RU2098425C1

RU2098425C1 - Method of crystallization of alpha-l-aspartyl-l-phenylalanine methyl ester and crystalline alpha-l-aspartyl-l-phenylalanine methyl ester

Info

Publication number: RU2098425C1
Application number: RU9393005059A
Authority: RU
Inventors: Окайима Кенго; Йоханнес Воутерус Вермейс Винфред; Мураками Цугуо; Егасира Хидетака; Такесима Юкио
Original assignee: Тосох корпорейшн; Холланд Свинтенер Компани
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1997-12-10
Also published as: BR9205373A

Abstract

FIELD: chemistry of amino acids. SUBSTANCE: method of crystallization of L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester from an aqueous solutions involves cooling alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester solution at direct contact with ice. The obtained crystals are large, strength and exhibit good properties with respect to filtration and drying. Product is used in food industry as a sweetening agent. EFFECT: improved method of crystallization. 9 cl

Description

Изобретение касается способа кристаллизации альфа-L-аспартил-L-фенилаланин-метилового сложного эфира /далее упоминаемого сокращенно "АФМ"/ путем охлаждения. Ожидается, что это вещество найдет широкое применение в качестве низкокалорийного подслащивающего материала ввиду того, что оно обладает сладостью хорошего качества и примерно в 200 раз слаще сахара. The invention relates to a method for crystallization of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine-methyl ester (hereinafter abbreviated "AFM") / by cooling. It is expected that this substance will be widely used as a low-calorie sweetener because it has good quality sweetness and is about 200 times sweeter than sugar.

Уровень техники. The prior art.

АФМ может быть синтезирован различными способами. Известные промышленные способы производства АФМ включает один способ, согласно которому N-защищенная аспарагиновая кислота конденсируется с фенилаланинметиловым эфиром в присутствии фермента, с последующим устранением защитной группы (патент США N 4.282721) и другой способ, по которому ангидрид N-защищенной аспарагиновой кислоты конденсируют с метилаланин-метиловым эфиром в органическом растворителе, а затем удаляют защитную группу согласно традиционному методу /патент США N 3.786.039/. AFM can be synthesized in various ways. Known industrial methods for producing AFM include one method whereby N-protected aspartic acid is condensed with phenylalanine methyl ether in the presence of an enzyme, followed by removal of the protecting group (US Pat. No. 4,282721) and another method in which N-protected aspartic acid anhydride is condensed with methylalanine -methyl ether in an organic solvent, and then remove the protective group according to the traditional method / US patent N 3.786.039 /.

В любом способе необходима стадия кристаллизации для получения конечного продукта посредством выделения АФМ из реакционной смеси. Стадию кристаллизации обычно проводят посредством /1/ осаждения кристаллов АФМ охлаждением /а/ раствора АФМ, полученного на стадиях синтезирования и очистки, или /б/ раствора АФМ, приготовленного путем повторного растворения технического АФМ-продукта в воде, органическом растворителе или водной системе, содержащей органический растворитель,
II/ разделения осажденных кристаллов на твердую и жидкую фазу и удаление воды с использованием, например, центрифужного сепаратора и затем /III/ сушки обезвоженных кристаллов с получением конечного продукта.In any method, a crystallization step is necessary to obtain the final product by isolating the AFM from the reaction mixture. The crystallization step is usually carried out by / 1 / precipitation of AFM crystals by cooling / a / AFM solution obtained in the synthesis and purification steps, or / b / AFM solution prepared by re-dissolving the technical AFM product in water, an organic solvent, or an aqueous system containing organic solvent
II) separating the precipitated crystals into solid and liquid phases and removing water using, for example, a centrifuge separator and then / III / drying the dehydrated crystals to obtain the final product.

Такая кристаллизация посредством охлаждения проводится обычно с использованием кристаллизатора, снабженного мешалкой тепло/холодопередающей поверхностью, или же кристаллизатора, снабженного теплообменником внешнего типа циркуляции. Известен также способ, по которому кристаллизацию осуществляют посредством кондуктивной теплопередачи без принудительного потока так, чтобы улучшить кристаллические свойства АФМ /ЕР-В-91/787/. Such crystallization by cooling is usually carried out using a mold equipped with a heat / cold transferring surface, or a mold equipped with an external heat exchanger. There is also known a method in which crystallization is carried out by means of conductive heat transfer without forced flow so as to improve the crystalline properties of AFM / EP-B-91/787 /.

Однако, когда АФМ кристаллизуют посредством охлаждения в кристаллизаторе, использующем принудительный поток, например обычным перемешиванием, или внешнюю циркуляцию, полученные кристаллы обладают относительно плохими свойствами в отношении их разделения по фазе жидкость-твердое вещество и обезвоживания. Такие кристаллы легко прилипают к тепло/холодопередающей поверхности и могут образовывать так называемую накипь, которую необходимо удалять через равные промежутки времени с прерыванием процесса кристаллизации, поскольку ее образование ухудшает эффективность теплопередачи. Поскольку кристаллы мелкие и имеют высокое содержание влаги, то при работе с ними также возникают и другие проблемы, например на стадии сушки, это приводит к получению продукта с нежелательно высоким загрязнением вследствие присоединения к кристаллам АФМ некоторого количества маточного раствора, содержащего примеси. Сухой продукт также содержит много мелких частиц и может рассыпаться в виде тонкого порошка. However, when the AFM is crystallized by cooling in a crystallizer using forced flow, for example by conventional stirring, or external circulation, the resulting crystals have relatively poor properties with respect to their liquid-solid phase separation and dehydration. Such crystals easily adhere to a heat / cold transferring surface and can form a so-called scale, which must be removed at regular intervals with interruption of the crystallization process, since its formation worsens the heat transfer efficiency. Since the crystals are small and have a high moisture content, other problems also arise when working with them, for example, at the drying stage, this leads to a product with undesirably high contamination due to the addition of a certain amount of a mother liquor containing impurities to the AFM crystals. The dry product also contains many fine particles and may crumble into a fine powder.

Для того, чтобы избежать эти проблемы, способ по ЕР-В-91.787 предлагает кристаллизационный метод, по которому водный раствор АФМ охлаждается посредством кондуктивной теплопередачи для образования псевдотвердой фазы без принудительного потока или механического перемешивания или т.п. за которой следует дальнейшее охлаждение системы, когда это нужно. In order to avoid these problems, the method according to EP-B-91.787 proposes a crystallization method in which an aqueous AFM solution is cooled by conductive heat transfer to form a pseudo-solid phase without forced flow or mechanical stirring or the like. followed by further cooling of the system when needed.

С помощью описанного способа могут быть получены кристаллы АФМ, обладающие улучшенными свойствами в отношении их фильтрования и обезвоживания. Однако этот способ малоэффективен, поскольку охлаждение осуществляется посредством кондуктивной теплопередачи без принудительного потока и продолжается даже после образования псевдотвердой фазы. Вследствие этого приходится использовать множество мелких кристаллизаторов, осуществлять охлаждение в течение длительного периода времени или использовать специальный кристаллизатор, как показано в упомянутом патенте. Using the described method, AFM crystals having improved properties with respect to their filtration and dehydration can be obtained. However, this method is ineffective, since cooling is carried out by means of conductive heat transfer without forced flow and continues even after the formation of a pseudo-solid phase. As a result, you have to use many small crystallizers, carry out cooling for a long period of time, or use a special crystallizer, as shown in the mentioned patent.

Целью изобретения является обеспечение способа кристаллизации АФМ посредством охлаждения, который позволяет получить крупные, прочные кристаллы АФМ, которые проявляют хорошие свойства в отношении их фильтрования и сушки, и поэтому более выгодны для производства, имеют лучшее качество и проще в обращении. The aim of the invention is the provision of a method of crystallization of AFM by cooling, which allows you to get large, strong crystals of AFM, which exhibit good properties in relation to their filtering and drying, and therefore more profitable for production, have better quality and easier to handle.

С учетом изложенного были проведены исследования с целью улучшения свойств кристаллов АФМ. В результате было неожиданно обнаружено, что могут быть получены крупные, прочные кристаллы, если АФМ кристаллизуют посредством охлаждения раствора АФМ путем прямого контакта со льдом, а также то, что кристаллизация может быть завершена за короткий период времени. Изобретение основывается именно на этих открытиях. Based on the foregoing, studies were conducted to improve the properties of AFM crystals. As a result, it was unexpectedly discovered that large, strong crystals can be obtained if the AFM is crystallized by cooling the AFM solution by direct contact with ice, and also that crystallization can be completed in a short period of time. The invention is based precisely on these discoveries.

Соответственно, изобретение обеспечивает способ кристаллизации альфа-L-аспартил-L-фенилаланинметилового эфира, предусматривающий, что раствор альфа-L-аспартил-L-фенилаланин метилового эфира охлаждают посредством непосредственного контакта со льдом. Accordingly, the invention provides a method for crystallizing alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ether, comprising providing that the solution of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ether is cooled by direct contact with ice.

По изобретению может использоваться любой раствор АФМ, включая водные растворы АФМ, раствор АФМ в органическом растворителе, смешиваемом с водой, и раствор АФМ в водосодержащем органическом растворителе, смешиваемом с водой. Однако использование раствора АФМ, растворитель в котором состоит в основном из воды, является предпочтительным в отношении роста кристаллов АФМ, удобства работы и обращения с ними. According to the invention, any AFM solution can be used, including aqueous AFM solutions, a solution of AFM in an organic solvent miscible with water, and a solution of AFM in a water-containing organic solvent miscible with water. However, the use of an AFM solution, the solvent of which consists mainly of water, is preferred with respect to the growth of AFM crystals, ease of use and handling.

В таких водных растворах количество воды обычно составляет по меньшей мере 85% от массы растворителя. In such aqueous solutions, the amount of water is usually at least 85% by weight of the solvent.

Нет конкретных ограничений в отношении формы или размера используемого льда. Использование льда в кусках массой 100 г или меньше является предпочтительным с учетом скорости растворения льда /и скорости охлаждения льдом/, стоимости производства льда, удобства обращения с ним и так далее. There are no particular restrictions on the shape or size of the ice used. The use of ice in pieces weighing 100 g or less is preferable taking into account the rate of dissolution of ice / and the rate of ice cooling /, the cost of ice production, ease of handling and so on.

Форма кусков льда может быть кубической, сферической или любая другая. Можно также использовать кристаллизатор, имеющий слой льда на его дне и/или стенках, что может быть получено посредством замораживания воды на дне и/или стенках кристаллизатора. The shape of the pieces of ice can be cubic, spherical or any other. You can also use a mold having a layer of ice on its bottom and / or walls, which can be obtained by freezing water on the bottom and / or walls of the mold.

По изобретению обычно используют лед, приготовленный из воды. Можно также использовать лед, приготовленный из разведенного водного раствора АФМ. В последнем случае, лед приготавливают из водного раствора, предпочтительно содержащего АФМ концентрацией 2% по массе или меньше. According to the invention, ice prepared from water is usually used. You can also use ice made from diluted aqueous AFM solution. In the latter case, ice is prepared from an aqueous solution, preferably containing AFM, with a concentration of 2% by weight or less.

Количество используемого льда определяется требуемым качеством осаждаемых кристаллов АФМ и/или желательной температурой раствора АФМ. Качество осаждаемого АФМ и конечная температура, происходящая в результате непосредственного охлаждения льдом, могут быть рассчитаны с учетом растворимости АФМ при конкретной температуре. The amount of ice used is determined by the required quality of the deposited AFM crystals and / or the desired temperature of the AFM solution. The quality of the deposited AFM and the final temperature resulting from direct ice cooling can be calculated taking into account the solubility of the AFM at a specific temperature.

Когда для охлаждения используют лед, он тает в воду и понижает концентрацию АФМ. Однако понижение концентрации АФМ невелико, поскольку охлаждающая способность льда велика, и, следовательно, температура раствора АФМ может быть эффективно понижена уже небольшим количеством льда. Вследствие этого количество осаждаемого АФМ обычно повышается с повышением количества используемого льда. С другой стороны для роста кристаллов АФМ могут оказаться предпочтительными более высокие температуры. С учетом этих факторов может быть предпочтительным охлаждать раствор АМФ до 0-30^oC, более предпочтительно до интервала от 3 до 20^oC.When ice is used for cooling, it melts into water and lowers the concentration of AFM. However, the decrease in the concentration of AFM is small, since the cooling capacity of ice is high, and therefore, the temperature of the AFM solution can be effectively lowered by already a small amount of ice. As a consequence, the amount of precipitated AFM usually increases with increasing amount of ice used. On the other hand, higher temperatures may be preferred for the growth of AFM crystals. Given these factors, it may be preferable to cool the AMP solution to 0-30 ^° C., more preferably to a range of 3 to 20 ^° C.

В комбинации с непосредственным охлаждением льдом может также может использоваться традиционное охлаждение, например непрямое охлаждение с использованием охлаждающей среды, такой как холодная вода или рассол. Conventional cooling, for example indirect cooling using a cooling medium such as cold water or brine, can also be used in combination with direct ice cooling.

Непосредственное охлаждение раствора АФМ льдом может осуществляться посредством добавления льда к раствору или наоборот. Также можно загружать в кристаллизатор лед одновременно с раствором АФМ. Direct cooling of the AFM solution with ice can be accomplished by adding ice to the solution or vice versa. You can also load ice into the mold simultaneously with the AFM solution.

Кристаллизацию по способу согласно изобретению можно проводить как непрерывным методом, так и периодическим. Последний является предпочтительным с учетом удобства эксплуатации (установки). Crystallization according to the method according to the invention can be carried out both by a continuous method and batch. The latter is preferred taking into account the ease of use (installation).

Контактирование раствора АФМ и льда может иметь место с перемешиванием или без него. Перемешивание, если вообще таковое осуществляется, должно проводиться осторожно. Если желательно, получение крупных кристаллов, то предпочтительно не перемешивать раствор. Contacting the AFM solution and ice can take place with or without stirring. Stirring, if at all, should be done carefully. If desired, obtaining large crystals, it is preferable not to mix the solution.

Когда раствор АФМ контактирует со льдом, температура раствора понижается, и кристаллы АФМ выпадают в осадок. Полученные таким образом кристаллы являются крупными и прочными. Хотя в зависимости от условий размер кристаллов будет различным, они обычно имеют форму палочкообразных брусков или колонн, имеющих длину 50-1000 или выше, и ширину 5-50 мм или выше. When the AFM solution is in contact with ice, the temperature of the solution decreases, and the AFM crystals precipitate. The crystals thus obtained are large and strong. Although depending on the conditions, the size of the crystals will be different, they usually take the form of rod-shaped bars or columns having a length of 50-1000 or more, and a width of 5-50 mm or more.

Осаждение АФМ происходит до тех пор, пока концентрация АФМ не понизится почти до его растворимости при этой температуре. Однако период его осаждения короткий, и осаждение заканчивается в пределах 10-120 мин даже если, не осуществляется перемешивание. В случае, когда перемешивание не проводят, может иметься некоторая разница температур между верхним и нижним участками кристаллизатора, в которых будет наблюдаться перенасыщение раствора в большей или меньшей степени. Хотя эта разница в перенасыщении не имеет большого значения, предпочтительно устранять ее посредством перемешивания в момент, когда осаждение АФМ почти завершено /что почти совпадает по времени с моментом, когда лед полностью растает/. После того, как непосредственное охлаждение льдом завершено, содержание кристаллизатора может охлаждаться далее косвенно посредством холодной воды, рассола или т.п. Предпочтительна температура в пределах 3-10^oC.The deposition of AFM occurs until the concentration of AFM decreases almost to its solubility at this temperature. However, the period of its deposition is short, and the deposition ends within 10-120 min, even if mixing is not carried out. In the case when stirring is not carried out, there may be some temperature difference between the upper and lower portions of the mold, in which a supersaturation of the solution will be observed to a greater or lesser extent. Although this difference in oversaturation is not very important, it is preferable to eliminate it by mixing at the moment when the deposition of AFM is almost complete / which almost coincides with the moment when the ice has completely melted /. After direct ice cooling has been completed, the mold content can be further cooled indirectly by cold water, brine or the like. The preferred temperature is in the range of 3-10 ^o C.

При непрямом охлаждении согласно состоянию уровня техники осаждение АФМ начинается в местах вблизи тепло/холодопередающей поверхности. С другой стороны, при использовании непосредственного охлаждения льдом согласно изобретению осаждение начинается в местах, несколько удаленных от льда, и распространяется на весь раствор. Способ по изобретению поэтому в сущности не создает проблемы образования накипи. Это является еще одной характерной чертой изобретения. With indirect cooling according to the state of the art, AFM deposition begins in places near a heat / cold transfer surface. On the other hand, when using direct ice cooling according to the invention, precipitation begins at locations somewhat remote from the ice and extends to the entire solution. The method according to the invention therefore does not essentially create a problem of scale formation. This is another feature of the invention.

Не имеется конкретных ограничений на рН раствора АФМ, который может быть использован в изобретении. Однако может быть предпочтительным для роста кристаллов использовать раствор АФМ с рН 3-6, в частности 4-5. There are no particular restrictions on the pH of the AFM solution, which can be used in the invention. However, it may be preferable to use an AFM solution with a pH of 3-6, in particular 4-5, for crystal growth.

"Густую" суспензию кристаллов АФМ, полученных /охлаждением/, фильтруют либо периодическим, либо непрерывным образом, при этом за короткое время может быть достигнут высокий процент обезвоживания. Для фильтрования может использоваться любое из фильтрующих устройств, применяемых обычно в промышленности, включая, например, центрифужные сепараторы, фильтровальные прессы, ременые фильтры и барабанные фильтры. Если нужно, влажный осадок, полученный фильтрованием, может быть промыт водой или раствором АФМ. Промывка проста. Качество продукта может быть улучшено промывкой, поскольку маточный раствор, приставший к осадку, при промывке удаляется. Полученный влажный осадок может сушиться в том виде, как он есть, или после гранулирования. Для сушки могут использоваться любые сушильные устройства, например распылительная сушилка, сушилка с ожиженным слоем и сушильный барабан. A "thick" suspension of AFM crystals obtained by cooling is filtered either batchwise or continuously, while a high percentage of dehydration can be achieved in a short time. For filtering, any of the filtering devices commonly used in industry can be used, including, for example, centrifugal separators, filter presses, belt filters and drum filters. If necessary, the wet cake obtained by filtration can be washed with water or an AFM solution. Flushing is simple. Product quality can be improved by washing, since the mother liquor adhering to the precipitate is removed during washing. The resulting wet cake can be dried as it is, or after granulation. For drying, any drying device may be used, for example a spray dryer, a fluidized bed dryer and a dryer drum.

Не представляется возможным объяснить причины, по которым получаются крупные, прочные, хорошо фильтрующиеся кристаллы АФМ, когда АФМ кристаллизуют посредством непосредственного охлаждения льдом. Однако на основании тщательных наблюдений за процессом кристаллизации АФМ-кристаллов, авторы предполагают следующее. It is not possible to explain the reasons why large, strong, well-filtered AFM crystals are obtained when AFM crystallizes by direct cooling with ice. However, based on careful observations of the crystallization process of AFM crystals, the authors suggest the following.

Сразу после добавления льда в раствор АФМ /или наоборот/ лед начинает таять и температура раствора АФМ понижается. Хотя температура АФМ вокруг льда ниже, осаждение АФМ начинается в местах, немного отдаленных от льда. Осажденные таким образом кристаллы АФМ крупные и прочные и находятся в форме палочкообразных брусков или колонн. Когда лед тает, то образуется вода, которая более или менее понижает концентрацию АФМ. Таким образом, вблизи льда концентрация АФМ становится ниже и тем ниже, чем ближе ко льду. Immediately after adding ice to the AFM solution / or vice versa / the ice begins to melt and the temperature of the AFM solution decreases. Although the temperature of the AFM around the ice is lower, the deposition of AFM begins in places slightly distant from the ice. The AFM crystals thus precipitated are large and strong and are in the form of rod-shaped bars or columns. When ice melts, water forms, which more or less lowers the concentration of AFM. Thus, near ice, the AFM concentration becomes lower and the lower, the closer to ice.

Иначе говоря, область возле льда имеет более низкую температуру раствора АФМ, а также более низкую концентрацию АФМ. С другой стороны при более высокой концентрации АФМ и/или более низкой температуре кристаллы АФМ осаждаются раньше и растут быстрее. При непосредственном охлаждении льдом поддерживается определенная взаимосвязь между температурой и концентрацией АФМ. В результате образуется соответствующее количество ядер кристаллизации АФМ, и кристаллы АФМ растут с большей скоростью и получаются крупными и прочными. In other words, the area near the ice has a lower temperature of the AFM solution, as well as a lower concentration of AFM. On the other hand, at a higher AFM concentration and / or lower temperature, AFM crystals precipitate earlier and grow faster. With direct ice cooling, a certain relationship between temperature and AFM concentration is maintained. As a result, the corresponding number of AFM crystallization nuclei is formed, and AFM crystals grow at a faster rate and are large and strong.

В экспериментах, проведенных авторами изобретения, растворы АФМ охлаждали непосредственно с использованием сухого льда вместо льда. В этом случае образовывались крайне мелкие кристаллы АФМ, которые было очень сложно отфильтровать. Кроме того, температура раствора АФМ быстро падала вблизи сухого льда. Вследствие этого осаждение АФМ начинается на или возле поверхности сухого льда и с очень высокой скоростью образуется множество ядер кристаллизации. Это предположительно и является объяснением того, что образуются мелкие кристаллы АФМ без существенного их роста в диаметре. In the experiments conducted by the inventors, the AFM solutions were cooled directly using dry ice instead of ice. In this case, extremely small AFM crystals formed, which were very difficult to filter out. In addition, the temperature of the AFM solution rapidly dropped near dry ice. As a result of this, AFM deposition begins on or near the surface of dry ice and many crystallization nuclei are formed at a very high speed. This is presumably the explanation for the formation of small AFM crystals without significant growth in diameter.

В другом эксперименте растворы АФМ охлаждали непрямым способом льдом посредством использования полиэтиленовых мешков, каждый из которых содержал кубический кусок льда. В этом случае осаждение кристаллов АФМ начиналось на поверхности полиэтиленовых мешков и скорость осаждения была высокой. Кроме того, образовавшиеся кристаллы были мелкими. Это также, по-видимому, связано с температурой и концентрацией АФМ. In another experiment, AFM solutions were indirectly cooled with ice through the use of plastic bags, each containing a cubic piece of ice. In this case, the deposition of AFM crystals began on the surface of plastic bags and the deposition rate was high. In addition, the crystals formed were small. This is also apparently related to the temperature and AFM concentration.

Поэтому крупные и прочные хорошо фильтрующиеся кристаллы АФМ могут быть получены только непосредственным охлаждением раствора АФМ льдом, который тает, превращаясь в воду с более или менее значительным понижением концентрации АФМ, как показано изобретением. Therefore, large and strong well-filtered AFM crystals can be obtained only by direct cooling of the AFM solution with ice, which melts, turning into water with a more or less significant decrease in the concentration of AFM, as shown by the invention.

Следует заметить, что в примере 5 ЕР-А-399.605 к холодной воде добавляют горячий раствор АФМ. Однако свойства кристаллов, полученных в этом эксперименте, хуже, чем свойства кристаллов, полученных по изобретению. It should be noted that in Example 5 of EP-A-399.605, a hot AFM solution is added to cold water. However, the properties of the crystals obtained in this experiment are worse than the properties of the crystals obtained according to the invention.

Положительный эффект изобретения. The positive effect of the invention.

Как описано выше, прочные кристаллы АФМ, имеющие значительный размер, в частности прочные кристаллы АФМ, сильно выросшие в диаметре, получают в течение короткого периода времени в соответствии со способом по изобретению. В результате достигаются многие важные преимущества, приведенные ниже:
1/ осаждение кристаллов совершается посредством простого приема в течение короткого периода времени благодаря непосредственному охлаждению. Вследствие этого процедура упрощается, достигается высокая эффективность;
2/ полученная /густая/ суспензия кристаллов АФМ может быть легко отфильтрована и промыта и поэтому влажный осадок, состоящий из кристаллов АФМ, имеющий низкое содержание влаги и содержащий меньше примесей, получается за более короткое время;
3/ поскольку количество воды, присоединяющейся к влажному осадку АФМ, невелико, то осадок может быть легко высушен при низкой температуре с меньшими затратами энергии на сушку и за более короткий период времени с получением конечного продукта. Кроме того, получается АФМ высокого качества ввиду того, что его качество не ухудшается при сушке. Кроме того, осадок претерпевает меньшее образование пыли или тонкого порошка на стадии сушки, что облегчает производство;
высушенный конечный продукт меньше страдает образованием пыли или тонких порошков. Это весьма благоприятно влияет на обращение с ним, и
5/ если нужно, кристаллы АФМ, полученные согласно способу по изобретению, могут быть подвергнуты влажному измельчению с получением мелких кристаллов, которые могут использоваться в качестве затравочных кристаллов в традиционном процессе осаждения АФМ для улучшения свойств получаемых кристаллов.As described above, strong AFM crystals having a significant size, in particular strong AFM crystals that are very large in diameter, are obtained in a short period of time in accordance with the method of the invention. As a result, many important benefits are achieved, as follows:
1 / precipitation of crystals is accomplished by simple admission for a short period of time due to direct cooling. As a result, the procedure is simplified, high efficiency is achieved;
2 / obtained / thick / suspension of AFM crystals can be easily filtered and washed and therefore a wet cake consisting of AFM crystals having a low moisture content and containing less impurities is obtained in a shorter time;
3 / since the amount of water joining the wet AFM precipitate is small, the precipitate can be easily dried at low temperature with less energy for drying and in a shorter period of time to obtain the final product. In addition, high-quality AFM is obtained due to the fact that its quality does not deteriorate during drying. In addition, the precipitate undergoes less dust or fine powder at the drying stage, which facilitates production;
the dried final product is less affected by the formation of dust or fine powders. This has a very beneficial effect on his handling, and
5 / if necessary, the AFM crystals obtained according to the method of the invention can be wet milled to obtain small crystals that can be used as seed crystals in the traditional AFM deposition process to improve the properties of the resulting crystals.

Примеры. В последующих примерах скорость фильтрования кристаллов измеряли следующим образом. Examples. In the following examples, the crystal filtration rate was measured as follows.

С помощью фильтра с отсосом, заполненного фильтровальной пропиленовой тканью, обладающей проницаемостью по воздуху 5 мл/см². с /12 мм H₂O/, 500 мл /густой/ суспензии, содержащей осажденный АФМ, фильтровали под отрицательным давлением 400 мм рт.ст. при этом суспензию осторожно наливали на фильтр так, чтобы фильтрование могло осуществляться непрерывно без подсушивания суспензии на фильтровальной ткани в течение всей процедуры. Скорость фильтрования рассчитывалась исходя из периода времени от начала до завершения фильтрования /фильтрование считали завершенным, когда на фильтровальной ткани больше не остается растворителя суспензии/ и из количества фильтрата, полученного в результате фильтрования Специфическое удельное сопротивление рассчитывали исходя из изменения объема фильтрата за период времени, в соответствии со следующей формулой:

где
t время фильтрования /с/
V объем фильтрата /м/
α - специфическая (удельная) сопротивляемость отфильтрованного сгустка /м/кг/
η - динамическая вязкость субстрата /Па•с/
ΔP - дифференциальное давление фильтрата через Фильтр плюс сгусток /Па/
C вес кристаллов, осажденных на единицу объема полученного фильтрата /кг/м³/
A сопротивление фильтра /л/м/
S фильтрующая площадь /м²/
P 53,329 Па
A 1/127 м²
Пример 1. В стеклянную колбу /с внутренним объемом 2 л/ вносили 1 кг водного 3,5 мас. -ного раствора АФМ /60^oC/ и рН раствора доводили до 4,5 водным 1н. раствором гидроксида натрия. Затем к нему сразу добавляли 500 г льда в виде кубиков размерами 3х3х2,5 см. Через 5 с после добавления льда кристаллы АФМ начинали осаждаться в нижних областях немного поодаль от слоя льда. Через 55 мин вводили лопастную мешалку и вращали ее для перемешивания образовавшейся в колбе суспензии, когда лед почти полностью растаял и осаждение АФМ почти прекратилось. Вращение мешалки было плавным и никакой мути не образовалось Температура суспензии составила 16,5^oC и содержавшиеся в суспензии кристаллы АФМ были в виде палочкообразных брусков или колонн имеющих ширину 5-35 мкм и длину 100 мкм или больше. Скорость фильтрования суспензии составила 439 л/м² мин; специфическое удельное сопротивление /а/ составило 3,44•10⁹ м/кг, и фильтрование было очень равномерным.Using a suction filter filled with a filter propylene fabric having an air permeability of 5 ml / cm ² . s / 12 mm H ₂ O /, 500 ml / thick / suspension containing precipitated AFM, was filtered under a negative pressure of 400 mm RT.article while the suspension was carefully poured onto the filter so that the filtration could be carried out continuously without drying the suspension on the filter cloth throughout the procedure. The filtration rate was calculated on the basis of the time period from the beginning to the end of the filtration / filtration was considered complete when the suspension solvent was no longer on the filter cloth / and from the amount of filtrate obtained by filtration. Specific resistivity was calculated based on the change in the filtrate volume over a period of time, in according to the following formula:

Where
t filtering time / s /
V filtrate volume / m /
α - specific (specific) resistance of the filtered bunch / m / kg /
η - dynamic viscosity of the substrate / Pa • s /
ΔP is the differential pressure of the filtrate through the Filter plus a clot / Pa /
C the weight of the crystals deposited per unit volume of the obtained filtrate / kg / m ³ /
A filter resistance / l / m /
S filter area / m ² /
P 53.329 Pa
A 1/127 m ²
Example 1. In a glass flask / with an internal volume of 2 l / was added 1 kg of aqueous 3.5 wt. AFM solution / 60 ^o C / and the pH of the solution was adjusted to 4.5 with aqueous 1N. sodium hydroxide solution. Then, 500 g of ice in the form of cubes 3 × 3 × 2.5 cm in size were immediately added to it. After 5 s after adding ice, AFM crystals began to precipitate in the lower regions a little further from the ice layer. After 55 minutes, a paddle mixer was introduced and rotated to mix the suspension formed in the flask when the ice had almost completely melted and the AFM precipitation almost stopped. The rotation of the mixer was smooth and no turbidity was formed. The temperature of the suspension was 16.5 ^° C. and the AFM crystals contained in the suspension were in the form of rod-shaped bars or columns having a width of 5-35 μm and a length of 100 μm or more. The filtration rate of the suspension was 439 l / m ² min; the specific resistivity (a) was 3.44 x 10 ⁹ m / kg and the filtration was very uniform.

Пример 2. В стеклянную колбу с внутренним объемом 2 л загружали 400 г кубиков льда, идентичных кубикам по примеру 1. Затем к ним сразу добавили 1 кг водного 4 мас.-ного раствора АФМ с рН 4,5, Примерно через 4 с после добавления водного раствора АФМ началось образование кристаллов АФМ в нижних областях немного поодаль от слоя льда. Example 2. In a glass flask with an internal volume of 2 l, 400 g of ice cubes identical to those of Example 1 were loaded. Then, 1 kg of an aqueous 4 wt% AFM solution with pH 4.5 was immediately added to them. About 4 seconds after addition AFM aqueous solution, the formation of AFM crystals in the lower regions began a little further from the ice layer.

Через 40 мин вводили лопастную мешалку для перемешивания образовавшейся в колбе суспензии, когда лед почти полностью растаял и осаждение кристаллов АФМ почти прекратилось. Вращение мешалки было плавным и при этом не образовалось никакой мути. Температура суспензии была 19,5^oC, и содержавшиеся в ней кристаллы АФМ были в виде палочкообразных брусков или колонн шириной 3-30 мкм и длиной 100 мкм или больше. Скорость фильтрования составила 427 л/м²•мин, удельное сопротивление /а/ было 4,27•10⁹ м/кг, и фильтрование было очень равномерным.After 40 minutes, a paddle stirrer was introduced to mix the suspension formed in the flask when the ice melted almost completely and the precipitation of AFM crystals almost stopped. The rotation of the stirrer was smooth and no turbidity formed. The temperature of the suspension was 19.5 ^° C., and the AFM crystals contained therein were in the form of rod-shaped bars or columns of a width of 3-30 μm and a length of 100 μm or more. The filtration rate was 427 l / m ² • min, the specific resistance / a / was 4.27 • 10 ⁹ m / kg, and the filtration was very uniform.

Пример 3. В стеклянную емкость с внутренним объемом 2,5 л, снабженную внешней охлаждающей рубашкой, загружали 643 г измельченного льда, полученного дроблением того же льда в виде кубиков, что и по примеру 1, с использованием измельчителя льда Ракувари А С-2000, фирмы Тайгер Вакуум Боттл ко. лтд. Затем к нему сразу добавляли 1,360 г водного 4 мас.-ного раствора АФМ /60^oC/.Example 3. In a glass container with an internal volume of 2.5 L equipped with an external cooling jacket, 643 g of crushed ice obtained by crushing the same ice in the form of cubes as in Example 1 was charged using an ice crusher Rakuvari A C-2000, firms Tiger Vacuum Bottl co. Ltd. Then, 1.360 g of an aqueous 4 wt% AFM solution / 60 ^° C / was immediately added to it.

Через несколько секунд после добавления водного раствора АФМ начиналось осаждение кристаллов АФМ в нижних областях, немного удаленных от слоя льда. A few seconds after the addition of an aqueous AFM solution, the deposition of AFM crystals began in the lower regions, slightly removed from the ice layer.

Через 30 мин к емкости приспосабливали мешалку лопастного типа и вращали ее, когда лед почти полностью растаял и образование кристаллов АФМ почти прекратилось. Вращение мешалки было плавным, муть не образовывалась. Температура суспензии составила 16,5^oC, и содержавшиеся в суспензии кристаллы АФМ были в виде палочкоподобных брусков или колонн шириной 3-25 мкм и длиной 100 мкм или больше. Затем емкость охлаждали посредством циркулирования холодной воды через внешнюю рубашку емкости, при этом осуществляли перемешивание суспензии при вращении мешалки со скоростью 300 об/мин.After 30 minutes, a paddle-type stirrer was fitted to the vessel and rotated when the ice had almost completely melted and the formation of AFM crystals almost stopped. The rotation of the stirrer was smooth, no dregs formed. The temperature of the suspension was 16.5 ^° C., and the AFM crystals contained in the suspension were in the form of rod-like bars or columns of a width of 3-25 μm and a length of 100 μm or more. The vessel was then cooled by circulating cold water through the outer jacket of the vessel, while the suspension was stirred while the stirrer was rotating at a speed of 300 rpm.

Охлаждение прекращали в момент, когда температура суспензии опускалась до 5^oC /что происходило через 50 мин после начала охлаждения/, и суспензию извлекали. Хотя во время охлаждения образовалось небольшое количество кристаллов, почти все кристаллы АФМ оставались в виде палочкообразных брусков или колонн с небольшим дополнительным ростом. Скорость фильтрования суспензии составила 359 л/м², удельное сопротивление /а/ было 7,42•10⁸ м/кг, и фильтрование проходило очень гладко. На стенках колбы не образовалось "налета".The cooling was stopped at the moment when the temperature of the suspension dropped to 5 ^° C / which occurred 50 minutes after the start of cooling /, and the suspension was removed. Although a small number of crystals formed during cooling, almost all AFM crystals remained in the form of rod-shaped bars or columns with a small additional growth. The filtration rate of the suspension was 359 l / m ² , the specific resistance / a / was 7.42 • 10 ⁸ m / kg, and the filtration went very smoothly. No “plaque” formed on the walls of the flask.

Пример 4. По этому примеру использовали стеклянный цилиндрический кристаллизатор с внутренним диаметром 5 см и длиной 53 см, снабженный охлаждающей рубашкой. Сначала через рубашку циркулирует охлаждающий агент с температурой -7^oC, а воду, охлажденную примерно до 2^oC, заливают в кристаллизатор. Через 50 мин воду, оставшуюся незамерзшей, выливают. Во время этой процедуры на стенке кристаллизатора образовался слой льда толщиной примерно 5 мм. Количество замороженной воды составило 330 г/из расчета от количества залитой воды минус количество вылитой воды/. Сразу после выливания воды, в кристаллизатор заливают 666 г водного 3,5 мас. АФМ раствора с температурой 6О^oC. Через несколько секунд начинают осаждаться кристаллы АФМ в областях, немного удаленных от слоя льда. Через 15 мин образовавшуюся внутри суспензию АФМ удаляют через дно кристаллизатора посредством силы тяжести, когда лед растает почти полностью и осаждение АФМ почти прекратится. Выгрузка суспензии прошла легко, налета на стенках не образовалось.Example 4. In this example, a glass cylindrical mold was used with an inner diameter of 5 cm and a length of 53 cm, equipped with a cooling jacket. First, a cooling agent with a temperature of -7 ^° C is circulated through the jacket, and water cooled to about 2 ^° C is poured into the mold. After 50 minutes, the water remaining unfrozen is poured. During this procedure, a layer of ice about 5 mm thick formed on the mold wall. The amount of frozen water was 330 g / based on the amount of water poured minus the amount of poured water /. Immediately after pouring water, 666 g of aqueous 3.5 wt. AFM solution with a temperature of 6O ^o C. After a few seconds, AFM crystals begin to precipitate in areas slightly removed from the ice layer. After 15 minutes, the AFM suspension formed inside is removed through the bottom of the mold by gravity, when the ice has melted almost completely and precipitation of the AFM will almost cease. Unloading the suspension was easy, no plaque formed on the walls.

Температура суспензии составила 15^oC и кристаллы АФМ, содержавшиеся в суспензии, имели форму палочкообразных брусков или колонн, имевших ширину от 5 до 20 мкм и длину от 100 мкм и более. Скорость фильтрования суспензии составила 419 л/м²•мин, специфическое /удельное/ сопротивление /а/ составило 3,70•10⁹ м/кг и фильтрование прошло легко.The temperature of the suspension was 15 ^° C. and the AFM crystals contained in the suspension were in the form of rod-shaped bars or columns having a width of 5 to 20 μm and a length of 100 μm or more. The filtration rate of the suspension was 419 l / m ² • min, specific / specific / resistance / a / was 3.70 • 10 ⁹ m / kg and the filtration was easy.

Пример 5. В стеклянную колбу загружают /внутренний объем колбы 2 л/ 474 г ледяных кубиков размером 3х3х2,5 см, приготовленных из водного раствора 0,5 мас. АФМ. Затем к ним добавляют 1 кг водного 3,5 мас. раствора АФМ с температурой 60^oC с рН 4,5 в один прием. Через 1-2 с после добавления водного раствора АФМ начиналось осаждение кристаллов АФМ.Example 5. In a glass flask load / internal volume of the flask 2 l / 474 g of ice cubes measuring 3x3x3.5 cm, prepared from an aqueous solution of 0.5 wt. AFM. Then, 1 kg of aqueous 3.5 wt. AFM solution with a temperature of 60 ^o C with a pH of 4.5 in one go. 1-2 s after the addition of an aqueous AFM solution, the deposition of AFM crystals began.

Через 80 мин в смесь вводили мешалку лопастного типа, которую вращали для перемешивания суспензии, образовавшейся в колбе, когда лед растаял почти полностью и осаждение кристаллов АФМ почти завершилось. Температура суспензии была 13,5^oC и кристаллы АФМ, содержавшиеся в суспензии, имели форму палочкообразных брусков или колонн толщиной 2-20 мкм и длиной 100 мкм и более. Скорость фильтрования составила 369 л/м²•мин; удельное сопротивление /а/ было 4,94•10⁹ м/кг и фильтрование было гладким. Полученные кристаллы АФМ были немного мельче, чем те, которые были получены по примеру 2.After 80 minutes, a paddle-type mixer was introduced into the mixture, which was rotated to mix the suspension formed in the flask when the ice had melted almost completely and the precipitation of AFM crystals was almost complete. The temperature of the suspension was 13.5 ^° C. and the AFM crystals contained in the suspension were in the form of rod-shaped bars or columns with a thickness of 2-20 μm and a length of 100 μm or more. The filtration rate was 369 l / m ² • min; the specific resistance / a / was 4.94 • 10 ⁹ m / kg and the filtration was smooth. The obtained AFM crystals were slightly smaller than those obtained in example 2.

Сравнительный пример 1. В стеклянную емкость с внутренним объемом 2,5 л, снабженную мешалкой и внешней охлаждающей рубашкой, загружали 2 л водного 3,5 мас. раствора АФМ с температурой 60^oC и рН 4,5, и раствор охлаждали со скоростью 15^oC/ч до 10^oC, при этом мешалку вращали со скоростью 300 об/мин. Полученные таким образом кристаллы АФМ имели ширину 10 мкм и длину 30-100 мкм. Скорость фильтрования суспензии составила 88 л/м²•мин; удельное сопротивление /а/ было 3,24•10¹⁰ м/кг и фильтрование суспензии было затруднено.Comparative example 1. In a glass container with an internal volume of 2.5 l, equipped with a stirrer and an external cooling jacket, loaded 2 l of aqueous 3.5 wt. AFM solution with a temperature of 60 ^o C and pH 4.5, and the solution was cooled at a speed of 15 ^o C / h to 10 ^o C, while the stirrer was rotated at a speed of 300 rpm The AFM crystals thus obtained had a width of 10 μm and a length of 30-100 μm. The suspension filtration rate was 88 l / m ² • min; the specific resistance (a) was 3.24 • 10 ¹⁰ m / kg and the filtration of the suspension was difficult.

Сравнительный пример 2. Повторяли процедуры по примеру 2 за исключением того, что вместо ледяных кубиков в 3 л колбе использовали 360 г сухого льда. Сразу после добавления водного раствора АФМ 60^oC, рН 4,5 /3,5 мас. кристаллы АФМ образовывались на поверхности сухого льда и полученная суспензия "закипала" вследствие выделения газообразного CO₂. Поскольку поверхность сухого льда была покрыта осажденными кристаллами АФМ, то охлаждение суспензии происходило лишь медленно. Когда осмотрели содержимое емкости через 1,5 ч после добавления раствора АФМ, то все еще оставалось небольшое количество сухого льда. Содержавшиеся в суспензии кристаллы АФМ имели форму мелких кристаллов шириной 5 мкм или меньше и длиной 10-100 мкм.Comparative Example 2. The procedures of Example 2 were repeated except that 360 g of dry ice was used instead of ice cubes in a 3 L flask. Immediately after adding an aqueous solution of AFM 60 ^o C, pH 4.5 / 3.5 wt. AFM crystals formed on the surface of dry ice and the resulting suspension “boiled” due to the release of gaseous CO ₂ . Since the surface of dry ice was covered with precipitated AFM crystals, the suspension was cooled only slowly. When the contents of the container were inspected 1.5 hours after adding the AFM solution, there was still a small amount of dry ice. The AFM crystals contained in the suspension were in the form of small crystals with a width of 5 μm or less and a length of 10-100 μm.

Суспензию затем постепенно перемешивали мешалкой, чтобы позволить оставшемуся сухому льду превратиться в газ. Температура суспензии составила 20,5^oC. Скорость фильтрования составила 75 л/м²•мин, удельное сопротивление было 5,08•10¹⁰ м/кг и фильтрование было трудным.The suspension was then gradually stirred with a stirrer to allow the remaining dry ice to turn into gas. The temperature of the suspension was 20.5 ^° C. The filtration rate was 75 l / m ² • min, the specific resistance was 5.08 • 10 ¹⁰ m / kg and the filtration was difficult.

Пример 6. В стеклянный сосуд с внутренним объемом 2,5 л, снабженный внешней охлаждающей рубашкой, загружали 643 г измельченного льда, полученного дроблением того же льда в виде кубиков, что и в примере 1 с использованием измельчителя льда Ракувари А С-2000, фирмы Тайгер Валуум Боттл, Ко. лтд. Затем к нему сразу добавляли 1360 г 5,75 мас. раствора АФМ в смеси метанол/вода (15/85 об./об. что соответствует 12,28 мас.), содержащего 78,20 г АФМ при 60^oC и рН 4,5.Example 6. In a glass vessel with an internal volume of 2.5 l, equipped with an external cooling jacket, loaded 643 g of crushed ice obtained by crushing the same ice in the form of cubes as in example 1 using an ice crusher Rakuvari A C-2000, company Tiger Valueum Bottl, Co. Ltd. Then 1360 g of 5.75 wt. AFM solution in a mixture of methanol / water (15/85 vol./about. which corresponds to 12.28 wt.), containing 78.20 g of AFM at 60 ^o C and a pH of 4.5.

Через несколько секунд после добавления раствора АФМ начиналось осаждение кристаллов АФМ в нижних областях, немного удаленных от слоя льда. Все содержащиеся в суспензии кристаллы АФМ были в виде палочкообразных брусков или колонн. A few seconds after the addition of the AFM solution, the deposition of AFM crystals began in the lower regions slightly removed from the ice layer. All the AFM crystals contained in the suspension were in the form of rod-shaped bars or columns.

Через 30 мин, когда весь лед растаял, начинали перемешивание при 277 об/мин после мягкого разрушения образовавшейся псевдотвердой фазы шпателем. After 30 minutes, when all the ice had melted, stirring was started at 277 rpm after soft destruction of the resulting pseudo-solid phase with a spatula.

Температура суспензии вскоре после начала перемешивания составила 24,4^oC в центре и 20,5^oC у стенок сосуда. Затем сосуд охлаждали посредством циркулирования холодной воды (0^oC) через внешнюю рубашку емкости.The temperature of the suspension shortly after the start of mixing was 24.4 ^o C in the center and 20.5 ^o C at the walls of the vessel. The vessel was then cooled by circulating cold water (0 ^° C.) through the outer jacket of the vessel.

Охлаждение продолжалось 22 мин, до тех пор, пока температура в сосуде не достигла 5^oC.Cooling lasted 22 minutes, until the temperature in the vessel reached 5 ^o C.

Хотя во время охлаждения образовалось небольшое количество кристаллов, почти все кристаллы АФМ оставались в виде палочкообразных брусков или колонн с небольшим дополнительным ростом. Although a small number of crystals formed during cooling, almost all AFM crystals remained in the form of rod-shaped bars or columns with a small additional growth.

Было получено 63,77 г кристаллического АФМ с удельным сопротивлением (а) 5,45•10¹⁰ м/кг, выход составил 81,45% Скорость кристаллизации АФМ составила 1,226 г/мин. Фильтрование проходило очень гладко. На стенках колбы не образовалось "налета".Received 63.77 g of crystalline AFM with a specific resistance of (a) 5.45 • 10 ¹⁰ m / kg, the yield was 81.45%. The crystallization rate of AFM was 1.226 g / min. Filtering went very smoothly. No “plaque” formed on the walls of the flask.

Claims

1. The method of crystallization of alpha-L-aspartyl L-phenylalanine methyl ester from aqueous solutions by cooling, characterized in that the alpha-L-aspartyl L-phenylalanine methyl ester solution is cooled by direct contact with ice.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of water in the solution of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine is at least 85 wt.

3. The method according to PP.1 and 2, characterized in that for cooling using ice, previously prepared from an aqueous solution containing methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine in a concentration of not more than 2 wt.

4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the crystallization of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine is carried out with ice cooling to 0-30 ^o C, preferably up to 3 20 ^o C.

5. The method according to PP.1 to 4, characterized in that the crystallization of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine is carried out from a solution having a pH of 3 to 6, preferably 4 to 5.

6. The method according to PP.1 to 5, characterized in that the crystallization of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine is carried out under ice cooling without stirring.

7. The method according to PP.1 to 5, characterized in that during crystallization of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine, stirring begins from the moment of almost complete disappearance of ice.

8. The method according to claim 7, characterized in that the crystallization of methyl ester of alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine is carried out with further indirect cooling of the mixture.

9. Crystalline alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester having a specific resistance of 4.9 • 10 ⁹ m / kg or less, obtained by the method according to any one of claims 1 to 8.