CN1873004A - 一种核苷酸的结晶工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核苷酸NMP的结晶工艺及其设备，所述的方法与传统溶析结晶区别在于该结晶工艺是通过溶液直接结晶获得NMP产品；其流程包括将初提后的NMP料液通过蒸发浓缩形成过饱和溶液，该过饱和溶液由保温管道导入恒定温度和搅拌速率的结晶器内进行溶液结晶。采用本发明的工艺，在成本大大下降的前提下，结晶产品能获得颗粒大而均匀，纯度高，晶型好的NMP晶体产品，且收率也有提高，使其工业化生产技术有了进一步的发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种核苷酸提纯工艺及其设备，更确切地说涉及一种核苷酸NMP提纯中结晶工艺及其设备的改进。
背景技术
目前，按照公知的核苷酸提纯方法可以通过冷却，浓缩，加入晶种，加入不溶解核苷的亲水性溶剂或将这些方法结合起来制得结晶(专利号为JP[31]181145)。
Kiyoshi Nakayama等在文献中(专利号为JA17687/72)提出：将离交后的AMP先经过减压浓缩，然后加入乙醇进行结晶，获得结晶粗品，然后再进行重结晶获得成品，该方法需要进行两次结晶，成本较高。
糜克永等在文献(专利号为CN1370837)中提出将5’-核苷酸的酶解液，静置10-18小时后，移出上清液，下层含沉淀的液体，减压抽滤，两次清液合并后，调PH值至3.5，加2倍95％乙醇，使5’-AMP核苷酸沉淀，产品纯度达70％以上；郝全源等在文献(专利号为CN1370837)中提出将浓度约为3～5％的核苷酸洗脱液，浓缩将浓度提高至9～12％，再调节此高浓度核苷酸液的pH值至2.5～3.5，加入其体积量3～5倍的95％以上的酒精即得核苷酸沉淀；将此沉淀真空干燥即得核苷酸成品；邱蔚然等在文献(专利号为CN1286259A)中提出：分别将收集的1600ml含2.1g5’-AMP、2000ml含5’-CMP2.1g的上柱液通过浓缩，乙醇沉淀、干燥后，可获得5’-AMP1.92g，收率达到91.3％，5’-CMP1.89g，收率达到91.3％。
采用此方法工艺对设备要求相对简单，但由于溶析结晶中难以控制成核诱导期，所以通常会形成具有高过饱和度的NMP过饱和溶液，导致所得到的结晶产品往往是粉末状沉淀而不是颗粒较大晶体，不能满足需求。另外结晶过程中需要耗费大量酒精，生产工艺成本较高，生产1吨AMP结晶产品需要耗费酒精180吨，生产1吨CMP结晶产品需要耗费酒精60吨。
发明内容
本发明的目的为在现有乙醇溶析结晶工艺基础上，改进现有结晶工艺中不足之处，提出一种新的在溶液中直接结晶的工艺。
本发明的另一目的为配合上述工艺，提供一种新的核苷酸结晶设备。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种核苷酸的结晶工艺，通过溶液直接结晶获得核苷酸NMP产品，流程为将初提后的核苷酸料液先在真空蒸发浓缩器中浓缩至过饱和，该过饱和溶液由保温管道导入恒定温度和搅拌速率的结晶器内进行溶液结晶。
一种用于核苷酸结晶的设备，包括蒸发浓缩器，结晶器、回流装置以及水冲式真空泵组成的，各装置之间均以管道相连接，真空蒸发浓缩器和结晶器之间的管道为保温管道，所述的结晶器底部设有出料阀。
本发明的目的具体可以通过如下措施达到：将经离交初提后的NMP料液在温度为38℃～45℃，真空度为600mmHg～700mmHg的真空蒸发浓缩器浓缩至过饱和溶液，其中5’-AMP料液浓缩至15g/L～20g/L，5’-CMP料液浓缩至40g/L～45g/L；该过饱和溶液由保温管道导入恒定温度为20℃～25℃，搅拌速率为100～200rpm/min的结晶器内进行溶液结晶，其中5’-AMP浓度维持在10g/L～14.5g/L，5’-CMP浓度维持在32g/L～38g/L。
核苷酸NMP为5’-腺苷酸5’-AMP或5’-胞苷酸5’-CMP。
结晶器中5’-AMP浓度维持在10g/L～14.5g/L之间，使其高于该温度下的溶解度4.0g/L～6.0g/L；5’-CMP浓度维持在32g/L～38g/L之，使其高于该温度下的溶解度4.8g/L～7.5g/L。
本发明的设备，主要包括蒸发浓缩器，结晶器、回流装置以及水冲式真空泵组成的，各装置之间均以管道相连接，真空蒸发浓缩器和结晶器之间的管道为保温管道，所述的结晶器底部设有出料阀，在真空蒸发浓缩器和结晶器之间设有抽滤装置，结晶器一侧还设有一个控温装置，真空蒸发浓缩器、结晶器真空抽滤装置之下均设有料液泵。
在过程中如果设置一晶体筛分装置，并间断性地从结晶器中取出粒度达到0.08mm～0.15mm的NMP晶体至晶体产品收集罐，同时将未能达到粒度要求的细晶通过晶浆回流装置重新导入结晶器作为晶种结晶，此工艺效果更佳。
通过采用本发明的方法，可以实现NMP的直接溶液结晶，即将具有蒸发浓缩后的NMP料液在一定的温度、PH和搅拌速率并使整个结晶过程始终在恒定过饱和度条件下进行溶液结晶，这样就能获得颗粒大而均匀，纯度高，晶型好的晶体产品。此外，由于本发明中无需流加溶析剂，并且使料液在进入结晶器之前以形成具有一定过饱和度的溶液，因此结晶器中温度只需略高于室温即可，这样就大大降低了能耗和工业生产的成本，同时也在收率提高的前提下得到了品质更佳的晶体。本发明的装置为本发明的方法的实施提供了条件，本工艺的装置安装简便，布局合理，操作方便，成本低廉，可以很好地完成NMP结晶的过程。
本发明装置中所有部分均采用已有技术中的常用技术，使整个结晶过程始终恒定在较低的过饱和度水平上，这样能获得颗粒大而均匀，纯度高，晶型好的晶体产品。此外，由于本发明中无需流加乙醇，这样就大大降低了工业生产的成本，同时也在收率大大提高的前提下得到了品质更佳的晶体。由此可见，本发明的优点和效果是明显的。
附图说明
图1为本发明中一种较佳形式的NMP连续结晶工艺装置的示意图。
图2为本发明另一种形式的NMP间歇结晶工艺装置的示意图。
图3为实施例1中AMP产品粒度分布图。
图4为现有工艺AMP结晶产品晶体形态图。
图5为新工艺AMP结晶产品晶体形态图。
图6为实施例2中CMP产品粒度分布图。
图7为现有工艺CMP结晶产品晶体形态图。
图8为新工艺CMP结晶产品晶体形态图。
图9为实施例3中AMP产品粒度分布图。
图10为实施例4中CMP产品粒度分布图。
图11为实施例5中AMP产品粒度分布图。
图12为实施例6中CMP产品粒度分布图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明中具体实施例的设备作进一步说明。
参照图1，本工艺的装置主要包括料液泵1，容量为100L的蒸发浓缩器2，容量为500L的结晶器3，蒸发浓缩器2和结晶器3的保温管道4，料液泵1和蒸发浓缩器2之间的保温管道5，蒸发浓缩器2一侧的真空泵6，蒸发浓缩器2底部设置的料液泵7，加酸保温管道8，真空抽滤装置9，连接料液泵7和真空抽滤装置9的保温管道10，真空抽滤装置9一侧的真空泵11，真空抽滤装置9底部设置的料液泵12，结晶器3一侧的控温装置13，出料管道14中设置的出料阀15，晶体筛分装置16及其一侧的真空泵17，晶种收集罐18，晶浆输送泵17和晶种收集罐18之间的晶浆输送保温管道19，晶种进料阀20，晶体产品收集罐21。
参照图2，本工艺的装置主要包括100L的蒸发浓缩器2，容量为500L的结晶器3，真空抽滤装置9，蒸发浓缩器2和结晶器3之间管道4，蒸发浓缩器2下所设的料液泵7和一侧的真空泵6，抽滤装置9下所设的料液泵12和一侧的真空泵11，结晶器3下所设的出料阀15和一侧的控温装置13、料液泵17，出料阀15和蒸发浓缩器2之间的出料管道22，其中在结晶器3底部设有只能通过液体的滤膜。
实施例1
结合附图1，首先将经过离交初提后仅含5’-AMP的浓度为6g/l的料液经管道5送入容量为100L蒸发浓缩器2，在695mmHg的真空度和38.1℃的温度下进行真空浓缩至15.2g/l，该过饱和溶液经保温管道10送往真空抽滤装置9，凭借真空泵11的作用可以控制产生约700mmHg的真空度，将抽滤后浓缩液在料液泵12由保温管道导入恒定温度为20.5℃，搅拌速率为100rpm/min的容量500L结晶器3内进行溶液结晶。为能使结晶液浓度维持在12g/l，高于该温度下溶解度，因此将进料速率控制在0.55L/min。结晶过程中每1小时从结晶器3中取料30L，打开出料阀15，通过保温管道14送入相应孔径的晶体筛分装置，将粒度达到0.1mm以上的晶体产品收集至晶体产品收集罐21，而粒度未达到要求的AMP细晶将作为晶种与母液一起形成晶浆在晶浆输送泵17作用下经晶浆输送保温管道19送入细晶收集罐18，同时打开细晶进料阀20，将细晶回流至AMP结晶料液。使用该工艺及装置，所得结晶产品颗粒大而均匀，晶型和光泽都优于现有溶析结晶工艺，结果如表1，图3，图4，图5所示，另外由于本工艺无需加酒精，因此比以往的乙醇溶析结晶工艺大大降低了成本。
表1实施例1AMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 25小时 | 99.2％ | 94.4％ | 0.19mm |
实施例2
结合附图1，首先将经过离子交换初提后仅含5’-CMP的浓度为20g/l的料液经管道5送入容量为100L蒸发浓缩器2，在605mmHg的真空度和45℃的温度下进行真空浓缩至40.2g/l，该过饱和溶液经保温管道10送往真空抽滤装置9，凭借真空泵11的作用可以控制产生约700mmHg的真空度，将抽滤后浓缩液在料液泵12由保温管道导入恒定温度为24.8℃，搅拌速率为150rpm/min的容量500L结晶器3内进行溶液结晶。为能使结晶液浓度维持在35.8g/l，高于该温度下溶解度5.2g/l，因此将进料速率控制在0.45L/min。结晶过程中每1小时从结晶器3中取料27L，打开出料阀15，通过管道14送入相应孔径的晶体筛分装置，将粒度达到0.08mm以上的晶体产品收集至晶体产品收集罐21，而粒度未达到要求的CMP细晶将作为晶种与母液一起形成晶浆在晶浆输送泵17作用下经晶浆输送保温管道19送入细晶收集罐18，同时打开细晶进料阀20，将细晶回流至CMP结晶料液。使用该工艺及装置，所得结晶产品颗粒大而均匀，晶型和光泽都优于现有溶析结晶工艺，结果如表1，图6，图7，图8所示，另外由于本工艺无需加酒精，因此比以往的乙醇溶析结晶工艺大大降低了成本。
表2实施例2中CMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 25小时 | 99.1％ | 94.1％ | 0.11mm |
实施例3
结合附图1，如果结晶器3中以开始外加悬浮密度为2.5g/L，粒度为0.08mm的晶种，在真空蒸发浓缩器中浓缩至16.8g/l，结晶液浓度维持在10g/l的情况下结晶，其他操作条件与实施例1相同而完成5’-AMP的连续结晶。实施例3也能达到5’-AMP连续结晶的目的，且结晶周期仅21.5小时。显然，实施例2中所得的结晶产品质量更加优于实施例1中所得产品，因为整个结晶过程是以诱导结晶为主成品颗粒更为均匀，且平均粒径明显增大，纯度和收率也较高，结果如表3、图9所示。
表3实施例3中AMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 21.5小时 | 99.8％ | 95.8％ | 0.24mm |
实施例4
结合附图1，如果结晶器3中以开始外加悬浮密度为2.8g/L，粒度为0.05mm的晶种，在真空蒸发浓缩器中浓缩至42.8g/l，结晶液浓度维持在32g/l的情况下结晶，其他操作条件与实施例2相同而完成5’-CMP的连续结晶。实施例4也能达到5’-CMP连续结晶的目的，且结晶周期仅22.3小时。显然，实施例4中所得的结晶产品质量更加优于实施例2中所得产品，因为整个结晶过程是以诱导结晶为主成品颗粒更为均匀，且平均粒径明显增大，纯度和收率也较高，结果如表3、图10所示。
表4实施例4中CMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 22.3小时 | 99.5％ | 95.6％ | 0.17mm |
实施例5
结合附图2，首先将浓缩后的400L浓度为20g/L，温度为40.9℃的5’-AMP加入温度22.5℃，搅拌速率为200rpm/min的结晶器3中，其中结晶液浓度维持在14.5g/l进行结晶，2小时后有晶体析出，结晶液在该条件下继续结晶至60min后料液浓度不再减小，此时浓度为4.8g/L，此时打开出料阀15，排出100L低浓度的结晶母液通过出料管道22导入温度为40.9℃，真空度为655mmHg柱的真空蒸发浓缩器2中，浓缩至20g/L，而析出的晶体仍留在结晶器3中，重新按上述工艺导入结晶器3继续结晶，以后每小时排放100L结晶母液至蒸发浓缩器2进行浓缩，然后调节PH后导入结晶器3，直至结晶器3中剩余料液20L时，完成5’-AMP的该种间歇结晶过程。使用该工艺及装置，所得结晶产品比实施例1中连续结晶产品颗粒大，而比实施例3中连续结晶添加晶种的产品颗粒小，晶型和光泽也很好，且结晶周期大大减短，但该结晶产品的粒度不如前连续结晶实施例中产品均匀，其结果如表5，图11所示，另外由于本工艺无需加酒精，因此比以往的乙醇溶析结晶工艺大大降低了成本。
表5实施例5中AMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 12小时 | 99.1％ | 95.3％ | 0.21mm |
实施例6
结合附图2，首先将浓缩后的400L浓度为45g/L，温度为44.9℃的5’-CMP加入温度21.5℃，搅拌速率为200rpm/min的结晶器3中，其中结晶液浓度维持在38g/l进行结晶，2小时后有晶体析出，结晶液在该条件下继续结晶至60min后料液浓度不再减小，此时浓度为6.3g/L，此时打开出料阀15，排出100L低浓度的结晶母液通过出料管道22导入温度为54.9℃的蒸发浓缩器2中，浓缩至45g/L，而析出的晶体仍留在结晶器3中，后重新按上述工艺导入结晶器3继续结晶，以后每小时排放100L结晶母液至蒸发浓缩器2进行浓缩，然后调节PH后导入结晶器3，直至结晶器3中剩余料液20L时，完成5’-CMP的该种间歇结晶过程。使用该工艺及装置，所得结晶产品颗粒大小介于实施例2和实施例4中产品之间，晶型和光泽也很好，且结晶周期大大减短，但该结晶产品的粒度不如前连续结晶实施例中产品均匀，其结果如表5，图12所示，由于本工艺无需加酒精，成本低廉。
表6实施例6中CMP成品结果
| 结晶周期 | 纯度 | 收率 | 平均粒径 |
| 12小时 | 98.9％ | 95.7％ | 0.12mm |
由上述实例可以看出，只要控制好进料和出料的比例，即不断地加入新鲜的NMP料液，并使之在晶种存在条件下连续补料结晶，就可以实现进料，蒸发浓缩和NMP结晶析出同步进行的目的。
Claims (8)
1、一种核苷酸的结晶工艺，其特征在于通过溶液直接结晶获得核苷酸即NMP产品，流程为将初提后的核苷酸料液先在真空蒸发浓缩器中浓缩至过饱和，该过饱和溶液由保温管道导入恒定温度和搅拌速率的结晶器内进行溶液结晶。
2、根据权利要求1所述的核苷酸结晶工艺，其特征在于核苷酸NMP为5’-腺苷酸即5’-AMP或5’-胞苷酸即5’-CMP。
3、根据权利要求1所述的核苷酸结晶工艺，其特征在于真空蒸发浓缩器中NMP料液温度为38℃～45℃，结晶器中NMP料液温度为20℃～25℃，搅拌速率为100～200rpm/min。
4、根据权利要求1所述的核苷酸结晶工艺，其特征在于5’-AMP料液经过真空蒸发浓缩器浓缩至15g/L～20g/L，5’-CMP料液经过真空蒸发浓缩器浓缩至40g/L～45g/L；结晶器中5’-AMP浓度维持在10g/L～14.5g/L之间，使其高于该温度下的溶解度4.0g/L～6.0g/L；5’-CMP浓度维持在32g/L～38g/L之，使其高于该温度下的溶解度4.8g/L～7.5g/L。
5、根据权利要求1所述的核苷酸结晶工艺，其特征在于真空蒸发浓缩器中真空度控制在600mmHg～700mmHg。
6、一种用于权利要求1所述工艺的设备，其特征在于由蒸发浓缩器，结晶器、回流装置以及水冲式真空泵组成的，各装置之间均以管道相连接，真空蒸发浓缩器和结晶器之间的管道为保温管道，所述的结晶器底部设有出料阀。
7、根据权利要求6所述的设备，其特征在于在真空蒸发浓缩器和结晶器之间设有真空抽滤装置，结晶器一侧还设有一个控温装置。
8、根据权利要求6所述的设备，其特征在于真空蒸发浓缩器、结晶器和真空抽滤装置之下均设有料液泵。
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