CN104276986A - 左旋肉碱牛磺酸盐的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种合成左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)的方法，其包括以下步骤：将左旋肉碱和牛磺酸依次溶解在有机溶剂中，并且在30～80℃的温度下加热反应2～3小时，所述有机溶剂选自C₁-C₆醇，优选为乙醇。

Description

左旋肉碱牛磺酸盐的制备方法

技术领域

本发明涉及一种氨基酸盐类化合物的合成方法，特别是涉及一种合成左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)的方法，属于医药中间体及食品添加剂的制备技术领域。

背景技术

牛磺酸是一种特殊的氨基酸，是人体必不可少的一种营养元素，有着平衡健康的奇妙功效。在日常生活方面，牛磺酸最显著的作用就在于增强免疫力和抗疲劳。牛磺酸可以结合白细胞中的次氯酸并生成无毒性物质，降低次氯酸对白细胞自身的破坏，从而提高人体免疫力。同时，牛磺酸能维持心脏功能，使血液循环正常化，从而消除疲劳生成物，使肌体能有效地产生能量。体内保持恒定的牛磺酸，便能有效地消除疲劳，这是维持人体健康的重要因素。

左旋肉碱的功效已有很多报道，左旋肉碱是一种重要的食品营养强化剂，已广泛应用于食品工业，如婴儿奶粉，减肥食品，运动员营养品和中老年营养补剂中以及饲料加工业中，此外还有医药方面的疗效，心血管疾病、肝脏疾病、肾脏疾病、高脂血症、糖尿病、神经肌肉疾病等均可通过服用左旋肉碱及其系列产品而使病症得到改善，有报道说左旋肉碱还可以提高生殖能力。

左旋肉碱能促进疲劳恢复，延缓衰老过程，有利于心脏和血管的保健。牛磺酸和左旋肉碱已有联合应用。娃哈哈于2012年3月重磅推出的一款牛磺酸功能饮料启力，含有牛磺酸、左旋肉碱、D-氨基葡萄糖盐酸盐、肌醇、B族维生素群等七大营养群，通过保健食品的认证，宣称除“缓解体力疲劳”之外又能“增强免疫力”。如采用不易吸潮的左旋肉碱牛磺酸复合盐将更有效地发挥牛磺酸和左旋肉碱的作用，并有效解决左旋肉碱的吸潮问题。牛磺酸代谢和营养特性使得其与左旋肉碱结合时对左旋肉碱的功能起到补充作用。

意大利希格马托制药工业公司的中国专利1251573号公开了一种L-肉碱或链烷酰基-L-肉碱与2-氨基乙磺酸的非吸湿性盐及其制备方法。具体地，该专利描述了通过以下步骤制备所述盐：将等摩尔的L-肉碱内盐和牛磺酸溶于水中，将所得溶液真空浓缩；将残余物溶于异丁醇中，再将所得混合物真空浓缩以除去水；将粗反应产物悬浮于丙酮中，在室温下将所得混合物搅拌过夜，然后过滤得到最终产物L-肉碱牛磺酸盐，该产物为一种非吸湿性固体。该方法中用到的溶媒有水、丙酮、异丙醇三种，工艺过程复杂，不利于有机溶剂的回收且有可能对环境产生危害。

为此，仍然需要工艺步骤更简单、成本更低且环境友好的制备左旋肉碱牛磺酸盐的方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，申请人对左旋肉碱牛磺酸盐的合成方法进行了深入的研究。在研究过程中，本申请的发明人出人预料地发现，左旋肉碱牛磺酸盐在特定有机溶剂中的溶解度随着温度的降低而大幅降低，使得能够通过简单地降低温度就能够析出左旋肉碱牛磺酸盐的晶体，进而使得能够通过简单的过滤和干燥步骤获得最终的左旋肉碱牛磺酸盐，从而简化了制备工艺。另外，发明人还出人预料地发现，在稍微过量的左旋肉碱的存在下，牛磺酸在该有机溶剂中的溶解度会显著增加，因此使得牛磺酸和左旋肉碱的成盐反应能够在有机溶剂中快速有效地进行。基于这些出人预料的发现，发明人作出了本发明。

本发明提供一种合成式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐的方法，

其包括以下步骤：

将式(III)的左旋肉碱和式(II)的牛磺酸依次溶解在有机溶剂中并且在30～80℃、优选30～60℃、更优选30～50℃加热反应1～5小时、优选1～4小时、更优选2～3小时，所述有机溶剂选自选自C₁-C₆醇，

在上式(I)和(III)中，R是H，或具有2～5个碳原子的直链或支链烷酰基，

降温析晶，以析出式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐的晶体；和

将所析出的晶体与溶剂分离。

在一个实施方案中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和己醇，优选地选自甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇，更优选地为乙醇。

在另一个实施方案中，降温析晶为在0～15℃保持1～5小时，优选地在5～15℃保持2～4小时，更优选地在5～10℃保持2～3小时。所述降温可以采用现有技术中的常规方法进行。例如在环境温度合适的时候可以采用自然冷却进行降温。另外，还可以采用辅助降温的方式进行，例如采用水浴、油浴、恒温箱、热交换器等进行辅助降温。

在一个优选的实施方案中，式(III)的左旋肉碱相对于式(II)的牛磺酸是摩尔过量的，优选地式(III)的左旋肉碱：式(II)的牛磺酸的摩尔比为1.1：1～1.7：1，更优选为1.2：1～1.6：1，最优选为1.5：1～1.6：1。本发明人还出人预料地发现，在稍微过量的左旋肉碱的存在下，牛磺酸在该有机溶剂中的溶解度会显著增加，因此使得牛磺酸和左旋肉碱的成盐反应能够在有机溶剂中快速有效地进行。

在另一个实施方案中，所述方法还包括过滤步骤，优选地通过粒状介质过滤器、滤布过滤器、多孔陶瓷过滤器或半渗透介质过滤器实施所述过滤步骤。过滤步骤可以采用现有技术中的常规方法进行。例如，可是通过使得结晶后的母液自然流过过滤器，或者采用抽吸、加压等方法进行强制过滤，例如减压过滤等。

在又一个实施方案中，所述方法还包括干燥步骤，优选地通过连续干燥器、直热旋转式干燥器、转鼓式干燥器、带式干燥器、喷雾干燥器或流化床干燥器实施所述干燥步骤。干燥步骤可以采用现有技术中的常规方法进行。例如，可以将过滤得到的结晶分批或连续地进料到干燥器中，并且按照常规方法进行干燥。

在另一个实施方案中，R选自乙酰基、丙酰基、丁酰基和戊酰基，优选为异戊酰基。

在另一个实施方案中，将过滤掉晶体之后的有机溶剂直接循环使用。这样，过滤掉晶体之后的反应溶剂中所残留的反应物和产物全部转移到下次反应中。因此，本发明不仅能够有效地节约溶剂、省去了用过溶剂的后处理，而且能够避免反应物的损耗使得多次反应后整体的反应收率进一步大幅提高，即能够实现接近100%的整体反应收率。

虽然采用了有机溶剂作为反应溶剂并且采用结晶过滤法进行分离，但是本发明的方法仍然能够实现非常高的收率。例如，利用本发明所制得的式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)产品的收率至少为约90%、优选至少为95%，更优选至少为96%。

本发明所述的式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)的合成反应式如下：

在本发明的方法中，由于采用了特定的有机溶剂，使得仅需要采用简单的结晶(例如仅需降温至5～10℃并保持2～3个小时即可析出晶体)和过滤工艺即可实现产物的分离。因此，在本发明中，不需要真空浓缩等繁琐而且耗能的工艺步骤来分离所制备的左旋肉碱牛磺酸盐，这使得整个制备工艺简化，从而提高了生产效率。

本发明的方法中采用了选自C₁-C₆醇优选为乙醇的单一有机溶剂，因此便于溶剂的回收再利用，大大的减少了溶剂的浪费，节约了成本，并且减轻了环境负担。另外，与所得晶体分离之后的有机溶剂还能够直接循环使用，再次用于左旋肉碱和牛磺酸的反应。这样能够有效地节约溶剂、省去了溶剂的处理、并且过滤掉晶体之后的有机溶剂中所剩余的少量反应物和产物能够被转移到下次反应中，这样进一步提高了整体的反应收率。即，使得多次反应之后的整体反应收率能够接近100%。

在本发明的方法中，左旋肉碱∶牛磺酸是摩尔过量的，优选地其摩尔比为1.1：1～1.7：1，过量的左旋肉碱大大地增加了牛磺酸在有机溶剂中的溶解度，使反应能顺利进行。

如本文所用的，牛磺酸又称为2-氨基乙磺酸，二者在本文中可以互换使用。

具体实施方式

下文给出了根据本发明方法制备式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)的实施例，但是这些实施例仅是示例性的并非意在限制本发明。

实施例1

将称量好的乙醇100.0g加入烧瓶中，搅拌下加入左旋肉碱24.2g(0.150mol)，再加入牛磺酸12.5g(0.1mol)，然后升温至30-40℃恒温2小时；然后降温析晶，并在5-10℃保温2小时；过滤干燥，得白色固体产品左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)27.8g，收率97.2%。

[α]_D ²⁰=-15.2°(C=1，H₂O)。

M.P.(熔点)：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min55.5%。

对比例1

根据中国专利1251573号中实施例1所描述的制备左旋肉碱牛磺酸盐的方法，实施对比例1，以用于与本发明方法进行比较。

将0.02mol的L-肉碱内盐和0.02mol的牛磺酸溶于水中至终体积为100mL，将所得溶液真空浓缩；将残余物溶于异丁醇中，再将所得混合物真空浓缩以除去水；将粗反应产物悬浮于丙酮中，在室温下将所得混合物搅拌过夜，然后过滤得到最终产物L-肉碱牛磺酸盐，产率为97.8%。

比较对比例1和实施例1，可以看出：在产率相当的情况下，(1)根据现有技术的方法需要两个真空浓缩步骤以及搅拌过夜，而根据本发明的方法根本不需要真空浓缩，提高了生产效率，简化了工艺步骤；(2)根据现有技术的方法分别使用了水、异丁醇和丙酮作为溶媒，而根据本发明的方法使用乙醇作为单一溶剂，便于回收再利用，大大的减少了溶剂的浪费，节约了成本；(3)为制备等量的产物，现有技术方法中多种溶剂的总用量远远高于本发明方法中溶剂的用量，以制备0.1mol的产物为例，现有技术方法中水的用量约为500g，而在本发明方法中乙醇的用量仅为100g；(4)根据现有技术的方法采用等摩尔比的L-肉碱内盐和牛磺酸，而在本发明方法中左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比为1.5：1，过量的左旋肉碱大大地增加了牛磺酸在乙醇中的溶解度，使反应能顺利地在有机溶剂乙醇中进行，而现有技术中的反应则需要在水中进行；(5)根据现有技术方法的后处理步骤复杂，需真空浓缩、重结晶并长时间搅拌，而根据本发明方法的后处理步骤简单，仅需降温至5～10℃并保持2小时即可析出晶体。

实施例2

将称量好的乙醇100.0g加入烧瓶中，搅拌下加入左旋肉碱24.7g(0.153mol)，再加入牛磺酸12.5g(0.10mol)，然后升温至40-50℃恒温2小时；然后降温析晶，并在5-10℃保温2小时；过滤干燥，得白色固体产品左旋肉碱牛磺酸盐(TLC)27.7g，收率96.6%。

[α]_D ²⁰=-15.6°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min56.5%。

实施例3

除了用乙酰左旋肉碱替代左旋肉碱之外，以与实施例1相同的方式制备乙酰左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率95.6%。

[α]_D ²⁰=-15.0°(C=1，H₂O)。

M.P.：140℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

乙酰左旋肉碱：R_t=7.0min。

实施例4

除了升温到60℃恒温4小时之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率94.5%。

[α]_D ²⁰=-15.6°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例5

除了升温到70℃恒温3小时之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率95.0%。

[α]_D ²⁰=-15.3°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例6

除了升温到80℃恒温1小时之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率95.3%。

[α]_D ²⁰=-15.2°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例7

除了用正丙醇替代乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率95.2%。

[α]_D ²⁰=-15.4°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例8

除了用甲醇替代乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率94.5%。

[α]_D ²⁰=-15.0°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例9

除了用正丁醇替代乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率93.5%。

[α]_D ²⁰=-15.4°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例10

除了用异丙醇替代乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率93.4%。

[α]_D ²⁰=-15.4°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例11

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.1：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率89.9%。

[α]_D ²⁰=-15.6°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例12

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.2：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率90.0%。

[α]_D ²⁰=-15.4°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例13

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.3：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率90.5%。

[α]_D ²⁰=-15.3°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例14

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.4：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率93.6%。

[α]_D ²⁰=-15.5°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例15

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.6：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率94.6%。

[α]_D ²⁰=-15.6°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例16

除了将左旋肉碱∶牛磺酸的摩尔比设置为1.7：1之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率97.6%。

[α]_D ²⁰=-15.8°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例17

除了在降温析晶步骤中将温度降至0℃并保持1小时之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率95.2%。

[α]_D ²⁰=-15.3°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

实施例18

除了在降温析晶步骤中将温度降至15℃并保持4小时之外，以与实施例1相同的方式制备左旋肉碱牛磺酸盐，得白色固体产品，收率93.5%。

[α]_D ²⁰=-15.5°(C=1，H₂O)。

M.P.：170℃(分解)

HPLC条件

色谱柱：氨基柱(5μm)250×4.6mm

检测波长：205nm

流速：1.0mL/min

流动相：0.05M KH₂PO₄/乙腈(35/65)(v/v)

左旋肉碱：R_t=7.5min。

Claims (10)

1.一种合成式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐的方法，

包括以下步骤：

将式(III)的左旋肉碱和式(II)的牛磺酸依次溶解在有机溶剂中，并且在30～80℃、优选30～60℃、更优选30～50℃加热反应1～5小时、优选1～4小时、更优选2～3小时，所述有机溶剂选自C₁-C₆醇，

在上式(I)和(III)中，R是H，或具有2～5个碳原子的直链或支链烷酰基，

降温析晶，以析出式(I)的左旋肉碱牛磺酸盐的晶体；和

将所析出的晶体与溶剂分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和己醇。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述有机溶剂为乙醇。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于降温析晶为在0～15℃保持1～5小时，优选地在5～15℃保持2～4小时，更优选地在5～10℃保持2～3小时。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于式(III)的左旋肉碱相对于式(II)的牛磺酸是摩尔过量的，优选地式(III)的左旋肉碱：式(II)的牛磺酸的摩尔比为1.1：1～1.7：1，更优选为1.2：1～1.6：1，最优选为1.5：1～1.6：1。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于所述分离为过滤，优选地通过粒状介质过滤器、滤布过滤器、多孔陶瓷过滤器或半渗透介质过滤器实施所述过滤。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于在分离之后还包括干燥步骤，优选地通过连续干燥器、直热旋转式干燥器、转鼓式干燥器、带式干燥器、喷雾干燥器或流化床干燥器实施所述干燥步骤。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于R选自乙酰基、丙酰基、丁酰基和戊酰基，优选为异戊酰基。

10.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于将所述分离后的有机溶剂直接循环使用。