一種甲殼素制備n-乙酰-d-氨基葡萄糖的方法
【專利摘要】本發明公開了一種甲殼素制備N?乙酰?D?氨基葡萄糖的方法，包括溶解、過濾、降解、析晶、過濾、清洗、干燥共計7個工藝步驟，通過該方法使用甲殼素制備N?乙酰?D?氨基葡萄糖的過程中，所用的溶劑及固體酸均可回收套用，適應當前的環保要求，基本達到無污染，清潔化生產，由于整個反應過程，無論原料，還是產物都能溶解，這樣就避免了副產物的生成，大大提高產物N?乙酰?D?氨基葡萄糖的收率，收率高達89％，整個N?乙酰?D?氨基葡萄糖的制備過程簡單，不需要特殊的操作過程，從而具有廣闊的應用前景，能夠帶來很大的經濟效益和社會效益。
【專利說明】
一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種化學降解技術領域，尤其涉及一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法。
【背景技術】
[0002]氨基糖類通常作為復雜寡糖類和多糖類中的單糖殘基，氨基葡萄糖是單糖葡萄糖的氨基衍生物，N-乙酰-D-氨基葡萄糖是氨基葡萄糖的乙酰化衍生物。氨基葡萄糖，N-乙酰-D-氨基葡萄糖和其他氨基糖類是許多天然多糖的重要組成部分。現有的N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制備方法，主要有通過微生物發酵法制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖，化學法制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖，酶解制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖。微生物發酵法制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖要通過微生物菌種培養，然后再發酵，分離等工藝過程，整個工藝過程復雜，操作繁瑣，收率非常低，不利于工業化生產，化學法生產N-乙酰-D-氨基葡萄糖，制備過程需要大量有毒有害的化學試劑，不但產品N-乙酰-D-氨基葡萄糖中有化學殘留，而且化學污染不利于環境保護，全過程極易發生燃燒，爆炸等事故，酶解制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖，不管需要什么樣的酶，都需要增加工業成本，收率同樣非常低，不利于工業化生產，三種制備N-乙酰-D-氨基匍萄糖的方法，都含有N-乙酰-D-氨基匍萄糖制備昂貴和困難的步驟，并且這些方法都存在產率非常低的問題。鑒于上述缺陷，實有必要設計一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種N-乙酰-D-氨基匍萄糖的制備方法，其所要解決的技術冋題是針對現有技術的不足，提供一種工藝簡單，操作方便，環境友好，收率高的N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制備方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步驟:
[0005]I)溶解:將甲殼素與溶劑放置于超聲波攪拌罐中進行溶解制得粗母液，所述的溶劑為氟化試劑，酰胺/氯化鋰系統，離子液體，氨基酸鹽及二甲亞砜的一種或幾種混合物；
[0006]2)過濾:將步驟I)制得的粗母液使用隔膜栗連續栗入微孔膜過濾器進行過濾制得精母液；
[0007]3)降解:將步驟2)制得的精母液與固體酸放置于降解罐中進行降解制得降解液，所述的固體酸為SO2—4/Mx0y型超強酸，強酸性陽離子交換樹脂中的一種或幾種混合物；
[0008]4)析晶:將步驟3)制得的降解液栗入并超聲波攪拌罐并加入乙醇進行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
[0009]5)過濾:將步驟4)析晶后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0010]6)清洗:將步驟5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體使用流動的乙醇連續清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0011 ] 7)干燥:將步驟6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體放置于冷凍烘干機能進行冷凍烘干，即可制得成品。反應后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0012]本發明進一步的改進如下:
[0013]進一步的，所述的步驟2)中降解的溫度為40°C-100°C。
[0014]進一步的，所述的氟化試劑為六氟異丙醇，六氟丙酮，七氟烷中的一種或幾種混合物。
[0015]進一步的，所述的酰胺/氯化鋰系統為LiCL/N，N-二甲基甲酰胺，LiCL/N，N-二甲基乙酰胺，LiCL/N-甲基吡咯烷酮的一種或幾種混合物。
[0016]進一步的，所述的離子液體為N-乙基吡啶氯化物，1-丁基-3-甲基氯化咪唑鑰，1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽，1-烯丙基-3-甲基溴化咪唑鑰，1-甲基-3-丙基溴化咪唑鑰，1-丁基-3-甲基溴化咪唑鑰，N-甲基氧化嗎啉，1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯，氫氧化1-乙胺基-3-甲基咪唑，氯化1-乙胺基-3-甲基咪唑的一種或幾種混合物。
[0017]進一步的，所述的氨基酸鹽為甘氨酸鹽酸鹽，甘氨酸硝酸鹽，乳酸甘氨酸鹽酸鹽，甘氨酸對甲苯磺酸鹽，甘氨酸蘋果酸鹽，甘氨酸氯乙酸鹽，甘氨酸乙二酸鹽，脯氨酸鹽酸鹽，賴氨酸鹽酸鹽的一種或幾種混合物。
[0018]進一步的，所述的SO2—4/MxOy型超強酸為SO2—4/Zn02，SO2—4/Zn02—Nd2O3，S02^/Sn02，SO2—4/Sn02-W03 ,SO2VZrO2 的一種或幾種混合物。
[0019]進一步的，所述的所述的強酸性陽離子交換樹脂為001*7樹脂，DOOl樹脂，Amberlyst-15磺酸樹脂的一種或幾種混合物。
[0020]與現有技術相比，該甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法具有以下優點:
[0021]I)產品N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制備過程中，所用的溶劑及固體酸均可回收套用，適應當前的環保要求，基本達到無污染，清潔化生產；
[0022]2)由于整個反應過程，無論原料，還是產物都能溶解，這樣就避免了副產物的生成，大大提高產物N-乙酰-D-氨基葡萄糖的收率，收率高達89% ;
[0023]3)整個N-乙酰-D-氨基葡萄糖的制備過程簡單，不需要特殊的操作過程；
[0024]4)本發明具有很強的適用性，具有廣闊的應用前景，能夠帶來很大的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0025]圖1示出本發明流程圖
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步驟:
[0028]I)溶解:將甲殼素與溶劑放置于超聲波攪拌罐中進行溶解制得粗母液，所述的溶劑為氟化試劑；
[0029]2)過濾:將步驟I)制得的粗母液使用隔膜栗連續栗入微孔膜過濾器進行過濾制得精母液；
[0030]3)降解:將步驟2)制得的精母液與固體酸放置于降解罐中進行降解制得降解液，所述的固體酸為SO2—4/Mx0y型超強酸；
[0031]4)析晶:將步驟3)制得的降解液栗入并超聲波攪拌罐并加入乙醇進行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
[0032]5)過濾:將步驟4)析晶后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0033]6)清洗:將步驟5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體使用流動的乙醇連續清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0034]7)干燥:將步驟6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體放置于冷凍烘干機能進行冷凍烘干，即可制得成品。反應后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0035]本發明所述的步驟2)中降解的溫度為50°C，所述的氟化試劑為六氟異丙醇，所述的 SO2—4/MxOy 型超強酸為 SO2—4/Zn02。
[0036]實施例2
[0037]如圖1所示，一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步驟:
[0038]I)溶解:將甲殼素與溶劑放置于超聲波攪拌罐中進行溶解制得粗母液，所述的溶劑為酰胺/氯化鋰系統；
[0039]2)過濾:將步驟I)制得的粗母液使用隔膜栗連續栗入微孔膜過濾器進行過濾制得精母液；
[0040]3)降解:將步驟2)制得的精母液與固體酸放置于降解罐中進行降解制得降解液，所述的固體酸為SO2—4/Mx0y型超強酸；
[0041]4)析晶:將步驟3)制得的降解液栗入并超聲波攪拌罐并加入乙醇進行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
[0042]5)過濾:將步驟4)析晶后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0043]6)清洗:將步驟5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體使用流動的乙醇連續清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0044]7)干燥:將步驟6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體放置于冷凍烘干機能進行冷凍烘干，即可制得成品。反應后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0045]本發明所述的步驟2)中降解的溫度為80°C，所述的酰胺/氯化鋰系統為LiCL/N，N-二甲基甲酰胺，所述的SO2—4/Mx0y型超強酸為SO2—4/Ζη02。
[0046]實施例3
[0047]如圖1所示，一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，包括以下步驟:
[0048]I)溶解:將甲殼素與溶劑放置于超聲波攪拌罐中進行溶解制得粗母液，所述的溶劑為氨基酸鹽；
[0049]2)過濾:將步驟I)制得的粗母液使用隔膜栗連續栗入微孔膜過濾器進行過濾制得精母液；
[0050]3)降解:將步驟2)制得的精母液與固體酸放置于降解罐中進行降解制得降解液，所述的固體酸為強酸性陽離子交換樹脂；
[0051]4)析晶:將步驟3)制得的降解液栗入并超聲波攪拌罐并加入乙醇進行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全；
[0052]5)過濾:將步驟4)析晶后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0053]6)清洗:將步驟5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體使用流動的乙醇連續清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0054]7)干燥:將步驟6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體放置于冷凍烘干機能進行冷凍烘干，即可制得成品。反應后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體；
[0055]本發明所述的步驟2)中降解的溫度為60°C，所述的氨基酸鹽為甘氨酸硝酸鹽，所述的強酸性陽離子交換樹脂為Amberlyst-15磺酸樹脂。
[0056]本發明不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所做出的種種變換，均落在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)溶解:將甲殼素與溶劑放置于超聲波攪拌罐中進行溶解制得粗母液，所述的溶劑為氟化試劑，酰胺/氯化鋰系統，離子液體，氨基酸鹽及二甲亞砜的一種或幾種混合物； 2)過濾:將步驟I)制得的粗母液使用隔膜栗連續栗入微孔膜過濾器進行過濾制得精母液； 3)降解:將步驟2)制得的精母液與固體酸放置于降解罐中進行降解制得降解液，所述的固體酸為SO2—4/Mx0y型超強酸，強酸性陽離子交換樹脂中的一種或幾種混合物； 4)析晶:將步驟3)制得的降解液栗入并超聲波攪拌罐并加入乙醇進行，使得N-乙酰-D-氨基葡萄糖析出完全； 5)過濾:將步驟4)析晶后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體； 6)清洗:將步驟5)制得的粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體使用流動的乙醇連續清洗3次即可得到精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體； 7)干燥:將步驟6)制得的精N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體放置于冷凍烘干機能進行冷凍烘干，即可制得成品。反應后的溶液進行過濾，即可得到粗N-乙酰-D-氨基葡萄糖固體。2.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的步驟2)中降解的溫度為400C-1OO0C。3.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的氟化試劑為六氟異丙醇，六氟丙酮，七氟烷中的一種或幾種混合物。4.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的酰胺/氯化鋰系統為LiCL/N，N-二甲基甲酰胺，LiCL/N，N-二甲基乙酰胺，LiCL/N-甲基吡咯烷酮的一種或幾種混合物。5.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的離子液體為N-乙基吡啶氯化物，1-丁基-3-甲基氯化咪唑鑰，1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽，1-烯丙基-3-甲基溴化咪唑鑰，1-甲基-3-丙基溴化咪唑鑰，1-丁基-3-甲基溴化咪唑鑰，N-甲基氧化嗎啉，1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯，氫氧化1-乙胺基-3-甲基咪唑，氯化1-乙胺基-3-甲基咪唑的一種或幾種混合物。6.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的氨基酸鹽為甘氨酸鹽酸鹽，甘氨酸硝酸鹽，乳酸甘氨酸鹽酸鹽，甘氨酸對甲苯磺酸鹽，甘氨酸蘋果酸鹽，甘氨酸氯乙酸鹽，甘氨酸乙二酸鹽，脯氨酸鹽酸鹽，賴氨酸鹽酸鹽的一種或幾種混合物。7.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的SO2—4/MxOy 型超強酸為 SO2—4/Zn02, SO2VZnO2-Nd2O3，SO2VSnO2，SO2—VSnO2-WO3，SO2VZrO2^的一種或幾種混合物。8.如權利要求1所述的甲殼素制備N-乙酰-D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的所述的強酸性陽離子交換樹脂為001*7樹脂，DOOl樹脂，Amberlyst-15磺酸樹脂的一種或幾種混合物。
【文檔編號】C07H1/06GK106008615SQ201610384090
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】王松葉, 詹金明, 陳延靜, 陳進利, 趙艷凱
【申請人】江蘇澳新生物工程有限公司