CN102249857A

CN102249857A - 一种d-山梨醇的结晶固体及其制备方法

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Publication number: CN102249857A
Application number: CN2011101549652A
Authority: CN
Inventors: 郝红勋; 王艳蕾; 王静康; 尹秋响; 侯宝红; 王永莉; 张美景; 龚俊波; 鲍颖; 高俊彦
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: CN102249857B

Abstract

本发明涉及一种D-山梨醇的结晶固体及其制备方法。该晶型定名为F晶型，用X-射线粉末衍射图谱、DSC特征吸热峰、红外光谱及Raman光谱都进行了定义。其制备方法：将任何形式的D-山梨醇溶解在酰胺类溶剂中形成溶液，温度为30-70℃，酰胺类溶剂与D-山梨醇的质量比为2-5∶1；然后将溶液降温到5-30℃；将所得的固液悬浮液分离；干燥收集到的固体，得到D-山梨醇的F型晶体产品。本发明的D-山梨醇晶型产品结晶度高，晶体晶习好，晶浆过滤速度快，制备方法操作条件简单易控。

Description

一种D-山梨醇的结晶固体及其制备方法

发明领域

本发明属于化学工程结晶技术领域，特别涉及一种D-山梨醇结晶固体及其制备方法。

发明背景

山梨醇即D-山梨醇，全名山梨糖醇，又名清凉茶醇、蔷薇醇等，化学名为1，2，3，4，5，6-己六醇，英文名为D-sorbitol，又称为D-glucitol，其化学结构式如下：

山梨醇具有甜味，其甜度约为蔗糖的60％，但热量仅是其三分之一(2.6卡路里每克)。它为非生龋齿的，对患糖尿病的人有益。山梨醇已经被安全的用于加工食品，但是过量使用可能具有腹泻效果。除了具有甜味，山梨醇还是良好的湿润剂和增稠剂，用于生产化妆品、糕点糖果、烤焙物和巧克力。山梨醇的水分稳定行为可以保护这些产品变干，在储存过程中保持他们初始的新鲜度。在医药上，山梨醇是合成维生素C的主要原料。在制革上，山梨醇可对皮革进行加脂处理，以改善皮革的外观和手感，山梨醇也用于洗涤剂及牙膏的添加剂，纸张和纤维的增稠剂，还可作为表面活性剂和消泡剂等。山梨醇是一种用途很广的精细化学品。

山梨醇具有无定形态和多种晶型，目前从专利文献的报道中有如下晶型：

无定形态山梨醇，或“玻璃态”的特征是没有明显的熔点。在许多商业上可获得的山梨醇产品中，“玻璃态”质量分数较大(例如约40％)，导致制片的时候有熔化的趋势，需使用高压来获得满意的锭剂硬度，得到所需要的产品。

US 2483254，3308171及其同族专利中公开了包括将热的山梨醇水溶液冷却或在熔化物中加入山梨醇晶体的方法。US 2315699及其同族专利中报道了其他结晶或固化技术。这些方法可获得具有较高结晶度的山梨醇产品，但操作步骤较复杂，且熔融结晶温度高，需将固体加热到120℃以上，耗能大。

US 4252794及其同族专利报道了一种山梨醇的Gamma晶型，在高温(大于75℃)条件下在熔融物中加入大量的Gamma型晶种制得，但是该产品晶型结晶度较低。US 3973041专利中公开了一种制备大量结晶山梨醇的方法。生产的山梨醇含有至少80％的Gamma晶型。但是该方法获得的较高结晶度的山梨醇可能满足不了片剂生产的需求，且在制片过程中的高压限制了晶体互相渗透的程度。

Young Ja Park和G.A.Jeffrey报道了A型山梨醇，通过蒸发山梨醇的95％乙醇溶液获得该晶体，并通过中子衍射和X射线衍射确定了其晶体结构。

Arie Schouten，Jan A.Kanters等人报道了D-山梨醇的含2/3个结晶水的水合物型及epsilon无水型，并给出了两者的晶体结构数据。

Du Ross和Quinquenet等人报道了熔融结晶的山梨醇产品CM型，它的DSC曲线具有双熔化峰，Lian Yu分别称为晶型E(熔点为80℃)和E’(熔点为55℃)，而Quinquenet等人将其称为晶型SM1和SM2。

CN 1188097A专利中报道了一种Gamma晶型山梨醇的制备方法，该方法先将山梨醇水溶液浓缩并呈熔融态，在温度为90-94℃下将熔融状的山梨醇与晶种以4-5∶1混合成晶浆混合物，而后分段控温冷却。

除以上操作限制外，通过实验验证，文献中各种方法所得产品普遍存在晶体结晶度较低，晶浆黏稠，过滤困难等缺点。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明经过试验研究，研制了一种新型的D-山梨醇结晶固体，定义为F型D-山梨醇晶体。

本发明的技术方案如下：

本发明的D-山梨醇结晶固体，其特征之一是：在衍射角2θ＝7.3±0.2，12.8±0.2，14.8±0.2，19.7±0.2，22.4±0.2，23.8±0.2，25.9±0.2，27.0±0.2，32.9±0.2，38.0±0.2及39.5±0.2度处具有PXRD特征峰。如图1所示。

本发明的D-山梨醇结晶固体，其特征之二是：在温度为74±1℃有一个DSC熔化吸热峰。如图2所示。

本发明的D-山梨醇结晶固体，其特征之三是：在3375±2，2929±2，1633±2，1417±2，1315±2，1258±2，1195±2，1104±2，1092±2，1050±2，1016±2，938±2，892±2，872±2，645±2，589±2，508±2及478±2cm^-1波数处具有FTIR特征峰。如图3所示。

本发明的D-山梨醇结晶固体，其特征之四是：在1247±2，1131±2，1094±2，1059±2，1019±2，961±2，941±2，878±2，774±2，740±2，645±2，595±2，504±2，477±2，411±2，354±2及249±2cm^-1波数处具有Raman特征峰。如图4所示。

本发明的D-山梨醇结晶固体的制备方法，将任何形式的D-山梨醇溶解在酰胺类溶剂中形成溶液，温度为30-70℃，酰胺类溶剂与D-山梨醇的质量比为2-5∶1；然后将溶液降温到5-30℃；将所得的固液悬浮液分离，干燥收集到的固体，得到D-山梨醇晶体产品。

所述的酰胺类溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或甲酰胺或乙酰胺的一种。

所述溶液的降温速率是5-10℃/h。降温过程中在20-35℃加入F型D-山梨醇晶种，晶种质量是溶质D-山梨醇质量的0.1-2％，然后恒温养晶0.5-1h。干燥条件是温度为30-45℃、真空度为0.08-0.1MPa。

本发明的D-山梨醇晶型产品通过PXRD图谱和显微镜照片可以证实，产品结晶度高，晶体晶习好，过滤速度快，在相同晶浆密度、相同体积的晶浆过滤时间可节省一半以上，本发明的制备方法操作条件简单易控。

附图说明

图1：F型D-山梨醇的PXRD图谱；

图2：F型D-山梨醇的DSC图；

图3：F型D-山梨醇的FTIR图谱；

图4：F型D-山梨醇的Raman图谱；

图5：F型D-山梨醇产品的光学显微镜照片(放大40倍)。

具体实施方式

实施例1：

将20g Gamma型D-山梨醇固体加入100g N，N-二甲基甲酰胺中，加热升温至30℃，使其溶解完全，然后将溶液降温至5℃，抽滤分离所得的固液悬浮液，将得到的固体进行干燥。干燥后山梨醇产品的显微镜照片如图5所示，产品为棒状晶体，晶习优于Gamma型的粒状聚结体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.4，12.8，14.8，19.8，22.6，24.0，26.0，27.1，32.7，38.2及39.6度处具有特征峰，DSC在75.0℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3376，2931，1635，1418，1316，1258，1196，1105，1092，1050，1017，938，894，874，644，588，506及480cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1248，1132，1096，1060，1020，962，941，876，775，742，645，595，505，478，412，354及250cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱与Gamma型的PXRD图谱相比，各特征峰突出且峰形尖锐，表明结晶度比Gamma型高。

实施例2：

将50g F型D-山梨醇固体混合物加入100g N，N-二甲基乙酰胺中，加热升温至70℃，使其溶解完全，以5℃/h的降温速率降温至30℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间6min，比D-山梨醇晶体制备的其它方法的抽滤时间(大于30min)节省一半以上。将得到的固体在30℃、真空度为0.1MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.3，12.8，14.8，19.7，22.4，23.8，25.9，27.0，32.9，38.0及39.5度处具有特征峰，DSC在74.0℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3374，2928，1631，1415，1315，1260，1195，1105，1094，1049，1016，940，893，873，643，589，507及478cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1249，1131，1094，1059，1018，961，942，878，774，741，647，597，504，478，411，352及248cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

实施例3：

将30g Gamma型D-山梨醇固体加入100g甲酰胺中，加热升温至70℃，搅拌使其溶解完全，以8℃/h的降温速率降温至20℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间10min。将得到的固体在40℃、真空度为0.09MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.1，12.6，14.6，19.8，22.4，23.8，25.8，26.9，32.8，38.0及39.3度处具有特征峰，DSC在73.4℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3375，2930，1635，1416，1317，1257，1197，1106，1091，1050，1015，937，892，871，645，589，508及479cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1247，1131，1094，1059，1019，961，941，878，774，740，645，595，504，477，411，354及249cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

实施例4：

将45gAlpha型D-山梨醇固体加入100g乙酰胺中，加热升温至70℃，搅拌使其溶解完全，然后降温至25℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间8min。将得到的固体在45℃、真空度为0.08MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.2，12.7，14.8，19.5，22.2，23.7，25.7，26.9，33.0，37.8及39.4度处具有特征峰，DSC在73.0℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3375，2929，1635，1419，1315，1256，1195，1103，1092，1052，1016，938，891，872，645，590，510及478cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1246，1131，1094，1059，1019，961，940，878，774，740，644，595，504，477，411，355及247cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

实施例5：

将25g Alpha型D-山梨醇固体加入100g N，N-二甲基乙酰胺中，加热升温至45℃，搅拌使其溶解完全，然后开始降温，在20℃时加入0.25g(1％)的F型D-山梨醇晶种，恒温养晶30min后，继续降温至5℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间7min。将得到的固体在35℃、真空度为0.1MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.3，12.8，14.8，19.7，22.4，23.8，25.9，27.0，32.9，38.0及39.5度处具有特征峰，DSC在73.8℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3377，2930，1632，1416，1315，1258，1193，1105，1092，1050，1016，938，892，872，647，589，508及476cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1245，1130，1092，1058，1021，963，940，880，772，740，645，594，502，475，410，354及249cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

实施例6：

将20g Alpha型D-山梨醇固体加入100g甲酰胺中，加热升温至60℃，搅拌使其溶解完全，以6℃/h的降温速率降温，在25℃时加入0.4g(2％)的F型D-山梨醇晶种，恒温养晶1h后，继续降温至10℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间10min。将得到的固体在40℃、真空度为0.08MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.4，12.9，14.8，19.8，22.5，23.9，26.0，27.0，33.0，38.0及39.6度处具有特征峰，DSC在74.6℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3375，2929，1633，1417，1315，1258，1195，1104，1092，1050，1016，938，892，872，645，589，508及478cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1248，1133，1094，1061，1017，959，939，878，776，738，643，593，506，479，413，356及251cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

实施例7：

将40gGamma型D-山梨醇固体加入100g乙酰胺中，加热升温至70℃，搅拌使其溶解完全，以10℃/h的降温速率降温，在35℃时加入0.04g(0.1％)的F型D-山梨醇晶种，恒温养晶45min后，继续降温至20℃，抽滤固液悬浮液，抽滤时间8min。将得到的固体在45℃、真空度为0.1MPa的条件下进行干燥。干燥后山梨醇产品为棒状晶体。

对干燥后的产品进行分析测定，PXRD图谱在衍射角2θ＝7.5，13.0，14.9，19.7，22.4，24.0，26.1，27.2，33.1，38.0及39.7度处具有特征峰，DSC在74.0℃处具有一个熔化吸热峰，FTIR图谱在3373，2927，1632，1417，1313，1258，1194，1105，1090，1048，1014，936，890，874，646，591，510及477cm^-1处具有特征峰，Raman图谱在1246，1129，1093，1057，1019，960，941，877，774，739，645，595，503，476，411，354及249cm^-1处具有特征峰，产品为F型D-山梨醇。其PXRD图谱各特征峰突出且峰形尖锐，结晶度高。

本发明公开和提出D-山梨醇新晶型及其制备方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料、工艺参数等环节实现。本发明的方法与产品已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims

1.一种D-山梨醇结晶固体，其特征是在衍射角2θ＝7.3±0.2，12.8±0.2，14.8±0.2，19.7±0.2，22.4±0.2，23.8±0.2，25.9±0.2，27.0±0.2，32.9±0.2，38.0±0.2及39.5±0.2度处具有PXRD特征峰。

2.如权利要求1所述的D-山梨醇结晶固体，其特征是在温度为74±1℃有一个DSC熔化吸热峰。

3.如权利要求1所述的D-山梨醇结晶固体，其特征是在3375±2，2929±2，1633±2，1417±2，1315±2，1258±2，1195±2，1104±2，1092±2，1050±2，1016±2，938±2，892±2，872±2，645±2，589±2，508±2及478±2cm^-1波数处具有FTIR特征峰。

4.如权利要求1所述的D-山梨醇结晶固体，其特征在于在1247±2，1131±2，1094±2，1059±2，1019±2，961±2，941±2，878±2，774±2，740±2，645±2，595±2，504±2，477±2，411±2，354±2及249±2cm^-1波数处具有Raman特征峰。

5.如权利要求1、2、3或4所述的D-山梨醇结晶固体，其特征是定义为F型D-山梨醇晶体。

6.一种制备如权利要求5所述的D-山梨醇结晶固体的方法，其特征是：将任何形式的D-山梨醇溶解在酰胺类溶剂中形成溶液，温度为30-70℃，酰胺类溶剂与D-山梨醇的质量比为2-5∶1；然后将溶液降温到5-30℃；将所得的固液悬浮液分离，干燥收集到的固体，得到D-山梨醇晶体产品。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征是所述的酰胺类溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或甲酰胺或乙酰胺的一种。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征是溶液的降温速率是5-10℃/h。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征是降温过程中在20-35℃加入F型D-山梨醇晶种，晶种质量是溶质D-山梨醇质量的0.1-2％，然后恒温养晶0.5-1h。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征是干燥条件是温度为30-45℃、真空度为0.08-0.1MPa。