一种利用泰乐菌素发酵液合成替米考星及磷酸替米考星的方法

摘要

一种利用泰乐菌素发酵液生产替米考星及磷酸替米考星的方法，其特征在于其工艺步骤为：首先将泰乐菌素发酵液进行预处理，得到泰乐菌素滤液，然后将泰乐菌素滤液经过萃取、氨化反应、反萃取、水解反应、酸化液萃取、真空干燥得到替米考星；所得替米考星经过磷酸化反应和喷雾干燥得到磷酸替米考星。本发明直接以泰乐菌素发酵液为初始原料提取和合成得到替米考星和磷酸替米考星，简化了生产工序，缩短产品生产时间，且整个工艺反应条件温和，操作简单，生产过程安全可靠，有机溶媒损耗少，具有节能降耗，成品收率高，生产成本低，工作效率高等优点。

说明书

技术领域

本发明属于生物医药提取、合成技术领域，特别是涉及一种利用泰乐菌素发酵液合成替米考星及磷酸替米考星的方法。

背景技术

替米考星是美国 Elanco 公司于20 世纪80 年代开发的半合成大环内酯类畜禽专用抗生素，具有很强的抗菌活性，耐药性低，抗菌谱广，对所有的革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌、霉形体、螺旋体等均有抑制作用，尤其是对多种支原体及螺旋体也具有很强的抑制作用。该药先后在澳大利亚、巴西、法国、马来西亚、意大利、西班牙、美国等国家被批准临床用药，用于治疗山羊、奶牛、猪、

鸡等动物的感染性疾病。由于替米考星不溶于水，因此将替米考星磷酸化，以盐的形式易溶于水溶液中，便于动物的服用。

目前，国内外替米考星的合成路线主要有两条：一是直接用泰乐菌素碱进行水解合成；另一条是利用泰乐菌素磷酸盐或泰乐菌素酒石酸盐进行水解，脱掉相应的盐，再进一步合成，如中国专利《一种替米考星的制备方法》（申请号：200610048425.5）。上述工艺的共同点都是利用已经制备好的成品泰乐菌素盐或碱再行制备替米考星，造成工艺路线繁琐，生产周期长，且增加了中间体的损耗，生产成本高，生产效率低，成品收率低。

发明内容

本发明目的在于提供克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效提供替米考星、磷酸替米考星的成品收率，降低生产成本，工艺简捷，操作简便的利用泰乐菌素发酵液合成替米考星的方法，并进一步生产出磷酸替米考星。

为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种利用泰乐菌素发酵液生产替米考星及磷酸替米考星的方法，其特征在于其工艺步骤为：首先将泰乐菌素发酵液进行预处理，得到泰乐菌素滤液，然后将泰乐菌素滤液经过萃取、氨化反应、反萃取、水解反应、酸化液萃取、真空干燥得到替米考星；所得替米考星经过磷酸化反应和喷雾干燥得到磷酸替米考星。

所述预处理过程为：泰乐菌素发酵液温度控制在20～30℃，加入10～20%的聚合硫酸铝溶液，调节发酵液pH为1～3，聚合硫酸铝使用过程中不断搅拌，当pH值调节达到1～3后，继续搅拌10～15min，控制酸化后效价为7000μ/ml以上；然后用5～20％氨水调发酵液pH，控制pH在3～7，再搅拌10～15min，静置50～60min，用板框过滤机对发酵液进行过滤，得到泰乐菌素滤液。

上述萃取使用有机溶媒醋酸丁酯萃取泰乐菌素溶液。萃取方式：采用二级逆流萃取。萃取比例：泰乐菌素滤液体积（L）︰醋酸丁酯（L）=10～11︰4～4.5。萃取过程中，温度控制在40～50℃。用离心分离机进行二级逆流萃取，轻相为混合溶媒相，在萃取过程中取样检查复合溶媒相和水相分离情况、效价及水相pH值，控制萃余液效价在300u/ml以下，收集萃取液。一级萃取pH控制在7.0～10.0；二级萃取pH控制在8.0～11.0。萃余液(水相)效价＜300u/ml。萃取结束，萃取液中加入活性炭，活性炭加入比例：活性炭（t）=萃取液体积（m³）×(0.5～1)%。启动搅拌系统，转速控制在20～50r/min，搅拌10～15min，然后静置30～40min，静置结束后过滤。

上述氨化反应过程为：制备甲酸溶液，将甲酸和醋酸丁酯按比例进行混合。甲酸用量（kg）=泰乐菌素发酵总亿×0.075；混合比例：甲酸（kg）︰醋酸丁酯（L）=1︰5～5.2。开启搅拌，转速控制在40～60r/min。搅拌过程中，采用流加法，泰乐菌素萃取液中加入3,5-二甲基哌啶，用时20～30min。3,5-二甲基哌啶用量（kg）=泰乐菌素发酵总亿×0.2。加热升温，泰乐菌素萃取液温度控制在70～71℃。采用流加法加入甲酸和醋酸丁酯混合溶液，用时20～30min。保温150～180min。

氨化反应结束后，进行反萃取：溶液温度控制在15～25℃。加入纯化水，纯化水用量（m³）=泰乐菌素发酵总亿×0.04。开启搅拌，转速控制在40～60r/min。配置10～15%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时30～40min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至3.5～5.0。

然后进行水解反应，水解反应过程中，搅拌转速控制在40～60r/min。配置10～15%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时10～15min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至1.2～1.5。溶液加热升温，酸化溶液温度控制在35～45℃。保温120～180min。

水解完成后进行萃取。开启搅拌，转速控制在40～60r/min。酸化溶液温度控制在30～40℃。酸化液中加入醋酸丁酯，醋酸丁酯用量（L）=水解液体积×水解液效价×2×10^-6。配置15～20%氢氧化钠溶液，采用流加法缓慢加入，用时50～60min。滴加过程中，每隔9～11min检测pH,直至pH调至9～11。溶液pH达到工艺要求后，继续搅拌10～15min后停止搅拌，然后静置60～120min。静置结束后进行分离，回收萃余液（水相）。称量无水硫酸钠，加入萃取液中。搅拌15～20min，静置20～30min。静置结束后进行固液分离，得到替米考星和醋酸丁酯的混合溶液。无水硫酸钠用量=醋酸丁酯中水分的质量含量（kg/L）×醋酸丁酯体积（L）×7.9 kg。

采用真空干燥设备对替米考星和醋酸丁酯的混合溶液进行真空干燥处理，搅拌转速控制在20～50r/min；真空度≥-0.08MPa；干燥温度控制在50～80℃。真空干燥设备运行20h以上停止真空干燥，得到固体替米考星。

替米考星加入纯化水。加入比例：纯化水（L）︰替米考星（kg）=1～1.2︰1。开启搅拌，转速控制在40～60r/min；配置70～80%的磷酸溶液；采用流加法将磷酸溶液缓慢滴入替米考星溶液中，滴加过程中，每隔3～5min检测pH,直至pH调至5.0～6.5。磷酸化完成后保温并静置100～120min。 溶液静置结束后停止搅拌，得到磷酸替米考星水溶液。

启动喷雾干燥机，控制进风温度120～140℃，出风温度40～60℃，进料转速为150～180r/min。喷雾干燥结束，得到磷酸替米考星粉末。

本发明以泰乐菌素发酵液为起始原料提取和合成磷酸替米考星，同常规工艺相比，具有以下技术优势：

第一：生产成本低。常规工艺中，生产1吨磷酸替米考星，需要消耗磷酸泰乐菌素1.2～1.3吨，需要泰乐菌素发酵液（发酵单位在12500～13000u/ml）85～90m³。而本发明直接采用发酵液代替为起始原料，需要泰乐菌素发酵液（发酵单位在12500～13000u/ml）75～80m³。原材料成本下降6%以上。

第二：简化生产工序，缩短产品生产时间，提高工作效率。现有技术中以泰乐菌素精制液为起始原料合成替米考星、磷酸替米考星。泰乐菌素精制液生产工艺流程为发酵液经过萃取、反萃取、中和和脱色。本发明直接以泰乐菌素发酵液为初始原料，经过萃取后合成磷酸替米考星，简化常规生产工艺，缩短生产时间，减少中间体的损耗，降低生产成本。

第三：减少使用设备。现有技术中，生产替米考星、磷酸替米考星常规设备主要有原料罐、合成反应釜、萃取罐、反萃取罐、中和罐、中间体罐和循环泵。而本发明通过使用新工艺，停止使用反萃取罐、中和罐、中间体、循环泵等设备，减少设备维护与保养费用，降低生产成本。

第四：节能降耗，减少对环境的污染。常规工艺采用结晶法生产磷酸替米考星，并使用大型烘干设备对其进行干燥，能耗较大。本发明采用喷雾干燥工艺，达到节能降耗的目的。同时“三废”排放量少，大大低于常规工艺，因此，本工艺实施后不会对环境产生影响。

第五，成品收率高。国内常规生产工艺的收率比较低，如中国专利《一种替米考星的制备方法》（申请号：200610048425.5）的成品收率低于85％，而本发明的成品收率在85%以上，高与现有技术的收率。

第六，本发明反应条件温和，操作简单，生产过程安全可靠。

第七，本发明所用的有机溶媒主要是醋酸丁酯，该溶媒可进行回收并再次使用，损耗少，生产过程中污水排放量少，三废排放符合环保要求。

综上所述，本发明直接以泰乐菌素发酵液为初始原料提取和合成得到替米考星和磷酸替米考星，简化了生产工序，缩短产品生产时间，且整个工艺反应条件温和，操作简单，生产过程安全可靠，有机溶媒损耗少，具有节能降耗，成品收率高，生产成本低，工作效率高等优点。

具体实施方式

下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。

实施例1  

泰乐菌素发酵液体积50m³，效价为13210u/ml，发酵总亿为660.5。发酵液温度控制在20～30℃，加入10～20%的聚合硫酸铝溶液，调节发酵液pH为1.2，继续搅拌10min，酸化后效价为14697u/ml；然后用5.4％氨水调发酵液pH，控制pH在3.2，再搅拌10min，静置50min，用板框过滤机对发酵液进行过滤，得到泰乐菌素滤液40m³，碱化后效价为15819u/ml。

使用有机溶媒醋酸丁酯萃取泰乐菌素溶液，醋酸丁酯体积为16m³。萃取过程中，温度控制在40～42℃。用离心分离机进行二级逆流萃取，萃取结束，萃余液效价为267u/ml，醋酸丁酯的体积为15.8m³。萃取液中加入活性炭78kg，启动搅拌系统，转速控制在20r/min，搅拌10min，然后静置30min，静置结束后过滤，得到滤液15.7m³，效价为39901u/ml。

称量甲酸49.5 kg、醋酸丁酯为248L，将甲酸溶于醋酸丁酯中。开启搅拌，转速控制在40r/min，采用流加法，泰乐菌素萃取液中加入3,5-二甲基哌啶132.1kg。加热升温，泰乐菌素萃取液温度控制在70～71℃。采用流加法加入甲酸和醋酸丁酯混合溶液，用时20min。保温150min。保温结束，体积为16m³，效价为38291u/ml。

氨化反应结束后，溶液温度控制在15～17℃。加入纯化水26.4m³，开启搅拌，转速控制在40r/min。配置10%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时30min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至3.6。水解反应过程中搅拌转速控制在40r/min。配置10%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时10min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至1.2。溶液加热升温，酸化溶液温度控制在35～37℃。保温120min。水解液体积为27m³，效价为22037u/ml。

水解完成后进行萃取。开启搅拌，转速控制在40r/min。酸化溶液温度控制在30～33℃。酸化液中加入醋酸丁酯1.2m³，配置15%氢氧化钠溶液，采用流加法缓慢加入，用时50min。滴加过程中，每隔9～11min检测pH,直至pH调至9.1。溶液pH达到工艺要求后，继续搅拌10min后停止搅拌，然后静置60min。静置结束后进行分离，回收萃余液（水相）。称量261kg无水硫酸钠，加入萃取液中。搅拌15min，静置20min。静置结束后进行固液分离，得到替米考星和醋酸丁酯的混合溶液。

采用真空干燥设备对替米考星和醋酸丁酯的混合溶液进行真空干燥处理，搅拌转速控制在20r/min；真空度-0.08MPa；干燥温度控制在50℃。真空干燥设备运行26h停止真空干燥，得到固体替米考星554.8kg，产品收率85.4%。

替米考星加入纯化水540L。开启搅拌，转速控制在40min；配置70%的磷酸溶液；采用流加法将磷酸溶液缓慢滴入替米考星溶液中，滴加过程中，每隔3～5min检测pH,直至pH调至5.0。磷酸化完成后保温并静置100min。 溶液静置结束后停止搅拌，得到磷酸替米考星水溶液。

启动喷雾干燥机，控制进风温度120～140℃，出风温度40～60℃，进料转速为150～180r/min。喷雾干燥结束，得到磷酸替米考星612kg。

实施例2 

泰乐菌素发酵液体积50m³，效价为13953u/ml，发酵总亿为697.7。发酵液温度控制在24～26℃，加入15%的聚合硫酸铝溶液，调节发酵液pH为2.1，继续搅拌12min，酸化后效价为15813 u /ml；然后用13.8％氨水调发酵液pH，控制pH在5.2，再搅拌13min，静置55min，用板框过滤机对发酵液进行过滤，得到泰乐菌素滤液39.2m³，碱化后效价为16980u/ml。

使用有机溶媒醋酸丁酯萃取泰乐菌素溶液。萃取采用二级逆流萃取，加入醋酸丁酯15.7m³。萃取过程中，温度控制在44～46℃。萃取结束，萃余液(水相)效价259u/ml；萃取液体积为15.5m³。萃取液中加入活性炭106kg，启动搅拌系统，转速控制在35r/min，搅拌13min，然后静置35min，静置结束后过滤，得到滤液15.3m³，效价为42721u/ml。

称量甲酸52kg、 醋酸丁酯267L，将甲酸溶于醋酸丁酯中。开启搅拌，转速控制在50r/min。采用流加法，泰乐菌素萃取液中加入3,5-二甲基哌啶140kg，用时25min。加热升温，泰乐菌素萃取液温度控制在70～71℃。采用流加法加入甲酸和醋酸丁酯混合溶液，用时25min，保温165min。保温结束，体积为15.6m³，效价为41019u/ml。

氨化反应结束后，溶液温度控制在18～21℃。加入纯化水，纯化水用量28m³。开启搅拌，转速控制在50r/min。配置12.3%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时35min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至4.1。

水解反应过程中，搅拌转速控制在50r/min。配置12.3%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时13min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至1.3。溶液加热升温，酸化溶液温度控制在38～41℃。保温150min。水解液体积为27.8m³,效价为22488/ml。

水解完成后进行萃取。开启搅拌，转速控制在50r/min。酸化溶液温度控制在34～35℃。酸化液中加入醋酸丁酯1.3 m³，配置18%氢氧化钠溶液，采用流加法缓慢加入，用时55min。滴加过程中，每隔9～11min检测pH,直至pH调至10.2。溶液pH达到工艺要求后，继续搅拌12min后停止搅拌，然后静置90min。静置结束后进行分离，回收萃余液（水相）。称量410.8kg无水硫酸钠，加入萃取液中。搅拌18min，静置25min。静置结束后进行固液分离，得到替米考星和醋酸丁酯的混合溶液。

采用真空干燥设备对替米考星和醋酸丁酯的混合溶液进行真空干燥处理，搅拌转速控制在35r/min；真空度-0.09MPa；干燥温度控制在65℃。真空干燥设备运行24h停止真空干燥，得到固体替米考星608kg，收率为87.2%。

替米考星加入纯化水451L。开启搅拌，转速控制在50r/min；配置75.2%的磷酸溶液；采用流加法将磷酸溶液缓慢滴入替米考星溶液中，滴加过程中，每隔3～5min检测pH,直至pH调至5.8。磷酸化完成后保温并静置110min。 溶液静置结束后停止搅拌，得到磷酸替米考星水溶液。

启动喷雾干燥机，控制进风温度120～140℃，出风温度40～60℃，进料转速为150～180r/min。喷雾干燥结束，得到磷酸替米考星粉末677kg。

实施例3 

泰乐菌素发酵液体积50m³，效价为13457u/ml，发酵总亿为673。泰乐菌素发酵液温度控制在28～30℃，加入20%的聚合硫酸铝溶液，调节发酵液pH2.9，聚合继续搅拌15min，控制酸化后效价为13089u /ml；然后用20％氨水调发酵液pH，控制pH在6.9，再搅拌15min，静置60min，用板框过滤机对发酵液进行过滤，得到泰乐菌素滤液40m³，碱化后效价为16001u/ml。

使用有机溶媒醋酸丁酯萃取泰乐菌素溶液。醋酸丁酯体积为18m³。萃取过程中，温度控制在48～50℃。用离心分离机进行二级逆流萃取，萃取结束，萃余液(水相)效价279u/ml。萃取液中加入活性炭180kg，启动搅拌系统，转速控制在50r/min，搅拌15min，然后静置40min，静置结束后过滤，滤液体积17.8m³。效价为35452u/ml。

称量甲酸50kg，醋酸丁酯262L，将甲酸溶于醋酸丁酯中。开启搅拌，转速控制在60r/min。采用流加法，泰乐菌素萃取液中加入3,5-二甲基哌啶135kg，用时30min。加热升温，泰乐菌素萃取液温度控制在70～71℃。采用流加法加入甲酸和醋酸丁酯混合溶液，用时30min。保温180min。保温结束，体积为18.1m³，效价为33889u/ml。

氨化反应结束后，溶液温度控制在23～25℃。加入纯化水27m³，开启搅拌，转速控制在60r/min。配置15%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时40min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至5.0。

水解反应过程中，搅拌转速控制在60r/min。配置15%盐酸溶液，采用流加法缓慢加入，用时15min。滴加过程中，每隔4～6min检测pH,直至pH调至1.5。溶液加热升温，酸化溶液温度控制在43～45℃。保温180min。水解液体积为27.4m³,效价为21848u/ml。

水解完成后进行萃取。开启搅拌，转速控制在60r/min。酸化溶液温度控制在38～40℃。酸化液中加入醋酸丁酯1.2m³，配置20%氢氧化钠溶液，采用流加法缓慢加入，用时60min。滴加过程中，每隔9～11min检测pH,直至pH调至11。继续搅拌15min后停止搅拌，然后静置120min。静置结束后进行分离，回收萃余液（水相）。称量25kg无水硫酸钠，加入萃取液中。搅拌20min，静置30min。静置结束后进行固液分离，得到替米考星和醋酸丁酯的混合溶液。

采用真空干燥设备对替米考星和醋酸丁酯的混合溶液进行真空干燥处理，搅拌转速控制在50r/min；真空度-0.10MPa；干燥温度控制在80℃。真空干燥设备运行22h停止真空干燥，得到固体替米考星576kg，收率为85.7%。

替米考星加入纯化水478L。开启搅拌，转速控制在60r/min；配置80%的磷酸溶液；采用流加法将磷酸溶液缓慢滴入替米考星溶液中，滴加过程中，每隔3～5min检测pH,直至pH调至6.5。磷酸化完成后保温并静置20min。 溶液静置结束后停止搅拌，得到磷酸替米考星水溶液。

启动喷雾干燥机，控制进风温度120～140℃，出风温度40～60℃，进料转速为150～180r/min。喷雾干燥结束，得到磷酸替米考星粉末642kg。