酶法合成头孢氨苄的反应—膜萃取耦合过程
本文选题:头孢氨苄 + 反萃相预分散 ; 参考:《天津大学》2014年硕士论文
【摘要】:头孢氨苄由于其抗菌谱广、生物利用度高、耐受性强等优点,是头孢菌素类抗生素中应用最广的品种之一。工业上常用化学合成方法制备,对环境造成了严重污染。酶法制备具有工艺操作简单、反应条件温和、周期短、无需基团保护、清洁安全等优点。基于此,本文研究了酶法合成头孢氨苄,并与反萃相预分散式支撑液膜(HFSLM-SD)分离方法耦合,以提高底物利用率和产物收率。 文章首先介绍了HFSLM-SD萃取头孢氨苄过程的机理,并在此基础上建立了HFSLM-SD萃取头孢氨苄过程总传质系数模型。得到稳态下进料侧、膜内和反萃侧分传质系数分别为:ka=6.99×10-6m/s,km=1.5×10-6m/s,ks=6.681×10-5m/s,K=3.891×10-6m/s。 其次,对HFSLM-SD萃取头孢氨苄过程进行了实验。分别考察了头孢氨苄原料液的性质及缓冲液的选择、反萃液的选择、有机膜相的组成以及进料浓度、相体积比、混合速率、跨膜压差对萃取效果的影响,得到了最优操作条件:进料相选择含20mM头孢氨苄的0.05M的碳酸盐缓冲液,pH在8.0~9.0之间;有机溶剂为Isopar L,与进料相的体积比为1:1,,载体Aliquat336浓度为5wt%;反萃相为pH=9.0的30mM PGME溶液;反萃相混合速率为400rpm;跨膜压差为4psi。同时开展了HFSLM-SD萃取头孢氨苄过程的动力学研究。 最后,建立了酶法合成头孢氨苄的动力学模型,在实验的基础上计算了各反应速率常数,得到各步反应速率常数分别为k1=17.3(mMmin)-1,2=740(min)-1,k3=174(mMmin)-1,k-3=113(mMmin)-1。此外,对青霉素G酰基转移酶的活性进行了考察,讨论了络合剂的选择问题,最后进行了酶法合成头孢氨苄的反应-膜萃取耦合过程的实验,实现了头孢氨苄合成与分离的同步进行。最终得到的头孢氨苄用傅里叶变化红外光谱确认其结构。计算头孢氨苄的总收率为39.7%。 酶法合成头孢氨苄的反应-膜萃取耦合过程同时解决了头孢氨苄收率低和难从反应体系中分离提纯的问题,用反萃相预分散式支撑液膜的方法,简化了操作步骤,提高了底物利用率与产物收率。
[Abstract]:Cefalexin is one of the most widely used cephalosporins because of its wide antibacterial spectrum, high bioavailability and strong tolerance. The common chemical synthesis method in industry has caused serious pollution to the environment. Enzymatic preparation has the advantages of simple operation, mild reaction conditions, short period, no group protection, clean and safe. Based on this, the enzymatic synthesis of cefalexin was studied and coupled with the separation method of stripping phase pre-dispersive supported liquid membrane HFSLM-SD, in order to improve the substrate utilization rate and the yield of the product. In this paper, the mechanism of Cefalexin extraction by HFSLM-SD is introduced, and the total mass transfer coefficient model of Cefalexin extraction by HFSLM-SD is established. The mass transfer coefficients of the feed side, the in-membrane and the counter-extraction side at the steady state are 6.99 脳 10 ~ (-6) m 路s ~ (-1) / s ~ (-1) 脳 10 ~ (-6) m 路s ~ (-1) = 6.681 脳 10 ~ (-5) m 路s ~ (-1) K ~ (-1) = 3.891 脳 10 ~ (-6) m 路s ~ (-1) respectively. Secondly, the extraction process of cefalexin by HFSLM-SD was studied. The effects of the properties of cefalexin solution and buffer solution, the selection of stripping solution, the composition of organic membrane phase, the concentration of feed material, the volume ratio of phase, the mixing rate and the pressure difference across membrane on the extraction effect were investigated. The optimum operating conditions were obtained as follows: the pH of 0.05M carbonate buffer containing 20mM cefalexin was between 8.0 and 9.0, the volume ratio of organic solvent to feed phase was 1: 1, and the concentration of Aliquat336 was 5 wt. the stripping phase was 30mM PGME solution of pH=9.0. The mixing rate of the stripping phase is 400rpm, and the transmembrane pressure difference is 4psi. The kinetics of HFSLM-SD extraction of cefalexin was also studied. Finally, a kinetic model for the enzymatic synthesis of cefalexin was established, and the rate constants of each reaction were calculated on the basis of experiments. The reaction rate constants of each step were determined to be K _ (1) ~ (17. 3) m ~ (1) M _ (min) ~ (-1) ~ (2) 740min ~ (-1) ~ (-1) K _ (3N) ~ (174) m _ (min) ~ (-1) ~ (-1) -3113mm ~ (-1) ~ (-1). In addition, the activity of penicillin G acyltransferase was investigated, and the selection of complexing agent was discussed. Finally, the reaction membrane extraction coupling process of enzymatic synthesis of Cefalexin was carried out. The synthesis and separation of cefalexin were carried out synchronously. The structure of Cefalexin was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The total yield of cefalexin was 39.7. The coupling process of enzymatic synthesis of cefalexin with membrane extraction has solved the problems of low yield of cefalexin and difficulty in separation and purification from the reaction system. The utilization ratio of substrate and the yield of product were improved.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:R914
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 焦保辉,于伟;影响头孢氨苄胶囊质量因素的考查[J];中国药事;2000年05期
2 郝青松;头孢氨苄胶囊含量测定方法比较[J];镇江医学院学报;2000年03期
3 王耀伟;李英;;高效液相法分离测定头孢氨苄[J];黑龙江医药;2000年01期
4 王菊荣,刘丽岚;紫外分光光度法测定头孢氨苄胶囊的含量[J];解放军药学学报;2002年04期
5 杨金玉,李俊龙;头孢氨苄的不良反应[J];辽宁药物与临床;2002年02期
6 赵明,孙炜欣,朱文军;高效液相色谱法测定复方头孢氨苄片中头孢氨苄的含量[J];中国药业;2003年10期
7 陈麒,唐玉海,孙媛媛,姚宏;流动注射化学发光法检测头孢氨苄[J];兰州医学院学报;2004年01期
8 朱晓军,程存归,陈彬;傅里叶自解卷积红外光谱定量分析法测定头孢氨苄[J];中国医院药学杂志;2004年04期
9 谢笑英;紫外分光光度法测定复方头孢氨苄胶囊中头孢氨苄的含量[J];现代诊断与治疗;2005年05期
10 包海燕,廖芬;头孢氨苄中N,N-二甲基甲酰胺残留量的检测方法[J];中国药业;2005年10期
相关会议论文 前6条
1 姜和;王道福;;气相色谱法测定头孢氨苄中丙酮的含量[A];首届中国中西部地区色谱学术交流会暨仪器展览会论文集[C];2006年
2 张健;王长远;刘琦;郭鑫金;苍健;孟强;Taiichi Kaku;刘克辛;;JBP485与头孢氨苄相互作用的药动学研究[A];第九届全国药物和化学异物代谢学术会议论文集[C];2009年
3 刘志浩;王长远;刘琦;孟强;郭鑫金;苍健;张健;刘克辛;;JBP485在Caco-2细胞中的转运和摄取[A];中国药理学会第十次全国学术会议专刊[C];2009年
4 张健;王长远;刘琦;郭鑫金;苍健;孟强;Taiichi Kaku;刘克辛;;JBP485与头孢氨苄相互作用的药动学研究[A];中国药理学会第十次全国学术会议专刊[C];2009年
5 袁文玲;冯丽英;;复方头孢氨苄胶囊简易鉴别[A];“加入WTO和科学技术与吉林经济发展——机遇·挑战·责任”吉林省第二届科学技术学术年会论文集(下)[C];2002年
6 芮菊;张体磊;;酶法合成7-ACA及头孢菌素类抗生素的研究进展[A];2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前9条
1 依文;头孢氨苄原料药国内缺口达70%[N];厂长经理日报;2002年
2 潘飞;青霉素工业发展总回顾[N];医药经济报;2001年
3 杨福顺;70%的需求谁来满足[N];医药经济报;2001年
4 本报特约撰稿人 蔡德山;一代头孢风韵犹存[N];医药经济报;2009年
5 山东某药业有限公司 郭胜利;对患者有益就该执行[N];医药经济报;2005年
6 叶亚丽;注意少见的过敏反应[N];健康报;2006年
7 通讯员 梁展雄 本报记者 李天书;国产抗生素原料市场将受冲击[N];中国医药报;2002年
8 桐子岚;转出26次“降价死”的怪圈[N];南方日报;2011年
9 副教授 魏开敏;宝宝缘何出现血尿[N];卫生与生活报;2008年
相关硕士学位论文 前9条
1 华川庐;分子印迹技术应用于乐果及头孢氨苄含量测定的研究[D];浙江工业大学;2013年
2 陆莹莹;酶法合成头孢氨苄的反应—膜萃取耦合过程[D];天津大学;2014年
3 赵启法;头孢氨苄人工抗原的合成及单克隆抗体的制备[D];郑州大学;2012年
4 文娟;头孢氨苄在海洋沉积物上的吸附行为研究[D];中国海洋大学;2013年
5 丁一;PEPT1底物头孢氨苄及1.1类新药非洛他赛临床药理学研究[D];第四军医大学;2012年
6 李淑桃;pH响应再生型两水相体系相转移催化合成头孢氨苄[D];华东理工大学;2014年
7 张健;JBP485与头孢氨苄相互作用的药代动力学研究[D];大连医科大学;2010年
8 申龙;中空纤维支撑液膜萃取头孢氨苄过程的传质研究[D];天津大学;2014年
9 张玉玲;化工区高致敏原料药生产过程环境污染的风险评估[D];山东大学;2013年
本文编号:1868296
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yiyaoxuelunwen/1868296.html