CN101263153A - 基于疏水亲和色谱层析生产氯化蔗糖的方法 - Google Patents

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森迪普·奥萝拉
阿尔文·马利纳斯·拉莉
森迪普·布哈卡·卡勒
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    • C07H5/02Compounds containing saccharide radicals in which the hetero bonds to oxygen have been replaced by the same number of hetero bonds to halogen, nitrogen, sulfur, selenium, or tellurium to halogen

Abstract

本发明一种涉及利用柱色谱层析在吸附剂上和在导致对一种或多种氯化蔗糖化合物特异性和选择性亲和的条件下,直接从氯化反应混合物中选择性捕获、分离并纯化氯化蔗糖化合物,包括氯化蔗糖、其前体和衍生物,包括三氯半乳蔗糖(TGS)的方法。该方法还综合了用解吸剂对吸附在吸附剂上的氯化蔗糖酯的去酯化反应。该方法还提供了浓缩并结晶TGS的新方法。因此分离的包括TGS在内的氯化蔗糖衍生物基本上不含大多数杂质、盐和有机溶剂。就包括TGS在内的所需氯化蔗糖衍生物而言,该方法具有大于95%的高回收率。

Description

基于疏水亲和色谱层析生产氯化蔗糖的方法
技术领域
本发明涉及利用亲和力和/或疏水吸附色谱层析从反应混合物或含有氯化蔗糖化合物(包括TGS,其中间体或衍生物)的溶液中纯化产物1-6-二氯-1-6-二脱氧-β-呋喃果糖-4-氯-4-脱氧-吡喃半乳糖苷(TGS)或其中间体或衍生物的新方法和新策略。
背景技术
现有技术生产4,1’,6’三氯半乳蔗糖(TGS)的方法策略主要包括使用Vilsmeier-Haack试剂来氯化蔗糖-6-酯以形成6乙酰基4,1’,6’三氯半乳蔗糖,所述Vilsmeier-Haack试剂来自诸如三氯氧磷、草酰氯、五氯化磷等的不同氯化试剂和诸如二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺的三级酰胺(tertiaryamide)。在所述氯化反应以后,使用适宜的钙、钠等的碱性氢氧化物中和反应物料至pH 7.0~7.5以使6乙酰基4,1’,6’三氯半乳蔗糖去酯化/去乙酰化形成4,1’,6’三氯半乳蔗糖(TGS)。
除了上述基于氯化反应过程生产TGS的方法,有许多生产TGS的替代方法,它们每种根据所使用的方法而产生不同组成的工艺液流,其含有TGS、其中间体、衍生物、未反应的原料、盐、催化剂和反应中涉及的若干其它反应物中的一种或多种,这些方法的普遍问题在于需要一种更为方便且可规模化的工业方法用以除去难以被除去的组分(例如二甲基甲酰胺(DMF))并且从密切相关的有机杂质和无机杂质中单独地或以包括TGS、TGS前体、TGS衍生物等在内的组而共同地分离反应混合物中的一种或多种组分。
已经描述了许多现有技术用于除去三级酰胺的方法,包括水蒸汽蒸馏、柱色谱层析、反渗透、搅拌式薄膜干燥等。通过诸如提取纯化、硅胶柱色谱层析、结晶等操作完成了对氯化蔗糖衍生物的进一步分离。
本发明提供了一种基于柱色谱层析(包括疏水亲和色谱层析)的新方法,其易于操作,并可规模化的和有效的实现除去杂质并分离所需的氯化蔗糖产物。
在生产TGS过程的不同阶段,也需要从反应混合物中将水除去,而这通过迄今已知的常规除水方法很麻烦。在本发明中摸索并涉及了对于开发替代的除水方法和浓缩氯化蔗糖衍生物的需要。
现有技术
已经描述了许多现有技术方法用于除去三级酰胺溶剂,纯化TGS以及被保护的或部分被保护的TGS前体,其使用的方法例如水蒸汽蒸馏、柱色谱层析、反渗透、搅拌式薄膜干燥等。使用诸如提取纯化、硅胶柱色谱层析、结晶等操作对由此获得的部分纯化的混合物进行进一步的纯化。
现有技术的方法可以用于通过柱色谱层析从去乙酰化的反应混合物中纯化TGS产物以及其它氯化糖,所述柱色谱层析使用硅胶作为吸附剂以及极性增强的洗脱液作为解吸剂。硅胶上的薄层色谱层析是检测TGS或其衍生物的众所周知的公共领域的方法。很久以来,使用柱色谱层析从反应混合物中进行这些分离,尤其是使用作为吸附剂的硅胶和极性增强的溶剂从去乙酰化的反应混合物中纯化TGS也是众所周知的公共领域的方法。许多已经过期或者生效的专利已经描述了它们。
因此,Mufti等(1983)在美国专利4,380,476的说明书中提及了“换句话说,根据本发明的整个过程的成功将部分依赖于这样的事实,即TGS自身可以从所获得的氯化蔗糖衍生物的去乙酰化混合物中并不过度困难地被分离。我们已经发现了色谱层析(例如在硅胶上)将相对简单地分离TGS。例如,用一系列增强极性的洗脱液来洗脱去乙酰化的混合物首先除去了弱极性副产物,随后是TGS,而极性较大的化合物保持结合。氯仿和丙酮的混合物尤其适用:2∶1混合物随后1∶1的混合物在1∶1的洗脱液中分离TGS是有效的。我们优选去乙酰化后进行色谱层析,但是也可以色谱层析分离TGS-6-乙酸酯。”其实例在这一发明的实施例1~3中被描述。
Khan等(1992)在美国专利5,136,031的实施例3中描述了用在1,1,2-三氯乙烷中的氯化亚砜处理蔗糖6,4′-二乙酸酯的吡啶溶液,开始时在0℃持续0.5小时,然后95℃持续4小时。反应混合物被用二氯甲烷稀释、冷的碳酸钠溶液洗涤然后用水洗涤。有机层(Na2SO4)被干燥,利用与甲苯的共蒸馏浓缩,然后在室温下用1M甲醇钠的甲醇溶液(pH 10.0)处理,反应4小时。T.L.C(乙酸乙酯∶丙酮∶水,8∶6∶1)显示了三氯蔗糖作为主要产物,其被硅胶色谱层析纯化并且被1H-NMR所表征。
Dordick等(1992)在美国专利5,128,248的说明书中提及了“获得了6-单-和6,4′-二酰化产物的混合物。如果需要,这两种二酰化产物可以被分离,例如利用硅胶柱色谱层析。”他们在实施例6中还描述了一种将蔗糖6,4′-二乙酸酯转变成三氯蔗糖的方法,该方法从去乙酰化的反应混合物中,作为主要产物的三氯蔗糖通过硅胶色谱层析纯化并用1H-NMR所表征。
Walkup等(1990)在美国专利4,980,463中提及了,典型地,从蔗糖或其衍生物的氯化反应得到的氯化产物通过色谱层析技术或者通过衍生作用(derivatization)被纯化并分离以形成高晶固体(例如,全乙酰化(peracetylation))。然而,所述专利未提及色谱层析类型以及用于色谱层析的吸附介质。
美国专利4,343,934涉及在固体TGS的硅胶色谱层析后,从水溶液中结晶TGS,然后使用离子交换树脂Amberlite IRA 35和IRC 72的结合将反应混合物去离子化。随后进行加热残留母液、浓缩、加入晶种并冷却这一循环两次。然后结晶三轮,得到从蔗糖五乙酸酯去乙酰化后所获得的浆料中的TGS的总收率是76.6%。应该指出的是在所述专利中使用的离子交换吸附树脂意图通过特异吸附可溶离子而并不必然吸附TGS来使反应混合物去离子化。
Jenner等(1982)在美国专利4,362,869中描述了用于三氯化的酯分离的柱色谱层析。在此中他们报道了通过将反应混合物倒入水中并用有机溶剂(例如二氯甲烷)提取可以方便地处理反应混合物。当用酸和碱洗涤、干燥并蒸发该提取物后得到一产物,其可以通过色谱层析(例如在硅胶上)进一步纯化,以得到相对于2,3,6,3′,4′-五-O-乙酰基蔗糖的起始含量,产率接近80%的三氯化的酯。在这一发明的实施例9中,色谱层析也被描述用于分离TGS五乙酸酯,其描述“这一浆料在硅胶柱上进行色谱层析,用二乙醚/40~60℃,石油醚(4∶1)洗脱以获得TGS五乙酸酯(1.2g 78%),该五乙酸酯被从乙醇中结晶并发现与标准样品相同。”
美国专利4,405,654公开了合成各种卤代蔗糖衍生物的合成路线。这些化合物通过硅胶柱色谱层析所分离。该专利还公开了离子树脂在中和反应和去离子化反应中的应用。
Rathbone等(1989)在名为“Tetrachlororaffinose and its use in the preparation of sucralose”的美国专利4,826,962中提及了色谱层析方法的应用,其中“三氯蔗糖产物的分离可以通过任何方便的步骤完成,例如利用蒸发和提取到一有机溶剂中,利用色谱层析技术,或者利用从水溶液或者非水溶液体系中选择性的结晶。”他们在实施例4中描述了“利用色谱层析将产物分离,并且,除了三氯蔗糖,检测到了6-氯半乳糖和TCR的存在。”然而,所述专利未提及色谱层析类型以及用于色谱层析的吸附介质。
美国专利4,980,463公开了纯化TGS-6-苯甲酸酯的方法,包括提取,结晶随后重结晶。这一酯然后被碱水解并使用H+形式的离子交换树脂Amberlite IRC-50中和。还显示了一提取结晶法,其将提取和第一次结晶结合在一个步骤中。
现有技术方法也可用于从反应混合物中分离并纯化TGS-6-乙酸酯。它们全部使用离子交换树脂或者硅胶进行色谱层析。因此,当Mufti等(1983)的美国专利4,380,476的权利要求1,8,9,10和14与说明书中的具体说明中所提及内容一起阅读时,“我们优选在去乙酰化后进行色谱层析,但是也可以色谱层析分离TGS-6-乙酰化产物。”使得下述内容非常清楚,即现有技术已经预见可以通过使用柱色谱层析直接从基于氯化反应过程的反应混合物/工艺液流中分离并纯化TGS-6-乙酸酯,所述的氯化反应过程产生若干密切相关的氯化蔗糖,用于该目的的吸附剂是硅胶色谱层析或者是离子交换色谱层析或者两者一起,所使用的原理是非特异性吸附/解吸附,其依赖于色谱层析溶液中存在的分子的亲水和疏水特性的差别。
美国专利5,128,248描述了使用硅胶分离中间产物和纯化TGS。
美国专利5,298,611公开了气提法从含有TGS的反应混合物中除去DMF。
美国专利5,498,709公开了一种方法,其中在除去DMF之前或之后,TGS-乙酸酯被去乙酰化并且TGS被提取回收和结晶纯化。
美国专利5,530,106描述了利用水蒸气蒸馏或气提法从含有TGS-乙酸酯的液体混合物中除去二甲基甲酰胺(DMF),随后提取TGS-乙酸酯并反复结晶以获得纯的TGS-乙酸酯。因此获得的产物然后被重结晶、水解、通过Amberlite IRC-50离子交换树脂,然后浓缩、提取并最终结晶以得到纯TGS。
Catani等(1999)在名为“Chromatographic purification of chlorinated sucrose”的美国专利5,977,349中描述了一种聚苯乙烯类磺酸钠树脂,其与4%二乙烯基苯交联作为吸附剂,而不掺添加剂(straight)的水作为解吸剂。显示的洗脱顺序为:盐>二氯化产物(Di′s)>6,6′>三氯蔗糖>6,1′,6,>4,6,6′>四氯化产物(Tet′s)。因此在所述专利中的分离方法描述了多孔凝胶类磺酸钠碱性阳离子交换树脂和硅胶的应用,水和有机溶剂分别作为解吸剂。另外,该专利描述了一种在径向流动色谱层析或环状色谱层析中的固定床的应用;连续的环状色谱层析(CAC)模拟移动床(SMB)色谱层析。该专利还公开了在三氯蔗糖-6-乙酸酯水解以及反向色谱层析前,利用径向方法将已酯化的反应混合物纯化的可能性。在多孔凝胶类阳离子交换树脂的情况下,该专利公开了使用2%~6%的二乙烯基苯(DVB)作为吸附剂。
Catani等(2006)在美国专利7,049,435中描述了从工艺液流中提取纯化TGS的方法。利用液体提取方法纯化氯化蔗糖衍生物需要使用水和有机溶剂的重复提取以及反提取步骤。由于氯化蔗糖衍生物(例如TGS)的有限水溶性,多次提取以及反提取的操作减少了该方法的总产率。另外,用于提取过程的溶剂带有相当多的水分,这也降低了结晶步骤的产率。
对于结晶步骤需要从色谱层析方法或其它任何纯化方法中获得的氯化蔗糖衍生物的水溶液中除去水。这通常使用将氯化蔗糖衍生物(包括TGS)液-液提取到有机溶剂中或者利用蒸馏而进行。蒸馏以从产物中除去水是耗时且耗能的操作并且也由于更长时间暴露于更高温度而对产物质量具有副作用。
或者,羟基保护的氯化蔗糖(例如TGS)可以通过提取而以良好的产率被纯化,因为羟基保护的TGS具有低的水溶性。这一羟基保护的TGS可以被化学水解或酶促水解而产生TGS。典型的化学方法产生盐和副产物,其需要进一步通过提取或色谱层析而纯化氯化蔗糖衍生物(包括TGS)。另一方面,酶促方法需要水的存在以进行水解。这些水解方法都需要除去水并因此存在与上述类似的问题。
应该注意的是利用色谱层析作为分离方法的专利没有一个使用了非离子聚合物树脂。
因此,在所有柱色谱层析的现有技术方法中,常规的硅胶和离子交换树脂(例如基于聚苯乙烯或与二乙烯苯交联的聚苯乙烯的树脂等)被用作吸附剂,并且所有这些方法基于这一原理,即分子在与离子和/或极性吸附剂以及洗脱剂的亲水-疏水相互作用方面的相对差别。对于结构紧密相似的分子种类,这些差别通常非常小,这导致在其洗脱曲线上的重叠区域。最终结果是通常很难以足够高的产率清楚地分离两种紧密相关的分子并且大部分在洗脱物中作为混合物被回收。对紧密相关的分子的不充分分离的相同问题出现在溶剂提取方法中,除了由于两种溶剂部分相溶而使分子种类不充分分离的问题,重复提取的需要导致溶剂体积巨大,这需要投入大量能量来回收。
由于DMF是一种相对高沸点的溶剂,对于大体积的应用通过水蒸气蒸馏或气提法除去DMF是相当耗能的。另外,水蒸气蒸馏可以使产物降解,从该降解的产物中纯化TGS将变得更为困难并导致产率和纯度更低。
另外,在所有现有技术的方法中,通常是在一个包括氯化反应过程的方法中,其中含有TGS-乙酸酯的反应物料在DMF存在下使用碱被水解形成TGS,该碱快速地降解昂贵的溶剂DMF,这使得生产的每单位重量TGS增加了相当大的成本。
现有技术的方法为进一步提高工艺效率和质量以及回收产物的产率留下了巨大的空间。
发明内容
本发明包含了一种出人意料简便的新型的柱色谱层析方法,其基于疏水亲和柱色谱层析以实现在相同或不同的柱以及相同或不同的吸附剂上,以连续的步骤从获得自生产TGS的方法中的工艺液流除去DMF和无机杂质、分离TGS-酯(包括TGS-乙酸酯和TGS-芳基酯)、将结合到(integrated)柱上的所述TGS-酯自身去酯化、分离TGS、浓缩TGS并对TGS脱水。本发明方法的另一个实施方式包括一过程,其从稀释溶液中浓缩目的产物分子至在其中含有5%或更少水分的组合物。
本发明方法的又一个实施方式也包括再生吸附剂若干次以导致更好的反应效率以及成本收益。
亲和色谱层析包括使用一吸附剂表面,其可以显示出对目的分子的相对相互作用能力(例如亲和性)的程度高于对混合物中的一些其它组分。在本发明中,所使用的吸附剂典型地是由源自天然的、合成的或半合成的有机聚合物制成的刚性或凝胶类多孔吸附剂。该吸附树脂也可以由C2~C18组成,其为直链或支链,包括沉积或接枝于吸附剂表面的分子或芳香性疏水分子。
尽管所描述的实施方式涉及一种作为用于由生产TGS的反应中产生工艺液流的方法,但是经过适当的修饰或改变,本发明的方法可用于所有的卤化蔗糖。
在一个实施方式中,本发明的方法涉及利用在多孔聚合物吸附剂基质上进行吸附色谱层析,捕获、分离并纯化蔗糖的氯化衍生物(包括TGS),所述吸附剂基质在适于蔗糖的氯化衍生物和所选择的吸附剂间所需相互作用的操作条件下,对所需蔗糖衍生物显示出一定程度的选择性。
这一实施方式提供了从中和的氯化反应物料中捕获和纯化TGS和/或被保护的或部分去保护的TGS的方法,其包括:
a)将调节过pH的氯化反应物料与平衡的刚性多孔吸附剂基质接触,其中所述氯化衍生物吸附于该吸附剂基质上,和
b)冲洗该吸附的基质以除去包括DMF和盐在内的反应物料中未吸附的组分,和
c)使用适宜的洗脱移动相,从该基质中逐渐地和/或选择性地洗脱氯化衍生物,和
d)再生该吸附剂基质以再利用。
因此,该方法实现了捕获并纯化氯化蔗糖(包括TGS)或其衍生物(包括TGS-乙酸酯,TGS-苯甲酸酯等),同时除去DMF和盐,并生产出不含DMF和盐的产物。然后使用类似或另一吸附剂在第二柱中精制(polish)所洗脱的氯化蔗糖或其衍生物,除去痕量的大多数其它杂质,并导致诸如TGS,TGS-乙酸酯或TGS-苯甲酸酯的产物基本上不含所有杂质。该方法在结晶步骤中导致高产率和纯度的产物。另外,不需要像在一些现有技术提及的常规结晶方法中所进行的母液回收。因此,整个过程是简单、经济、可规模化的并且不需要额外的步骤来纯化所述氯化蔗糖或其衍生物。
在本发明的实施方式中,涉及在色谱层析柱上,TGS-乙酸酯的原位去乙酰化或者TGS-苯甲酸酯的原位去苯甲酰化,本发明提供了一种改进的且一体化的吸附色谱层析方法以除去三级酰胺溶剂以及全部的有机盐和无机盐,同时捕获并水解羟基保护的氯化蔗糖衍生物,以及从来自蔗糖或其衍生物的氯化反应中、调节过pH的反应混合物(以下被称作“氯化反应混合物”)中以部分纯化的形式更多的回收,其可以进一步被任意的或者已知的方法所纯化。本发明涉及使用一个单独的吸附色谱层析步骤,其包括
e)将调节过pH的氯化反应物料与预平衡的吸附剂基质相接触,其中6-O位羟基保护的氯化蔗糖衍生物,和蔗糖的其它氯化衍生物吸附到该吸附剂上,和
f)冲洗该吸附剂基质以除去任何未吸附的化合物,包括DMF和所有盐,和
g)使用一适当配方的再生/洗脱移动相,同时水解和逐渐地和/或选择性地使氯化蔗糖衍生物解吸附以回收去保护的氯化蔗糖衍生物,包括TGS,和
h)冲洗和平衡该吸附剂基质以再利用。
本发明方法是在一种装置中实行多步骤的新方法,该装置可以是一组接触器(batch contactor)(例如搅拌槽)、填充床色谱层析柱、或扩张床柱、流化床柱、液-固循环流化床(LSCFB)、移动床或膜色谱层析系统(例如中空纤维,螺旋的或薄板的)、或离心色谱层析系统、或其任何组合。这些装置的组合可以是例如扩张床和填充床,流化床和填充床等,并且其赋予本发明的方法增强的性能。
该方法对于除了氯化或非氯化蔗糖衍生物的6-O被保护基团以外的羟基去保护也是有用的。该对羟基的保护可以在一个或一个以上的羟基部分,例如二酯,三酯,四酯或五酯。
本发明方法的一个实施方式从纯化的或部分纯化的氯化蔗糖衍生物的水溶液或水-有机溶液低于5%v/v水分水平中除去水。另外,该方法也从氯化蔗糖衍生物(例如TGS)的稀释溶液中,将产物进行浓缩至大于5%w/v的浓度,并获得在有机溶剂中的该溶液。用于本方法中的溶剂或溶剂的组合的大多数,但并不必需,与水形成共沸混合物以便有助于在蒸馏或蒸发时彻底去除残留的水。所使用的溶剂是这样的,其与水形成的共沸混合物是低沸点的,并且可以被快速蒸馏。
然后对浓缩的氯化蔗糖衍生物进行结晶以分离超过90%的产物,该产物的HPLC纯度大于99%。使用氯化蔗糖衍生物在其中具有低的或部分溶解性的溶剂中的一种或其组合进行结晶。
在这一实施方式中,本发明的方法包括使用多孔吸附剂基质,利用色谱层析来对纯化或部分纯化的氯化蔗糖衍生物的水溶液或水-有机溶液进行捕获,除水和浓缩,其中,
i)将含有纯化的、或部分纯化的氯化蔗糖衍生物的溶液与预平衡的非离子、离子或混合型吸附剂基质相接触,其中所述氯化衍生物吸附于该基质上,和
j)在固定的吸附床上,使用空气或非反应性气体排水(drain)和/或吹洗(purge)该吸附剂基质以除去自由(free held)水或含水溶剂,和
k)使用基本上不含水的溶剂,或这类溶剂的混合物,从基质中洗脱所述氯化蔗糖衍生物,和
l)再生和重新平衡吸附剂基质以在下次循环中再利用。
在吸附了氯化蔗糖衍生物(包括TGS)以后,固定该吸附剂基质优选用于封装柱中的,用非反应性气体(例如空气,氮气)排水和吹洗以便除去在固定的吸附床的空隙间中滞留的自由水或含水溶剂。然后将吸附的物料从吸附剂基质中洗脱到一种适宜的单一溶剂,或溶剂混合物中,如用Karl fisher方法分析浓缩的物料的水分含量小于5%v/v。因此,本发明的方法实现了在一个步骤中除水并浓缩。浓缩的洗脱溶液或解吸附的溶液然后在30~60℃,在真空下进行蒸馏或蒸发并从溶剂中结晶。该改良的方法由于浓缩和彻底除去水导致结晶后的产率增加。
没有一种现有技术公开了利用任何类型的吸附色谱层析来捕获、除水并浓缩。也没有一种现有技术比本发明所获得的那些方法对于所需的氯化蔗糖衍生物具有更高的结晶产率。
附图说明
图1:显示了使用SEPABEADS SP700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)对本发明的方法在基质容量(gm/L),TGS回收(%)和DMF回收(%)方面的纯化试验的性能比较,按照实施例6。
发明具体说明
除了保护的和/或去保护的TGS或相关部分,用于制备TGS的典型的反应混合物还含有在氯化步骤以后的中和及水解时产生的蔗糖的一、二、三和四氯衍生物、二聚物或多聚(mulitmeric)杂质、高沸点溶剂、以及盐(例如氯化物、磷酸盐、乙酸酯、苯甲酸酯)。特别地,所有这些杂质表现出复杂的后续处理问题并可以严重影响TGS生产过程的经济状况。将要进行本发明的柱色谱层析方法的反应混合物也可以是一种还进行了酶促去乙酰化反应的蔗糖酶促乙酰化反应的结果或者是一种进行酶促去乙酰化反应的中和的氯化反应混合物。在这两种情况下,任何涉及TGS-6-乙酸酯分离并浓缩的方法步骤因此是多余的并且本发明的方法可以被认为是省略了TGS-6-乙酸酯或TGS-6-苯甲酸酯的分离及其纯化或去乙酰化步骤。目前,各种一、二、三和四氯蔗糖衍生物的存在干扰纯TGS的生成,并因此减少TGS的产率和纯度,这些在常规纯化方法中只有部分被除去并因为其甜度的变化和在终产品的味道以及质量上的巨大副作用,而以不利的方式与食品或饮料产品的味道体系相互影响。相反地,除去所有杂质可以有益地影响味道、甜度和适口性。用于本合成路线的溶剂(例如三级酰胺)也经常影响产物的结晶,并且需要被除去。已经发现这一溶剂去除通过使用已知的常规方法(例如蒸馏或气提法)很难被除去。因此在含有TGS的反应混合物的后续处理时存在许多的问题。
在本发明中通过本发明的实施方式解决了这些复杂的问题,所述的实施方式包括使用吸附剂(将被用于柱色谱层析),其相当特异地对一种或多种意图在操作条件下被除去的所需化学分子(包括但不限于DMF、氯化蔗糖衍生物、或氯化蔗糖)具有一定程度的亲和性。所述相对亲和性比在现有技术的柱色谱层析方法中产生的分子的吸附-解吸(包括与离子交换或硅胶吸附剂的疏水:亲水相互作用)选择性更强,并导致在吸附剂、待分离的分子种类和洗脱液之间产生的选择性色谱层析滞留行为。
为了本说明书的目的,亲和色谱层析包括使用一种吸附剂表面,其可以显示出对目的分子的相对亲和性程度超过对该混合物中一些或所有其它组分。
对于第一次色谱层析分离TGS、TGS前体和TGS衍生物,本发明的方法使用这样的吸附剂,其对于在生产氯化蔗糖的方法中所遇到的紧密相似的分子具有广泛差异的亲和性,以使得可以实现其分离而不在柱色谱层析中重叠。
本发明的这一特征不仅使得柱色谱层析的方法高效而且也第一次建立了下述的整合的可能性,即其在解吸附的过程中,通过碱水洗脱液,将吸附的TGS-乙酸酯进行原位去乙酰化的反应或TGS-芳基化物进行去芳基化的反应(TGS-6-乙酸酯或TGS-6-苯甲酸酯的去乙酰化,而其仍旧在柱中处于与吸附剂接触或者处于从吸附剂上解吸的状态),这是本发明的一个实施方式。原位去乙酰化的非常重要的优点在于其在不含DMF下进行,这避免了DMF暴露于碱性条件下,并且实际上全部被回收而没被破坏,这比早先的涉及在DMF存在下,在反应混合液中将TGS-乙酸酯去乙酰化或TGS-芳基化物去芳基化的现有技术方法具有明显的经济优势。另外,从混合物中的所有杂质中同时分离TGS-乙酸酯或TGS-苯甲酸酯并且以明显纯的形式洗脱,所有这些整合成亲和柱色谱层析的一个或者相同的工艺步骤。因此,该方法在单一步骤中实行了若干多功能。所回收的去保护的氯化蔗糖衍生物可以通过例如色谱层析和/或提取的任何或者已知的方法随后结晶而进一步纯化。这一去乙酰化的方法没有被任何现有技术所预见并且导致产生出非常简单且高度经济的生产尤其是TGS和通常是卤代糖的方法。
较之用作本发明方法的输入物的反应混合物中的化合物浓度,本方法可以更高的浓度回收去保护的氯化蔗糖衍生物。
本发明的又一个实施方式作为非常有效的浓缩方法,并且使得可以加工巨大体积的稀释溶液,其转变成高纯度、不含所有其它杂质(包括DMF)的5%w/v或更高浓度的所需氯化蔗糖产物的溶液。浓度高达最终含量5%v/v或更少也已经全部在一个单独的过程中实现,其起始于稀释复杂的反应混合物,在单独一次,回收大约95%或更多的、基本上不含全部杂质的所需产物,并且所分离的所需产物可以进一步仅仅通过再一次经过另一具有相同或不同吸附剂的柱而不含痕量杂质。
在本发明的再一个实施方式中,吸附剂可以被重复再生许多次。回收的产物不需要任何其它进一步纯化的方法。因此,整个方法是简单、经济且可规模化的。在本说明书中,除非文中不允许或者指明为相反的,单数也包括该类的复数,例如“一种亲和色谱层析方法”包括一种或多种基于亲和色谱层析的色谱层析方法。类似地,“一种溶剂”包括一种或多种溶剂。用于生产、纯化和分离TGS、TGS前体或TGS衍生物的“一种工艺液流”包括在所有生产、纯化和分离TGS、TGS前体及TGS衍生物的已知方法的工艺步骤中遇到的一种或多种或所有的“工艺液流”。
可用于本发明的反应混合物/工艺液流/反应溶液的实施方式包括全部来自在水中被制得的TGS-乙酸酯或TGS的单一溶液,从其中各自的溶质意图被再次回收,到任何衍生自酶促以及非酶促的生产TGS-乙酸酯或TGS的方法的工艺液流,其包括但不限于TGS、TGS前体和TGS衍生物中的一种或多种。
在本发明中,采用全新的方法。包括在6-O-保护的或者去保护的氯化蔗糖衍生物的混合物或者其混合物的中和反应物料,与适宜的配体(吸附剂)进行接触,该配体对存在于待分离的混合物中的目的产物具有特异的亲和性。该配体可以包括衍生自交联的聚苯乙烯-二乙烯苯或聚甲基丙烯酸酯类基质的适宜的吸附剂或由其利用适宜的表面修饰制备的衍生物,该修饰将选择性吸附氯化蔗糖衍生物于其上。然后,无机盐、溶剂和水从所述配体中作为液体被分离。该吸附可以对一种蔗糖衍生物有选择性或一种以上蔗糖衍生物可以被吸附到柱基质上,其然后可以被适宜的洗脱液选择性地解吸。
在吸附剂和氯化蔗糖衍生物之间的相互作用可以基于在所述吸附剂和蔗糖衍生物之间临时键合的形成。
在本发明中,包括但不限于鉴定一种或多种用于分离糖衍生物的适宜配体以完成在配体和糖衍生物之间形成临时键合,这对于任何其它的现有技术方法是一种改进。以此种情况下的分离是基于纯萃的疏水亲和性而非基于极性相互作用。
所述配体将吸附氯化蔗糖衍生物并将分离出并帮助洗去中和的反应物料的所有其它组分。然后在适宜的时候氯化蔗糖衍生物将以顺序的方式从第一氯化蔗糖,然后第二氯化位置等从吸附剂中被提取。
来自选择性解吸的每种流分将被分别收集。然后利用常规方法将该流分浓缩、去保护并结晶。
为了更具体的说明的目的,可以被本发明的方法纯化的反应混合物/工艺液流/溶液的所述实施方式的说明性列表更具体地包括,而不限于含有一种或多种氯化蔗糖的溶液,其衍生自一种或多种生产TGS的方法的工艺液流,该方法包括一种或多种下述:
a)在含水或非水溶剂中,分离并浓缩有机蔗糖衍生物不含DMF和/或无机物和/或其它有机杂质,其包括来自酶促以及非酶促反应混合物(包括氯化反应混合物)的降解产物,和来自TGS和/或TGS-乙酸酯和/或诸如TGS-苯甲酸酯的TGS-芳基化产物的普通(plain)溶液的降解产物;
b)在溶于水或非水介质后,通过包括ATFD(如Ratnam等在专利申请WO/2005/090374和Ratnam等在专利申请WO/2005/090376中所述的搅拌式薄膜干燥器)在内的各种干燥方法,从干燥反应混合物获得的固体中除去无机和有机杂质;
c)将从柱色谱层析或其它纯化方法纯化以后获得的产物流分浓缩;
d)在酶促转化过程中,从蔗糖-6-乙酸酯中分离葡萄糖-6-乙酸酯。
可以用本发明的方法来纯化的工艺液流的更多实施方式因此可以来自许多酶促以及非酶促的生产TGS、生产TGS前体和生产TGS衍生物的现有技术方法。该方法包括但不限于Fairclough,Hough和Richardson,CarbohydrateResearch 40(1975)285-298,Mufti等(1983)美国专利4,380,476,Rathbone等(1986)美国专利4,380,476,O’Brien等(1988)美国专利4,783,526,Tully等(1989)美国专利4,801,700,Rathbone等(1989)美国专利4,826,962,Simpson(1989)美国专利4,889,928,Navia(1990)美国专利4,950,746,Homer等(1990)美国专利4,977,254,Walkup等(1990)美国专利4,980,463,Neiditch等(1991)美国专利5,023,329,Vernon等(1991)美国专利5,034,551,Walkup等(1992)美国专利5,089,608,Dordick等(1992)美国专利5,128,248,Khan等(1992)美国专利5,136,031,Bornemann等(1992)美国专利5,141,860,Dordick等(1993)美国专利5,270,460,Navia等(1994)美国专利5,298,611,Khan等(1995)美国专利5,440,026,Palmer等(1995)美国专利5,445,951,Sankey(1995)美国专利5,449,772,Sankey等(1995)美国专利5,470,969,Navia等(1996)美国专利5,498,709,Navia等(1996)美国专利5,530,106,Catani等(2003)美国专利申请20030171574,Ratnam等(2005)专利申请WO/2005/090374,Ratnam等(2005)专利申请WO/2005/090376等。这只是说明性的罗列,并非主张为详尽且完全的。
在本发明的一个实施方式中,本发明涉及一种吸附色谱层析方法以分离并纯化含有蔗糖的氯化衍生物和包括TGS的反应混合物/工艺液流/溶液,并且使得TGS基本上不含大多数疏水的以及亲水的杂质、无机盐和有机盐、溶剂和有色的残留物。更具体而言,本发明涉及一种可以从反应混合物中分离高产率且高纯度TGS的方法。具体地,其涉及一种以纯的形式分离TGS的方法,通过该方法不含存在于反应混合物中的结构相关和不相关的杂质的基本上纯TGS,可以被分离并以高产率回收,其高回收率例如大于95%和有时高达100%。这一方法通过使用一种装置,并利用一种方法而完成,该方法包括吸附、洗涤和洗脱或解吸附操作而不需要任何附加的预纯化,同时保持令人满意的回收率和吸附剂的良好耐用性,并且其得到99%纯的TGS而回收率大于95%。
现有技术的专利并不涉及使用基于聚苯乙烯二乙烯基苯(PS-DVB),聚甲基丙烯酸酯,纤维素基质的刚性多孔基质,基于琼脂糖、壳聚糖、葡聚糖、聚丙烯酰胺的多孔凝胶类基质,以及基于羟磷灰石、可控孔度玻璃、不锈钢、石英、磁珠的基质。该专利也没有公开扩张床、流化床、固液循环流化床、膜色谱层析、填充床、串联柱色谱层析和模拟移动床色谱层析用于上述类型的基质。另外,现有技术的专利没有公开颗粒尺寸、孔径、对于所需纯化所必需的基质的表面积、除了磺酸基团以外的基团类型,例如羧基、氨基、二醇、氰、脂肪族、芳香族、卤素和用于固定金属螯合亲和色谱层析的金属螯合基团(像亚氨基二乙酸(imminodiacetic acid,IDA))。最后,现有技术专利没有公开使用修饰的二氧化硅,例如具有脂肪族和/或芳香族部分(C1~C8碳原子)的二氧化硅、氰基或氨基。具有脉冲操作的色谱层析方法所建议的用途也不适于处理大体积的供料。
现有技术的专利没有公开在柱色谱层析中以诸如本发明所提及的不同模式使用天然的或合成的聚合物基质。
另外,比较少的注意力被集中在从TGS中除去卤代糖杂质的其它方法上。
根据前面所讨论,需要注意的是没有一种专利或报道的方法着手解决在本发明背景中所确定的问题。因此需要发明一种可规模化的、经济且商业可行的方法用来纯化蔗糖的氯化衍生物(包括去保护的TGS,保护的TGS和部分保护的TGS),并且用来除去溶剂DMF而不明显损失或降解。该方法也可以用于将TGS或TGS-乙酸酯从其液体溶液中分离。也需要一种方法,其生产高纯度TGS并保证在最终结晶过程中的高产率。如果所获得的TGS不含其它氯化糖衍生物和DMF,在结晶时的TGS损失可以被最小化。没有一种专利的方法以简单且经济的方式给出了不含所有氯化糖衍生物和DMF的TGS,这是因为它们需要对中间产物或TGS进行提取、结晶多个加工步骤。
本发明的方法通过在吸附色谱层析过程中,使用刚性聚合物吸附剂基质,从获得自中和反应物料的其它氯化蔗糖衍生物中捕获和纯化TGS和/或保护的或部分去保护的TGS而克服了上述提及的所有方法的缺点。本发明的方法在捕获上述组分时也除去了三级酰胺(例如DMF)溶剂,而盐和大多数有色的残留物也被同时除去。因此,本发明的方法是用于捕获、纯化保护的和/或去保护的TGS,以及直接从反应物料中除去盐和DMF的一种综合方法。另外,下面具体说明了上述提及的问题的解决方案。
通过首先保护蔗糖6位的最大反应性羟基,然后使用“Vilsmeier-Haack试剂”对6-O-保护的蔗糖进行氯化反应来从蔗糖制备TGS。然后用适宜的碱中和氯化的反应物料。中和物料的组分如下
a)氯化蔗糖衍生物(6-O-保护的或去保护的以及或者保护的和去保护的混合物);以及或者
b)无机盐(磷酸盐,氯化物等);以及或者
c)有机盐(乙酸酯,苯甲酸酯等);以及或者
d)三级酰胺,醇,吡啶等作为溶剂;以及或者
e)有色的糖的衍生物,例如焦糖;以及或者
f)水
氯化反应后的这一中和物料被加工以从其它氯化衍生物中纯化TGS和/或保护的或部分去保护的TGS。
在本发明中,由6-O-保护的或去保护的(化学地或酶促地)或者是两者混合物的氯化蔗糖衍生物的混合物组成的中和的反应物料,与适宜的刚性多孔聚合物基质进行接触。基质上的配体或化学基团对氯化蔗糖衍生物具有亲和性和/或强相互作用能力,并因此可以在适宜的条件下,制得该基质表面以便选择性地吸附氯化蔗糖衍生物于其上。然后盐、溶剂和大多数有色的残留物作为未吸附部分从所述基质上被分离。吸附可以是对一种或一种以上的蔗糖衍生物。不同氯化糖的吸附程度因此而不同。根据反应条件,从最强吸附的氯化糖到最弱吸附的氯化糖的吸附程度或结合强度或亲和性是四氯>三氯>二氯>一氯衍生物或者四氯<三氯<二氯<一氯衍生物。多孔吸附剂基质和氯化的和/或非氯化的蔗糖衍生物之间的相互作用是基于涉及两种或多种类型的相互作用的可逆多重或多点和/或混合模式的相互作用,例如协同相互作用、氢键、离子相互作用、偶极-偶极相互作用、诱导偶极以及疏水相互作用,其最终导致与蔗糖衍生物以及相互作用基团的选择性相互作用。
本发明的使用非离子或阴离子交换多孔基质,以纯的形式分离并纯化所述氯化蔗糖衍生物的方法包括一基质,例如(A)苯乙烯和二乙烯基苯(PSDVB)的共聚物或(B)苯乙烯、二乙烯基苯、C1~C8的碳分子未饱和的或饱和的脂肪族和/或芳香族部分、或诸如氟、溴、氯等的卤素的共聚物或(C)天然聚合物类,例如琼脂糖、葡聚糖、壳聚糖或纤维素,或(D)通过交联制备的聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酰胺共聚物以形成珠状基质或(E)其组合或(F)由一种或一种以上的上述聚合物材料制备的磁珠或(G)具有脂肪族和/或芳香族、氨基或氰部分的修饰的二氧化硅。
在本发明中,术语“多孔基质”包括微孔、大孔、介孔、超大孔和多孔基质。
在本发明的上下文中,术语“亲和性”指分子种类与吸附剂或者在吸附剂表面的一种或多种相互作用基团之间的相互作用的相对特异性强度,其导致吸附的选择性并根据所使用的吸附剂和移动相的类型,包括不同的相互作用力。
在吸附剂基质上的相互作用基团和/或配体可以是基底基质的一部分或者可以通过任何已知的活化化学方法被接枝到基质上以获得所需的特性,例如基质疏水性或亲水性、基团密度、其空间取向以及对蔗糖衍生物的选择性和特异亲和性。基质的其它重要特性是表面积、孔率、颗粒尺寸、孔径和孔结构。
在本发明中,可以使用膜作为吸附剂,其中相互作用基团和/或配体分布于膜表面并且该体系被用作膜色谱层析。所使用的膜可以是有孔的或无孔的以及以组件(module)的形式,例如但不限于中空纤维、平板、基于聚醚砜、醋酯纤维素、再生纤维素、尼龙、聚四氟乙烯(PTFE)和邻苯二甲酸醋酸纤维素的螺旋膜。在本发明优选的实施方式中,使用错流(cross flow)类型的膜以避免浓差极化效应。
在本发明的另一个实施方式中,基质上的配体是适于用在本发明文中的卤素并且包括溴、氯、氟和碘。本领域的技术人员可以用本领域技术人员已知的方法将同一卤素或其与不同卤素的任何组合或置换来修饰吸附剂。
本发明的方法优选但并不限于使用市售可得的色谱层析吸附剂基质来进行。该吸附剂基质,市售可得或是另外的,选自下述基团,其包括但不限于:
a)苯乙烯二乙烯基苯的共聚物,其具有或不具有取代基团,例如C2~C8碳原子饱和或不饱和的芳香族或脂肪族部分或者氰,例如DIAION HP-20,HP-21,HP20SS,DCA 11或SEPABEADS SP825,SP700,SP850,SP20SS,SP70,FP-OD(Mitsubishi Chemical Corporation,日本),BiobeadsSM(BioRad Laboratories,美国),Amberchrom CG 71,CG161,CG300,CG1000 SMC吸附剂(TOSHO Bioscience),Amberlite XAD系列(Rohmand Haas,美国),ADS 600(Thermax,印度),以及或者
b)苯乙烯二乙烯基苯的共聚物,其具有或不具有取代基,例如卤素原子,例如氟、溴、氯和碘,例如SEPABEADS SP207,SP207SS(MitsubishiChemical Corporation,日本),以及或者
c)通过交联制备的聚甲基丙烯酸酯共聚物和/或聚丙烯酰胺共聚物以形成珠状基质,具有或不具有取代基,例如DIAION HP-2MG(MitsubishiChemical Corporation,日本),Macro-Prep甲基,丁基,苯基(BioRadLaboratories,美国),以及或者
d)天然的聚合物类,例如琼脂糖、葡聚糖或纤维素,例如SOURCE 5RPC,15 RPC,苯基Sepharose 6 FF,HP,高度取代,丁基和辛基Sepharose 4FF(GE healthcare),CELBEADS(本土研发,印度专利申请No.356/Mum/2003),以及或者
e)具有芳香族和/或脂肪族部分或氰作为取代基的具有C2~C8碳原子的修饰的二氧化硅,以及或者
f)基于一种或一种以上的上述聚合物并且具有氨基(一级、二级或三级)或亚氨基部分的混合模式或阴离子交换基质,例如SEPABEADS FP-NH2,EB-QA,EB-DA,FP-HA,EB-HA(Resindion srl,Mitsubishi ChemicalCorporation,意大利),Sepharose-DEAE,Streamline-DEAE(GE healthcare),CELBEADS-DEAE(本土研发,印度专利申请No.3 56/Mum/2003),以及或者
g)具有羟基或二醇基团的基于PSDVB、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、天然的聚合物的基质和其组合,例如SEPABEADS FP-HG(Resindion srl,Mitsubishi Chemical Corporation,意大利)
用于本发明方法的基质的其它特性是表面积(至少100m2/g)、孔径(至少50
Figure A20068003334300261
)、颗粒尺寸(至少5μm)以及溶解性指数或疏水性(至少0.5)。
用于双吸附步骤的树脂可以相同或不同。树脂的选择很严格并且需要大量经验并且该选择取决于树脂的特性(孔径、颗粒尺寸、表面积、基底基质和表面疏水性,以及溶解性指数)、待纯化的材料类型、存在的杂质或相关杂质的浓度和性质、用于反应的介质类型以及所使用的移动相。其它对选择起作用的因素是色谱层析条件,例如温度、流速、梯度或等度的洗脱方法、梯度形状和梯度体积。
在本发明中,术语“相关杂质”指在色谱层析步骤前的合成或加工时产生的杂质并且该杂质与所述氯化蔗糖衍生物在结构上相关。
在本发明中,术语“梯度洗脱”包括在选择性解吸/洗脱TGS和其它的蔗糖氯化衍生物所用的移动相的组合物/特性中起作用的逐步的、线性的、凸的和凹的梯度。术语“梯度体积”指移动相的体积,其中实现了洗脱移动相的最终强度。
当与中和的反应物料接触时,对单独的去保护的TGS、保护的TGS以及部分去保护的TGS(即,保护的和去保护的TGS的混合物)或其组合,吸附剂基质的吸附体积是5~100gm/升。该过程可以成批次或连续模式进行。根据一个实施方式,吸附优选使用填充床色谱层析柱进行,其包括用适宜的吸附剂填充柱和使反应物料通过该树脂柱。
对于连续模式的操作,可以使用填充床或扩张床吸附(EBA)或流化床吸附(FBA)或液-固循环流化床(LSCFB)或膜吸附(MBA)或改进的模拟移动床(ISMB)或移动床或其任何组合。在成批体系的情况下,可以使用搅拌罐(stirred tank)或搅拌槽(agitated tank)。
在本发明的方法中,当扩张床或流化床被用于纯化,可以扩张、流化或填充床模式在上样和洗涤阶段以后进行洗脱。优选在填充床模式下进行洗脱。
根据优选的实施方式,所述氯化蔗糖衍生物被吸附到基质或膜上,其然后被洗涤以除去盐和DMF,随后选择性洗脱以获得纯的保护的、去保护的或部分去保护的TGS。不仅可以利用逐步或线性梯度移动相,也可以通过用适宜的移动相的等度洗脱而纯化所述TGS。
在本发明优选的实施方式中,当在基质或膜上的配体或相互作用的化学基团是基质上的苄基或苯基时,三氯或四氯蔗糖衍生物被保留而二氯和一氯衍生物被分离到洗脱移动相中。然后三氯和四氯衍生物被选择性洗脱分离到纯流分中。
在另一个优选的实施方式中,如果在基质或膜上的配体或相互作用基团是芳香族卤素(例如溴),则发现所有的四氯、三氯、二氯以及一氯衍生物都吸附。它们的结合强度在碱性或酸性条件下的顺序分别是四氯>三氯>二氯>一氯衍生物或者四氯<三氯<二氯<一氯衍生物。在之前洗涤了二氯或者一氯衍生物的情况以后,然后所需氯化蔗糖衍生物(例如TGS)被选择性洗脱,并且在后面是四氯衍生物。类似地,当三氯,二氯和一氯蔗糖衍生物的混合物经受另一类型的配体(例如氨基或亚氨基),发现三氯蔗糖衍生物被强烈吸附而二氯和一氯衍生物可以被选择性地洗脱。在这之后,三氯衍生物可以作为纯流分被洗脱。因此,利用本发明,含有一氯、二氯、三氯和四氯衍生物和/或其混合物的反应混合物可以以若干不同路线和其组合被分离成纯流分。DMF和盐在任何上述路线中未结合并且可以从吸附剂中被简单地洗掉而不损失吸附的氯化蔗糖衍生物。
在本发明的方法中,当使用含有去保护的TGS的反应物料作为供料时,在洗脱以后,获得了大于95%纯形式的去保护TGS。
在本发明的方法中,当使用含有保护的和/或部分去保护的TGS的反应物料作为供料时,选择性洗脱得到了大于95%纯形式的保护的和/或部分去保护的TGS。然后在纯化以后,利用已知的常规化学品或利用酶促方法使这一保护的和/或部分去保护的TGS完全去保护。
在本发明方法的一个实施方式中,在使用简单的蒸发或蒸馏将用于洗脱移动相的有机溶剂完全或部分除去以后,该纯化的去保护TGS在第二色谱层析柱中的相同或另一类型吸附剂上最终被精制。在精制步骤中使用的吸附剂可以选自上述提及的所有组的吸附剂。在精制步骤中的基质容量是每升吸附剂大于5gm产物。该精制步骤可以在填充床、模拟移动床、或任何改进的模拟移动床上操作。可以使用疏水相互作用色谱层析、亲和色谱层析、离子交换色谱层析、离子排阻色谱层析、反相色谱层析、膜色谱层析、离心色谱层析和混合模式相互作用色谱层析或其组合。串联柱色谱层析也可以被用于该方法,其中从一个柱中洗脱的选择流分可以被直接供料于第二个柱。可以使用等度或梯度洗脱以除去痕量杂质以便得到纯度大于99%的TGS。在本发明的另一个实例中,保护的和/或部分去保护的TGS也可以被该方法所精制以得到大于98%纯形式的保护的和/或部分去保护的TGS,其然后可以通过已知的常规方法或酶促方法水解以得到纯的TGS。纯化和精制以后,所述色谱层析方法得到回收率大于90%,并且相对于供料反应物的输入供料,有时得到高至100%的纯TGS-6-乙酸酯、TGS-6-苯甲酸酯或TGS。然后任何来自精制柱的、显示痕量杂质的流分被在下一轮中重新循环以得到整体回收率大于95%。
在本发明方法的再一个实施方式中,含有去保护TGS或保护的和/或部分去保护的氯化蔗糖衍生物的中和氯化反应物料可以通过已知方法(例如搅拌薄膜干燥器)所干燥,其中溶剂部分被除去。该干燥的反应物料可以被溶解在水或水-有机介质中并且根据本发明的方法可以回收纯的TGS。
在本发明方法的再一个实施方式中,含有去保护的TGS或保护的和/或部分去保护的氯化蔗糖衍生物的、不含溶剂或水成的氯化反应物料以及使用任何类型的色谱层析步骤获得的反应供料可以被用作供料。另外,根据本发明的方法,可以回收纯的TGS或氯化蔗糖。
在纯化和精制中用于平衡、清洗、洗脱和再生的移动相含有有机改性剂,例如但不限于醇(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇)、乙腈、氯化的有机溶剂(氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷)、甲苯、酯(乙酸丁酯,乙酸乙酯)、酮(丙酮,甲基异丁基酮)、以及其一种或一种以上的任何适宜的组合。水也可以与这些溶剂组合以按照需要调节并控制一、二、三和四氯化合物与吸附剂的所需的亲和性和/或相互作用能力。根据负载到吸附剂上的反应物料的类型,以及所需的洗涤、洗脱、再生和平衡条件,水还可以0%~100%的比例被使用。例如,在平衡的情况下,使用100%的水,而用于再生所用水的浓度低至0%。
使用的移动相也含有适宜的离子对试剂和/或亲和的和/或结合强度改性剂,例如但不限于,磷酸、乙酸、戊烷磺酸、三氟乙酸、三乙胺和其一种或一种以上的任何适宜组合。根据所选择的离子对试剂的类型,移动相中离子对试剂的浓度是0.001%v/v~2.5%v/v。缓冲液例如但不限于柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、磷酸盐-柠檬酸盐缓冲液(Macllav缓冲液)、柠檬酸盐-乙酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液可以被用于产生所述氯化蔗糖衍生物与基质之间的相互作用或结合强度间的差别。
在本发明的优选的实施方式中,使用食品级盐、缓冲液、酸和碱。
用于平衡、清洗、洗脱和再生的移动相,如同在“等度洗脱”一样以不变的方式,或如同在“逐段梯度”或任何适宜的“连续梯度”洗脱一样在任何适宜的时间段和任何体积的液体以逐步的方式或以变化的方式,或其任何组合被应用于吸附剂。
在本发明的色谱层析纯化方法的过程中,从吸附剂中选择性解吸所获得的每种解吸附流分被分别收集并根据已知的方法用HPLC分析TGS含量,用GC分析溶剂含量以及用TLC分析其它氯化衍生物。然后纯的流分被结合并浓缩。然后利用已知的常规方法将由本发明的方法获得的TGS结晶以得到基于重量%纯度大于99%的固体TGS。
根据本发明方法的优点可以总结如下:
(1)在用中和的天然反应混合物或干燥的反应物料进行吸附步骤中,所述TGS和/或保护的或部分去保护的TGS被纯化,同时除去所有的盐和溶剂。
(2)由于吸附剂再生后的可重复使用性,该方法是经济的。
(3)该方法对最终结晶产率和所述氯化蔗糖衍生物的纯度具有增强效应。
(4)该方法得到所述氯化蔗糖衍生物,TGS的纯度大于99%,和产率大于95%。
(5)该方法可以在从实验室到工业规模下进行。更有益地,其可以在任何的填充床、扩张床、流化床、液-固循环流化床、改进的模拟移动床进行或者利用可以连续操作的膜色谱层析模式。
吸附和色谱层析的原理可以被用于分离氯化蔗糖衍生物的过程的不同阶段。在一些阶段,其可以被包括如下的改变所替代或合并:
a)亲和吸附色谱可以在中和的氯化蔗糖衍生物的去保护之前或之后使用
b)可以在除去三级酰胺之前或之后使用
c)可以被用于从所述氯化衍生物中除去三级酰胺和盐
d)可以在部分或者全部除去盐(有机和/或无机)之前或之后使用
e)可以在通过诸如提取、色谱层析、结晶、蒸馏等的任何其它操作部分纯化氯化蔗糖衍生物以后的任何阶段使用
f)其可以被用作传统的柱色谱层析的替代
g)其可以被用于纯化或分离任何用于制备所述氯化蔗糖衍生物的蔗糖中间体化合物。
h)其可以被用于通过将该溶液进行本发明的柱色谱层析而进一步纯化已分离的TGS或其前体或衍生物的目的
i)改变pH条件以增加或减少在供料溶剂中的氯化蔗糖衍生物吸附或结合强度
涉及所述保护的氯化蔗糖自身的原位去乙酰化的实施方式的具体内容包括上面指明的一种以上的实施方式。
在本发明关于原位去乙酰化的实施方式的方法的一个实施方式中,该方法可以使用含有所有的蔗糖的一氯、二氯、三氯和四氯的衍生物的供料混合物。
在本发明关于原位去乙酰化的实施方式的方法的另一实施方式中,TGS化合物可以包括氯化蔗糖的6-O-乙酰基或6-O-苯甲酰基衍生物。存在于该供料混合物中的卤代化合物的类型可以根据所使用的合成路线以及具体的合成条件而变化。适合用于本发明文中的卤素包括溴、氯、氟和碘。本领域的技术人员可以容易地使用同一卤素或不同卤素的任何组合或置换,利用本领域技术人员已知的方法填充不同的位置。
另外,在本发明关于原位去乙酰化的实施方式的方法的再一个实施方式中,羟基的保护可以在一个或一个以上的位置以得到二酯、三酯、四酯或五酯,并且可以包括乙酰基或苯甲酰基或其它适宜的基团。存在于该供料混合物中的这些酯化合物的类型可以根据所使用的合成路线和具体的合成条件而变化。本领域的技术人员可以容易地使用同一基团或不同基团的任何组合或置换,利用本领域技术人员已知的方法阻断不同的位置。
在本发明关于原位去乙酰化的实施方式的方法的某些实施方式中,除了TGS以及数种合成TGS方法中的产物(不是TGS)的那些化合物也被水解。这包括蔗糖的任何一氯、二氯、四氯和五氯衍生物以及任何其它衍生自蔗糖的二糖,以及任何除了TGS本身的三氯衍生物,不管是游离形式或酯的形式。
本发明提供了方法,其中反应物料被装载到在上述发明内容中给出的列表中的适宜装置上以便使混合物中的化合物与吸附剂基质接触,并且其中该化合物(即保护的氯化蔗糖衍生物)在其吸附状态下被全部或者部分去保护以产生去保护的氯化蔗糖衍生物,并通过解吸附被回收。因此利用色谱层析方法回收去保护的衍生物(包括TGS)。在该方法中,反应混合物溶剂(像DMF)以及所有存在于供料反应混合物中的盐也在反应的吸附和冲洗循环中被除去。
该方法可以成批或连续的模式进行。根据一个实施方式,吸附主要使用填充床色谱层析柱或扩张床色谱层析柱进行,其包括用适宜的吸附剂填充柱和使反应物料通过该柱。在将中和的氯化反应物料上样时,使用逐段或梯度类型的上样以避免该床的不稳定性。
在实施方式的一个实例中,吸附剂对于6-O-保护的氯化蔗糖的结合容量是大于10gm/L,而在实施方式的另一实例中,其大于50gm/L。在本发明优选的实施方式中,优选具有容量大于50gm/L的基质。对所需氯化蔗糖衍生物的总的结合容量是取决于表面积,和供料的性质、状态以及组成。
在本发明的方法中,术语“供料的性质”指在中和的反应物料中的保护的和/或部分去保护的氯化蔗糖的总含量,氯化蔗糖(例如一氯、二氯、三氯和四氯衍生物)的类型和组成。
在本发明的方法中,术语“供料的状态和组成”指根据无机和有机盐的存在和类型的pH、导电性、温度和组成。
在本发明的方法中,吸附剂基质可以作为用于水解6-O-保护的氯化蔗糖衍生物的“催化树脂”起作用。而当6-O-保护的氯化蔗糖衍生物解吸时,其水解以形成6-O-去保护的氯化糖。所使用的洗脱移动相是水或水-有机类并且具有催化离子,其在吸附剂基质存在时提高水解速率。催化离子通常但并不必须是氢氧根离子(OH-),其带有诸如钠、钾、钙和/或铵离子的反离子。基于氢氧根离子的浓度和相反离子的类型,移动相的pH在7.5~12 pH单元的范围内。
在本发明的方法中,吸附剂基质本身带有这些离子,或它们作为移动相的一部分从外部被加入,以便影响6-O-保护的氯化的或非氯化的蔗糖的衍生物的水解。完全或部分水解的混合物然后从基质中以6-O-去保护的形式(例如TGS和其它去保护的氯化糖)被解吸或洗脱。
在本发明的方法中,可以用碱性溶液清洗吸附的基质以将6-O-保护形式的氯化蔗糖衍生物转变成6-O-去保护的形式,然后,使用水和水-有机解吸剂溶液的一种或其混合物回收6-O-去保护的氯化蔗糖衍生物(包括TGS)。对含有部分或全部去保护的衍生物的洗脱的或解吸附的溶液物料,使用适宜的酸或盐调节其pH。
在本发明的另一方法中,使用水或水-有机洗脱相的组合将吸附的6-O-保护的氯化蔗糖解吸附,并且如果需要则利用已知的或常规的方法(例如化学或酶促方法),在调节pH以后将回收的含有这些衍生物的洗脱液水解。
通常,可以使用下述调节pH的化合物:氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐、乙酸盐、磷酸盐、山梨酸盐、酒石酸盐及其混合物的钠盐、钾盐、铵盐或其它可接受的盐。优选的调节pH的化合物是氢氧化钠或氢氧化钾、氨水和磷酸盐。
在本发明的实施方式中,pH调节的氯化反应物料、清洗溶液和水解洗脱溶液从柱的一端通过,而诸如DMF的反应混合物溶液、所有盐、以及含有氯化蔗糖衍生物的流分在柱的另一端被收集。在本发明的又一实施方式中,供料以向上的方向通过,而从柱的顶部收集DMF、盐。水解洗脱相以向下的方向通过并且在柱的底部收集浓缩的水解物料。在本发明的方法中,根据水解移动相的组分和通过柱的流速,所需6-O-保护的氯化蔗糖衍生物的水解可以基于供料从0~100%。
在本方法的水解和/或解吸附步骤,以及在清洗步骤中,移动相可以含有帮助氯化蔗糖衍生物的水解或去保护的催化试剂,其可以是氢氧根离子,其以下述形式但不限于氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钙等。在本发明的所述实施方式中可以使用其它水解剂。
在本发明的方法中,水解洗脱移动相以6-O-去保护形式将所需氯化蔗糖(TGS)解吸附。在从吸附剂基质洗脱时,所需的氯化蔗糖衍生物以小于2倍水解洗脱移动相的床体积的浓缩流分被洗脱,在此使用的术语床体积指用于本方法的吸附剂体积。收集的洗脱流分显示了TGS大于2%。然后该洗脱物料可以在低温下于真空蒸馏以除去含有洗脱移动相的溶剂,并因此导致一比在氯化反应混合物中浓度更高的TGS溶液。利用该方法回收的TGS然后优选地被色谱层析纯化以分离纯度大于99%的TGS。
在本发明的方法中,水解洗脱移动相自身可以进行再生或者吸附剂基质的在位清洗(Cleaning-In-Place)(CIP)而不需要附加步骤来再生。这帮助减少了该方法的整体循环时间并获得每单位吸附剂体积每小时增强的反应产出率。
根据本发明方法的优点总结如下:
(1)在用pH调节的氯化反应混合物进行吸附步骤中,所需保护的TGS和/或保护或部分去保护的TGS作为去保护的TGS在一个柱中被捕获、水解并回收,同时除去所有盐和溶剂(例如三级酰胺溶剂),该反应混合物从氯化反应中直接获得或利用将干燥的氯化反应混合物溶解而获得的溶液来制备。
(2)由于多孔吸附剂基质的重复使用性,该综合的方法是经济的。
(3)该方法得到了产率大于95%的彻底水解的氯化蔗糖衍生物,TGS。
(4)该方法是可规模化的,并且在工业规模进行。更有益地,其可以使用填充床、扩张床、流化床、液-固循环流化床、改进的模拟移动床中的一种或多种单元而进行或利用膜色谱层析,其使得可以连续操作。
本方法利用吸附和/或亲和色谱层析来分离的原理可以被用于去保护的氯化蔗糖衍生物的去保护和分离的过程的不同阶段。在一些阶段,其可以被包括如下的改变所替代或合并:
a)可以在中和的氯化蔗糖衍生物去保护前被使用
b)可以在除去三级酰胺之前或之后使用
c)可以被用于从所述保护的氯化衍生物中除去三级酰胺和盐
d)可以在部分或全部除去盐(有机和/或无机)之前或之后使用
e)可以用于通过任何其它操作,例如提取、色谱层析、结晶、蒸馏等对保护的氯化蔗糖衍生物部分纯化之后的任何阶段
f)可以被用于代替传统的水解方法
g)可以被用于水解在一个或一个以上的羟基位置被保护的氯化的或非氯化的蔗糖衍生物。
本发明的另一涉及从其稀释的水或水-有机溶液中捕获、浓缩并结晶卤代蔗糖的实施方式的具体内容给出如下。
利用已知方法(例如提取或色谱层析)获得了纯化的或部分纯化的氯化蔗糖衍生物的水或水-有机溶液,其包括,
a)用羟基保护的和/或去保护的或部分去保护的卤代的,例如氯化的蔗糖衍生物,和
b)水,和/或
c)有机溶剂,例如醇(甲醇、异丙醇、乙醇等)
在本发明的一实施方式中,存在于该供料混合物中的卤代化合物的类型可以根据所使用的合成路线以及具体的合成条件而变化。适合用于本发明上下文中的卤素包括溴、氯、氟和碘。本领域的技术人员可以容易地使用同一卤素或不同卤素的任何组合或置换,利用本领域技术人员已知的方法填充不同的位置。该类型的供料也可以被利用本发明的方法所处理。
在本发明的另一实施方式中,存在于供料中的羟基去保护的或保护的卤代蔗糖衍生物是蔗糖的一氯、二氯、三氯或四氯衍生物或其混合物。
在本发明的方法的一个典型应用中,使用单柱色谱层析装置(例如填充了吸附剂的圆筒柱,也称作填充床),将吸附剂基质上样到大于30gm氯化蔗糖/L的吸附剂中。尽管可以成批搅拌反应器的模式操作该过程,但是发现与典型的平衡限制批次过程相比,填充床操作导致氯化蔗糖衍生物浓度更高的洗脱溶液。还可在其它吸附床模式中操作该过程,例如扩张床、流化床、液-固循环流化床(LSCFB)、移动床、模拟移动床(SMB)、改进的模拟移动床(ISMB)、离心色谱层析和环状色谱层析。
因此,在典型的方法中,含有氯化蔗糖衍生物的水或水-有机溶液被装入填充了吸附剂基质的柱中,其中所述氯化蔗糖吸附于该基质上。在重力下或者使用适宜的驱动力(例如泵或压缩气体)排空柱以后上样,然后用气体清洗以除去在基质床中的大多数的自由水,或者水-溶剂混合物。用于清洗的气体是氮气或空气,或其混合物。使用溶剂或溶剂混合物对包括TGS的吸附的蔗糖衍生物进行解吸附。所使用的溶剂选自但不限于下组溶剂,例如醇(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇)、乙腈、氯化的有机溶剂(氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷)、甲苯、酯(乙酸丁酯,乙酸乙酯)、酮(丙酮,甲基异丁基酮)、以及其一种或一种以上的任何适宜的组合。
在本发明的方法中,移动相改性剂可以使用例如但不限于酸(例如,磷酸、乙酸、盐酸、硫酸、戊烷磺酸、三氟乙酸、丁酸)和/或碱(例如,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵)和其一种或一种以上的任何适宜组合。
在本发明优选的实施方式中,优选使用食品级盐、酸、碱。
本发明的方法在0~80℃的范围进行,出于成本考虑优选一般的环境温度。
吸附的氯化蔗糖衍生物被洗脱到小于2.0倍床体积或优选小于1.5倍床体积的溶剂类洗脱移动相中,在此使用的术语“床体积”指在柱中或管中固定的吸附剂基质的体积。洗脱的流分具有浓度大于5%w/v的所需的氯化蔗糖衍生物(例如TGS),并且由HPLC和Karl fisher方法分析含有小于5%v/v的水分。基于所述氯化衍生物的供料含量,回收率大于90%且有时高至100%。
另外,浓缩物料的结晶在蒸馏/蒸发洗脱移动相溶剂后进行或者与蒸馏/蒸发结合以至回收大于90%的所需氯化蔗糖衍生物。在该方法的一个实施方式中,一种所述氯化蔗糖衍生物在其中是可溶或部分可溶的溶剂可以被加入到蒸馏/蒸发的产物物料中。在另一实施方式中,使用适宜比例的溶剂的组合或混合物回收纯的氯化蔗糖衍生物。在本发明的方法中,溶剂的混合物或组合可以被用于结晶,该溶剂中的一种溶剂是使得所需氯化蔗糖衍生物(例如TGS)完全或部分可溶,而另一种溶剂对所需氯化蔗糖衍生物具有低或极低的溶解性。该溶剂可以选自但无需受限于氯化溶剂(例如,二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等)、酯(例如,乙酸乙酯和乙酸丁酯)、醇(例如甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇等)、酮(例如,丙酮、甲基异丁基酮、甲乙酮等)。
另外,获得自吸附色谱层析过程的浓缩物料可以被蒸馏/蒸发,并最终利用已知的方法可以从溶剂中结晶出氯化蔗糖衍生物。
根据本发明方法的优点可以总结如下:
a)该方法非常适于除去水并浓缩温度敏感型产物。
b)本发明的方法不需要蒸馏巨大体积的水,并因此是节能的。
c)由于吸附剂再生后的重复利用性,该方法是经济的。
d)该方法对在将该材料结晶后获得的所述氯化蔗糖衍生物的产率和纯度具有增强的作用。
e)该方法得到产率高于90%且纯度99%的所述氯化蔗糖衍生物TGS。
f)当通过色谱层析的分离过程在进行中时,取决于使用适于目的化学改变的洗脱液,该方法也可以将一种或多种化学修饰整合于该方法中,所述的化学修饰包括氯化蔗糖或其化合物,所述的化学改变包括但不限于在柱内去乙酰化。
g)该方法是可规模化的并可以容易地以简单的填充床色谱层析柱或其它柱类型接触器用于工业规模。
这类除水并浓缩的操作还可以被应用于分离并纯化所述氯化蔗糖衍生物或其中间体的任何中间阶段。可以被替代或引入变化的一些阶段如下:
a)可以在氯化蔗糖衍生物去保护之前或之后被使用。
b)可以在对纯化的或部分纯化的氯化蔗糖衍生物进行酶促或化学去保护之后被使用。
c)可以在除去三级酰胺溶剂之前或之后被使用。
d)可以在通过任何其它操作(例如提取,色谱层析等)部分纯化氯化蔗糖衍生物之后的任何阶段被使用。
e)可以被用作常规提取和蒸馏的替代以除去水。
f)可以在纯化或分离用于制备所需氯化蔗糖衍生物的任何氯化蔗糖中间体化合物以后被使用。
本发明及其所有主要实施方式被下述非限制性实施例进一步说明。给出的实施例仅仅是说明的目的,而不以任何方式将本发明的范围限制为实施例中使用的反应物、反应条件、吸附剂、化学品。对本领域技术人员显而易见的对本公开的发明的任何修改或改变在本发明的范围内。在此还需提及的是,在操作过程中使用了市售可得的吸附剂,然而,本发明不限于所提及的品牌名称,还包括所提及的该特定品牌的特性,这进一步包括将用于表示与所述品牌相同或类似特性的吸附剂的任何合理的变化。
除非文中不允许,所提及的任何单数也被理解为包括其复数形式。因此,提及“一种方法”也包括“方法”,即包括所有涉及该词所指向的主题的方法。提及单数也被理解为包括在该类主题中所包括的所有等价物。因此“一种溶剂”包括所有溶剂,其可以被使用以实现权利要求或说明书所规定的功能。
实施例1、捕获、纯化和除去三级酰胺
含有20g TGS及其它氯化蔗糖衍生物的2.0L中和的反应物料(带有无机和有机盐以及0.480kg三级酰胺)被用于进行纯化和三级酰胺去除实验。供料通过用不锈钢接头固定并填充了预平衡的0.40L SEPABEADS SP825(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)的硅酸硼玻璃吸附柱。使用泵以1.50L/h的速率填充供料,然后用去离子水冲洗。然后使用1.0L 5.0%的异丙醇水溶液从吸附剂基质中选择性地出洗脱吸附的TGS。利用HPLC和GC分别分析所有未结合的、冲洗和洗脱的流分中的TGS和三级酰胺。未结合的和冲洗的流分在HPLC上没有显示出任何TGS,表明从反应物料中吸附剂对TGS100%的吸附效率。GC结果显示在未结合流分中总共0.478kg的三级酰胺。0.63L的洗脱流分显示TGS(具有HPLC纯度为95.30%)总计19.72gm。GC结果显示洗脱流分中不含三级酰胺。与起始反应物料的TGS和三级酰胺含量相关的产率分别是总计98.60%(在洗脱液中)和99.58%(在未结合流分中)。
实施例2、捕获、纯化和除去DMF
含有5.40kg TGS及其它氯化蔗糖衍生物的910L中和的反应物料(带有无机和有机盐以及110kg的DMF)被供料于填充在不锈钢柱中的、床高度达到2.4m的180L的SEPABEADS SP700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)。使用剂量泵以8.3L/min的速率填充供料,然后用去离子水清洗。然后使用900L 25.0%的甲醇水溶液从吸附剂基质中选择性地洗脱出吸附的TGS。在TLC上显示TGS的总计650 L洗脱流分被收集。利用HPLC分析的未结合的和清洗的流分显示了0.080kg的TGS,这表明从反应物料中吸附剂对TGS的吸附效率是98.5%。未结合流分的TLC分析显示出不存在一氯、二氯、三氯和四氯衍生物,而清洗流分的TLC分析显示了存在蔗糖的一氯和二氯衍生物。这表明基质对一氯和二氯衍生物的亲和性比对三氯和四氯衍生物的亲和性弱。GC结果显示在未结合流分中总计109.2kg的DMF。650L洗脱流分显示总计5.30kg的TGS,其具有HPLC纯度为96.80%。GC结果显示洗脱流分中不存在三级酰胺。与起始反应物料的TGS和DMF含量相关的产率分别是总计98.15%(在洗脱液中)和99.27%(在未结合流分中)。
实施例3、TGS液流的精制
获得自实施例2的实验的洗脱流分显示了蔗糖二氯和一氯衍生物的痕量存在,这在精制步骤中被除去。在此,将13.32kg在诸如实施例2所描述的实验中分离的并经蒸馏除去甲醇后的TGS以6.5L/min的速率填充到500L的SEPABEADS SP207(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)树脂柱上,该柱具有3.98米的床高。所有TGS和残留的一氯和二氯衍生物被吸附到该基质上。然后,使用35%的甲醇水溶液等度洗脱吸附的氯化蔗糖衍生物。210L的洗脱流分显示出浓缩的一氯和二氯衍生物以及在TLC分析上没有TGS。在TLC分析时,另外1600L的洗脱流分具有12.97kg的TGS而没有任何其它氯化蔗糖衍生物。总计97.52%的TGS被回收,其在HPLC分析时具有纯度为99.39%。
实施例4:用于捕获、纯化和从反应物中除去DMF的扩张床以及流化床色谱层析
在扩张床和流化床模式下,在直径5.0cm的玻璃柱中,用1.0L的SEPABEADS SP700或SEPABEADS SP207(全部来自Mitsubishi chemicalcorporation,日本),或XAD 16(Rohm和Haas,美国),或ADS 600(Thermax,印度)进行反应。在每种吸附剂情况下,用含有60gm的TGS-6-乙酸酯和其它氯化蔗糖衍生物、带有无机和有机盐以及1.2kg三级酰胺的5.0L中和的反应物料负载该吸附剂。在扩张床的情况下使用的扩张度是1.4而在流化床的情况下,其是填充床高度的2倍。以向上流动模式进行冲洗。吸附的氯化蔗糖衍生物然后以向下流动模式被等度洗脱。其结果在下述表1中总结(TGS-6-乙酸酯在水解以后按TGS来分析)
表1:
Figure A20068003334300391
Figure A20068003334300401
实施例5、用于捕获、纯化和从反应物料中除去DMF的移动床色谱层析
使用1.0L的SEPABEADS SP70或SEPABEADS SP700(MitsubishiChemical Corporation,日本)在液-固移动床上纯化所述氯化蔗糖衍生物(例如TGS)(去保护的、保护的或部分去保护的)。移动床色谱层析体系是这样操作的:树脂向柱下方移动而供料液流作为逆向流以向上的方向移动。带有吸附的溶质的树脂放入另一平行柱中,并且以顺流或逆流的方式连续地洗脱产物。在本实施例中,含有所述氯化蔗糖衍生物和三级酰胺溶剂(例如DMF)的反应混合物连续供料到直径5.0cm的主吸附柱上。在主柱底部冲洗后,在直径1.5cm的第二平行顺流柱中连续洗脱出该产物。洗脱的吸附剂通过固-液分离器被送到主柱顶端而循环利用。DMF和盐被从主柱顶端出口持续地排放出来。由于在第一主柱中的逆流吸附,该体系具有高吸附效率并且吸附区高度低。
实施例6、纯化三氯蔗糖衍生物并精制
含有60g TGS及其它氯化蔗糖衍生物的6.0L中和的反应物料(带有无机和2.0kg三级酰胺)以速率1.5L/h通过1.5L的DIAION HP2MG(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)。所有的氯化蔗糖衍生物吸附到该基质的配体上而未吸附的流分含有DMF和无机盐。在这些流分中收集到总计1.98kg的DMF。然后吸附的基质被2倍床体积的软化水冲洗以洗掉任何附着的DMF和无机物。然后使用5.6倍床体积的30%甲醇水溶液洗脱蔗糖的二氯和三氯衍生物。四氯蔗糖衍生物仍旧结合在配体上。洗脱的流分在40~60℃进行真空蒸馏以除去甲醇。然后含有二氯和三氯衍生物的流分通过含有2.0L的SEPABEADS SP207SS(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)的精制柱进一步纯化。在此,当用40%甲醇水溶液洗脱时,二氯衍生物被分离到第一流分中。第一床体积由被分离收集的二氯杂质组成。接下来的3个床体积由纯的三氯衍生物组成。HPLC结果显示98%的三氯衍生物被回收,具有99.6%的纯度。然后将该流分利用蒸馏除去甲醇并进一步结晶。
实施例7、TGS的精制
获得自实施例2的洗脱流分显示出在TGS中痕量存在蔗糖二氯和一氯衍生物,其在精制步骤中使用DIAION HP20SS或SEPABEADS SP207SS或SEPABEADS SP20SS柱被除去。将200ml每一种基质填充到不同的柱中得到2m的床高。4.5g的TGS被负载到每一种柱中,然后用一倍床体积的碱性水(pH 9.8)和一倍床体积的中性水(pH 7.0)冲洗。然后在一种方法中使用0~50%梯度的甲醇水溶液通过梯度方法洗脱产物,和在另一种方法中使用35%的等度甲醇溶液洗脱产物。在两种情况下,收集两种流分作为含有杂质的流分和含有TGS的纯流分。使用这些基质所获得的回收率和纯度在下述表2中总结。
表2:
Figure A20068003334300411
实施例8、从TGS水溶液中分离并结晶TGS
将含有10gm提取后获得的纯TGS的1000ml水溶液通过硅酸硼玻璃吸附柱,该吸附柱用不锈钢接头固定并填充了120ml预平衡的SEPABEADS700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)。使用泵以速率25ml/min填充供料,然后在重力下排干水。然后向柱中吹入空气,持续15min以从基质床的空隙中除去水。然后使用200ml 1∶1的甲醇∶丁醇混合物将吸附的TGS从吸附剂基质中解吸附。在洗脱过程中,收集开始的0.3倍床体积的水作为分离流分,然后是70ml含有99.2%TGS的流分。这通过HPLC分析显示出TGS浓度为14.2%。利用Karl fisher方法分析湿度为2.8%。然后蒸馏该洗脱流分以除去残留的水和丁醇并从二氯甲烷和乙酸乙酯的混合物中结晶。结晶产物的HPLC纯度是99.5%。
实施例9、以千克级规模从TGS水溶液中分离并结晶TGS
将225升的SEPABEADS SP700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)填充到直径310mm的不锈钢柱中。用pH 7.5的水冲洗并平衡该基质。将13kg获得自柱色谱层析的纯TGS溶于含有2%甲醇和98%的水的水溶液中,将其以速率6L/min填充到柱中。装载后接着以6.0L/min的速率于重力下排干柱,然后向柱中吹入空气以除去色谱层析床中滞留的水。使用350 L的55∶45的甲醇∶丁醇混合物组分进行解吸附。在解吸附时,分别收集80 L的水和随后的产物流分。在180 L洗脱相中总计回收12.9 kg的TGS,其为7.2%w/v溶液。回收率是99.2%和通过Karl fisher方法的水分含量是1.8%。然后在50℃真空下蒸馏这一溶液以除去丁醇和甲醇,其中1.8%的水份作为丁醇-水共沸物被除去。然后将最终物料从二氯甲烷中结晶以得到基于供料96%的TGS。结晶产物的HPLC纯度是99.3%。残留的母液在除去溶剂后,于下一循环中被再循环以回收全部TGS。
实施例10、从TGS-乙酸酯水溶液中分离并结晶TGS-乙酸酯
在直径310mm的不锈钢柱中填充225 L的SEPABEADS 207(MitsubishiChemical Corporation,日本)。用pH 6.5的水冲洗并平衡该基质。将提取后的15kg部分纯化的TGS-AC的水-有机溶液(含95%的水)上样到基质。排干水后,向柱中吹入氮气以除去滞留的水,然后使用350L的55∶45的丁醇∶甲醇混合物组分进行解吸附。在解吸附时,分别收集90L的水和随后的200L的产物流分。在200L洗脱相中总计回收14.2kg的TGS-AC,其为7.5%w/v溶液,回收率是94.7%和通过Karl fisher方法的水分含量是3.2%。然后按照实施例2所述的方法进一步处理这一溶液,以获得13.7kg的TGS-AC。
实施例11、捕获、除去三级酰胺和水解6-O-保护的TGS,以及回收TGS
含有21gm 6-O-保护的TGS及其它氯化蔗糖衍生物的2.0L中和的反应物料(带有无机和有机盐以及0.5kg三级酰胺)通过直径25mm的硅酸硼玻璃柱,该吸附柱在两端装备了不锈钢流动接头并填充了预平衡的0.4LSEPABEADS SP700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)。使用泵以1.2L/h的速率填充供料然后用去离子水冲洗以除去未吸附的物料。使用1.0L水解洗脱移动相(含有70%甲醇、2.5%氨水和水残留部分)从吸附剂基质中洗脱吸附的6-O-保护的TGS和其它氯化蔗糖衍生物。利用HPLC和GC分别分析所有未结合的、冲洗和水解的洗脱流分中的6-O-保护的TGS(作为TGS)和三级酰胺。还利用TLC分析6-O-保护的氯化蔗糖。未结合的和冲洗的流分在HPLC和TLC上没有显示任何TGS,这表明从反应物料中吸附剂对6-O-保护的TGS的吸附效率是100%。GC结果显示未结合流分中三级酰胺总计0.496kg。在TLC上,0.5L的洗脱流分显示总计20.8gm的TGS没有任何6-O-保护的TGS。GC结果显示洗脱流分不含三级酰胺。与起始反应物料的TGS和三级酰胺含量相关的产率是总计99.04%(在洗脱液中)和99.2%(在未吸附流分中)。
实施例12、大规模捕获、除去三级酰胺和水解6-O-保护的TGS,以及回收TGS
用230L的SEPABEADS SP700(Mitsubishi Chemical Corporation,日本)填充直径300mm的不锈钢柱中以得到3.0m的床高,将含有12.0kg6-O-保护的TGS及350kg DMF的1400L中和的反应物料供料给该柱。使用剂量泵以6.0L/min的速率填充供料然后用去离子水冲洗。未结合的和冲洗流分在HPLC和TLC显示不含6-O-保护的TGS。因此,对所述TGS前体的吸附效率是100%。然后用850L的水解洗脱移动相洗脱吸附的6-O-保护的TGS以得到6-O-去保护的TGS。水解洗脱移动相的组分是80∶2.5∶17.5的甲醇∶氨水∶水。在450L洗脱流分中回收作为浓缩物料的水解的6-O-保护的TGS。洗脱液中TGS的浓度是2.64%,表明TGS为11.89kg。洗脱流分的GC分析显示不含DMF。未吸附的和冲洗的流分的GC分析显示DMF为347.8kg。TGS和DMF的回收率是99.1%和99.37%。
实施例13、使用扩张床色谱层析进行本发明的捕获、除去三级酰胺、水解6-O-保护的TGS并回收TGS的方法
在两端装备了不锈钢接头的直径5.0cm玻璃柱中的1.0L的SEPABEADS SP207(Miitsubhishi chemical corporation,日本)扩张床上进行该方法。用5.0L的中和反应物料以向上流动的方向上样吸附剂。上样的中和氯化反应物料含有60gm的6-O-保护的TGS和其它氯化蔗糖衍生物,、带有无机和有机盐以及1.2kg三级酰胺溶剂。上样时的扩张度保持在1.5。进一步用2倍床体积的0.1M氢氧化钠溶液(1倍体积在扩张床和1倍体积在填充床模式中)冲洗吸附剂基质。其然后被水解洗脱移动相洗脱。使含有80%异丙醇和3.75%氨水的3.6倍床体积的水解洗脱移动相过柱并且收集了1.2倍床体积的富含6-O-去保护的TGS的流分。剩余的移动相作为再生移动相起作用并被分开收集。以向下的方向在填充床模式中进行洗脱。总计58gm的TGS在1.2倍床体积洗脱液(例如4.83%溶液)中被回收,显示没有残留的6-O-保护的TGS和DMF。从柱顶部收集的未结合的和冲洗的流分显示了1.18 kg的三级酰胺(例如DMF)。TGS回收率是96.67%而DMF回收率是98.3%。
实施例14、基质的再利用性和性能
图1显示了对50个实验就本发明方法的产物的纯度和回收率而言的再利用性以及性能,显示了使用SEPABEADS SP700(Mitsubishi ChemicalCorporation,日本)的纯化试验的性能比较,对本发明方法就基质容量(gm/L)、TGS回收率(%)和DMF回收率(%)(例如实施例6)而言。该比较显示了使用再生的移动相对吸附剂基质的在位清洗(CIP)是有效的。在此使用95∶1∶5甲醇∶氨水∶水作为移动相再生后使用该同一基质。在50个实验后该基质显示了一致的性能,并且因此这种再利用性导致该方法的改善的经济性。

Claims (11)

1、一种方法,其从工艺液流中分离一种或多种氯化蔗糖化合物,以及包括分离、纯化、浓缩、脱水的一种或多种方法步骤,包括去酯化等的一种或多种化学修饰,所述氯化的化合物包括氯化蔗糖化合物的前体以及衍生物,所述方法包括至少一种或多种下述步骤:
a、通过将所述工艺液流与所述吸附剂接触,选择性地在吸附剂上捕获所述一种或多种氯化蔗糖化合物并除去所述工艺液流的其它组分,其中所述吸附剂不是硅胶或多孔的或凝胶阳离子交换树脂,
b、以不变的化学形式或包括去酯化形式的变化的化学形式,从所述吸附剂中分别选择性地洗脱一种或多种吸附的氯化蔗糖化合物或者洗脱一组相关的氯化化合物,其中所述吸附剂不是硅胶或多孔的或凝胶阳离子交换树脂,
c、使步骤(b)的洗脱液进行一种或多种后续方法以产生产物,所述方法包括分离和纯化氯化蔗糖衍生物的方法。
2、根据权利要求1所述的方法,其中:
a、所述工艺液流或反应混合物包括在合成或纯化氯化蔗糖或其前体或其衍生物的方法步骤过程中所生产的组合物,包括反应物或产物的溶液,其带有或不带有水,其中之一至少包括一种或多种(i)葡萄糖-6-酯,包括葡萄糖-6-乙酸酯和葡萄糖-6-苯甲酸酯等,(ii)蔗糖-6-酯,包括蔗糖-6-乙酸酯和蔗糖-6-苯甲酸酯等,(iii)1-6-二氯-1-6-二脱氧-β-呋喃果糖-4-氯-4-脱氧-吡喃半乳糖苷,缩写为TGS,(iv)TGS-6-酯,包括TGS-6-乙酸酯和TGS-6-苯甲酸酯等,(v)四氯蔗糖酯,包括四氯-6-乙酸酯和四氯-6-苯甲酸酯等,(vi)四氯蔗糖,(vii)二氯蔗糖酯,包括二氯-6-乙酸酯和二氯-6-苯甲酸酯,(viii)二氯蔗糖,(ix)无机盐,(x)有机盐,(xi)悬浮固体,(xii)三级酰胺,(xiii)可溶性酶,(xiv)固定化酶,(xv)五乙酰基蔗糖,(xvi)蔗糖烷基4,6-原酸酯,(xvii)2,3,6,3’4’-五酯,(xviii)蔗糖6,4’-二酯,(xix)4’6-二-O-乙酰蔗糖,(xx)6-O-乙酰蔗糖,(xxi)2,3,6,3’-蔗糖四乙酸酯,(xxii)蔗糖烷基4,(xxiii)6-原酸酯,(xxiv)蔗糖八酰酯(sucrose octaacylate),(xxv)蔗糖七酰酯(sucroseheptaacylate)和蔗糖六酰酯(sucrose hexaacylate),(xxvi)蔗糖烷基4,6-原酸酯,(xxvii)蔗糖-4-酯,(xxviii)TGS五酰酯(TGS penta acylates),包括TGS五乙酸酯、五丙酸酯、五丁酸酯、五戊二酸酯、五月桂酸酯,(xix)焦糖化的产物等;
b、所述氯化蔗糖的前体包括一种或多种(i)葡萄糖,(ii)蔗糖,(iii)蔗糖-6-酯,包括蔗糖-6-乙酸酯和蔗糖-6-苯甲酸酯,(iv)TGS-6-酯,包括TGS-6-乙酸酯和TGS-6-苯甲酸酯,(v)四氯棉籽糖,(vi)五乙酰基蔗糖,(vii)蔗糖烷基4,6-原酸酯,(viii)蔗糖2,3,6,3′,4′-五酯,(ix)蔗糖6,4′-二酯,(x)4′,6-二-O-乙酰蔗糖,(xi)6-O-乙酰蔗糖,2,3,6,3′-蔗糖四乙酸酯,(xii)蔗糖烷基4,6-原酸酯,(xiii)蔗糖八酰酯,(xiv)蔗糖七酰酯,和蔗糖六酰酯,(xv)蔗糖烷基4,6-原酸酯,(xvi)蔗糖4-酯;等,
c、所述氯化蔗糖衍生物包括其五酰酯,进一步包括TGS五酰酯,其进一步包括TGS五乙酸酯、TGS五丙酸酯、TGS五丁酸酯、TGS五戊二酸酯、TGS五月桂酸酯等,
d、所述吸附剂基质能够与氯化蔗糖化合物相互作用,并且包括一种或多种下述:(i)非磺酸基树脂,(ii)非离子树脂,(iii)阴离子交换树脂,(iv)具有表面和/或表面基团,其具有与氯化蔗糖相互作用的能力,(v)其是刚性或有孔的,(vi)以膜的形式,(vii)具有合成或天然的聚合物基底基质,(viii)具有聚苯乙烯、二乙烯苯(PSDVB)、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺等的合成基底基质,(ix)具有琼脂糖、纤维素、壳聚糖、葡聚糖等的天然聚合物基底基质,(x)是交联的,(xi)芳香的和/或脂肪族部分作为取代基团的具有C2-C18个碳原子的修饰的硅胶,(xii)(xiii)具有相互作用基团,该基团是基底基质的一部分或者通过已知的活化化学接枝于基底基质上,(xiv)所述相互作用基团是C1-C18碳原子的不饱和的或饱和的脂肪族和/或芳香的部分,(xv)具有相互作用基团是卤素原子,(xvi)相互作用基团是氰、二醇或氨基,(xvii)具有相互作用基团,其与不同氯化蔗糖具有不同的相互作用能力或亲和性或结合强度,(xviii)微孔、大孔、介孔、多孔、超大孔或通孔,(xix)混合模式或阴离子交换基质,其基于合成或天然聚合物基质中的一种或一种以上并具有一级、二级或三级氨基或亚氨基部分,(xx)基于一种或多种聚合物的基质,该聚合物包括PSDVB、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、天然聚合物和具有羟基或二醇基团的其组合,(xxi)疏水基团,
e、在纯化和精制中用于平衡、冲洗、洗脱和再生的移动相,含有一种或多种下述:(i)pH 7的中性水,(ii)pH低于7的酸性水,(iii)pH高于7的碱性水和(iv)一种或多种醇,包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等,(v)乙腈,(vi)氯化的有机溶剂,包括氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等,(vii)甲苯,(viii)一种或多种酯,包括乙酸丁酯,乙酸乙酯等,(ix)一种或多种酮,包括丙酮,甲基异丁基酮等,(x)一种或多种离子配对试剂或试剂和一种或多种亲和性和/或结合强度改性剂,包括磷酸、乙酸、戊烷磺酸、三氟乙酸、三苯胺和其组合,(xi)一种或多种缓冲液,包括柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、磷酸盐-柠檬酸盐缓冲液、柠檬酸-乙酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液等,(xii)一种或多种有机盐或无机盐,例如但不限于氯化钠、乙酸钠、碳酸钠、磷酸钾、柠檬酸钾、碳酸钾、乙酸钾、硫酸铵、氯化铵(xiii)一种或多种有机酸或无机酸或碱,例如但不限于乙酸、柠檬酸、酒石酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、聚乙烯亚胺等,(xiv)和上述提及的(i)~(xiii)中的一种或多种的任何适宜的组合;其被选择以实现一氯、二氯、三氯和四氯化合物与需要的吸附剂基质的所需亲和性和/或相互作用能力,
f、另外,用于平衡、冲洗、洗脱和再生的移动相包括本权利要求的上述步骤(e)中提及的一种或多种并在一种或多种方法中被应用于吸附剂,所述方法包括如同在等度洗脱中以不变的方式在洗脱中没有任何变化的连续洗脱,或如同在“逐段梯度”或任何适宜的“连续梯度”洗脱中,在一段时间内和用任何体积的液体,以逐步的方式或以变化的方式洗脱,或其任何组合。
3、根据权利要求1或2所述的方法,包括一种或多种步骤:
a、使用一种吸附剂以吸附蔗糖的三氯和四氯衍生物在该吸附剂上,该吸附剂在其基质上具有一种或多种对蔗糖的三氯和四氯衍生物具有选择性的相互作用的化学基团或配体,进一步包括苄基或苯基基团等,
b、如果有的话,通过移动相冲洗掉该供料未结合的组分,所述的供料未结合的组分包括DMF、无机盐、有机盐、有机溶剂、焦糖化产物等中的一种或多种,所述的移动相包括一种或多种下述:(i)pH 7的中性水,(ii)pH低于7的酸性水,(iii)pH高于7的碱性水和(iv)一种或多种醇,包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等,(v)乙腈,(vi)氯化的有机溶剂,包括氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等,(vii)甲苯,(viii)一种或多种酯,包括乙酸丁酯,乙酸乙酯等,(ix)一种或多种酮,包括丙酮,甲基异丁基酮等,(x)一种或多种离子配对试剂或试剂和一种或多种亲和性和/或结合强度改性剂,包括磷酸、乙酸、戊烷磺酸、三氟乙酸、三苯胺和其组合,(xi)一种或多种缓冲液,包括柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、磷酸盐-柠檬酸盐缓冲液、柠檬酸盐-乙酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液等,(xii)一种或多种有机盐或无机盐,例如但不限于氯化钠、乙酸钠、碳酸钠、磷酸钾、柠檬酸钾、碳酸钾、乙酸钾、硫酸铵、氯化铵(xiii)一种或多种有机酸或无机酸或碱,例如但不限于乙酸、柠檬酸、酒石酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、聚乙烯亚胺等,(xiv)和上述提及的(i)~(xiii)中的一种或多种的任何适宜的组合;其被选择以实现一氯、二氯、三氯和四氯化合物与需要的吸附剂基质的所需亲和性和/或相互作用能力,移动相以适用于冲洗供料未结合的组分的方式组成并且由用于纯化的吸附剂基质所限定,如果有未结合的组分时,所述供料未结合的组分包括DMF、无机盐、有机盐、有机溶剂、焦糖化产物中的一种或多种,
c、用另一种适当组成的移动相,从权利要求2(e)提及的基团中冲洗或洗脱,并且可选地在以权利要求2(f)所述的方式中使用的移动相中分离二氯和一氯衍生物,
d、通过使用一种或多种适当组成的移动相,从权利要求2(e)提及的基团上,以权利要求2(f)的方式选择性洗脱,以纯流分分离三氯和四氯衍生物。
4、根据权利要求1或2所述的方法,包括一种或多种步骤:
a、使用一种吸附剂以吸附蔗糖的四氯、三氯、二氯和一氯衍生物中的一种或多种,该吸附剂在其基质上具有一种或多种对所有氯化蔗糖衍生物具有选择性的相互作用的化学基团或配体,所述蔗糖衍生物包括蔗糖的四氯、三氯、二氯和一氯衍生物中的一种或多种,所述配体包括非离子或阳离子脂肪族和/或阳离子芳香族化合物,进一步包括卤素等,进一步包括溴等,随后
b、如果有的话,通过连续洗脱,从权利要求2(e)提及的基团上,以权利要求2(f)所述的方式冲洗掉该供料未结合的组分,所述的供料未结合的组分包括DMF、无机盐、有机盐、有机溶剂、焦糖化产物等的一种或多种,所述的洗脱液是适当组成的移动相,
c、从权利要求2(e)提及的基团并以权利要求2(f)所述的方式,以纯流分彼此分离地选择性洗脱一种或多种氯化蔗糖,所述洗脱液是适当组成的移动相。
5、根据权利要求1或2所述的方法,包括一种或多种步骤:
a、使用一种吸附剂以吸附蔗糖的三氯衍生物,该吸附剂在其基质上具有一种或多种对蔗糖三氯衍生物具有选择性的相互作用的化学基团或配体,该三氯衍生物包括氨基,或亚氨基等中的一种或多种,
b、如果有的话,通过连续洗脱,从权利要求2(e)提及的基团上,以权利要求2(f)所述的方式冲洗掉该供料未结合的组分,所述的供料未结合的组分包括DMF、无机盐、有机盐、有机溶剂、焦糖化产物等中一种或多种,所述洗脱液是适当组成的移动相,
c、从权利要求2(e)提及的基团,将蔗糖的二氯和一氯衍生物从柱中洗脱掉,并可选地分别收集它们,所述清洗溶液是适当组成的移动相,并且可选地在以权利要求2(f)的方式使用的移动相中分离二氯和一氯衍生物,
d、从权利要求2(e)提及的基团,并使用权利要求2(f)描述的方式洗脱到蔗糖的三氯衍生物作为纯流分,所述洗脱液是适当组成的移动相。
6、根据权利要求1或2所述的方法,其中含有一种或多种蔗糖化合物的工艺液流被浓缩以及除水,该蔗糖化合物优选在所述工艺液流中浓度为5%或更高,该方法包括一种或多种步骤:
a、通过加载到柱上,利用重力下排干柱中水,或使用诸如泵或加压气体的适宜驱动使得多余液相被排干,从而将氯化蔗糖化合物吸附到吸附剂上,
b、然后吹入气体以除去存在于基质床中的几乎全部自由水,或者水-溶剂混合物,和
c、用溶剂洗脱吸附的分子,所述溶剂包括无水有机溶剂或溶剂的混合物,该溶剂选自但不限于下组(i)一种或多种醇,包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等,(ii)乙腈,(iii)氯化的有机溶剂,包括氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等,(iv)甲苯,(v)一种或多种酯,包括乙酸丁酯,乙酸乙酯等,(vi)一种或多种酮,包括丙酮,甲基异丁基酮等。
7、根据权利要求1或2所述的方法,其中去酯化反应被整合到含有氯化蔗糖酯的溶液或工艺液流的色谱层析的方法中,其包括步骤:
a、从权利要求2(e)提及的基团,并使用权利要求2(f)描述的方式,使用能够将氯化蔗糖酯洗脱以及去酯化的洗脱液来洗脱装有在其上吸附了氯化蔗糖酯的吸附剂的柱,以分别得到柱中的氯化蔗糖本身,所述洗脱液是适当组成的移动相,
b、从洗脱出的溶液中分离并纯化氯化蔗糖。
8、根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的方法,其中工艺液流包括一种或多种:
a、在中和的氯化蔗糖衍生物去保护之前或之后使用的氯化反应混合物,
b、在除去三级酰胺之前或之后使用的氯化反应混合物,
c、从所述氯化蔗糖衍生物除去三级酰胺和盐,
d、在部分或全部除去有机盐和/或无机盐之前或之后从所述氯化蔗糖衍生物除去三级酰胺和盐,
e、通过诸如提取、色谱层析、结晶、蒸馏等的任何一种其它操作,在部分纯化蔗糖氯化衍生物之后的任何阶段的反应混合物,
f、作为常规柱色谱层析的替代,
g、纯化或分离任何用于制备所述氯化蔗糖衍生物的蔗糖中间体化合物,
h、通过将用于本发明的柱色谱层析的溶液进行进一步纯化分离的TGS或其前体或衍生物,等。
9、根据权利要求1-8中任意一项权利要求所述的方法,其中所述方法以一种或多种模式进行,包括批次模式、连续模式、扩张床、流化床、液-固循环流化床(LSCFB)、模拟移动床(SMB)、移动床、改进的模拟移动床(ISMB)、离心色谱层析和环状色谱层析中的一个或多个或组合;优选使用填充床色谱层析柱或扩张床色谱层析柱进行吸附,其包括用适宜的吸附剂填充柱以及使反应物料和移动相通过该柱。
10、根据权利要求7所述的方法,当被用于一种或多种工艺液流时:
a、在氯化蔗糖衍生物去保护之前或之后使用的,
b、在纯化的或部分纯化的氯化蔗糖衍生物的酶促或化学去保护之后使用的,
c、在除去三级酰胺溶液之前或之后使用的,
d、通过诸如提取、色谱层析等的任何一种其它操作,在部分纯化蔗糖氯化衍生物之后的任何阶段使用的,
e、作为常规提取和蒸馏以除去水的替代,
f、纯化或分离任何用于制备所需氯化蔗糖衍生物的蔗糖中间体化合物之后使用的。
11、根据权利要求1-10中任意一项权利要求所述的方法,其中所述方法在0~80℃的范围内进行,优选在一般的环境温度。
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