液浓缩后，加入25％的分析纯硫酸调节pH4.0‑5.0，进行转盐，加入3‑10％(W/V)药用活性炭进行脱色，进行喷雾干燥，得到硫酸西索米星，为生产制备硫酸西索米星提供了一种全新的工艺方法，工艺简单，操作方便，既能变废为宝提高企业效益，又能降低废水处理难度，具有较高经济效益和社会价值。

Description

一种硫酸西索米星的制备方法

技术领域

本发明属于抗生素类分离纯化领域，尤其是涉及一种硫酸西索米星的制备方法。

背景技术

西索米星(sisomicin，简称SISO)是小单孢菌生物合成的一种氨基糖苷类抗生素，1970年首先由美国先令公司报道关于硫酸西索米星的研究，抗菌谱与庆大霉素相似，对大多数革兰氏阳性菌和阴性菌有很强的抗菌作用，对许多致病菌有抗生素后效应的特点，广泛应用于临床治疗败血症、细菌性心内膜炎、严重的呼吸道感染、肾及尿路感染、皮肤组织和软组织感染、烧伤及手术周围性细菌感染等。在市场上占有相当的份额，中国生产的西索米星原料药约占世界产量的80％。西索米星可以直接用于生产硫酸西索米星注射液，也是半合成抗生素奈替米星(Netilmicin)的合成用母体，西索米星和奈替米星均列入中国国家基本药物名录。国内硫酸西索米星采用传统发酵提取纯化工艺制备，获得途径单一，且工艺复杂，原材料及动力能源消耗大，耗时长，生产成本高。硫酸西索米星的传统生产工艺是由放线菌素属伊尼奥小单孢菌(Micromonospora inyoensis var dengjiangensis)以淀粉、黄豆饼粉等原料经过100～120小时发酵，得到含西索米星约1000U/mL的发酵液，后续通过发酵液酸化处理、树脂吸附、离子交换分离纯化、浓缩、转盐脱色、喷雾干燥等生产工艺流程制得。

庆大霉素是由放线菌素属绛红小单孢菌、棘小单孢菌产生的一组结构相近的多组分的氨基糖苷类抗生素，以C族复合物(C1，C2，C1a，C2a)为主，还含有结构相似的西索米星(SISO)、小诺霉素(C2b)、庆大霉素A、A1、A3、B、B1、X2等多种小组分，目前国内发酵生产庆大霉素时西索米星一般可以达到100-200U/mL，约占发酵液中抗生素总量的5％-10％。2020年版《中国药典》规定硫酸庆大霉素中西索米星不得过2.0％、小诺霉素不得过3.0％、单个杂质不得过2.0％、总杂质不得过4.5％等，在硫酸庆大霉素生产中需要对西索米星、庆大霉素A，庆大霉素B等相关物质进行去除，产生大量副产物作为杂质直接废弃，使得废水中西索米星等抗生素残留量高，环保处理难度大，这些抗生素进入自然水体后造成耐药菌的大量产生，破坏生态环境，危害人类健康。从硫酸庆大霉素生产副产物中提取西索米星等抗生素既能变废为宝提高企业效益，又能降低废水处理难度，主动承担保护环境的社会责任，具有较大的推广价值。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种硫酸西索米星的制备方法，以回收利用硫酸庆大霉素副产物，提取制备硫酸西索米星，为生产制备硫酸西索米星提供一种全系的工艺方法。

西索米星是一种含有双键的水溶性、多元碱性氨基糖苷类抗生素，分子量447.26，分子中含有4个氨基和1个甲基，在水溶液中存在5级解离平衡。

在不同pH的水溶液中能以不同的电化学状态存在，不同价态离子呈现多级解离平衡状态，随着溶液地pH值由高到低而出现逐级解离。当pH＝9.7时，西索米星99％以上是以0价形式存在；pH＝8.0时，0价降为61.3％，而+1价升至33.2％，并开始有5％的西索米星处于+2价；pH值为7.2～7.4时，约75％的西索米星是以+1和+2价的形式存在；pH值6.6～6.8时，则+2和+3价形式占75％以上，并有5％～10％的+4价；pH＝4.6时，有96.2％的西索米星是以+4价形式存在，其余的均为+3价。西索米星的碱性性质决定它宜采用离子交换法进行提取，在溶液pH较低的条件下，将西索米星交换吸附到树脂上；在pH碱性的条件下，将其从树脂上洗脱下来。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种硫酸西索米星的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将含有西索米星的庆大霉素生产副产物经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到一次浓缩液；

b.在搅拌下向一次浓缩液内加入25％的分析纯硫酸得到pH值为8.0-9.5的一次浓缩液；

c.将步骤b中得到的pH值为8.0-9.5的一次浓缩液泵入装有大孔弱酸性离子树脂或SP系列大孔网络树脂的固定床动态进行吸附，吸附结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，得到冲洗后的树脂柱；

d.将步骤c中得到的冲洗后的树脂柱进行稀氨洗脱，至洗出西索米星含量为15-25％，得到洗脱后的树脂柱；

e.将步骤d中得到的洗脱后的树脂柱进行解析，至尾样单位小于500U/ml，得到西索米星含量为60-80％的解析液；

f.将步骤e中得到的解析液经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到二次浓缩液；

g.在搅拌下向步骤f中得到的二次浓缩液加入25％的分析纯硫酸得到pH值为7.0-9.0的二次浓缩液；

h.将步骤g中得到的pH值为7.0-9.0的二次浓缩液泵入装有反向树脂的固定床动态进行吸附，吸附结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，得到冲洗后的树脂柱；

i.将步骤h中得到的冲洗后的树脂柱进行10-30％的甲醇、乙醇或异丙醇溶液洗脱，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量姜维85％停止收集，得到西索米星含量大于97％的洗脱液；

j.将步骤i中得到的洗脱液经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到西索米星浓缩液；

k.在搅拌下向步骤j中得到的西索米星浓缩液加入25％的分析纯硫酸，调节pH值为4.0-5.0，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液，向硫酸西索米星溶液中加入3-10％(W/V)药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃，保温45-60分钟脱色，得到转盐脱色液；

l.将步骤k中得到的转盐脱色液过滤后得到炭脱液，将炭脱液喷雾干燥后得到硫酸西索米星。

优选的，步骤a中得到的一次浓缩液的效价为60000-100000U/ml。

优选的，步骤c中一次浓缩液吸附时流量为0.5-1.0BV，上样量为树脂饱和度的30-50％，纯化水对树脂柱进行冲洗平衡时，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡2-3倍柱体积纯化水即可。

优选的，步骤d中使用的稀氨浓度为0.05-0.10mol/ml，流量为0.5-1.5BV。

优选的，步骤e中使用的氨水浓度为3.0-3.5mol/ml，流量为0.5-1.0BV。

优选的，步骤f中得到的二次浓缩液的效价为60000-100000U/ml。

优选的，步骤h中二次浓缩液的流量为0.5-1.0BV，上样量为树脂饱和度的20-25％，纯化水的流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡1-2倍柱体积纯化水即可。

优选的，步骤i中所述甲醇、乙醇或异丙醇溶液的流量为0.2-0.5BV。

优选的，步骤J中西索米星浓缩液的效价为200000-300000U/ml。

优选的，步骤l中得到的炭脱液效价为150000-250000U/ml，色级≤1，pH为4.0-5.0。

相对于现有技术，本发明所述的硫酸西索米星的制备方法具有以下优势：

本发明从硫酸庆大霉素生产副产物中提取制备硫酸西索米星，为生产制备硫酸西索米星提供了一种全新的工艺方法，工艺简单，操作方便，既能变废为宝提高企业效益，又能降低废水处理难度，具有较高经济效益和社会价值。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的庆大霉素发酵产物HPLC-ELSD图谱；

图2为本发明实施例1所述的庆大霉素副产物一次浓缩液HPLC-ELSD图谱示意图；

图3为本发明实施例2所述的庆大霉素副产物一次浓缩液HPLC-ELSD图谱；

图4为本发明实施例2所述的硫酸西索米星HPLC-ELSD图谱。

具体实施方式

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下面结合实施例及附图来详细说明本发明。

实施例1

1)取含有西索米星的硫酸庆大霉素生产副产物(如图1所示，本实施例中使用的庆大霉素发酵产物中西索米星含量为5.12％，硫酸庆大霉素副产物为庆大霉素生产过程中经过大孔阳离子树脂分离稀盐酸洗涤去除钙镁等离子，串联711型阴离子树脂脱色柱，纯化水冲洗至无氯离子后，收集得到的用稀氨洗涤的杂质部分，包含大量庆大B等庆大霉素结构类似物、西索米星，少量的庆大霉素主组分C1a，C2等的氨溶液，已经去除了钙镁离子和大部分色素等杂质，该副产物中抗生素总效价600-1500U/ml，如图2所示，其中西索米星含量约27.65％)，经过纳滤浓缩得到浓缩单位为18642U/ml，再经过薄膜浓缩，得到浓缩单位为74336U/ml一次浓缩液；

2)将上述一次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH8.5；

3)将上述调节pH8.5的一次浓缩液泵入装有D11树脂的固定床动态进行吸附(柱体积50L，高径比20:1)，流量为0.5BV，上样量按树脂饱和度的30％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为2BV，冲洗平衡3倍柱体积纯化水即可停止；

4)将上述树脂柱进行0.05mol/ml稀氨洗脱，流量为0.5-1.5BV，至洗出西索米星含量为15-25％为止；

5)将上述经稀氨洗脱后的树脂柱进行解析，解析液采用3.5mol/ml氨水，流量0.5-1.0BV，解析至尾样单位小于500U/ml止，得到西索米星含量为62.43％解析液；

6)将上述解析液经过纳滤浓缩和薄膜浓缩，得到浓缩单位为89736U/ml二次浓缩液；

7)将上述二次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH8.26；

8)将上述调节pH8.26的二次浓缩液泵入装有反相树脂NM200的固定床动态进行吸附(柱体积50L，高径比20:1)，流量为0.8BV，上样量按树脂饱和度的20％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.5BV，冲洗平衡2倍柱体积纯化水即可停止；

9)将上述树脂柱进行20％的甲醇溶液洗脱，流量为0.3BV，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量降到85％停止收集，得到西索米星含量大于97.06％的洗脱液；

10)将上述洗脱液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为224382U/ml西索米星浓缩液；

11)将上述西索米星浓缩液在搅拌下，缓慢加入加入25％的分析纯硫酸调节pH4.7，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液；在再向硫酸西索米星溶液中加入5％(W/V)药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃之间，并保温45-60分钟条件下进行脱色，得到转盐脱色液。

12)将上述转盐脱色液进行过滤后得到炭脱液，检测炭脱液，最终效价在177874u/ml之间，色级≤1，pH4.7，细菌内毒素合格，进行喷雾干燥，得到硫酸西索米星。

实施例2

1)取实施例1中制备的一次浓缩液；

2)将上述一次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH8.8；

3)将上述调节pH8.5的一次浓缩液泵入装有D11树脂的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5BV，上样量按树脂饱和度的30％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡2-3倍柱体积纯化水即可停止；

4)将上述树脂柱进行0.05mol/ml稀氨洗脱，流量为0.5-1.5BV，至洗出西索米星含量为15-25％为止；

5)将上述经稀氨洗脱后的树脂柱进行解析，解析液采用3.5mol/ml氨水，流量0.5-1.0BV，解析至尾样单位小于500U/ml止，得到西索米星含量为72.19％解析液；

6)将上述解析液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为60000-100000U/ml二次浓缩液，如图3所示，二次浓缩液中西索米星的含量为72.19％；

7)将上述二次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH7.0-9.0；

8)将上述调节pH7.0-9.0的二次浓缩液泵入装有反相树脂NM200的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5-1.0BV，上样量按树脂饱和度的20％-25％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡1-2倍柱体积纯化水即可停止；

9)将上述树脂柱进行20％的甲醇溶液洗脱，流量为0.3BV，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量降到85％停止收集，得到西索米星含量大于97％的洗脱液；

10)将上述洗脱液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为200000～300000U/ml西索米星浓缩液；

11)将上述西索米星浓缩液在搅拌下，缓慢加入加入25％的分析纯硫酸调节pH4.0-5.0，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液；在再向硫酸西索米星溶液中加入3-10％(W/V)药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃之间，并保温45-60分钟条件下进行脱色，得到转盐脱色液。

12)将上述转盐脱色液进行过滤后得到炭脱液，检测炭脱液，最终效价在150000～250000u/ml之间，色级≤1，pH4.0～5.0，细菌内毒素合格，进行喷雾干燥，得到硫酸西索米星，如图4所示经检测硫酸西索米星的含量为97.42％。

实施例3

1)取实施例1中制备的一次浓缩液；

2)将上述一次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH8.8；

3)将上述调节pH8.5的一次浓缩液泵入装有大孔弱酸阳离子树脂HZ-0156的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5BV，上样量按树脂饱和度的30％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡2-3倍柱体积纯化水即可停止；

4)将上述树脂柱进行0.05mol/ml稀氨洗脱，流量为0.5-1.5BV，至洗出西索米星含量为15-25％为止；

5)将上述经稀氨洗脱后的树脂柱进行解析，解析液采用3.5mol/ml氨水，流量0.5-1.0BV，解析至尾样单位小于500U/ml止，得到西索米星含量为60％-80％解析液；

6)将上述解析液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为60000-100000U/ml二次浓缩液；

7)将上述二次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH7.0-9.0；

8)将上述调节pH7.0-9.0的二次浓缩液泵入装有反相树脂MOTO HZ20的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5-1.0BV，上样量按树脂饱和度的20％-25％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡1-2倍柱体积纯化水即可停止；

9)将上述树脂柱进行20％的乙醇溶液洗脱，流量为0.3BV，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量降到85％停止收集，得到西索米星含量大于97％的洗脱液；

10)将上述洗脱液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为200000～300000U/ml西索米星浓缩液；

11)将上述西索米星浓缩液在搅拌下，缓慢加入加入25％的分析纯硫酸调节pH4.0-5.0，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液；在再向硫酸西索米星溶液中加入3-10％(W/V)药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃之间，并保温45-60分钟条件下进行脱色，得到转盐脱色液。

12)将上述转盐脱色液进行过滤后得到炭脱液，检测炭脱液，最终效价在150000～250000u/ml之间，色级≤1，pH4.0～5.0，细菌内毒素合格，进行喷雾干燥，得到硫酸西索米星。

实施例4

1)取实施例1中制备的一次浓缩液；

2)将上述一次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH8.6；

3)将上述调节pH8.5的一次浓缩液泵入装有树脂LX55的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5BV，上样量按树脂饱和度的30％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡2-3倍柱体积纯化水即可停止；

4)将上述树脂柱进行0.05mol/ml稀氨洗脱，流量为0.5-1.5BV，至洗出西索米星含量为15-25％为止；

5)将上述经稀氨洗脱后的树脂柱进行解析，解析液采用3.5mol/ml氨水，流量0.5-1.0BV，解析至尾样单位小于500U/ml止，得到西索米星含量为60％-80％解析液；

6)将上述解析液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为60000-100000U/ml二次浓缩液；

7)将上述二次浓缩液在搅拌下，缓慢加入25％的分析纯硫酸调节pH7.0-9.0；

8)将上述调节pH7.0-9.0的二次浓缩液泵入装有反相树脂MOTO HZ20的固定床动态进行吸附(柱体积500L，高径比25:1)，流量为0.5-1.0BV，上样量按树脂饱和度的20％-25％，上样结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡1-2倍柱体积纯化水即可停止；

9)将上述树脂柱进行20％的乙醇溶液洗脱，流量为0.3BV，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量降到85％停止收集，得到西索米星含量大于97％的洗脱液；

10)将上述洗脱液经过纳滤浓缩或者薄膜浓缩，得到浓缩单位为200000～300000U/ml西索米星浓缩液；

11)将上述西索米星浓缩液在搅拌下，缓慢加入加入25％的分析纯硫酸调节pH4.0-5.0，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液；在再向硫酸西索米星溶液中加入3-10％(W/V)药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃之间，并保温45-60分钟条件下进行脱色，得到转盐脱色液。

12)将上述转盐脱色液进行过滤后得到炭脱液，检测炭脱液，最终效价在150000～250000u/ml之间，色级≤1，pH4.0～5.0，细菌内毒素合格，进行喷雾干燥，得到硫酸西索米星。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硫酸西索米星的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将含有西索米星的庆大霉素生产副产物经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到一次浓缩液；

b.在搅拌下向一次浓缩液内加入25％的分析纯硫酸得到pH值为8.0-9.5的一次浓缩液；

c.将步骤b中得到的pH值为8.0-9.5的一次浓缩液泵入装有大孔弱酸性离子树脂或SP系列大孔网络树脂的固定床动态进行吸附，吸附结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，得到冲洗后的树脂柱；

d.将步骤c中得到的冲洗后的树脂柱进行稀氨洗脱，至洗出西索米星含量为15-25％，得到洗脱后的树脂柱；

e.将步骤d中得到的洗脱后的树脂柱进行解析，至尾样单位小于500U/ml，得到西索米星含量为60-80％的解析液；

f.将步骤e中得到的解析液经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到二次浓缩液；

g.在搅拌下向步骤f中得到的二次浓缩液加入25％的分析纯硫酸得到pH值为7.0-9.0的二次浓缩液；

h.将步骤g中得到的pH值为7.0-9.0的二次浓缩液泵入装有反向树脂的固定床动态进行吸附，吸附结束后使用纯化水对树脂柱进行冲洗平衡，得到冲洗后的树脂柱；

i.将步骤h中得到的冲洗后的树脂柱进行10-30％的甲醇、乙醇或异丙醇溶液洗脱，从洗脱至出现西索米星峰开始收集，至西索米星含量姜维85％停止收集，得到西索米星含量大于97％的洗脱液；

j.将步骤i中得到的洗脱液经过纳滤浓缩或薄膜浓缩，得到西索米星浓缩液；

k.在搅拌下向步骤j中得到的西索米星浓缩液加入25％的分析纯硫酸，调节pH值为4.0-5.0，进行转盐，得到硫酸西索米星溶液，向硫酸西索米星溶液中加入3-10％W/V药用活性炭，用蒸汽间接加热，使料液温度达到65-75℃，保温45-60分钟脱色，得到转盐脱色液；

l.将步骤k中得到的转盐脱色液过滤后得到炭脱液，将炭脱液喷雾干燥后得到硫酸西索米星。

2.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤a中得到的一次浓缩液的效价为60000-100000U/ml。

3.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤c中一次浓缩液吸附时流量为0.5-1.0BV，上样量为树脂饱和度的30-50％，纯化水对树脂柱进行冲洗平衡时，流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡2-3倍柱体积纯化水即可。

4.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤d中使用的稀氨浓度为0.05-0.10mol/ml，流量为0.5-1.5BV。

5.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤f中得到的二次浓缩液的效价为60000-100000U/ml。

6.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤h中二次浓缩液的流量为0.5-1.0BV，上样量为树脂饱和度的20-25％，纯化水的流量为1.0-2.0BV，冲洗平衡1-2倍柱体积纯化水即可。

7.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤i中所述甲醇、乙醇或异丙醇溶液的流量为0.2-0.5BV。

8.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤J中西索米星浓缩液的效价为200000-300000U/ml。

9.根据权利要求1所述的硫酸西索米星的制备方法，其特征在于：步骤l中得到的炭脱液效价为150000-250000U/ml，色级≤1，pH为4.0-5.0。