一種回收阿莫西林生產廢液中d-對羥基苯甘氨酸的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工領域，具體涉及一種酶法合成阿莫西林廢液中D-對氨基苯甘氨酸的回收，特別是一種采用樹脂回收利用酶法合成阿莫西林廢液中D-對羥基苯甘氨酸的方法。
【背景技術】
[0002]通常阿莫西林合成方法有化學合成法和酶催化合成法(以下稱酶法)，化學合成法涉及過多的有機溶劑和較為苛刻復雜的反應條件已逐漸被酶法合成阿莫西林所替代，國內當前已有大部分廠家已投入酶法生產線。酶法合成阿莫西林中為使母核原料6-APA轉化率提高，通過加大活性側鏈D-對羥基苯甘氨酸甲酯的量，受酰化酶的影響D-對羥基苯甘氨酸甲酯大部分會水解成非活性側鏈D-對羥基苯甘氨酸，導致反應最后阿莫西林母液中除含有少量阿莫西林產品和未反應的6-APA、D-對羥基苯甘氨酸甲酯外，還有較大量的D-對其氨基苯甘氨酸(D-HPG)。尤其是當選用的酰化酶酶活越高時，D-HPG的殘余量越大，所以如何有效的回收利用阿莫西林生產廢液中D-HPG是完善酶法阿莫西林的重要一步。
[0003]中國專利申請CN102816803公開了一種酶法合成阿莫西林母液中有效成分的回收利用方法，該方法首先通過大孔吸附樹脂的物理吸附作用將母液中的6-APA分離，并分別洗脫下富含D-HPG和6-APA的兩段回收液，其中6-APA段返回酶法合成阿莫西林工藝中繼續使用；將D-HPG段調節pH后經超濾膜和納濾工藝，最后再對其進行后處理得到純度較高的D-HPG。該專利雖然給出了一種解決回收利用阿莫西林母液中有效成分的方法，但其過程中仍有不足的地方，例如對母液進行PH的來回調節必定導致化學性質不穩定的6-APA以及都屬兩性化合物的6-APA和D-HPG發生變化影響其的回用，且6-APA和D-HPG都屬兩性化合物，阿莫西林母液中雜質較多含量較高直接通過大孔樹脂經過洗脫必定導致其孔道中剩余無法洗脫的雜質增加影響樹脂的使用壽命，其次超濾膜和納濾膜的使用也大大增加了回收的成本。
[0004]酶法阿莫西林工藝中反應后的母液需進行結晶后處理得到產品，中國專利中有不多都是圍繞阿莫西林母液進行回收處理，并不能滿足以酶法生產阿莫西林廠家的需求。本發明為對阿莫西林結晶得到成品后產生的廢液進行D-HPG的回收，經過回收處理后產生的廢液中含有極少的6-APA、D-HPG等雜質的殘留，可達到直接排放的標準。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種使用樹脂回收阿莫西林生產廢液中D-對羥基苯甘氨酸的方法，該方法不使用有機溶劑、不使用成本較高的膜過濾技術，提供一種工藝簡單、成本較低、回收效果好以及綠色環保的回收方法。
[0006]為了實現上述目的，本申請采取的技術方案如下:
[0007]第一步，樹脂的預處理；
[0008]選用山東魯抗立科藥業有限公司717樹脂，按樹脂裝入柱的高度與直徑比3:1的柱子中，將其處理成OH型樹脂；具體為使用lmol/L的HCl水溶液2BV (BV為每倍樹脂體積)通過樹脂，用4?6BV的去離子水洗至滴出液pH小于9，再使用lmol/L的NaOH水溶液2BV將樹脂交換成OH型，4?6BV的去離子水洗至滴出液pH大于5。
[0009]選用山東魯抗立科藥業有限公司LK207樹脂，按樹脂裝入柱的高度與直徑比約3:1裝入樹脂，使用2BV無水乙醇浸泡24h后洗至滴出液與無鹽水混合液澄清，用lmol/L的NaOH水溶液IBV通過樹脂，用2?3BV的去離子水洗至滴出液pH小于9，再使用lmol/L的HCl水溶液IBV通過樹脂，2?3BV的去離子水洗至滴出液pH大于5。
[0010]樹脂的預處理目的是為了除去樹脂生產后其中殘留未聚合的低聚物和未參加聚合反應的物質。
[0011]當樹脂與水、酸、堿或其它有機溶劑接觸時，上述物質就會轉入溶液中，除了這些有機物外，還可能含有鐵、銅及鉛等無機雜質，因此新樹脂在使用前應進行預處理，除去樹脂中的可溶性雜質。同時經過預處理，不僅可以提高樹脂穩定性，還可以起到活化樹脂，提高其工作交換容量的作用。
[0012]樹脂預處理是離子交換樹脂和大孔樹脂在使用前基本必須進行的一步。
[0013]預處理好待用。
[0014]本發明涉及到兩種樹脂的搭配使用，完成除雜、純化和濃縮的效果。兩種樹脂的裝柱量依據各廠家生產能力和生產需要的不同而定，本發明按兩種樹脂的裝柱量相同進行。
[0015]第二步，D-HPG的除雜和濃縮；
[0016](I)除雜；
[0017]按樹脂體積的10-12倍將阿莫西林廢液通入除雜樹脂柱，即上柱量為10-12BV，上柱溫度15?25°C，上柱料液pH為4.5-5.5，通過樹脂的流速為1.5_2BV/h，滴出液直接排放的廢水；
[0018]所述的強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂為201X7、D201樹脂。
[0019]第一步中所述的除雜樹脂為強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂，201X7強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂(俗稱717樹脂)，其上含有堿性功能基團能與各種陰離子其交換作用，D-HPG中的對羥基苯甘氨酸酸根離子可與717樹脂上生成的OH根離子進行離子交換，完成除雜的過程，但由于阿莫西林廢母液中還含有未反應完成的少量6-氨基青霉烷酸(即6-APA)也可與717樹脂發生交換作用，所以導理后的純度還較低和處理的量有限。
[0020](2)濃縮，即除雜樹脂的解交
[0021]將0.5-0.8mol/L的HCl水溶液3BV通過步驟⑴的樹脂，溫度在20_25°C下，流速為0.4-0.6BV/h，收集交換下來的料液；
[0022]通過717樹脂處理后后，阿莫西林廢液完成了除雜和濃縮的效果，D-HPG純度從上柱時的10%?30%處理到50%?75%，上柱的體積5?20BV濃縮至最后的I?5BV處理液。D-HPG中的對羥基苯甘氨酸酸根離子被交換到樹脂上后，需要將其從樹脂上交換下來，此時通過使用鹽酸電離出的氯離子對其交換，即可得到純度和濃度較高的D-對羥基苯甘氨酸溶液。
[0023]第三步，D-HPG的純化；
[0024]將第二步收集的料液3BV通過純化樹脂，流速為1-1.2BV/h ;對滴出液進行分批處理，前IBV滴出液因此純度還較低，可收集后同下一周期的濃縮液一同再進行樹脂處理；IBV至3BV的滴出液單獨收集，此時的2BV滴出液D-HPG的純度在98%以上，收率約50%?80% ;最后可加入0.8BV的去離子水水洗，因為此時還有部分料液留在樹脂，用水頂出后其純度較低，可合并至第IBV的滴出液一同留存至下一周期再次同過樹脂處理。
[0025]經717樹脂處理后的阿莫西林廢液中出大量的D-HPG外依然含有較小量的6-APA和阿莫西林等雜質殘留，此時使用大孔吸附樹脂依靠物理吸附的方法對D-HPG進行純化。大孔苯乙烯系LK207吸附樹脂，是溴基團鍵合到交聯的聚苯乙烯球體上，其比表面在550-600m2/g，其疏水性較聚苯乙烯更高，對非極性分子有較好的選擇吸附性，特別是在極性溶液中吸附非極性物質。所以對羥基苯甘氨酸有一定的極性，LK207對其吸附選擇性很弱，料液中非極性雜質、分子量較大和物質結構較大的雜質優先被吸附，因此達到純化的過程。
[0026]第一步中所述的純化樹脂為非極性大孔苯乙烯系吸附樹脂。
[0027]所述的大孔苯乙烯系吸附樹脂為LK207樹脂。
[0028]本發明方法中所述的濃縮方法打破以往對阿莫西林母液濃縮方法的限制，提出了一種對阿莫西林母液或阿莫西林廢液濃縮的新方式，具有同時完成除雜、耗能低和環保等優點。
[0029]本發明方法中所述的樹脂717為陰離子交換樹脂，LK207為大孔吸附樹脂；
[0030]本發明方法可將D-HPG回收的純度提升至98%以上，收率達到50%?80%。
[0031]通過以上方法，結合如下實例進行進一步的說明。
[0032]本發明最大的創新點是通過使用離子交換樹脂717將阿莫西林廢液中對羥基苯甘氨酸酸根離子交換到樹脂上后以少量洗脫劑洗脫出來，實現除雜和濃縮工藝；然后再通過使用大孔吸附樹脂LK207對非極性分子和除D-HPG外的其余雜質進行物理吸附作用對D-HPG進行純化，以實現對阿莫西林廢液除雜、濃縮和純化的三步回收工藝，且本發明方法易實現工業化，耗能低，環保。
[0033]此外本發明方法中所述的濃縮方法打破以往對阿莫西林母液濃縮方法的限制，提出了一種對阿莫西林母液或阿莫西林廢液濃縮的新方式，即通過離子交換樹脂將較大量的阿莫西林廢液中的D-HPG交換到樹脂上并與少量的洗脫劑將其解吸出來實現濃縮的目的。
[0034]綜上所述，本發明所提供的回收阿莫西林生產廢液中D-對羥基苯甘氨酸的方法，具有方便快捷，處理成本低，環保等優點。
[0035]說明
[0036]所述的D-HPG即為D-對羥基苯甘氨酸
【具體實施方式】
[0037]實施例1:
[0038]第一步，樹脂的預處理；
[0039]717樹脂(山東魯抗立科藥業有限公司生產)裝柱30mL，使用lmol/L的HCl水溶液2BV通過樹脂，用4?6BV的去離子水洗至滴出液pH = 8，再使用lmol/L的NaOH水溶液2BV將樹脂交換成OH型，4?6BV的去離子水洗至滴出液pH = 6 ;
[0040]LK207樹脂(山東魯抗立科藥業有限公司生產)裝柱30mL，使用2BV無水乙醇浸泡24h后洗至滴出液無醇味，用lmol/L的NaOH水溶液IBV通過樹脂，用2?3BV的去離子水洗至滴出液pH = 7，再使用lmol/L的HCl水溶液IBV通過樹脂，2?3BV的去離子水洗至滴出液pH = 6。
[0041]第二步，D-HPG的除雜；
[0042]取阿莫西林結晶廢液360mL，溫度22°C，通過717樹脂柱，流速2BV/h，滴出液不收集；第三步，D-HPG的濃縮；
[0043]對717樹脂進行洗脫，洗脫液用0.5mol/L的HCl水溶液3BV，流速0.6BV/h，收集洗脫