一種制備d-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法。該方法包括：（1）將甲殼素與酸混合；（2）將步驟（1）中得到的原料混合物進(jìn)行濕法粉碎處理，以便得到濕法粉碎漿液，其中，濕法粉碎是在常溫下進(jìn)行的；（3）將濕法粉碎漿液進(jìn)行第一離心，并收集第一離心液；（4）將第一離心液進(jìn)行脫色處理后，進(jìn)行第二離心，并收集第二離心液；（5）對(duì)第二離心液進(jìn)行濃縮處理，以便得到濃縮液；（6）將濃縮液與有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行第三離心，并收集固形物和第三離心液；以及（7）將固形物進(jìn)行干燥以便獲得D-氨基葡萄糖鹽類衍生物。本發(fā)明能夠在常溫條件下制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物，有效地降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】一種制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涉及生物化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]D-氛基葡萄糖(Glucosamine, 2-amino-2_deoxy-D-glucose, GlcN)又稱 D-葡萄糖胺、D-葡糖胺或D-氨基葡糖，是蛋白質(zhì)或脂類糖基化反應(yīng)中的重要前體，是生物體內(nèi)形成軟骨細(xì)胞的重要營養(yǎng)素。D-氨基葡萄糖鹽類衍生物主要是氨基葡萄糖鹽酸鹽和硫酸鹽。D-氨基葡萄糖鹽酸鹽是一種海洋生物制劑，具有參與肝腎解毒、抗炎、護(hù)肝、抗菌以及治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎癥和胃潰瘍等疾病的作用，難以用化學(xué)方法合成，通常通過水解甲殼素或者殼聚糖為單糖而制得。硫酸氨基葡萄糖則是目前國際上治療和預(yù)防骨性關(guān)節(jié)炎的藥物，國內(nèi)產(chǎn)品多從國外進(jìn)口。
[0003]D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的制備方法包括甲殼素水解法、生物轉(zhuǎn)化法和微生物發(fā)酵法等。其中，甲殼素水解是目前最主要的氨基葡萄糖鹽類衍生物工業(yè)生產(chǎn)方法，但水解過程需要的酸濃度為30%-70%，處理溫度為60-115攝氏度，處理時(shí)間為0.5-20 h，具有能耗高和設(shè)備耐腐蝕要求高等缺點(diǎn)，同時(shí)也極易對(duì)環(huán)境造成污染；生物轉(zhuǎn)化過程條件溫和，但仍存在酶活力低等問題；微生物發(fā)酵周期長，且菌體會(huì)利用部分氨基葡萄糖，使水解得率降低。
[0004]然而，目前的制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物均采用加熱處理方法，對(duì)設(shè)備的要求高,而且生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種具有能夠有效地制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法包括:(I)將甲殼素與酸混合，以便得到原料混合物；(2)將步驟(1)中得到的所述原料混合物進(jìn)行濕法粉碎處理，以便得到濕法粉碎漿液，其中，所述濕法粉碎是在常溫下進(jìn)行的；(3)將步驟(2)中得到的所述濕法粉碎漿液進(jìn)行第一離心，并收集第一離心液；(4)將步驟(3)中得到的所述第一離心液進(jìn)行脫色處理后，進(jìn)行第二離心，并收集第二離心液；(5)對(duì)所述第二離心液進(jìn)行濃縮處理，以便得到濃縮液；(6)將所述濃縮液與有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行第三離心，并收集固形物和第三離心液；以及(7)將所述固形物進(jìn)行干燥以便獲得所述D-氨基葡萄糖鹽類衍生物。
[0007]發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，通過在常溫下，利用酸液對(duì)甲殼素進(jìn)行酸解，可以有效地獲得D-氨基葡萄糖鹽類衍生物。尤其是，當(dāng)酸的濃度為0.5~4 (V/V)%時(shí)，可以進(jìn)一步提高酸解的效率。而目前普遍認(rèn)為需要通過加熱處理才能夠制備獲得D-氨基葡萄糖鹽類衍生物。利用本發(fā)明的方法， 能夠有效地降低能耗，降低生產(chǎn)成本。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述方法還可以具有下列附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，所述酸為鹽酸或硫酸，所述D-氨基葡萄糖鹽類衍生物為D-氨基葡萄糖鹽酸鹽或D-氨基葡萄糖硫酸鹽。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0009]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，所述酸的濃度為0.5~4 (V/V) %。目前常規(guī)的方法中，酸液濃度均高于30%，對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用，并且由于大量使用酸，會(huì)造成環(huán)境污染，這均增加了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明的方法，可以有效地降低酸液的濃度和處理溫度，可以有效地降低生產(chǎn)成本。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0010]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，在步驟(1)中，所述甲殼素與所述酸的質(zhì)量比為3~10:1。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。 [0011]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，在步驟(2)中，所述濕法粉碎是在星式球磨機(jī)中進(jìn)行
0.5^2小時(shí)。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0012]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，在步驟(4)中，采用活性炭進(jìn)行所述脫色處理0.5~2小時(shí)，其中，所述活性炭的粒度為120-250微米。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0013]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，在步驟(5 )中，所述濃縮是在70-100攝氏度下進(jìn)行的。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0014]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，所述第一離心、第二離心和第三離心分別獨(dú)立地在5000rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行15分鐘。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0015]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，在步驟(6)中，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇，并且所述濃縮液與有機(jī)溶劑的體積比為1:2飛。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0016]根據(jù)本發(fā)發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括:對(duì)所述第三離心液進(jìn)行洗滌后收集固形物，并將所得到的固形物與所述第三離心得到的固形物合并后進(jìn)行干燥，其中，所述干燥是在70攝氏度下進(jìn)行的。由此，可以進(jìn)一步提高制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的效率。
[0017]由此，本發(fā)明提出了一種通過酸水解甲殼素制備氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法，通過該方法可以提高原料的轉(zhuǎn)化效率，有效降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性，以此改進(jìn)現(xiàn)有酸水解方法中能耗大和對(duì)設(shè)備要求高等不足。與已有的甲殼素水解技術(shù)相比，本發(fā)明的常溫低濃度酸水解方法無酸霧產(chǎn)生、工藝能耗低、設(shè)備投資小，降低了生產(chǎn)成本；甲殼素原料糖轉(zhuǎn)化率聞，提聞了原料利用率。
【具體實(shí)施方式】
[0018]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0019]一般方法
在下面的實(shí)施例中，按照下列步驟利用甲殼素制備氨基葡萄糖鹽類衍生物，如無特殊說明，在下面實(shí)施例中的離心步驟均為在5，000 rpm, 15 min的條件下離心:a.原料的酸液濕法粉碎
將甲殼素原料與濃度為0.4%-5%(v/v)的酸溶液按一定液料質(zhì)量比混合，常溫下對(duì)其進(jìn)行濕法粉碎一定時(shí)間，離心后收集離心液；
b.脫色
向離心液中加入活性炭脫色，離心后收集離心液；
c.濃縮
在一定溫度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；
d.洗漆
向濃縮液中加入一定體積比的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h，離心后分別收集固形物和離心液。收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；
e.干燥
將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽類衍生物晶體。
[0020]氨基葡萄糖鹽類衍生物的得率按如下公式計(jì)算:
得率(%) = xioo%
式中:m ---氨基葡萄糖鹽類衍生物質(zhì)量(g)；
M 甲殼素原料質(zhì)量(g)。
[0021]實(shí)施例1:
取30 g甲殼素原料，按照0.4 (v/v)%鹽酸與甲殼素的質(zhì)量比為3:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-4 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎0.5 h，將得到的漿料以5，000 rpm, 15 min的條件離心，收集全部離心液；向離心液中加入過60目篩的活性炭脫色0.5 h，離心后收集全部離心液；在70攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入3倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h，離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為71%。
[0022]實(shí)施例2:
取200 g甲殼素原料，按照2 (v/v)%鹽酸與甲殼素的質(zhì)量比為8:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-8 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎I h，將得到的漿料以
5,000 rpm, 15 min的條件離心,收集全部離心液；向離心液中加入過100目篩的活性炭脫色I(xiàn) h，離心后收集全部離心液；在80攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入4倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h，離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為72%。
[0023]實(shí)施例3:
取500 g甲殼素原料，按照5 (v/v)%鹽酸與甲殼素的質(zhì)量比為10:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-12 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎I h，將得到的漿料以5，000 rpm, 15 min的條件離心，收集全部離心液；向離心液中加入過120目篩的活性炭脫色2 h，離心后收集全部離心液；在100攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入5倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h,離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為71%。
[0024]實(shí)施例4:
取60 g甲殼素原料，按照I (v/v)%硫酸與甲殼素的質(zhì)量比為4:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-4 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎0.5 h，將得到的漿料以5，000 rpm, 15 min的條件離心，收集全部離心液；向離心液中加入過100目篩的活性炭脫色0.5 h，離心后收集全部離心液；在70攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入3倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h，離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為63 %。
[0025]實(shí)施例5:
取100 g甲殼素原料，按照5 (v/v)%硫酸與甲殼素的質(zhì)量比為10:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-16 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎2 h，將得到的漿料以5，000 rpm, 15 min的條件離心，收集全部離心液；向離心液中加入過60目篩的活性炭脫色2 h，離心后收集全部離心液；在100攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入5倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h,離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為65%。
[0026]實(shí)施例6:
取200 g甲殼素原料，按照0.4 (v/v)%硫酸與甲殼素的質(zhì)量比為3:1混合；所得料液采用行星式球磨機(jī)(XQM-4 L，南京科析實(shí)驗(yàn)儀器研究所)進(jìn)行酸液粉碎I h，將得到的漿料以5，000 rpm, 15 min的條件離心，收集全部離心液；向離心液中加入過120目篩的活性炭脫色I(xiàn) h，離心后收集全部離`心液；在90攝氏度下對(duì)脫色后的離心液進(jìn)行加熱濃縮；向濃縮液中加入4倍體積的無水乙醇，并充分?jǐn)嚢?.5 h，離心后分別收集固形物和離心液；收集離心液重復(fù)洗滌三次后，收集獲得的所有固形物；將固形物在70攝氏度條件下干燥至恒重，獲得氨基葡萄糖鹽酸鹽晶體。甲殼素的轉(zhuǎn)化率為62%。
【權(quán)利要求】
1.一種制備D-氨基葡萄糖鹽類衍生物的方法，其特征在于，包括: (1)將甲殼素與酸混合，以便得到原料混合物； (2)將步驟(1)中得到的所述原料混合物進(jìn)行濕法粉碎處理，以便得到濕法粉碎漿液，其中，所述濕法粉碎是在常溫下進(jìn)行的； (3)將步驟(2)中得到的所述濕法粉碎漿液進(jìn)行第一離心，并收集第一離心液； (4)將步驟(3)中得到的所述第一離心液進(jìn)行脫色處理后，進(jìn)行第二離心，并收集第二離心液； (5)對(duì)所述第二離心液進(jìn)行濃縮處理，以便得到濃縮液； (6)將所述濃縮液與有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行第三離心，并收集固形物和第三離心液；以及 (7)將所述固形物進(jìn)行干燥以便獲得所述D-氨基葡萄糖鹽類衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸為鹽酸或硫酸，所述D-氨基葡萄糖鹽類衍生物為D-氨基葡萄糖鹽酸鹽或D-氨基葡萄糖硫酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸的濃度為0.5~4 (V/V)%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述甲殼素與所述酸的質(zhì)量比為3~10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述濕法粉碎是在星式球磨機(jī)中進(jìn)行0.5~2小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(4)中，采用活性炭進(jìn)行所述脫色處理0.5^2小時(shí)，其中，所述活性炭的粒度為120-250微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(5)中，所述濃縮是在70-100攝氏度下進(jìn)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一離心、第二離心和第三離心分別獨(dú)立地在5000rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行15分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇，并且所述濃縮液與有機(jī)溶劑的體積比為1:2飛。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 對(duì)所述第三離心液進(jìn)行洗滌后收集固形物，并將所得到的固形物與所述第三離心得到的固形物合并后進(jìn)行干燥， 其中，所述干燥是在70攝氏度下進(jìn)行的。
【文檔編號(hào)】C07H5/06GK103554193SQ201310539704
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】陳可泉, 何珣, 王嫚, 袁佩佩, 王震, 應(yīng)晗笑, 歐陽平凱 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)