CN1245412C - 制备高纯度阿卡波糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备高纯度的阿卡波糖的方法，该方法包括如下步骤：(1)将预提纯的阿卡波糖溶液先经强酸性阳离子交换树脂层析，所述层析系采用0.01～0.05N的盐酸水溶液梯度洗脱；(2)将上述阿卡波糖组份用阴离子交换树脂中和后，再通过一个填装有大孔吸附剂的柱去除有色杂质；(3)将上述流出液再经过膜过滤器，除去无机盐、低分子的有机杂质，得到的浓缩液即为高纯度的阿卡波糖水溶液，如有需要可用现有技术中常规的浓缩和结晶方式将阿卡波糖从水溶液中分离出来。

Description

制备高纯度阿卡波糖的方法

本发明涉及一种有机化合物的制备方法，具体而言，本发明涉及一种制备高纯度阿卡波糖的方法。

阿卡波糖(acarbose)是O-4，6-双脱氧-4-[1S，4R，5S，6S]-4，5，6-三羟基-3-(羟甲基)-2-环己烯-1-氨基]-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-O-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-α-D-吡喃葡糖。阿卡波糖(acarbose)可作为人体小肠蔗糖复合物的抑制剂，并可用于治疗糖尿病。

阿卡波糖(acarbose)可以通过放线菌发酵得到，德国专利说明书DE2209832、德国专利说明书DE2209834、德国专利说明书DE2064092提供了提纯阿卡波糖的方法，即将放线菌发酵后产生的发酵液用强酸性阳离子交换剂吸附，用盐溶液或主要用稀酸对其洗脱，用阴离子交换剂中和后得到阿卡波糖，这种阿卡波糖制品的干燥物质中阿卡波糖的含量为78～85％(高效液相色谱法)，并含有对糖有显色反应的次要成份为10～15％，1～4％的灰分和若干有色成分。药用的阿卡波糖需要更高的纯度，以降低杂质带来的副反应。

中国专利申请CN86108259A提供了一种制备高纯度阿卡波糖的方法：即将这种预提纯阿卡波糖水溶液通过弱酸性亲水性阳离子交换剂(以葡聚糖、琼脂糖和纤维素或者是由加入了聚丙烯酰胺的上述组分所衍生得到的交换剂)，将阿卡波糖提纯，其含量增加到至少为90％(按重量计)，更好的情况是达到95～98％(按重量计)，或更高。硫酸盐灰分降低到0～0.5％，糖类次要成分降低到少于10％(按重量计)，或更低。但该方法需要严格的控制交换柱的pH范围，用脱气蒸馏水洗脱，并需要控制进柱的预提纯阿卡波糖水溶液的浓度和体积，洗脱时需要对柱进行加温，并且上述亲水性阳离子交换剂价格均较贵。上述亲水性阳离子交换剂颗粒较细，对树脂柱设备要较高。

本发明的目的在于提供一种容易操作，成本低的制备高纯度阿卡波糖的方法。

本发明人经过研究惊奇地发现，可以用廉价的阳离子交换树脂和大孔吸附树脂去除预提纯阿卡波糖水溶液中残留的对糖有显色的糖类次要成分和有色杂质成分，通过膜过滤进一步除去无机盐和大量的水分，从而得到高纯度的阿卡波糖的方法。

本发明的方法涉及的是将预提纯的阿卡波糖溶液(见德国专利说明书DE2209832、德国专利说明书DE2209834、德国专利说明书DE2064092)，进一步精制达到含阿卡波糖90％以上(按重量计)，较好的达到96～98％(按重量计)，更好的达到98～100％(按重理计)；糖类次要成分含量为10％以下(按重量计)，较好的2～4％(按重量计)，更好的少于2％(按重量计)的制备方法。

本发明所涉及的预提纯产阿卡波糖，其固形物中所含的阿卡波糖含量为75～88％，糖类次要成分含量为10～15％，灰分和有色分为1～4％。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法的特征在于：(1)将预提纯的阿卡波糖溶液先经强酸性阳离子交换树脂层析，所述层析系采用0.01～0.05N的盐酸水溶液梯度洗脱；(2)将上述阿卡波糖组份用阴离子交换树脂中和后，再通过一个填装有大孔吸附剂的柱去除有色杂质，所述大孔吸附剂以二乙烯苯交联的聚苯乙烯为基质的大孔吸附树脂；(3)将上述流出液再经过膜过滤器，除去无机盐、低分子的有机杂质，得到的浓缩液即为高纯度的阿卡波糖水溶液，如有必要可用现有技术中常规定浓缩和结晶方式将阿卡波糖从水溶液中分离出来。所述膜过滤器中所用膜材质为聚砜，孔径一般为1～10nm，优选1～5nm，最优选2nm。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于强酸性阳离子交换树脂层析柱中填装的是以二乙烯苯交联的聚苯乙烯为基质的磺酸型的强酸性离子交换树脂，柱的填装高度和内径之比至少为2，最好为4。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于进入强酸性阳离子交换树脂层析的预提纯的阿卡波糖溶液，是由发酵液经强酸性阳离子交换树脂吸附，洗脱，并用阴离子交换树脂中和而成的溶液，不必浓缩或制成干固物，这种溶液的浓度为0.05～0.1％(W/W）。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征在于预提纯阿卡波糖溶液中阿卡波糖是被吸附于层析柱顶端，其总量为相当于填充物的1～2％(w/v)；采用梯度洗脱剂，洗脱剂为0.01～0.05N的盐酸水溶液，梯度洗脱的流速为0.3倍树脂体积/小时，梯度变化为0.01。层析过程组份先后为杂质1(4b组份)，阿卡波糖，杂质2(2组份)，收集阿卡波糖组份。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征在于经强酸性阳离子交换树脂层析的阿卡波糖组份是用适量的阴离子交换树脂中和，中和后的pH为7～8。

本发明所涉及的制备高纯度的阿卡波糖的方法，其特征还在于经大孔吸附树脂柱后的阿卡波糖组份，不经任何处理，直接进入一个膜过滤器，以除去无机盐、低分子的有机杂质浓缩液。为了得到固体的高纯度的阿卡波糖，还需进一步通过现有技术中的常规方法进行浓缩和结晶。

本发明测定阿卡波糖含量的方法采用高效液相色谱法，与申请号为CN86108259A的中国专利申请相同(详见该专利申请说明书)。

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。除非另有说明，本发明中的百分数是重量百分数。

实施例一

1.将需提纯的阿卡波糖溶液流过一个层析柱，预提纯阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折干计算为85％(W/W)，对同系物的杂质为15％(按峰面积归一化法计算)，硫酸灰分为3％(w/w)，层析柱内径为120cm，填装高度为450cm，控制流速为每小时0.3柱体积，预提纯阿卡波糖溶液体积为7000升，计算含纯的阿卡波糖70000克，流完后改用洗脱剂洗脱，洗脱剂的流速为每小时0.3柱体积，洗脱剂为盐酸溶液，通过一个混合泵，将洗脱剂配制成不同的浓度，进入层析柱，最初进入的浓度为0.01N盐酸溶液，以后以0.01N梯度变化，最后浓度为0.05N。在洗脱过程中，洗脱顺序为杂质1、阿卡波糖、杂质2，截取阿卡波糖组份，加入一个阴离子交换柱(优选使用凝胶型弱碱性阴离子交换树脂)，流完后用去离子水顶洗至无阿卡波糖为止，合并流出液，体积为25000立升，阿卡波糖浓度为0.25％(w/w)。

2.将上述中和后阿卡波糖组份加入到一个大孔吸附树脂柱，大孔树脂型号为MN200(商品名称、生产公司PUROLITE、英国)，流速为每小时0.8柱体积，流完后用一柱体积的蒸馏水顶洗，合并流出液，体积为27000立升，阿卡波糖浓度为0.22％(w/w)。

3.将上述经吸附树脂后的阿卡波糖溶液进入到一个膜过滤器，膜过滤器的型号为DK(Desal公司、美国)，用泵循环，最后得到体积400立升，阿卡波糖浓度为14.2％(w/w)，三步总收率为81.2％。

用旋转蒸发器将上述溶液真空浓缩至浓度为50％(W/W），加等量的乙醇，冰箱放置10小时，过滤，干燥，得到固体的高纯度阿卡波糖，经测定阿卡波糖含量为99.5％(w/w)(折干计)，杂质含量0.02％，硫酸盐灰分为0.01％。

实施例二

1.根据与实施例一相同的方法，将预提纯阿卡波糖溶液流过一个层析柱，预提纯的阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折干计算为80％(W/W)，对糖显色的杂质为12％(按峰面积归一化法计算)，硫酸盐灰分为4％(w/w)，层析柱内径为120cm，填装高度为450cm，控制流速为每小时0.3柱体积，预提纯阿卡波糖溶液体积为8500升，计算含纯的阿卡波糖85000克，流完后改用洗脱剂洗脱，洗脱剂的流速为每小时0.3柱体积，洗脱剂为盐酸溶液，通过一个混合泵，将洗脱剂配制成不同的浓度，进入层析柱，最初进入的浓度为0.01N盐酸溶液，以后以0.01N梯度变化，最后浓度为0.05N。在洗脱过程中，洗脱顺序为杂质1(4b组份)、阿卡波糖、杂质2(2组份)。截取阿卡波糖组份，加入一个阴离子交换柱(优选使用凝胶型弱碱性阴离子交换树脂)，流完后用水顶洗至无阿卡波糖为止，合并流出液，体积为33000立升，阿卡波糖浓度为0.23％(w/w)。

2.将上述中和后阿卡波糖组份加入到一个大孔吸附树脂柱，大孔吸附柱型号为MN200(商品名称、生产公司PUROLITE、英国)，流速为1.0柱体积，流完后用一柱体积的蒸馏水顶洗，合并流出液，体积为33000立升，阿卡波糖浓度为0.21％(w/w)。

3.将上述经吸附树脂后的阿卡波糖溶液进入到一个膜过滤器，用泵循环，最后得到体积450立升，阿卡波糖浓度为14.8％(w/w)，三步总收率为78.4％。

用旋转蒸发器将上述溶液真空浓缩至浓度为50％，加等量的乙醇，冰箱放置10小时，过滤、干燥，得到固体的高纯度阿卡波糖，经测定阿卡波糖含量为98.9％(w/w)(折干计)，杂质含量为0.1％，硫酸盐灰分为0.02％。

与现有技术相比，本发明的方法的优点在于：

1、中国专利申请CN86108259A提供的提纯方法，需要严格的控制交换柱的pH范围及浓度、体积、pH要求控制5-6，浓度要求控制80000-200000r/ml，而本发明对溶液要求较宽，pH在3-7、浓度大于100r/ml即可，比较好达到。

2、现有技术方法在上柱、洗脱时对水的温度及水要求较严，上柱时对柱体温度要控制小于20℃。洗脱时，需用脱盐蒸馏水洗脱，且柱温要控制在40-60℃，而本发明上柱洗脱时对柱温没有严格要求，常温即可，洗脱剂为盐酸水溶液，所以要求不严，这样对设备要求也不用太高。

3、现有技术方法所需用的弱酸性亲水性阳离子交换剂颗粒较细，一般为80目左右，上柱、洗脱过程阻力较大，流速不稳定，较难控制，本发明中用的强酸履阳离子交换树脂和大孔吸附树脂颗粒较大，一般0.3mm左右，生产过程柱阻力较小，流速稳定，易控制。

4、现有技术所需用的弱酸性亲水性阳离子交换树脂价格较贵，颗粒较细，对交换柱设备要求较高；而本发明所需的阳离子交换树脂和大孔吸附树脂均较廉价，且对交换柱设备要求较低。

Claims (12)

1.一种制备高纯度阿卡波糖的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将预提纯的阿卡波糖水溶液先经强酸性阳离子交换树脂层析，所述层析系采用0.01～0.05N的盐酸水溶液梯度洗脱；

(2)将上述步骤(1)得到的阿卡波糖组份用阴离子交换树脂中和后，通过一个填装有大孔吸附树脂的柱去除有色杂质；

(3)将上述步骤(2)的流出液再经过膜过滤器，除去无机盐和低分子量的有机杂质，初步浓缩得到高纯度的阿卡波糖水溶液；

(4)如有必要，可用常规方法进行浓缩和结晶将阿卡波糖从水溶液中分离出来。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(1)中强酸性阳离子交换树脂层析柱中填装的是以二乙烯苯交联的聚苯乙烯为基质的磺酸型的强酸性离子交换树脂。

3.根据权利要求1的方法，其中步骤(2)中所述阴离子交换树脂是凝胶型弱碱性阴离子交换树脂，所述大孔吸附树脂是以二乙烯苯交联的聚苯乙烯为基质的大孔吸附树脂。

4.根据权利要求1的方法，其中步骤(3)中所述膜过滤器中所用膜材质为聚砜，孔径为1-10nm。

5.根据权利要求4的方法，其中所述孔径是1-5nm。

6.根据权利要求5的方法，其中所述孔径是2nm。

7.根据权利要求1-6之一的方法，其中步骤(1)中的强酸性阳离子交换树脂层析柱内径和填装高度之比至少为1∶2。

8.根据权利要求7的方法，其中步骤(1)中的强酸性阳离子交换树脂层析柱内径和填装高度之比为1∶4。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于进入强酸性阳离子交换树脂层析的预提纯的阿卡波糖溶液是由发酵液经强酸性阳离子交换树脂吸附、洗脱、并用阴离子交换树脂中和而成的溶液。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于进入强酸性阳离子交换树脂层折的预提纯的阿卡波糖溶液的重量百分比浓度为0.05-0.1％。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于进入强酸性阳离子交换树脂层析的预提纯的阿卡波糖水溶液中阿卡波糖被吸附于层析柱的顶端，其总量为相当于填充物重量的1-2％重量百分比。

12.根据权利要求11的方法，其中得到的阿卡波糖的纯度高于98％重量百分比。