TWI655184B - 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法 - Google Patents

2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI655184B
TWI655184B TW106132640A TW106132640A TWI655184B TW I655184 B TWI655184 B TW I655184B TW 106132640 A TW106132640 A TW 106132640A TW 106132640 A TW106132640 A TW 106132640A TW I655184 B TWI655184 B TW I655184B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
reaction
hydroxy
2methyl
solution
ketoglutarate
Prior art date
Application number
TW106132640A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201914989A (zh
Inventor
楊乃成
李盈
Original Assignee
中山醫學大學
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 中山醫學大學 filed Critical 中山醫學大學
Priority to TW106132640A priority Critical patent/TWI655184B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI655184B publication Critical patent/TWI655184B/zh
Publication of TW201914989A publication Critical patent/TW201914989A/zh

Links

Landscapes

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

Abstract

本發明係揭露一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係將丙酮酸或其鹽類溶液於一第一反應環境下進行反應，再將該第一反應環境調整為一第二反應環境，以獲得一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體，其中，該第一反應環境係為酸鹼值大於10之鹼性環境；以及該第二反應環境係為酸性環境, 並利用適當的溶劑進行結晶。藉由本發明所揭製造方法，係能夠確實地產製出高純度之2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。

Description

2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法
本發明係有關於一種化合物之製造方法，特別係指一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法。
按，2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸（以下稱parapyruvate）係為兩分子之丙酮酸進行醛酮縮合反應所形成之雙分子聚合物，具有抑制α-酮基戊二酸去氫酶複合物（a-ketoglutarate dehydrogenase complex，KGDHC）之能力，而能用於作為檸檬酸循環之抑制劑。
近期研究發現α-酮基戊二酸去氫酶複合物之活性降低與阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化性疾病相關，時目前市售丙酮酸鹽膳食補充品，如丙酮酸酸鈣等產品中係含有不等量之parapyruvate，因而有推測長期使用下會增加神經退化性疾病增加之風險，惟，目前市面上未有提供高純度之parapyruvate，亦未發展出快速且成本低之合成方法，因而導致許多科學研究無法順利進行。
本發明之主要目的係在於提供一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係提供製作出2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之最適條件條件，以產製出高純度之2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
本發明之另一目的係在提供一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係能夠增加2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體之產率，以達到節省製作成本之功效。
緣是，為能達成上述目的，本發明係揭露一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係將丙酮酸或其鹽類溶液於一第一反應環境下進行反應，再將該第一反應環境調整為一第二反應環境，並以一預定溶劑進行結晶，以獲得一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體，其中，該第一反應環境係為酸鹼值8~12之鹼性環境；以及該第二反應環境係為酸性環境。
更進一步來說，本發明所揭2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法係包含下列步驟：
步驟a：取濃度為0.5M~2M丙酮酸或其鹽類溶液於一反應環境下進行反應，其中，該反應環境之酸鹼值為8~12、反應溫度係為4～37℃。
步驟b：加入一酸性溶液將該反應環境調整為酸性，得到一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液。
步驟c：經溶劑結晶反應後，獲得一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
於本發明之一實施例中，該第二反應環境之酸鹼值係為2～4，其中，又以該第一反應環境之酸鹼值為12，該第二反應環境之酸鹼值為3時，parapyruvate之粗產率能夠高於60％。
為能使parapyruvate之粗產率能夠高於80％，該步驟a係取2M之丙酮酸溶液，以氫氧化鉀溶液使該反應環境之酸鹼值約為12，於4℃下進行反應；以及步驟b係以氯化氫溶液使該反應環境之酸鹼值降至2，以中止反應而獲得該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液。
於本發明之另一實施例中，步驟c之溶劑結晶反應係以丙酮作為萃取溶劑，其中，步驟c之溶劑結晶條件為：丙酮與該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液之體積比為1:2 、1:2.5 或 1:3、混合時間為10～60秒、反應溫度為-20~25℃、反應時間為6~24小時。
舉例來說，當該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與與丙酮體積比為1:2.5，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與丙酮混合時間為60秒，該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體回收率為89.3％，純度為81.1％。
為能提昇2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體之純度及回收率，該步驟c係更包含有一步驟c1及一步驟c2，其中：
該步驟c1係以丙酮作為溶劑，進行第一次溶劑結晶反應，自該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液析出一粗製備晶體；
該步驟c2係將該粗製備晶體製備為一預定濃度之粗萃晶體溶液後，再以乙醇作為溶劑進行第二次溶劑結晶反應，以獲得該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
其中，該粗製備晶體溶液之濃度為150mM。
更進一步來說，該步驟c1之溶劑結晶條件為：該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與丙酮之體積比為1:2~3、混合時間為10～60秒、反應溫度為4～-20℃、反應時間為6~24小時；並且，步驟c2之溶劑結晶條件為：該粗萃晶體溶液與乙醇之體積比為1:9~1:12、混合時間為10～60秒、反應溫度為-20~25℃、反應時間為6～24小時。
舉例來說，步驟c1以下列條件進行反應：該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與與丙酮體積比為1:2.5，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與丙酮混合時間為60秒；並且，步驟c2以下列條件進行反應：該粗萃晶體溶液與乙醇體積比為1:12，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，150mM parapyruvate溶液與乙醇混合時間為60秒時，2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體之回收率為93.2％，純度為99.8％。
本發明係揭露一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係提供一最適化之產製條件，以製備出高純度之2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體，達到解決目前市面尚未提供高純度2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體之缺失，藉此不僅能夠提供科學研究使用，亦能供產業利用。
具體來說，本發明所揭2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法係包含有製備parapyruvate粗製備液、析出parapyruvate晶體之步驟，其中，製備parapyruvate粗製備液之最適條件包含有：丙酮酸或其鹽類之濃度為2M、反應酸鹼值為12、反應溫度為4℃、終止反應之酸鹼值為2；析出parapyruvate晶體之程序係至少包含有溶劑結晶兩次，第一次溶劑結晶之最適條件係以丙酮作為溶劑，而粗製備液與丙酮體積比為1:2.5，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，粗製備液與丙酮混合時間為60秒；第二次溶劑結晶之最適條件係以乙醇作為溶劑，而parapyruvate溶液與乙醇體積比為1:12，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時， parapyruvate溶液與乙醇混合時間為60秒。藉此能使parapyruvate晶體之回收率高達93％以上，並且，parapyruvate晶體之純度高於99％。
而本發明所揭方法所產製之parapyruvate晶體經中山醫學大學健康科技中心重金屬檢驗，得知鉀離子含量為18.34 %，可知此晶體為含一個鉀離子（Mw = 39.1）之potassium parapyruvate，分子量為214.2，不含鉀離子的parapyruvate分子量為176.1。換言之，透過本發明所揭製作方法係確實能夠產製出高純度之2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
以下，將茲舉若干實例並搭配圖表來說明本發明所揭2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法及其功效。
實例一：製備parapyruvate粗製備液
請參下表一，列入製備parapyruvate之控制因子，並且各控制因子設定為三個變動等級，而依據下表一所列之各因子條件作為製備條件，並且以田口方法之L9直交表設計為9組實驗組，經由實驗計算出parapyruvate產率，如表二所示，其中，以丙酮酸作為反應物，藉由10M氫氧化鉀來調整反應酸鹼值，反應約15分鐘左右後，再透過10M氯化氫調整反應酸鹼值到設定之終止反應酸鹼值。
產率計算之方式係將產物重除上反應物重，反應物重W0（mg）為反應所需之丙酮酸重，產物重W1（mg）為粗製備液中所含parapyruvate重，先將粗製備液稀釋1000倍後，取20μl進行HPLC分析，以檢量線換算出其濃度為C1（ppm），C1乘上稀釋倍數（1000）及粗製備液體積V1（L），可得粗製備液中parapyruvate含量W1（mg），W1與W0相除即可得產率，產率公式如下：
產率(%)＝W1(mg)/ W0(mg) X 100%=C1x1000xV1/W0 X 100%
表一：各控制因子之等級 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 控制因子 </td><td> 等級 </td></tr><tr><td> 代碼 </td><td> 說明 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> A </td><td> 反應物濃度 </td><td> 0.5 </td><td> 1 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> B </td><td> 反應酸鹼值 </td><td> 8 </td><td> 10 </td><td> 12 </td></tr><tr><td> C </td><td> 反應溫度（℃） </td><td> 4 </td><td> 25 </td><td> 37 </td></tr><tr><td> D </td><td> 終止反應之酸鹼值 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 4 </td></tr></TBODY></TABLE>
表二：田口方法之L9直交表及各組產率 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 組別 </td><td> 各控制因子之等級 </td><td> 產率（％） </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 32.9 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 33.8 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 50.5 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 26.9 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 53.2 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 68.0 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 42.4 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 59.8 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 64.9 </td></tr></TBODY></TABLE>
由上表二之結果可知，平均產率為48％，其中，當反應酸鹼值為強鹼時，可使產率大幅增加，並且，根據上表二之結果可知，當反應物濃度1～2M、反應環境之酸鹼值係大於10～12、反應溫度係為4～25℃、終止反應之酸鹼值為2～3時，產率可以大於60％。
更進一步地，將上表二之結果經由統計分析法製為第一圖及下表三。由第一圖及表三之結果可知，製備parapyruvate粗製備液之最適化條件如下：反應物濃度為2M、反應酸鹼值為12、反應溫度為4℃、終止反應之酸鹼值為2，並且，經實驗確認上述最適化條件之產率高達85.1%。
表三：產率特性表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 等級 </td><td> 控制因子 </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 39.1 </td><td> 34.1 </td><td> 53.6 </td><td> 50.3 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 49.4 </td><td> 48.9 </td><td> 41.8 </td><td> 48.1 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 55.7 </td><td> 61.1 </td><td> 44.2 </td><td> 45.7 </td></tr><tr><td> 最適條件 </td><td> A3 </td><td> B3 </td><td> C1 </td><td> D1 </td></tr></TBODY></TABLE>
實例二：一次溶劑結晶最適化條件
為能獲得溶劑最適化條件，係選定粗製備液與溶劑體積比、靜置溫度、靜置時間及粗製備液與溶劑混合時間作為控制因子，並且以乙醇、甲醇及丙酮作為待測溶劑。將各該待測溶劑之控制因子設為3個變動等級，如表四所示，並依據田口方法之L9直交表設計9個實驗組，經實驗計算出經各該溶劑結晶後之純度及回收率，如表五所示，並且進一步地以統計分析方法篩選出各溶劑進行結晶之最適條件，分別如下表六至表八及第二圖至第四圖所示。
基於本發明所揭方法製備出之parapyruvate分子量為176.1，含一個鉀離子之parapyruvate分子量為241.2，因此，純度測定之方式係為取potassium parapyruvate晶體W2（mg）以二次水V2（L）將其溶解後，再以二次水稀釋1000倍，取20μl進行HPLC分析，以檢量線換算出其濃度為C2（ppm），純度公式如下：
純度(%)＝（C2 x 1000 x V2 x 214.2/176.1 (mg)）/W2 (mg) x 100%
將由溶劑結晶所取得的parapyruvate晶體總重W3 （mg）乘上晶體純度P3（%）在與粗製備液中所含之parapyruvate重W1（mg）相除，即可得回收率，公式如下：
回收率(%)＝（W3 x P3 x176.1/214.2 (mg)）/W1(mg) x 100%
表四：結晶溶劑之各控制因子之等級表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 控制因子 </td><td> 等級 </td></tr><tr><td> 代碼 </td><td> 說明 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> A </td><td> 粗製備液與溶劑體積比 </td><td> 1:2 </td><td> 1:2.5 </td><td> 1:3 </td></tr><tr><td> B </td><td> 靜置溫度（℃） </td><td> -20 </td><td> 4 </td><td> 25 </td></tr><tr><td> C </td><td> 靜置時間（小時） </td><td> 6 </td><td> 12 </td><td> 24 </td></tr><tr><td> D </td><td> 粗製備液與溶劑混合時間（秒）（模式：90。，90rpm） </td><td> 10 </td><td> 30 </td><td> 60 </td></tr></TBODY></TABLE>
表五：田口方法之L9直交表及各組純度及回收率 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 組別 </td><td> 各控制因子之等級 </td><td> 純度（％） </td><td> 回收率（％） </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td><td> 乙醇 </td><td> 甲醇 </td><td> 丙酮 </td><td> 乙醇 </td><td> 甲醇 </td><td> 丙酮 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 67.1 </td><td> 88.8 </td><td> 81.7 </td><td> 62.6 </td><td> 86.0 </td><td> 67.7 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 74.3 </td><td> 90.7 </td><td> 74.1 </td><td> 67.4 </td><td> 76.7 </td><td> 60.6 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 87.8 </td><td> 98.2 </td><td> 90.8 </td><td> 56.6 </td><td> 72.2 </td><td> 64.1 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 71.2 </td><td> 78.1 </td><td> 76.9 </td><td> 71.5 </td><td> 76.6 </td><td> 89.0 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 76.1 </td><td> 80.8 </td><td> 74.1 </td><td> 76.8 </td><td> 72.0 </td><td> 83.1 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 84.9 </td><td> 83.3 </td><td> 82.4 </td><td> 73.7 </td><td> 70.1 </td><td> 76.2 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 65.4 </td><td> 74.7 </td><td> 69.0 </td><td> 65.5 </td><td> 76.7 </td><td> 78.6 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 72.2 </td><td> 87.2 </td><td> 72.5 </td><td> 72.9 </td><td> 82.0 </td><td> 68.9 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 79.3 </td><td> 94.0 </td><td> 78.3 </td><td> 76.7 </td><td> 69.7 </td><td> 71.1 </td></tr></TBODY></TABLE>
表六：乙醇之回收率特性表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 等級 </td><td> 控制因子 </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 62.2 </td><td> 66.5 </td><td> 69.7 </td><td> 72.0 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 74.0 </td><td> 72.4 </td><td> 71.9 </td><td> 68.9 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 71.7 </td><td> 69.0 </td><td> 66.3 </td><td> 67.0 </td></tr><tr><td> 最適條件 </td><td> A2 </td><td> B2 </td><td> C2 </td><td> D1 </td></tr></TBODY></TABLE>
表七：甲醇之回收率特性表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 等級 </td><td> 控制因子 </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 78.3 </td><td> 79.8 </td><td> 79.4 </td><td> 75.9 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 72.9 </td><td> 76.9 </td><td> 74.3 </td><td> 74.5 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 76.1 </td><td> 70.7 </td><td> 73.6 </td><td> 76.9 </td></tr><tr><td> 最適條件 </td><td> A1 </td><td> B1 </td><td> C1 </td><td> D3 </td></tr></TBODY></TABLE>
表八：丙酮之回收率特性表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 等級 </td><td> 控制因子 </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 64.1 </td><td> 78.4 </td><td> 71.0 </td><td> 73.9 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 82.8 </td><td> 70.9 </td><td> 73.6 </td><td> 71.8 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 72.8 </td><td> 70.5 </td><td> 75.2 </td><td> 74.0 </td></tr><tr><td> 最適條件 </td><td> A2 </td><td> B1 </td><td> C3 </td><td> D3 </td></tr></TBODY></TABLE>
由上表六至表八及第二至四圖之結果可知，若以乙醇作為溶劑來說，進行溶劑結晶之最佳化條件為：粗製備液與乙醇體積比為1:2.5，靜置溫度為4℃，靜置時間為12小時，粗製備液與乙醇混合時間為10秒，依據此條件之回收率為77.2％，純度為75.2％；以甲醇作為溶劑來說，進行溶劑結晶之最佳化條件為：粗製備液與甲醇體積比為1:2，靜置溫度為-20℃，靜置時間為6小時，粗製備液與甲醇混合時間為60秒，依據此條件之回收率為86.8％，純度為94.7％；以丙酮作為溶劑來說，進行溶劑結晶之最佳化條件為：粗製備液與丙酮體積比為1:2.5，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，粗製備液與丙酮混合時間為60秒，依據此條件之回收率為89.3％，純度為81.1％。
因此，根據上述結果可知，以丙酮作為溶劑並搭配最適溶劑結晶條件係能獲得最佳之回收率，而以甲醇作為溶劑並搭配最適溶劑結晶條件係能獲得最佳純度。
實例三：二次溶劑結晶最適化條件
將實例二中以丙酮作為溶劑所獲得之parapyruvate晶體製備為150mM之parapyruvate水溶液，再分別以乙醇、甲醇及丙酮進行二次結晶，並且分別計算出其純度及回收率，結果如表九所示。
而二次結晶回收率之計算公式如下，其中，W3（mg）為第一次溶劑結晶所獲得potassium parapyruvate晶體總重，P3（%）為第一次溶劑結晶所獲得potassium parapyruvate晶體純度；W4（mg）為第二次溶劑結晶所獲得potassium parapyruvate晶體總重，P4（mg）為第二次溶劑結晶所獲得potassium parapyruvate晶體純度。
回收率(%)＝ W4 X P4 (mg)/ W3 x P3 (mg) X100%
表九：以不同溶劑進行二次溶劑結晶之純度及回收率 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 組別 </td><td> 溶劑 </td><td> 各控制因子 </td><td> 純度（％） </td><td> 回收率（％） </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 甲醇 </td><td> 1:1 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.9 </td><td> 39.6 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 甲醇 </td><td> 1:3 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.8 </td><td> 64.0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 甲醇 </td><td> 1:6 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.8 </td><td> 68.1 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 甲醇 </td><td> 1:9 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.7 </td><td> 70.6 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 丙酮 </td><td> 1:1 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.7 </td><td> 49.9 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 丙酮 </td><td> 1:3 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.6 </td><td> 61.9 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 丙酮 </td><td> 1:6 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.0 </td><td> 62.8 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 丙酮 </td><td> 1:9 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 98.9 </td><td> 70.9 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 乙醇 </td><td> 1:1 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.9 </td><td> 63.3 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 乙醇 </td><td> 1:3 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.8 </td><td> 75.6 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 乙醇 </td><td> 1:6 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.7 </td><td> 82.3 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 乙醇 </td><td> 1:9 </td><td> -20 </td><td> 12 </td><td> 60 </td><td> 99.5 </td><td> 91.8 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表九之結果可知，以不同溶劑進行二次溶劑結晶係能使parapyruvate晶體之純度大於99％，不過僅由以乙醇之回收率較佳，因此，更進一步探討以乙醇作為二次溶劑之溶劑結晶之最適化條件。
如實例二所述，將150mM parapyruvate溶液與溶劑體積比、靜置溫度、靜置時間及150mM parapyruvate溶液與溶劑混合時間作為控制因子，並將各該控制因子設為3個變動等級，如下表十所示。依據田口方法之L9直交表設計9個實驗組，經實驗計算出經各該溶劑結晶後之純度及回收率，如表十一所示，並進一步地以統計分析方法篩選出乙醇作為二次溶劑之最適條件，結果如下表十二及第五所示。
表十：溶劑為乙醇之各控制因子之等級表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 控制因子 </td><td> 等級 </td></tr><tr><td> 代碼 </td><td> 說明 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> A </td><td> 150mM parapyruvate溶液與乙醇體積比 </td><td> 1:9 </td><td> 1:10 </td><td> 1:12 </td></tr><tr><td> B </td><td> 靜置溫度（℃） </td><td> -20 </td><td> 4 </td><td> 25 </td></tr><tr><td> C </td><td> 靜置時間（小時） </td><td> 6 </td><td> 12 </td><td> 24 </td></tr><tr><td> D </td><td> 粗製備液與溶劑混合時間（秒）（模式：90。，90rpm） </td><td> 10 </td><td> 30 </td><td> 60 </td></tr></TBODY></TABLE>
表十一：田口方法之L9直交表及各組回收率及純度 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 組別 </td><td> 各控制因子之等級 </td><td> 純度（％） </td><td> 回收率（％） </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 99.7 </td><td> 86.1 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 99.7 </td><td> 80.8 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 99.8 </td><td> 83.3 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 99.8 </td><td> 92.8 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 99.9 </td><td> 88.4 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 99.9 </td><td> 86.5 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 99.9 </td><td> 93.0 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 99.7 </td><td> 88.7 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 3 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 99.9 </td><td> 87.5 </td></tr></TBODY></TABLE>
表十二：乙醇之回收率特性表 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 等級 </td><td> 控制因子 </td></tr><tr><td> A </td><td> B </td><td> C </td><td> D </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 83.4 </td><td> 90.6 </td><td> 87.1 </td><td> 87.3 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 89.2 </td><td> 86 </td><td> 87.1 </td><td> 86.8 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 89.7 </td><td> 85.8 </td><td> 88.2 </td><td> 88.2 </td></tr><tr><td> 最適條件 </td><td> A3 </td><td> B1 </td><td> C3 </td><td> D3 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表十一之結果可知，以乙醇作為二次溶劑時，parapyruvate晶體之平均回收率為87.5％，並且純度皆大於99％。而經過分析係得知，於150mM parapyruvate溶液與乙醇體積比為1:12，靜置溫度為-20℃，靜置時間為24小時，150mM parapyruvate溶液與乙醇混合時間為60秒，依據此條件之回收率為93.2％，純度為99.8％
實例四：晶體鑑定
經以LC/MS/MS及HPLC進行鑑定實例三所得之晶體，結果如第六圖至第十圖所示，其中，LC/MS/MS之分析條件為：游離化方式為Negative electrospray ionization （ESI-），掃描方式為全離子掃描，分子量範圍50～300，固定相為C18管柱，移動相為0.1％甲酸水溶液，流速為1 ml/min，每次進樣分析體積為20μL；HPLC層析法之條件如下：固定相為C18管柱，移動相為0.02%硫酸水溶液，波長為220 nm，流速為1 mL/min，每次進樣分析體積為20μL。
由第六圖至第十圖之結果顯示，藉由檢測晶體經過LC/MS/MS分析未發現其它不純物的波峰，亦即該檢測晶體為純品，並且，由母離子峰分子量為174.8及離子碎片(子離子)的分子量，可確認該晶體為parapyruvate，又經由HPLC分析定量其純度大於99％。
由上可知，藉由本發明所揭製備方法確實能夠產製出純度高於99％之parapyruvate晶體，並且回收率係高於85％，若經二次溶劑結晶程序，其回收率更能高於90％。
無
第一圖係為產率特性之反應圖。 第二圖係為以乙醇作為溶劑之回收率特性反應圖。 第三圖係為以甲醇作為溶劑之回收率特性反應圖。 第四圖係為以丙酮作為溶劑之回收率特性反應圖。 第五圖係為以乙醇作為二次溶劑之回收率特性反應圖。 第六圖係為本發明所揭方法所得之parapyruvate晶體經全離子掃描，質量電荷比範圍為50～300 m/z所獲得之層析圖譜。 第七圖係為本發明所揭方法所得之parapyruvate晶體之質譜圖。 第八圖係為本發明所揭方法所得之parapyruvate晶體之碎片分子量。 第九圖係為本發明所揭方法所得之parapyruvate晶體之照片。 第十圖係為本發明所揭方法所得之parapyruvate晶體以以HPLC分析之層析圖。

Claims (10)

  1. 一種2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其係將丙酮酸或其鹽類溶液於一第一反應環境下進行反應，再將該第一反應環境調整為一第二反應環境，並利用一有機溶劑進行結晶，以獲得一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸；其中，該第一反應環境係為酸鹼值8~12之鹼性環境；該第二反應環境係為酸鹼值係為2~4之酸性環境；以及該有機溶劑係選自由醇類化合物及酮類化合物所組成之群。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其包含下列步驟：步驟a：取濃度為0.5M~2M之丙酮酸或其鹽類溶液於該第一反應環境下進行反應，其中，該第一反應環境之酸鹼值係為8~12，且反應溫度係為4~37℃；步驟b：加入一酸性溶液將該第一反應環境調整為該第二反應環境，得到一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液；步驟c：加入丙酮進行結晶反應後，獲得一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中：該步驟a係取2M之丙酮酸溶液，以氫氧化鉀溶液使該反應環境之酸鹼值約為12，於4℃下進行反應；步驟b係以氯化氫溶液使該反應環境之酸鹼值降至2，以中止反應而獲得該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液。
  4. 依據申請專利範圍第2或3項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，步驟c中進行結晶反應之條件為：該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與丙酮之體積比為1：2、1：2.5或1：3、混合時間為10~60秒、反應溫度為-20~25℃、反應時間為6~24小時。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，步驟c中進行結晶反應之條件為：該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液與丙酮之體積比為1：2.5、混合時間為60秒、反應溫度為-20℃、反應時間為24小時。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其包含下列步驟：步驟a：取濃度為0.5M~2M之丙酮酸或其鹽類溶液於該第一反應環境下進行反應，其中，該第一反應環境之酸鹼值係為8~12，且反應溫度係為4~37℃；步驟b：加入一酸性溶液將該第一反應環境調整為該第二反應環境，得到一2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液；步驟c1：加入丙酮進行第一次溶劑結晶反應，自該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液析出一粗製備晶體；以及步驟c2：將該粗製備晶體製備為一預定濃度之粗製備晶體溶液後，再加入乙醇進行第二次溶劑結晶反應，以獲得該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸晶體。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，該步驟c1之第一次溶劑結晶反應之條件為：丙酮與該2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸溶液之體積比為1：2~3、混合時間為60秒、反應溫度為-20℃、反應時間為24小時。
  8. 依據申請專利範圍第6或7項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，該粗製備晶體溶液之濃度為150mM。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，該步驟c2之第二次溶劑結晶反應之條件為：該粗製備晶體溶液與乙醇之體積比為1：9~1：12、混合時間為10~60秒、反應溫度為-20~25℃、反應時間為6~24小時。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法，其中，該步驟c2之第二次溶劑結晶反應之條件為：該粗製備晶體溶液與乙醇之體積比為1：12、混合時間為60秒、反應溫度為-20℃、反應時間為24小時。
TW106132640A 2017-09-22 2017-09-22 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法 TWI655184B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106132640A TWI655184B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106132640A TWI655184B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI655184B true TWI655184B (zh) 2019-04-01
TW201914989A TW201914989A (zh) 2019-04-16

Family

ID=66991706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106132640A TWI655184B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI655184B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544642A (zh) * 2003-11-13 2004-11-10 江南大学 一种微生物发酵合成α-酮戊二酸的方法
CN102584568A (zh) * 2010-10-13 2012-07-18 张国基 α-酮戊二酸的制备工艺
CN103074232A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国农业大学 一种生产α-酮戊二酸的方法及其专用菌株

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544642A (zh) * 2003-11-13 2004-11-10 江南大学 一种微生物发酵合成α-酮戊二酸的方法
CN102584568A (zh) * 2010-10-13 2012-07-18 张国基 α-酮戊二酸的制备工艺
CN103074232A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国农业大学 一种生产α-酮戊二酸的方法及其专用菌株

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. A. Margolis et al., "Identification and Quantitatior If the Impurities in Sodium Pyruvate", Analytical Chemistry, Vol.58, 1986, Pages 2504~2510。
S. A. MARGOLIS ET AL: "Identification and Quantitatior If the Impurities in Sodium Pyruvate", ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 58, 1986, pages 2504 - 2510 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW201914989A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Far et al. Detection and identification of hydrophilic selenium compounds in selenium-rich yeast by size exclusion–microbore normal-phase HPLC with the on-line ICP–MS and electrospray Q-TOF-MS detection
CA2194218C (en) Hydrosoluble organic salts of creatine
Tian et al. Reactive extractive electrospray ionization tandem mass spectrometry for sensitive detection of tetrabromobisphenol A derivatives
Roland et al. Validation of a nanoliquid chromatography–tandem mass spectrometry method for the identification and the accurate quantification by isotopic dilution of glutathionylated and cysteinylated precursors of 3-mercaptohexan-1-ol and 4-mercapto-4-methylpentan-2-one in white grape juices
Liu et al. The pathways for the removal of acrylamide in model systems using glycine based on the identification of reaction products
US20120226045A1 (en) Pyrroloquinoline quinone in free form
Tzeng et al. Understanding the production of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) from chitosan using solid acids
EP2975020A1 (en) Method for purifying 1,5-diaminopentane
TWI655184B (zh) 2-羥基-2甲基-4酮基戊二酸之製造方法
Liu et al. Statistical design of experiments for production and purification of vanillin and aminophenols from commercial lignin
US8592216B2 (en) Labeling peptides with tertiary amines and other basic functional groups for improved mass spectrometric analysis
CN113200920A (zh) 一种脱氢枞酸基2,4-二芳基苯并咪唑类亚硫酸氢根离子荧光探针及其制备方法和应用
JP4860419B2 (ja) イオンクロマトグラフィーを用いた陰イオンの同時分析方法
US20080015386A1 (en) Crystal of L-Ornithine-Citric Acid Salt
CN107033033A (zh) 一种Nα‑芴甲氧羰基‑间羟基酪氨酸的合成方法
CN108689870B (zh) 一种氨甲环酸的制备方法
CN103709209B (zh) 异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的制备方法
WO2011107843A3 (en) Process for the preparation of atazanavir sulfate substantially free of diastereomers
CN112299978A (zh) 一种二苯甲酰甲烷的合成工艺
CN103940921B (zh) 一种微囊藻毒素的液相色谱-串联质谱检测方法
JP6023766B2 (ja) 血漿分画用ポリエチレングリコール又は血漿分画用ポリエチレングリコールのモノメチルエーテル及びその製造方法
US9428444B2 (en) Process for the preparation of levothyroxine sodium
WO2021073064A1 (zh) 基于茶多酚加合脱氧糖酮抑制Amadori重排产物降解的机制提高其产率的方法
US11773047B2 (en) Method for separating trans isomeric crocetin from cis isomeric crocetin
CN104086408B (zh) 羟基乙酸的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees