專利名稱：制備高純度阿卡波糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機化合物的制備方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種制備高純度阿卡波糖的方法。
阿卡波糖(acarbose)是0-4，6-雙脫氧-4-[1S，4R，5S，6S]-4，5，6-三羥基-3-(羥甲基)-2-環(huán)己烯-1-氨基]-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-O-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-α-D-吡喃葡糖。阿卡波糖(acarbose)可作為人體小腸蔗糖復(fù)合物的抑制劑，并可用于治療糖尿病。
阿卡波糖(acarbose)可以通過放線菌發(fā)酵得到，德國專利說明書DE2209832、德國專利說明書DE2209834、德國專利說明書DE2064092提供了提純阿卡波糖的方法，即將放線菌發(fā)酵后產(chǎn)生的發(fā)酵液用強酸性陽離子交換劑吸附，用鹽溶液或主要用稀酸對其洗脫，用陰離子交換劑中和后得到阿卡波糖，這種阿卡波糖制品的干燥物質(zhì)中阿卡波糖的含量為78～85％(高效液相色譜法)，并含有對糖有顯色反應(yīng)的次更成份為10～15％，1～4％的灰分和若干有色成分。藥用的阿卡波糖需要更高的純度，以降低雜質(zhì)帶來的副反應(yīng)。
中國專利申請CN86108259A提供了一種制備高純度阿卡波糖的方法即將這種預(yù)提純阿卡波糖水溶液通過弱酸性親水性陽離子交換劑(以葡聚糖、瓊脂糖和纖維素或者是由加入了聚丙烯酰胺的上述組分所衍生得到的交換劑)，將阿卡波糖提純，其含量增加到至少為90％(按重量計)，更好的情況是達到95～98％(按重量計)，或更高。硫酸鹽灰分降低到0～0.5％，糖類次要成分降低到少于10％(按重量計)，或更低。但該方法需要嚴格的控制交換柱的pH范圍，用脫氣蒸餾水洗脫，并需要控制進柱的預(yù)提純阿卡波糖水溶液的濃度和體積，洗脫時需要對柱進行加溫，并且上述親水性陽離子交換劑價格均較貴。上述親水性陽離子交換劑顆粒較細，對樹脂柱設(shè)備要較高。
本發(fā)明的目的在于提供一種容易操作，成本低的制備高純度阿卡波糖的方法。
本發(fā)明人經(jīng)過研究驚奇地發(fā)現(xiàn)，可以用廉價的陽離子交換樹脂和大孔吸附樹脂去除預(yù)提純阿卡波糖水溶液中殘留的對糖有顯色的糖類次要成分和有色雜質(zhì)成分，通過膜過濾進一步除去無機鹽和大量的水分，從而得到高純度的阿卡波糖的方法。
本發(fā)明的方法涉及的是將預(yù)提純的阿卡波糖溶液(見德國專利說明書DE2209832、德國專利說明書DE2209834、德國專利說明書DE2064092)，進一步精制達到含阿卡波糖90％以上(按重量計)，較好的達到96～98％(按重量計)，更好的達到98～100％(按重理計)；糖類次要成分含量為10％以下(按重量計)，較好的2～4％(按重量計)，更好的少于2％(按重量計)的制備方法。
本發(fā)明所涉及的預(yù)提純產(chǎn)阿卡波糖，其固形物中所含的阿卡波糖含量為75～88％，糖類次要成分含量為10～15％，灰分和有色成分為1～4％。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法的特征在于(1)將預(yù)提純的阿卡波糖溶液先經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系采用0.01～0.05N的鹽酸水溶液梯度洗脫；(2)將上述阿卡波糖組份用陰離子交換樹脂中和后，再通過一個填裝有大孔吸附劑的柱去除有色雜質(zhì)，所述大孔吸附劑以二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯為基質(zhì)的大孔吸附樹脂；(3)將上述流出液再經(jīng)過膜過濾器，除去無機鹽、低分子的有機雜質(zhì)，得到的濃縮液即為高純度的阿卡波糖水溶液，如有必要可用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)定濃縮和結(jié)晶方式將阿卡波糖從水溶液中分離出來。所述膜過濾器中所用膜材質(zhì)為聚砜，孔徑一般為1～10nm，優(yōu)選1～5nm，最優(yōu)選2nm。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法，其特征還在于強酸性陽離子交換樹脂層析柱中填裝的是以二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯為基質(zhì)的磺酸型的強酸性離子交換樹脂，柱的填裝高度和內(nèi)徑之比至少為2，最好為4。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法，其特征還在于進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預(yù)提純的阿卡波糖溶液，是由發(fā)酵液經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂吸附，洗脫，并用陰離子交換樹脂中和而成的溶液，不必濃縮或制成干固物，這種溶液的濃度為0.05～0.1％(W/W)。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法，其特征在于預(yù)提純阿卡波糖溶液中阿卡波糖是被吸附于層析柱頂端，其總量為相當于填充物的1～2％(w/v)；采用梯度洗脫劑，洗脫劑為0.01～0.05N的鹽酸水溶液，梯度洗脫的流速為0.3倍樹脂體積/小時，梯度變化為0.01。層析過程組份先后為雜質(zhì)1(4b組份)，阿卡波糖，雜質(zhì)2(2組份)，收集阿卡波糖組份。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法，其特征在于經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂層析的阿卡波糖組份是用適量的陰離子交換樹脂中和，中和后的pH為7～8。
本發(fā)明所涉及的制備高純度的阿卡波糖的方法，其特征還在于經(jīng)大孔吸附樹脂柱后的阿卡波糖組份，不經(jīng)任何處理，直接進入一個膜過濾器，以除去無機鹽、低分子的有機雜質(zhì)濃縮液。為了得到固體的高純度的阿卡波糖，還需進一步通過現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)方法進行濃縮和結(jié)晶。
本發(fā)明測定阿卡波糖含量的方法采用高效液相色譜法，與申請?zhí)枮镃N86108259A的中國專利申請相同(詳見該專利申請說明書)。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明實施例所述制備方法僅僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對本發(fā)明制備方法的簡單改進都屬于本發(fā)明要求保護的范圍。除非另有說明，本發(fā)明中的百分數(shù)是重量百分數(shù)。
實施例一1.將需提純的阿卡波糖溶液流過一個層析柱，預(yù)提純阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折干計算為85％(W/W)，對同系物的雜質(zhì)為15％(按峰面積歸一化法計算)，硫酸灰分為3％(w/w)，層析柱內(nèi)徑為120cm，填裝高度為450cm，控制流速為每小時0.3柱體積，預(yù)提純阿卡波糖溶液體積為7000升，計算含純的阿卡波糖70000克，流完后改用洗脫劑洗脫，洗脫劑的流速為每小時0.3柱體積，洗脫劑為鹽酸溶液，通過一個混合泵，將洗脫劑配制成不同的濃度，進入層析柱，最初進入的濃度為0.01N鹽酸溶液，以后以0.01N梯度變化，最后濃度為0.05N。在洗脫過程中，洗脫順序為雜質(zhì)1、阿卡波糖、雜質(zhì)2，截取阿卡波糖組份，加入一個陰離子交換柱(優(yōu)選使用凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂)，流完后用去離子水頂洗至無阿卡波糖為止，合并流出液，體積為25000立升，阿卡波糖濃度為0.25％(w/w)。
2.將上述中和后阿卡波糖組份加入到一個大孔吸附樹脂柱，大孔樹脂型號為MN200(商品名稱、生產(chǎn)公司PUROLITE、英國)，流速為每小時0.8柱體積，流完后用一柱體積的蒸餾水頂洗，合并流出液，體積為27000立升，阿卡波糖濃度為0.22％(w/w)。
3.將上述經(jīng)吸附樹脂后的阿卡波糖溶液進入到一個膜過濾器，膜過濾器的型號為DK(Desal公司、美國)，用泵循環(huán)，最后得到體積400立升，阿卡波糖濃度為14.2％(w/w)，三步總收率為81.2％。
用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器將上述溶液真空濃縮至濃度為50％(W/W)，加等量的乙醇，冰箱放置10小時，過濾，干燥，得到固體的高純度阿卡波糖，經(jīng)測定阿卡波糖含量為99.5％(w/w)(折干計)，雜質(zhì)含量0.02％，硫酸鹽灰分為0.01％。
實施例二1.根據(jù)與實施例一相同的方法，將預(yù)提純阿卡波糖溶液流過一個層析柱，預(yù)提純的阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折干計算為80％(W/W)，對糖顯色的雜質(zhì)為12％(按峰面積歸一化法計算)，硫酸鹽灰分為4％(w/w)，層析柱內(nèi)徑為120cm，填裝高度為450cm，控制流速為每小時0.3柱體積，預(yù)提純阿卡波糖溶液體積為8500升，計算含純的阿卡波糖85000克，流完后改用洗脫劑洗脫，洗脫劑的流速為每小時0.3柱體積，洗脫劑為鹽酸溶液，通過一個混合泵，將洗脫劑配制成不同的濃度，進入層析柱，最初進入的濃度為0.01N鹽酸溶液，以后以0.01N梯度變化，最后濃度為0.05N。在洗脫過程中，洗脫順序為雜質(zhì)1(4b組份)、阿卡波糖、雜質(zhì)2(2組份)。截取阿卡波糖組份，加入一個陰離子交換柱(優(yōu)選使用凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂)，流完后用水頂洗至無阿卡波糖為止，合并流出液，體積為33000立升，阿卡波糖濃度為0.23％(w/w)。
2.將上述中和后阿卡波糖組份加入到一個大孔吸附樹脂柱，大孔吸附柱型號為MN200(商品名稱、生產(chǎn)公司PUROLITE、英國)，流速為1.0柱體積，流完后用一柱體積的蒸餾水頂洗，合并流出液，體積為33000立升，阿卡波糖濃度為0.21％(w/w)。
3.將上述經(jīng)吸附樹脂后的阿卡波糖溶液進入到一個膜過濾器，用泵循環(huán)，最后得到體積450立升，阿卡波糖濃度為14.8％(w/w)，三步總收率為78.4％。
用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器將上述溶液真空濃縮至濃度為50％，加等量的乙醇，冰箱放置10小時，過濾、干燥，得到固體的高純度阿卡波糖，經(jīng)測定阿卡波糖含量為98.9％(w/w)(折干計)，雜質(zhì)含量0.1％，硫酸鹽灰分為0.02％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于1、中國專利申請CN86108259A提供的提純方法，需要嚴格的控制交換柱的pH范圍及濃度、體積、pH要求控制5-6，濃度要求控制80000-200000r/ml，而本發(fā)明對溶液要求較寬，pH在3-7、濃度大于100r/ml即可，比較好達到。
2、現(xiàn)有技術(shù)方法在上柱、洗脫時對水的溫度及水要求較嚴，上柱時對柱體溫度要控制小于20℃。洗脫時，需用脫鹽蒸餾水洗脫，且柱溫要控制在40-60℃，而本發(fā)明上柱洗脫時對柱溫沒有嚴格要求，常溫即可，洗脫劑為鹽酸水溶液，所以要求不嚴，這樣對設(shè)備要求也不用太高。
3、現(xiàn)有技術(shù)方法所需用的弱酸性親水性陽離子交換劑顆粒較細，一般為80目左右，上柱、洗脫過程阻力較大，流速不穩(wěn)定，較難控制，本發(fā)明中用的強酸履陽離子交換樹脂和大孔吸附樹脂顆粒較大，一般0.3mm左右，生產(chǎn)過程柱阻力較小，流速穩(wěn)定，易控制。
4、現(xiàn)有技術(shù)所需用的弱酸性親水性陽離子交換樹脂價格較貴，顆粒較細，對交換柱設(shè)備要求較高；而本發(fā)明所需的陽離子交換樹脂和大孔吸附樹脂均較廉價，且對交換柱設(shè)備要求較低。
權(quán)利要求
1.一種制備高純度阿卡波糖的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將預(yù)提純的阿卡波糖水溶液先經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系采用0.01～0.05N的鹽酸水溶液梯度洗脫；(2)將上述步驟(1)得到的阿卡波糖組份用陰離子交換樹脂中和后，通過一個填裝有大孔吸附樹脂的柱去除有色雜質(zhì)；(3)將上述步驟(2)的流出液再經(jīng)過膜過濾器，除去無機鹽和低分子的有機雜質(zhì)，初步濃縮得到高純度的阿卡波糖水溶液；(4)如有必要，可用常規(guī)方法進行濃縮和結(jié)晶將阿卡波糖從水溶液中分離出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(1)中強酸性陽離子交換樹脂層析柱中填裝的是以二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯為基質(zhì)的磺酸型的強酸性離子交換樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(2)中所述陰離子交換樹脂是凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂，所述大孔吸附樹脂是以二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯為基質(zhì)的大孔吸附樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(3)中所述膜過濾器中所用膜材質(zhì)為聚砜，孔徑為1-10nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述孔徑是1-5nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述孔徑是2nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一的方法，其中步驟(1)中的強酸性陽離子交換樹脂層析柱內(nèi)徑和填裝高度之比至少為1∶2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中步驟(1)中的強酸性陽離子交換樹脂層析柱內(nèi)徑和填裝高度之比為1∶4。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的方法，其特征在于進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預(yù)提純的阿卡波糖溶液是由發(fā)酵液經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂吸附、洗脫、并用陰離子交換樹脂中和而成的溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預(yù)提純的阿卡波糖溶液的濃度為0.05-0.1％(W/W)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一的方法，其特征在于進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預(yù)提純的阿卡波糖水溶液中阿卡波糖被吸附于層析柱的頂端，其總量為相當于填充物重量的1-2％(w/w)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11的方法，其中得到的阿卡波糖的純度高于98％(w/w)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備高純度的阿卡波糖的方法，該方法包括如下步聚(1)將預(yù)提純的阿卡波糖溶液先經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系采用0.01～0.05N的鹽酸水溶液梯度洗脫；(2)將上述阿卡波糖組份用陰離子交換樹脂中和后，再通過一個填裝有大孔吸附劑的柱去除有色雜質(zhì)；(3)將上述流出液再經(jīng)過膜過濾器，除去無機鹽、低分子的有機雜質(zhì)，得到的濃縮液即為高純度的阿卡波糖水溶液，如有需要可用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的濃縮和結(jié)晶方式將阿卡波糖從水溶液中分離出來。
文檔編號A61P3/00GK1521176SQ0310213
公開日2004年8月18日 申請日期2003年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者林劍秋, 熊正軍 申請人:浙江海正藥業(yè)股份有限公司