林可霉素提取过程生产现状和研究进展

摘要林可霉素是高效的方谱抗生素。本文介绍了林可霉素当前的生产状况。主要应用的生产工艺和提取新工艺的研究进展。在深入研究的基础上对已有几种工艺进行了分析和比较，并对今后林可霉素的生产及工艺研究提出了展望。关键词林可霉素；提纯；萃取林可霉素（lincomycin）是一种高效广谱抗生素。于1962年由美国人Mason等首先从链霉菌林可变种培养液中获得，从此获得广泛应用。林可霉素的分子式为C18H34N2O6S，分子量为406.56。林可霉素与林可霉素S在结构上的区别为：林可霉素4位上为正丙基，而林可霉素S4位上是乙基。两者的药理上存在着很大的区别，相比而言，林可霉素S的抗菌活性较低且毒性较大，因此成品中林可霉素S的含量是决定林可霉素质量的重要指标，也是衡量一个工艺好坏的重要标准。生产中林可霉素S含量一般通过高效液相色谱法测出[2]。林可霉素对革兰氏阳性菌有较强的抑菌作用，特别是对链球菌、金黄色葡萄球菌及厌氧菌的抗菌作用尤其为明显，在许多感染症的治疗中疗效显著。由于其对组织和细胞的穿透力强，应用方便，不需做皮试，因此在临床上有着广泛的应用[1]。我国是对林可霉素及其衍生物研究较早的国家之一，从1980年开始批量生产，到1992年全国已有生产厂家43个，年产量达800多吨，在世界林可霉素的生产中占据重要的地位[3-5]。受销售市场的影响，现在我国共有林可霉素生产厂家十家左右，比较大的有华北制药厂，南阳化学制药厂等。1林可霉素的生产现状和工艺目前我国各生产厂家所采用的林可霉素提炼生产工艺主要是丁醇萃取法，其主要生产工艺流程参见图2[6]。此工艺是由美国人于1963年提出的，并取得专利。其核心内容是丁醇从发醇液中萃取林可霉素，经多次浓缩、脱色，最后结晶得到粗晶体。也有的工艺在萃取后利用盐酸进生反萃取，再进行脱色，最后用丙酮直接尽管丁醇法至今仍在广泛应用，但此法存在着许多缺点。首先，它的工艺复杂、工序繁多，从而导致收率低，物耗、能耗高；其次，丁醇法对林可霉素与林可霉素S的分离基本没有效果，粗品中林可霉素S的含量往往高达3%-6%。同时，由于丁醇水溶性林大，因而该工艺还存在着丁醇消耗量大回收困难，以至于生产成本较高等问题。2新萃取体系的研究及使用情况对林可霉素生产工艺的开发，从发醇[7]到结晶[8]。国内外研究人员都投入了相当大的精力，但主要集中在新型萃取体系的研究上。2.1中性磷类萃取剂的研究[9]卢志生等采用中性有机磷类化合物作为萃取剂来提取林可霉素，并申报了专利（CN1037343A）。其中工艺流程参见图3，主要包括了萃取、反萃取、脱色、结晶和过滤等步骤。在偏碱性介质中，用中性磷（膦）、混合稀释剂（如煤油等）及助萃剂（如丁醇或十二醇等）在pH7～11可以对林可霉素进行萃取，当pH＜3.5时，林可霉素能很好地被反萃取进入水相。2.2肟类萃取剂[10]万钢等研究了用肟类萃取剂萃取林可霉素的工艺。他们分别采用氧肟-84，酮肟-85及N510作萃取剂（体积浓度分别为50%、20%和10%），磺化煤油作稀释剂，进行了实验研究。他们研究了平衡PH值、时间、相比、萃取剂浓度、水相林可霉素初始浓度及温度等因素对萃取的影响，以及负荷有机酸反萃取结果，并探讨了肟类萃取林可霉素的机理，得出以下结论：（1）振荡1分钟后，即可达萃取平衡，若单级萃取率大于90%，则相比应小于2；（2）由于所使用的肟类萃取剂都显酸性，所以平衡后PH值均降低，且萃取分别在PH6-8的范围内达到最大值（图4）；（3）在各自的最佳平衡PH值条件下，萃取率随萃取剂浓度的升高而升高，其中氧肟-84能力最强，N510最差（图5）；实验结果表明，肟类在中性和碱性条件下均可有效地萃取林可霉素，但反萃取相对较难。他们未报道对林可霉素S的分离效果。2.3长链醇结合中性磷（膦），分两阶段萃取法[11]于淑秋等和华北制药厂家共同开发了以长链醇结合中性磷，分两阶段萃取林可霉素的方法，并申报了专利（CN1053790A）。其主要工艺步骤是：第一阶段用正丁醇或5碳以上的长链醇或中性磷类为萃取剂，煤油等惰性有机试剂为稀释剂，在PH10-12以下从发醇液中进行萃取用盐酸反萃取得到效价大于2万u/ml的反萃取液；第二阶段调节第一阶段反萃取液PH至弱碱性后，用中性磷类化合物为萃取剂，以煤油等惰性溶剂稀释进行选择性萃取以分离林可霉素S，并用盐酸反萃取后，经丙酮结晶制得林可霉素盐酸盐产品。其主要工艺流程参见图6。从此专利提供的说明看到，所应用的中性磷（膦）类化佫物，包括了磷酸三烷基酯类化合物，如磷酸三乙酯（TEP）、磷酸三丁酯（TBP）等，也包括了烷基磷酸二烷基酯类化合物，如异烷基磷酸二丁酯等，三烷基氧化膦类化合物，如三辛基氧磷（TOPO）等。其萃取能力为：磷酸三烷基酯类＜烷基磷酸二烷基酯类＜三烷基氧化膦类。同时该专利中还对三烷基氧磷（TRPO）、TBP两种萃取剂不同浓度情况下萃取率的变化进行了比较，发现随萃取剂浓度提高，萃取率也得到提高。从专利提供的几个实例来看，林可霉素产品中的林可霉素S含量都得到很好的控制，大部分在2%以下，如应用TRPO甚至可以达到0.7%。但专利中并未专对萃取率，收率作出详细说明，仅在一个实例中谈到第二阶段应用TBP，经过十级逆流萃取，总萃取率达92%以上。该工艺虽然对林可霉素S的分离非常有效，但由于萃取剂粘度较大，第一阶段中的乳化问题不宜解决，而且工艺也相对复杂，对生产的要求较高。故现在一些厂家主要是单独应用第二阶段工艺进行林可霉素S的分离。此外，中性磷（膦）类萃取剂价格也比较高，并有毒性，可能影响成品的质量。2.4酯类萃取剂的研究[12]顾一鸣等研究了用乙酸异丁酯萃取林可霉素的方法，并取得专利（CN1031334A），此法用乙酸异丁酯代替了价格较高的丁醇，与丁醇法相比降低了成本，但收率及林可霉素S的分离效果都不甚理想。2.5醇类萃取剂的研究[13]李雁南等研究了用辛醇萃取林可霉素的方法。由于辛醇水溶性小，溶剂几乎不损失，所以回收率大大提高，从而降低了成本。而且辛醇对于蛋白质、糖和无机盐等杂质几乎不萃取，因此简化了纯化过程。实验表明，此工艺林可霉素的总收率可达80%以上。产品符合BP80版要求，但林可霉素S的分离效果较差。此外本科研组研制的新型萃取剂QH201[14，15]已申请专利（申请号9800065.7）[16]。工艺实验证明该工艺萃取率高，总收率达85%左右；林可霉素S含量低于1.5%；产品质量完全符合药典要求。此外该工艺还有分离级数少，溶媒水溶性小，残液无需回收溶媒，安全性高等优点。该方法技术成熟，已达工业实用水平。3其它提取方法的研究除传统的溶剂萃取法外，许多学者对林可霉素新的提取方法进行了研究，其中比较成熟的有吸附和离子交换技术的应用。赵凤生以及印培民等[17，18]对离子交换法进行了研究。印培民用H-103大孔网状吸附剂提取林可霉素，其主要工艺流程见图7，该工艺结果与溶媒法的比较见表1。该工艺制得的林可霉素符合BP80版的标准，且林可霉素S含量低于2%。尽管离子交换法有其优势，但就现阶段而言，也存在着较大的缺点。主要是生产能力小，生产周期长。在这两个问题解决之前，离子交换法很难广泛推广。表1离子交换法与溶媒法的比较离子交换法溶媒法溶媒消耗量（kg丁醇/kg产品）成品中林可霉素S含量（%）收率（%）4.61.685153.5804林可霉素生产前景展望从长远来看林可霉素，尤其是林可霉素衍生物，仍然将是医药市场上的主流产品之一。同时随着经济杠杆的平衡及调节，林可霉素的生产销售也将趋于合理、平衡、因此改造旧有的生产技术，提高工艺水平。降低生产成本，提高产品质量，将是生产厂家今后的主要任务。从目前的形势来看,降低产品中林可霉素S的含量是林可霉素生产中的当务之急,由于新型的研制开发,国际市场早对林可霉素S的要求越来越苛刻.标准越来越高。因此尽管当前克林霉素制剂生产市场对林可霉素原料中林可霉素S含量的要求是低于1.7%，但从发展的角度看尽快研制出工艺简单，产品中林可霉素S含量在1.0%左右,甚至小于1.0%的新型提取工艺是林可霉素生产厂家和广大抗生素科研人员的首要任务.参考文献1.顾觉奋,微生物药品化学分析,北京:军事医学科学出版社,19962.杨染,鹿颐,王爱国.高效液相色谱法测定盐酸林可霉素A和B的含量。药物分析杂志，1992，12（5）：3093.张骁，束梅英林可霉素产销现状及展望。中国药房，1995，6（6）：54.罗青波。对国内洁霉素市场的剖析与对策。医药情报，1994，6：75.任吉民，林可霉素类抗生素市场概述，中国药房。1991，2（3）：146.《抗生素工业生产》编写组，抗生素工业生产，北京：中国医药工业公司，19817.BergyME,CoatsJH,MalikVS.ProcessforpreparinglincomycinUSP4271266.8.靳顺明，溶媒提取洁霉素工艺的改进，中华人民共和国专利，CN1066074A9.卢志生，蔡继传，贺协群，用中性有机磷类萃取剂从发酵液中提取抗生素。中华人民共和国专利，CN1037343A10.万钢，于淑秋，伍志春等。肟类萃取洁霉素的研究。化工冶金，1994，15（4）：33011.于淑秋，万钢，伍志春等，纯化洁霉素的方法，中华人民共和国专利，CN1053790A12.顾一鸣，抗生素溶媒萃取法的改进，中华人民共和国专利，CN1044819A13.李雁南，溶剂萃取林可霉素的方法，中华人民共和国专利，CN1044819A14.朱亚胜，从发酵液中提取林可霉素工艺研究[学士论文]。北京：清华大学，199515.雷卓伟，林可霉素提取新工艺研究[学士论文]北京：清华大学，199716.亓平言，廖史书，周惆。林可霉素提取新工艺中华人民共和国专利，申请号98100065.717.赵凤生，孙俊。树脂吸附法提取林可霉素离子交换与吸附，1992，8（3）：25218.印培民，沈卫，周鹃，H-103大孔网状吸附剂提取林可霉素的研究。中国抗生素杂志，1993，18（4）：310校对：张剑1999年12月7日