专利名称：D-葡萄糖醛酸γ-内酯结晶方法
技术领域：
本发明属于药物原料或保健品生产领域，具体涉及一种D-葡萄糖醛酸y -内酯结晶方法。
背景技术：
D-葡萄糖醛酸y-内酯在医药、食品、保健品工业中有广泛的应用前景， 目前工业上主要采用硝酸氧化工艺，这种工艺最大的缺点是污染严重，产 品需要低温冷冻分离，能耗较大，不符合国家的产业政策。国外有采用葡萄 糖苷氧化法生产葡萄糖醛酸内酯，氧化反应需要以Pt/C为催化剂，成本很高， 且催化剂不易得到，袁华等人采用负载氧化剂法将Pt负载在转钛矿中，在一 定程度上降低了生产成本，但产品分离难等问题没有很好的解决，还停留在 原工艺一的基础上。
目前D-葡萄糖醛酸y -内酯的结晶采用真空浓縮、冷冻6 8天的方法进
行结晶。这种方法不i又能耗大，而且由于混合液过于粘稠，结晶分离困难。
2006年武汉化工袁华等人(公开号CN1817895)采用三次脱水法，以1 2 'C/小时的速率进行动态梯度降温结晶，结晶终止温度为25±5°C，结晶总时 间《40小时。结晶混合物经过滤得到D-葡萄糖醛酸y-内酯，该方法提高了 D"葡萄糖醛酸y-内酯的结晶，大幅减少了结晶时间和降低了结晶能耗。但该 方法以乙酸丁酯做为二次带水剂，存在成本高，且由于乙酸丁酯沸点高，D-葡萄糖醛酸易分解，液体粘稠，结晶体难分离的问题依然未得到很好的解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根据水解物性质的差异进行分离提纯，变冷冻结晶为常温结晶，有效的简化生产操作，降低生产成本的D-葡萄糖醛酸Y
-内酯结晶方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
1) 首先将100g玉米淀粉，150 200rnL的水和0.05 0.1g的FeSOjQ 入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为9 11，边搅拌边 缓缓加入5 8g的H202，在45。C下反应4h，反应结束后升温至沸腾得氧化 淀粉；
2) 冷却并调节氧化淀粉液的pH值为6.0 6. 5，按100 150u的a-淀粉酶/g淀粉的比例加入活力为20000 ii/g的a-淀粉酶，在85 90。C下水 解0. 5 2. 0h后加热至沸腾并保持10min，杀灭ct -淀粉酶得液化液；
3) 将液化液冷却至60 65。C并调节其pH值为4. 0 4. 5，按100 150 u 的糖化酶/g淀粉的比例加入活力为10000 u /g的糖化酶，在60 65。C下保温 12 16h，加热灭酶并趁热过滤；
4) 向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清液，重复三 次，合并上清液并减压浓縮；
5) 向减压浓縮后的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45 55 。C下反应l 2h，静置出现微细晶种，12h后出现D"葡萄糖醛酸Y-内酯，分 离晶体，用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸Y-内酯。
本发明针对结晶工艺分离困难，能耗高，时间长等问题，根据葡萄糖醛 酸、葡萄糖、D^葡萄糖醛酸Y-内酯及其它二糖、多糖性质差异，提出在氧 化淀粉酶解后，用乙醇法提取葡萄糖醛酸，回收乙醇后，加乙酸、乙酸酐进 行内酯化，在常温进行结晶使葡萄糖醛酸内酯化。本发明最大的优点是以 常温结晶代替冷冻或三次脱水结晶方法，克服了晶体分离困难的难题，简化 了生产工艺，大大的降低了生产成本。
具体实施例方式
实施例1:1)首先将100g玉米淀粉，150rnL的水和0.1 g的FeS04加入 带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为10，边搅拌边缓缓加 入6g的H202，在45。C下反应4h，反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉；目的 是让过量的HA加热分解，避免酶解液中的醛基(葡萄糖醛酸、葡萄糖)进 一步氧化，得羧基含量>8%，羰基含量《0.2%的氧化淀粉；
2) 调节氧化淀粉液的pH值为6.2，按120li的a-淀粉醇/g淀粉的比 例加入活力为20000 u /g的a -淀粉酶，在9(TC下水解0. 5h后加热至沸腾并 保持10min,杀灭a -淀粉酶得液化液；
3) 将液化液冷却至62X:并调节其pH值为4.5,按120u的糖化酶/g淀 粉的比例加入活力为10000u/g的糖化酶，在63t:下保温14h，加热灭酶并 趁热过滤；
4) 浓縮滤液(主要目的去除多余的水分)并向滤液中加入乙醇充分搅拌 至滤液混浊，静置，收集上清液，重复三次，合并上清液并减压浓縮(目的 回收乙醇)；酶解的主要成分为葡萄糖醛酸、葡萄糖、麦芽糖及多糖，葡萄糖 醛酸易溶于水，能溶于乙醇，而葡萄糖、麦芽糖及多糖易溶于水，微溶于乙 醇；
5) 向减压浓縮后的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45。C下 反应2h,静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸y-内酯，分离晶体， 用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸y -内酯。
实施例2: 1)首先将100g玉米淀粉，180mL的水和0.08g的FeSO4加 入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为9，边搅拌边缓缓 加入8g的H202，在45'C下反应4h，反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉；
2)调节氧化淀粉液的pH值为6.5，按140u的a-淀粉酶/g淀粉的比例加入活力为20000 U /g的a -淀粉酶,在86。C下水解1. 5h后加热至沸腾并 保持10min，杀灭a -淀粉酶得液化液；
3) 将液化液冷却至65。C并调节其pH值为4.2，按140u的糖化酶/g淀 粉的比例加入活力为10000 u/g的糖化酶，在60。C下保温16h，加热灭酶并 趁热过滤；
4) 浓縮滤液向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清液， 重复三次，合并上清液并减压浓縮；
5) 向减压浓縮后的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在5(TC下 反应1.5h，静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸y-内酷，分离晶 体，用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸y-内酯。
实施例3: 1)首先将100g玉米淀粉，160mL的水和0.05g的FeS04加 入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为11，边搅拌边缓缓 加入5g的H202，在45卩下反应4h,反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉；
2) 调节氧化淀粉液的pH值为6.0，按100u的a-淀粉酶/g淀粉的比 例加入活力为20000 y /g的a -淀粉酶，在88匸下7jC解lh后加热至沸腾并保 持10min,杀灭a -淀粉酶得液化液；
3) 将液化液冷却至6rC并调节其pH值为4.0，按100u的糖化酶/g淀 粉的比例加入活力为10000 u/g的糖化酶，在64"下保温13h，加热灭酶并 趁热过滤；
4) 浓縮滤液并向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清 液，重复三次，合并上清液并减压浓缩；
5) 向减压浓縮后的上清液中加入20raL乙酸和lOmL乙酸酐，在48。C下 反应1.8h,静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸y-内酯，分离晶 体，用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸y-内酯。实施例4: 1)首先将100g玉米淀粉，200rnL的水和0.09g的FeS04加 入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为9，边搅拌边缓缓 加入7g的H202，在45-C下反应4h，反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉；
2)调节氧化淀粉液的pH值为6.3，按150u的a-淀粉醇/g淀粉的比 例加入活力为20000 u /g的a -淀粉酶，在85。C下水解2. 0h后加热至沸腾并 保持10min，杀灭a -淀粉酶得液化液；
3 )将液化液冷却至63-C并调节其pH值为4. 3，按150 u的糖化酶/g淀 粉的比例加入活力为10000 u/g的糖化酶，在65-C下保温12h,加热灭酶并 趁热过滤；
4) 浓縮滤液并向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清 液，重复三次，合并上清液并MJS浓縮；
5) 向减压浓縮后的上清液中加入20mL乙酸和lOmL乙酸酐，在52。C下 反应1.3h，静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸Y-内酯，分离晶 体，用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸Y-内酯。
实施例5: 1)首先将100g玉米淀粉，170mL的水和0.07g的FeS04加 入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为10，边搅拌边缓缓 加入8g的H202,在45'C下反应4h,反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉；
2) 调节氧化淀粉液的pH值为6丄按130u的a-淀粉酶/g淀粉的比 例加入活力为20000 u /g的a -淀粉酶,在87-C下水解lh后加热至沸腾并保 持10min，杀灭a -淀粉酶得液化液；
3) 将液化液冷却至6(TC并调节其pH值为4.4，按130u的糖化酶/g淀 粉的比例加入活力为10000 u/g的糖化酶，在62。C下保温15h，加热灭酶并 趁热过滤；
4) 浓縮滤液并向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清液，重复三次，合并上清液并减压浓縮；
5)向减压浓縮后的上清液中加入20rnL乙酸和10mL乙酸酐，在55'C下 反应lh,静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸y-内酯，分离晶体， 用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸y -内酯。
由于氧化淀粉在酶的作用下，a-L4糖苷键被打开，形成葡萄糖醛酸、 葡萄糖、麦芽糖及多糖(与其水解的程度有关)，由于葡萄糖醛酸能溶于7jC及 乙醇，而葡萄糖、麦芽糖及多糖易溶于水，微溶于乙醇，故氧化淀粉酶解液 中，加入乙醇，糖化液变浑浊，葡萄糖、麦芽糖及多糖析出，而葡萄糖醛酸 溶于乙醇中，回收乙醇便得葡萄糖醛酸，给葡萄糖醛酸中加入乙酸，在H+的 作用下，葡萄糖醛酸分子内部发生SN2取代反应，y-位上的0H与1"C00H发 生縮合反应，由于此反应为可逆反应，反应生成的水被促使乙酸酐形成乙酸， 使得反应向正反应方向进行，从而有利于D-葡萄糖醛酸y-内酯的生成。内 酯化反应结束后，在常温下，约2h便有D-葡萄糖y-内酯晶种形成，静置 12h，过滤，即得到D-葡萄糖醛酸y-内酯晶体，将母液用于下次葡萄糖醛酸 内酯化中，D-葡萄糖醛酸y-内酯的产率可达到14g/100g淀粉。将得到的D-葡萄糖醛酸y-内酯用乙醇重结晶，可得到CeHs06含量》98. 5%的D-葡萄糖醛 酸y内酯。
本发明的方法能够达到D-葡萄糖醛酸y-内酯的清洁生产，尤其是母液 的回用，不仅节约试剂，降低成本，而且消除了乙酸、乙酸酐对环境的污染； 大大的降低了 D-葡萄糖醛酸y-内酯的结晶温度，变冷冻结晶为常温结晶，
变长时结晶(6 8天或55h)为短时结晶(12h)。生产工艺简单，降低了技 术要求；提高了成品率，采用本发明生产的D-葡萄糖醛酸y-内酯产品纯 度、熔点、产率均达到国家药典标准。
权利要求
1、D-葡萄糖醛酸γ-内酯结晶方法，其特征在于1)首先将100g玉米淀粉，150～200mL的水和0.05～0.1g的FeSO4加入带搅拌的三口瓶中，用0.1mol/L的NaOH调节pH值为9～11，边搅拌边缓缓加入5～8g的H2O2，在45℃下反应4h，反应结束后升温至沸腾得氧化淀粉液；2)冷却并调节氧化淀粉液的pH值为6.0～6.5，按100～150μ的α-淀粉酶/g淀粉的比例加入活力为20000μ/g的α-淀粉酶，在85～90℃下水解0.5～2.0h后加热至沸腾并保持10min，杀灭α-淀粉酶得液化液；3)将液化液冷却至60～65℃并调节其pH值为4.0～4.5，按100～150μ的糖化酶/g淀粉的比例加入活力为10000μ/g的糖化酶，在60～65℃下保温12～16h，加热灭酶并趁热过滤；4)浓缩滤液并向滤液中加入乙醇充分搅拌至滤液混浊，静置，收集上清液，重复三次，合并上清液并减压浓缩；5)向减压浓缩后的上清液中加入20mL乙酸和10mL乙酸酐，在45～55℃下反应1～2h，静置出现微细晶种，12h后出现D-葡萄糖醛酸γ-内酯，分离晶体，用乙醇重结晶即得D-葡萄糖醛酸γ-内酯。
全文摘要
D-葡萄糖醛酸γ-内酯结晶方法，根据氧化淀粉酶解产物性质差异，采用乙醇进行分离提纯的，实现了D-葡萄糖醛酸γ-内酯的常温结晶，母液回用，提高了D-葡萄糖醛酸γ-内酯的产率，实现了D-葡萄糖醛酸γ-内酯的清洁生产。具体方法为将玉米淀粉，的水和FeSO<sub>4</sub>混合，用NaOH调节pH值为9～11，加入H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>反应结束后升温至沸，再调节pH值为6.0～6.5，按加入α-淀粉酶水解，加热杀灭α-淀粉酶，调pH值4.0～4.5，再加入糖化酶过滤，给滤液中加乙醇，收集上层清液浓缩后加乙酸、乙酸酐出现微细晶种，分离晶体，用乙醇重结晶，得各项指标符合国家药典标准的产品，本发明简化了市场工艺，降低了生产成本。
文档编号C07H1/06GK101575625SQ20091002300
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者于巧真, 祥 李, 杨明伟, 勇 王, 郭凌华, 马建中 申请人:陕西科技大学