CN110283175A - 一种高纯度核黄素的制备工艺 - Google Patents

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张国银
何永进
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D475/00—Heterocyclic compounds containing pteridine ring systems
    • C07D475/12—Heterocyclic compounds containing pteridine ring systems containing pteridine ring systems condensed with carbocyclic rings or ring systems
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Abstract

本发明公开了一种高纯度核黄素的制备工艺，它包括以下步骤：S1，预处理：将核黄素发酵液加热至50‑70℃，维持时间30‑60分钟，冷却至20‑40℃，制得预处理核黄素发酵液；S2，离心分离：将预处理核黄素发酵液置于离心机中进行离心分离，烘干，制得核黄素中间体；S3，溶解：将核黄素中间体用酸或者碱溶解，固液分离，制得核黄素中间体滤液；S4，结晶：将核黄素中间体滤液进行结晶，干燥，制得高纯度核黄素。该工艺操作简单、收率高、降解杂质少。

Description

一种高纯度核黄素的制备工艺
技术领域
本发明属于生物制药技术领域，尤其是从核黄素发酵液中提取高纯度核黄素的制备工艺。
背景技术
核黄素，又名维生素B2，是一种常见的水溶性B族维生素，广泛应用于饲料、食品和医药领域，临床上主要应用于口角炎、舌炎、结膜炎及脂溢性皮炎等缺乏核黄素引起的病症。
目前国际上生产核黄素的工艺方法主要有：植物提取法、化学合成法、微生物发酵法和微生物发酵半合成法。同其他方法相比，微生物发酵法成本低、污染少，日益受到各生产商的青睐。目前核黄素主要生产商荷兰DSM公司、德国BASF公司、湖北广济和上海海嘉诺主要采用微生物发酵生产核黄素。
各生产商从核黄素发酵液中提取核黄素方法众多，有絮凝沉降法、碱溶法、酸溶法等，但由于核黄素稳定性差、易降解，在水中溶解度低且不易分离，因此如何从发酵液中简便提取出高含量、低杂质的核黄素，符合医药级或者EP食品级标准，成为各生产商研究的焦点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高纯度核黄素的制备工艺，该工艺操作简单、收率高、降解杂质少。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1，预处理：将核黄素发酵液加热至50-70℃，维持时间30-60分钟，冷却至20-40℃，制得预处理核黄素发酵液；
S2，离心分离：将预处理核黄素发酵液置于离心机中进行离心分离，烘干，制得核黄素中间体；
S3，溶解：将核黄素中间体用酸或者碱溶解，固液分离，制得核黄素中间体滤液；
S4，结晶：将核黄素中间体滤液进行结晶，干燥，制得高纯度核黄素。
进一步，步骤S2中，所述的离心分离进行三次，第一次离心分离是将预处理核黄素发酵液采用3000-4000g的离心力分离，得一次离心重相；第二次离心分离是将一次离心重相加水稀释，采用2500-3500g的离心力分离，得二次离心重相；第三次离心分离是将二次离心重相加水稀释，采用2000-2500g的离心力分离，得三次离心重相；将三次离心重相烘干，制得核黄素中间体；
进一步，步骤S2中，一次离心重相加水稀释至核黄素的浓度为15-25g/L，二次离心重相加水稀释至核黄素的浓度为25-35g/L。
进一步，步骤S3中，固液分离采用板框过滤，操作温度为20-60℃，压力为0.2-0.4MPa。
进一步，步骤S3中，固液分离采用陶瓷膜微滤，陶瓷膜微滤使用50-500nm陶瓷膜芯，操作温度在20-60℃，压力0.1-0.3MPa
进一步，步骤S3中，使用酸溶解时，酸浓度在15-25％，核黄素浓度为60-200g/L。
进一步，步骤S3中，所述的酸为盐酸和硫酸。
进一步，步骤S4中，使用酸溶解时，滤液加水结晶，水与核黄素中间体滤液的体积比为2-8∶1。
进一步，步骤S3中，使用碱溶解时，pH控制在10.0-13.0，核黄素浓度为20-50g/L。
进一步，所述的碱优选氢氧化钠或者氢氧化钾。
进一步，步骤S4中，使用碱溶解时，加盐酸或者硫酸调节pH至6.5-7.0结晶。
进一步，步骤S4中，使用碱溶解时，调节pH分两步进行，第一步调节pH到9.5-10.3，后维持20-60分钟，第二步调节pH到6.5-7.0。
与现有技术相比，本发明的优点有：
(1)本发明的工艺过程中除酸、碱和水外，不使用其他外源性物质，提取成本低、工艺污水处理方便。
(2)本发明采用酸溶稀释结晶或者碱溶分段结晶工艺，有效减少结晶过程中的杂质包裹，工艺放大可行性好。
(3)本发明最终获得的核黄素干成品含量可达到98.5％以上，相关物质符合医药级标准。
具体实施方式
为了使上述技术方案更加清晰，下面通过具体实施例对本发明的实施方式做进一步详细描述。
实施例1：取核黄素发酵液300L，加热升温至60℃，维持45分钟；在温度25℃、相对离心力3750g的条件下分离获取一次离心重相；将一次离心重相加水重悬后，核黄素的浓度为20g/L，在温度25℃、相对离心力3200g的条件下分离获取二次离心重相；将二次离心重相加水重悬后，核黄素的浓度为30g/L，在温度25℃、相对离心力2300g的条件下分离获取三次离心重相，三次离心重相干燥后获得核黄素中间体7176.6g，测得核黄素含量92.5％。
实施例2：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于10L的22％硫酸中，在25℃下使用板框过滤，操作压力在0.2-0.4MPa，收集板框滤液；将板框滤液加5倍水稀释结晶后分离获得核黄素湿品，干燥后得到核黄素成品843.6g，核黄素含量98.8％，HPLC检测相关物质数据见表一。
实施例3：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于10L的25％盐酸中，在55℃下使用板框过滤，操作压力在0.2-0.4MPa，收集板框滤液；将板框滤液加7倍水稀释结晶后分离获得核黄素湿品，干燥后得到核黄素成品830.7g，核黄素含量99.8％，HPLC检测相关物质数据见表一。
实施例4：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于7.5L的17％硫酸中，在35℃下使用板框过滤，操作压力在0.2-0.4MPa，收集板框滤液；将板框滤液加3倍水稀释结晶后分离获得核黄素湿品，干燥后得到核黄素成品852.0g，核黄素含量98.4％，HPLC检测相关物质数据见表一。
实施例5：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于25L的pH值12.8的氢氧化钾溶液中，在55℃下使用200nm陶瓷膜微滤，操作压力0.1-0.3MPa，收集陶瓷膜滤液；用盐酸将陶瓷膜滤液调节pH至9.7后维持50分钟，再用盐酸调节pH至6.6获得核黄素结晶液，分离该结晶液获得湿品，干燥后得到核黄素成品855.6g，核黄素含量98.8％，HPLC检测相关物质数据见表一。
实施例6：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于20L的pH值12.5的氢氧化钠溶液中，在45℃下使用50nm陶瓷膜微滤，操作压力0.1-0.3MPa，收集陶瓷膜滤液。用盐酸将陶瓷膜滤液调节pH至10.1后维持45分钟，再用硫酸调节pH至6.9获得核黄素结晶液，分离该结晶液获得湿品，干燥后得到核黄素成品853.0g，核黄素含量99.3％，HPLC检测相关物质数据见表一。
实施例7：取实施例1的核黄素中间体1000g，溶解于35L的pH值11.5的氢氧化钾溶液中，在25℃下使用50nm陶瓷膜微滤，操作压力0.1-0.3MPa，收集陶瓷膜滤液。用盐酸将陶瓷膜滤液调节pH至9.6后维持30分钟，再用硫酸调节pH至6.7获得核黄素结晶液，分离该结晶液获得湿品，干燥后得到核黄素成品850.5g，核黄素含量99.0％，HPLC检测相关物质数据见表一。
表一：实例中各样品相关物质检测数据
组别 杂质A％ 杂质B％ 杂质C％ 杂质D％ 其他单一％ 总杂％
实施例2 0.005 0.095 0 0.089 0.055 0.265
实施例3 0.008 0.090 0 0.090 0.085 0.307
实施例4 0.005 0.102 0 0.110 0.076 0.334
实施例5 0.012 0.005 0 0.094 0.043 0.176
实施例6 0.011 0.007 0 0.115 0.059 0.205
实施例7 0.016 0.007 0 0.105 0.033 0.169

Claims (12)

1.一种高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1，预处理：将核黄素发酵液加热至50-70℃，维持时间30-60分钟，冷却至20-40℃，制得预处理核黄素发酵液；
S2，离心分离：将预处理核黄素发酵液置于离心机中进行离心分离，烘干，制得核黄素中间体；
S3，溶解：将核黄素中间体用酸或者碱溶解，固液分离，制得核黄素中间体滤液；
S4，结晶：将核黄素中间体滤液进行结晶，干燥，制得高纯度核黄素。
2.根据权利要求1所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，所述的离心分离进行三次，第一次离心分离是将预处理核黄素发酵液采用3000-4000g的离心力分离，得一次离心重相；第二次离心分离是将一次离心重相加水稀释，采用2500-3500g的离心力分离，得二次离心重相；第三次离心分离是将二次离心重相加水稀释，采用2000-2500g的离心力分离，得三次离心重相；将三次离心重相烘干，制得核黄素中间体。
3.根据权利要求2所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，一次离心重相加水稀释至核黄素的浓度为15-25g/L，二次离心重相加水稀释至核黄素的浓度为25-35g/L。
4.根据权利要求3所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，固液分离采用板框过滤，操作温度为20-60℃，压力为0.2-0.4MPa。
5.根据权利要求3所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，固液分离采用陶瓷膜微滤，陶瓷膜微滤使用50-500nm陶瓷膜芯，操作温度在20-60℃，压力0.1-0.3MPa。
6.根据权利要求3所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，使用酸溶解时，酸浓度在15-25％，核黄素浓度在60-200g/L。
7.根据权利要求6所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，所述的酸为盐酸和硫酸。
8.根据权利要求7所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S4中，使用酸溶解时，滤液加水结晶，水与核黄素中间体滤液的体积比为2-8∶1。
9.根据权利要求3所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，使用碱溶解时，pH控制在10.0-13.0，核黄素浓度为20-50g/L。
10.根据权利要求9所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：所述的碱优选氢氧化钠或者氢氧化钾。
11.根据权利要求10所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S4中，使用碱溶解时，加盐酸或者硫酸调节pH至6.5-7.0结晶。
12.根据权利要求11所述的高纯度核黄素的制备工艺，其特征在于：步骤S4中，使用碱溶解时，调节pH分两步进行，第一步调节pH到9.5-10.3，后维持20-60分钟，第二步调节pH到6.5-7.0。
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