CN103588860B - 丙谷二肽球形晶体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球形丙谷二肽晶体的制备方法，在搅拌作用下，温度为50～65℃，将纯度为95%以上的丙谷二肽溶于水和醇类的混合溶剂中，丙谷二肽和混合溶剂的质量比20－60：100，向丙谷二肽溶液中加入活性炭吸附杂质，过滤后控制滤液温度35～45℃，然后加入醇类和脂类的混合溶析剂进行溶析结晶，溶析剂中醇：酯质量比为1～10：1，溶析剂滴加完毕后，将物料温度降至5～15℃；经洗涤、过滤、干燥，得到球形丙谷二肽晶体产品。利用本发明制备的球形丙谷二肽晶体产品粒度大、纯度高，粒度分布均匀，易于过滤和干燥。

Description

丙谷二肽球形晶体的制备方法

技术领域

本发明属于化学工程工业结晶技术领域，具体涉及丙谷二肽球形晶体的制备方法。

背景技术

丙谷二肽，又名N-(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺，英文名称为N-(2)-L-alanyl-L-glutamine，分子式为C₈H₁₅N₃O₄，分子量为217.22。丙谷二肽产品形态通常为白色细针状结晶性粉末，易溶于水，常温下在水中的溶解度68克/升，不溶于醇和脂。其在水中溶解度高而且性质稳定，能被机体快速吸收并分解为丙氨酸和谷氨酰胺，满足人体对谷氨酰胺的需求，没有副作用。谷氨酰胺是巨噬细胞吞噬作用、淋巴细胞的增值以及蛋白质合成的必要依赖，人体在健康状态能够合成足够量的谷氨酰胺，但是身体受到重大创伤或者严重感染等应急状态下身体代谢失去平衡，谷氨酰胺被严重消耗，机体的免疫能力下降，胃肠功能也会受到抑制。由于谷氨酰胺在水中的溶解度低且不稳定，保存时间短，临床使用受到限制。因此丙谷二肽能对危重的病人进行合理的营养支持，减少并发症的发生，促进康复，提高危重病人救治成功率。主要应用范围：严重感染、复合性骨折、创伤、大手术、大面积烧伤，有害物伤害病人的治疗和恢复。

专利CN101463075A提到将L-丙氨酰-L-谷氨酰胺粗品加纯化水溶解，活性炭脱色过滤后，30℃滴加95%乙醇，放置2小时后，继续滴加95%乙醇，约1小时滴加完毕，继续搅拌2小时，过滤干燥得成品N(2)-L一丙氨酸-L一谷氨酰胺精制品，操作时间共5.5小时。专利CN101062938A将L-丙氨酰-L-谷氨酰胺干燥粗品加入蒸馏水，40～60℃搅拌溶解，置于0～5℃冰箱中放置10～12小时，析出晶体，过滤；再向滤液加无水乙醇搅拌2小时，析出白色结晶，抽滤，收集冷却结晶和溶析结晶产品，60℃真空干燥6小时。由于丙谷二肽在水中的溶解度较大，即使是0～5℃低温滤液，其溶质残留量高达70%，因此需要向滤液中加入乙醇溶析剩下的丙谷二肽来提高收率。该方法将冷却结晶、溶析结晶分步操作，精制结晶过程繁琐，加上粗品结晶，共经过了3次精制结晶提纯，耗时12个小时。

专利CN1683391A用乙醚将粗品从合成液中析出，再用水-醇体系对固体重结晶得到谷丙二肽产品，产率（30～40%）和纯度（97%左右）较低。专利CN1786019A在粗品水溶液中加约3倍的甲醇或乙醇溶析得到成品晶体，产率94%左右；用丙酮或异丙醇溶析，产率为90%和85%。该方法中滤饼需要使用溶析剂浸泡洗涤干燥，步骤繁琐。专利CN1392156A用乙醚从反应液析出L-丙氨酰L-谷氨酰胺粗品，然后用乙醇-水重结晶得产物L-丙氨酰L-谷氨酰胺，产率仅30%。

上述文献方法对结晶过程没有严格控制，经申请人多次重复试验，得到的产品粒度较小，主粒度30～50微米，滤饼过滤阻力较大，其电镜照片如附图1所示，晶习不均一、难过滤、干燥时间长、产品纯度较低且溶媒残留高，从而影响使用效果。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种改变丙谷二肽晶体形态的方法，制备得到大粒度的球形丙谷二肽晶体产品，解决了该产品纯度低、粒度小、难过滤及溶媒残留高的问题。

本发明制备球形丙谷二肽晶体的方法，原料丙谷二肽纯度为95%以上，白色轻质粉末，堆密度低于0.2g/mL，无晶体光泽。具体制备方法如下：

在搅拌作用下，温度为50～65℃，将纯度为95%以上的丙谷二肽溶于水和醇类的混合溶剂中，丙谷二肽和混合溶剂的质量比20－60：100，向丙谷二肽溶液中加入活性炭吸附杂质，过滤后控制滤液温度35～45℃，然后加入醇类和脂类的混合溶析剂进行溶析结晶，溶析剂中醇：酯质量比为1～10：1，溶析剂滴加完毕后，将物料温度降至5～15℃；经洗涤、过滤、干燥，得到球形丙谷二肽晶体产品。

所述的球形晶体产品主粒径0.65～1.0mm，晶体颗粒圆润有光泽，几乎没有过滤阻力。

所述的水和醇类的混合溶剂中，醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种，水和醇的混合溶剂中醇的质量分数为10～60%。

所述的醇类溶析剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种。

所述的酯类溶析剂选自乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的一种。

所述的溶析剂的用量是混合溶剂质量的1～10倍。

所述的溶析剂的滴加速率为0.5～5.0%/min。

所述的降温速率为3～12℃/h。

利用本发明方法得到的球形丙谷二肽晶体产品，其X-射线粉末衍射图谱在衍射角2θ为6.5±0.1、13.4±0.1、18.3±0.1、19.3±0.1、20.4±0.1、21.1±0.1、22.1±0.1、23.1±0.1、23.7±0.1、24.6±0.1、25.2±0.1、27.2±0.1、34.5±0.1度处有特征峰，见附图2。DSC检测图谱在214～215℃处有熔点特征峰。

本方法通过筛选和优化溶剂和溶析剂种类、配比以及溶析温度，影响体系的界面作用力，控制各个晶面的生长速率，使丙谷二肽晶体自发地向球形聚集生长。根据结晶理论，溶质在溶液中的溶解度随温度和组成的变化而变化，通常降低体系的温度和滴加溶析剂可以产生过饱和度。晶体需要在一定的过饱和度的推动力才能自发地从溶液中析出，即成核过程。晶体生长过程也需要过饱和度来推动。为了得到大粒度丙谷二肽产品，本方法在实验过程中测定了丙谷二肽在水—溶析剂体系中随温度和组成变化的溶解度和介稳区等热力学数据，建立数学模型，优化最佳的过饱和度曲线，设计最优化的降温曲线和溶析剂滴加速率和总滴加量，即高温溶析成核，低温冷却生长，溶析—冷却耦合作用严格控制晶体的成核过程以及生长过程，得到粒度大、纯度高的丙谷二肽结晶产品。本方法无需添加额外的添加剂来调控晶体形态，减少了生产成本和外来物质对产品纯度的影响。

使用单一的醇类溶析剂进行溶析结晶并不能很好地控制丙谷二肽晶体的形貌，产品粒度小（40微米左右），如附图1所示，过滤困难，这是由该体系热力学性质决定并且经过实验验证。而脂类几乎不溶于水，使用醇和脂的混合溶析剂可以提高溶析剂的溶析能力，减少溶析剂用量，而且在该混合体系中复杂的分子间作用力可以促使丙谷二肽晶体向球形生长。本方法使用混合溶析剂改变了体系的热力学性质，包括溶解度、介稳区、界面张力，控制晶体的成核与生长。因此本方法是综合考虑了产品性能、工艺的可操作性、生产效率和经济效益的优化方案。

前述已有专利专注于合成过程，并没有对晶体形貌和粒度加以控制，仅考察了丙谷二肽产品纯度，得到的针状或粉末状固体，粒度小、过滤阻力较大。而本发明提供了利用溶析-冷却结晶制备球形的丙谷二肽晶体的方法，过程质量收率95%以上（相对于粗品计算），晶体纯度高于99.5%，有晶体光泽，粒度均一，球形晶体颗粒尺寸较大，主粒径0.65～1mm，产品粒度分布：20目以上0～8.2%，20～40目0.5～54.8%，40～60目10.8～48.8%，60～80目8.7～56%，80～160目4.6～27.6%，160目以下0～5.1%，堆密度0.6g/mL，过滤阻力小，容易干燥，溶剂残留低于0.01%，干燥时间缩短至1h以内，对比文献的10～12小时干燥时间（CN101062938提出粗品干燥时间为6个小时，精品干燥时间也为6个小时，共12个小时。CN1786019A提出滤饼需要真空干燥10小时），提高了生产效率。

附图说明

图1：重复文献方法制备的丙谷二肽晶体的电镜照片（放大800倍）；

图2：丙谷二肽球晶的X-射线粉末衍射图谱；

图3：实施例1丙谷二肽球晶的电镜照片（放大30倍）；

图4：实施例5丙谷二肽球晶的电镜照片（放大30倍）。

具体实施方式

下述实施例对本发明进行详细描述：

实施例1：

取纯度95.0%丙谷二肽42.85g，水和乙醇的混合溶剂100g，其中乙醇的质量含量为30%，升温至60℃溶解形成均一溶液。向溶液中加入活性炭10g吸附杂质。搅拌均匀，过滤，控制滤液温度45℃，向其中滴加乙醇：乙酸甲酯质量比10：1的混合溶析剂430g，滴加速率2.2g/min。之后冷却结晶，降温速率为10℃/h，降至10℃；经洗涤、过滤5min、干燥1h得到球形丙谷二肽晶体产品。产品主粒度1.0mm，纯度99.85%，质量收率95.2%，筛分得粒度分布：20目以上5.34%，20～40目54.77%，40～60目25.19%，60～80目8.78%，80～160目4.58%，160目以下1.34%。丙谷二肽球晶的电镜照片如图3所示。

实施例2：

取纯度95.8%丙谷二肽60g，水和甲醇的混合溶剂100g，其中甲醇的质量含量为10%，升温至65℃溶解形成均一溶液。向溶液中加入活性炭15g吸附杂质。搅拌均匀，过滤，控制滤液温度40℃，向其中滴加甲醇：乙酸乙酯质量比1：1的混合溶析剂310g，滴加速率15.5g/min。然后降温速率为3℃/h，降至15℃；经洗涤、过滤8min、干燥40min得到球形丙谷二肽晶体产品。产品主粒度0.86mm，纯度为99.57%，质量收率96.2%，筛分得粒度分布：20目以上0.822%，20～40目37.86%，40～60目25.54%，60～80目12.32%，80～160目9.01%，160目以下0.062%。

实施例3：

取纯度96.3%丙谷二肽33.33g，水和异丙醇的混合溶剂100g，其中异丙醇的质量含量为50%，升温至55℃溶解形成均一溶液。向溶液中加入活性炭10g吸附杂质。搅拌均匀，过滤，控制滤液温度42℃，向其中滴加异丙醇：乙酸丁酯质量比3：1的混合溶析剂517g，滴加速率5g/min。6℃/h冷却降至8℃。经洗涤、过滤10min、干燥0.5h得到球形丙谷二肽晶体产品。产品主粒度0.92mm，纯度为99.88%。质量收率96.6%，筛分得粒度分布：20目以上8.17%，20～40目28.50%，40～60目45.55%，60～80目8.70%，80～160目8.45%，160目以下0.63%。

实施例4：

取纯度97.2%丙谷二肽20g，水和正丙醇的混合溶剂100g，其中正丙醇的质量含量为60%，升温至50℃溶解形成均一溶液。向溶液中加入活性炭7g吸附杂质。搅拌均匀，过滤，控制滤液温度35℃，向其中滴加正丙醇：乙酸甲酯质量比5：1的混合溶析剂1000g，滴加速率20g/min。之后冷却结晶，降温速率为12℃/h，降至5℃，经洗涤、过滤10min、干燥50min得到球形丙谷二肽晶体产品。产品主粒度0.72mm，纯度为99.63%，质量收率97.5%，筛分得粒度分布：20目以上0.09%，20～40目8.50%，40～60目48.80%，60～80目23.30%，80～160目15.67%，160目以下3.13%。

实施例5：

取纯度95.8%丙谷二肽52.5g，水和甲醇的混合溶剂100g，其中甲醇的质量含量为40%，升温至60℃溶解形成均一溶液。向溶液中加入活性炭15g吸附杂质。搅拌均匀，过滤，控制滤液温度45℃，向其中滴加甲醇：乙酸丁酯质量比7：1的混合溶析剂100g，滴加速率3g/min。之后冷却结晶，降温速率为8℃/h，降至10℃，养晶后经洗涤、过滤12min、干燥1h得到球形丙谷二肽晶体产品。产品主粒度0.65mm，纯度为99.71%，质量收率96.1%，筛分得粒度分布：20目以上0%，20～40目0.49%，40～60目10.82%，60～80目55.95%，80～160目27.63%，160目以下5.11%。丙谷二肽球晶的电镜照片如图4所示。

本发明公开和提出的一种丙谷二肽球形晶体的制备方法，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 (5)

1.一种球形丙谷二肽晶体的制备方法，其特征是：在搅拌作用下，温度为50～65℃，将纯度为95％以上的丙谷二肽溶于水和醇类的混合溶剂中，丙谷二肽和混合溶剂的质量比20～60：100，向丙谷二肽溶液中加入活性炭吸附杂质，过滤后控制滤液温度35～45℃，然后加入醇类和酯类的混合溶析剂进行溶析结晶，溶析剂中醇：酯质量比为1～10：1，溶析剂滴加完毕后，将物料温度降至5～15℃；经洗涤、过滤、干燥，得到球形丙谷二肽晶体产品；

所述的水和醇类的混合溶剂中，醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种，水和醇类的混合溶剂中醇类的质量分数为10～60％，所述的醇类溶析剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种，所述的酯类溶析剂选自乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的一种。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述的球形丙谷二肽晶体产品主粒径为0.65～1.0mm。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述的溶析剂的用量是混合溶剂质量的1～10倍。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述的溶析剂的滴加速率为0.5～5.0％/min。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述的温度降低的速率为3～12℃/h。