Способ выделения эритромицина

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физикоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Куваева Зоя Ивановна Агабалаев Александр Андреевич Качерская Светлана Петровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ выделения эритромицина из водных или нативных растворов жидкостной экстракцией при щелочных значенияхс последующей реэкстракцией, отличающийся тем, что эритромицин экстрагируют тридеканолом или его раствором в предельном углеводороде, реэкстракцию проводят буферным раствором с 3,9-6,3 и осаждают эритромицин из реэкстракта путем доведениядо 10,0-10,5. Изобретение относится к микробиологической и медицинской промышленности и касается способа выделения антибиотика эритромицина. Известны способы выделения эритромицина экстракцией хлороформом, этилацетатом из нативного раствора при щелочных значениях рН ( 9) с последующим выпариванием экстрагента 1, 2. К недостаткам этих способов относятся относительно небольшая степень экстракции хлороформом и большая растворимость в воде этилацетата. Известны способы выделения эритромицина экстракцией бутилацетатом 3, 4. По способу 3 антибиотик выделяется экстракцией бутилацетатом из нативного раствора при щелочных значениях рН ( 9), с последующей реэкстракцией водным раствором, содержащим гидроксиды натрия и калия, метанол и уксусную кислоту, с последующим добавлением тиоцианата натрия, метанола, буферного раствора при подщелачивании гидроксидом калия, при этом выпадает эритромицина тиоцианат, который растворяют при нагревании в водно-ацетоновом растворе карбоната калия и гидрокарбоната натрия и кристаллизуют эритромицин с добавлением хлорида натрия. Недостатками данного способа являются большая растворимость бутилацетата в воде (0,5 г в 100 мл) 5, а также его летучесть 6, что неизбежно приводит к значительным потерям экстрагента. В данном способе используется большое количество стадий с использованием значительных количеств реагентов, что усложняет технологию и делает ее более затратной. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ выделения эритромицина бутилацетатом, описанный в работе 12348 1 2009.08.30 4. Антибиотик выделяется экстракцией бутилацетатом из нативного раствора при щелочных значениях рН ( 9), с последующей реэкстракцией водным раствором кислоты в две стадии с дальнейшим выпариванием под вакуумом и кристаллизацией. Основными недостатками способа-прототипа, как и способа 3, являются большая растворимость бутилацетата в воде, его летучесть и, как следствие, значительные потери экстрагента при эксплуатации. К недостаткам прототипа относится и пожароопасность бутилацетата 6, а также большое количество стадий в процессе реэкстракции эритромицина, что усложняет технологию. Задачей изобретения является разработка менее затратного способа выделения эритромицина. Поставленная задача достигается тем, что в способе выделения эритромицина из водных или нативных растворов жидкостной экстракцией при щелочных значениях рН с последующей реэкстракцией экстракцию эритромицина осуществляют тридеканолом или его раствором в предельном углеводороде, реэкстракцию проводят буферным раствором с рН 3,9-6,3 и осаждают эритромицин из реэкстракта путем доведения рН до 10,0-10,5. Благодаря крайне низкой растворимости тридеканола в воде (0,01 г в 100 мл) 7 и его нелетучести 8, а также низкой пожароопасности 8 достигается резкое уменьшение потерь экстрагента. Использование предлагаемого экстрагента позволяет сократить количество стадий и, тем самым, упростить технологию. Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 100 мл модельного раствора эритромицина с концентрацией 2 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида натрия помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл тридеканола. Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 100 . К органической фазе добавляют 50 мл цитратного буфера рН 4,8 и перемешивают в течение 5 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 100 . Получение кристаллического эритромицина достигают доведением рН водной фазы до 10,5 10 -ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 88 . Пример 2. 200 мл модельного раствора эритромицина с концентрацией 2 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида натрия помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл тридеканола.Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 94 . К органической фазе добавляют 200 мл цитратного буфера рН 6,3 и перемешивают в течение 5 мин. После разделения фаз водную фазу анализируют на содержание эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 85 . Получение кристаллического эритромицина достигают доведением рН водной фазы до 10,5 10 -ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 85 . Пример 3. 200 мл модельного раствора эритромицина с концентрацией 4 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида натрия помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл 90 -ного раствора тридеканола в октане. Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 88 . К органической фазе добавляют 50 мл цитратного буфера рН 4,8 и перемешивают в течение 2 12348 1 2009.08.30 5 мин (рН реэкстракта 5,1). После разделения фаз водную фазу анализируют на содержание эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 100 . Получение кристаллического эритромицина достигают доводением рН водной фазы до 10,5 10 -ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 86 . Пример 4. 200 мл модельного раствора эритромицина с концентрацией 7,9 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида натрия помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл 50 -ного раствора тридеканола в гептане. Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 87 . К органической фазе добавляют 50 мл цитратного буфера рН 4,8 и перемешивают в течение 5 мин. После разделения фаз водную фазу анализируют на содержание эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 100 . Получение кристаллического эритромицина достигают доводением рН водной фазы до 10,5 10 ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 86 . Пример 5. 100 мл модельного раствора эритромицина с концентрацией 2 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида натрия помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл 10 -ного раствора тридеканола в гептане. Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 85 . К органической фазе добавляют 50 мл цитратного буфера рН 4,8 и перемешивают в течение 5 мин. После разделения фаз водную фазу анализируют на содержание эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 100 . Получение кристаллического эритромицина достигают доводением рН водной фазы до 10,5 10 ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 84 . Пример 6. 200 мл нативного раствора культуральной жидкости, полученной с использованием штамма-продуцента, с концентрацией эритромицина 2 г/л помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл 50 ного раствора тридеканола в гексане. Экстракцию ведут при рН 9,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. Затем водную фазу отделяют и анализируют концентрацию эритромицина фотометрически. Выход на стадии экстракции 90 . К органической фазе добавляют 50 мл цитратного буфера рН 3,9 и перемешивают в течение 2 мин (рН реэкстракта 4,2). После разделения фаз водную фазу анализируют на содержание эритромицина фотометрическим методом. Степень извлечения на стадии реэкстракции 100 . Получение кристаллического эритромицина достигают доводением рН водной фазы до 10,5 10 ным раствором гидроксида натрия. При этом выпадает основание эритромицина. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. Степень извлечения относительно количества эритромицина в реэкстракте 85 . Данные примеров 1-6 приведены втабл. 1. 12348 1 2009.08.30 примера Объем органической фазы, мл Объемная доля тридеканола в орган. фазе,Объем водной фазы, мл Концентрация эритромицина в водной фазе, г/л Выход на стадии экстракции,Объем реэкстрагента, мл рН реэкстрагента Выход на стадии реэкстракции,Выход на стадии получения кристаллов,Общий выход кристаллического эритромицина,Верхняя граница значения рН буферного раствора для реэкстракции, равная 6,3, определяется тем, что с увеличением значения рН идет уменьшение степени реэкстракции. Нижняя граница значения рН буферного раствора, равная 3,9, определяется тем, что при более низком значении рН за время реэкстракции происходит частичная инактивация эритромицина. В табл. 2 приведено сравнение предлагаемого способа выделения эритромицина со способом-прототипом. Таблица 2 Параметр Прототип Разработанный способ Экстрагент Бутилацетат Тридеканол Степень извлечения при 20 С и при соотношении 88 100 объемов фаз 11,Потери экстрагента при однократной экстракции 0,50 0,01 на 100 г экстрагента, г Двухстадийная реэкстракция 1. Реэкстракция водным раствором кислоты (рН 4-8) Реэкстракция буферным расСтадия реэкстракции 2. Повторная экстракция бутилтвором с рН 3,9-6,3 ацетатом 3. Повторная реэкстракция раствором кислоты (рН 4-8) Выход на стадии реэкс 80100 тракции 1. Доведение рН раствора до 10 1. Доведение рН до 10-10,5 2. Выпаривание под вакуумом 2. Отделение кристаллов Выделение кристаллов при 50 С 3. Отделение кристаллов 3. Сушка 4. Сушка Выход эритромицина 6988- Эритромицин в остающемся водном растворе (рН 10-10,5) сразу направляется на экстрактор для извлечения по описанной схеме тридеканол после реэкстракции сразу на 4 12348 1 2009.08.30 правляется снова на экстракцию, так как регенерация экстрагента не требуется таким образом, получаем непрерывный замкнутый цикл фактически без потерь эритромицина(общий выход 100 ). Таким образом, в предлагаемом способе выделения эритромицина из водных или нативных растворов в качестве экстрагента используется тридеканол или его раствор в предельном углеводороде, что приводит к резкому уменьшению потери экстрагента при более высокой степени извлечения, чем при использовании в качестве экстрагента бутилацетата. Кроме того, предлагаемый экстрагент нелетуч и не пожароопасен. Предлагаемый способ позволяет сократить общее количество стадий и проводить процесс в непрерывном режиме. Все перечисленные преимущества делают способ выделения эритромицина более безопасным и более дешевым. Источники информации 1... - , 1984. - . 19-26. 2. Егоров Основы учения об антибиотиках. - М. Бином, 2004. - С. 528. 3. Патент 142175, МПК С 12 Р 19/62, 1987. 4. Патент 210190, МПК С 12 Р 1/06, 1995. 5. Коренман И.М. Экстракция органических веществ. - Горький ГГУ, 1973. - С. 159. 6. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л. Химия, 1977. С. 376. 7.. . -///// Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5