阿維菌素結(jié)晶工藝中的雜質(zhì)分析

于洪波　龍　燕

摘要：目的：考察不同結(jié)晶溶劑對(duì)雜質(zhì)的去除效果。方法：冷卻結(jié)晶方法。結(jié)果考察了阿維菌素粗粉在甲醇、乙醇、正丁醇和丙酮中的重結(jié)晶，甲醇和正丁醇對(duì)雜質(zhì)的去除效果更好；乙醇與丙酮結(jié)晶效果相當(dāng)，但對(duì)雜質(zhì)去除的選擇性不同，丙酮對(duì)B2a和A2b的去除更好一些，而乙醇對(duì)A2a、B1b、A1b和A1a的去除效果更好。

關(guān)鍵詞：阿維菌素結(jié)晶B1a雜質(zhì)分析

0引言

阿維菌素是十六元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，具有很強(qiáng)的殺蟲活性，是一種良好的殺螨蟲、昆蟲和寄生蟲的藥物，可以用于人、畜和農(nóng)作物。作為殺蟲劑，阿維菌素具有高效性和廣譜性，它可以同時(shí)驅(qū)殺幾乎所有的線蟲類、昆蟲類和螨蟲類寄生蟲，且一次用藥能達(dá)到80％～100％的驅(qū)凈率。阿維菌素的殘毒低，有很好的殺蟲選擇性，是一種良好的大面積控制害蟲的殺蟲劑，也是生產(chǎn)多種藥物的原料。阿維菌素包括八個(gè)組分，它的提純一般是針對(duì)B1a組分。阿維菌素是胞內(nèi)產(chǎn)物，其生產(chǎn)工藝包括發(fā)酵、浸提、濃縮結(jié)晶和重結(jié)晶提純。其中結(jié)晶是阿維菌素純化工藝的關(guān)鍵，目前工業(yè)上需多次結(jié)晶才可得到較好的產(chǎn)品。文獻(xiàn)中已有對(duì)阿維菌素結(jié)晶工藝的研究報(bào)道，但主要是從結(jié)晶的宏觀條件和設(shè)備尺度上開展的，由于阿維菌素一次結(jié)晶中雜質(zhì)含量較高，成分復(fù)雜，因而研究結(jié)晶中的雜質(zhì)成分以及結(jié)晶對(duì)不同雜質(zhì)的去除狀況，對(duì)阿維菌素的純化工藝研究有重要意義。

1材料方法

材料阿維菌素結(jié)晶粗粉(工業(yè)級(jí))和阿維菌素精粉(含B1a：93.62％，甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮均為分析純。)阿維菌素一次粗粉的重結(jié)晶選用冷卻結(jié)晶方法，將阿維菌素粗粉重結(jié)晶三次，比較各次結(jié)晶的純度及雜質(zhì)的去除狀況。乙醇為結(jié)晶溶劑，按照程序降溫方法冷卻結(jié)晶；結(jié)晶過(guò)程中攪拌速度：150r/min，降溫區(qū)間為85℃～22℃，晶體純度采用HPLC分析，由面積歸一化法定量。

阿維菌素粗粉重結(jié)晶一次，取結(jié)晶母液采用HPLC分析成分。HPLC儀器HPLC條件流動(dòng)相為甲醇∶水(85∶15)，流速1ml/min，進(jìn)樣量10μL，檢測(cè)波長(zhǎng)245nm，柱溫35℃。ESIMSMS條件：離子源噴射電壓35kV，毛細(xì)管溫度275℃，夾套氣(N2)，流速35Arbitary Units，檢測(cè)方式為正離子檢測(cè)。

結(jié)晶溶劑對(duì)雜質(zhì)的去除效果:以甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮作結(jié)晶溶劑按緩慢降溫的方式進(jìn)行冷卻結(jié)晶，考察不同結(jié)晶溶劑對(duì)雜質(zhì)的去除效果。結(jié)晶過(guò)程中攪拌速度150r/min，降溫區(qū)間：甲醇結(jié)晶55℃～21℃，丙酮結(jié)晶50℃～21℃，正丁醇結(jié)晶：65℃～21℃。晶體純度采用HPLC分析，由面積歸一化法定量。

2數(shù)據(jù)分析與討論

2.1阿維菌素粗粉的重結(jié)晶以乙醇作為結(jié)晶溶劑對(duì)阿維菌素粗粉進(jìn)行重結(jié)晶，HPLC分析給出粗粉、一次重結(jié)晶、二次重結(jié)晶和三次重結(jié)晶所得晶體中B1a的純度分別為72.65％、92.56％、94.48％和95.57％。B1a組分的保留時(shí)間為17.745min，由標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC對(duì)照得到。結(jié)晶對(duì)某些保留時(shí)間組分的去除效果較好，例如對(duì)保留時(shí)間在09.446和21.686min組分，一次重結(jié)晶基本可以去盡；另一些組分(保留時(shí)間在9.401、14.209和24.387min的組分)則通過(guò)多次重結(jié)晶亦難去除，導(dǎo)致多次重結(jié)晶都難以得到純度較高的阿維菌素產(chǎn)品。深入研究阿維菌素的結(jié)晶，需對(duì)阿維菌素粗粉中的其他成分進(jìn)行分析。

針對(duì)阿維菌素結(jié)晶中的雜質(zhì)分析對(duì)阿維菌素粗粉重結(jié)晶所得的結(jié)晶母液進(jìn)行分析，阿維菌素重結(jié)晶各組分HPLC分析從液相色譜共分離出10個(gè)譜峰，DAD檢測(cè)發(fā)現(xiàn)7個(gè)含量較高的組分在245nm處都有紫外最大吸收，推測(cè)其主體結(jié)構(gòu)相同，均是阿維菌素類物質(zhì)。對(duì)含量較高的7個(gè)雜質(zhì)進(jìn)行ESIMSMS分析得到各組分的分子離子峰和主要的碎片離子峰。各組分的分子量是通過(guò)加合離子［M+Na］+的質(zhì)量數(shù)來(lái)確定的，由分子量可以確定保留時(shí)間在12.446、14.209和24.337min的峰為A2a、B1b、A1a組分；保留時(shí)間在9.401和10.384min的峰可能為A2b或B2a；保留時(shí)間在17.745和21.686min的可能為A1b或B1a。這兩組組分的區(qū)別不能單純通過(guò)分子量來(lái)確定，可以結(jié)合組分的極性分析來(lái)解決：A、B組分的差別在于R1位置分別是H和CH3，所以A組分。阿維菌素粗粉中B1a和主要雜質(zhì)的紫外光譜圖的極性小于B組分。反相色譜分析時(shí)，極性越大的保留時(shí)間越小，所以，保留時(shí)間為B組分。

不同結(jié)晶溶劑對(duì)雜質(zhì)的去除效果實(shí)驗(yàn)考察甲醇、乙醇、正丁醇和丙酮作結(jié)晶溶劑的冷卻結(jié)晶，不同的溶劑結(jié)晶所得晶體中各種成分含量不同。幾種常見溶劑結(jié)晶的純度均在93％～46％之間，對(duì)雜質(zhì)的去除效果稍有差別。甲醇和正丁醇的結(jié)晶純度較高，丙酮和乙醇的結(jié)晶效果稍差。甲醇結(jié)晶可以去盡A2a、A1b，正丁醇結(jié)晶基本可以去盡A2b、A2a、A1b，對(duì)另外幾種雜質(zhì)的去除效果也較好。但甲醇的毒性較大且揮發(fā)性強(qiáng)，可用于結(jié)晶的降溫區(qū)間小，所以一般在可選擇的情況下不選擇它作為結(jié)晶溶劑，正丁醇的結(jié)晶純度比傳統(tǒng)的乙醇結(jié)晶純度有較大幅度的提高，并根據(jù)阿維菌素在正丁醇中的溶解度情況，在相同的溫度區(qū)間，正丁醇的一次結(jié)晶處理量約是乙醇結(jié)晶的兩倍，所以正丁醇是一種良好的結(jié)晶溶劑，可以有效的進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。比較乙醇和丙酮結(jié)晶對(duì)雜質(zhì)的去除狀況。這兩種溶劑結(jié)晶所得晶體純度相近，但它們對(duì)雜質(zhì)的去除情況不相同，丙酮對(duì)B2a和A2b的去除更好一些；乙醇對(duì)A2a、B1b、A1b和A1a的去除效果更好。因此在利用多次結(jié)晶才可以得到產(chǎn)品時(shí)，可以在不同次數(shù)的結(jié)晶時(shí)使用不同的結(jié)晶溶劑，使得在一次結(jié)晶時(shí)重點(diǎn)除去某些雜質(zhì)，在重結(jié)晶時(shí)重點(diǎn)除去另外一些雜質(zhì)，以便以較少的結(jié)晶次數(shù)得到純度較高的晶體，提高結(jié)晶效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

3結(jié)論

利用HPLCESIMSMS的方法定性阿維菌素粗粉中的雜質(zhì)與阿維菌素(B1a)結(jié)構(gòu)類似的6個(gè)組分B1b、A1a、A1b、A2a、A2b和B2a，其中B1b、A1a、A2a和B2a的含量較高，A1a、B1b、B2a是多次重結(jié)晶也難以去除的雜質(zhì)?？疾炝税⒕S菌素粗粉在甲醇、乙醇、正丁醇和丙酮中的重結(jié)晶，甲醇和正丁醇對(duì)雜質(zhì)的去除效果更好；乙醇與丙酮結(jié)晶效果相當(dāng)，但對(duì)雜質(zhì)去除的選擇性不同，丙酮對(duì)B2a和A2b的去除更好一些，而乙醇對(duì)A2a、B1b、A1b和A1a的去除效果更好。阿維菌素結(jié)晶中雜質(zhì)的分析有利于指導(dǎo)結(jié)晶溶劑的選擇，例如，可以針對(duì)重點(diǎn)需去除的雜質(zhì)成分使用，不同結(jié)晶溶劑的結(jié)晶效果比較，結(jié)晶溶劑同溶劑的重結(jié)晶方法，以減少總的結(jié)晶次數(shù)，提高結(jié)晶效率。

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