CN101475611A - 一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，包括甲壳素加酸解、真空浓缩、两级超滤夹以活性炭脱色、纳滤分离、真空浓缩结晶和干燥。本发明酸解工艺采用低酸度、多次酸解方法，酸化后所得产物白度高、脱色时活性炭用量减少；省去了粗品结晶的分离和水溶解，节省时间和用水；粗品料液经渗透膜过滤后不直接浓缩，而是经过纳滤膜截留所需目标产物，并分离了小分子类的低级盐及酸类物质，同时解决了成品的澄清度和透光率难题，提高了产品质量，浓缩后得到氨基葡萄糖盐酸盐结晶体纯度在99.0％以上。与现有技术相比，本发明排放污水少、操作费用低、产率高、所得产品纯度高。

Description

一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法

技术领域  本发明涉及的是一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，是一种医用原料的分离提纯方法，属有机化学中糖类及其微生物技术领域。

背景技术  氨基葡萄糖盐酸盐又称葡胺糖盐酸(D-GlucosamineHydrochloride)，分子式C₆H₁₃NO₅·HCl，分子量215.5，为白色结晶，是一种天然的氨基单糖。在生物医药领域中它是一种刺激软骨细胞产生正常多聚体结构的蛋白多糖，提高软骨细胞的修复能力，抑制损伤软骨的酶，促进软骨基质的修复和重建，可延缓骨关节疼痛的病理过程和疾病的进程。其原料已收载在国家食品药品监督管理局国家药品标准(WS1—XG—028—2001)中。传统的氨基葡萄糖盐酸盐生产方法通常采用甲壳素一次酸解法，用过滤、柱层析纯化、醇析结晶等工序制得，这样不但操作繁琐、收率低且污水排放量大。如中国发明专利ZL01127784.X“一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法”所公开的工艺步骤是：“(1)将甲壳质粉碎，水洗和浓度0.5～3％盐酸洗后，烘干；(2)放入反应罐中，加入2～6重量份浓度为36～38％盐酸，温度控制50～100℃，搅拌1～4小时，脱乙酰基和水解后，用双层筛网过滤；(3)滤液转入真空浓缩罐，进行浓缩，用碱液吸收挥发出的氯化氢气体；(4)滤液转入另一反应罐中，加入0.5～5重量份水和0.05～0.2重量份活性炭，在真空抽滤下，纯化后的滤液通过滤布；(5)滤液再转入真空浓缩罐，再进行浓缩，冷却至室温，过滤，晶体在滤布上，向晶体喷洒乙醇，抽净乙醇，烘干。”该发明工艺路线中仍采用乙醇洗涤方法和一次酸解法，虽然减少了洗涤盐酸所需乙醇的用量，但无法达到低成本生产、高纯度产品的要求，也无法克服污水排放量大的问题。

发明内容  针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种高质量、低污染、低成本的氨基葡萄糖盐酸盐制备方法。

本发明提供的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，包括甲壳素加酸解、真空浓缩、以活性炭脱色、浓缩结晶和干燥，还采用膜分离法除去杂质，整个制备有以下步骤：

1)酸解：将浓度为20％～36％的盐酸和甲壳素以6∶1的重量比投入反应釜，料投后，控制反应釜温度为75℃～85℃，并保温4小时，得粗品料液；

2)浓缩：将所得的粗品料液在真空度为-0.09～-0.1MPa、温度为55℃～60℃条件下进行浓缩并回收盐酸，得浓缩液和循环盐酸；

3)一级超滤：将所得浓缩液加去离子水稀释后，用渗透膜超滤，得一次滤液与残渣，其中残渣重新酸解；

4)脱色：将所得滤液加入活性炭在75℃～85℃温度下脱色，得脱色液；

5)二级超滤：将脱色液用渗透膜超滤，得二次滤液；

6)分离：将所得的二次滤液，用纳滤膜进行分离，截留得到高纯度的氨基葡萄糖盐酸盐溶液，滤液经反渗透处理得去离子水；

7)结晶：将所得截留液在-0.09～-0.1MPa、温度为50℃～55℃条件下进行浓缩结晶；

8)干燥：将所得结晶烘干。

本发明方法中酸解工艺采用低酸度、多次酸解方法，酸化后所得产物白度高、脱色时活性炭用量减少；采用本发明工艺产品收率高、省去了粗品结晶的分离和水溶解，节省时间和用水。粗品料液经渗透膜过滤后不直接浓缩，而是经过纳滤膜截留所需目标产物，并分离了小分子类的低级盐及酸类物质，同时解决了成品的澄清度和透光率难题，提高了产品质量，浓缩后得到高纯氨基葡萄糖盐酸盐结晶体，直接干燥。

本发明方法具有下述特点：

1、无废水排放

本生产工艺未引入水溶解，对参与反应的酸进行充分回收利用，不浪费和排出，含酸类盐类的废水经反渗透装置处理后，可回收得到去离子水，可再次用于酸解工序用水，因此，基本达到了无废水排放要求。

2、微过滤的引入

对成品滤液的过滤引入了超滤处理装置，滤液经第一级渗透纯化后可有效分离未酸解完全的甲壳素。脱色处理的滤液经第二级渗透纯化后可有效去氨基葡萄糖盐酸盐水提液中大量亚微粒、微粒及絮状沉淀以及色素类物质。降低了成品的灰份和消除了油脂，进一步提高了产品质量。

3、纳滤膜分离的引入

纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它是一种特殊的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为纳米而得名，它截留有机物的分子量大约为150～500左右。作为一种新型分离技术，纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为150～2000；二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层是由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。三是超低压大通量，即在超低压下(0.1MPa)仍能工作，并有较大的通量。纳滤膜分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不会破坏生物活性，不会改变风味、香味，因而被越来越广泛地应用于饮用水的制备和食品、医药、生物工程、污染治理等行业中的各种分离和浓缩提纯过程。经生产结果表明，采用直径为2nm的纳滤膜能有效截留单体氨基葡萄糖盐酸盐，并将小分子类的低级盐及酸类物质得到有效分离。

另外，本发明所得产品的化学纯度在99.0％以上，其分析方法采用高效液相色谱法测定，具体方法是根据文献“反高效液相色谱测定D-氨基葡萄糖盐酸盐及硫酸盐的含量”(《中华预防医学杂志》2007年41卷1期)的方法：色谱条件及系统适用性用十八烷基硅烷键合硅胶柱(200mm×4.6mm，5μm)；以0.05％磷酸溶液(用KOH调pH值至3.0)—乙腈(60∶40)为流动相，流速0.6ml/min；检测波长195nm；柱温30℃；进样量10μl。理论板数按盐酸氨基葡萄糖峰计算，应不低于3.0×10³。所用的氨基葡萄糖盐酸盐对照品为中国药品生物制品检定所提供。其化学纯度的结果以对照品外标法计算所得。

综上所述，与现有技术相比，本发明排放污水少、操作费用低、产率高、所得产品纯度高。

本发明提供的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，在酸解工序中所用盐酸的浓度为28％。

所说一级超滤工序中所用的渗透膜的滤过直径为0.22mm，二级超滤工序中所用的渗透膜的滤过直径为0.10mm。

所述分离工序中所用纳滤膜的滤过直径为2nm，以截留得到200～500分子量产物，即得到高纯度的氨基葡萄糖盐酸盐溶液。

具体实施方式  一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，详细工艺过程为：

1、酸解

在清洗干净的反应釜中，投入10kg甲壳素和28％浓度的盐酸60kg，投料前温度控制在50℃以下。料投完毕后，升温至85℃保温3小时，温度控制在85℃～88℃。经过酸解，制成粗品料液。

2、浓缩

反应釜中粗品料液的温度控制在55℃～60℃，在真空度为-0.09～-0.1MPa条件下进行浓缩，至釜中料液为粘稠状时冷却并将釜压恢复常压，得到釜内浓缩液，所回收的盐酸可再次作为酸解用的工艺酸。

3、一级超滤

反应釜浓缩液加去离子水稀释至浓缩前的同体积水平后，置于膜孔直径为0.22mm一级渗透膜装置中并在0.3MPa压力下进行超滤，制得滤液与未酸解完全的甲壳素残渣；该残渣重回酸解工序作原料，即进行多次酸解。

4、脱色

在70kg粗品料液中直接加入0.5kg药用活性炭进行脱色，温度控制在75℃～80℃，时间控制在2小时后，降温至40℃以下，为脱色液。

5、二级超滤

将脱色液经过置于膜孔直径为0.10mm的二级渗透膜装置中并在0.25MPa压力下进行超滤，排污出的料液返回重新脱色。

6、纳滤膜分离

将所得的滤液置于滤过直径为2nm纳滤膜装置中并在0.40MPa压力下进行分离，截留所得的产物为高纯度氨基葡萄糖盐酸盐溶液，滤液为盐类及酸类等小分子物质溶液，将该溶液置反渗透膜处理后得去离子水。

7、浓缩、结晶

将纯化的滤液用真空吸入浓缩釜内，控制压力在-0.09～-0.1MPa，温度在50～55℃，进行真空浓缩结晶，当有大量晶体时降温放料，过滤得结晶体高纯度氨基葡萄糖盐酸盐，母液在下次浓缩、结晶时合用，重复操作，收率可明显提高。

8、烘干

将晶体放入烘箱烘干，温度控制在90～100℃，水分控制在0.5％以下。

9、粉碎、过筛、包装

将烘干晶体粉碎过100目筛，按25kg/桶，双层塑料袋包装，外包装为全纸桶。

10、检测

产品采用高效液相法测定，其化学纯度应在99.0％以上。

Claims (5)

1、一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，包括甲壳素加酸解、真空浓缩、以活性炭脱色、浓缩结晶和干燥，其特征是还采用膜分离法除去杂质，整个制备有以下步骤：

1)酸解：将浓度为20％～36％的盐酸和甲壳素以6∶1的重量比投入反应釜，料投后，控制反应釜温度为75℃～85℃，并保温4小时，得粗品料液；

2)浓缩：将所得的粗品料液在真空度为-0.09～-0.1MPa、温度为55℃～60℃条件下进行浓缩并回收盐酸，得浓缩液和循环盐酸；

3)一级超滤：将所得浓缩液加去离子水稀释后，用渗透膜超滤，得一次滤液与残渣，其中残渣重新酸解；

4)脱色：将所得滤液加入活性炭在75℃～85℃温度下脱色，得脱色液；

5)二级超滤：将脱色液用渗透膜超滤，得二次滤液；

6)分离：将所得的二次滤液，用纳滤膜进行分离，截留得到高纯度的氨基葡萄糖盐酸盐溶液，滤液经反渗透处理得去离子水；

7)结晶：将所得截留液在-0.09～-0.1MPa、温度为50℃～55℃条件下进行浓缩结晶；

8)干燥：将所得结晶烘干。

2、如权利要求1所述的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于在酸解工序中所用盐酸的浓度为28％。

3、如权利要求1所述的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于所说一级超滤工序中所用的渗透膜的滤过直径为0.22mm。

4、如权利要求1所述的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于所说二级超滤工序中所用的渗透膜的滤过直径为0.10mm。

5、如权利要求1所述的一种制备高纯度氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于所说分离工序中所用纳滤膜的滤过直径为2nm。