CN106928297B - 一种油析转化调控鸟苷酸二钠结晶过程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种油析转化调控鸟苷酸二钠结晶过程的方法，包括如下步骤：步骤一：在pH9.5‑10.0的鸟苷酸二钠水溶液中，加入异丙醇作为反溶剂，使混合溶液呈油态；步骤二：向步骤一所得混合溶液中添加鸟苷酸二钠I型晶体作为晶种，然后缓慢滴加pH7.0‑7.7的鸟苷酸二钠水溶液转晶，体系温度控制在20‑40℃，搅拌强度在150‑400rpm之间；步骤三：向步骤二所得溶液中滴加异丙醇和盐酸的混合溶液，并降温处理以提高产品收率，抽滤，烘干获得产品。本发明结晶方式操作简单重复性好，可得到粒度均一的鸟苷酸二钠I型晶体产品，并且可以有效改善异丙醇作为溶析剂存在的转晶困难、收率低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种制取高纯度鸟苷酸二钠晶体的溶析结晶方法，属于分离结晶技术领域。
背景技术
5’-鸟苷酸二钠(又称5’-三磷酸二钠，鸟苷酸二钠，鸟苷-5’-磷酸钠等)，英文名：Disodium5’-guanylate(简称GMP或GMPNa2)，分子式C10H12N5Na2O8P，相对分子质量 407.12，鸟苷酸二钠I型晶体带有7个结晶水分子式C10H12N5Na2O8P·7H2O，相对分子质量533.26，结构式如下 所示：
5’-鸟苷酸二钠属于第二代鲜味剂，具有香菇样香味，常与谷氨酸或者肌苷酸混合使用鲜味效果显著增强。5’-鸟苷酸二钠除了作为食品添加剂外也广泛应用于医药保健和饲料加工行业。近年来5’-鸟苷酸二钠的应用市场和需求量稳步提升。
关于鸟苷酸二钠的结晶方法有许多，如冷却结晶、盐析结晶、溶析结晶、及几种方法结合。冷却结晶方法耗时长、生产能力和收率均较低。日本味之素公司提出了盐析结晶的方法，即以甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠等盐类作为盐析剂，在水溶液中对5’- 鸟苷酸二钠盐析结晶。该法的缺点是结晶收率低，且产品放置后容易变质、发出异臭。由于冷却结晶和盐析结晶在生产过程中的局限性，目前已基本被淘汰，溶析结晶成为目前5’-鸟苷酸二钠结晶的主要工艺。
鸟苷酸二钠溶析结晶目前采用较多的有机溶剂为甲醇、乙醇。鸟苷酸二钠在甲醇中的溶解度比乙醇大而且甲醇有毒，因此对于食品级要求的鸟苷酸二钠通常采用乙醇作为溶析剂，但在最终产品中，仍然会有乙醇残留，这是在一些行业检测中所不希望的。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的鸟苷酸二钠溶析结晶工艺，采用异丙醇作为溶析剂，避免了溶剂的高残留。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种油析转化调控鸟苷酸二钠结晶过程的方法，包括如下步骤：
步骤一：在pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液中，加入异丙醇作为反溶剂，使混合溶液呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中添加鸟苷酸二钠I型晶体作为晶种，然后缓慢滴加 pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液转晶，体系温度控制在20-40℃，搅拌强度在150-400rpm之间；
步骤三：向步骤二所得溶液中滴加异丙醇和盐酸的混合溶液，并降温处理以提高产品收率，抽滤，烘干获得产品。
其中，步骤一中，所述pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液溶质浓度为100g/L-200g/L。
其中，步骤一中，所述异丙醇的添加量为pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液体积的0.8-1.5倍。
其中，步骤二中，所述鸟苷酸二钠I型晶体的添加量为pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液溶质质量的0.5％-5％。
其中，步骤二中，所述pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液溶质浓度为100g/L-300g/L。其中，步骤二中，pH 7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液的滴加量为步骤一中所述pH9.5-10.0 鸟苷酸二钠水溶液体积的0.2-0.5倍。
其中，步骤二中，pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液滴加速度为步骤一中pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的5％-10％每小时。
其中，步骤三中，盐酸的浓度为0.2-0.6mol/L，用量为步骤一中pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的0.15-0.3倍；异丙醇用量为步骤一中pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的0.1-0.45倍。
其中，步骤三中，异丙醇和盐酸的混合溶液滴加速度为步骤一中pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的7％-15％每小时。
其中，步骤三中，所述的降温处理在开始滴加盐酸与异丙醇混合液时开始降温，降至5℃-10℃。
有益效果：
1、本发明采用异丙醇作为溶析剂，其在最终产品中残留量低。
2、本发明调控结晶过程中鸟苷酸二钠从油相到固相(I型晶体)的过程实现5’- 鸟苷酸二钠转晶和生长，以此来达到有效改善异丙醇作为溶析剂存在的转晶困难、收率低等问题，通过控制油析阶段，可以得到高纯度、高收率、粒度均一的5’-鸟苷酸二钠I型晶体产品，该方法比乙醇法具有的优势见表1。
表1
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/ 或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明加入异丙醇和晶种后，体系内晶体状况图；
图2为本发明实施例1油相逐渐消失后晶体外观图；
图3为本发明实施例1最终的产品外观图；
图4为本发明结晶结束后停止搅拌数秒后整体沉降性图；
图5为本发明最终产品粒度分布图；
图6为对比例1实验方案下最终产品外观图；
图7为对比例2实验方案下最终产品外观图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：向搅拌强度为300rpm下pH＝9.8，浓度为150g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.1倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，体系内晶体状况如图1所示，开始以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的5％每小时速度滴加pH＝7.5，浓度为150g/L的30ml5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加 25ml异丙醇和20ml 0.5mol/L盐酸混合溶液(图2所示)，同时缓慢降温至10℃(图4 所示)，抽滤、烘干得到I型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。
产品纯度为：99.4％，收率为：99.0％，透光率为99.3％；按照本方法最终得到的产品粒度分布均匀，晶型规整，如图3、5所示。
实施例2
步骤一：向搅拌强度为200rpm下pH＝10.0，浓度为150g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入0.9倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝10.0的鸟苷酸二钠水溶液体积的6％每小时的速度滴加pH＝7.5，浓度为150g/L的25ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加 45ml异丙醇和30ml0.5mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至5℃抽滤、烘干得到I型 5’-鸟苷酸二钠晶体产品。
产品纯度为：99.2％，收率为：99.1％，透光率为99.2％。
实施例3
步骤一：向搅拌强度为150rpm下pH＝9.8，浓度为200g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.1倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.35g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的6％每小时的速度滴加pH＝7.7，浓度为200g/L的40ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加30ml异丙醇和23ml 0.6mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至10℃抽滤、烘干得到I 型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。
产品纯度为：99.0％，收率为：98.3％，透光率为99.1％。
实施例4
步骤一：向搅拌强度为150rpm下pH＝9.7，浓度为100g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.2倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.30g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.7的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加pH＝7.7，浓度为100g/L的40ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.7的鸟苷酸二钠水溶液体积的8％每小时的速度滴加 30ml异丙醇和13ml 0.6mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至15℃抽滤、烘干得到I 型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。
产品纯度为：99.2％，收率为：98.5％，透光率为99.1％。
对比例1
步骤一：向搅拌强度为200rpm下pH＝9.8，浓度为200g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.2倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的6％每小时的速度滴加pH＝7.5，浓度为200g/L的 35ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.8的鸟苷酸二钠水溶液体积的8％每小时的速度滴加 25ml异丙醇和15ml 0.4mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至15℃抽滤、烘干得到I 型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。实验结束时体系中仍然存在大量液相鸟苷酸二钠。
产品纯度为：98.2％，收率为：86.9％，透光率为98.8％，如图5所示。
对比例2
步骤一：向搅拌强度为300rpm下pH＝9.5，浓度为150g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.5倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.5的鸟苷酸二钠水溶液体积的5％每小时的速度滴加pH＝7.5，浓度为150g/L的 35ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.5的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加 25ml异丙醇和5ml 0.4mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至20℃抽滤、烘干得到I型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。实验结束时体系中存在大量未转化的无定型鸟苷酸二钠。
产品纯度为：98.6％，收率为：94.6％，透光率为99.0％，如图6所示。
对比例3
步骤一：向搅拌强度为150rpm下pH＝9.5，浓度为200g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.5倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.25g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.5的鸟苷酸二钠水溶液体积的5％每小时的速度滴加pH＝7.7，浓度为200g/L的 25ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.5的鸟苷酸二钠水溶液体积的8％每小时的速度滴加 15ml异丙醇和15ml 0.4mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至20℃抽滤、烘干得到I 型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。实验结束时体系中鸟苷酸二钠晶体颗粒细小。
产品纯度为：98.0％，收率为：83.3％，透光率为98.2％。
对比例4
步骤一：向搅拌强度为200rpm下pH＝10.0，浓度为150g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入0.8倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝10.0的鸟苷酸二钠水溶液体积的6％每小时的速度滴加pH＝7.7，浓度为150g/L的35ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝10.0的鸟苷酸二钠水溶液体积的6％每小时的速度滴加 25ml异丙醇和5ml 0.4mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至20℃抽滤、烘干得到I型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。实验结束时体系中仍然存在大量液相鸟苷酸二钠。
产品纯度为：98.2％，收率为：71.5％，透光率为95.3％。
对比例5
步骤一：向搅拌强度为300rpm下pH＝9.7，浓度为100g/L的100ml 5’-鸟苷酸二钠溶液中倒入1.4倍异丙醇，体系呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中加入0.45g I型5’-鸟苷酸二钠晶体作为晶种，开始以pH＝9.7的鸟苷酸二钠水溶液体积的7％每小时的速度滴加pH＝7.5，浓度为100g/L的30ml 5’-鸟苷酸二钠溶液；
步骤三：步骤二结束后以pH＝9.7的鸟苷酸二钠水溶液体积的10％每小时的速度滴加25ml异丙醇和10ml 0.5mol/L盐酸混合溶液，同时缓慢降温至15℃抽滤、烘干得到I 型5’-鸟苷酸二钠晶体产品。实验结束时体系中鸟苷酸二钠晶体颗粒细小。
产品纯度为：98.5％，收率为：82.3％，透光率为98.8％。
本发明提供了一种油析转化调控鸟苷酸二钠结晶过程的方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种油析转化调控鸟苷酸二钠结晶过程的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液中，加入异丙醇作为反溶剂，使混合溶液呈油态；
步骤二：向步骤一所得混合溶液中添加鸟苷酸二钠Ⅰ型晶体作为晶种，然后缓慢滴加pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液转晶，体系温度控制在20-40℃，搅拌强度在150-400rpm之间；
步骤三：向步骤二所得溶液中滴加异丙醇和盐酸的混合溶液，并降温处理以提高产品收率，抽滤，烘干获得产品；
步骤一中，所述pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液溶质浓度为100g/L-200g/L；
所述异丙醇的添加量为pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液体积的0.8-1.5倍；
步骤二中，所述鸟苷酸二钠Ⅰ型晶体的添加量为pH9.5-10.0的鸟苷酸二钠水溶液溶质质量的0.5％-5％；
所述pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液溶质浓度为100g/L-300g/L；pH7.0-7.7的鸟苷酸二钠水溶液的滴加量为步骤一中所述pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的0.2-0.5倍，滴加速度为步骤一中所述pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的5％-10％每小时；
步骤三中，所述盐酸的浓度为0.2-0.6mol/L，用量为步骤一中所述pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的0.15-0.3倍；异丙醇用量为步骤一中所述pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的0.1-0.45倍；异丙醇和盐酸的混合溶液滴加速度为步骤一中所述pH9.5-10.0鸟苷酸二钠水溶液体积的7％-15％每小时；
所述的降温处理在开始滴加盐酸与异丙醇混合液时开始降温，降至5℃-15℃。
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