CN114524757A - 一种吡咯烷酮羧酸盐及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吡咯烷酮羧酸盐及其制备方法和应用，所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，包括以下步骤：S1：将L‑焦谷氨酸脱色，然后析晶，得到L‑焦谷氨酸晶体；S2：将所述L‑焦谷氨酸晶体与碱反应，制得所述吡咯烷酮羧酸盐。本发明通过对L‑焦谷氨酸进行脱色，从而使制备出的吡咯烷酮羧酸盐的纯度高，色泽纯净，不含杂色。采用本发明中的制备方法可以制备出药品级别的保水剂吡咯烷酮羧酸盐，且本发明中的制备方法反应简易，产生废水废气废渣较少，对环境有利；对设备无特殊要求，常规设备即可进行，生产成本低，适合工业化大批量生产。

Description

一种吡咯烷酮羧酸盐及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种吡咯烷酮羧酸盐及其制备方法和应用。
背景技术
目前，吡咯烷酮羧酸盐是一种重要的具有多种用途的工业产品，目前所报道的吡咯烷酮羧酸盐的制备大多是在水中进行的，通常采用高温高压或直接高温熔融的方法制备获得，采用该工艺会导致反应体系温度不均匀，会得到部分异构体，导致光学纯度较低，且生产成本高，对生产设备要求较高，由于反应设备中进行的是高温高压反应，存在安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种吡咯烷酮羧酸盐的制备方法。
本发明的目的之二在于提供一种吡咯烷酮羧酸盐。
本发明的目的之三在于提供一种吡咯烷酮羧酸盐在保水剂中的应用。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面在于提供一种吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，包括以下步骤：
S1：将L-焦谷氨酸脱色，然后析晶，得到L-焦谷氨酸晶体；
S2：将所述L-焦谷氨酸晶体与碱反应，制得所述吡咯烷酮羧酸盐。
优选地，所述L-焦谷氨酸晶体与碱的质量比为1：(0.4～0.8)；进一步优选地，所述L-焦谷氨酸晶体与碱的质量比为1：(0.5～0.7)；再进一步优选地，所述L-焦谷氨酸晶体与碱的质量比为1：(0.5～0.6)。
优选地，所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾；进一步优选地，所述碱需配置成碱液后使用，所述碱和溶液的质量比为：1：(0.8～4)；再进一步优选地，所述碱和溶液的质量比为：1：(0.8～2)。
优选地，所述步骤S2中，反应温度为10～20℃；进一步优选地，所述步骤S2中，反应温度为10～15℃。本发明中碱和L-焦谷氨酸晶体在低温下反应，反应成本低，对设备要求低，适用于工业化大批量生产。
优选地，所述步骤S2还包括过滤、然后减压蒸馏的步骤。
优选地，所述过滤采用滤袋进行过滤。
优选地，所述减压蒸馏温度为80～120℃；进一步优选地，所述减压蒸馏温度为90～110℃。通过减压蒸馏将产物中的乙醇除去，避免乙醇的存在导致吡咯烷酮羧酸盐作为保水剂使用时对ETDA管产生溶血的不良后果。现有技术中制备的吡咯烷酮羧酸盐均为化妆品级别，而本发明中的制备方法制得的吡咯烷酮羧酸盐可达到药品级别。
优选地，所述脱色步骤为采用活性炭脱色。
优选地，所述步骤S1具体为：将L-焦谷氨酸、乙醇和活性炭加热混合，然后抽滤；将滤液降温析晶、离心，得到L-焦谷氨酸晶体。活性炭对L-焦谷氨酸进行脱色，制备出的吡咯烷酮羧酸盐的色泽纯净，无杂色。乙醇在本发明中用作溶剂和杀菌剂，起到溶解原料和杀菌的效果，从而确保制备出的吡咯烷酮羧酸盐菌类合格，但乙醇的存在也会产生一定的弊端，需要将产物中的乙醇去除干净，避免乙醇对产物性能的影响。本发明采用过滤和减压蒸馏结合的方式实现将吡咯烷酮羧酸盐中的乙醇去除干净的目的，制备出的吡咯烷酮羧酸盐中不含乙醇。
优选地，所述析晶温度小于10℃；所述析晶时间为1.5～2.5h。进一步优选地，所述析晶时间为1.8～2.2h。
优选地，所述步骤S2还包括通过检测pH监测反应进程的步骤；所述通过检测pH监测反应进程的步骤位于反应步骤之后。检测pH的步骤主要是为了判断反应进行的程度，当溶液的pH值保持不变的时候，表明L-焦谷氨酸晶体与碱已经反应完全，此时可以结束反应。通过设置检测pH的步骤可以降低生产成本，并有利于获得高产率的产品。
本发明的第二个方面在于提供一种吡咯烷酮羧酸盐，采用本发明第一个方面提供的制备方法制得；所述吡咯烷酮羧酸盐为保水剂。
优选地，所述吡咯烷酮羧酸盐中乙醇的含量为0％。
优选地，所述吡咯烷酮羧酸盐的比重为1.45-1.49g/m3。
优选地，所述吡咯烷酮羧酸盐的固含量≥62％。进一步优选地，所述吡咯烷酮羧酸盐的固含量≥85％。
本发明的第三个方面在于提供本发明第二个方面提供的吡咯烷酮羧酸盐在保水剂中的应用。
本发明的有益效果是：本发明通过对L-焦谷氨酸进行脱色，从而使制备出的吡咯烷酮羧酸盐的纯度高，色泽纯净，不含杂色。采用本发明中的制备方法可以制备出药品级别的保水剂吡咯烷酮羧酸盐，且本发明中的制备方法反应简易，产生废水废气废渣较少，对环境有利；对设备无特殊要求，常规设备即可进行，生产成本低，适合工业化大批量生产。
此外，本发明制备方法中的溶剂、原料等均可回收使用，产率高，制备出的产物的纯度高，不含其他异构体和乙醇，可以达到药品级别。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护不限于此。需要指出的是，以下若为有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1：
本例中的吡咯烷酮羧酸钾采用以下制备方法进行制备，具体包括以下步骤：
(1)向反应容器中依次加入20kg的L-焦谷氨酸、40kg的乙醇和1kg的活性炭，然后搅拌混合，并升温至78℃回流1h，抽滤，去除活性炭，然后将滤液降温至10℃以下，析晶2h，离心，得18.6kg的L-焦谷氨酸晶体湿品；
(2)依次加入L-焦谷氨酸晶体湿品、36.4kg乙醇，10℃以下搅拌20-30min此时，此时L-焦谷氨酸晶体不溶解；
(3)低温下向步骤(2)中滴加氢氧化钾水溶液，待溶液变澄清后检测溶液pH，溶液pH达到8.5～9.5后，停止滴加氢氧化钾水溶液；保持搅拌1h复测溶液pH，当测得的溶液pH无变化后进行滤袋过滤，收集滤液；其中，氢氧化钾水溶液的配置方法为：将8.09kg的氢氧化钾和12.135kg的水混合均匀，制得氢氧化钾水溶液。
(4)将滤液置于蒸馏瓶中，升温至100℃进行减压蒸馏，至冷凝管无液体流出后，继续减压蒸馏0.5h；收集成品，得到本例中的吡咯烷酮羧酸钾，本例中的吡咯烷酮羧酸钾为无色液体。
性能测试：
(1)理化性能测试：
按照下表1中的测试项目、判定标准、检测方法和检测工具分别检测实施例1中制得的吡咯烷酮羧酸钾理化性能。
表1 实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾理化性能测试方法
Figure BDA0003505080050000031
Figure BDA0003505080050000041
按照表1中的检测方法测得的实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾的理化性能如表2所示：
表2 实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾的理化性能
理化性能 实施例1
外观 澄清溶液
pH值 6.2
保湿率 15.61％
固含量 89.73％
初始污染菌 0cfu/mL
(2)保水效果测试
4/75品规的EDTA采血管的制备工艺为：称取37g的EDTA于烧杯中，然后加水200ml，加热使其溶解，然后冷却至室温后移到1000ml容量瓶中，用水定容，摇匀，取2ml EDTA溶液加入采血管中，制得4/75品规的EDTA采血管。
将实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾配制成浓度为8％的溶液；选用型号为4/75品规的EDTA采血管，将配制的吡咯烷酮羧酸钾溶液加入EDTA采血管中，观察实施例1中的保水剂吡咯烷酮羧酸钾的常温保水效果和加速保水效果，其中常温保水效果测试条件为：温度为25℃，湿度为50％；所述加速保水效果的测试条件为：在50℃、50％湿度的老化条件下老化26天(相当于6个月)以及老化52天(相当于12个月)的保水效果，具体测试结果见下表3。
表3：实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾的保水效果测试结果
Figure BDA0003505080050000051
从表3可知，在常温放置52天、常温放置8个月，加速老化26天和加速老化52天时均观察到颗粒透明，无结晶现象，表明：本发明中的吡咯烷酮羧酸钾具有优异的保水效果。
3、临床评价
将实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾配制成浓度为8％的溶液；选用型号为4/75品规的EDTA采血管，将配制的吡咯烷酮羧酸钾溶液加入EDTA采血管中，选择五个不同的献血者分别使用含有实施例1中的吡咯烷酮羧酸钾溶液的4/75品规的EDTA采血管和常规采血管进行血液采集，其中，常规的采血管中的检测数据作为对比例，采用现有检测方法测试血常规值并进行对比，然后评价血常规检测值是否符合临床可接受评价标准，血常规检测值临床可接受的评价标准具体见下表4所示，血常规检测结果见表5所示。
表4 血常规检测值临床可接受的评价标准
Figure BDA0003505080050000052
表5 血常规检测结果
Figure BDA0003505080050000053
Figure BDA0003505080050000061
将实施例1中的保水剂吡咯烷酮羧酸钾分别常温放置22天和加速老化22天，分别配置成浓度为4.5％、6％、7.5％的保水剂，然后生产4/75品规的EDTA，然后采用现有EDTA采血管作为对照，采血，颠倒摇匀5次，静置观察血液情况，是否有凝血、溶血，记录异常。
具体测试结果见下表6所示：
表6 实施例1中的保水剂吡咯烷酮羧酸钾的临床评价数据
Figure BDA0003505080050000071
由表5和表6可以看出：本发明中的保水剂吡咯烷酮羧酸钾用于保水剂，在实验中加速老化状态对血常规五分类(白细胞总数(WBC)、红细胞总数(RBC)、血红蛋白浓度(HGB)、红细胞压积(NCT)、血小板计数(PLT))检测指标的检测值的相对偏差均符合临床可接受性标准。因此，本发明中的吡咯烷酮羧酸钾可以作为药品级别的保水剂使用。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将L-焦谷氨酸脱色，然后析晶，得到L-焦谷氨酸晶体；
S2：将所述L-焦谷氨酸晶体与碱反应，制得所述吡咯烷酮羧酸盐。
2.根据权利要求1所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述L-焦谷氨酸晶体与碱的质量比为1：(0.4～0.8)。
3.根据权利要求1或2所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，反应温度为10～20℃。
4.根据权利要求1或2所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述脱色步骤为采用活性炭脱色。
6.根据权利要求1所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：将L-焦谷氨酸、乙醇和活性炭加热混合，然后抽滤；将滤液降温析晶、离心，得到L-焦谷氨酸晶体。
7.根据权利要求1或6所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述析晶温度小于10℃；所述析晶时间为1.5～2.5h。
8.根据权利要求1所述吡咯烷酮羧酸盐的制备方法，其特征在于：所述步骤S2还包括通过检测pH监测反应进程的步骤；所述通过检测pH监测反应进程的步骤位于反应步骤之后。
9.一种吡咯烷酮羧酸盐，其特征在于：采用权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述吡咯烷酮羧酸盐在保水剂中的应用。
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