D-葡萄糖醛酸γ-內酯結晶方法
2023-04-28 11:28:41 1
專利名稱：D-葡萄糖醛酸γ-內酯結晶方法
技術領域：
本發明屬於藥物原料或保健品生產領域，具體涉及一種D-葡萄糖醛酸y -內酯結晶方法。
背景技術：
D-葡萄糖醛酸y-內酯在醫藥、食品、保健品工業中有廣泛的應用前景， 目前工業上主要採用硝酸氧化工藝，這種工藝最大的缺點是汙染嚴重，產 品需要低溫冷凍分離，能耗較大，不符合國家的產業政策。國外有採用葡萄 糖苷氧化法生產葡萄糖醛酸內酯，氧化反應需要以Pt/C為催化劑，成本很高， 且催化劑不易得到，袁華等人採用負載氧化劑法將Pt負載在轉鈦礦中，在一 定程度上降低了生產成本，但產品分離難等問題沒有很好的解決，還停留在 原工藝一的基礎上。
目前D-葡萄糖醛酸y -內酯的結晶採用真空濃縮、冷凍6 8天的方法進
行結晶。這種方法不i又能耗大，而且由於混合液過於粘稠，結晶分離困難。
2006年武漢化工袁華等人(公開號CN1817895)採用三次脫水法，以1 2 'C/小時的速率進行動態梯度降溫結晶，結晶終止溫度為25±5°C，結晶總時 間《40小時。結晶混合物經過濾得到D-葡萄糖醛酸y-內酯，該方法提高了 D"葡萄糖醛酸y-內酯的結晶，大幅減少了結晶時間和降低了結晶能耗。但該 方法以乙酸丁酯做為二次帶水劑，存在成本高，且由於乙酸丁酯沸點高，D-葡萄糖醛酸易分解，液體粘稠，結晶體難分離的問題依然未得到很好的解決。
發明內容
本發明的目的在於提供一種根據水解物性質的差異進行分離提純，變冷凍結晶為常溫結晶，有效的簡化生產操作，降低生產成本的D-葡萄糖醛酸Y
-內酯結晶方法。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是
1) 首先將100g玉米澱粉，150 200rnL的水和0.05 0.1g的FeSOjQ 入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為9 11，邊攪拌邊 緩緩加入5 8g的H202，在45。C下反應4h，反應結束後升溫至沸騰得氧化 澱粉；
2) 冷卻並調節氧化澱粉液的pH值為6.0 6. 5，按100 150u的a-澱粉酶/g澱粉的比例加入活力為20000 ii/g的a-澱粉酶，在85 90。C下水 解0. 5 2. 0h後加熱至沸騰並保持10min，殺滅ct -澱粉酶得液化液；
3) 將液化液冷卻至60 65。C並調節其pH值為4. 0 4. 5，按100 150 u 的糖化酶/g澱粉的比例加入活力為10000 u /g的糖化酶，在60 65。C下保溫 12 16h，加熱滅酶並趁熱過濾；
4) 向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清液，重複三 次，合併上清液並減壓濃縮；
5) 向減壓濃縮後的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45 55 。C下反應l 2h，靜置出現微細晶種，12h後出現D"葡萄糖醛酸Y-內酯，分 離晶體，用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸Y-內酯。
本發明針對結晶工藝分離困難，能耗高，時間長等問題，根據葡萄糖醛 酸、葡萄糖、D^葡萄糖醛酸Y-內酯及其它二糖、多糖性質差異，提出在氧 化澱粉酶解後，用乙醇法提取葡萄糖醛酸，回收乙醇後，加乙酸、乙酸酐進 行內酯化，在常溫進行結晶使葡萄糖醛酸內酯化。本發明最大的優點是以 常溫結晶代替冷凍或三次脫水結晶方法，克服了晶體分離困難的難題，簡化 了生產工藝，大大的降低了生產成本。
具體實施例方式
實施例1:1)首先將100g玉米澱粉，150rnL的水和0.1 g的FeS04加入 帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為10，邊攪拌邊緩緩加 入6g的H202，在45。C下反應4h，反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉；目的 是讓過量的HA加熱分解，避免酶解液中的醛基(葡萄糖醛酸、葡萄糖)進 一步氧化，得羧基含量>8%，羰基含量《0.2%的氧化澱粉；
2) 調節氧化澱粉液的pH值為6.2，按120li的a-澱粉醇/g澱粉的比 例加入活力為20000 u /g的a -澱粉酶，在9(TC下水解0. 5h後加熱至沸騰並 保持10min,殺滅a -澱粉酶得液化液；
3) 將液化液冷卻至62X:並調節其pH值為4.5,按120u的糖化酶/g澱 粉的比例加入活力為10000u/g的糖化酶，在63t:下保溫14h，加熱滅酶並 趁熱過濾；
4) 濃縮濾液(主要目的去除多餘的水分)並向濾液中加入乙醇充分攪拌 至濾液混濁，靜置，收集上清液，重複三次，合併上清液並減壓濃縮(目的 回收乙醇)；酶解的主要成分為葡萄糖醛酸、葡萄糖、麥芽糖及多糖，葡萄糖 醛酸易溶於水，能溶於乙醇，而葡萄糖、麥芽糖及多糖易溶於水，微溶於乙 醇；
5) 向減壓濃縮後的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45。C下 反應2h,靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸y-內酯，分離晶體， 用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸y -內酯。
實施例2: 1)首先將100g玉米澱粉，180mL的水和0.08g的FeSO4加 入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為9，邊攪拌邊緩緩 加入8g的H202，在45'C下反應4h，反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉；
2)調節氧化澱粉液的pH值為6.5，按140u的a-澱粉酶/g澱粉的比例加入活力為20000 U /g的a -澱粉酶,在86。C下水解1. 5h後加熱至沸騰並 保持10min，殺滅a -澱粉酶得液化液；
3) 將液化液冷卻至65。C並調節其pH值為4.2，按140u的糖化酶/g澱 粉的比例加入活力為10000 u/g的糖化酶，在60。C下保溫16h，加熱滅酶並 趁熱過濾；
4) 濃縮濾液向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清液， 重複三次，合併上清液並減壓濃縮；
5) 向減壓濃縮後的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在5(TC下 反應1.5h，靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸y-內酷，分離晶 體，用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸y-內酯。
實施例3: 1)首先將100g玉米澱粉，160mL的水和0.05g的FeS04加 入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為11，邊攪拌邊緩緩 加入5g的H202，在45卩下反應4h,反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉；
2) 調節氧化澱粉液的pH值為6.0，按100u的a-澱粉酶/g澱粉的比 例加入活力為20000 y /g的a -澱粉酶，在88匸下7jC解lh後加熱至沸騰並保 持10min,殺滅a -澱粉酶得液化液；
3) 將液化液冷卻至6rC並調節其pH值為4.0，按100u的糖化酶/g澱 粉的比例加入活力為10000 u/g的糖化酶，在64"下保溫13h，加熱滅酶並 趁熱過濾；
4) 濃縮濾液並向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清 液，重複三次，合併上清液並減壓濃縮；
5) 向減壓濃縮後的上清液中加入20raL乙酸和lOmL乙酸酐，在48。C下 反應1.8h,靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸y-內酯，分離晶 體，用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸y-內酯。實施例4: 1)首先將100g玉米澱粉，200rnL的水和0.09g的FeS04加 入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為9，邊攪拌邊緩緩 加入7g的H202，在45-C下反應4h，反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉；
2)調節氧化澱粉液的pH值為6.3，按150u的a-澱粉醇/g澱粉的比 例加入活力為20000 u /g的a -澱粉酶，在85。C下水解2. 0h後加熱至沸騰並 保持10min，殺滅a -澱粉酶得液化液；
3 )將液化液冷卻至63-C並調節其pH值為4. 3，按150 u的糖化酶/g澱 粉的比例加入活力為10000 u/g的糖化酶，在65-C下保溫12h,加熱滅酶並 趁熱過濾；
4) 濃縮濾液並向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清 液，重複三次，合併上清液並MJS濃縮；
5) 向減壓濃縮後的上清液中加入20mL乙酸和lOmL乙酸酐，在52。C下 反應1.3h，靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸Y-內酯，分離晶 體，用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸Y-內酯。
實施例5: 1)首先將100g玉米澱粉，170mL的水和0.07g的FeS04加 入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為10，邊攪拌邊緩緩 加入8g的H202,在45'C下反應4h,反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉；
2) 調節氧化澱粉液的pH值為6丄按130u的a-澱粉酶/g澱粉的比 例加入活力為20000 u /g的a -澱粉酶,在87-C下水解lh後加熱至沸騰並保 持10min，殺滅a -澱粉酶得液化液；
3) 將液化液冷卻至6(TC並調節其pH值為4.4，按130u的糖化酶/g澱 粉的比例加入活力為10000 u/g的糖化酶，在62。C下保溫15h，加熱滅酶並 趁熱過濾；
4) 濃縮濾液並向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清液，重複三次，合併上清液並減壓濃縮；
5)向減壓濃縮後的上清液中加入20rnL乙酸和10mL乙酸酐，在55'C下 反應lh,靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸y-內酯，分離晶體， 用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸y -內酯。
由於氧化澱粉在酶的作用下，a-L4糖苷鍵被打開，形成葡萄糖醛酸、 葡萄糖、麥芽糖及多糖(與其水解的程度有關)，由於葡萄糖醛酸能溶於7jC及 乙醇，而葡萄糖、麥芽糖及多糖易溶於水，微溶於乙醇，故氧化澱粉酶解液 中，加入乙醇，糖化液變渾濁，葡萄糖、麥芽糖及多糖析出，而葡萄糖醛酸 溶於乙醇中，回收乙醇便得葡萄糖醛酸，給葡萄糖醛酸中加入乙酸，在H+的 作用下，葡萄糖醛酸分子內部發生SN2取代反應，y-位上的0H與1"C00H發 生縮合反應，由於此反應為可逆反應，反應生成的水被促使乙酸酐形成乙酸， 使得反應向正反應方向進行，從而有利於D-葡萄糖醛酸y-內酯的生成。內 酯化反應結束後，在常溫下，約2h便有D-葡萄糖y-內酯晶種形成，靜置 12h，過濾，即得到D-葡萄糖醛酸y-內酯晶體，將母液用於下次葡萄糖醛酸 內酯化中，D-葡萄糖醛酸y-內酯的產率可達到14g/100g澱粉。將得到的D-葡萄糖醛酸y-內酯用乙醇重結晶，可得到CeHs06含量》98. 5%的D-葡萄糖醛 酸y內酯。
本發明的方法能夠達到D-葡萄糖醛酸y-內酯的清潔生產，尤其是母液 的回用，不僅節約試劑，降低成本，而且消除了乙酸、乙酸酐對環境的汙染； 大大的降低了 D-葡萄糖醛酸y-內酯的結晶溫度，變冷凍結晶為常溫結晶，
變長時結晶(6 8天或55h)為短時結晶(12h)。生產工藝簡單，降低了技 術要求；提高了成品率，採用本發明生產的D-葡萄糖醛酸y-內酯產品純 度、熔點、產率均達到國家藥典標準。
權利要求
1、D-葡萄糖醛酸γ-內酯結晶方法，其特徵在於1)首先將100g玉米澱粉，150～200mL的水和0.05～0.1g的FeSO4加入帶攪拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH調節pH值為9～11，邊攪拌邊緩緩加入5～8g的H2O2，在45℃下反應4h，反應結束後升溫至沸騰得氧化澱粉液；2)冷卻並調節氧化澱粉液的pH值為6.0～6.5，按100～150μ的α-澱粉酶/g澱粉的比例加入活力為20000μ/g的α-澱粉酶，在85～90℃下水解0.5～2.0h後加熱至沸騰並保持10min，殺滅α-澱粉酶得液化液；3)將液化液冷卻至60～65℃並調節其pH值為4.0～4.5，按100～150μ的糖化酶/g澱粉的比例加入活力為10000μ/g的糖化酶，在60～65℃下保溫12～16h，加熱滅酶並趁熱過濾；4)濃縮濾液並向濾液中加入乙醇充分攪拌至濾液混濁，靜置，收集上清液，重複三次，合併上清液並減壓濃縮；5)向減壓濃縮後的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45～55℃下反應1～2h，靜置出現微細晶種，12h後出現D-葡萄糖醛酸γ-內酯，分離晶體，用乙醇重結晶即得D-葡萄糖醛酸γ-內酯。
全文摘要
D-葡萄糖醛酸γ-內酯結晶方法，根據氧化澱粉酶解產物性質差異，採用乙醇進行分離提純的，實現了D-葡萄糖醛酸γ-內酯的常溫結晶，母液回用，提高了D-葡萄糖醛酸γ-內酯的產率，實現了D-葡萄糖醛酸γ-內酯的清潔生產。具體方法為將玉米澱粉，的水和FeSO4混合，用NaOH調節pH值為9～11，加入H2O2反應結束後升溫至沸，再調節pH值為6.0～6.5，按加入α-澱粉酶水解，加熱殺滅α-澱粉酶，調pH值4.0～4.5，再加入糖化酶過濾，給濾液中加乙醇，收集上層清液濃縮後加乙酸、乙酸酐出現微細晶種，分離晶體，用乙醇重結晶，得各項指標符合國家藥典標準的產品，本發明簡化了市場工藝，降低了生產成本。
文檔編號C07H1/06GK101575625SQ20091002300
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者於巧真, 祥 李, 楊明偉, 勇 王, 郭凌華, 馬建中 申請人:陝西科技大學