从糖氨反应液中分离提纯多羟基烷基吡嗪类化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种从糖氨反应液中分离提纯多羟基烷基吡嗪类化合物的方法，其特征在于运用电渗析技术从糖氨反应液中除去电解质以提纯多羟基烷基吡嗪类化合物。糖氨反应液于２－６０℃时，将反应的混合物通过电渗析室进行电渗析以脱除电解质。此方法可以结合纳滤或超滤处理技术；或进一步经浓缩、提取和结晶，以得到多羟基烷基吡嗪类纯物质。电渗析脱除的电解质为糖类物质和铵盐反应的反应混合物中过量的铵盐，或糖类物质和氨水反应产生的混合物经酸溶液酸化以除去过量的氨而产生的铵盐及酸化时加入的酸类物质，或糖胺的盐在碱性条件下反应得到的反应物中存在的电解质。得到的多羟基烷基吡嗪类化合物为含羟基烷基取代基的２，５－二取代吡嗪或２，６－二取代吡嗪，如２，５－脱氧果糖嗪、２，５－果糖嗪、２，６－果糖嗪等等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
多羟基烷基吡嗪是糖类物质如甘油醛、戊糖、果糖等和氨、氨基酸、铵盐反应得到的产物，糖胺如葡萄糖胺自身缩合也可得到。这些物质存在于三七、烟草等植物中。植物中的多基烷基吡嗪是由植物中的还原糖如葡萄糖和氨基化合物通过Amadori重排及系列复杂反应得到的。李琦等在高等学校化学学报2001年第22卷11期报道从三七中分离出2-(1′，2′，3′，4′-四羟基丁基)-6-(2″，3″，4″-三羟基丁基)-吡嗪并用合成方法证实其结构，发现其有较好的抗癌活性。美国专利US6392042公开了一类用于治疗糖血症的多基烷基吡嗪类物质。研究表明，糖氨反应常常生成较多大分子物质，称为焦糖色素，其溶解性能和多羟基烷基吡嗪类很相似，易溶于水，蒸馏除水后非常粘稠，易结块，使得分离提纯非常困难，通常是采用多次离子色谱处理，用凝胶色谱等除去大分子物质。中国专利技术专利公开号CN1603313A披露了一种用纳滤或超滤法脱除糖氨反应中大分子物质以提纯多羟基烷基吡嗪的方法，使用该方法可以较好地除去体系中溶解性能相似的大分子物质，便于多羟基烷基吡嗪类物质的结晶提纯。然而，由于制备多羟基烷基吡嗪类纯物质通常要使用过量的铵盐类物质做原料，或者要用盐酸或硫酸将反应体系中过量的氨或氨基化合物转化为铵盐，或用氢氧化钠溶液处理糖胺的盐酸盐，如将葡萄糖胺盐酸盐转化为葡萄糖胺，同时产生氯化钠等电解质。因此，除去其中的电解质是分离提纯多羟基烷基吡嗪类纯物质的一个重要环节。由于铵盐等电解质易溶于水，多羟基烷基吡嗪类化合物也易溶于水，常规的方法是采用多次离子色谱处理脱去其中的电解质(如Agr.Biol.Chem.，2571-2578，1973)；或反复加热让其分解、变换溶剂的方法(如高等学校化学学报，1824-1828，第22卷第11期，2001)，这种分离方法耗时、费力、收率低。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种可降低能耗，可有效去除铵盐等易溶于水的电解质，操作简单方便，脱盐率高的一种。在糖氨反应液于2-60℃，将反应的混合物通过电渗析室进行电渗析脱除电解质。所述的电渗析室由多个膜对、阴阳电极组成，每个膜对由阴阳离子交换膜分隔成1个脱盐室、1个浓室；离子交换膜的交联度为3-35％。其中离子交换膜的交联度为6-25％较佳。所述的糖氨反应液于20-50℃时通过电渗析室为佳。本专利技术公开了一种。该方法所使用的电渗析装置，是由电渗析室、流量计、输液泵、储液罐、直流电源、组装框架等组成。其中电渗析室由多个膜对、阴阳电极组成，每个膜对由阴阳离子交换膜、隔板和夹紧装置等主要部件组成；每个膜对由隔板上的阴阳离子交换膜分隔一个脱盐室和一个浓室，作为电渗析过程的基本单元。单台电渗析分离装置的膜对数可为5-3000对。电渗析装置还包括阳极室和阴极室等附件。电渗析装置除盐的原理在于离子交换膜对不同种电荷的离子具有选择透过性，阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子通过。阴离子交换膜只允许阴离子通过，而阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下，脱盐液中的离子作定向迁移，即阴离子通过阴膜向阳极迁移，阳离子透过阳膜向阴极迁移。脱盐室中的离子分别透过阳阴膜向相邻隔室迁移，电解质浓度逐渐降低；而浓室中的离子分别向阴阳极迁移时，受到阴、阳膜的阻止，而相邻隔室(脱盐室)的离子，则在电场的作用下不断迁移进来，使得浓室中电解质浓度不断增加。由于有机物质呈非离子状态，在电渗析过程中基本不会发生明显的迁移，从而可使有机物质和电解质通过电渗析得以分离，从而使有机化合物得到纯化。本专利申请的方法是通过以下方式实现的将糖氨反应得到的混合物引入到电渗析装置的脱盐罐中，开启输液泵，将料液、浓室水、阴极水、阳极水同时输送到膜堆对应的室中，并循环到对应储罐；在直流电压的作用下，料液中阳离子透过阳离子交换膜向阴极方向迁移，阴离子透过阴离子交换膜向阳极方向迁移，循环分离，脱盐室中的电解质逐渐地转移到浓室中，随着浓室中铵盐的浓度不断增加，脱盐速度会减慢，电流会下降，这时加水稀释浓室中的溶液，脱盐速度会加快，并调整直流电压。脱盐的效率以溶液的电导率来评价，脱盐的终点是脱盐液电导与自来水相当，最终脱盐率可高于98％。该方法能源消耗显著下降，除去铵盐的效率高，成本低，操作简单方便。收集所有脱盐后的料液，经后处理可得到多羟基烷基吡嗪物质。电渗析过程中，溶液温度对脱除电解质分离提纯多羟基烷基吡嗪有重要影响。温度高时，电渗析脱除电解质的速度加快；但多羟基烷基吡嗪透过离子交换膜而造成的产物损失也升高；同时离子交换膜也容易变形而导致渗漏。电渗析过程由于有功率消耗，体系中的各种液体不可避免地产生和积累热量，导致温度上升。故应事先将糖氨反应液冷却，并在电渗析过程中对体系进行冷却以控制温度低于60℃，最好低于50℃。离子交换膜孔径的大小主要取决于离子交换膜的交联度，因此离子交换膜的交联度影响电渗析方法从糖氨反应液脱电解质的速度，影响离子交换膜对多羟基烷基吡嗪物质的截留效果。使用交联度小的离子交换膜，从糖氨反应液脱电解质的速度就会越快，同时离子交换膜对多羟基烷基吡嗪物质的截留效果就会降低，多羟基烷基吡嗪物质的损失就会增加。使用交联度大的离子交换膜，从糖氨反应液脱电解质的速度就会越慢，同时离子交换膜对多羟基烷基吡嗪物质的截留效果就会提高，多羟基烷基吡嗪物质的损失就会减少。各种多羟基烷基吡嗪类物质分别有不同的分子大小，因此还应该根据具体的物质来选择不同的交联度，分子小物质，应选择交联度相对较大的膜以减少产物损失；分子较大的，应选择交联度相对较小的膜以加快除电解质的速度。对多羟基烷基吡嗪类物质而言，其交联度的适宜范围是3至35，最佳范围是6至25。其对应的离子交换膜孔径约为纳滤膜的孔径范围。单张离子交换膜的有效膜面积以及膜堆中膜对的数目对电渗析处理的速度有很大的影响，有效膜面积越大或膜对的数目越多，电渗析脱盐速度越大，料液的批处理量越大，多羟基烷基吡嗪物质的分离提纯量就越大。本专利公开的方法单张离子交换膜的有效膜面积至少为0.005平方米，膜对的数目至少为5对。便于实现的批量生产的单张离子交换膜的有效膜面积可大于0.05平方米，膜对的数目大于20对。本专利公开的方法用于多羟基烷基吡嗪物质的分离提纯，可以同时结合中国专利技术专利公开号CN1603313A公开的纳滤或超滤技术进行，两个方法结合可以分别除去糖氨反应产物中的两种类型的杂质-电解质和大分子聚合物，使得多羟基烷基吡嗪物质的分离提纯得以简化。可以在电渗析处理之前将糖氨反应液先进行纳滤或超滤处理，也可以在电渗析处理之后将脱盐的糖氨反应液进行纳滤或超滤处理。本专利公开的方法用于多羟基烷基吡嗪物质的分离提纯，也可以不结合纳滤或超滤技术，而直接使用常规方法如重结晶、活性炭脱色来去除大分子物质，只是多羟基烷基吡嗪物质的收率较低。本专利公开的方法用于多羟基烷基吡嗪物质的分离提纯，多羟基烷基吡嗪为2，5-二取代吡嗪或2，6-二取代吡嗪，两个取代基可以是相同，也可以不相同。具体如下2，6-二(1′，2′，3′，4′-四羟基丁基)吡嗪，2，5-二(1′，2′，3′，4′-四羟基丁基)吡嗪，2-(1′，2′，3′，4′-四羟基丁基)-5-(2″，3″，4″-三羟基丁基)-吡嗪，2-(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从糖氨反应液中分离提纯多羟基烷基吡嗪类化合物的方法，其特征在于：在糖氨反应液于２－６０℃时，将反应的混合物通过电渗析室进行电渗析以脱除电解质；电渗析使用的离子交换膜的交联度为３－３５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华武，黎艳玲，周宇，谭新良，刘建福，陈雄，赵瑜，银董红，
申请(专利权)人：湖南中烟工业公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]