连续树脂法分离林可霉素的新工艺研究

李昶志 马文艳 潘忠成 王卫富 翁婧 李蒲民

摘要：指出了采用新型XAD-2010极性大孔树脂和LX脱色树脂对林可霉素进行连续分离的方法，中间杂质可以得到有效分离。对新型XAD-2010极性大孔树脂和LX脱色树脂柱的吸附参数、解析参数进行了考察，进一步对树脂的再生方法和参数进行了优化，确定了连续树脂法分离林可霉素各项工艺参数。结果表明：极性大孔树脂XAD-2010的理论最大吸附量92～79.6g/L，上柱吸附近饱容量在53～43g/L，平均洗脱率98.5%。LX3#脱色树脂在酸性条件下，对酸解液的最大处理能力达到40BV以上，时浓缩液的处理能力更高。该工艺大孔树脂洗脱收率95%，脱色后收率92%，一次结晶总收率87.4%。新工艺采用活性炭、新型极性大孔树脂XAD-2010、LX弱碱性阴离子脱色树脂连续分离法可以有效分离林可霉素，有望完全替代生产上的正丁醇萃取法。

关键词：林可霉素;极性大孔树脂;脱色树脂;连续树脂分离法

中图分类号：TQ923 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）16-0244-04

1引言

林可霉素（1incomycin）是一种高效广谱的碱性抗生素类药，林可霉素及其衍生物克林霉素对革兰氏阳性菌有较广的抗菌谱，临床上主要用于由葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎球菌及厌氧菌所致的感染以及骨髓炎等。

国内生产林可霉素的分离工艺流程长且复杂，萃取过程使用大量的正丁醇，萃取率虽然高，但正丁醇回收能耗高，生产环境和水污染严重，成本高，环保问题无法有效解决。本试验利用新型极性大孔树脂XAD-2010和LX脱色树脂连续树脂法可以有效分离林可霉素，有望完全替代的正丁醇萃取法。

2材料与方法

2.1试验材料

本研究使用XAD-2010极性大孔吸附树脂和LX系列弱碱性阴离子脱色树脂，处理液为林可霉素陶瓷清液。

2.2试验方法

（1）大孔树脂分离性能考察：考察静态或动态吸附条件下进料速率、进料时间、进料体积以及洗脱剂、浓度对树脂分离性能的影响。

（2）脱色树脂性能考察：对三种脱色树脂的色素、蛋白去除效果以及产品的分离度进行考察。

（3）活性炭脱色参数：对活性炭的脱色pH值、温度、时间以及物料质量等工艺参数进行考察。

3试验结果

3.1大孔树脂XAD一2010分离性能试验

3.1.1碱化液大孔树脂XAD一2010最大吸附容量测定

由于碱化液中杂质比例较大，影响XAD-2010树脂的理论吸附量，为保证测定理论数据和生产实际数据的准确性，采取两种方案。

（1）使用0.2%的活性炭对陶瓷清液进行常温预处理0.5h，过滤后清液碱化至pH值为10.5～11.0，然后进行动态吸附试验，结果见表1。

（2）陶瓷清液不进行预处理。碱化至pH值为10.5～11.0，进行动态吸附试验，结果见表2。

由表1和表2结果可见，XAD-2010的理论最大吸附容量92g/L，生产最大容量79.6g/L，根据生产实际情况推算，实际上柱吸附容量达到近饱和，可能达到50～53g/L。

3.1.2洗脱剂浓度对XAD一2010树脂分离效果的

影响

由图1结果可见，0.02～0.03mol/L的盐酸溶液解析效果接近，无论在峰值，还是洗脱面积上，分离效果明显高于0.01mol/L盐酸溶液。

3.1.3洗脱流速对XAD-2010树脂分离效果的影响

树脂量为25mL，洗脱剂为0.03mol/L盐酸，流速为0.5～1BV/h洗脱。

由图3和图4结果可见，低流速0.4～0.6BV/h变速洗脱效果明显优于恒速洗脱和高流速洗脱。

3.1.4XAD-2010树脂生产性能稳定性测定

按照以下工艺进行稳定性试验。

（1）吸附及解析工艺：树脂量为25mL，使用未预处理碱化液，上柱吸附流速2BV/h，至出口效价少量泄露，停止进料，水洗流速2～4BV/h，然后用0.1mol/L氨水前期处理，进料流速1～2BV/h，解析剂为0.03mol/L盐酸，流速为0.5～1BV/h洗脱。

（2）再生工艺：1mol/L氨水或氢氧化钠溶液2倍体积，中间水洗1次，再进1mol/L氨水或氢氧化钠溶液2倍体积，进完碱后浸泡1～3h，水洗至出口无色即可，准备进料。

按照设定工艺，连续上柱16批模拟生产条件进行试验试验，整体上吸附量稳定1000～1150mg之间，树脂平均吸附容量在43g/L，吸附稳定性高;洗脱率91%～103%，平均洗脱率98.5%，高于单柱进料，这可能和部分试验的低效价物料作为下批次前期酸性洗脱剂，对洗脱率造成周期性影响有关。

3.2LX系列脱色树脂分离性能试验

3.2.1三种LX脱色树脂分离性能结果

由表3结果可见，三种LX树脂在不同处理条件下，树脂在中性和酸性再生条件下转型后，杂质去除率明显较高。考虑再生的实际操作，中性再生效率偏低不在考虑，酸性条件下LXl#和3#对效价的吸附率较低，作为备选树脂进行下一步试验。

由表4结果可见，LX3#的处理能力明显高于LXl#，且效价吸附率由于料液处理体积的增加，下降较快。

3.2.2LX-3#脱色树脂上柱分离试验

由表5结果可见，进一步的工艺优化，LX-3#脱色树脂上柱分离效果明显，处理浓缩液效果杂质去除率无明显下降，效价损失率进一步下降。

3.3活性炭处理工艺

3.3.1pH对活性炭处理效果的影响

从图5结果可见，在较低的pH值1.5～2.0范围色素及蛋白去除率较高，处理后样液透光率低（最高83.5%），仍然含有大量蛋白、色素及其它杂质，发酵液量较大，所需活性炭总量较大，效价损失量较大。因此，对活性炭处理可以安排在杂质含量较低的步骤，可以达到明显的除杂效果和较低的收率损失。

3.3.2处理时间对活性炭处理效果的影响

由图6结果可见，活性炭处理过程随着时间的延长杂质去除率有一定升高，但是提高效率相对放缓，而效价损失率快速上升。因此，0.5h的处理时间完全可以达到处理效果。

3.3.3效价单位对活性炭处理效果的影响

由图7结果可见，物料浓缩倍数对活性炭的处理效果有明显影响，可浓缩6倍左右，杂质去除率和效价收率两方面数据基本达到稳定。

3.4工艺稳定性验证

按照以下工艺流程：10L碱化液一大孔树脂分离一活性炭脱色一脱色树脂处理一浓缩一结晶一烘干，大孔树脂洗脱收率95%，脱色后结晶收率92%，总收率87.4%;成品结晶外观颗粒均匀，光泽较好，检测林可霉素A含量为98.8%，B组分含量为1.2%，产品质量达到CP2015药典要求。

4结论

（1）XAD-2010极性大孔树脂性能：理论最大吸附容量92g/L，生产最大容量79.6g/L，根据生产实际情况推算，实际上柱吸附容量达到近饱和，可能达到50～53g/L。

（2）XAD一2010极性大孔树脂生产工艺：吸附流速2BV/h，水洗流速2～4BV/h，然后用0.1mol/L氨水前期处理，进料流速1～2BV/h，解析剂为0.03tool/L鹽酸，流速为0.5～1BV/h洗脱;平均吸附容量在43g/L，连续生产吸附量稳定性高，洗脱率91%～103%，平均洗脱率98.5%。

（3）LX3#酸性条件处理后，洗脱液的最大处理能力达到40BV，浓缩液最大处理能力800BV。

（4）活性炭对低pH值1.5～2.0物料的处理能力最佳，二次脱色对浓缩6倍洗脱液的杂质去除率和效价收率两方面数据基本达到稳定。

（5）按照以下工艺流程：10L碱化液一大孔树脂分离一活性炭脱色一脱色树脂处理一浓缩一结晶一烘干，大孔树脂洗脱收率95%，脱色后结晶收率92%，总收率87.4%;成品结晶外观颗粒均匀，光泽较好，检测林可霉素A含量为98.8%，B组分含量为1.2%，产品质量达到CP2015药典要求。