复合溶媒应用于阿维菌素结晶的研究

张杭洲 梁丽娟（宁夏泰益欣生物科技有限公司，宁夏 银川750205）

复合溶媒是由两种或两种以上的溶剂按一定比例混合而成。将其应用于难溶物质的溶解可提高难溶物质的溶解度。如一些难溶于水的非极性物质，向水中加入一定比例的有机溶剂组成复合溶媒使其极性降低，从而增大难溶物质的溶解性。因此，复合溶媒常用于化合物的分离、提纯和精制等。本研究采取复合溶媒对阿维菌素进行提纯，同甲醇多次结晶法相比，操作简单，提取效率提高，溶媒消耗减少，节省成本，获得的产品收率高质量优。

1 实验试剂与仪器

试剂：阿维菌素浸膏（宁夏泰益欣生物科技有限公司），甲苯、丙酮、异丙醇、氯仿、甲醇、环己烷（天津市凯通化学试剂有限公司，化学纯）。

仪器：YP4002电子天平（上海越平科学仪器有限公司）、HH数显恒温水浴锅（江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）。

2 实验方法、结果与讨论

取阿维菌素浸膏适量，按一定比例加入复合溶媒加热使其溶解，然后采用梯度降温法进行结晶，过滤得到阿维菌素成品。

2.1 复合溶媒的选择

采用下表中的溶剂组合方式来考察阿维菌素浸膏在常温及高温时的溶解性能，优选出最佳溶媒组合作为阿维菌素结晶时的复合溶媒。以下复合溶媒的比例均为溶剂1:溶剂2=2:1（v:v）。（见表1）

表1 溶剂组合

表2 异丙醇和环己烷的混合比例（v:v）

常用的阿维菌素的良溶剂有：甲苯、丙酮、异丙醇等，不良溶剂有：氯仿、甲醇、环己烷等。由实验结果可知，复合溶媒甲苯-环己烷、异丙醇-环己烷及异丙醇-氯仿对阿维菌素的溶解性能较其他组合更优，得到的阿维菌素浸膏溶解液均澄清；其中异丙醇-环己烷和异丙醇-氯仿对浸膏的溶解度达到最大，无显著差异，但考虑到氯仿的毒性，因此选择异丙醇-环己烷作为阿维菌素结晶的复合溶媒。

2.2 复合溶媒比例的优化

对优选出来的最佳复合溶媒异丙醇和环己烷的混合比例进行优化，使其对阿维菌素的溶解度达到最大。混合比例如表2。

由实验结果可知，异丙醇和环己烷的比例为4:1时，溶解浸膏的量达到最大，但溶解液澄清情况欠佳，可能是由于异丙醇的比例过大，浸膏中含有的一些极性较小杂质不溶于异丙醇造成溶液略浑浊。结合溶解浸膏的量与溶解液澄清情况，选择2:1作为最佳异丙醇和环己烷的混合比例。

表3 复合溶媒用量对阿维菌素溶解性能的影响

表4 降温方式对阿维菌素收率及质量的影响

表5 结晶工艺的因素表

表6 结晶工艺的正交试验结果

2.3 复合溶媒用量的优化

复合溶媒用量过少，溶解一定量的阿维菌素则需在较高温度下，其对温度的变化较为敏感容易达到过饱和度从而析出，既不利于产品的纯化又容易降解；复合溶媒用量过多，造成溶剂的浪费从而增加成本。因此选择合适的复合溶媒与膏状物的比例有利于产品质量的提升及成本的节约。复合溶媒为异丙醇-环己烷（2:1，v:v），溶解温度为65℃，复合溶媒的用量及结果见表3。

由实验结果可知，当复合溶媒体积与阿维菌素浸膏量达到5:1 以上时，复合溶媒可完全溶解浸膏，因此选择5:1 作为复合溶媒与浸膏量的比例（v:m）。

2.4 结晶温度的优化

采用一般降温法结晶（即恒温降温法）及梯度降温法结晶对阿维菌素进行结晶，考察不同降温方式对阿维菌素收率及质量的影响。复合溶媒为异丙醇-环己烷（2:1，v:v），溶解温度为65℃，复合溶媒与浸膏的比例为5:1（v:m，单位为L:kg）。具体降温方式及对产品的收率和质量的影响情况见表4。

由实验结果可知，当采用梯度降温法结晶：首先以5～8℃/h的降温速率降温至20℃，保温2～3h，再以任意降温速率降温至0℃时，保温2～3h，得到的阿维菌素的收率为97.4%，B1的含量和BIa分别高达97.7%和94.2%，综合考虑选择该降温程序作为阿维菌素的梯度降温程序，即首先以5～8℃/h的降温速率降温至20℃，保温2～3h，再以任意降温速率降温至0℃时，保温2～3h。

2.5 正交试验

在优选出来各单因素最佳结果的基础上，确定每个因素的考察范围，采用正交试验法选出最优组合。以复合溶媒（因素A）、复合溶媒比例（因素B）、复合溶媒用量（因素C）、第一梯度降温速率（因素D）为考察因素，每因素取3 水平，选用L9(34)正交表进行试验，考察各因素对结晶收率的影响，优选最佳结晶工艺。因素水平表见表5，实验结果见表6。

极差分析结果表明，A、B、C、D四因素对阿维菌素结晶收率的影响程度顺序为复合溶媒的种类＞复合溶媒比例＞复合溶媒用量＞第一梯度降温速率，各因素最佳组合为A3B1C3D2,即复合溶媒为异丙醇-氯仿，复合溶媒比例（异丙醇：氯仿）为2:1，复合溶媒用量（复合溶媒体积：浸膏量）为6:1，第一梯度降温速率为3～5℃/h。