CN109180749B - 一种利用过饱和结晶法制备高纯度n-乙酰神经氨酸水合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用过饱和结晶法制备高纯度N‑乙酰神经氨酸水合物的方法，是通过N‑乙酰神经氨酸的过饱和水溶液低温静置结晶的方式制备获得N‑乙酰神经氨酸水合物。本发明N‑乙酰神经氨酸水合物经烘干检测，其纯度至少为99％，可以满足其在食品、保健、医药等领域的要求，且本发明的方法简单易操作，特别适合于工业化发酵生产N‑乙酰神经氨酸水合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法，属于生物化学工程技术领域。
背景技术
N-乙酰神经氨酸，也称唾液酸、燕窝酸，具有提高智力、记忆力和抗老年痴呆的功效。N-乙酰神经氨酸水合物是带有结晶水的N-乙酰神经氨酸，目前市场上N-乙酰神经氨酸二水合物需求较多，但其制备技术和产能均是关键问题，目前乙酰神经氨酸二水合物供不应求；另外N-乙酰神经氨酸二水合物晶体结构是单晶结构，因此化合物纯度较高，对纯度要求较高的应用领域如医药，保健食品等均有需求。随着微生物发酵法来源的N-乙酰神经氨酸被国家卫计委批准为新食品原料法规的通过，N-乙酰神经氨酸的需求也越来越大，高纯度N-乙酰神经氨酸的需求也越来越大，但是目前从微生物发酵法制备得到的N-乙酰神经氨酸纯度一般在98％左右，而再提高纯度就比较困难，目前市场上纯度99％的N-乙酰神经氨酸大约是纯度98％价格的一倍左右。较高的价格不利于N-乙酰神经氨酸的应用，因此高纯度N-乙酰神经氨酸的制备方法是一个技术瓶颈。如果先制备得到较高纯度(99％以上)的N-乙酰神经氨酸二水合物，然后再由高纯度N-乙酰神经氨酸二水合物转化为高纯度N-乙酰神经氨酸，也是制备高纯度N-乙酰神经氨酸的一个途径。因此从上述两方面考虑，高纯度N-乙酰神经氨酸二水合物的制备技术成为目前的关键问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种利用N-乙酰神经氨酸过饱和水溶液结晶制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物(≥99％)的方法，满足食品、保健、医药、化妆品等领域的应用需求。
本发明利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法，是通过N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液低温静置结晶的方式制备获得N-乙酰神经氨酸水合物，具体包括如下步骤：
步骤1：将纯净水预热，然后加入较高含量的N-乙酰神经氨酸，配制获得N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
步骤2：将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，除去少量杂质；
步骤3：过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后低温静置结晶，直至上清液浓度不再变化，析出的晶体洗涤并干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸水合物。
步骤1中，所用原料N-乙酰神经氨酸的含量≥50％。
步骤1中，纯净水的预热温度为40-90℃。
步骤1中，N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液的浓度为50-600g/L。
步骤2中，过滤时采用的方式为膜过滤，其中膜孔径≤0.5um。
步骤3中，低温静置结晶的温度控制在0-30℃，结晶时间为10-60h。
步骤3中，洗涤所用溶剂为纯净水或醇类有机溶剂。
步骤3中，晶体干燥温度≤120℃。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物，除N-乙酰神经氨酸和纯净水外，不引入任何其他物质，结晶的晶体纯度≥99％，且晶体稳定，质量较好。
2、本发明利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物，可以较短时间内结晶出大量的N-乙酰神经氨酸水合物晶体，结晶时间短，工艺简单。
3、本发明利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物，不引入有机溶剂，因此环境友好，结晶母液处理简单，成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的N-乙酰神经氨酸二水合物照片。
图2为本发明实施例1所得产品的高效液相色谱检测图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明。但这些实施例仅用于说明本发明，而不构成对本发明范围的限制。
实施例1：
本实施例中利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸二水合物的方法如下：
1、将纯净水预热至50℃，然后加入含量70％的N-乙酰神经氨酸，配制获得浓度为250g/L的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
2、将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，过滤膜为0.22um，除去少量杂质；
3、过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后4℃下静置结晶，晶体析出后再熟化24小时，然后进行晶体母液分离，分离后的晶体利用无水乙醇洗涤两次，100℃下干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸二水合物。
利用高效液相色谱进行检测，N-乙酰神经氨酸含量为88.7％，计算N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为99.0％，利用卡尔费休测水仪检测其水分含量为10.5％。晶体如图1所示，高效液相色谱图如图2所示。
实施例2：
本实施例中利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法如下：
1、将纯净水预热至60℃，然后加入含量85％的N-乙酰神经氨酸，配制获得浓度为300g/L的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
2、将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，过滤膜为0.45um，除去少量杂质；
3、过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后10℃下静置结晶，晶体析出后再熟化36小时，然后进行晶体母液分离，分离后的晶体利用纯净水快速洗涤两次，80℃下干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸二水合物。
利用高效液相色谱进行检测，N-乙酰神经氨酸含量为89.0％，计算N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为99.4％，利用卡尔费休测水仪检测水分含量为10.6％。
实施例3：
本实施按照实施例2步骤，除步骤1的N-乙酰神经氨酸的水溶液浓度为40g/l之外，其他条件均同实施例4步骤，最终没有出现N-乙酰神经氨酸二水合物结晶。
实施例4：
本实施例中利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法如下：
1、将纯净水预热至70℃，然后加入含量60％的N-乙酰神经氨酸，配制获得浓度为400g/L的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
2、将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，过滤膜为0.45um，除去少量杂质；
3、过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后20℃下静置结晶，晶体析出后再熟化24小时，然后进行晶体母液分离，分离后的晶体利用纯净水快速洗涤两次，60℃下干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸二水合物。
利用高效液相色谱进行检测，N-乙酰神经氨酸含量为89.2％，计算N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为99.6％，利用卡尔费休测水仪检测水分含量为10.4％。
实施例5：
本实施例中利用饱和水溶液结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法如下：
1、将纯净水预热至80℃，然后加入含量95％的N-乙酰神经氨酸，配制获得浓度为500g/L的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
2、将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，过滤膜为0.45um，除去少量杂质；
3、过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后30℃下静置结晶，晶体析出后再熟化24小时，然后进行晶体母液分离，分离后的晶体利用乙醇快速洗涤两次，60℃下干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸二水合物。
利用高效液相色谱进行检测，N-乙酰神经氨酸含量为89.4％，计算N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为99.8％，利用卡尔费休测水仪检测水分含量为10.2％。
实施例6：
本实施按照实施例5步骤，除步骤1的N-乙酰神经氨酸的水溶液浓度为700g/l之外，其他条件均同实施例5步骤，最终得到的N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为98.0％。
实施例7：
本实施例中利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法如下：
1、将纯净水预热至90℃，然后加入含量90％的N-乙酰神经氨酸，配制获得浓度为600g/L的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
2、将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，过滤膜为0.22um，除去少量杂质；
3、过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后10℃下静置结晶，晶体析出后再熟化36小时，然后进行晶体母液分离，分离后的晶体利用乙醇快速洗涤两次，60℃下干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸水合物。
利用高效液相色谱进行检测，N-乙酰神经氨酸含量为89.1％，计算N-乙酰神经氨酸二水合物纯度为99.5％，利用卡尔费休测水仪检测水分含量为10.6％。
Claims (4)
1.一种利用过饱和结晶法制备高纯度N-乙酰神经氨酸水合物的方法，其特征在于：
通过N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液低温静置结晶的方式制备获得N-乙酰神经氨酸水合物，包括如下步骤：
步骤1：将纯净水预热至40-90℃，然后加入较高含量的N-乙酰神经氨酸，配制获得N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液；
步骤2：将步骤1获得的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液趁热过滤，除去少量杂质；
步骤3：过滤后的N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液自然冷却，然后低温静置结晶，低温静置结晶的温度控制在0-30℃，结晶时间为10-60h，直至上清液浓度不再变化，析出的晶体洗涤并干燥，即可获得N-乙酰神经氨酸水合物；
步骤1中，所用原料N-乙酰神经氨酸的含量≥50%；
步骤1中，N-乙酰神经氨酸的过饱和水溶液的浓度为250-600g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤2中，过滤时采用的方式为膜过滤，其中膜孔径≤0.5um。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤3中，洗涤所用溶剂为纯净水或醇类有机溶剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤3中，晶体干燥温度≤120℃。
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