克拉维酸(Clavulanic Acid, CA)是一种p-内酰胺酶抑制剂,与青霉素等p-内酰胺类抗生素联用,可提高对产β-内酰胺酶菌体的抗菌活性。其生产过程主要为微生物发酵,所得发酵液菌体密度高、蛋白含量高,后续的分离纯化过程复杂。例如膜过滤除菌、去蛋白耗时耗能,有机溶剂萃取产生大量酸废水,胺盐中间体的两步结晶工艺繁杂等,导致生产过程成本较高、收率较低、环境污染严重。同时,CA同其他β-内酰胺类抗生素一样,稳定性差,分离过程中极易降解。本论文通过研究盐析萃取直接从发酵液中提取CA,并用一步结晶法制备克拉维酸钾,给出了克拉维酸碱金属盐制备的新工艺路线,并探究了克拉维酸在盐析萃取有机相和乙酸乙酯脱色液中的稳定性。首先,考察了两种缓冲盐与不同有机溶剂组成的盐析萃取体系对CA的分配,选择乙醇-磷酸盐缓冲体系作为萃取CA的盐析萃取体系。探究了盐和乙醇的组分以及产物浓度对产物分配的影响,利用得到的最佳萃取条件(乙醇(20%)-K2HPO4(15%)& KH2PO4(10%)(w/w))进行发酵液中CA的直接提取,经过低速离心,分相完全,且CA收率达到96%以上,菌体与蛋白去除率分别为99.6%、64.7%。其次,对CA在盐析萃取相(乙醇相)、乙酸乙酯脱色液中的稳定性进行了探究,其降解均符合准一级反应动力学,温度、含水量、杂质均为影响CA稳定性的重要因素。从拟合得到的动力学与热力学参数可以看出,盐析萃取体系乙醇含量越高的上相中CA的降解越少,而含水量越低的乙酸乙酯脱色液中CA越稳定。同时,推断在理想状态下、完全没有杂质的CA的降解为非自发的反应,且该过程吸热、熵减。最后,研究了一步结晶法制备克拉维酸钾结晶。通过考察反应策略、助溶剂种类、助溶剂含水量对结晶收率和杂质的影响,选择了无水甲醇作为助溶剂,并将异辛酸钾的无水甲醇溶液逐滴加入到乙酸乙酯脱色液中进行反应结晶。考察了无水甲醇与异辛酸钾用量对CA结晶的影响,最优体系的克拉维酸钾结晶收率达到66.57%,杂质含量符合药典标准。综上所述,从发酵液中直接盐析萃取CA,或一步法结晶制备CA钾盐均是具有研究潜力的工艺路线,也具有较好的应用前景,需要进一步深入研发。