CN106423305A - 一种卤代强酸型阳离子交换树脂的合成方法及其用于高纯度阿卡波糖的制备 - Google Patents

一种卤代强酸型阳离子交换树脂的合成方法及其用于高纯度阿卡波糖的制备 Download PDF

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Abstract

本发明所涉及一种卤代强酸性阳离子交换树脂的制备及其用于高纯度阿卡波糖的提纯方法，(1)在引发剂的作用下，卤代苯乙烯与交联剂二乙烯基苯发生悬浮共聚形成卤代苯乙烯‑二乙烯基苯交联共聚物珠体(白球)，(2)将上述卤代苯乙烯‑二乙烯基苯交联共聚物的苯环上引入磺酸基团，(3)将预提纯的阿卡波糖溶液先经过上述的强酸性阳离子交换树脂层析，然后用稀酸水溶液梯度洗脱；(4)将上述阿卡波糖组份浓缩后用阴离子交换树脂中和，再经过大孔树脂吸附、膜过滤、浓缩、结晶将阿卡波糖从水溶液中分离出来。本发明制备了新型的强酸性阳离子交换树脂，提高了阿卡波糖的总收率和大孔吸附树脂吸附阿卡波糖的效率，减少了提纯过程中资源和能源的消耗。

Description

一种卤代强酸型阳离子交换树脂的合成方法及其用于高纯度 阿卡波糖的制备
技术领域
本发明涉及医药技术领域，本发明具体为一种卤代强酸性阳离子交换树脂的合成及其应用于高效提纯阿卡波糖的方法。
技术背景
阿卡波糖是游动放线菌产生的次级代谢产物。因其具有抑制α-葡萄糖苷酶的活性，可以降低人体肠道内多糖及寡糖的分解，进而降低血糖浓度，因此在临床上作为治疗糖尿病的药物。此外，阿卡波糖在预防糖尿病心血管并发症等方面也得到临床验证。
现有技术中，预提纯的阿卡波糖溶液可以通过离子交换与吸附等过程以强酸性阳离子交换树脂作为交换剂，将其从碱性的含糖次要成分、无机盐类、有色物质中提纯出来。中国发明专利CN1245412C提供了—种制备高纯度阿卡波糖的方法：即将这种预提纯阿卡波糖水溶液通过酸性阳离子交换树脂，将阿卡波糖提纯，其含量增加到至少为90％(按质量计)，较好的达到96-98％(按质量计)，更好的情况是达到98％，或更多(按质量计)，糖类次要成分含量为10％以下(按质量计)。但是该方法所使用的强酸性阳离子型交换树脂耐温性不好，性质不稳定，使用寿命短，并且进入大孔吸附树脂的阿卡波糖溶液浓度太低导致平衡吸附量减少。
本发明的目的在于提供一种工艺简单廉价的卤代强酸性阳离子交换树脂的合成方法并应用于高效吸附阿卡波糖中杂质的分离方法。而以卤代苯乙烯和二乙烯基苯为单体，交联聚合后通过磺化后得到的卤代苯乙烯-二乙烯基苯磺酸阳离子交换树脂不仅吸附速率快而且平衡吸附量大。由于在苯环上引入吸电子基，因此该阳离子交换树脂耐温性好，有一定的机械强度，使用寿命长。
发明内容
本发明经过实验发现，使用苯环上含有吸电子基(如卤素)的强酸性阳离子交换树脂和大孔吸附树脂可以提高其耐温性，性质更稳定，使用寿命更长。另外，在阿卡波糖溶液进入大孔吸附树脂之前进行浓缩除去大量的水，以提高阿卡波糖浓度使吸附树脂平衡吸附容量增大，从而更有效率的得到高纯度阿卡波糖的方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明所涉及的预提纯阿卡波糖溶液其糖类以糖类次要成分为10-15％(质量计)，阿卡波糖含量为75-85％(质量计)，灰分和有色成分低于5％的预提纯的阿卡波糖。
本发明涉及一种合成卤代强酸性阳离子交换树脂的方法，(1)在引发剂的作用下，卤代苯乙烯与交联剂二乙烯基苯发生悬浮共聚形成卤代苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物珠体(白球)，(2)将上述卤代苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物的苯环上引入磺酸基团。本发明还涉及此强酸性阳离子树脂对阿卡波糖的提纯应用，(1)将预提纯的阿卡波糖溶液先经过上述的强酸性阳离子交换树脂层析，然后用稀酸水溶液梯度洗脱；(2)将上述阿卡波糖组份浓缩后用阴离子交换树脂中和，再经过大孔树脂吸附、膜过滤、浓缩、结晶将阿卡波糖从水溶液中分离出来。
本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于所述的强酸性阳离子交换树脂是在引发剂的作用下，卤代苯乙烯与交联剂二乙烯基苯发生悬浮共聚后磺化生成卤代苯乙烯-二乙烯基苯磺酸基交联共聚物白球。
本发明所涉及的合成卤代白球的条件中水油比为3:1-5:1，升温速率为20℃/h，磺化温度为80-100℃。
本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于将用稀酸梯度洗脱后的阿卡波糖溶液进行浓缩后再用阴离子交换树脂中和，这种溶液的浓度不低于5％(质量计)。
本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于所述的大孔吸附树脂柱在交联共聚物的合成过程中添加适量致孔剂，留下具有高强度机械性能的永久性孔道，其大孔吸附树脂的平均孔径为43.5nm。
本发明所涉及的大孔吸附树脂层析柱可以通过升高柱温后提高大孔吸附树脂对阿卡波糖的吸附速率和最大平衡吸附容量，其最大吸附容量为900mg/g。本发明对阿卡波糖含量的测定使用的是高效液相色谱法，含量单位以质量计。
具体实施方式
本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
实施实例1
称取相同比例的卤代苯乙烯单体(邻氟苯乙烯，邻氯苯乙烯)和交联剂二乙烯基苯进行交联悬浮共聚反应，其水油比为3:1，以20℃/h的速率升温到100℃，并在100℃时进行磺化。反应得到了孔径为5-10nm，成球率96.7％的卤代苯乙烯-二乙烯基苯磺酸基阳离子交换树脂。
将10g含糖类次要成分为10％(质量计)，阿卡波糖含量为85％(质量计)，灰分和有色成分为5％的预提纯的阿卡波糖溶于80mL蒸馏水流过强酸性阳离子交换树脂柱。柱内径为5cm，长度为50cm，填装高度为40cm，用稀盐酸溶液梯度洗脱，收集含有阿卡波糖组份的阿卡波糖溶液300mL，旋转蒸发浓缩至120mL，阿卡波糖浓度为7.1％(质量计)。
将阿卡波糖浓缩液加入到弱碱性阴离子交换树脂柱，用蒸馏水洗脱，得到的阿卡波糖溶液温度恒定在25℃，加入大孔吸附树脂层析柱并保持恒温，流速为20mL/h，流完后用蒸馏水洗涤和洗脱，得到阿卡波糖溶液300mL，浓度为2.8％。(质量计)。
将上述的阿卡波糖溶液进行膜过滤，并用旋转蒸发仪浓缩，真空干燥，得到高纯度阿卡波糖固体6.5g，总收率为82％。提纯后的阿卡波糖含量为99.2％，杂质含量0.03％，灰分和有色成分含量为0.02％。
实施实例2
如同实施例一的步骤，卤代苯乙烯单体和交联剂二乙烯基苯进行交联悬浮共聚反应，其水油比为5:1，以20℃/h的速率升温到80℃，并在80℃时进行磺化。反应得到了孔径为7-13nm，成球率97.5％的卤代苯乙烯-二乙烯基苯磺酸基阳离子交换树脂。
将15g含糖类次要成分为15％(质量计)，阿卡波糖含量为85％(质量计)，灰分和有色成分为3％的预提纯的阿卡波糖溶于150mL蒸馏水流过强酸性阳离子交换树脂柱。柱内径为8cm，长度为100cm，填装高度为80cm，用稀盐酸溶液梯度洗脱，收集含有阿卡波糖组份的阿卡波糖溶液600mL，旋转蒸发浓缩至200mL，阿卡波糖浓度为5.9％(质量计)。
将阿卡波糖浓缩液加入到弱碱性阴离子交换树脂柱，用蒸馏水洗脱，得到的阿卡波糖溶液温度恒定在25℃，加入大孔吸附树脂层析柱并保持恒温，流速为20mL/h，流完后用蒸馏水洗涤和洗脱，得到阿卡波糖溶液500mL，浓度为2.6％(质量计)。
将上述的阿卡波糖溶液进行膜过滤，得到的阿卡波糖溶液用旋转蒸发仪浓缩，并真空干燥，得到高纯度阿卡波糖固体11.6g，总收率为77.3％。提纯后的阿卡波糖含量为99.6％，杂质含量0.01％，灰分和有色成分含量为0.02％。
本发明采用了新型卤代强酸性阳离子交换树脂的合成方法，其制备工艺简单，耐温性好，使用寿命长。其中大孔吸附树脂在交联共聚物的合成过程中添加适量致孔剂，具有机械强度的永久性孔道，其大孔吸附树脂的平均孔径为43.5nm，流速稳定易控制，并可以通过升高层析柱温增加大孔吸附树脂吸附阿卡波糖的最大平衡吸附容量，其吸附容量可以达到900mg/g。
在阿卡波糖溶液进入阴离子交换树脂之前进行浓缩处理，将其浓度控制在5-15％(质量计)，更加有利于离子交换和中和，可以减少洗脱时所用蒸馏水的使用量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.本发明涉及一种新型强酸性阳离子交换树脂制备高纯度的阿卡波糖的方法，
(1)在引发剂的作用下，卤代苯乙烯与交联剂二乙烯基苯发生悬浮共聚形成卤代苯乙烯—二乙烯基苯交联共聚物珠体(白球)；
(2)在上述卤代苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物的苯环上通过磺化反应引入磺酸基团；
(3)将预提纯的阿卡波糖溶液先经过上述的强酸性阳离子交换树脂层析，然后用稀酸水溶液梯度洗脱；
(4)将上述阿卡波糖组份浓缩后用阴离子交换树脂中和，再经过大孔吸附树脂吸附、膜过滤、浓缩、结晶将阿卡波糖从水溶液中分离出来。
2.根据权利要求1所述的悬浮聚合反应的升温速率为20℃/h，卤代白球的磺化温度为80-100℃，交联共聚珠体(白球)粒径范围为0.3-1.0mm。
3.根据权利要求1所述的悬浮共聚合成卤代白球的水油比为3:1-5:1。
4.根据权利要求1所述的共聚合成反应中加入助分散剂时溶液的温度80-100℃。
5.根据权利要求1所述的卤代白球的孔径为5-15nm。
6.根据权利要求1所述的卤代白球的磺化温度为80-100℃。
7.根据权利要求1所述的大孔吸附树脂的孔径为40-48nm。
8.根据权利要求1所述制得的阿卡波糖的纯度>99％。
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