专利名称：甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法
技术领域：
本发明属于医学中间体的工艺改进的技术领域，尤其涉及在用甲壳素制备氨基葡 萄糖盐酸盐工艺过程中采用新的酸水解工艺的一种方法。
背景技术：
氨基葡萄糖盐酸盐简称氨糖，是医学工业中的中间体，也是终端产品。它对人体 具有重要的生理功能，参与肝肾解毒，发挥抗炎、护肝作用，刺激肠道中歧杆菌增长，对治 疗关节炎和胃溃疡有特定疗效，可抑制细胞的生长，是合成抗癌药物的主要原料。同时在 食品、化妆品和饲料添加剂中用途也相当广泛。全球的需求量越来越大，国内出口量已达 十几万吨以上，二十几年来我国在生产氨糖中一直沿用常规的酸水解工艺，产率徘徊在 45% -55%之间，每生产1吨氨糖需耗用甲壳素1. 8-2. 2吨、耗用盐酸(31% )8-10吨，每生 产1吨氨糖处理废母液(盐酸浓度在23% -26% )7-9吨，废母液稀释后排放环保问题相当 突出污水量50-100吨，COD > IO5, PH < 1，色度为灰黑色。近几年来，有许多关于通过技术改造的专利，但工艺复杂、投入的技术改造费用庞 大，企业难以消化(氨糖生产的利润在5%-10%之间)。因此用简单而节约费用的技术改 造来提高氨糖的产率，减少盐酸的使用量和废母液的排放处理量，减少污水排放、节约能耗 等是氨糖生产企业所期盼的目标。
发明内容
为了解决上述的氨糖生产工艺中产率低，污染严重的技术缺陷，本发明目的是提 供一种甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，该方法提高氨糖产率和节约能源、减少污水 排放。为了实现上述的目的，本发明的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，该方法包 括以下的步骤①粉碎将甲壳素原料粉碎；②溶解在装有回流装置的反应釜中加入30% 35%的盐酸，升温至50°C 65°C，启动搅拌，并缓缓加入粉碎的甲壳素原料溶解；③水解升温至80°C 85°C保持5 20min后，开始滴加浓度为 36%盐酸， 保持反应体系中盐酸的浓度大于30%，滴加结束后继续保持温度80°C 85°C，延继5min 30min后结束反应，冷却后放料，温度< 40°C沉淀，抽滤得粗品A料；④提取粗品A料溶解、脱色、浓缩、洗涤、重结晶、干燥变为成品。作为优选，上述的步骤①将甲壳素粉碎到5目 10目，振筛过20目 40目筛孔， 筛出细沙。沙中的甲壳素粉末通过盐水比重法回收甲壳素粉末，减少虾、蟹壳中的细沙和壳 外的沙在高温强酸下磨损水解釜的搪瓷表面。(常规工艺中，每个月要涂搪一次，本工艺中 10-12个月涂搪一次)。采用粉碎料可使溶解速度加快，同时便于自动加料并可控制加料时 HCL气体外泄。
作为优选，上述的步骤②盐酸的浓度为32% 35%，盐酸的加入的量为盐酸甲 壳素的重量比为1. 2 1. 8 1。作为再优选，上述的步骤②滴加时间为15 30min，搅拌 的转速为40 50r/min。作为优选，上述的步骤③盐酸的加入的量盐酸甲壳素的重量比为0.3 0.5 1。作为再优选，上述的步骤③盐酸的滴加流速为8.0 lOL/min。作为再优选，上述 的步骤③盐酸的滴加在60min内加完，搅拌的转速为15 20r/min。作为优选，上述的步骤①中32% 35%的盐酸采用步骤②抽滤得到的废母液加 入盐酸配置而成。废母液盐酸浓度一般在M% -四％，废母液的配制量20% -40%，说明废 母液中含有2% -3%的乙酸，不影响水解反应，同时有2% -5%的不同聚合度的多糖盐酸 盐。如采用二次废母液浸泡虾壳制备甲壳素，造成的产品色度黑，废水色度和粘度大，难以 处理。作为优选，将步骤③抽滤后的第一次母液浓缩，回收盐酸，浓缩后的渣浆加入 ；34% 36%盐酸，使浆液浓度为32% ；34%，升温至80°C 85°C，水解1 2h，冷却后放 料，温度< 40°C，沉淀4 他，抽滤得粗品B料，粗品B料混合粗品A料进行溶解、脱色、浓 缩、洗涤、重结晶、干燥变为成品。将第一次母液浓缩再次进行水解可以进一步提高氨糖的 产率。作为再优选，采用四 五次渣浆合在一起重新水解反应，并将所产生的第二次母液， 可分批加入步骤③的水解反应中。这样可以提高生产的效率。对于常规酸水解反应，采用工业盐酸，酸的浓度一般在31%，加入量w盐酸w甲 壳素=3 6 1，温度在90°C 105°C，反应时间5-8h，甲壳素未经粉碎。甲壳素是高分 子聚合体(分子量5 X IO5-IO6)在浓盐酸高温下糖苷键断裂形成单分子和3-20的多个小分 子整合体，同时乙酰基断裂脱离，吸附一个盐酸分子，形成单糖盐酸盐和多糖盐酸盐。葡萄 糖盐酸盐的形成是逐步进行的过程，当反应在高温或强酸下已进行的氨糖和多糖分子也跟 着不断的碳化(每克碳化物质消耗3克氨糖)，也同时进行消耗盐酸中的HCL，迫使盐酸浓 度逐渐降低。在反应过程中HCL由于高温逐渐挥发损耗，也促使浓度降低，由于浓度降低， 水解反应就缓慢，必须提高温度延长时间，又促使碳化增加。因此，常规工艺的碳化率达到 15% 25%。由于在水解的时候盐酸浓度必须大于30%，温度必须大于80°C，才能较充分水 解，同时，甲壳素中也含有水分10%。如果采用现有技术中一次性加入盐酸进行水解，盐酸 浓度过高则会导致碳化率上升，浓度过低则随着水解进行消耗和甲壳素中水分的释放使盐 酸浓度过低，水解反应就缓慢。本发明采用的技术方案是甲壳素在60°C 65°C盐酸中溶解后再进行水解。溶解 的过程使甲壳素中的水分得到充分释放，在水解过程中通过保持盐酸浓度的平衡不断地补 充高浓度盐酸(34% 36% )补充盐酸消耗和挥发使整个反应过程盐酸浓度始终保持> 30%，促使水解彻底。这样就可以控制温度在80°C-85°C之间，使碳化率在5%-10% (通 过多次试验，在80°C时盐酸浓度始终维持30%，在反应池内已较彻底水解，水解率> 90%， 碳化率< 4. 88% )0本发明由于采用了上述的技术方案，由于碳化率减少10%以上，使产率提高到 65% 70%，盐酸使用量下降50%以上，废母液的排放量减少60%以上，加工工艺时间减 少60%以上，设备利用率、劳动生产率提高50%以上，反应釜等的维修费用相应减少50%以上。
具体实施例方式实施例1甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，该方法包括以下的步骤(1)在装有30m2直管式回流装置的3000L搪瓷反应釜中加入36%盐酸1200kg，加 入废母液300kg，废母液盐酸浓度28%，加温至60°C，启动搅拌装置，转速45r/min，用涂聚 四氟乙烯的螺旋浆加入粉碎过筛后的甲壳素(灰分8. 4%，水分9. 2% ) IOOOkg ；(2)溶解后升温至82°C，搅拌转速25r/min，保温至83°C，15min后，滴加36%盐 酸，流量为8. 5L/min,盐酸量为500L，60min后继续保温83°C ；(3)30min后用冷却水降温至40°C，放料，料液沉淀他后真空抽滤得粗品A料 97Ag，经去离子水溶解、脱色、浓缩、重结晶、真空干燥得精品63^g，产率63.5%。实施例2将实施例1抽滤后的第一次母液浓缩，回收盐酸，浓缩后的四 五次渣浆合在一 起，滴加36%盐酸，使浆液浓度为32% 34%，升温至82°C，水解1.证，冷却后放料，温度 <40沉淀他，抽滤得粗品B料，粗品B料混合实施例1制得的粗品A料进行溶解、脱色、 浓缩、洗涤、重结晶、干燥变为成品。上述的工艺中二次母液172^g，浓缩回收盐酸1380kg，回收盐酸浓度为观.7%， 渣浆按上述工艺重复一次，精品得率4. 45 %，总产率为68 %。本发明与现有技术相比较的技术效果如下表所示
权利要求
1.甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤①粉碎将甲壳素原料粉碎；②溶解在装有回流装置的反应釜中加入30% 35%的盐酸，升温至50°C 65°C，启 动搅拌，并缓缓加入粉碎的甲壳素原料溶解；③水解升温至80°C 85°C保持5 20min后，开始滴加浓度为 36%盐酸，保 持反应体系中盐酸的浓度大于30%，滴加结束后继续保持温度80°C 85°C，延继5min 30min后结束反应，冷却后放料，温度< 40°C沉淀，抽滤得粗品A料；④提取粗品A料溶解、脱色、浓缩、洗涤、重结晶、干燥变为成品。
2.根据权利要求1所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步骤① 将甲壳素粉碎到5目 10目，振筛过20目 40目筛孔，筛出细沙。
3.根据权利要求1所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步骤② 盐酸的浓度为32% 35%，盐酸的加入的量为盐酸甲壳素的重量比为1.2 1.8 1。
4.根据权利要求1或3所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步 骤②滴加时间为15 30min，搅拌的转速为40 50r/min。
5.根据权利要求3所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步骤③ 盐酸的加入的量盐酸甲壳素的重量比为0.3 0.5 1。
6.根据权利要求1或5所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步 骤③盐酸的滴加流速为8. 0 lOL/min。
7.根据权利要求5所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于步骤③ 盐酸的滴加在60min内加完，搅拌的转速为15 20r/min。
8.根据权利要求1、2、3、5或7所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在 于上述的步骤①中30% 35%的盐酸采用步骤②抽滤得到的废母液加入盐酸配置而成。
9.根据权利要求1、2、3、5或7所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在 于将步骤③抽滤后的第一次母液浓缩，回收盐酸，浓缩后的渣浆加入34% 36%盐酸，使 浆液浓度为32% 34%，升温至80°C 85°C，水解1 浊，冷却后放料，温度< 40°C，沉淀 4 8h，抽滤得粗品B料，粗品B料混合粗品A料进行溶解、脱色、浓缩、洗涤、重结晶、干燥 变为成品。
10.根据权利要求9所述的甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于采用 四 五次渣浆合在一起重新水解反应，并将所产生的第二次母液，可分批加入步骤③的水 解反应中。
全文摘要
本发明属于医学中间体的工艺改进的技术领域。甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，该方法包括以下的步骤①粉碎将甲壳素原料粉碎；②溶解在反应釜中加入30％～35％的盐酸，升温至50℃～65℃，启动搅拌，加入甲壳素原料溶解；③水解升温至80℃～85℃保持5～20min后，开始滴加浓度为34％～36％盐酸，保持反应体系中盐酸的浓度大于30％，滴加结束后继续保持温度80℃～85℃，延继5min～30min后结束反应，冷却后放料，温度＜40℃沉淀，抽滤得粗品A料；④提取粗品A料提取干燥变为成品。本发明工艺的碳化率减少10％以上，使产率提高到65％～70％，盐酸使用量下降50％以上，废母液的排放量减少60％以上，加工工艺时间减少60％以上。
文档编号C07H5/06GK102086218SQ20091015476
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者林大昌 申请人:林大昌