製備高純度阿卡波糖的方法

《製備高純度阿卡波糖的方法》是浙江海正藥業股份有限公司於2003年2月13日申請的發明專利，該專利的申請號為031021336，公布號為CN1521176A，專利公布日為2004年8月18日，發明人是林劍秋、熊正軍。

《製備高純度阿卡波糖的方法》涉及一種製備高純度阿卡波糖的方法，該方法包括如下步驟：（1）將預提純的阿卡波糖溶液先經強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系採用0.01~0.05N的鹽酸水溶液梯度洗脫；（2）將上述阿卡波糖組成份用陰離子交換樹脂中和後，再通過一個填裝有大孔吸附劑的柱去除有色雜質；（3）將上述流出液再經過膜過濾器，去除無機鹽、低分子的有機雜質，得到的濃度液即為高純度的阿卡波糖水溶液，如有需要可用2003年2月13日之前的技術中常規的濃縮和結晶方式將阿卡波糖從水溶液中分離出來。

2014年3月，《製備高純度阿卡波糖的方法》獲得第十二屆專利獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：製備高純度阿卡波糖的方法
• 公布號：CN1521176A
• 公布日：2004年8月18日
• 申請號：031021336
• 申請日：2003年2月13日
• 申請人：浙江海正藥業股份有限公司
• 發明人：林劍秋、熊正軍
• Int.Cl.：C07H5/06、A61P3/10
• 地址：浙江省台州市椒江區外沙路46號
• 類別：專利

專利背景

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複合物的抑制劑，並可用於治療糖尿病。

阿卡波糖（acarbose）可以通過放線菌發酵得到，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，即將放線菌發酵後產生的發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後得到阿卡波糖，這種阿卡波糖製品的乾燥物質中阿卡波糖的含量為78～85％（高效液相色譜法），並含有對糖有顯色反應的次更成份為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，以降低雜質帶來的副反應。

中國專利申請CN86108259A提供了一種製備高純度阿卡波糖的方法：即將這種預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醯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於10％（按重量計），或更低。但該方法需要嚴格的控制交換柱的pH範圍，用脫氣蒸餾水洗脫，並需要控制進柱的預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，並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，對樹脂柱設備要較高。

發明內容

專利目的

《製備高純度阿卡波糖的方法》的目的在於提供一種容易操作，成本低的製備高純度阿卡波糖的方法。

技術方案

該發明人經過研究驚奇地發現，可以用廉價的陽離子交換樹脂和大孔吸附樹脂去除預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。

《製備高純度阿卡波糖的方法》的方法涉及的是將預提純的阿卡波糖溶液（見德國專利說明書DE 2209832、德國專利說明書DE2209834、德國專利說明書DE2064092），進一步精製達到含阿卡波糖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），更好的少於2％（按重量計）的製備方法。

該發明所涉及的預提純產阿卡波糖，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％。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法的特徵在於：（1）將預提純的阿卡波糖溶液先經強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系採用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後，再通過一個填裝有大孔吸附劑的柱去除有色雜質，所述大孔吸附劑以二乙烯苯交聯的聚苯乙烯為基質的大孔吸附樹脂；（3）將上述流出液再經過膜過濾器，除去無機鹽、低分子的有機雜質，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2003年2月13日之前的技術中常規定濃縮和結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為聚碸，孔徑一般為1～10納米，優選1～5納米，最優選2納米。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法，其特徵還在於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的聚苯乙烯為基質的磺酸型的強酸性離子交換樹脂，柱的填裝高度和內徑之比至少為2，最好為4。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法，其特徵還在於進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預提純的阿卡波糖溶液，是由發酵液經強酸性陽離子交換樹脂吸附，洗脫，並用陰離子交換樹脂中和而成的溶液，不必濃縮或製成乾固物，這種溶液的濃度為0.05～0.1％（質量比）。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法，其特徵在於預提純阿卡波糖溶液中阿卡波糖是被吸附於層析柱頂端，其總量為相當於填充物的1～2％（質量濃度）；採用梯度洗脫劑，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。層析過程組份先後為雜質1（4b組份），阿卡波糖，雜質2（2組份），收集阿卡波糖組份。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法，其特徵在於經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，中和後的pH為7～8。

該發明所涉及的製備高純度的阿卡波糖的方法，其特徵還在於經大孔吸附樹脂柱後的阿卡波糖組份，不經任何處理，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 2003年2月13日之前的技術中的常規方法進行濃縮和結晶。

該發明測定阿卡波糖含量的方法採用高效液相色譜法，與申請號為CN86108259A的中國專利申請相同（詳見該專利申請說明書）。

改善效果

與2003年2月13日之前的技術相比，《製備高純度阿卡波糖的方法》的方法的優點在於：

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範圍及濃度、體積、pH要求控制5-6，濃度要求控制80000-200000轉/毫升，而該發明對溶液要求較寬，pH在3-7、濃度大於100轉/毫升即可，比較好達到。

2、2003年2月13日之前的技術方法在上柱、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於20℃。洗脫時，需用脫鹽蒸餾水洗脫，且柱溫要控制在40-60℃，而該發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，這樣對設備要求也不用太高。

3、2003年2月13日之前的技術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，流速不穩定，較難控制，該發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0.3毫米左右，生產過程柱阻力較小，流速穩定，易控制。

4、2003年2月13日之前的技術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，對交換柱設備要求較高；而該發明所需的陽離子交換樹脂和大孔吸附樹脂均較廉價，且對交換柱設備要求較低。

權利要求

1.《製備高純度阿卡波糖的方法》其特徵在於包括如下步驟：

（1）將預提純的阿卡波糖水溶液先經強酸性陽離子交換樹脂層析，所述層析系採用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後，通過一個填裝有大孔吸附樹脂的柱去除有色雜質；

（3）將上述步驟（2）的流出液再經過膜過濾器，除去無機鹽和低分子的有機雜質，初步濃縮得到高純度的阿卡波糖水溶液；

（4）如有必要，可用常規方法進行濃縮和結晶將阿卡波糖從水溶液中分離出來。

2.根據權利要求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的聚苯乙烯為基質的磺酸型的強酸性離子交換樹脂。

3.根據權利要求1的方法，其中步驟（2）中所述陰離子交換樹脂是凝膠型弱鹼性陰離子交換樹脂，所述大孔吸附樹脂是以二乙烯苯交聯的聚苯乙烯為基質的大孔吸附樹脂。

4.根據權利要求1的方法，其中步驟（3）中所述膜過濾器中所用膜材質為聚碸，孔徑為1-10納米。

5.根據權利要求4的方法，其中所述孔徑是1-5納米。

6.根據權利要求5的方法，其中所述孔徑是2納米。

7.根據權利要求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徑和填裝高度之比至少為1:2。

8.根據權利要求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徑和填裝高度之比為1:4。

9.根據權利要求1-8之一的方法，其特徵在於進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預提純的阿卡波糖溶液是由發酵液經強酸性陽離子交換樹脂吸附、洗脫、並用陰離子交換樹脂中和而成的溶液。

10.根據權利要求9的方法，其特徵在於進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預提純的阿卡波糖溶液的濃度為0.05-0.1％（質量比）。

11.根據權利要求1-10之一的方法，其特徵在於進入強酸性陽離子交換樹脂層析的預提純的阿卡波糖水溶液中阿卡波糖被吸附於層析柱的頂端，其總量為相當於填充物重量的1-2％（質量比）。

12.根據權利要求1-11的方法，其中得到的阿卡波糖的純度高於98％（質量比）。

實施方式

• 實施例一

1.將需提純的阿卡波糖溶液流過一個層析柱，預提純阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折乾計算為85％（質量比），對同系物的雜質為15％（按峰面積歸一化法計算），硫酸灰分為3％（質量比），層析柱內徑為120厘米，填裝高度為450厘米，控制流速為每小時0.3柱體積，預提純阿卡波糖溶液體積為7000升，計算含純的阿卡波糖70000克，流完後改用洗脫劑洗脫，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，將洗脫劑配製成不同的濃度，進入層析柱，最初進入的濃度為0.01N鹽酸溶液，以後以0.01N梯度變化，最後濃度為0.05N。在洗脫過程中，洗脫順序為雜質1、阿卡波糖、雜質2，截取阿卡波糖組份，加入一個陰離子交換柱（優選使用凝膠型弱鹼性陰離子交換樹脂），流完後用去離子水頂洗至無阿卡波糖為止，合併流出液，體積為25000立升，阿卡波糖濃度為0.25％（質量比）。

2.將上述中和後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、生產公司PUROLITE、英國），流速為每小時0.8柱體積，流完後用一柱體積的蒸餾水頂洗，合併流出液，體積為27000立升，阿卡波糖濃度為0.22％（質量比）。

3.將上述經吸附樹脂後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，最後得到體積400立升，阿卡波糖濃度為14.2％（質量比），三步總收率為81.2％。

用旋轉蒸發器將上述溶液真空濃縮至濃度為50％（質量比），加等量的乙醇，冰櫃放置10小時，過濾，乾燥，得到固體的高純度阿卡波糖，經測定阿卡波糖含量為99.5％（質量比）（折乾計），雜質含量0.02％，硫酸鹽灰分為0.01％。

• 實施例二

1.根據與實施例一相同的方法，將預提純阿卡波糖溶液流過一個層析柱，預 提純的阿卡波糖溶液中含阿卡波糖按折乾計算為80％（質量比），對糖顯色的雜質為12％（按峰面積歸一化法計算），硫酸鹽灰分為4％（質量比），層析柱內徑為120厘米，填裝高度為450厘米，控制流速為每小時0.3柱體積，預提純阿卡波糖溶液體積為8500升，計算含純的阿卡波糖85000克，流完後改用洗脫劑洗脫，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，將洗脫劑配製成不同的濃度，進入層析柱，最初進入的濃度為0.01N鹽酸溶液，以後以0.01N梯度變化，最後濃度為0.05N。在洗脫過程中，洗脫順序為雜質1（4b組份）、阿卡波糖、雜質2（2組份）。截取阿卡波糖組份，加入一個陰離子交換柱（優選使用凝膠型弱鹼性陰離子交換樹脂），流完後用水頂洗至無阿卡波糖為止，合併流出液，體積為33000立升，阿卡波糖濃度為0.23％（質量比）。

2.將上述中和後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、生產公司PUROLITE、英國），流速為1.0柱體積，流完後用一柱體積的蒸餾水頂洗，合併流出液，體積為33000立升，阿卡波糖濃度為0.21％（質量比）。

3.將上述經吸附樹脂後的阿卡波糖溶液進入到一個膜過濾器，用泵循環，最後得到體積450立升，阿卡波糖濃度為14.8％（質量比），三步總收率為78.4％。

用旋轉蒸發器將上述溶液真空濃縮至濃度為50％，加等量的乙醇，冰櫃放置10小時，過濾、乾燥，得到固體的高純度阿卡波糖，經測定阿卡波糖含量為98.9％（質量比）（折乾計），雜質含量0.1％，硫酸鹽灰分為0.02％。

榮譽表彰

2014年3月，《製備高純度阿卡波糖的方法》獲得第十二屆專利獎優秀獎。