Способ выделения основания тетрациклина из водного раствора

 

Использование: в медицинской промышленности . Сущность изобретения: продукт-основание тетрациклина. Выход 76,5-84,0%, содержание активного вещества - не менее 980 ед. . Реагент 1 :водный раствор тетрациклина. Реагент 2: неионогенный сорбент. Реагент 3: элюент - водноизопропанольный раствор переменного состава. Условия реакции: изменение состава элюента в процессе десорбции по показателю объемной доли изопропанола от 15-20% в начале процесса до 30-35% в конце и по водородному показателю соответственно от 1.5-2,0 до 5,0-7,0.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s С 07 С 233/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР т,1ь 1, 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! (,д.Ъ ) 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814213/04 (22) 16.04.90 (46) 07.05,92. Бюл, N 17 (71) Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института антибиотиков

{72) Е.А.Савельев, О.Я,Беляева, Л.Д.Губина, Л.Л.Гуляев, К.Р,Галимулина, Л.Д,Лосева и

Н.П,Щипанов (53) 547.455,07 (088;8) (56) -ее D.D., Begors С.Н., Evaluation of

Separation and purification process !и the

antibiotic industry. Appi. Blochern and

Bio1.echnol. v. 18, 1988. р,263-271 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 139050, кл. С 07 С 103/19, 1959.

Химия антибиотиков, т.1, 3-е изд.

АН СССР, М., 1961, с,184-185.

Известия АН; сер. Химия, 1972, №7, с.1563-1567, Патент ПНР N 113855, кл. С 07 С 103/19, 1982.

11

Изобретение относится к медицинской промышленности, а именно к получению антибиотика широкого спектра действия — тетрациклина.

Тетрациклин получают ферментацией антибиотика различными штаммами актиномицетов, переводом продукта в раствор при подкислении культуральной жидкости органической или минеральной кислотой до

1,5-2,0 рН, отделением мицелия от нативного раствора фильтрацией с последующим выделением продукта из полученного водного (нативного) раствора. различными способами.

Известны способы выделения тетрациклина из нативного раствора методами осаж. Жп„1731772 А1 (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ

ТЕТРАЦИКЛИНА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА (57) Использование; в медицинской промышленности, Сущность изобретения; продукт-основание тетрациклина. Выход

76,5-84,0%, содержание активного вещества — не менее 980 ед. мг . Реагент 1:водный

-1 раствор тетрациклина. Реагент 2: неионогенный сорбент. Реагент 3; элюент — водноизопропанольный раствор переменного состава. условия реакции:изменение состава элюента в процессе десорбции по показателю обьемной доли изопропанола от

15-20% в начале процесса до 30-35% в конце и по водородному показателю соответственно от 1,5-2,0 до 5,0-7,0. дения в виде Са-комплекса или в виде технического основания, методом экстрэкции с переносчиком и ионного обмена.

Существенными недостатками способов являются многостадийность технологического процесса, низкий выход целевого продукта, а в способе — низкое его качество, необходимость применения дорогос гоящих и высокотоксичных видов сырья, например солей алкилпиридиния.

Применение ионообменных способов в промышленных условиях приводит к получению с относительно низким выходом (не более 70%) продукта, содержащего значительные количества органических примесей. Низкий выход и качество тетрациклина.

f 731772 соба является большая продолжительность производственного цикла (более 30 ч), что обусловливает повышенные потери антибиотика иэ-за его деструкции.

Цель изобретения — снижение общей продолжительности производственного цикла.

Поставленная цель достигается выделением тетрациклина из водных растворов путем сорбции антибиотика на неионогенный сорбент, десорбции из полимерной фазы водно-изопропанольным раствором, изменяющимся по ходу десорбции по показателю объемной доли изопропанола от 15-20 )ь в начале йроцесса до 30-35$ в конце и по

Водородному показателю среды от 1,5-2,0 рН до 5 0-7,0 рН соответственно.

Отличительными признаками заявляемого способа Являются:

40 выделенного иэ нативного раствора ионообменным способом, обусловлены тем, что десорбция антибиотика из полимерной фазы осуществляется щелочными растворами при 9.0-11,0 рН, т.е. в условиях, соответст- 5 вующих высоким скоростям деструкции тетрациклина в изотетрациклин и затем в продукты более глубокой деструкции, Изложенные недостатки ионообменных способов являются основной причиной 10 отказа от их использования в промышленном производстве тетрациклинов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ выделения 15 тетрациклиновых антибиотиков из водных (нативных) растворов, основанный на сорбции целевых продуктов неионогенными сорбентами.

Выделение тетрациклиновых антибио- 20 тиков, в том числе тетрациклина, осуществляется путем пропускания водного раствора, содержащего продукт, через систему сорбционных колонок. Голозная К0лонка заполнена анионитом в форме 25 минерального иона и обеспечивает сорбцию некоторых примесных компонентов, содержащихся в исходном растворе, Затем из предварительно очищенного раствора тетрациклин сорбируется на неионогенный сорбент типа Амберлит ХАД-4, Десорбция 30 осуществляется водным раствором метанола или ацетона с постоянной концентрацией органического компонента в элюате и при фиксированном значении водородного показателя, выбранного в интервале 1-5 рН. 35

Из полученного элюата тетрациклин выделяется путем осаждения антибиотика в форме. основания.

Основным недостатком известного споИспользование изопропанола в качестве полярного органического растворителя в составе элюата.

Изменение состава элюата по ходу процесса десорбции тетрациклина из полимерной фазы: по показателю объемная доля изопропанола изменяется от 15-20 в начале процесса до 30-35$ в конце процесса десорбции и по водородному показателю среды от 1,5-2,0 рН в начале процесса до

5,0-7,0 рН в кснце десорбции.

Заявляемый способ обеспечивает выделение из нативного раствора тетрациклина в форме основания свыходом 76,,5-84,0 $ и с качественными показателями, удовлетворяющими требованиям ГФХ с содержанием активного вещества в пересчете на безводный продукт не менее 980 Ед,мг.. Общая продолжительность производственного цикла от начала сорбции тетрациклина до выделения целевого продукта составляет

7,1-9,0 ч, в известном 32,0-34,0 ч.

Пример 1. Через сорбционную колонну, содержащую 500 мл неионогенного сорбента Поролас-Т, представляющего собой сополимер стирала с дивинилбензолом, в течение 2,0-2,2 ч пропускают 3 л нативного раствора тетрациклина с активностью

5800 Ед мл

Образующийся фильтрат не содержит тетрациклина. Затем с той же скоростью в течение 2 ч пропускают еще 3 л того же нативного раствора. Фильтрат, выходящий из сорбционной колонки, подают на вторую колонку, содержащую 500 мл того же сорбента, что и первая колонка, После пропускания нативного раствора первую колонку промывают в течение 20-25 мин 500 мл дистиллированной или обессоленной воды.

Фильтрат из 1-й колонны пропускают через

2-ю колонну. После промывки в 1-й колонне содержит 28,5 10 Ед, сорбированного тет6 рациклина, во второй — 6,3 10 Ед.

На вторую колонку продолжают сорбцию тетрациклина из нативного раствора.

После подачи на нее 3 л нативного раствора подсоединяется последовательно колонна со свежим или регенерированным сорбентом, и пропускают еще 3 л нативного раствора.

Дальнейшие операции — промывка, десорбция и регенерация — для 2-й и последующих колонок проводятся по той же схеме, что и для 1-й колонки, Десорбцию тетрациклина с 1-й колонки проводят сначала 15Яi-ным расТВороМ М30 пропанола, предварительно подкисленным раствором соляной кислоты до 1,5 рН. Про";,ускают 1,0 л элюата укаэанного. состава в течение 1,0 ч. Собирают фракцию элюата в

1731772 количестве 250 мл, затем через колонку с Пример 3. Через систему, состоящую той же скоростью пропускают 800 мл элюа- из двух сорбционных колонн, содержащих та, предоставляющего собой 30 -ный вод- по 500 мл неионогенного макропористого ный раствор изопропанола с величиной сорбента Полисорб С-60/100; в течение 4 ч водородного показателя 5,0 рН. Получают 5 пропускают 12 л нативного раствора тетра1050 мл объединенного элюата с активно- циклина с активностью 5100 Ед.мл 1, Про-1 стью 24,7 Ед.мл цесс сорбции и промывки осуществляют

Из полученного элюата тетрациклин аналогично примеру 1. Десорбцию тетра° осаждают раствором аммиака при величине циклина осуществляют вначале 17 -ным водородного показателя 4,5-7,5 рН, осадок 10 изопропанолом с величиной водородного отфильтровывают, промывают дистиллиро- показателя 1,8 рН, затем 337;-ным изопрованной водой и сушат под вакуумом. Пол- панолом с величиной 6,2 рН, учают 25,2 г основания тетрациклина, Получают с двух колонок 2015 мл элюата удовлетворяющего требованиям ФС 42- сактйвностью 26180 Ед.мл., Из полученно2672-89, содержащего 1020 Ед.мг в пере- 15 ro элюата тетрациклин осаждают аналогич-1 счете на безводный продукт и 10,5 (воды.. но примеру 1, Десорбцию тетрациклина

Выход продукта ет тетрациклина, сорбиро- осуществляют вначале 17 -ным изопропаванного из нативного раствора. составляет нолом с величиной водородного показателя

80.7 7, 1,8 рН, затем 33%-ным изопропанолом с

Съем тетрациклина из элюата с 2-й ко- 20 величиной 6,2 рН. Получают с двух колонки составляет 34,6 х 10 Ед или 84,2 лонок 2015 мл элюата с активностью б от сорбированного, или 80,5% от поступив- 26180 Ед.мл . Из полученного элюата тетшего на колонку в нативном растворе тетра- рациклин осаждают аналогично примеру 1. циклина. Получают 50,638 r основания тетрациклина, Начиная с 2-й колонки, выход тетрацик- 25 содержащего 998 Ед.мг и удовлетворяюлина в конечном продукте от нативного рас- щего требованиям ФС 42-2672-89. В,ыход твора приближается к выходу от основания тетрациклина от нативного рассорбированного на колонку антибиотика и твора составляет 81,6 . Общая продолжисоставляет 80,5-80.7, тельность цикла составляет 7,1-7,4 ч.

Общая продолжительность производ- 30 Пример 4. Операции сорбции и ственного цикла начала сорбции тетрацик- промывки осуществляютаналогично примелина до получения целевого продукта ру 1. Десорбцию осуществляют 207;-ным

7, 1-7,4 ч. изопропанолом с величиной водородного

Пример 2. Через систему, состоящую показателя 3,0 рН, Наблюдается капсулироиз двух колонн, содержащих по 500 мл неи- 35 вание зерен сорбента, выход на десорбции оногенного сорбента Амберлит ХАД-4, в те- составляет 65, чение 5,5 ч пропускают 16570 мл нативного Пример 5..Сорбцию и промывку раствора тетрациклина с активностью 4200 колонок осуществляют аналогично примеру

Ед мл . Процесс-сорбции, промывки и де- 1. Десорбцию осуществляют 20 -ным изосорЬции ведут аналогично примеру 1. Де- 40 пропанолом. подкисленным соляной кислосорбцию тетрациклина из фазы сорбента той до 1,2 рН. Выход продукта от нативного осуществляют пропусканием 1 объема на раствора составляет 70,5, Снижение выобъем сорбента 207;-ного водного раствора хода обусловлено разложением тетрацикли- . изопропанола, подкисленного соляной кис- на в сильнокислой среде. Содержание лотой до 2,0 рН. Затем через колонку с той 45 тетрациклина 910 Ед.мг 1 же скоростью пропускают 35 -ный водный Пример 6. Пооведение сорбции и раствор изопропанола с величиной водо- промывки по примеру 2. Десорбцию осущеродного показателя 7,0. ствляют вначале 107,-ным изопропанолом, Получаютсдвухколонок2260млэлюата подкисленным до 2,0 рН, затем 20 -ным с активностью 26180 Ед мл ". Из полученно- 50 (7,2 рН}. Наблюдается капсулирование

ro элюата тетрациклин осаждают аналогич- сорбента после подачи элюата с величино примеру 1. Получают 59,66 г основания ной 7,2 рН и, вследствие этого, снижение тетрациклина, содержащего 980Ец.мл и выхода на десорбции (до 65ф,).

-1 удовлетворяющего требованиям Г6гХ и ФС - Пример 7. Осуществление процессов

42-2672-89. Выход тетрациклина основания 55 сорбции и промывки по примеру 2. Десорот нативного раствора составляет 84,0 . бируют продукт из фазы сорбента вначале

Общая продолжительность производствен- 25 -ным изопропанолом, подкисленным до ного цикла от начала сорбции тетрациклина 2,0 рН, затем 35 -ным изопропанолом, 7,2 до выделения целевогопродуктасоставляет рН. Выход продукта от нативного раствора

8,6-9,0 ч. составляет 78,27 с активностью 920 Ед,мг .

1731772

Формула изобретения

Составитель Г. Коннова

Техред М.Моргентал Корректор M Максимишинец

Редактор В, Данко

Заказ 1555 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Полученное основание тетрациклина имеет коричневую окраску, обусловленную наличием в продукте посторонних примесей, Снижение выхода обусловлено потерями на осаждении из-за увеличения растворимости тетрациклина в присутствии примесей.

Пример 8. Процессы сорбции и промывки по примеру 1, Десорбцию осуществляют вначале 15 -ным изопропанолом, подкисленным до 1,5 рН, затем 30 -ным подкисленным до 3,5 рН. Выход на стадиях сорбции-десорбции составляет 80,0 . Концентрация тетрациклина в элюате снижается с 29000-27000 (по примеру 1) до

14000-15000 Ед.мл . Выход основания тетрациклина составляет 76 от нативного раствора, Активность тетрациклина в порошке 900 Ед.мл .

Способ выделения основания тетрациклина из водного раствора путем сорбции

5 антибиотика на неионогенный сорбент и десорбции из полимерной фазы водным раствором низшего спирта, отличающийся тем, что, с целью сокращения общей продолжительности производственного цикла, в

10 качестве водного раствора низшего спирта используют водно-изопропачольный раствор, изменяющийся по ходу десорбции по показателю объемной доли изопропанола от 15-20;4-ного в начале процесса до 3015 35Я -ного в конце и по водородному показателю среды от 1,5-2,0 рН до 5,0-7,0 рН соответственно,