提纯l－抗坏血酸2－单磷酸酯的方法

专利名称：提纯l－抗坏血酸2－单磷酸酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种提纯L-抗坏血酸2-单磷酸酯的新方法，这种方法是采用一种碱性阴离子交换树脂，将该物质以其单碱金属盐的形式从其碱金属盐和碱土金属盐、各种其它L-抗坏血酸磷酸化形式的这类盐和各种碱金属和/或碱土金属的磷酸盐的混合物中回收得到的。
众所周知，抗坏血酸(维生素C)和其盐用作食品、动物饲料和化妆品的添加剂。抗坏血酸本身对热和氧化是敏感的，其结果是它具有不期望的易于分解的趋向。因此，它在许多应用领域例如化妆品是不适用的，而生产抗坏血酸衍生物的利润正在不断地提高，这些衍生物具有提高的稳定性，它们可在同一应用领域取代抗坏血酸。
而且，大家都知道，抗坏血酸磷酸酯是表示保护型的抗坏血酸，它受热和氧化降解的影响小。使用这类抗坏血酸衍生物，它们明显地比抗坏血酸本身要稳定得多，几乎可以全部消除分解或降解的难题。生物活性部分的抗坏血酸，可通过磷酸酶反应在有机体中从这类衍生物中释放出来。
有二种根本不同的重要的抗坏血酸磷酸化方法，即采用氯氧化磷进行磷酸化(作为事例，如EP388869/US4999437和EP582924/US5420302以及US4179445中所述)，另一种方法是采用聚磷酸盐进行磷酸化，如三偏磷酸钠(作为事例，参见US4647672和US5110950以及EP866069)，在这两种方法中L-抗坏血酸盐都是在碱性条件下被磷酸化的。
上述两种磷酸化方法中的第一种方法，得到的主要产物为抗坏血酸2-单磷酸酯，副产物主要为抗坏血酸3-磷酸酯和2-焦磷酸酯以及二(抗坏血酸)-2，2’-二磷酸酯(参见C.H.Lee et al.，CarbohydrateRes.67，127-138(1978))。在过去，反应产物需要彻底地进行提纯，而且还不能以简单的方法如通过喷雾干燥所有的反应混合物，将其转化为商业可用的产品。
第二种方法即采用磷酸盐进行磷酸化，对于US4647672和US5110950来说，得到的主要产物为抗坏血酸2-聚磷酸酯，例如当采用三偏磷酸钠时为抗坏血酸2-三磷酸酯，但还含有一定量的抗坏血酸2-单磷酸酯。这种抗坏血酸2-聚磷酸酯可通过过量的碱降解为单磷酸酯。抗坏血酸2-单磷酸酯与抗坏血酸2-二磷酸酯和更高的聚磷酸酯的比值，受所使用的碱用量和其它反应条件的影响。在这些美国专利中所述的方法存在一个不利之处，就是需要使用非常大量的磷酸化试剂，例如每摩尔的抗坏血酸至少需要1mol的三偏磷酸钠。而且，当产物中应该含有相对少量的抗坏血酸聚磷酸酯和较多的抗坏血酸2-单磷酸酯时，则必须要使用大量的碱如氢氧化钙。因此，产物中会含有大量的无机磷酸盐；抗坏血酸等价物在干燥产品中的含量最高可达约25重量％。
在EP866069中公开了一种较US5110950所述方法改善的方法，是采用聚磷酸盐对L-抗坏血酸进行磷酸化的。在这种方法中，L-抗坏血酸2-聚磷酸酯，它自身可分开制得，或者是现场通过采用一种磷酸化试剂如三偏磷酸钠对L-抗坏血酸的碱金属或碱土金属盐进行磷酸化而得到，它可与L-抗坏血酸盐在碱性条件下在浓缩的水溶液进行反应，所使用的L-抗坏血酸盐的用量和作为碱的碱土金属氢氧化物的用量，使得反应介质的pH维持在约8至11的范围内，磷酸根基团逐步地从聚磷酸盐转移到L-抗坏血酸盐中，直到来自两处来源的L-抗坏血酸基本上都呈其2-单磷酸盐的形式为止。虽然这种方法可以获得非常高单磷酸酯含量的L-抗坏血酸磷酸酯盐，从而在干燥产品中较先有改进方法含有更高含量的抗坏血酸等价物，但是，这种产品中仍不可避免地含有部分未反应的起始原料和副产物，特别是非磷酸化的抗坏血酸酯、抗坏血酸二-和更高的磷酸酯(抗坏血酸聚磷酸酯)，和正磷酸盐和焦磷酸盐(无机磷酸盐)。
如在前述专利出版物中所述的方法中，期望的抗坏血酸单磷酸酯与抗坏血酸聚磷酸酯、非磷酸化的抗坏血酸酯、无机磷酸盐等的比值，取决于反应中所采用起始原料的化学计量比和其它的反应条件，从来就不能使人完全满意。从这些含有未反应起始原料和副产物的混合物中回收L-抗坏血酸2-单磷酸酯或其无机盐，即提纯L-抗坏血酸2-单磷酸酯，是困难的，特别是由于这种混合物中的各成分具有非常相似的物理性质。例如，它们都难溶于有机溶剂。不过，在水中，游离酸和钠盐，作为事例，它们是易溶的，而钙盐仅少量可溶。采用结晶的方法进行提纯变得无法实现。
有一些特定的提纯方法业已公开在其它的专利文献中。JP专利公开(Kokai)51293/1984公开了采用一种提纯L-抗坏血酸2-磷酸酯的方法，是采用一种活性炭柱和一种磷酸和氢氧化铵的水溶液作为洗脱剂，接着使洗脱液流过一根强阳离子交换树脂柱，以除去铵离子，并用氧化镁处理以其镁盐形式除去过量的磷酸。得到的以纯镁盐形式存在的L-抗坏血酸2-磷酸酯用活性炭再一次进行纯化，并从甲醇中结晶析出。在另一日本Kokai 106494/1984中，公开了一种抗坏血酸磷酸酯的提纯方法，它包括采用硅藻土或酸性粘土作为活性炭的替代物，并在一种有机溶剂中进行沉淀。但是，我们知道活性炭和前述的替代物质是适宜用来除去有色物质，但不能用来除去抗坏血酸磷酸化反应的副产物。在US4724262中，它简要地回顾了这两篇日本Kokai文献，并提及了其中所述这些方法的不足之处。在这篇US专利中，公开并要求保护的提纯L-抗坏血酸2-磷酸酯方法，它包括采用一种碱性阴离子交换树脂作为特别前述提及的目标成分的吸收剂，它主要是采用一种无机酸或一种无机盐的溶液进行洗脱的。但是，这种方法存在不足之处，即用来洗脱饱和阴离子交换树脂的该酸或盐溶液，它必须基本上要用一种碱如氢氧化钠溶液进行再生处理。这将会生成不必要的环境不期望的盐溶液。
由抗坏血酸于碱性条件下所制得的L-抗坏血酸磷酸酯(单-和聚磷酸酯)的碱金属和碱土金属盐混合物，在其在用来实现这种混合物中目标成分的最终分离的阴离子交换树脂上分离为其各个成分特别是L-抗坏血酸2-单磷酸酯之前，该混合物必须要转化为一种主要含有相关游离酸的混合物，其中的金属离子业已经被氢离子取代。这种“脱盐”技术原则上是公知的，即从本文的某些专利文献综述可以获知，在其中是采用一种强酸型阳离子交换树脂。脱盐的结果通常是得到L-抗坏血酸、L-抗坏血酸单和聚磷酸酯、二(L-抗坏血酸)磷酸酯和磷酸(主要为正-和焦磷酸；在此，为了避免与L-抗坏血酸单-和聚磷酸酯相混淆，是指无机磷酸)的水溶液。本发明的目的就是从这类混合物前述余下的其它成分中分离出L-抗坏血酸2-单磷酸酯。
业已经发现，在这类混合物中的目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯可采用下述的方法从混合物的其它成分中分离出来，它是通过使混合物(它已经先用强酸性阳离子交换树脂经过脱盐处理)的水溶液流过一种碱性阴离子交换树脂，它可吸收L-抗坏血酸2-单磷酸酯和其它成分，接着逐步释放，即解吸(有时也称作再生)碱性阴离子树脂中吸收的成分，经过随后的流经一种碱金属氢氧化物水溶液，从洗脱液中收集含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯的适当碱金属盐作为主要溶解成分的馏分。特别地，本发明在于使用碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂，从而将L-抗坏血酸2-单磷酸酯从其上已经吸收有这种成分和其它成分的碱性阴离子交换树脂上解吸出来。
因此，本发明提供了一种用来从一种由L-抗坏血酸盐于碱性条件下经磷酸化反应所得到的产物混合物经脱盐后的产物混合物中分离L-抗坏血酸2-单磷酸酯的方法，该方法的特征是通过使一种含有目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯和其它成分的脱盐混合物的水溶液，流过一个碱性阴离子交换树脂柱，各成分最终吸收在该树脂上，采用一种碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂，将所述的L-抗坏血酸2-单磷酸酯和其它成分从该树脂中解吸出来，从洗脱液中收集含有目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯的适当单碱金属盐作为主要溶解成分的馏分。
用于本发明方法的起始原料原则上是任意包含有在碱性条件下L-抗坏血酸盐，特别是碱金属、碱土金属或混合碱金属/碱土金属盐的磷酸化反应，以制备一种适当L-抗坏血酸2-单磷酸酯盐的方法所得到的产物混合物，或者任意随后部分但没有完全纯化的产物，例如一种由结晶分离而得到的混合物，其中这类没有纯化或部分纯化的产物接着进行如上文所述的脱盐处理。某些磷酸化方法在上文中业已经作了说明，可参见相关的专利出版物，所有这些被讨论的方法都是为本发明的方法提供起始原料。该脱盐作用可采用任一已知的方法进行，特别是通过采用阳离子交换树脂对前述的磷酸化产物混合物或随后的部分纯化产物的处理方法，如US4724262所述。
脱盐作用是用来除去金属离子，特别是钠和钙离子和如锰、铁、锌和锶离子等重金属离子，它们可存在于磷酸化产物之中。使存在于含水介质中磷酸化产物混合物或随后的部分纯化盐，流过一种阳离子树脂，可将抗坏血酸、抗坏血酸单-和聚磷酸酯和无机磷酸的各种不同形式的金属盐，转化成为相应的游离酸。如果该磷酸化作用是采用三偏磷酸钠在由一种碱土金属氢氧化物提供的碱性条件下进行的，特别地是氢氧化钙，例如按照EP866069所述的方法，则产物混合物中含有碱土金属盐，它仅能部分地溶于水中。在除去了碱土金属离子之后，这类溶液可得到净化。因此，在这种情形中，脱盐作用可便利地分二个步骤进行，在其中，先是在阳离子交换树脂的搅拌或流化床中除去碱土金属和一些碱金属离子，接着使得到的澄清溶液流过一个固定树脂床以除去余下的碱金属离子，从而彻底地实现脱盐作用。对于第一脱盐步骤，机械稳定的磺酸交换树脂是适宜采用的，如Rohm & Haas的Amberlite200 C，DuoliteC 265和Imac C 16 P，Dow Chemical的DowexMSC-1，Purolite Int.的PuroliteC 160，Bayer的LewatitC 120和Mitsubishi.的ReliteC 360。无论是液态还是固态的如喷雾干燥的磷酸化产物都可采用。树脂的交换容量通常应为有待除去的金属计算量的约100％至约300％。彻底(第二)脱盐步骤优选是在一个可逆流再生的固定树脂床中进行的，在这种情形下，所采用的阳离子交换树脂的交换容量适宜地也是约为有待除去的金属计算量的100％至300％。用于第一脱盐步骤中的同样类型的阳离子交换树脂也可用在第二脱盐步骤中。
含有来自经阳离子交换树脂洗脱的脱盐混合物的水溶液可接着进行本发明方法的处理。这类水溶液中固体(酸)含量的合适范围约为5％至约20％重量，水溶液的pH通常约为0.7。考虑到这种酸性水溶液的相对不稳定性，它可便利地用本发明的方法进行处理，包括流过一种碱性阴离子交换树脂，吸收，采用碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂进行解吸，由于没有不必要的延迟，从而在整个贮存阶段避免了不期望的退化(降解)。
用于本发明方法中的碱性阴离子交换树脂，合适地是任意的碱性阴离子交换树脂，它具有伯、仲或叔胺或季铵基这些官能团的性质。这些碱性离子交换树脂，它具有胺基作为官能团，通常被视为弱碱性的，那些具有季铵基的树脂通常被视为强碱性的。就本发明方法的目的而言，弱碱性阴离子交换树脂是优于强碱性树脂的。特别优选的是那些弱碱性阴离子交换树脂，当它们与含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯的脱盐混合物水溶液接触时，它们尽可能少地发生膨胀。基于苯乙烯-二乙烯苯的大网状弱碱性阴离子交换树脂表现出这类优选的性能，因而它们是优选的作为本发明方法的碱性阴离子交换树脂。
作为这类弱碱性阴离子交换树脂的实例，它们都是商业可得的，它们是AmberliteIRA 96 SB和IRA 96 RF和DuoliteA 561和A7(都购自Rohm & Haas)，LewatitMP 62(Bayer)和DowexMWA-1(Dow Chemicals)。在这些实例中，AmberliteIRA 96 SB，LewatitMP 62和DowexMWA-1是特别优选的。
业已确定，在这类碱性阴离子交换树脂上混合物中各种脱盐成分在水介质中流过树脂的吸收强度顺序如下(由强吸收→弱吸收)L-抗坏血酸聚磷酸酯＞焦磷酸＞L-抗坏血酸2-单磷酸酯/二-(L-抗坏血酸)磷酸酯＞正磷酸＞L-抗坏血酸。
这样，抗坏血酸和正磷酸吸收到该碱性阴离子交换树脂上较目标产物L-抗坏血酸2-单磷酸酯更弱，而焦磷酸和L-抗坏血酸聚磷酸酯更强，因此，在采用碱金属氢氧化物水溶液的解吸时，这些成分可连续地洗脱下来并进行收集，馏分是从弱(开始)至更强(最后)的吸收成分；所述的L-抗坏血酸2-单磷酸酯是在解吸过程中的中间阶段解脱并被洗脱下来的。
在某种程度上也会吸收少量的可使混合物在水介质中呈现一定颜色的成分(此后称之为“有色成分”)。那些低强度吸收的有色成分与L-抗坏血酸一同解吸，而那些强吸收的有色成分则与L-抗坏血酸聚磷酸酯一同解吸。
碱性阴离子交换树脂的用量，除其它已知的因素外，它还取决于树脂的交换容量和存在于含水介质将要吸收到树脂上的混合物各成分的数量。如本领域所公知的，酸形式的混合物各成分的数量应该不超过所使用的特定树脂的总交换容量。便利地，对于0.5-1.5摩尔的总酸成分，需要采用1升的碱性离子交换树脂。当然也可采用更高比值的树脂体积总酸成分摩尔，但是，随着其比值的提高，也就变得更加不经济了。
此外，混合物的酸成分溶于其中的水的用量，其范围在每体积树脂约为1-5个体积的水是有利的。
一旦脱盐产物混合物的水溶液业已流进该碱性阴离子交换树脂，酸成分就会立即得到吸收，已经发现，在使碱金属氢氧化物水溶液流过树脂之前，先使水流过树脂是有利的。随后的碱金属氢氧化物溶液的流过，可活化吸收的酸成分的分离(解吸)。所述的碱金属氢氧化物水溶液合适地是氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，其中的前者是优选的。这种碱金属氢氧化物溶液有利地其浓度范围约为3％至约6％重量。优选浓度范围约为4％至约5％重量。碱金属氢氧化物水溶液流过树脂的用量尤其取决于这种溶液的浓度、吸收到树脂上的酸成分的性质和树脂的吸收容量。通常碱金属氢氧化物的用量必须要超过树脂的容量，例如约超过50％。有利地，流过每摩尔已吸收有脱盐混合物成分的总树脂容量的碱金属氢氧化物约为1.5-2.0摩尔。一种商业可得的碱性阴离子交换树脂的总容量，制造商一般会依类作详细说明，通常是以最小摩尔数值/每升树脂来表示的。此外，碱金属氢氧化物水溶液的浓度决定了在洗脱液馏分中成分的浓度。例如，采用4％氢氧化钠水溶液，会使得洗脱液馏分中含有主要的L-抗坏血酸2-单磷酸酯的单钠盐，浓度约为20％。
液体流过树脂柱的速度，即流率或流速，范围在约0.5-2床体积/小时是有利的。
在洗脱过程中洗脱液的密度和光学性质的变化，是由于洗脱液含量的改变，即在整个洗脱过程的每个阶段中对于洗脱液中含有特定成分的程度。这可形成收集馏分的依据，这些馏分每种中含有一种或几种占优势的再生成分。在洗脱过程的某些阶段，洗脱液中主要含有目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐作为溶解的成分。通过监控其密度或光学性质，例如旋光度，本领域技术人员就可确定各馏分间的切断点，收集或改道这些馏分，以满足循环磷酸化过程或离子交换分离过程或进一步处理以最终分离有益成分的需要。根据密度、光学性质或其它特征参数，那种主要含有，如果不是仅仅含有的话，目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐为溶解成分的馏分，对其进行收集。那些主要含有L-抗坏血酸或L-抗坏血酸二-和/或更高聚磷酸酯的馏分，有利地是采用本技术领域已知方法，将其循环到用来另外制备抗坏血酸单磷酸酯的磷酸化过程中。那些含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯盐和一种或多种成分的混合物作为溶解成分的馏分，其中的抗坏血酸单磷酸酯盐的比例不是足够地高，它们有利地是循环到离子交换分离过程中，以便最终收集含有所述抗坏血酸单磷酸酯盐作为主要或仅有溶解成分的洗脱液馏分。一种替代方案是，它们可循环到磷酸化过程中。
一旦碱金属氢氧化物水溶液已经流过该弱碱性阴离子交换树脂，所有余下的这些溶液有利地是采用流过的水来置换。这是为了完成树脂的制备，以备按照本发明处理下一批的脱盐混合物。在此阶段所用水的体积有利地约为树脂体积的0.5-2倍，其中更大体积的水也是可以采用的，但在经济上是不利的，这是由于洗脱液基本上是由水组成的，不含有或仅含有很少的溶解成分。
本发明的离子交换分离过程有利地是在室温下进行的，就是说即使它是高于约30℃，其温度也能不超过约30℃，其目的是为了避免在进行分离时由于成分的降解而引起的退化。
含有目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯以其单碱金属盐作为主要或仅有的溶解成分的洗脱液馏分，在其收集之后，它有利地是按下述步骤进行处理收集到的含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐的洗脱液馏分，其pH大约为3，有利地用采用碱金属氢氧化物水溶液进行中和至pH值范围约在9-9.5或约在6-7，非必须地，可浓缩至适当的程度以备下一步骤或最后步骤的需要。此后，这种经非必须浓缩的中和的溶液有利地是经喷雾干燥或采用低碳醇如甲醇或乙醇进行处理以实现L-抗坏血酸2-单磷酸酯的碱金属盐的结晶，特别是钠盐。
在中和步骤中，所采用的碱金属氢氧化物水溶液有利地是与用于从碱性阴树脂上解吸的洗脱剂中是同一种溶液。这样，就可避免混合碱金属盐的形成。因此，碱金属氢氧化物优选是氢氧化钠。这种碱金属氢氧化物水溶液的浓度的合适范围约为20-50％重量。采用相对较浓的碱金属氢氧化物水溶液是优选的，这样在非必须的随后步骤中就可不必对中和溶液进行浓缩了。中和至pH值为9-9.5可制得三-碱金属盐(完全中和)，中和至pH为6-7，可制得二-碱金属盐(部分中和)。相对于前一种盐，后一种盐相对不稳定，所以中和至pH值为9-9.5是优选的。无论如何，这种中和作用和用来实现这种作用的专门技术对本领域人员来说都是公知的。
至于所述的非必须的实现L-抗坏血酸2-单磷酸酯中和溶液的浓缩，有几种公知技术是可以利用的，例如采用降膜式蒸发器。从而，其体积有利地是降至起始体积的约40-50％。在此情形下，本领域技术人员也能很好地采用适当的技术，来监控预期的浓缩程度。
可以各种可能的方法来实现结晶作用，它特别包括向L-抗坏血酸2-单磷酸酯碱金属盐的非必须浓缩的中和后的溶液中添加醇，或以相反方式向醇中添加溶液，或同时将两种液体成分引入到结晶皿中。第一和第二种提及方法对于批料方法更为适用，而第三种提及方法则更适合于连续方法。作为第二种提及方法的一个实例，结晶有利地是通过在较高温度下，向低碳醇优选为甲醇中添加L-抗坏血酸2-单磷酸酯盐的非必须浓缩的溶液而实现的，在添加之初是缓慢加入的，在临近添加过程结束前逐渐加快添加速度。温度在高达水/有机混合物沸点的10℃之内是合适的。而且，在添加过程中搅动溶液是有利的，特别是通过搅拌，并在添加完成后在较高温度下持续搅拌达约1小时。此后，在晶体进行分离之前，有利地是将所得到的晶体浆料冷却到室温，并继续搅拌一段时间，优选约1小时。不管采用什么样的结晶方法，可通过标准技术如过滤或离心分离出最终的晶体。如果需要，也可采用标准技术对晶体进行干燥。
作为一种结晶的替代方案，固体L-抗坏血酸2-单磷酸酯盐也可通过对非必须浓缩的中和后的溶液进行喷雾干燥而得到，这是一种本领域技术人员么知的技术，不再作详细的解释。
本发明方法的优点是多方面，它包括以下几个方面-可除去有色成分；-用作洗脱剂的碱金属氢氧化物水溶液，不仅可用来解吸吸收在碱性阴离子树脂上的成分，而且也可再生树脂以备重新利用；-在本方法中分离出来的L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐是在经济有益的高浓度水溶液中得到的；-不含有主要L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐的洗脱液馏分，可循环到磷酸化过程中用于另外的制备抗坏血酸单磷酸酯或循环到离子交换分离过程中用于仍存在的抗坏血酸单磷酸酯的进一步分离。
下述的实例将对本发明作详细的说明实施例1L-抗坏血酸2-单磷酸酯的混合钠/钙盐和其它成分的原始混合物的脱盐按照搅拌树脂方法，将由用来制备L-抗坏血酸2-单磷酸酯的混合钠/钙盐方法如根据EP866069所述的方法所得到的反应产物的原始混合物130g，所述混合物中含有L-抗坏血酸的混合钠/钙盐(大约4％)、L-抗坏血酸单磷酸酯(大约62％)、L-抗坏血酸二-和其它磷酸酯(分别大约6％和9％)、正磷酸(大约4％)和焦磷酸(大约8％)以及大约8％的水，使其溶解在由850ml强酸性阳离子交换树脂(Amberlite200C，Rohm and Haas Deutschland GmbH，Frankfurt/Main)分散在700ml水中组成的搅拌悬浮液中，为期约30分钟。(原始混合物的给定成分具有L-抗坏血酸含量大约为40％，其中大约10％为非磷酸化的，大约80％为单磷酸酯形式，大约3％为二-(L-抗坏血酸)磷酸酯形式和大约7％为L-抗坏血酸聚磷酸酯形式)。从树脂中分离出pH值约为3的溶液，将用两份500ml的水连续地对树脂进行洗涤。该溶液和两次洗涤液接着连续地流过一个装填有500ml另一强酸性阳离子交换树脂柱。收集得到主要含有脱盐的L-抗坏血酸2-单磷酸酯其pH值约为0.7的溶液大约1800g。这种溶液，含有L-抗坏血酸的含量约为3％，可用作脱盐混合物的水溶液，用来流过碱性阴交换树脂，如本发明方法第一步骤所述。
重复前述的方法，不同之处在于存在于树脂分散于水中搅拌悬浮液中该强酸性阳离子交换树脂是700ml而不850ml，在经过大约80分钟的溶解阶段和溶液分离之后，用两份600ml而不是500ml的水连续地洗涤树脂。其它的步骤类似。
实施例2从脱盐产物混合物中分离出L-抗坏血酸2-单磷酸酯来自如实施例1所述的脱盐方法的溶液，作为一种变通，不对其进行收集，代之的而是使其流入到一个装填有水和300ml弱碱性阴离子交换树脂柱(AmberliteIRA 96 SB，Rohm and Haas DeutschlandGmbH，Frankfurt/Main)中。随后，向该柱中连续地供入0.75升的3％氢氧化钠水溶液以解吸混合物成分并再生阴离子交换树脂，并用1升的水处理氢氧化钠溶液。在最后的洗脱过程中，对流出液的密度进行测定。
一旦洗脱液密度的数值超过1.03g/ml，即该洗脱液馏分含有目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯，就要开始收集产物溶液。收集到124ml这种馏分，接着用50％的氢氧化钠水溶液进行中和至pH值为9.5，最后进行蒸发干燥。固体产物的分析表明L抗坏血酸含量为46.8％，其中0.5％为非磷酸化的，97.3％为单磷酸酯形式，1.5％为二-(L-抗坏血酸)磷酸酯形式，0.5％为L-抗坏血酸二磷酸酯形式。没有检测到其它的聚磷酸酯。
重复前述的方法，不同之处在于是采用DowexMWA-1(Dow(Europe)SA，CH-8810 Horgen，Switzerland)而不是AmberliteIRA 96 SB作为弱碱性阴离子交换树脂。在经洗脱、中和和蒸发干燥后所得到的固体分析表明，L抗坏血酸含量为46.2％，其中1.2％为非磷酸化的，97.5％为单磷酸酯形式，0.9％为二-(L-抗坏血酸)磷酸酯形式，0.1％为L-抗坏血酸二磷酸酯形式。没有检测到其它的聚磷酸酯。
实施例3L-抗坏血酸2-单磷酸酯的混合钠/钙盐和其它成分的原始混合物的脱盐装置包括一个配置有搅拌器的缓冲罐、循环泵和一个总容积为8升的离子交换柱，它已经装填有水和5.8升的强酸性阳离子交换树脂(Amberlite200 C)。按照流化床树脂方法，将2升水输入到缓冲罐中，这些水接着通过循环泵循环到离子交换柱的较低部位并流回到缓冲罐。调节水的循环速度，使阳离子交换树脂能膨胀约20％体积。
在30分钟内，将由用来制备L-抗坏血酸2-单磷酸酯的混合钠/钙盐方法所得到的反应产物的固体原始混合物1.26kg(它具有与上述实施例1中用作起始原料所给出的原始混合物相同的组成)，输入到缓冲罐中。
又经30分钟后，固体原始混合物全部溶解，所得到溶液的pH值约为2.5。
接着将该溶液以8升/小时的速率，泵送入一个装填有水和3.8升强酸性阳离子交换树脂(Amberlite200 C)中。然后向该柱中输入8升水以处理该溶液。通过与树脂的接触，钠和钙离子全部从溶液中的溶解成分中分离出来。得到的脱盐溶液其pH值为0.7，它可接着用于采用碱性阴交换树脂的L-抗坏血酸2-单磷酸酯的分离。
实施例4从脱盐产物混合物中分离出L-抗坏血酸2-单磷酸酯来自如实施例3所述的脱盐方法的溶液，不对其进行收集，代之的是使其流入到一个装填有水和3.6升弱碱性阴离子交换树脂柱(AmberliteIRA 96 SB)中。此后，以8升/小时的速率向该柱中连续地输入2升的水以置换先前引入的溶液，7.5升4％氢氧化钠水溶液以4升/小时的速率输入，以解吸吸收的成分，并以8升/小时的速率输入4升水以置换氢氧化钠溶液，经此之后的阴离子交换树脂得到再生以备下一次的使用。
从柱中收集到下列的洗脱液馏分第一馏分，密度低于1.01g/ml，为12kg水；第二馏分，密度为1.01-1.08g/ml，为2.5kg溶液A；第三馏分，密度大于1.08g/ml，为3kg溶液B；和第四馏分，密度为1.08-1.045g/ml，为大约3kg溶液C。
含有L-抗坏血酸、磷酸和部分L-抗坏血酸2-单磷酸酯的单钠盐的溶液A，可循环到磷酸化过程中以制备另外的抗坏血酸单磷酸酯。溶液C，除了含有部分抗坏血酸单磷酸酯的单钠盐外，还含有焦磷酸和L-抗坏血酸聚磷酸酯；它也可循环到磷酸化过程中。
溶液B主要含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯单钠盐作为溶解成分。经由28％的氢氧化钠水溶液中和至pH值为9.5后，采用HPLC对溶液进行分析。根据分析可知，L抗坏血酸的含量为18％，其中1％为非磷酸化的，97％为单磷酸酯形式，1.5％为二-(L-抗坏血酸)磷酸酯形式，0.5％为L-抗坏血酸二磷酸酯形式。没有检测到其它的聚磷酸酯。
实施例5从脱盐产物混合物中分离L-抗坏血酸2-单磷酸酯在本例中，是在一个交替的操作体系中，采用两个离子交换柱A1和A2，每个都装填有3.6升的弱碱性阴离子交换树脂(AmberliteIRA96 SB)。
柱A1是处于备用状态以吸收混合物成分，除了再生的树脂外(呈0H形)还含有水，而柱A2含有来自先前处理的溶液(D)，因此其树脂具有吸收的抗坏血酸磷酸酯和无机磷酸盐。
使来自如实施例3所述脱盐方法的溶液1kg流过柱A1，之后，以8升/小时的速率输入2升的水以置换先前引入的溶液。
接着，将7.5升4％氢氧化钠水溶液以4升/小时的速率输入到柱A2中，以再生所吸收的成分，并以8升/小时的速率输入4升水以置换氢氧化钠溶液。
来自柱A2的洗脱液直接输入到柱A1中。经流过柱A1，收集到下列的洗脱液馏分第一馏分，密度低于1.01g/ml，为大约12kg水；第二馏分，密度为1.01-1.06g/ml，为大约0.3kg溶液E；第三馏分，密度为1.06-1.10g/ml，为大约0.3kg溶液F；和第四馏分，密度大于1.10g/ml，为大约3kg溶液G。
含有L-抗坏血酸、磷酸和部分L-抗坏血酸2-单磷酸酯的钠盐的溶液E，可将其循环到磷酸化过程中以制备另外的抗坏血酸单磷酸酯。溶液F，仅含有少量余下的抗坏血酸，它可循环到下一批用于分离的批料中。
溶液G主要含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯单钠盐作为溶解成分。经由28％的氢氧化钠水溶液中和至pH值为9.5后，采用HPLC对溶液进行分析。根据分析可知，L抗坏血酸的含量为18％，其中1％为非磷酸化的，97％为单磷酸酯形式，1.5％为二-(L-抗坏血酸)磷酸酯形式，0.5％为L-抗坏血酸二磷酸酯形式。没有检测到其它的聚磷酸酯。
在收集了溶液G之后，柱A1含有溶液D，可适用于下一次的处理。
从柱A2收集到两种洗脱液馏分第五馏分，密度为1.10-1.05g/ml，为约2.5kg溶液H，和第六馏分，密度为1.05-1.00g/ml，为大约3.5kg溶液I。
溶液H含有L-抗坏血酸单-和聚磷酸酯和焦磷酸，它可循环到磷酸化过程。溶液I含有大量的洗脱液氢氧化钠溶液，它可以除去或重新用作碱化溶液。
其后，柱A2就处于备用状态，以备下一次处理并用作柱A1。
权利要求
1一种用来从一种由L-抗坏血酸盐于碱性条件下经磷酸化反应所得到的产物混合物经脱盐后的产物混合物中分离L-抗坏血酸2-单磷酸酯的方法，该方法的特征是通过使一种含有其它成分和目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯的脱盐混合物的水溶液，流过一个碱性阴离子交换树脂柱，各成分最终吸收在该树脂上，采用一种碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂，将所述的其它吸收成分和L-抗坏血酸2-单磷酸酯从该树脂中解吸出来，从洗脱液中收集含有以目标成分L-抗坏血酸2-单磷酸酯的适当单碱金属盐作为主要溶解成分的馏分。
2权利要求1所述的方法，其中的碱性阴离子交换树脂为一种弱碱性阴离子交换树脂，具有胺基作为官能团。
3权利要求1或2所述的方法，其中的碱金属氢氧化物水溶液为氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，优选为前者。
4权利要求1-3所述的任一方法，其中的碱金属氢氧化物水溶液的浓度范围在约3％-6％重量，优选约为4％-5％重量。
5权利要求1-4所述的任一方法，其中的碱金属氢氧化物水溶液流过该碱性阴离子交换树脂的用量，应该满足流过每摩尔已吸收有脱盐混合物成分的树脂总容量的碱性氢氧化物约为1.5-2.0摩尔。
6权利要求1-5所述的任一方法，其中脱盐混合物水溶液中每0.5-1.5摩尔总酸成分需要采用1升的碱性阴离子交换树脂。
7权利要求1-6所述的任一方法，其中液体流过该碱性阴离子交换树脂柱的流速范围约为0.5-2床体积/小时。
8权利要求1-7所述的任一方法，其中，脱盐混合物的酸成分溶于其中的水的用量，其范围是每体积树脂约为1-5个体积的水。
9为权利要求1-8所述的任一方法，其中，以碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂的流过该碱性阴离子交换树脂，其后是用水流过该树脂。
10权利要求1-9所述的任一方法，其中，收集到的含有L-抗坏血酸2-单磷酸酯单碱金属盐的洗脱液馏分，用碱金属氢氧化物水溶液进行中和至pH值范围约在9-9.5或约在6-7，优选的pH值范围为前者，非必须地进行浓缩，并采用喷雾干燥或采用低碳醇如甲醇或乙醇进行处理以实现L-抗坏血酸2-单磷酸酯其碱金属盐的结晶。
全文摘要
一种用来从一种由L－抗坏血酸盐于碱性条件下经磷酸化反应所得到的产物混合物经脱盐后的产物混合物中分离L－抗坏血酸2－单磷酸酯的方法。其特征是通过使一种含有其它成分和目标成分L－抗坏血酸2－单磷酸酯的脱盐混合物的水溶液,流过一个碱性阴离子交换树脂柱,各成分最终吸收在该树脂上,采用一种碱金属氢氧化物水溶液作为洗脱剂,将所述的其它吸收成分和L－抗坏血酸2－单磷酸酯从该树脂中解吸出来,从洗脱液中收集含有以目标成分L－抗坏血酸2－单磷酸酯的适当单碱金属盐作为主要溶解成分的馏分。此方法所得到的L－抗坏血酸2－单磷酸酯与抗坏血酸(维生素C)自身相比,对热和氧化降解是非常稳定的,从而可适用作抗坏血酸更为稳定的形式,而用于食品、动物饮料和化妆品的添加剂。
文档编号C07F9/09GK1276377SQ0011799
公开日2000年12月13日 申请日期2000年6月7日 优先权日1999年6月7日
发明者P·诺斯伯格 申请人:弗·哈夫曼-拉罗切有限公司