復合溶媒應用于阿維菌素結晶的研究

張杭洲 梁麗娟（寧夏泰益欣生物科技有限公司，寧夏 銀川750205）

復合溶媒是由兩種或兩種以上的溶劑按一定比例混合而成。將其應用于難溶物質的溶解可提高難溶物質的溶解度。如一些難溶于水的非極性物質，向水中加入一定比例的有機溶劑組成復合溶媒使其極性降低，從而增大難溶物質的溶解性。因此，復合溶媒常用于化合物的分離、提純和精制等。本研究采取復合溶媒對阿維菌素進行提純，同甲醇多次結晶法相比，操作簡單，提取效率提高，溶媒消耗減少，節省成本，獲得的產品收率高質量優。

1 實驗試劑與儀器

試劑：阿維菌素浸膏（寧夏泰益欣生物科技有限公司），甲苯、丙酮、異丙醇、氯仿、甲醇、環己烷（天津市凱通化學試劑有限公司，化學純）。

儀器：YP4002電子天平（上海越平科學儀器有限公司）、HH數顯恒溫水浴鍋（江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠）。

2 實驗方法、結果與討論

取阿維菌素浸膏適量，按一定比例加入復合溶媒加熱使其溶解，然后采用梯度降溫法進行結晶，過濾得到阿維菌素成品。

2.1 復合溶媒的選擇

采用下表中的溶劑組合方式來考察阿維菌素浸膏在常溫及高溫時的溶解性能，優選出最佳溶媒組合作為阿維菌素結晶時的復合溶媒。以下復合溶媒的比例均為溶劑1:溶劑2=2:1（v:v）。（見表1）

表1 溶劑組合

表2 異丙醇和環己烷的混合比例（v:v）

常用的阿維菌素的良溶劑有：甲苯、丙酮、異丙醇等，不良溶劑有：氯仿、甲醇、環己烷等。由實驗結果可知，復合溶媒甲苯-環己烷、異丙醇-環己烷及異丙醇-氯仿對阿維菌素的溶解性能較其他組合更優，得到的阿維菌素浸膏溶解液均澄清；其中異丙醇-環己烷和異丙醇-氯仿對浸膏的溶解度達到最大，無顯著差異，但考慮到氯仿的毒性，因此選擇異丙醇-環己烷作為阿維菌素結晶的復合溶媒。

2.2 復合溶媒比例的優化

對優選出來的最佳復合溶媒異丙醇和環己烷的混合比例進行優化，使其對阿維菌素的溶解度達到最大?；旌媳壤绫?。

由實驗結果可知，異丙醇和環己烷的比例為4:1時，溶解浸膏的量達到最大，但溶解液澄清情況欠佳，可能是由于異丙醇的比例過大，浸膏中含有的一些極性較小雜質不溶于異丙醇造成溶液略渾濁。結合溶解浸膏的量與溶解液澄清情況，選擇2:1作為最佳異丙醇和環己烷的混合比例。

表3 復合溶媒用量對阿維菌素溶解性能的影響

表4 降溫方式對阿維菌素收率及質量的影響

表5 結晶工藝的因素表

表6 結晶工藝的正交試驗結果

2.3 復合溶媒用量的優化

復合溶媒用量過少，溶解一定量的阿維菌素則需在較高溫度下，其對溫度的變化較為敏感容易達到過飽和度從而析出，既不利于產品的純化又容易降解；復合溶媒用量過多，造成溶劑的浪費從而增加成本。因此選擇合適的復合溶媒與膏狀物的比例有利于產品質量的提升及成本的節約。復合溶媒為異丙醇-環己烷（2:1，v:v），溶解溫度為65℃，復合溶媒的用量及結果見表3。

由實驗結果可知，當復合溶媒體積與阿維菌素浸膏量達到5:1 以上時，復合溶媒可完全溶解浸膏，因此選擇5:1 作為復合溶媒與浸膏量的比例（v:m）。

2.4 結晶溫度的優化

采用一般降溫法結晶（即恒溫降溫法）及梯度降溫法結晶對阿維菌素進行結晶，考察不同降溫方式對阿維菌素收率及質量的影響。復合溶媒為異丙醇-環己烷（2:1，v:v），溶解溫度為65℃，復合溶媒與浸膏的比例為5:1（v:m，單位為L:kg）。具體降溫方式及對產品的收率和質量的影響情況見表4。

由實驗結果可知，當采用梯度降溫法結晶：首先以5～8℃/h的降溫速率降溫至20℃，保溫2～3h，再以任意降溫速率降溫至0℃時，保溫2～3h，得到的阿維菌素的收率為97.4%，B1的含量和BIa分別高達97.7%和94.2%，綜合考慮選擇該降溫程序作為阿維菌素的梯度降溫程序，即首先以5～8℃/h的降溫速率降溫至20℃，保溫2～3h，再以任意降溫速率降溫至0℃時，保溫2～3h。

2.5 正交試驗

在優選出來各單因素最佳結果的基礎上，確定每個因素的考察范圍，采用正交試驗法選出最優組合。以復合溶媒（因素A）、復合溶媒比例（因素B）、復合溶媒用量（因素C）、第一梯度降溫速率（因素D）為考察因素，每因素取3 水平，選用L9(34)正交表進行試驗，考察各因素對結晶收率的影響，優選最佳結晶工藝。因素水平表見表5，實驗結果見表6。

極差分析結果表明，A、B、C、D四因素對阿維菌素結晶收率的影響程度順序為復合溶媒的種類＞復合溶媒比例＞復合溶媒用量＞第一梯度降溫速率，各因素最佳組合為A3B1C3D2,即復合溶媒為異丙醇-氯仿，復合溶媒比例（異丙醇：氯仿）為2:1，復合溶媒用量（復合溶媒體積：浸膏量）為6:1，第一梯度降溫速率為3～5℃/h。