您好, 访客   登录/注册

酶法制备阿莫西林的工艺优化研究

来源:用户上传      作者: 张忠斌

  摘 要:阿莫西林是日常生活中广泛应用到抗菌类药物,临床应用量也比较大,所以整体的市场需求量非常大。现如今,阿莫西林生产工艺已经十分成熟。目前有两种方法可以用来制备阿莫西林,一种是化学法,另一种是酶法,后者与前者相比,应用范围并不广,但是优势却非常突出,所以更多的学者都看好酶法制备阿莫西林。本文重点探究酶法制备阿莫西林的主要优化工艺,希望能够提供帮助。
  关键词:酶法;阿莫西林;工艺优化
  与其他抗生素药物相比,阿莫西林更为大家所知,因为人们日常生活中经常使用该药物。由于阿莫西林市场需求量非常大,所以各个制药企业都对其生产工艺十分看重,很多医学学者也在不断尝试着使用更先进的方法来制备阿莫西林。现阶段,主要有化学法和酶法来制备,阿莫西林,而化学法是普遍应用的一种方法,主要是将羟基苯甘氨酸邓钾盐和特戊酰氯混合,再经过多次化学反应从而得到阿莫西林。化学制备法工艺比较成熟,但是需要花费很长的时间才生产完成,整个工艺线路也很长,所以整体效率很低,需要很高的成本。再加之,化学法制备时会应用到带有毒性的物质,严重威胁着生产人员的生命安全,其中的废料也会导致环境污染。所以越来越多的企业开始尝试着其他方法,比如酶法。虽然此种方法还未广泛应用,但是未来发展前景非常好,制备时只需要原材料中添加适量的酶催化剂即可,生产工艺路线非常短,周期时间也很短,最关键是这期间并不需要加入任何的毒性物质,真正的实现了安全生产。这也正是此文对酶法制备阿莫西林工艺加以研究的关键所在。
  1 试验部分
  1.1 试验材料与仪器设备
  所选用的试验材料为青霉素G酰化酶、对羟基苯甘氨酸甲酯、6-APA以及其他一些必备的原料。所选用的仪器设备包括酶反应器、高效液相分析仪、生物显微镜、循环冷冻机、电热真空干燥箱以及PH计等多种仪器设备。其中所有的试剂均符合药典相关要求,所有的仪器设备均为化学试验的标准仪器设备,且性能良好,可以用于本试验的研究。
  1.2 方法
  实验人员需要称取一定量的青霉素G酰化酶原材料,注意必须是固态状态,然后再使用无盐水进行清洗,将其放入到酶反应器中,一直到沥水水分中。上述工作完成后,再根据已经确定好的比例来称取羟基苯甘氨酸甲酯与6-APA,再将两者进行混合,再使用盐水稀释,溶液制备完成后直接放入到青霉素G酰化酶的酶反应器中。该反应器具有搅拌功能,实验人员只要开启该功能即可,但是需要注意搅拌速度应该控制在400r/min,为保证PH值符合标准要求,可以选择使用3mol/L的氨水来有效的调整溶液PH值。在此基础上还需要开启循环冷冻功能,以便可以保证反应器中的温度达到溶液要求。上述工作都完成之后,就需要使用高效液相色谱仪对溶液进行监测,以便能够了解6-APA的具体转化率。
  在反应的最初阶段可以每隔半个小时取样一次进行检测,在反应的后期阶段则需要每隔十分钟就取样一次进行检测,一旦检测到其转化率保持稳定不变时就可以终止反应。第五,此时酶反应器中会残留一定的固化青霉素G酰化酶,可利用底部筛网将混悬液和其分离开来。并将所获得的混悬液转移到烧杯中作降温处理。待混悬液的温度降至5℃时就可以向其中慢慢滴加10%的盐酸,直到混悬液呈现出清亮状态时即可停止添加。第六,将上述清亮溶液倒入抽滤瓶中进行抽滤处理,之后再转移到烧杯中进行为期半个小时的养晶,再次过程中应不断的滴加氨水,直到PH值为5.1为止。养晶4h之后进行抽滤、无盐水洗、甲醇洗涤等处理,最后在45℃的环境中干燥,最终获得成品阿莫西林。
  1.3 稳定性试验
  取上述酶法制备的阿莫西林进行稳定性试验,并以相同生产日期的化学法制备阿莫西林作为对照品。采取加速试验方法进行测试。首先取上述样品30g,并放在两层密封袋中进行密封,然后放在温度为40℃,湿度为75±10%的恒温箱中进行加速试验,试验周期为半年。然后再利用药典方法对其各项检测指标变化情况进行检测。
  2 结果与讨论
  实验考察了投酶量、对羟基苯甘氨酸甲酯(HPGM)6-APA投料比、反应温度、反应pH等对阿莫西林合成收率的影响,其目的是找到酶法合成的最佳条件。
  2.1 固定化青霉素酰化酶投酶量。在HPGM:6-APA=2:1,温度15℃,pH6.5条件下,投酶量分别为2.0、2.5、3.0、3.5KU/L,检测6-APA转化率,终点时取样检测阿莫西林合成收率。结果显示投酶量在2.5KU/L以上,基本可以达到最大合成反应收率,进一步提高投酶量对合成反应收率没有明显影响(图1)。
  2.2 HPGM和6-APA投料比。在投酶量3.0KU/L,温度15℃,pH6.5条件下,HPGM:6.APA分别为1.2、1.5、1.8、2.1,检测6-APA转化率,终点时取样检测阿莫西林合成收率。结果显示HPGM:6-APA达1.5以上,可达到最大合成反应收率(图2)。
  2.3 反应温度。在投酶量3.0KU/L,HPGM:6-APA=2.0:1,pH6.5条件下,温度控制10、12、14、16、18、20℃,检测6-APA转化率,终点时取样检测阿莫西林合成收率。结果显示温度控制在12~160℃,可以达到相对较高的反应收率。
  2.4 反应pH值。在投酶量3.0KU/L,HPGM:6.APA=2.0:1,温度控制12℃条件下,pH控制在6.0、6.5、7.0、7.5、8.0,检测6-APA转化率,终点时取样检测阿莫西林合成收率。结果显示pH控制在6.0~6.5,可以达到相对较高的反应收率。
  综合上述因素,在投酶量3.0KU/L,侧链:6-APA=1.5:1,温度12℃,pH6.5条件下反应2h,取样检测6-APA转化率95.67%,阿莫西林生成率92.54%,最终阿莫西林成品摩尔收率84.3%。
  为了满足酶法工艺可靠性的要求,笔者进行了加速试验,试验的时长达到6个月之久,最终的试验结果证实了使用酶法进行阿莫西林的制备达到了稳定性的要求,并且满足相关规定。
  结束语
  在制备阿莫西林的过程中,选用酶法进行制备具有可行性,这一点在上述的研究结果中已经得到了证实。究其原因,是因为在青霉素酰化酶的基础上,羟基苯甘氨酸甲酯的侧链会出现脱离的现象,这样一来就会与母核6-APA相结合,最终形成了阿莫西林。与化学法相比较,酶法制备阿莫西林具有一定的优越性,至少在安全性以及稳定性方面,效果是十分明显的。除此之外,在进行阿莫西林的制备时,晶体的大小对于工艺质量以及稳定性具有直接的影响,大晶型的流动性要优于小晶型,所以具有更加理想的质量。在利用化学法对阿莫西林进行制备的过程中,其所制得的晶型要相对较小,所以更加证实了酶法制备要优于化学法的制备。因此在今后制备阿莫西林的过程中,应该选用酶法。
  另外,需要注意的是,如果使用酶法制备阿莫西林,不应该使用具有毒性的试剂,这样才能令工艺路线更加便捷,并且不会受到操作过程中的影响。更加不会对人体造成不良的损害。在发展可持续的道路上,酶法制得阿莫西林具有十分明显的效果,是一种具有广阔发展前景的工艺,我们在今后的工作中要将这一工艺予以进一步的优化,实现工艺水平的有效提升。
  参考文献
  [1]陈顺记.酶法阿莫西林工艺参数优化[J].科技资讯,2011(3).
  [2]徐荣.壳聚糖微球固定化重组TEM-116型ESBL的研究[J].中国抗生素杂志,2011(1).
  [3]郑玉林.阿莫西林合成工艺改进[J].中国抗生素杂志,2010(4).
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-7437028.htm