双氢链霉素的制备

背景及概述^[1][2]

链霉素(Streptomycin)是赛尔曼·瓦克斯曼于1944年从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，具有抗结合杆菌特性，也可在兽药和农药中用作杀菌剂。其分子结构是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相连而成的，分子式为C21H39N7O12。硫酸双氢链霉素是将链霉素的醛基加氢还原为醇羟基，并将其转化为硫酸盐形式，能够很好地克服链霉素稳定性差的问题，而且其抗菌谱与链霉素类似。还原态氢还原法生产双氢链霉素可以在常温常压下进行，但现有的制备工艺普遍存在草酸消耗量高、还原剂利用率低、产品纯度差、合格率低和质量不稳定等问题。

理化性质^[1]

双氢链霉素可以通过湿链霉菌直接发酵产生，但是由于双氢链霉素中不含醛基，因此产品纯度难以通过大孔吸附树脂或螯合树脂进行提纯。目前普遍采用的是半合成的方法制备双氢链霉素，即通过发酵得到链霉素，再将通过还原反应得到双氢链霉素，主要的还原方法有氢气催化法、电解还原发、还原态氢还原法。其中氢气催化法反应条件要求高温高压、催化剂，对设备要求高；电解还原法需要大量电能，且反应效率较低；还原态氢还原法，可常温常压进行，但还原剂的用量依然较高，存在一定的安全隐患。

应用^[3]

双氢链霉素(多以硫酸双氢链霉素形式保存)是一种高效β-内酰胺类抗生素，具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点，适用于由多种革兰氏阴性细菌所引起的感染症，如：结核病、百日咳、鼠疫等，目前多被应用在兽医临床实验中。

制备^[2]

a.按6kg/m3的比例将草酸加入链霉素发酵液中，然后用硫酸调节pH至2.5，加热至60℃，再通过离心或过滤去除不溶物，然后用氢氧化钠调节pH至7.0，制得链霉素原液；

b.将链霉素原液用钠型110树脂吸附饱和后，用软水洗涤并压干，再用5.0％的稀硫酸洗脱，制得硫酸链霉素洗脱液；

c.将链霉素洗脱液用大孔伯胺基树脂D303或D318吸附饱和后，用纯化水洗涤，再用8.0％的稀硫酸循环解析，制得硫酸链霉素解析液；

d.将硫酸链霉素解析液用氢氧化钠调节pH至6.5后，按照5.0g/亿单位的比例加入还原剂硼氢化钾，还原剂加入前先按质量体积比为10％溶解于0.05％的氢氧化钠溶液中，然后用硫酸调节pH至7.0，制得硫酸链霉素氢化液；

e.将硫酸链霉素氢化液用钠型D152树脂吸附饱和后，用无盐水洗涤，再用5.5％的稀硫酸洗脱，制得硫酸双氢链霉素洗脱液；

f.将硫酸双氢链霉素洗脱液正向通入两个串联的氢型混合床离子交换树脂，制得硫酸双氢链霉素提纯液；所述混合床离子交换树脂由1×25树脂与703树脂按体积比1:0.3混合组成；

g.将硫酸双氢链霉素提纯液用氢氧化钙调节pH至4.0后，加入质量体积比为0.5％的针剂活性炭，过滤后所得滤液为硫酸双氢链霉素滤后液；

h.将硫酸双氢链霉素滤后液用截留分子量为150D的纳滤膜浓缩制得硫酸双氢链霉素浓缩液；

i.在硫酸双氢链霉素浓缩液中，加入质量体积比为1.0％的针剂活性炭，过滤后所得滤液为硫酸双氢链霉素脱色浓缩液；

j.将硫酸双氢链霉素脱色浓缩液用截留分子量为4000D的中空纤维超滤膜过滤，制得硫酸双氢链霉素成品浓缩液。

k.将硫酸双氢链霉素成品浓缩液用二流式气流雾化器喷雾干燥，制得硫酸双氢链霉素成品粉。

主要参考资料

[1] 刘晓茂, 赵淑军, 张进杰, 曹亚平, 张守军, & 孙海侠. (2008). 蜂蜜中链霉素与双氢链霉素残留量的液相色谱串联质谱法测定. 分析测试学报, 27(12), 1351-1354.

[2] 刘晓茂, 张进杰, 张守军, 曹亚平, & 杨志伟. (2010). 双柱固相萃取净化-液相色谱-串联质谱法测定牛奶和奶粉中链霉素和双氢链霉素残留量. 分析试验室, 29(10), 000040-44.

[3] 黄娟, 殷耀, 徐锦忠, 刘艳, 陈国松, & 张晓燕等. (2014). 液相色谱-串联质谱法测定花粉中的链霉素和双氢链霉素. 色谱(6), 566-572.