阅读说明：本技术 一种异烟酰胺的制备方法 (Preparation method of isonicotinamide ) 是由 龙华 李自云 邵树强 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及药物化学技术领域,尤其是一种异烟酰胺的制备方法。该种异烟酰胺的制备方法,以固体斜面上保存的丙酸棒杆菌Corynebacteriumpropinquum为出发菌株,经过发酵、膜过滤、水合反应、再过滤、浓缩、干燥、包装的工艺生产异烟酰胺。本发明的一种异烟酰胺的制备方法采用微生物酶催化生产异烟酰胺,具有反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高、成本低、环境污染小等优点,生产过程产生的废物少,进一步降低了生产成本,特别适合大规模生产。(The invention relates to the technical field of medicinal chemistry, in particular to a preparation method of isonicotinamide. The preparation method of the isonicotinamide takes corynebacterium propionicum propinquum stored on a solid inclined plane as an original strain, and produces the isonicotinamide through the processes of fermentation, membrane filtration, hydration reaction, refiltering, concentration, drying and packaging. The preparation method of isonicotinamide adopts microbial enzyme to catalyze and produce isonicotinamide, has the advantages of mild reaction condition, good selectivity, simple process, high product yield and purity, low cost, small environmental pollution and the like, generates less waste in the production process, further reduces the production cost, and is particularly suitable for large-scale production.)

一种异烟酰胺的制备方法

技术领域

本发明涉及药物化学技术领域，尤其是一种异烟酰胺的制备方法。

背景技术

异烟酰胺又名4-吡啶甲酰胺，是一种重要的医药中间体。异烟酰胺为二线抗结核药物。

目前，合成异烟酰胺的方法主要是碱水解法，通过4-氰基吡啶与碱反应，反应过程控制碱的添加量和反应温度得到异烟酰胺。此方法反应选择性低，反应过程会发生副反应。采用微生物酶催化生产异烟酰胺,具有反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高、成本低、环境污染小等优点，生产过程产生的废物少，进一步降低了生产成本，特别适合大规模生产。Praveen KumarMehta 等人采用Geobacillus subterraneus 酰胺酶生物转化异烟酰胺合成异烟酸(Process Biochemistry, 2015,50(9):1400-1404)。但目前有关采用腈水合酶从4-氰基吡啶生产异烟酰胺尚未见任何文献报道，因此本研究具有良好的理论意义和实践价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异烟酰胺的制备方法，克服前述现有技术的不足，采用微生物酶催化生产异烟酰胺,使得反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高、成本低、环境污染小。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种异烟酰胺的制备方法，包括如下步骤：

（1）发酵：以固体斜面上保存的丙酸棒杆菌Corynebacteriumpropinquum为出发菌株进行发酵，在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基主要由以下质量百分数的原料组成：0.5-3.0%葡萄糖，0.2-0.5%酵母膏、0.03-0.08%硫酸镁、0.45-0.95%尿素、0.45-0.95%KH2P04、0.45-0.95%K2HPO4、0.0001-0.001%FeCl3，其余为水，调节pH为6.5-7.5，灭菌，在20-30°C温度下不断通入无菌空气，保持罐压，培养50-65小时；至生物量达到5-12%，酶活性达到300-1000万/hr.ml时停止发酵；

（2）膜过滤：向发酵完成的发酵液中加入2倍发酵液体积的去离子水进行清洗，利用膜机进行腈水合酶菌种细胞过滤，向其滤液加入软水至发酵液初始体积；

（3）水合反应：将加入软水后的滤液加入反应釜，控制反应温度为20-50°C，缓慢的加入4-氰基吡啶进行反应，加入量根据反应温度及色谱分析4-氰基吡啶的残留量进行调整，水合反应的转化率为99.9%以上；

（4）再过滤：将反应液通过反应液膜机过滤，得到滤液和滤渣，滤液的主要成分为异烟酰胺水溶液，滤渣主要成分为水解后的废细胞以及微量的3-氰基吡啶；

（5）浓缩：将经过反应液加入蒸发器中利用蒸汽加热进行浓缩，得到浓度为50-90%的异烟酰胺溶液；

（6）干燥：将浓度为50-90%的异烟酰胺溶液利用高压泵压入干燥塔内雾化进行干燥，将水分蒸发，造粒，并利用流化床进一步干燥，最后得到颗粒状的异烟酰胺进入料仓；

（7）包装：将料仓内的异烟酰胺缓慢的利用控制阀连续不断的放至包装机，依次经过振动筛，磁选，金属检测后至下料口，进行自动下料，称重，抽真空，热合封口，贴标签，最后码垛进入成品库。

优选的，所述步骤（1）中，发酵培养基主要由以下质量百分数的原料组成：0.75%葡萄糖，0.3%酵母膏、0.07%硫酸镁、0.55%尿素、0.6%KH2P04、0.45%K2HPO4、0.0005%FeCl3，其余为水。

优选的，所述所述步骤（4）膜过滤工序中将反应后的废细胞从腈水合酶产生菌和微量的3-氰基吡啶分离的方法为将滤渣重新加入反应釜中进一步反应并进行膜过滤，循环多次后无新的异烟酰胺生成，将此时的滤渣加入到焚烧炉焚烧。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种异烟酰胺的制备方法具有以下优点：采用微生物酶催化生产异烟酰胺,具有反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高、成本低、环境污染小等优点，生产过程产生的废物少，进一步降低了生产成本，特别适合大规模生产。

具体实施方式

实施例1一种异烟酰胺的制备方法

一种异烟酰胺的制备方法，包括如下步骤：

（1）发酵：以固体斜面上保存的丙酸棒杆菌Corynebacteriumpropinquum为出发菌株进行发酵，在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基主要由以下质量百分数的原料组成：0.75%葡萄糖，0.3%酵母膏、0.07%硫酸镁、0.55%尿素、0.6%KH₂P0₄、0.45%K₂HPO₄、0.0005%FeCl₃，其余为水，调节pH为7，在115℃灭菌20min，接种量10%，在25°C温度下不断通入无菌空气，保持罐压，培养60小时；至生物量达到6%，酶活性达到300万/hr.ml时停止发酵；

（2）膜过滤：向发酵完成的发酵液中加入2倍发酵液体积的去离子水进行清洗，利用膜机进行腈水合酶菌种细胞过滤，向其滤液加入软水至发酵液初始体积；

（3）水合反应：将加入软水后的滤液加入反应釜，控制反应温度为45°C，缓慢的加入4-氰基吡啶进行反应，加入量根据反应温度及色谱分析4-氰基吡啶的残留量进行调整，反应结束时产物浓度达到40%，检测4-氰基吡啶残留量小于150ppm，结束反应，水合反应的转化率为99.9%以上；

（4）再过滤：将反应液通过反应液膜机过滤，得到滤液和滤渣，滤液的主要成分为异烟酰胺水溶液，滤渣主要成分为水解后的废细胞以及微量的3-氰基吡啶，将废细胞分离出，腈水合酶产生菌和微量的4-氰基吡啶重新加入反应釜中回用；

（5）浓缩：将经过反应液加入蒸发器中利用蒸汽加热进行浓缩，得到浓度为60%的异烟酰胺溶液；

（6）干燥：将浓度为60%的异烟酰胺溶液利用高压泵压入干燥塔内雾化进行干燥，将水分蒸发，造粒，并利用流化床进一步干燥，最后得到颗粒状的异烟酰胺进入料仓；

（7）包装：将料仓内的异烟酰胺缓慢的利用控制阀连续不断的放至包装机，依次经过振动筛，磁选，金属检测后至下料口，进行自动下料，称重，抽真空，热合封口，贴标签，最后码垛进入成品库。

实施例2一种异烟酰胺的制备方法

一种异烟酰胺的制备方法，包括如下步骤：

（1）发酵：以固体斜面上保存的丙酸棒杆菌Corynebacteriumpropinquum为出发菌株进行发酵，在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基主要由以下质量百分数的原料组成：0.5%葡萄糖，0.3%酵母膏、0.03%硫酸镁、0.45%尿素、0.45%KH₂P0₄、0.6%K₂HPO₄、0.0001%FeCl₃，其余为水，调节pH为6.5，在115℃灭菌20min，接种量8%，在20°C温度下不断通入无菌空气，保持罐压，培养50小时；至生物量达到8%，酶活性达到500万/hr.ml时停止发酵；

（2）膜过滤：向发酵完成的发酵液中加入2倍发酵液体积的去离子水进行清洗，利用膜机进行腈水合酶菌种细胞过滤，向其滤液加入软水至发酵液初始体积；

（3）水合反应：将加入软水后的滤液加入反应釜，控制反应温度为20°C，缓慢的加入4-氰基吡啶进行反应，加入量根据反应温度及色谱分析4-氰基吡啶的残留量进行调整，反应结束时产物浓度达到40%，检测4-氰基吡啶残留量小于150ppm，结束反应，水合反应的转化率为99.9%以上；

（4）再过滤：将反应液通过反应液膜机过滤，得到滤液和滤渣，滤液的主要成分为异烟酰胺水溶液，滤渣主要成分为水解后的废细胞以及微量的3-氰基吡啶，将废细胞分离出，腈水合酶产生菌和微量的4-氰基吡啶重新加入反应釜中回用；

（5）浓缩：将经过反应液加入蒸发器中利用蒸汽加热进行浓缩，得到浓度为50%的异烟酰胺溶液；

（6）干燥：将浓度为50%的异烟酰胺溶液利用高压泵压入干燥塔内雾化进行干燥，将水分蒸发，造粒，并利用流化床进一步干燥，最后得到颗粒状的异烟酰胺进入料仓；

（7）包装：将料仓内的异烟酰胺缓慢的利用控制阀连续不断的放至包装机，依次经过振动筛，磁选，金属检测后至下料口，进行自动下料，称重，抽真空，热合封口，贴标签，最后码垛进入成品库。

实施例3一种异烟酰胺的制备方法

（1）发酵：以固体斜面上保存的丙酸棒杆菌Corynebacteriumpropinquum为出发菌株进行发酵，在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基主要由以下质量百分数的原料组成：3%葡萄糖，0.5%酵母膏、0.08%硫酸镁、0.95%尿素、0.95%KH₂P0₄、0.9%K₂HPO₄、0.0008%FeCl₃，其余为水，调节pH为7.5，在115℃灭菌20min，接种量12%，在30°C温度下不断通入无菌空气，保持罐压，培养65小时；至生物量达到12%，酶活性达到1000万/hr.ml时停止发酵；

（2）膜过滤：向发酵完成的发酵液中加入2倍发酵液体积的去离子水进行清洗，利用膜机进行腈水合酶菌种细胞过滤，向其滤液加入软水至发酵液初始体积；

（3）水合反应：将加入软水后的滤液加入反应釜，控制反应温度为50°C，缓慢的加入4-氰基吡啶进行反应，加入量根据反应温度及色谱分析4-氰基吡啶的残留量进行调整，反应结束时产物浓度达到40%，检测4-氰基吡啶残留量小于150ppm，结束反应，水合反应的转化率为99.9%以上；

（4）再过滤：将反应液通过反应液膜机过滤，得到滤液和滤渣，滤液的主要成分为异烟酰胺水溶液，滤渣主要成分为水解后的废细胞以及微量的3-氰基吡啶，将废细胞分离出，腈水合酶产生菌和微量的4-氰基吡啶重新加入反应釜中回用；

（5）浓缩：将经过反应液加入蒸发器中利用蒸汽加热进行浓缩，得到浓度为90%的异烟酰胺溶液；

（6）干燥：将浓度为90%的异烟酰胺溶液利用高压泵压入干燥塔内雾化进行干燥，将水分蒸发，造粒，并利用流化床进一步干燥，最后得到颗粒状的异烟酰胺进入料仓；

（7）包装：将料仓内的异烟酰胺缓慢的利用控制阀连续不断的放至包装机，依次经过振动筛，磁选，金属检测后至下料口，进行自动下料，称重，抽真空，热合封口，贴标签，最后码垛进入成品库。

实验例1

对通过实施例1-3的异烟酰胺的制备方法制得的异烟酰胺进行检测，测试结果如表1所示：

表1

检测项目	指标	实施例1	实施例2	实施例3
					含量(%)	≥99.0	99.6	99.6	99.5
熔点(°C)	154-158	156	157	157
					pH值	5.5-7.5	6.5	6.2	6.8
干燥失重(%)	≤0.5	0.2	0.22	0.24
					重金属，ppm	≤20	<20	<20	<20
灼烧残渣(%)	≤0.1	0.02	0.02	0.03

由表1可以看出，本发明的一种异烟酰胺的制备方法，采用微生物酶催化生产异烟酰胺,具有反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高、成本低、环境污染小等优点，生产过程产生的废物少。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。