酶法合成氨苄西林时酶与悬浮液的分离研究
晶种,1试验材料和仪器,2试验仪器,2试验方法,1考察PGA对分离速率的影响,2考察反应副产物对分离速率的影响,3考察不同工艺条件对分离速率的影响,3结果与讨论,1从PGA角度研究对分离速率的影响,2反应副产物PG对分离
黄国明,王欣,严正人,张海燕,魏士倩(1.华北制药集团先泰药业有限公司,石家庄 052165;2.河北省半合青类相关酶及应用技术创新中心,石家庄 052165)
氨苄西林(Ampicillin),是一种β-内酰胺类抗生素,具有良好的抗菌效力和较低的毒副作用,在临床治疗中有着广泛的应用[1]。该药列于世界卫生组织基本药物标准清单,为基础公卫体系必备药物之一。氨苄西林的传统合成方法是把母核和侧链经过化学合成得到。近年来,由于绿色生产的需求,在水相中用固定化青霉素G 酰化酶(Penicillin G acylase,PGA)催化合成氨苄西林已经成为工业化生产氨苄西林的发展趋势而被广泛采用。
酶法合成氨苄西林的机理为:在PGA 催化下,底物6-APA与侧链PGM·HCl 反应生成氨苄西林(Ampicillin,合成反应Ⅰ),但同时,还有底物水解(PGM·HCl,反应Ⅱ)和产物水解(Ampicillin,反应Ⅲ),所有这些副反应(反应Ⅱ和反应Ⅲ)均会产生D-苯甘氨酸(PG)[2]。

图1 氨苄西林的酶法合成Fig.1 Enzymatic synthesis of ampicillin
酶法合成抗生素工艺在工业生产时,PGA的分离再生是关键技术之一,如果分离困难会导致生产工时的不可控制,影响后续工序的进行,最终影响产品收率和质量[3-4]。目前对酶法合成抗生素的研究主要集中在合成工艺优化及母液的回收[5-12],对PGA与悬浮液分离过程的研究较少[13-17]。本试验室发现在酶法合成氨苄西林时,在机械搅拌力的作用下将PGA与悬浮液过筛网,目的是使悬浮液通过筛网,而PGA截留在筛网上面重复利用。但是在实际操作时,存在PGA与悬浮液难以分离的突出问题。本文叙述了采用一种直观、快速检测PGA与悬浮液分离速率的方法,分别从PGA 应用的角度、反应副产物、工艺条件三个方面,即PGA用量、PGA粒度、D-苯甘氨酸(D-phenylglycine,PG)的量、反应温度、反应浓度、在酶反应阶段加入晶种[18~20]对影响PGA与悬浮液分离速率的诸因素进行了考察,从而确定氨苄西林悬浮液分离速率为最合适试验条件,对产业化生产具有指导意义。
1 试验材料和仪器
1.1 试验材料
6-氨基青霉烷酸(6-Aminopenicillinic acid ......
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