青霉素的化工单元操作

青霉素的化工单元操作

青霉素的化工单元操作一、背景知识二、青霉素的制备工艺三、青霉素发酵液预处理四、青霉素的提取五、青霉素的精制第2页,共26页，2024年2月25日，星期天一、背景知识：青霉素的概况（1）青霉素又被称为青霉素G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。第3页,共26页，2024年2月25日，星期天一、背景知识：青霉素的概况（2）分子式：C16H18N2O4S·HCl

分子量：384.5

化学本质：盐酸巴氨西林。其化学名为1-乙氧甲酰乙氧6-〔D（-）-2-氨基-2-乙酰氨基〕青霉烷酸盐酸盐。第4页,共26页，2024年2月25日，星期天一、背景知识：青霉素的发现青霉素是人类最早发现的抗生素.早在唐朝时，长安城的裁缝会把长有绿毛的糨糊涂在被剪刀划破的手指上来帮助伤口愈合，就是因为绿毛产生的物质（青霉素素菌）有杀菌的作用，也就是人们最早发现并使用青霉素。近代，1928年英国细菌学家弗莱明首先发现了世界上第一种抗生素—青霉素，1941年前后英国牛津大学病理学家霍华德·弗洛里与生物化学家钱恩实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，弗莱明、弗洛里、钱恩三人共同获得1945年诺贝尔奖

第5页,共26页，2024年2月25日，星期天一、背景知识：青霉素的应用（1）⒈流行性脑脊髓膜炎⒉放线菌病⒊淋病

⒋奋森咽峡炎⒌莱姆病

⒍多杀巴斯德菌感染⒎鼠咬热

⒏李斯特菌感染

⒐除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染10.风湿性心脏病或先天性心脏病患者进行口腔、牙科、胃肠道或泌尿生殖道手术和操作前，可用青霉素预防感染性心内膜炎发生。第6页,共26页，2024年2月25日，星期天一、背景知识：青霉素的应用（2）临床应用：40多年来，主要控制敏感金黄色葡糖球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌、螺旋体等引起感染，对大多数革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和某些革兰氏阴性细菌及螺旋体有抗菌作用。优点：毒性小缺点：但由于难以分离除去青霉噻唑酸蛋白（微量可能引起过敏反应），需要皮试。第7页,共26页，2024年2月25日，星期天二、青霉素的制备青霉素的化工单元操作具体步骤：

→→→→→→→→→→→→→→→发酵液预处理液板框过滤滤液储罐BA提取脱色（2次）过滤BA脱色液NaOH液萃取丁醇共沸蒸馏过滤晶体洗涤干燥成品第8页,共26页，2024年2月25日，星期天第9页,共26页，2024年2月25日，星期天三、青霉素发酵液预处理（1）发酵液预处理是抗生素分离纯化的第一道工序。发酵结束后，发酵液中抗生素的浓度通常很低，而杂质的含量通常很高。发酵液放罐后，首先要冷却，因为青霉素在低温时比较稳定，细菌繁殖也比较慢，可避免青霉素迅速被破坏。第10页,共26页，2024年2月25日，星期天三、青霉素发酵液预处理（2）发酵液预处理主要去除两大类物质：1、可溶性物质（核酸、杂蛋白质、不溶性多糖等）2、某些无机盐

为什么要去除？发酵液中的杂质如高价无机离子Ca,Mg,Fe离子）和蛋白质在离子交换过程中对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。第11页,共26页，2024年2月25日，星期天三、青霉素发酵液预处理（3）处理具体步骤：

1.青霉素菌丝较粗，一般过滤较容易，通常采用鼓式过滤及板框过滤2.对高价离子的去除，采用草酸或磷酸；3.对于蛋白质，可利用其在等电点时凝聚的特点将其去除；等电点沉淀4.去除不溶性多糖等采用吸附、酶解法。第12页,共26页，2024年2月25日，星期天第13页,共26页，2024年2月25日，星期天四、青霉素的提取（1）青霉素的提取方法：

离子交换法吸附法沉淀法

溶剂萃取法

第14页,共26页，2024年2月25日，星期天四、青霉素的提取（2）青霉素的提取采用溶媒萃取法。青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素盐易溶于水。利用这一性质，在酸性条件下青霉素转入有机溶媒中，调节pH，再转入中性水相，反复几次萃取，即可提纯浓缩。工业上通常用醋酸丁酯和戊酯。

ph2.8~3.0ph6.8~7.2

萃取2~3次硫酸盐、碳酸盐缓冲液反萃10%硫酸调pH2.8~3.0+醋酸丁酯二次萃取

注意：第一次萃取，存在大量的蛋白质，加0.05-0.1%乳化剂

PPB。发酵液乙酸丁酯水相（滤液）提取出的青霉素第15页,共26页，2024年2月25日，星期天第16页,共26页，2024年2月25日，星期天第17页,共26页，2024年2月25日，星期天四、青霉素的提取（3）

在提取过程中要遵循下面四个原则：

1、时间短

2、温度低

3、pH适中

4、勤清洗消毒第18页,共26页，2024年2月25日，星期天五、青霉素的精制这是青霉素生产的最后工序。对产品进行精制、烘干和包装的阶段要符合“药品生产管理规范”的规定。第19页,共26页，2024年2月25日，星期天第20页,共26页，2024年2月25日，星期天

五、青霉素的精制

1.脱色和去热原质脱色和去热原质是精制注射用青霉素中不可缺少的一步。色素是在发酵过程中所产生的代谢产物，它与菌种和发酵条件有关。热原质是在生产过程中由于被污染后杂菌所产生的一种内毒素。（活性炭）注意点第21页,共26页，2024年2月25日，星期天第22页,共26页，2024年2月25日，星期天五、青霉素的精制2.结晶抗生素精制常用结晶法来制得高纯度成品。常用的几种结晶方法有：1、改变温度结晶利用抗生素在溶剂中的溶解度随温度变化而显著变化的这一特性来进行结晶。2、利用等电点结晶当将某一抗生素溶液的pH调到等电点时，它在水溶液中溶解度最小，则沉淀析出。3、加成盐剂结晶在抗生素溶液中加成盐剂使抗生素以盐的形式从溶液中能够沉淀结晶。第23页,共26页，2024年2月25日，星期天五、青霉素的精制2.结晶：改变温度结晶（1）青霉素钠盐在醋酸丁酯中溶解度很小，利用此性质，再二次醋酸丁酯萃取液中加入醋酸钠乙醇溶液，并控制温度青霉素钠盐就结晶析出。反应如下：第24页,共26页，2024年2月25日，星期天五、青霉素的精制2.结晶：改变