CN106008615B - 甲壳素制备n-乙酰-d-氨基葡萄糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲壳素制备N‑乙酰‑D‑氨基葡萄糖的方法，包括溶解、过滤、降解、析晶、过滤、清洗、干燥共计7个工艺步骤，通过该方法使用甲壳素制备N‑乙酰‑D‑氨基葡萄糖的过程中，所用的溶剂及固体酸均可回收套用，适应当前的环保要求，基本达到无污染，清洁化生产，由于整个反应过程，无论原料，还是产物都能溶解，这样就避免了副产物的生成，大大提高产物N‑乙酰‑D‑氨基葡萄糖的收率，收率高达89％，整个N‑乙酰‑D‑氨基葡萄糖的制备过程简单，不需要特殊的操作过程，从而具有广阔的应用前景，能够带来很大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学降解技术领域，尤其涉及一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法。
背景技术
氨基糖类通常作为复杂寡糖类和多糖类中的单糖残基，氨基葡萄糖是单糖葡萄糖的氨基衍生物，N-乙酰-D-氨基葡萄糖是氨基葡萄糖的乙酰化衍生物。氨基葡萄糖，N-乙酰-D-氨基葡萄糖和其他氨基糖类是许多天然多糖的重要组成部分。现有的N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制备方法，主要有通过微生物发酵法制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖，化学法制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖，酶解制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖。微生物发酵法制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖要通过微生物菌种培养，然后再发酵，分离等工艺过程，整个工艺过程复杂，操作繁琐，收率非常低，不利于工业化生产，化学法生产N-乙酰-D-氨基葡萄糖，制备过程需要大量有毒有害的化学试剂，不但产品N-乙酰-D-氨基葡萄糖中有化学残留，而且化学污染不利于环境保护，全过程极易发生燃烧，爆炸等事故，酶解制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖，不管需要什么样的酶，都需要增加工业成本，收率同样非常低，不利于工业化生产，三种制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，都含有N-乙酰-D-氨基葡萄糖制备昂贵和困难的步骤，并且这些方法都存在产率非常低的问题。鉴于上述缺陷，实有必要设计一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法。
发明内容
本发明提供一种N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制备方法，其所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单，操作方便，环境友好，收率高的N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步骤：
1)溶解：将甲壳素与溶剂放置于超声波搅拌罐中进行溶解制得粗母液，所述的溶剂为氟化试剂，酰胺/氯化锂系统，离子液体，氨基酸盐及二甲亚砜的一种或几种混合物；
2)过滤：将步骤1)制得的粗母液使用隔膜泵连续泵入微孔膜过滤器进行过滤制得精母液；
3)降解：将步骤2)制得的精母液与固体酸放置于降解罐中进行降解制得降解液，所述的固体酸为SO2- 4/MxOy型超强酸，强酸性阳离子交换树脂中的一种或几种混合物；
4)析晶：将步骤3)制得的降解液泵入并超声波搅拌罐并加入乙醇进行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
5)过滤：将步骤4)析晶后的溶液进行过滤，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
6)清洗：将步骤5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体使用流动的乙醇连续清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
7)干燥：将步骤6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体放置于冷冻烘干机内进行冷冻烘干，即可制得成品。
本发明进一步的改进如下：
进一步的，所述的步骤3)中降解的温度为40℃-100℃。
进一步的，所述的氟化试剂为六氟异丙醇，六氟丙酮，七氟烷中的一种或几种混合物。
进一步的，所述的酰胺/氯化锂系统为LiCl/N,N-二甲基甲酰胺，LiCl/N,N-二甲基乙酰胺，LiCl/N-甲基吡咯烷酮的一种或几种混合物。
进一步的，所述的离子液体为N-乙基吡啶氯化物，1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓，1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐，1-烯丙基-3-甲基溴化咪唑鎓，1-甲基-3-丙基溴化咪唑鎓，1-丁基-3-甲基溴化咪唑鎓，N-甲基氧化吗啉，1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯，氢氧化1-乙胺基-3-甲基咪唑，氯化1-乙胺基-3-甲基咪唑的一种或几种混合物。
进一步的，所述的氨基酸盐为甘氨酸盐酸盐，甘氨酸硝酸盐，乳酸甘氨酸盐酸盐，甘氨酸对甲苯磺酸盐，甘氨酸苹果酸盐，甘氨酸氯乙酸盐，甘氨酸乙二酸盐，脯氨酸盐酸盐，赖氨酸盐酸盐的一种或几种混合物。
进一步的，所述的SO2- 4/MxOy型超强酸为SO2- 4/ZnO2，SO2- 4/ZnO2-Nd2O3，SO2- 4/SnO2，SO2- 4/SnO2-WO3，SO2- 4/ZrO2的一种或几种混合物。
进一步的，所述的所述的强酸性阳离子交换树脂为001*7树脂，D001树脂，Amberlyst-15磺酸树脂的一种或几种混合物。
与现有技术相比，该甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法具有以下优点：
1)产品N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制备过程中，所用的溶剂及固体酸均可回收套用，适应当前的环保要求，基本达到无污染，清洁化生产；
2)由于整个反应过程，无论原料，还是产物都能溶解，这样就避免了副产物的生成，大大提高产物N-乙酰-D-氨基葡萄糖的收率，收率高达89％；
3)整个N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制备过程简单，不需要特殊的操作过程；
4)本发明具有很强的适用性，具有广阔的应用前景，能够带来很大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1示出本发明流程图
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步骤：
1)溶解：将甲壳素与溶剂放置于超声波搅拌罐中进行溶解制得粗母液，所述的溶剂为氟化试剂；
2)过滤：将步骤1)制得的粗母液使用隔膜泵连续泵入微孔膜过滤器进行过滤制得精母液；
3)降解：将步骤2)制得的精母液与固体酸放置于降解罐中进行降解制得降解液，所述的固体酸为SO2- 4/MxOy型超强酸；
4)析晶：将步骤3)制得的降解液泵入并超声波搅拌罐并加入乙醇进行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
5)过滤：将步骤4)析晶后的溶液进行过滤，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
6)清洗：将步骤5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体使用流动的乙醇连续清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
7)干燥：将步骤6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体放置于冷冻烘干机内进行冷冻烘干，即可制得成品。
本发明所述的步骤3)中降解的温度为50℃，所述的氟化试剂为六氟异丙醇，所述的SO2- 4/MxOy型超强酸为SO2- 4/ZnO2。
实施例2
如图1所示，一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步骤：
1)溶解：将甲壳素与溶剂放置于超声波搅拌罐中进行溶解制得粗母液，所述的溶剂为酰胺/氯化锂系统；
2)过滤：将步骤1)制得的粗母液使用隔膜泵连续泵入微孔膜过滤器进行过滤制得精母液；
3)降解：将步骤2)制得的精母液与固体酸放置于降解罐中进行降解制得降解液，所述的固体酸为SO2- 4/MxOy型超强酸；
4)析晶：将步骤3)制得的降解液泵入并超声波搅拌罐并加入乙醇进行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
5)过滤：将步骤4)析晶后的溶液进行过滤，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
6)清洗：将步骤5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体使用流动的乙醇连续清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
7)干燥：将步骤6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体放置于冷冻烘干机内进行冷冻烘干，即可制得成品。
本发明所述的步骤3)中降解的温度为80℃，所述的酰胺/氯化锂系统为LiCl/N,N-二甲基甲酰胺，所述的SO2- 4/MxOy型超强酸为SO2- 4/ZnO2。
实施例3
如图1所示，一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步骤：
1)溶解：将甲壳素与溶剂放置于超声波搅拌罐中进行溶解制得粗母液，所述的溶剂为氨基酸盐；
2)过滤：将步骤1)制得的粗母液使用隔膜泵连续泵入微孔膜过滤器进行过滤制得精母液；
3)降解：将步骤2)制得的精母液与固体酸放置于降解罐中进行降解制得降解液，所述的固体酸为强酸性阳离子交换树脂；
4)析晶：将步骤3)制得的降解液泵入并超声波搅拌罐并加入乙醇进行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
5)过滤：将步骤4)析晶后的溶液进行过滤，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
6)清洗：将步骤5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体使用流动的乙醇连续清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
7)干燥：将步骤6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体放置于冷冻烘干机内进行冷冻烘干，即可制得成品。
本发明所述的步骤3)中降解的温度为60℃，所述的氨基酸盐为甘氨酸硝酸盐，所述的强酸性阳离子交换树脂为Amberlyst-15磺酸树脂。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法,其特征在于包括以下步骤：
1)溶解：将甲壳素与溶剂放置于超声波搅拌罐中进行溶解制得粗母液，所述的溶剂为氟化试剂，酰胺/氯化锂系统，离子液体，氨基酸盐及二甲亚砜的一种或几种混合物；
2)过滤：将步骤1)制得的粗母液使用隔膜泵连续泵入微孔膜过滤器进行过滤制得精母液；
3)降解：将步骤2)制得的精母液与固体酸放置于降解罐中进行降解制得降解液，所述的固体酸为SO2- 4/MxOy型超强酸，强酸性阳离子交换树脂中的一种或几种混合物；
4)析晶：将步骤3)制得的降解液泵入超声波搅拌罐并加入乙醇，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
5)过滤：将步骤4)析晶后的溶液进行过滤，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
6)清洗：将步骤5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体使用流动的乙醇连续清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体；
7)干燥：将步骤6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固体放置于冷冻烘干机内进行冷冻烘干，即可制得成品。
2.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的步骤3)中降解的温度为40℃-100℃。
3.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的氟化试剂为六氟异丙醇，六氟丙酮，七氟烷中的一种或几种混合物。
4.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的酰胺/氯化锂系统为LiCl/N,N-二甲基甲酰胺，LiCl/N,N-二甲基乙酰胺，LiCl/N-甲基吡咯烷酮的一种或几种混合物。
5.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的离子液体为N-乙基吡啶氯化物，1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓，1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐，1-烯丙基-3-甲基溴化咪唑鎓，1-甲基-3-丙基溴化咪唑鎓，1-丁基-3-甲基溴化咪唑鎓，N-甲基氧化吗啉，1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯，氢氧化1-乙胺基-3-甲基咪唑，氯化1-乙胺基-3-甲基咪唑的一种或几种混合物。
6.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的氨基酸盐为甘氨酸盐酸盐，甘氨酸硝酸盐，乳酸甘氨酸盐酸盐，甘氨酸对甲苯磺酸盐，甘氨酸苹果酸盐，甘氨酸氯乙酸盐，甘氨酸乙二酸盐，脯氨酸盐酸盐，赖氨酸盐酸盐的一种或几种混合物。
7.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的SO2- 4/MxOy型超强酸为SO2- 4/ZnO2，SO2- 4/ZnO2-Nd2O3，SO2- 4/SnO2，SO2- 4/SnO2-WO3，SO2- 4/ZrO2中的一种或几种混合物。
8.如权利要求1所述的甲壳素制备N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的强酸性阳离子交换树脂为001*7树脂，D001树脂，Amberlyst-15磺酸树脂的一种或几种混合物。
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Denomination of invention: Preparation of N-acetyl-D-glucosamine from chitin Effective date of registration: 20220520 Granted publication date: 20180713 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Lianyungang Branch Pledgor: JIANGSU AOXIN BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022320000242 |
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Denomination of invention: Method for preparing N-acetyl-D-glucosamine from chitin Effective date of registration: 20230510 Granted publication date: 20180713 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Lianyungang Branch Pledgor: JIANGSU AOXIN BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023320000254 |
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