5490-27-7 / 雙氫鏈霉素的制備

背景及概述^[1][2]

鏈霉素(Streptomycin)是賽爾曼·瓦克斯曼于1944年從灰色鏈霉菌培養液中分離出來的一種堿性抗生素，具有抗結合桿菌特性，也可在獸藥和農藥中用作殺菌劑。其分子結構是由鏈霉胍、鏈霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷鍵相連而成的，分子式為C21H39N7O12。硫酸雙氫鏈霉素是將鏈霉素的醛基加氫還原為醇羥基，并將其轉化為硫酸鹽形式，能夠很好地克服鏈霉素穩定性差的問題，而且其抗菌譜與鏈霉素類似。還原態氫還原法生產雙氫鏈霉素可以在常溫常壓下進行，但現有的制備工藝普遍存在草酸消耗量高、還原劑利用率低、產品純度差、合格率低和質量不穩定等問題。

理化性質^[1]

雙氫鏈霉素可以通過濕鏈霉菌直接發酵產生，但是由于雙氫鏈霉素中不含醛基，因此產品純度難以通過大孔吸附樹脂或螯合樹脂進行提純。目前普遍采用的是半合成的方法制備雙氫鏈霉素，即通過發酵得到鏈霉素，再將通過還原反應得到雙氫鏈霉素，主要的還原方法有氫氣催化法、電解還原發、還原態氫還原法。其中氫氣催化法反應條件要求高溫高壓、催化劑，對設備要求高；電解還原法需要大量電能，且反應效率較低；還原態氫還原法，可常溫常壓進行，但還原劑的用量依然較高，存在一定的安全隱患。

應用^[3]

雙氫鏈霉素(多以硫酸雙氫鏈霉素形式保存)是一種高效β-內酰胺類抗生素，具有殺菌活性強、毒性低、適應癥廣及臨床療效好的優點，適用于由多種革蘭氏陰性細菌所引起的感染癥，如：結核病、百日咳、鼠疫等，目前多被應用在獸醫臨床實驗中。

制備^[2]

a.按6kg/m3的比例將草酸加入鏈霉素發酵液中，然后用硫酸調節pH至2.5，加熱至60℃，再通過離心或過濾去除不溶物，然后用氫氧化鈉調節pH至7.0，制得鏈霉素原液；

b.將鏈霉素原液用鈉型110樹脂吸附飽和后，用軟水洗滌并壓干，再用5.0％的稀硫酸洗脫，制得硫酸鏈霉素洗脫液；

c.將鏈霉素洗脫液用大孔伯胺基樹脂D303或D318吸附飽和后，用純化水洗滌，再用8.0％的稀硫酸循環解析，制得硫酸鏈霉素解析液；

d.將硫酸鏈霉素解析液用氫氧化鈉調節pH至6.5后，按照5.0g/億單位的比例加入還原劑硼氫化鉀，還原劑加入前先按質量體積比為10％溶解于0.05％的氫氧化鈉溶液中，然后用硫酸調節pH至7.0，制得硫酸鏈霉素氫化液；

e.將硫酸鏈霉素氫化液用鈉型D152樹脂吸附飽和后，用無鹽水洗滌，再用5.5％的稀硫酸洗脫，制得硫酸雙氫鏈霉素洗脫液；

f.將硫酸雙氫鏈霉素洗脫液正向通入兩個串聯的氫型混合床離子交換樹脂，制得硫酸雙氫鏈霉素提純液；所述混合床離子交換樹脂由1×25樹脂與703樹脂按體積比1:0.3混合組成；

g.將硫酸雙氫鏈霉素提純液用氫氧化鈣調節pH至4.0后，加入質量體積比為0.5％的針劑活性炭，過濾后所得濾液為硫酸雙氫鏈霉素濾后液；

h.將硫酸雙氫鏈霉素濾后液用截留分子量為150D的納濾膜濃縮制得硫酸雙氫鏈霉素濃縮液；

i.在硫酸雙氫鏈霉素濃縮液中，加入質量體積比為1.0％的針劑活性炭，過濾后所得濾液為硫酸雙氫鏈霉素脫色濃縮液；

j.將硫酸雙氫鏈霉素脫色濃縮液用截留分子量為4000D的中空纖維超濾膜過濾，制得硫酸雙氫鏈霉素成品濃縮液。

k.將硫酸雙氫鏈霉素成品濃縮液用二流式氣流霧化器噴霧干燥，制得硫酸雙氫鏈霉素成品粉。

主要參考資料

[1]劉曉茂, 趙淑軍, 張進杰, 曹亞平, 張守軍, & 孫海俠. (2008). 蜂蜜中鏈霉素與雙氫鏈霉素殘留量的液相色譜串聯質譜法測定. 分析測試學報, 27(12), 1351-1354.

[2] 劉曉茂, 張進杰, 張守軍, 曹亞平, & 楊志偉. (2010). 雙柱固相萃取凈化-液相色譜-串聯質譜法測定牛奶和奶粉中鏈霉素和雙氫鏈霉素殘留量. 分析試驗室, 29(10), 000040-44.

[3] 黃娟, 殷耀, 徐錦忠, 劉艷, 陳國松, & 張曉燕等. (2014). 液相色譜-串聯質譜法測定花粉中的鏈霉素和雙氫鏈霉素. 色譜(6), 566-572.