專利名稱：1-(d-核糖胺基)-3，4-二甲基苯直接生產(chǎn)法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種在有4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺的條件下，D-核糖接觸氫化生產(chǎn)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法。
1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯是化學(xué)合成生產(chǎn)核黃素(維生素B2)的重要中間體。通常的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯是使用4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺與D-核糖還原氨基化得到。
H2和Raney Ni存在的條件下，結(jié)晶的D-核糖與3，4-二甲基苯胺反應(yīng)制取1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法在美國(guó)專利US2477560中得到了記載。而美國(guó)專利US2429244及歐洲專利EP46495則提供了利用D-核糖溶液參與反應(yīng)的方法，在這些方法中，水溶液或水溶性有機(jī)溶劑溶液以及大量的硼酸是必要的，同時(shí)需具備1～10MPa的氫壓。上述專利中，較高的氫壓和大量的硼酸使得工業(yè)生產(chǎn)的工藝復(fù)雜化。
西德專利DE2923266提供了一種利用鉬(VI)化合物對(duì)D-阿拉伯糖進(jìn)行差向異構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行粗分離得到含有D-核糖的差向異構(gòu)體的混合物來生產(chǎn)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法。由于本方法是利用差向異構(gòu)體的混合物參與反應(yīng)，因此反應(yīng)中的副反應(yīng)較多。為了避免較多的副反應(yīng)影響正常反應(yīng)的收率，反應(yīng)條件就被限定的較為苛刻。
在日本專利昭62-263148中又提出了一種使用較低的氫壓，具有較高收率又盡量簡(jiǎn)單的制取1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法。該方法中，水溶液或水-有機(jī)溶液或水溶性有機(jī)溶劑溶液、少量的以Raney Ni作為氫化觸媒的硼酸化合物、40～80℃的反應(yīng)溫度以及0.1～2MPa的氫壓被作為反應(yīng)條件提了出來。在此條件下，產(chǎn)物的收率達(dá)到了87～90％。然而，由于反應(yīng)中所需要的純凈D-核糖的制備和提純較為困難，使得原材料成本費(fèi)用依然很高。
盡管作為主要反應(yīng)物之一的D-核糖可以由多種化學(xué)方法合成，但是也存在著利用生物發(fā)酵制取D-核糖的方法，如日本專利昭51-7753提出了下面的方案把細(xì)菌(芽孢桿菌)接入以D-葡萄糖為碳源的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在35℃條件下發(fā)酵72小時(shí)左右，將D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為D-核糖。發(fā)酵液經(jīng)凈化、濃縮等一系列步驟處理后，加入大量的有機(jī)溶劑；冷卻得到了純凈的D-核糖結(jié)晶。但是上述方案仍然存在著提取工藝繁雜、成本相對(duì)較高的問題。
本發(fā)明的目的就是找出一種將含有D-核糖的發(fā)酵液處理后能夠直接生產(chǎn)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，含有一定量D-核糖的發(fā)酵液經(jīng)過物理的、化學(xué)的、生物的凈化方法處理后得到的含雜質(zhì)相對(duì)較少的D-核糖發(fā)酵液與4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺反應(yīng)，冷卻反應(yīng)液后可以得到純凈的結(jié)晶1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯。
凈化方法中所采用的物理的、化學(xué)的、生物的方法是指板框過濾、離心、膜過濾、離子交換層析、活性炭脫色、酸(堿)調(diào)節(jié)pH值、乙醇沉淀蛋白質(zhì)、發(fā)酵液中培養(yǎng)面包酵母等方法。
凈化的目的是除去發(fā)酵液中的陽離子、陰離子、蛋白質(zhì)、色素、葡萄糖以及其它的雜質(zhì)，使發(fā)酵液得以凈化。在處理發(fā)酵液的過程中，既可以只采用一種凈化方法，也可以采用兩種或兩種以上的凈化方法。采用的凈化方法不同，發(fā)酵液的凈化程度也不同，從而對(duì)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的合成反應(yīng)也會(huì)造成不同的影響。
如上所述，凈化的D-核糖發(fā)酵液可以直接與4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺反應(yīng)制取1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯。反應(yīng)應(yīng)具備的條件是在相當(dāng)于1.0mol的D-核糖中加入1.0～1.2mol的4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺；同時(shí)使用1.0～2.0mol的Raney Ni作為氫化觸媒，在3.5～6.0MPa的氫壓和40～80℃溫度下進(jìn)行反應(yīng)。在使用3，4-二甲基苯胺時(shí)，還需要加入0.4～1.0mol的HaB03和2.0～4.0mol的乙醇溶液。
反應(yīng)的具體操作過程是以凈化的D-核糖發(fā)酵液和4-硝基鄰二甲苯制取1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯時(shí)，將凈化的D-核糖發(fā)酵液減壓濃縮至一定體積，用95％的乙醇稀釋1倍，隨后與4-硝基鄰二甲苯和觸媒Raney Ni一起加入高壓釜內(nèi)。排出釜內(nèi)氧氣后，開動(dòng)攪拌并升溫，通氫并將釜內(nèi)氫氣壓力調(diào)整至3.5～6.0MPa。待溫度升至40～80℃時(shí)，維持一恒定的溫度直到釜內(nèi)不再吸氫時(shí)為止，停止攪拌，放料過濾。濾液冷卻后即可得到魚鱗片狀的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯結(jié)晶。
以凈化的D-核糖發(fā)酵液和3，4-二甲基苯胺制取1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯時(shí)，在凈化的D-核糖發(fā)酵液中加入H3BO3，用液堿調(diào)節(jié)pH值至4.5～5.5，接著與3，4-二甲基苯胺的乙醇溶液一起倒入高壓釜內(nèi)，開動(dòng)攪拌、升溫。待溫度達(dá)到20～30℃時(shí)，保溫1小時(shí)左右；隨后加入觸媒Raney Ni，排出釜內(nèi)氧氣后，升溫、通氫氣并調(diào)整氫氣壓力在3.5～6.0MPa。待溫度達(dá)到40～80℃時(shí)，維持一恒定的溫度直到釜內(nèi)不再吸氫，停止攪拌，放料過濾。濾液冷卻后即可得到魚鱗片狀的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯結(jié)晶。
采用以上方法，以55～90％的收率得到了1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯。
用以上述方法合成的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯生產(chǎn)的核黃素(VB2)質(zhì)量達(dá)到了中華人民共和國(guó)藥典(1990年版)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
由于本發(fā)明采用了廉價(jià)的原料，且生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，收率較高，從而使1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的生產(chǎn)成本大幅度下降，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
實(shí)施例1取400ml含有4.80％的D-核糖發(fā)酵液，用草酸調(diào)節(jié)pH值至1.5～2.0后，加入10g活性炭脫色30min，抽濾，得到了365ml含D-核糖4.65％的凈化發(fā)酵液。
將上述凈化發(fā)酵液100ml減壓濃縮至20ml，用95％的乙醇稀釋1倍，隨后與4.65g的4-硝基鄰二甲苯和7.50g的氫化觸媒Raney Ni一起加入高壓釜內(nèi)。排出高壓釜內(nèi)氧氣后，開動(dòng)攪拌、升溫，將釜內(nèi)的氫氣壓力調(diào)至4.5MPa，待釜內(nèi)溫度達(dá)到60℃，維持此溫度直至氫氣壓力不再下降，隨后壓濾反應(yīng)液，濾液冷卻后得到了魚鱗片狀的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯結(jié)晶，經(jīng)干燥稱重為4.78g。
實(shí)施例2取例1的凈化發(fā)酵液100ml，加入1.00gH3BO3，并用液堿調(diào)節(jié)pH值至5.0，隨后與3.95g的3，4-二甲基苯胺和10.0ml乙醇組成的混合液一起加入高壓釜內(nèi)，25℃時(shí)保溫45min。將Raney Ni 7.85g加入釜內(nèi)，45℃、4.0MPa條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到了1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯結(jié)晶干品4.53g。
實(shí)施例3取400ml含有5.15％的D-核糖發(fā)酵液，用草酸調(diào)節(jié)其pH值至1.5～2.0后，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心45min，將上層清液依次通過活性炭柱、732陽離子交換樹脂柱和717陰離子交換樹脂柱，得到了350ml含D-核糖5.00％的凈化發(fā)酵液。
將100ml的上述凈化發(fā)酵液減壓濃縮至20ml左右，用95％的乙醇稀釋1倍并過濾，濾液與5.50g的4-硝基鄰二甲苯和8.00g的Raney Ni一起加入高壓釜內(nèi)，在55℃、5.0MPa的條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到了1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯干品6.62g。
實(shí)施例4取例3的凈化發(fā)酵液100ml，加入1.06g的H3BO3，并用液堿調(diào)節(jié)其pH值至4.8，隨后與4.30g的3，4-二甲基苯胺和8.0ml乙醇組成的混合液一起加入高壓釜內(nèi)，23℃時(shí)保溫40min。將Raney Ni 8.50g加入釜內(nèi)，45℃、3.7MPa的條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到了1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯干品6.14g。
實(shí)施例5取450ml含有4.45％的D-核糖發(fā)酵液，用草酸調(diào)節(jié)其pH值至1.5～2.0，加入15g的活性炭脫色30min，抽濾得到了含D-核糖4.40％的濾液415ml。將濾液減壓濃縮至50ml左右，用pH6.0的磷酸緩沖液稀釋至150ml，隨后加入5.0g的面包酵母，37℃下培養(yǎng)2hr，離心后得到上層清液140ml，在清液中加入280ml的乙醇，放置4hr后過濾，濾液經(jīng)減壓濃縮后通過732陽離子交換樹脂柱和717陰離子交換樹脂柱，共收集到含D-核糖11.85％的凈化發(fā)酵液125ml。
將60ml上述凈化發(fā)酵液用95％的乙醇稀釋1倍，與7.20g的4-硝基鄰二甲苯和Raney Ni 10.86g一起加入高壓釜內(nèi)，58℃、6.0MPa的條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到了1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯干品10.30g。
權(quán)利要求
1.以Raney Ni作為氫化觸媒、在有4-硝基鄰二甲苯或3，4-二甲基苯胺的條件下，通過D-核糖的接觸氫化生產(chǎn)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法，其特征是使用的D-核糖是指含有一定量D-核糖的發(fā)酵液經(jīng)過物理的、化學(xué)的、生物的凈化方法中的一種或幾種處理后得到的含雜質(zhì)相對(duì)較少的D-核糖發(fā)酵液。
2.如權(quán)利要求1所述的1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯直接生產(chǎn)法，其特征是上述物理的、化學(xué)的、生物的凈化方法是指板框過濾、離心、膜過濾、離子交換層析、活性炭脫色、酸(堿)調(diào)節(jié)pH值、乙醇沉淀蛋白質(zhì)、發(fā)酵液中培養(yǎng)面包酵母。
全文摘要
一種利用凈化的D-核糖發(fā)酵液直接生產(chǎn)1-(D-核糖胺基)-3，4-二甲基苯的方法，其中的D-核糖發(fā)酵液的凈化是采用離心、膜過濾、離子交換層析、活性炭脫色、酸(堿)調(diào)節(jié)pH值，培養(yǎng)面包酵母等物理、化學(xué)或生物的方法。
文檔編號(hào)C07H5/06GK1115763SQ9410882
公開日1996年1月31日 申請(qǐng)日期1994年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月26日
發(fā)明者謝紅, 孫文敬, 蔣明珠 申請(qǐng)人:山西省生物研究所