[发明专利]一种采用纳滤膜多级分离头孢类结晶废液的方法

说明书

本发明属于药物结晶废水回收技术领域，提供了一种采用纳滤膜多级分离头孢类结晶废液的方法。当待处理溶液为头孢类结晶废液时，首先通过裂解法将头孢类药物分解为母核分子和侧链分子。头孢类药物合成常用母核分子为7‑氨基‑3‑去乙酰氧基头孢烷酸(简称7‑ADCA)，常用侧链分子有左旋苯甘氨酸、环己二烯甘氨酸等。将裂解后的结晶废液输送至纳滤膜组件进行分离。经过聚酰胺纳滤膜分离后，母核分子被截留，侧链分子透过，分别输送至下一级纳滤膜组件，逐级实现头孢类结晶废液中有效成分的回收，提高头孢类结晶废液的综合利用价值。所处理原料为头孢类药物结晶废液。纳滤过程膜组件的膜材料为聚酰胺材料，截留分子量为150D～200D。

技术领域

本发明属于药物结晶废水回收技术领域，涉及一种采用纳滤膜多级分离头孢类结晶废液的方法，特别适用于具有两性离子结构的头孢类药物结晶废液分离纯化过程。

背景技术

药物可以用来预防人类疾病和影响身体的生理功能，从而延长人类的寿命。为了保证高质量药品的大规模、低成本生产，制药行业一直致力于提取、纯化、分离和浓缩技术的研究。

抗生素能杀灭细菌，扰乱细菌与真菌共生关系已被用于治疗支气管炎、肺结核、肺炎和脑膜炎等疾病。在过去的15年里，全球抗生素的使用量激增了近40％。头孢菌素具有抗菌谱广、生物利用度高、耐受性强等优点，是应用最广泛的抗生素之一。目前，头孢菌素的制备主要采用化学半合成法，即通过基团保护、缩合反应、水解、结晶等步骤得到头孢菌素结晶产物。但剩余的结晶母液富含反应所需的原料，成分复杂，附加值高，直接排放会造成环境污染和资源浪费。因此，需要将其分离纯化回收以降低药物生产成本，提升效益。目前，已有专利报道通过萃取，减压蒸馏技术回收药物母液中的有效成分。如中国专利CN104829668A、CN109704942A、CN108047251A，但是在回收过程中使用了大量有机溶剂如二氯甲烷、甲苯、异丙醚等，不仅增加了分离成本，还对环境造成潜在的二次污染。

纳滤是分离精度介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术。其操作压力通常为0.2-1.0MPa，截留分子量为150-1000Da，被广泛应用于海水淡化、印染废水处理等领域。与其它分离工艺相比，纳滤膜分离方法具有能耗低、易于放大、不破坏产品结构、模块化设计结构灵活等重要优点。纳滤膜通过表面官能团的离解可以带负电荷或正电荷，实现对中性溶质和荷电溶质的有效分离。头孢类结晶废液的主要成分是头孢菌素、母核分子和侧链分子。三种物质结构均与氨基酸相似，具有两性离子结构，含有氨基和羧基，其离子状态可随溶液pH的变化而变化。由于纳滤膜也随溶液pH变化带正电或负电，当调节溶液pH使头孢类药物中间体与纳滤膜带同种电荷时就会出现排斥现象即截留。目前，有研究将膜技术与结晶技术耦合起来处理药物母液，如中国专利CN106587408A、CN107837682A、CN107722040A、CN110194469A这些专利使得药物母液中无机盐与药物有效分离，达到了回收药物的目的，但是并没有研究相似药物中间体的分离，不能对药物结晶废液的回收利用率有待提升。

因此，为了弥补现有头孢类结晶废水处理技术的不足，本专利建立了能够有效分离头孢类结晶废液的方法，采用纳滤多级分离实现结晶废液中相似药物中间体的回收，提高头孢类结晶废液的综合利用价值。

发明内容

本发明提出属于药物结晶废水回收领域，特别涉及头孢类药物结晶废水体系。采用纳滤多级分离实现结晶废液中相似药物中间体的回收，提高头孢类结晶废液的综合利用价值。

一种采用纳滤膜多级分离头孢类结晶废液的方法，步骤如下：

(1)当待处理溶液为头孢类结晶废液时，首先通过裂解法将头孢类药物分解为母核分子和侧链分子。头孢类药物合成常用母核分子为7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸(简称7-ADCA)，常用侧链分子有左旋苯甘氨酸、环己二烯甘氨酸、对羟基苯甘氨酸甲酯等。将裂解后的结晶废液输送至纳滤膜组件进行分离。