CN108164530A - 一种可可碱的环保精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可可碱的环保精制方法，涉及合成化学技术领域，包括如下步骤：(1)粗品溶解制钠盐，(2)脱色，(3)酸化析晶。本发明通过氢氧化钠溶液的加入使可可碱粗品中的可可碱转化为钠盐，并滤除不溶性杂质；再通过脱色剂的使用来保证脱色效果，除去色素杂质；然后通过酸化时pH值的控制来减少结晶母液中可可碱的残留率，并提高析出晶体中可可碱的纯度；所制可可碱成品的外观呈白色或乳白色，3‑甲基黄嘌呤残留率小于0.15％以上，符合可可碱质量标准要求；并且精制收率达到95％以上，减少精制过程中可可碱的损失量。
Description
技术领域：
本发明涉及合成化学技术领域，具体涉及一种可可碱的环保精制方法。
背景技术：
可可碱，化学名称3,7-二氢-3,7-二甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮，是可可豆中主要的生物碱。可可豆中含有1.5-3％的可可碱，因此可可碱存在于巧克力、可乐果和茶叶中。作为一种甲基化的黄嘌呤，可可碱是一种有效的环磷腺苷磷酸二酯酶抑制剂，抑制磷酸二酯酶由活性的cAMP转化为非活性形式，cAMP是各种代谢系统中的第二信使。此外，可可碱可用作制备己酮可可碱的初始原料，己酮可可碱是一种甲基黄嘌呤的衍生物，应用于改善血液流动以及治疗间歇性跛行和血管性痴呆病。
目前，国内外可可碱工业化生产是以化学合成为主。工业上先合成3-甲基黄嘌呤母核，再在母核基础上通过甲基化，采用纯化精制工艺操作生产可可碱。3-甲基黄嘌呤在通过甲基化反应生产可可碱的过程中反应进行不完全，可可碱粗品中3-甲基黄嘌呤残存在1-3％左右，同时受微量杂质影响，可可碱产品外观呈黄绿色，影响可可碱成品质量。而可可碱作为医药中间体，其3-甲基黄嘌呤残留应不高于0.4％。为了达到产品质量标准，就需要增加精制步骤及静置次数，从而导致可可碱产品成本增加。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单易行、产品纯度高且损失率低的可可碱的环保精制方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种可可碱的环保精制方法，包括如下步骤：
(1)粗品溶解制钠盐：将可可碱粗品加入水中，并于搅拌下缓慢滴加氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入脱色剂，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
所述步骤(1)中可可碱粗品与水的质量比为1:5-10。
所述步骤(1)中氢氧化钠溶液的质量浓度为30％。
所述步骤(2)中脱色剂用量为可可碱粗品质量的5-10％。
所述步骤(2)中脱色剂为活性炭。
所述步骤(3)中盐酸溶液的质量浓度为5％。
所述步骤(2)中脱色剂由4A分子筛原粉、聚天门冬氨酸、N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁制成，其制备方法为：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌15-30min，然后加入N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌0.5-3h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成100-120目颗粒，即得脱色剂。
所述聚天门冬氨酸、4A分子筛原粉、N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁的质量比为10-15:25-50:1-5:5-10。
反应机理：聚天门冬氨酸与N-羟甲基丙烯酰胺发生酯化反应，同时N-羟甲基丙烯酰胺与二甲基丙烯酸镁发生聚合反应，生成的高分子化合物附着于4A分子筛原粉表面空隙上，从而增强4A分子筛的脱色效果。
自制脱色剂具有比拟活性炭的脱色效果，并能减少可可碱的脱色损失量。
本发明的有益效果是：本发明通过氢氧化钠溶液的加入使可可碱粗品中的可可碱转化为钠盐，并滤除不溶性杂质；再通过脱色剂的使用来保证脱色效果，除去色素杂质；然后通过酸化时pH值的控制来减少结晶母液中可可碱的残留率，并提高析出晶体中可可碱的纯度；所制可可碱成品的外观呈白色或乳白色，3-甲基黄嘌呤残留率小于0.15％以上，符合可可碱质量标准要求；并且精制收率达到95％以上，减少精制过程中可可碱的损失量。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)粗品溶解制钠盐：将100g可可碱粗品加入1000g水中，并于搅拌下缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入8g 100目的活性炭，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加5％盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
实施例2
(1)粗品溶解制钠盐：将100g可可碱粗品加入1000g水中，并于搅拌下缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入8g脱色剂，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加5％盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
脱色剂的制备：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液(15g聚天门冬氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入45g 4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌30min，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺和10g二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌2h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成100目颗粒，即得脱色剂。
实施例3
(1)粗品溶解制钠盐：将100g可可碱粗品加入1000g水中，并于搅拌下缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入8g脱色剂，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加5％盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
脱色剂的制备：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液(10g聚天门冬氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入35g 4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌30min，然后加入3g N-羟甲基丙烯酰胺和8g二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌2h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成100目颗粒，即得脱色剂。
对照例1
(1)粗品溶解制钠盐：将100g可可碱粗品加入1000g水中，并于搅拌下缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入8g 100目的4A分子筛，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加5％盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
对照例2
(1)粗品溶解制钠盐：将100g可可碱粗品加入1000g水中，并于搅拌下缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入8g 100目的活性炭，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加5％盐酸溶液调节pH值至5-6，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
实施例4
分别利用实施例1-3、对照例1-2对同批合成的可可碱粗品进行精制，并测定所制可可碱成品的3-甲基黄嘌呤残留率及精制收率，结果如表1所示。其中，精制收率＝(可可碱成品质量/粗品中可可碱质量)×100％。
表1本发明所制可可碱成品的3-甲基黄嘌呤残留率及精制收率
| 组别 | 成品外观 | 3-甲基黄嘌呤残留率/％ | 精制收率/％ |
| 实施例1 | 白色 | 0.13 | 98.3 |
| 实施例2 | 白色 | 0.13 | 99.1 |
| 实施例3 | 白色 | 0.12 | 99.2 |
| 对照例1 | 乳白色 | 0.45 | 96.5 |
| 对照例2 | 浅黄色 | 0.21 | 97.4 |
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种可可碱的环保精制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)粗品溶解制钠盐：将可可碱粗品加入水中，并于搅拌下缓慢滴加氢氧化钠溶液使可可碱完全溶解，再加热至50-60℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，取滤液；
(2)脱色：向上述所得滤液中加入脱色剂，并升温至70-80℃保温搅拌10-60min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；
(3)酸化析晶：将脱色液自然冷却至室温，再滴加盐酸溶液调节pH值至9-10，伴有晶体析出，并转入0-5℃环境中密封静置，待晶体生成量不再增加时过滤，水洗滤饼3次，最后于60-70℃烘箱中干燥至恒重，即得可可碱成品。
2.根据权利要求1所述的可可碱的环保精制方法，其特征在于：所述步骤(1)中可可碱粗品与水的质量比为1:5-10。
3.根据权利要求1所述的可可碱的环保精制方法，其特征在于：所述步骤(1)中氢氧化钠溶液的质量浓度为30％。
4.根据权利要求1所述的可可碱的环保精制方法，其特征在于：所述步骤(2)中脱色剂用量为可可碱粗品质量的5-10％。
5.根据权利要求1所述的可可碱的环保精制方法，其特征在于：所述步骤(2)中脱色剂为活性炭。
6.根据权利要求1所述的可可碱的环保精制方法，其特征在于：所述步骤(3)中盐酸溶液的质量浓度为5％。
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