CN100463914C - 一种单糖苷酸纯化方法 - Google Patents

Abstract

一种单糖苷酸纯化方法。将单糖苷的伯羟基进行选择性氧化后的反应混合液用活化后的强酸性阳离子交换树脂床进行交换，然后用纯化水为洗脱液对离子交换床进行洗脱。本发明仅通过一次酸性阳离子交换树脂床，即可有效将难以分离的单糖苷酸与无机盐进行分离，从而达到能直接用于生产单糖醛酸内酯的要求。该方法工艺简单、可节约水资源和能耗，有效缩短后处理时间，因而降低了成本。

Description

一种单糖苷酸纯化方法

技术领域：

本发明涉及一种单糖苷酸纯化方法，特别是从单糖苷伯羟基选择性氧化反应的反应混合物中纯化单糖苷酸的方法。

背景技术：

单糖苷酸是常用的药物中间体，如可作为合成单糖醛酸内酯的原料：

以葡萄糖醛酸内酯的合成为例，一般是通过选择性氧化葡萄糖各种苷的伯羟基，得到葡萄糖苷酸，然后将葡萄糖苷酸做成内酯：

葡萄糖苷选择性氧化有各种方法，有多种氧化剂和催化剂可供使用。如R.A.Reiners等人在美国专利US2627520中披露了用铂—氧化铝作催化剂，在碳酸氢钠的存在下用氧气来氧化葡萄糖甲苷得到葡萄糖苷酸；WO9507303公开了一种采用2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧化物作催化剂，次氯酸钠和溴化钠作氧化剂来选择性氧化葡萄糖甲苷得到葡萄糖苷酸的方法等。

但是，无论采用何种氧化方法，反应完成后的反应混合物中都存在着无机盐。这些无机物或者是原料本身带入的，或者是调节反应体系的pH值而加入的。必须经过纯化过程去除这些无机物质，得到一定纯度的葡萄糖苷酸的反应液才能进行下一步生产葡萄糖醛酸内酯的反应。

由于单糖苷酸和这些无机物的水溶性都很好，因此从反应混合物中去除无机物，进行而纯化单糖苷酸一直是困扰人们的一大难题。

美国专利US2627520公开的方法需要进行多次离子交换，除去葡萄糖甲苷酸无机盐：先将葡萄糖甲苷的氧化液通过一个装有阳离子交换树脂的柱子除去金属离子，然后通过装有阴离子交换树脂的柱子分离中性物质和酸性物质，最后再通过一个装有阳离子交换树脂的柱子除去金属离子。最后将除去无机物的氧化液浓缩，作为生产葡萄糖醛酸内酯的原料。

上述方案都需要进行二次或二次以上离子交换，操作繁琐。而且使用过的离子交换树脂如循环使用，需要用再生剂进行再生，再生也需要投入经费。技术和经济两方面均不适合进行工业化大生产。另外，活化柱子产生的废水多，溶剂用量大，在浓缩过程中能耗大，不利于环境保护。

发明内容：

本发明旨在提供一种快捷、方便、经济、环保，适合工业化生产的单糖苷酸纯化方法。

本发明提供的单糖苷酸纯化的操作步骤为：

1)将单糖苷的伯羟基进行选择性氧化后的反应混合液用活化后的强酸性阳离子交换树脂床进行交换；

2)用纯化水为洗脱液对离子交换床进行洗脱，洗至终点pH值为3～7，收集洗脱液。

步骤(1)中，所述单糖苷经伯羟基选择性氧化反应的混合液指以单糖苷为原料，经选择性氧化单糖苷的伯羟基，反应完成得到相应的葡萄糖苷酸和无机盐的混合体系。

上述氧化反应可以选用本领域技术人员熟知的各种氧化反应所需的氧化剂和催化剂，如亚硝酸钠、过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂，用2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧化物及其衍生物作催化剂；

所述单糖苷酸，包括阿洛糖苷酸、阿卓糖苷苷酸、半乳糖苷酸、葡萄糖苷酸、甘洛糖苷酸和古罗糖苷酸。

所述半乳糖苷酸，包括半乳糖甲苷酸、半乳糖乙苷酸、半乳糖丙苷酸和半乳糖异丙苷酸。

所述葡萄糖苷酸，包括葡萄糖甲苷酸、葡萄糖乙苷酸、葡萄糖丙苷酸、葡萄糖异丙苷酸、葡萄糖丁苷酸和葡萄糖异丁苷酸等。

所述氧化反应的混合液流经阳离子交换树脂的流速应控制在0.1ml/min～500ml/min。优选为1ml/min～300ml/min。

所述强酸性阳离子交换树脂可选用型号为Dowex-50、Amberlite IR-120、AmberliteIR-132、Amberlite IR-130、Amberlite IR-124、001×7(732)、7320或001×12/14/16的树脂，优选强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；

所述活化阳离子交换树脂，是指各种不同强酸性阳离子交换树脂在使用前按各自型号离子交换树脂的要求对其进行的相应活化处理。如实施例1中的活化方法是用清水对阳离子交换树脂进行冲洗，至出水清澈无混浊、无杂质后，用酸、碱依次在交换柱中交替浸泡2～4小时，在酸碱之间用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重复2～3次。活化方法是本领域技术人员的常规方法，或在外购的离子交换树脂中有活化方法的说明。

用纯化水对离子交换床进行洗脱的终点优选为pH值4～6。

本发明提供的方法仅需通过一次阳离子交换便可从葡萄糖苷的氧化反应液中得到纯度较高葡萄糖苷酸，除去无机物的氧化液可直接作为生产葡萄糖醛酸内酯的原料，且不影响制备的葡萄糖醛酸内酯的收率及质量。本方法还可用于其他单糖苷酸的纯化，如阿洛糖苷酸、阿卓糖苷苷酸、半乳糖苷酸、甘洛糖苷酸、古罗糖苷酸。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.步骤少

仅需通过一次阳离子交换，收集到的洗脱液减压浓缩后，可直接作为生产单糖醛酸内酯的原料。不需增加其他的纯化步骤，制得的葡醛内酯可达相应质量标准要求。

2.后处理的溶液量少

通过一次阳离子交换床来提纯单糖苷酸得到的溶液的体积仅是专利文献报道过柱后溶液体积的二分之一，减少了后处理的溶液量，可有效缩短浓缩时间和节约能耗。

3.节约水

因仅需再生阳离子树脂，用水量相对少，产生的废水也较少，可有效节约水资源。

4.成本低

因减少了后处理的溶液量而缩短浓缩时间、不再使用阴离子交换树脂，节约了阴离子交换树脂及其再生费用、节约用水，以及步骤少，节约人力，因此成本较现有技术低。

具体实施方式：

下面将结合实施例对本发明作进一步说明，可使本领域专业技术人员更加全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1 阳离子交换树脂的活化

将出厂形式为钠型的Dowex-50阳离子交换树脂1千克在5000ml 4～5％的HCl中浸泡2-4小时，然后转入交换柱中，用5000ml 4～5％的HCl以50ml/min流速冲洗至5000ml盐酸用完，最后用纯化水冲洗至pH至5-6即可使用。

实施例2 半乳糖甲苷酸纯化

1)半乳糖甲苷酸的制备

在0℃下，在20L的三口瓶中加入2000ml水，然后在搅拌下加入1000g干燥的半乳糖甲苷，7g 2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧化物(TEMPO)，再同时开始加NaClO溶液和2N的盐酸，保持PH在9.3-9.8之间，温度一直保持在0-30℃，当加完约1800ml NaClO溶液时，用去2N的盐酸150ml，停止加盐酸，改加2N NaOH溶液，直到6750ml NaClO溶液滴加完毕，用去2N NaOH溶液270ml。反应2小时后，采用Blumenkrantz分析方法分析半乳糖甲苷酸的含量为4.1％。

2)半乳糖甲苷酸的纯化

将实施例2氧化完毕得到的包含半乳糖甲苷酸和无机盐的混合溶液上离子交换树脂(5Kg Dowex-50树脂装成Φ90×770mm的分离柱)脱盐，以280ml/min流速用去离子水洗脱至洗脱液的pH到3-4，洗脱液减压浓缩得到含量不低于0.15g/ml的半乳糖甲苷酸的水溶液。

实施例3 阿洛糖乙苷酸纯化

1)阿洛糖乙苷酸制备

在0℃下，在20L的三口瓶中加入2000ml水，然后在搅拌下加入1000g干燥的阿洛糖乙苷，7g TEMPO，再同时开始加NaClO溶液和2N的盐酸，保持PH在9.3-9.8之间，温度一直保持在0-30℃，当加完约1800ml NaClO溶液时，用去2N的盐酸150ml，停止加盐酸，改加2N NaOH溶液，直到6750ml NaClO溶液滴加完毕，用去2N NaOH溶液270ml。反应1.5小时后，采用Blumenkrantz分析方法分析阿洛糖乙苷酸的含量为4.5％。

2)阿洛糖乙苷酸的纯化

将实施例4氧化完毕得到的包含阿洛糖甲苷酸和无机盐的混合溶液上离子交换树脂(5Kg001×7(732)树脂装成Φ90×770mm的分离柱)脱盐，以50ml/min流速用去离子水洗脱至洗脱液的pH到4-5，洗脱液减压浓缩至溶液中阿洛糖乙苷酸的含量不低于0.15g/ml。

实施例4 葡萄糖甲苷酸纯化

1)葡萄糖甲苷酸的制备

在10L的三口瓶中加入5000ml水，然后在搅拌下加入388g葡萄糖甲苷，3.1gTEMPO，保持温度22℃，加入2.12M的NaClO溶液2000ml。在氧化反应过程中用0.5NNaOH溶液调节PH，并保持PH在5.5-8.5之间。反应1小时后，采用Blumenkrantz分析方法测定氧化溶液体系中葡萄糖甲苷酸的含量在4.8％。

2)葡萄糖甲苷酸的纯化

将实施例6氧化完毕得到的包含葡萄糖苷酸和无机盐的混合溶液上离子交换树脂(5Kg Dowex-50树脂装成Φ90×770mm的分离柱)脱盐，以300ml/min流速用去离子水洗脱至洗脱液的pH到3-4，洗脱液减压浓缩至溶液中葡萄糖甲苷酸的含量不低于0.15g/ml时，可以直接用作生产葡萄糖醛酸内酯的原料。

实施例5 葡萄糖乙苷酸纯化

1)葡萄糖乙苷酸的制备

在1L的三口瓶中加入500ml水，然后在搅拌下加入0.2mmol的葡萄糖乙苷，

0.2g(1.3mmol)TEMPO，8g(78mmol)NaBr，溶解。将15％的NaClO溶液用4M的HCl调节pH至10.0。将上述两种溶液分别冷却至2℃，立即将NaClO溶液加入另一溶液中，并在氧化反应过程中用0.5N NaOH调节溶液pH＝10。2℃反应约1.5小时后，采用Blumenkrantz分析方法测定氧化溶液体系中葡萄糖乙苷酸的含量4.8％左右。

2)葡萄糖乙苷酸的纯化

将实施例7氧化完毕得到的包含葡萄糖乙苷酸和无机盐的混合溶液上离子交换树脂(1Kg Amberlite IR-120树脂装成Φ70×570mm的分离柱)脱盐，以150ml/min流速用去离子水洗脱至洗脱液的pH到5-6，洗脱液减压浓缩至溶液中葡萄糖乙苷酸的含量不低于0.15g/ml时，可以直接用作生产葡萄糖醛酸内酯的原料。

实施例6 葡萄糖异丙苷酸纯化

1)葡萄糖异丙苷酸的制备

在1L的三口瓶中加入500ml水，然后在搅拌下加入0.2mmol的葡萄糖异丙苷，

0.2g(1.3mmol)TEMPO，8g(78mmol)NaBr，溶解。将15％的NaClO溶液用4M的HCl调节pH至10.0。将上述两种溶液分别冷却至2℃，立即将NaClO溶液加入另一溶液中，并在氧化反应过程中用0.5N NaOH调节溶液pH维持10。2℃反应约2小时后，采用Blumenkrantz分析方法测定氧化溶液体系中葡萄糖异丙苷酸的含量在5.0％左右。

2)葡萄糖异丙苷酸的纯化

将实施例9氧化完毕得到的包含葡萄糖异丙苷酸和无机盐的混合溶液上离子交换树脂(1Kg 001×14树脂装成Φ70×570mm的分离柱)脱盐，以1ml/min流速用去离子水洗脱至洗脱液的pH到5-6，洗脱液减压浓缩至溶液中葡萄糖异丙苷酸的含量不低于0.15g/ml时，可以直接用作生产葡萄糖醛酸内酯的原料。

实施例7 用本方法纯化的单糖苷酸制备葡萄糖醛酸内酯

将实施例4得到的葡萄糖甲苷酸的纯化产物加入100ml浓盐酸，在100℃下回流8小时，得到水解液。水解液在70℃下减压浓缩至干，加入1000ml冰醋酸，放置24小时，过滤得到葡醛内酯晶体201克，纯度在98％以上。通过一次精制可以得到180克符合中国药典95版的葡醛内酯，收率41％。

本实施例的结论证明：用本发明方法纯化的单糖苷酸可直接作为生产单糖醛酸内酯的原料。不需增加其他的纯化步骤，制得的葡醛内酯可达药品生产的质量标准要求。

Claims (10)

1.一种单糖苷酸纯化方法，包括以下步骤：

1)将单糖苷的伯羟基进行选择性氧化后的反应混合液用活化后的强酸性阳离子交换树脂床进行交换；

2)用纯化水为洗脱液对离子交换床进行洗脱，洗至终点pH值为3～7，收集洗脱液。

2.权利要求1所述的单糖苷酸纯化方法，所述单糖苷酸选自阿洛糖苷酸、阿卓糖苷酸、葡萄糖苷酸、半乳糖苷酸、甘洛糖苷酸、古罗糖苷酸中任一。

3.权利要求2所述的单糖苷酸纯化方法，所述半乳糖苷酸选自半乳糖甲苷酸、半乳糖乙苷酸、半乳糖丙苷酸或半乳糖异丙苷酸。

4.权利要求2所述的单糖苷酸纯化方法，所述葡萄糖苷酸选自葡萄糖甲苷酸、葡萄糖乙苷酸、葡萄糖丙苷酸、葡萄糖异丙苷酸、葡萄糖丁苷酸或葡萄糖异丁苷酸中任一。

5.权利要求1所述的单糖苷酸纯化方法，所述强酸性阳离子交换树脂是苯乙烯系。

6.权利要求5所述的单糖苷酸纯化方法，所述强酸性苯乙烯阳离子交换树脂选自型号为Dowex-50、Amberlite IR-120、Amberlite IR-132、Amberlite IR-130、Amberlite IR-124、001×7(732)、7320或001×12/14/16的树脂。

7.权利要求6所述的单糖苷酸纯化方法，所述强酸性苯乙烯阳离子交换树脂选自型号为Dowex-50、Amberlite IR-120、001×7(732)、或001×12/14/16的树脂。

8.权利要求1所述的单糖苷酸纯化方法，所述对离子交换床进行洗脱的流速为0.1ml/min～500ml/min。

9.权利要求8所述的单糖苷酸纯化方法，所述对离子交换床进行洗脱的流速为1ml/min～300ml/min。

10.权利要求1所述的单糖苷酸纯化方法，步骤(2)所述终点的pH值为4～6。