RU2425025C1 - Method of producing beta-glycine - Google Patents

Method of producing beta-glycine Download PDF

Info

Publication number
RU2425025C1
RU2425025C1 RU2010103223/04A RU2010103223A RU2425025C1 RU 2425025 C1 RU2425025 C1 RU 2425025C1 RU 2010103223/04 A RU2010103223/04 A RU 2010103223/04A RU 2010103223 A RU2010103223 A RU 2010103223A RU 2425025 C1 RU2425025 C1 RU 2425025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glycine
temperature
liquid nitrogen
beta
ice
Prior art date
Application number
RU2010103223/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Вячеславович Болдырев (RU)
Владимир Вячеславович Болдырев
Елена Владимировна Болдырева (RU)
Елена Владимировна Болдырева
Андрей Геннадьевич Огиенко (RU)
Андрей Геннадьевич Огиенко
Александр Владимирович Курносов (RU)
Александр Владимирович Курносов
Андрей Вячеславович Ильдяков (RU)
Андрей Вячеславович Ильдяков
Александр Александрович Бурдин (RU)
Александр Александрович Бурдин
Андрей Юрьевич Манаков (RU)
Андрей Юрьевич Манаков
Original Assignee
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный университет" (НГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный университет" (НГУ) filed Critical Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный университет" (НГУ)
Priority to RU2010103223/04A priority Critical patent/RU2425025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425025C1 publication Critical patent/RU2425025C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to the chemical and pharmaceutical industry, specifically to a method of producing beta-glycine, having wide application in engineering, medicine and food industry. The method involves fast cooling of aqueous glycine solution to liquid nitrogen temperature, wherein the cooled aqueous glycine solution has concentration of 15-33 wt % and cooling is carried out at a rate of not less than 800 degrees per minute, after which the obtained mixture of beta-glycine and ice is put into an evacuated chamber (less than 0.3 mm Hg) at temperature not higher than -30C, where the mixture is heated to -30C and then held at this temperature until complete removal of ice, and then heated to room temperature. The chamber is filled with dry gas and the sample is extracted. Fast cooling of the initial glycine solution is preferably carried out by spraying it into a vessel with liquid nitrogen or by spraying it into the surface of a metal plate which is cooled to liquid nitrogen temperature. ^ EFFECT: obtaining pure beta-glycine using a simple and efficient method. ^ 3 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, в частности к способам получения бета глицина, имеющего широкое применение в технике, медицине и пищевой промышленности.The invention relates to the pharmaceutical industry, in particular to methods for producing beta glycine, which is widely used in technology, medicine and the food industry.

Из всех полиморфных модификаций глицина наибольшее применение получил альфа глицин (α глицин). Примером использования α глицина может служить защищенный патентом РФ №2082398 [1] способ лечения острого ишемического инсульта, основанный на применении глицина как преперата, являющегося естественным тормозным медиатором, который способствует нормализации баланса между возбуждающими и тормозными нейротрансмиттерными системами, что позволяет в условиях острой ишемии мозга существенно ограничивать активность возбуждающих аминацидергических медиаторов (глутамата, аспартата) и предотвращать «шоковое» раскрытие кальциевых каналов.Of all the polymorphic modifications of glycine, alpha glycine (α glycine) has received the greatest use. An example of the use of α glycine is the method of treating acute ischemic stroke, protected by RF patent No. 2082398 [1], based on the use of glycine as an inhibitor, which is a natural inhibitory mediator that helps to normalize the balance between excitatory and inhibitory neurotransmitter systems, which allows acute cerebral ischemia significantly limit the activity of exciting aminacidergic mediators (glutamate, aspartate) and prevent the "shock" opening of calcium channels.

Известны способы получения α глицина. Например, патентами РФ 2009122 и 2009123 [2], [3] защищены технологии получения α глицина из монохлоруксусной кислоты и газообразного аммиака в присутствии гексаметилентетрамина в среде метанола, содержащего 10% воды, при дополнительном введении в реакционную массу хлороформа. Выход готового продукта 98,5-99%.Known methods for producing α glycine. For example, RF patents 2009122 and 2009123 [2], [3] protect the technology for producing α glycine from monochloracetic acid and gaseous ammonia in the presence of hexamethylenetetramine in methanol containing 10% water, with the additional introduction of chloroform into the reaction mass. The yield of the finished product is 98.5-99%.

Из других модификаций глицина также устойчивой является гамма форма (γ глицин), некоторое количество которой часто присутствует в выпускаемом промышленностью глицине.Of the other glycine modifications, the gamma form (γ glycine) is also stable, some of which is often present in commercially available glycine.

В то же время бета форма глицина (β глицин) являющаяся неустойчивой, может неопределенно долго сохраняться в сухой атмосфере, быстро переходя в альфа форму в присутствии паров воды («Кристаллоструктурное исследование метастабильной β-модификации глицина и ее перехода в α-модификацию». Журн. структ. хим., 43(№5), с.899-907, 2002 [4]).At the same time, the glycine beta form (β glycine), which is unstable, can remain indefinitely in a dry atmosphere, quickly transforming into the alpha form in the presence of water vapor (“Crystal Structural Study of the Metastable β-Modification of Glycine and its Transition to α-Modification.” Zhurn Structural Chem., 43 (No. 5), pp. 899-907, 2002 [4]).

Установлено, что структура β глицина имеет особенности, отличающие ее от структуры устойчивой модификации глицина (α глицина), (пространственная группа симметрии Р21, водородные связи NH…O соединяют цвиттер-ионы, в виде которых существуют молекулы глицина, в слои, которые в β модификации глицина объединены в трехмерную сетку, а не соединены попарно, в отличие от α глицина), что позволяет предположить наличие свойств, делающих β глицин более эффективным лекарственным препаратом.It has been established that the structure of β glycine has features that distinguish it from the structure of stable modification of glycine (α glycine), (P21 space group, NH ... O hydrogen bonds connect the zwitterions in the form of which glycine molecules exist into layers that contain β glycine modifications are combined in a three-dimensional grid, rather than paired, unlike α glycine), which suggests the presence of properties that make β glycine a more effective drug.

В настоящее время известны следующие способы получения бета глицина: путем перекристаллизации из водно-спиртового раствора глицина («The crystal structure of β-glycine» Acta Cryst., 13, pp.35-45, 1960 [5] и охлаждением насыщенного раствора глицина, содержащего уксусную кислоту «β-glycine» Acta Cryst, E58, pp.o634-o636, 2002 [6]).Currently, the following methods for producing beta glycine are known: by recrystallization from a water-alcohol solution of glycine (“The crystal structure of β-glycine” Acta Cryst., 13, pp. 35-45, 1960 [5] and cooling a saturated solution of glycine, containing β-glycine acetic acid Acta Cryst, E58, pp.o634-o636, 2002 [6]).

Недостатком этих способов является часто наблюдаемое выпадение также и альфа модификации глицина, в таком случае кристаллы бета модификации должны быть отделены вручную под микроскопом.The disadvantage of these methods is the often observed precipitation of alpha glycine modification as well, in which case beta modification crystals must be manually separated under a microscope.

Третий способ заключается в высаливании ацетоном выдержанного в герметично закрытом сосуде в течение двух недель при комнатной температуре предварительно нагретого до 80°С насыщенного раствора α глицина в смеси ледяной уксусной кислоты и воды (2:1) («Synthesis and calorimetric investigation of unstable β-glycine» Journal of Cryst. Growth, 241, pp.266-268, 2002 [7]). Выпавшие мелкие кристаллы необходимо быстро отфильтровать и высушить под вакуумом. Таким способом может быть получено порядка 1 грамма бета глицина за один синтез, масштабировать процесс затруднительно, к тому же даже при строгом соблюдении условий синтеза происходит кристаллизация гамма формы глицина.The third method consists in salting out with acetone a saturated solution of α glycine in a mixture of glacial acetic acid and water (2: 1) (previously synthesized in a sealed vessel for two weeks at room temperature) (Synthesis and calorimetric investigation of unstable β- glycine "Journal of Cryst. Growth, 241, pp. 266-268, 2002 [7]). Precipitated small crystals must be quickly filtered and dried under vacuum. In this way, about 1 gram of beta glycine can be obtained in one synthesis, it is difficult to scale the process, moreover, even with strict observance of the synthesis conditions, the gamma form of glycine crystallizes.

Недостатками данного способа является необходимость длительного выдерживания раствора, необходимость отфильтровывания выпавшего осадка глицина (вследствие разности растворимости глицина при 80°С и 20°С) перед добавлением ацетона, необходимость быстрого добавления сравнимого с объемом исходного раствора объема ацетона и быстрого отделения получившегося осадка. Также существенными недостатками данного метода являются необходимость работать с малыми количествами глицина и возможная кристаллизация гамма формы глицина при соблюдении всех условий синтеза.The disadvantages of this method are the need for a long aging of the solution, the need to filter out the precipitated glycine precipitate (due to the difference in the solubility of glycine at 80 ° C and 20 ° C) before adding acetone, the need to quickly add a volume of acetone comparable to the volume of the initial solution and quickly separate the resulting precipitate. Also significant disadvantages of this method are the need to work with small amounts of glycine and the possible crystallization of the gamma form of glycine under all synthesis conditions.

Все перечисленные способы требуют значительных усилий и затрат на разработку на их основе промышленных технологий.All of the above methods require significant efforts and costs for the development of industrial technologies based on them.

Прототипом предлагаемому способу послужил установленный факт образования смеси бета глицина и льда, получающейся при распылении водного раствора глицина в емкость с жидким азотом («Phase transitions of glycine in frozen aqueous solutions and during freeze-drying» Pharmaceutical Research., 18 (№10), pp.1448-1454, 2001 [8]. Полученная смесь в условиях, описанных в статье, приводит к появлению примеси гамма модификации.The prototype of the proposed method was the established fact of the formation of a mixture of beta glycine and ice, obtained by spraying an aqueous solution of glycine in a container with liquid nitrogen ("Phase transitions of glycine in frozen water solutions and during freeze-drying" Pharmaceutical Research., 18 (No. 10), pp.1448-1454, 2001 [8]. The resulting mixture under the conditions described in the article leads to the appearance of gamma modification impurities.

Задачей настоящего изобретения является разработка более простого, эффективного и технологичного способа получения чистого β глицина, который можно хранить длительное время в сухой атмосфере.The objective of the present invention is to develop a simpler, effective and technologically advanced method for producing pure β glycine, which can be stored for a long time in a dry atmosphere.

Поставленная задача решена путем быстрого охлаждения водных растворов глицина с концентрацией 15-33 мас.% до температуры жидкого азота со скоростью не менее 800°С в минуту, например, распылением раствора в емкость с жидким азотом либо на охлажденную в жидком азоте медную пластину, после этого из получившейся смеси бета глицина и льда удаляют лед путем сублимации, для чего смесь помещают в вакуумированную (вакуум менее 0,3 мм рт.ст.) камеру при температуре не выше -30°С, в которой затем отогревают смесь до -30°С и при этой температуре выдерживают до полного удаления льда. Время, необходимое для удаления льда, рассчитывают исходя из известной массы воды в образце и производительности насоса. После удаления льда камеру с образцом отогревают до комнатной температуры, заполняют сухим газом (азот, аргон) и извлекают образец.The problem is solved by rapidly cooling aqueous solutions of glycine with a concentration of 15-33 wt.% To a temperature of liquid nitrogen at a rate of at least 800 ° C per minute, for example, by spraying the solution into a container with liquid nitrogen or onto a copper plate cooled in liquid nitrogen, after of this, ice is removed from the resulting mixture of beta glycine and ice by sublimation, for which the mixture is placed in an evacuated (vacuum of less than 0.3 mm Hg) chamber at a temperature not exceeding -30 ° C, in which the mixture is then heated to -30 ° C and at this temperature can withstand olnogo icing. The time required to remove ice is calculated based on the known mass of water in the sample and pump performance. After removing the ice, the sample chamber is warmed to room temperature, filled with dry gas (nitrogen, argon) and the sample is removed.

Экспериментально было установлено, что бета глицин при условиях предлагаемого способа получается при любых его концентрациях в исходных водных растворах, но подходящий для данного метода диапазон концентраций от 15 до 33 мас.%. При концентрациях исходных растворов <15% существенно увеличивается относительная доля льда, который необходимо удалять сублимацией, а при использовании растворов глицина в диапазоне концентраций выше 33 мас.%, во-первых, для растворения всей массы глицина необходимо длительное перемешивание при нагревании до температуры кипения раствора, а во-вторых, появляется примесь альфа модификации глицина при охлаждении полученного раствора.It was experimentally found that beta glycine under the conditions of the proposed method is obtained at any of its concentrations in the initial aqueous solutions, but the concentration range suitable for this method is from 15 to 33 wt.%. At concentrations of the initial solutions <15%, the relative fraction of ice, which must be removed by sublimation, significantly increases, and when using glycine solutions in the concentration range above 33 wt.%, Firstly, to dissolve the entire mass of glycine, it is necessary to mix for a long time while heating to the boiling temperature of the solution and secondly, an admixture of alpha glycine modification appears upon cooling of the resulting solution.

Температура и давление для предлагаемого способа получения бета глицина были подобраны на основании положения кривой сублимации льда на фазовой диаграмме воды и с учетом ограничений, связанных с полиморфными превращениями глицина.The temperature and pressure for the proposed method for producing beta glycine were selected based on the position of the sublimation curve of ice in the phase diagram of water and taking into account the limitations associated with polymorphic transformations of glycine.

Факт получения бета модификации глицина в указанных условиях подтверждается идентификацией конечного продукта методом рентгенофазового анализа.The fact of obtaining beta modification of glycine under these conditions is confirmed by the identification of the final product by x-ray phase analysis.

Предлагаемый способ прост в осуществлении, сравнительно легко может быть преобразован в технологический процесс промышленного масштаба.The proposed method is simple to implement, relatively easily can be converted into a technological process on an industrial scale.

Примеры реализации способаMethod implementation examples

Пример 1.Example 1

5 мл 15%-ного раствора альфа глицина распыляли в сосуд с жидким азотом. Образующуюся смесь твердых фаз (лед и бета глицин) помещали в вакуумированную (вакуум 10-2 мм рт.ст.) камеру при температуре -120°С. Затем камеру нагревали до -30°С и при этой температуре выдерживали до полного удаления льда. (Время, необходимое для удаления льда, рассчитывалось исходя из известной массы воды в образце и производительности насоса). После этого камеру с образцом отогревали до комнатной температуры, заполняли аргоном и доставали образец. Рентгенофазовый анализ показал, что полученный образец представляет собой чистый бета глицин.5 ml of a 15% alpha glycine solution was sprayed into a vessel with liquid nitrogen. The resulting mixture of solid phases (ice and beta glycine) was placed in a vacuum (10 -2 mm Hg vacuum) chamber at a temperature of -120 ° C. Then the chamber was heated to -30 ° C and kept at this temperature until the ice was completely removed. (The time required to remove ice was calculated based on the known mass of water in the sample and pump performance). After that, the chamber with the sample was warmed to room temperature, filled with argon and the sample was taken out. X-ray phase analysis showed that the obtained sample was pure beta glycine.

Аналогично описанному примеру были проведены эксперименты с водными растворами при концентрациях глицина мас.%: 20, 30, 33.Similarly to the described example, experiments were carried out with aqueous solutions at glycine concentrations wt.%: 20, 30, 33.

В результате получали чистый бета глицин.The result was pure beta glycine.

Пример 2.Example 2

Смесь твердых фаз льда и бета глицина, полученную распылением 5 мл 15%-ного раствора альфа глицина на охлажденную до температуры жидкого азота медную пластину, помещали в вакуумированную камеру при температуре -80°С; дальнейшие действия аналогичны примеру 1.The mixture of solid phases of ice and beta glycine, obtained by spraying 5 ml of a 15% solution of alpha glycine on a copper plate cooled to the temperature of liquid nitrogen, was placed in a vacuum chamber at a temperature of -80 ° C; further steps are similar to example 1.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2082398 от 27.06.1997.1. RF patent No. 2082398 dated 06/27/1997.

2. Патент РФ №2009122 от 20.05.1991.2. RF patent No. 2009122 of 05.20.1991.

3. Патент РФ №2009123 от 20.05.1991.3. RF patent No. 2009123 of 05.20.1991.

4. «Кристаллоструктурное исследование метастабильной β-модификации глицина и ее перехода в α-модификацию». Журн. структ. хим., 43(№5), с.899-907, 2002.4. "Crystal structure study of metastable β-modification of glycine and its transition to α-modification." Zhurn. structure Chem., 43 (No. 5), pp. 899-907, 2002.

5. «The crystal structure of β-glycine» Acta Cryst., 13, pp.35-45, 1960.5. "The crystal structure of β-glycine" Acta Cryst., 13, pp. 35-45, 1960.

6. «β-glycine» Acta Cryst., E58, pp.o634-o636, 2002.6. "β-glycine" Acta Cryst., E58, pp.o634-o636, 2002.

7. «Synthesis and calorimetric investigation of unstable β-glycine» Journal of Cryst. Growth, 241, pp.266-268, 2002.7. "Synthesis and calorimetric investigation of unstable β-glycine" Journal of Cryst. Growth, 241, pp. 266-268, 2002.

8. «Phase transitions of glycine in frozen aqueous solutions and during freeze-drying» Pharmaceutical Research., 18 (№10), pp.1448-1454, 2001.8. "Phase transitions of glycine in frozen aqueous solutions and during freeze-drying" Pharmaceutical Research., 18 (No. 10), pp. 1448-1454, 2001.

Claims (3)

1. Способ получения бета глицина путем быстрого охлаждения водного раствора глицина до температуры жидкого азота, отличающийся тем, что охлаждению подвергают водный раствор глицина с концентрацией 15-33 мас.%, охлаждение производят со скоростью не менее 800 град/мин, после чего получившуюся смесь бета глицина и льда помещают при температуре не выше -30°С в вакуумированную (менее 0,3 мм рт.ст.) камеру, в которой отогревают смесь до -30°С и при этой температуре выдерживают до полного удаления льда, затем отогревают до комнатной температуры, заполняют камеру сухим газом и извлекают образец.1. The method of producing beta glycine by rapidly cooling an aqueous solution of glycine to a temperature of liquid nitrogen, characterized in that cooling is subjected to an aqueous solution of glycine with a concentration of 15-33 wt.%, Cooling is performed at a speed of at least 800 deg / min, after which the resulting mixture beta glycine and ice are placed at a temperature not exceeding -30 ° C in a vacuum (less than 0.3 mm Hg) chamber, in which the mixture is heated to -30 ° C and at this temperature is maintained until the ice is completely removed, then heated to room temperature fill chamber with dry gas and extract the sample. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстрое охлаждение исходного раствора глицина осуществляют путем распыления его в сосуд с жидким азотом.2. The method according to claim 1, characterized in that the rapid cooling of the initial glycine solution is carried out by spraying it into a vessel with liquid nitrogen. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстрое охлаждение исходного раствора глицина осуществляют путем распыления его на поверхность металлической пластины, охлажденной до температуры жидкого азота. 3. The method according to claim 1, characterized in that the rapid cooling of the initial glycine solution is carried out by spraying it on the surface of a metal plate, cooled to a temperature of liquid nitrogen.
RU2010103223/04A 2010-02-01 2010-02-01 Method of producing beta-glycine RU2425025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103223/04A RU2425025C1 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of producing beta-glycine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103223/04A RU2425025C1 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of producing beta-glycine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425025C1 true RU2425025C1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103223/04A RU2425025C1 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of producing beta-glycine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425025C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113603603A (en) * 2021-08-05 2021-11-05 西北大学 Method for preparing beta-glycine by solution freezing and anti-solvent washing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.PYNE et al., Phase Transitions of Glycine in Frozen Aqueous Solutions and during Freeze-Drying, PHARMACEUTICAL RESEARCH, 2001, 18(10), 1448-1454. S.CHONGPRASERT et al, Characterization of Frozen Solutions of Glycine, JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES, 2001, 90(11), 1720-1728. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113603603A (en) * 2021-08-05 2021-11-05 西北大学 Method for preparing beta-glycine by solution freezing and anti-solvent washing
CN113603603B (en) * 2021-08-05 2023-09-15 西北大学 Method for preparing beta glycine by solution freezing and antisolvent washing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mineki et al. Asymmetric autocatalysis initiated by achiral nucleic acid base adenine: implications on the origin of homochirality of biomolecules
CN107207552B (en) Crystal of N-acetylneuraminic acid ammonium salt anhydride and process for producing the same
RU2425025C1 (en) Method of producing beta-glycine
ES2845603T3 (en) Purification of cadaverine using a high-boiling solvent
RU2411233C1 (en) Method of producing gamma-glycine
JPWO2007026766A1 (en) 1,3-Diiodohydantoin compound and method for producing the same
TW201217311A (en) Process for the production of L-carnitine tartrate
KR101963570B1 (en) Method for the Preparation of Amorphous Dinucleoside Polyphosphate Compound
AU2017383071B2 (en) Improved synthesis of lysine acetylsalicylate · glycine particles
US10787479B2 (en) Crystalline 3′,5′-cyclic diguanylic acid
CN109467586B (en) Neotame refining method
EP3118207B1 (en) Inclusion compound of 3&#39;,5&#39;-cyclicdiadenylic acid, and method for producing same
EP3564213B1 (en) Method for preparing l-methionine crystals using crystallization technique
TW201841887A (en) Method for manufacturing diastereomer of citric acid derivative
WO2016195070A1 (en) METHOD FOR PRODUCING α-FORM CRYSTAL OF REDUCED GLUTATHIONE, AND METHOD FOR STORING SAID CRYSTAL
JP2012041299A (en) Method for producing anhydrous trehalose
KR20060063908A (en) Process for the purification of riboflavin
CN106187799B (en) A method of preparing DL-lysine hydrochloride
JP6186236B2 (en) Method for producing amino acid
EP2739605B1 (en) Process for the preparation of crystalline form i of agomelatine
US20240101504A1 (en) Hydroxyalkanoic acid crystal production method and hydroxyalkanoic acid crystal polymorph
US20040007689A1 (en) Process for controlling the hydrate mix of a compound
RU2447075C1 (en) Method of producing (-polymorphic modification of 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazatetracyclo [5,5,03,11,05,9]dodecane
JPH04141204A (en) Recovery of high purity organic acid
JP2012504111A (en) Method for crystallizing carnosol