CN107201387B - 一种右旋糖酐铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种右旋糖酐铁的制备方法，采用双酶(右旋糖酐蔗糖酶‑右旋糖酐酶)协同制备低分子量的右旋糖酐，随后采用次氯酸钠混合液作为氧化剂氧化右旋糖酐，制备获得氧化型右旋糖酐；采用弱碱并且酸碱同时滴定络合制备右旋糖酐铁，并且在高温高pH值的条件下固化获得右旋糖酐铁；采用不同分子量的生物膜过滤除去未反应的右旋糖酐和小分子右旋糖酐铁以及其中的离子，得到纯化后的右旋糖酐铁。本发明制备的右旋糖酐铁分子量分布均匀，稳定性高，杂质含量少。本发明方法合成的右旋糖酐铁各项指标均符合中国药典要求并且有很好的溶解性。
Description
技术领域
本发明涉及一种缺铁性贫血的补铁剂右旋糖酐铁的制备方法。
背景技术
缺铁性贫血是最常见的贫血。当铁量增加而铁摄入不足、铁吸收障碍、铁丢失过多均可引起缺铁性贫血，患者可有乏力、易倦、头晕、儿童生长发育迟缓、智力低下其发病率在发展中国家、经济不发达地区及婴幼儿、育龄妇女明显增高。右旋糖酐铁也可以作为一种预防和治疗仔猪缺铁型贫血药。
右旋糖酐铁又称为葡聚糖铁，是重均分子量(Mw)5000～7500Da的右旋糖酐与氢氧化铁的络合物，含铁量不少于25％。本品外观为褐色至黑色的无定形或结晶性型粉末，无臭，味涩，有吸湿性，易溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂。右旋糖酐铁由于毒副作用小，性质稳定，溶解性好，铁含量高等优点而被广泛应用于缺铁性贫血的治疗。研究表明与其他补铁剂相比右旋糖酐铁具有过敏发生率低等优点。近年来，右旋糖酐铁由于重金属和蛋白质含量超标导致过敏反应的事件时有发生，高分子右旋糖酐铁的超标会增加右旋糖酐铁发生过敏反应的概率。由于天然生物生产的右旋糖酐分子量通常较大，为几十万到数千万不等。因此需要将大分子右旋糖酐水解成合适的分子量用以制备右旋糖酐铁。
右旋糖酐铁合成工艺中最重要的一项就是氧化型右旋糖酐的制备，即在与铁络合之前必须将右旋糖酐进行活化，将末端的羟基氧化成羧基，得到含有活性末端的氧化型右旋糖酐。传统的氧化方法有氰化钾，但是毒性较大。后来有专利提出了碱化，即采用浓碱进行活化，但是碱用量较大，同时用酸中和，也造成酸污染。
目前许多工艺存在生产难度大，毒性大，环境污染严重等问题，而且得到的右旋糖酐铁具有铁含量低，溶解性差以及稳定性差等缺点。并且采用酸解以及发酵法得到的右旋糖酐原料存在分子量分布不均，过程复杂的缺点。采用醇沉工艺得到的右旋糖酐铁分子量较高。
现有制备右旋糖酐铁主要采用右旋糖酐20进行水解，再与三氯化铁进行络合反应制得，工艺流程见图1。
发明内容
本发明为了避免上述现有技术存在的不足之处，旨在提供一种右旋糖酐铁的制备方法。本发明制备的右旋糖酐铁分子量分布均匀，稳定性高，杂质含量少。本发明方法合成的右旋糖酐铁各项指标均符合中国药典要求并且有很好的溶解性。
本发明右旋糖酐铁的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：用右旋糖酐蔗糖酶和右旋糖酐酶双酶协同制备低分子量的右旋糖酐；
步骤2：采用次氯酸钠混合液作为氧化剂氧化右旋糖酐，制备获得氧化型右旋糖酐；
步骤3：采用弱碱并且酸碱同时滴定络合制备右旋糖酐铁，并且在高温高pH值的条件下固化获得右旋糖酐铁。
步骤4：采用不同分子量的生物膜过滤除去未反应的右旋糖酐和小分子右旋糖酐铁以及其中的离子，得到纯化后的右旋糖酐铁。
本发明右旋糖酐铁的制备方法，具体过程如下：
步骤1：以蔗糖为底物，在右旋糖酐蔗糖酶的存在先合成高分子量的右旋糖酐，再加入右旋糖酐酶降解高分子量的右旋糖酐得到分子量5000～7500Da的右旋糖酐；反应体系中蔗糖的浓度为300mg/mL，右旋糖酐蔗糖酶的浓度为3.0U/mL，右旋糖酐酶的浓度为3.0U/mL，反应温度为35℃，反应时间为250-300min(该反应温度和时间是指步骤1中从合成高分子量的右旋糖酐到降解获得低分子量的右旋糖酐所需要的总时间)；
步骤2：将步骤1得到的低分子量的右旋糖酐用纯水加热到35-75℃溶解获得质量浓度20％的右旋糖酐溶液，以次氯酸钠混合液作为氧化剂，制备获得氧化型右旋糖酐；反应体系中次氯酸钠的浓度为5-10％；氧化反应过程中体系的pH值控制在5-12，氧化反应温度为35-75℃，反应时间为2-4h；
步骤3：在搅拌下向步骤2获得的氧化型右旋糖酐溶液中同时滴加质量浓度40-50％的三氯化铁溶液以及质量浓度20-30％的碳酸钠溶液(碳酸钠溶液的添加只是为了控制pH值)，滴加过程中控制体系的pH在3-5，滴加时间≥5h，络合温度为35-55℃，获得右旋糖酐铁，随后用氢氧化钠调节体系的pH值至10.5-11.5，升温至80-90℃反应5h以上获得固化右旋糖酐铁；三氯化铁溶液以及碳酸钠溶液均加热至35-55℃再滴加至体系中；
步骤4：将步骤3获得的反应液冷却至室温，然后用20000-80000Da的超滤膜除去未反应的右旋糖酐和低分子量的右旋糖酐铁，然后再用100-500Da的超滤膜除去其中的盐离子，浓缩病干燥后获得纯化后的右旋糖酐铁，分子量分布≤1.8.。
步骤1中酶解法代替了传统的酸解法和发酵法得到的右旋糖酐分子量分布均匀，为右旋糖酐铁的制备提供了优质原料；步骤2中采用的次氯酸钠氧化性适中通过控制温度和pH值能够有效的氧化右旋糖酐；步骤3中采用弱碱能有效的控制pH值，并且酸碱同加节约了时间降低了成本，步骤3中络合pH值的条件改善了产品的溶解性，高温高pH值固化使得产品更加稳定；步骤4中不同的超滤膜过滤使得产品中右旋糖酐和小分子量右旋糖酐铁以及多余的离子得到清除使得产品分子量分布均匀，离子含量大大降低。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明采用双酶协同制备低分子量右旋糖酐，得到的右旋糖酐具有分子量分布均匀(分子量分布≤1.8)，工艺易于控制等优点。
2、本发明采用次氯酸钠混合液作为氧化剂，成本低，工序少，工艺条件易于控制。
3、本发明络合过程采用弱碱并酸碱同时滴定使得络合pH值变化幅度较小，体系较为稳定，更利于络合反应的发生。
4、反应结束后采用高温高pH值固化，使得产品稳定性好，放置一个月后，游离铁含量仍然≤0.2％，络合的铁未发生游离。
5、本发明采用膜过滤，更加环保的同时杂质含量也相对较低。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步分析说明。
实施例1：
本实施例中右旋糖酐铁的制备方法如下：
1、以蔗糖为底物，在右旋糖酐蔗糖酶的存在下合成高分子量的右旋糖酐，再加入右旋糖酐酶降解高分子量的右旋糖酐得到分子量5000～7500Da的右旋糖酐；反应体系中蔗糖的浓度为300mg/mL，右旋糖酐蔗糖酶的浓度为3.0U/mL，右旋糖酐酶的浓度为3.0U/mL，反应温度为35℃，反应时间为250-300min；
2、将步骤1得到的低分子量的右旋糖酐24g加入三颈瓶中，加入纯水60ml，溶解，升温至35℃，用20％(w/w)NaOH溶液调节pH值到5-12，随后滴加次氯酸钠混合液36ml(活性氯含量为5％)并在滴加次氯酸钠混合液的过程中维持pH值为5-12，35℃下氧化反应3.5h，获得氧化型右旋糖酐；
3、在搅拌下向步骤2获得的氧化型右旋糖酐溶液中同时滴加20g质量浓度40％的三氯化铁溶液以及质量浓度25％的碳酸钠溶液(碳酸钠溶液的添加量使体系pH值在3-4即可)，滴加过程中控制体系的pH在3-4，反应温度35-55℃，反应时间5h以上(滴完后保持反应进行30min)，获得右旋糖酐铁，随后用氢氧化钠在一小时内调节体系的pH值至11，升温至85℃反应5h以上获得固化右旋糖酐铁；三氯化铁溶液以及碳酸钠溶液均加热至35-55℃再滴加至体系中；
4、将步骤3获得的反应液冷却至室温，用分子量为20000-80000Da的滤膜在转速为4000r/min的转速下离心15min除去未反应的右旋糖酐和低分子量的右旋糖酐铁，然后再用100-500Da的超滤膜除去其中的盐离子，浓缩并喷雾干燥后获得纯化后的右旋糖酐铁。得到的右旋糖酐铁氯离子含量小于0.7％，铁含量大于25％。
实施例2：
本实施例中右旋糖酐铁的制备方法如下：
1、以蔗糖为底物，在右旋糖酐蔗糖酶的存在下合成高分子量的右旋糖酐，再加入右旋糖酐酶降解高分子量的右旋糖酐得到分子量5000～7500Da的右旋糖酐；反应体系中蔗糖的浓度为300mg/mL，右旋糖酐蔗糖酶的浓度为3.0U/mL，右旋糖酐酶的浓度为3.0U/mL，反应温度为35℃，反应时间为250-300min。
2、将步骤1得到的低分子量的右旋糖酐24g加入三颈瓶中，加入纯水70ml，溶解，升温至45℃，用20％(w/w)NaOH溶液调节pH值到5-12，随后滴加次氯酸钠混合液26ml(活性氯含量为5％)并在滴加次氯酸钠的过程中维持pH值为5-12，45℃下氧化反应3.5h，获得氧化型右旋糖酐；
3、在搅拌下向步骤2获得的氧化型右旋糖酐溶液中同时滴加24g质量浓度40％的三氯化铁溶液以及质量浓度25％的碳酸钠溶液(碳酸钠溶液的添加量使体系pH值在3-4即可)，滴加过程中控制体系的pH在4-5，反应温度35-55℃，反应时间5h以上(滴完后保持反应进行30min)，获得右旋糖酐铁，随后用氢氧化钠在一小时内调节体系的pH值至11，升温至85℃反应5h以上获得固化右旋糖酐铁；三氯化铁溶液以及碳酸钠溶液均加热至35-55℃再滴加至体系中；
4、将步骤3获得的反应液冷却至室温，用分子量为20000-80000Da的滤膜在转速为4000r/min的转速下离心15min除去未反应的右旋糖酐和低分子量的右旋糖酐铁，然后再用100-500Da的超滤膜除去其中的盐离子，浓缩并喷雾干燥后获得纯化后的右旋糖酐铁。得到的右旋糖酐铁氯离子含量小于0.7％，铁含量大于25％。
Claims (1)
1.一种右旋糖酐铁的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：以蔗糖为底物，在右旋糖酐蔗糖酶的存在下先合成高分子量的右旋糖酐，再加入右旋糖酐酶降解高分子量的右旋糖酐得到低分子量的右旋糖酐；
步骤2：将步骤1得到的低分子量的右旋糖酐用纯水加热到35-75℃溶解获得质量浓度20%的右旋糖酐溶液，以次氯酸钠混合液作为氧化剂，制备获得氧化型右旋糖酐；
步骤3：在搅拌下向步骤2获得的氧化型右旋糖酐溶液中同时滴加质量浓度40-50%的三氯化铁溶液以及质量浓度20-30%的碳酸钠溶液，滴加过程中控制体系的pH在3-5，滴加时间≥5h，络合温度为35-55℃，获得右旋糖酐铁，随后用氢氧化钠调节体系的pH值至10.5-11.5，升温至80-90℃反应5h以上获得固化右旋糖酐铁；
步骤4：将步骤3获得的反应液冷却至室温，然后用20000-80000Da的超滤膜除去未反应的右旋糖酐和低分子量的右旋糖酐铁，然后再用100-500Da的超滤膜除去其中的盐离子，浓缩病干燥后获得纯化后的右旋糖酐铁，分子量分布≤1.8；
步骤1中，低分子量的右旋糖酐的分子量为5000~7500 Da；
步骤1中，反应体系中蔗糖的浓度为300mg/mL，右旋糖酐蔗糖酶的浓度为3.0U/mL，右旋糖酐酶的浓度为3.0U/mL；
步骤1中，反应温度为35℃，反应时间为250-300min；
步骤2中，反应体系中次氯酸钠混合液的浓度为5-10%；
步骤2中，氧化反应过程中体系的pH值控制在5-12，氧化反应温度为35-75℃，反应时间为2-4h；
步骤3中，三氯化铁溶液以及碳酸钠溶液同时滴加，滴加过程中控制体系的pH在3-5。
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