专利名称：D-氨基葡萄糖及制备方法
技术领域：
本发明涉及生物技术领域，具体地说涉及曱壳素系列之D-氨基葡 萄糖及制备方法。目前市场上有D-氨基葡萄糖盐酸盐作为化学合成的原料或直接 用于作物生产。但由于分子结构中含有盐酸，呈酸性，使用具有局限 性，尤其是用于农业生产方面，会污染土壤，难以广泛应用。如何解决现有技术存在的问题，则是本发明面临的设计课题。发明内容本发明提供了 一种D-氨基葡萄糖及制备方法，它可以解决现有技 术存在的呈酸性所带来的问题。为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是， 一种D-氨基葡萄糖，其特征在于所述D-氨基葡萄糖分子结构式在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征所述D-氨基葡萄 糖交换原理如下背景技术<formula>formula see original document page 5</formula>式中
R-0H为D301弱碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂，<formula>formula see original document page 5</formula>为D-氨基葡萄糖盐酸盐在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征所述D301弱碱性 聚苯乙烯阴离子交换树脂可以用美国产品牌号Amberlite IRA-9 3/94 或謂exMWA-1替换。一种制备所述D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述方法采用制 备设备，其步骤如下① 精过滤采用D-氨基葡萄糖盐酸盐，用蒸馏水配成10~ 15%浓 度的溶液经板框压滤机过滤以除去杂质；② 离子交换过滤后的溶液用泵打入原料液高位罐，D301弱石威性 聚苯乙烯阴离子交换树脂装入所述设备中的离子交换柱I,然后按照 阴离子交换树脂与水的质量比为1 : 1. 3 ~ 1. 8的比例向离子交换柱I 中灌入水，D-氨基葡萄糖盐酸盐溶液从所述设备中的原料液高位罐进 入所述离子交换柱I后流入半成品液罐，所述阴离子交换树脂与D-氨基葡萄糖盐酸盐的质量比为1 : 0. 6 ~ 0. 8,离子交换时间为20 ~ 30分钟；③ 冷冻浓缩将所述半成品液罐中的溶液冷冻浓缩至浓度为8~ 10%,冷冻温度为 -2°C ~ - 8°C， 除去冰块，取出浓缩的D-氨基 葡萄糖。在本发明的上述4支术方案中，还具有以下才支术特征所述原料液高位罐中的原料从所述离子交换柱i流出后，继续进入离子交换柱n、 ni进 行离子交换后，再流入半成品液罐。在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征所述离子交换柱II 、III中的离子交换时间均为2 0~ 30分钟。在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征在冷冻浓缩步骤中 所述D-氨基葡萄糖浓度为8 ~ 10%。在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征所述板框压滤机中 的滤布为绒布，目数为200 300目。在本发明的上述技术方案中，还具有以下技术特征所述离子交换柱I 、 II、 III的下端均设置有150~ 300目的筛绢。本发明具有以下优点和积极效果采用本发明生产的产品为去掉D-氨基葡萄糖盐酸盐中的酸根离 子，只剩下氨基，用于农业生产当中比目前所使用的D-氨基葡萄糖盐 酸盐更好，无毒，无副作用，而且不会污染土壤，在农业上可持续发 展。还抗伏倒，能够增加农作物产量，用途非常广泛。水稻增产试验试验地之一是江西省南昌市南昌县尤口乡三联村；试验地之二是 江西省南昌市新建县流湖乡义渡村。试验用地均为在大田中央划出一 亩地，以便统一管理。试验方法均采用浸种发芽先配成10%的氨基葡萄糖溶液400ml, 然后现场沖稀100倍。把20公斤稻种，与大田所用稻种相同，浸泡 在溶液中，3-4天发芽后撒播在秧田中。 一周后把1/4的浸种液均匀 的撒泼在秧田中，其余3/4的浸种液在大田的稻子生长一个月以后喷 洒在叶面上。除此以外其余操作如插秧、施肥、除草、灌溉等均相同。试验结果收割前采用任意摘取各100铢(由农民分别从田中随 意均匀地各摘取100林，脱粒晒干)进行比较，结果如下尤口乡三联村的试—睑地的100抹稻的干重为546克，大田中100 抹稻为475克，两者相比增产15% 。新建县流湖乡义渡村的100抹稻的干重为510克，大田中100才朱 稻为450克，两者相比增产13. 3%。
图1是本发明D-氨基葡萄糖制备设备实施例1示意图； 图2是本发明D-氨基葡萄糖制备设备实施例2示意图；l.原料液高位罐；2.蒸镏水高位罐；3.Na0H溶液高位罐；4.排空 气阀；5、离子交换柱；5-l.离子交换柱I; 5-2.离子交换柱II; 5-3. 离子交换柱III; 6.不锈钢阀；7.半成品液罐；8.污水处理池；9.管路。
具体实施方式
本发明关键技术方案是采用离子交换法除去分子结构中的HCL， 其交换原理如下N"2为D-氨基葡萄糖。 另外R-OH还可采用717强碱性阴离子交换树脂。 实施例1参见图l，D-氨基葡萄糖制备设备系统图，离子交换柱5高200cm, 直径为30cm，下端设置有2 00目的筛绢。D-氨基葡萄糖制备设备包括 离子交换柱5,原料液高位罐1，蒸馏水高位罐2， NaOH溶液高位罐3， 不锈钢阀6,半成品液罐7，污水处理池8。离子交换柱5以及原料液 高位罐1、蒸馏水高位罐2、 NaOH溶液高位罐3、半成品液罐7、污 水处理池8之间通过管路9和阀门连接。其中所有阀门均为不锈钢单GH20Hn OHOHNHaCI为D-氨基葡萄糖盐酸盐，式中R-OH为D301弱碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂，该产品与美 国对应的产品牌号为Amber lite IRA-93/94; DOWexMWA-1。 CH2OH向阀。具体离子交换步骤如下离子交换柱5中装载100kg D301弱碱性聚苯乙烯阴离子交换树 脂，再注入加入15G升水，水漫过树脂；将80kgD-氨基葡萄糖盐酸盐用蒸馏水配成12%浓度的溶液经板框 压滤才几过滤以除去杂质；过滤后的溶液用泵打入原料液高位罐1,然后由原料液高位罐1 经不锈钢阀门V,流入离子交换柱5中，D301弱^ 威性聚苯乙烯阴离子 交换树脂与D-氨基葡萄糖盐酸盐在离子交换柱5中进行离子交换，控 制液体的流速，经过20 ~ 30分钟交换完毕；树脂再生为了使得树脂能够循环利用，用NaOH溶液与交换后的树脂反应 使树脂再生。离子交换柱5再生关闭Vi,待离子交换柱5中之原料液排空后，关闭Vs,打开V2-。、 Vw,同时打开V4阀使之直接通大气，蒸馏水高位罐2中的水自动注 入离子交换柱5中，关闭V2—。、 Vw阀，静止30分钟，然后打开V7, 将洗液排入半成品液罐7。然后开启V3—。及Vw，此时Vg关闭，再生液即NaOH溶液，立即 从NaOH溶液高位罐3流入离子交换柱I 。待NaOH溶液没过树脂5cm 以上时，关闭V—。。静止30分钟，开启V8，再生液流入污水处理池8 中，排空离子交换柱I 。然后关闭V8,开启V2-。，用蒸馏水高位罐2中的蒸馏水洗涤离子 交换柱5之再生液。待蒸馏水没过树脂5cm以上时，关闭Vz-。， 10分 钟后打开V8,排空离子交换柱I中之洗涤水，以Vs流出的洗涤水不成 流为准。然后关闭V8,开启V2-。，待蒸馏水没过树脂5cm以上时，关闭V2_。， 10分钟后开启V8,排空洗涤水。同时冲全测洗涤水水质，PH值应在 7.0-7.5之间，否则再洗一次。然后再重新进行离子交换操作过程。实施例2参见图2， D-氨基葡萄糖制备设备系统图，为了得到纯度较高的 产品，采用三个离子交换柱进行离子交换。离子交换柱I、 II、 III均 高2 00cm，直径为25cm,下端i殳置有250目的筛绢。D-氨基葡萄糖制备设备包括离子交换柱I 5-1、离子交换柱II 5-2 和离子交换柱III5-3，还包括原料液高位罐1，蒸馏水高位罐2， NaOH 溶液高位罐3,排空气阀4，不锈钢阀6，半成品液罐7,污水处理池 8。离子交换柱I 、 II 、 III以及原料液高位罐1、蒸馏水高位罐2、 NaOH 溶液高位罐3、半成品液罐7、污水处理池8之间通过管i 各9和阀门 连接。其中离子交换柱的上端连接的排空气阀4为三向阀，其余部位 连接的是不锈钢单向阀。具体离子交换步骤如下离子交换柱I 5-1、离子交换柱II 5-2和离子交换柱I115-3中分 别装载100kg D301弱碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂，再分别向各离 子交换柱中加入150升水，水漫过树脂；将80kgD-氨基葡萄糖盐酸盐用蒸馏水配成12%浓度的溶液经板框 压滤才几过滤以除去杂质；过滤后的溶液用泵打入原料液高位罐1,然后由原料液高位罐1 经不锈钢阀门V卜J危入离子交换柱I 5-1中，D301弱石威性聚苯乙烯阴 离子交换树脂与D-氨基葡萄糖盐酸盐在离子交换柱I 5-1中进行离子 交换，控制液体的流速，经过20~ 30分钟交换完毕；为进一步的进行离子交换，料液从离子交换柱15-1中交换完毕 后再进入离子交换柱115-2和离子交换柱III5-3中，此时同时开启 不锈钢阀门V5-r 、 V5-2、 V5—r及V5-3,控制阀门的开启度，交换时间为 20~30分钟，最后经V7-3及V7流入半成品液罐7中。此时其余阀门 均处于关闭状态。树脂再生再生次序为I 、 II、 III循环顺序。为了使得树脂能够循环利用， 用NaOH溶液与交换后的树脂反应使树脂再生。 离子交换柱I再生关闭V1-1, 在V4-1阀上接上压缩空气(压力为0. 02 5- 0. 03 MPa ), 待离子交换柱I 5-1中之原料液排空后关闭V5-r及V5-2，打幵Vh,使离子交换柱II5-2及离子交换柱III5-3继续进行离子交换。然后把Vh 三通阀打到通大气状态。打开V2-。、 Vh，蒸馏水高位罐2中的水自动流入离子交换柱I 5-1 中，关闭V2—。，静止30分钟，然后打开Vw,将洗液排入半成品液罐关闭Vh,然后开启V3-。及Vw,此时Vs关闭，再生液即NaOH 溶液，立即从NaOH溶液高位罐3流入离子交换柱I 。待NaOH溶液没 过树脂5cm以上时，关闭V3-Q。静止30分钟，开启V8，再生液流入污 水处理池8中，排空离子交换柱I。然后关闭V8,开启V2_。，用蒸馏水高位罐2中的水洗涤离子交换 柱I之再生液。待蒸馏水没过树脂5cm以上时，关闭VH， IO分钟后 打开V8，排空离子交换柱I中之洗涤水，以V8流出的洗涤水不成流为 准。然后关闭V8,开启V2—。，待蒸馏水没过树脂5cm以上时，关闭V2-。， 10分钟后开启V8,排空洗涤水。同时4企测洗涤水水质，PH值应在 7.0-7.5之间，否则再洗一次。再生树脂的接入关闭V7阀，开启Vh阀，离子交换柱III中之溶液流入离子交换 柱I,待离子交换柱I中之液体没过树脂5cm以上时，要确认离子交 换柱I内无气泡，关闭Vw阀。关闭VH阀，开V5-3.及Vw阀，同时开Vw,及Vs-2阀。开V7阀正常进行离子交换操作过程。离子交换柱n 、 m再生的原则与离子交换柱i再生过程相同。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其 它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术 内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发 明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种D-氨基葡萄糖，其特征在于所述D-氨基葡萄糖分子结构式为id="icf0001" file="S200810016202XC00011.gif" wi="35" he="27" top= "63" left = "80" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>
2.根据权利要求1所述的D-氨基葡萄糖，其特征在于所述D-氨 基葡萄糖交换原理如下式中R-0H为D301弱碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂，
3. 根据权利要求2所述的D-氨基葡萄糖，其特征在于所述D301弱 碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂可以用美国产品牌号Amber 1 i te IRA-93/94或謂exMWA-l替换。
4. 一种制备权利要求1所述D-氨基葡萄糖的方法，其特征在于所 述方法釆用制备设备，其步骤如下① 精过滤采用D-氨基葡萄糖盐酸盐，用蒸馏水配成10~ 15%浓 度的溶液经板框压滤机过滤以除去杂质；② 离子交换过滤后的溶液用泵打入原料液高位罐，D301弱碱性 聚苯乙烯阴离子交换树脂装入所述设备中的离子交换柱I ,然后按照 阴离子交换树脂与水的质量比为1 : 1. 3 ~ 1. 8的比例向离子交换柱I为D-氨基葡萄糖盐酸盐中灌入水，D-氨基葡萄糖盐酸盐溶液从所述设备中的原料液高位罐进 入所述离子交换柱I后流入半成品液罐，所述阴离子交换树脂与D-氨基葡萄糖盐酸盐的质量比为1 : 0. 6 ~ 0. 8,离子交换时间为20~ 30 分钟；③冷冻浓缩将所述半成品液罐中的溶液冷冻浓缩至浓度为8~ 10°/。，冷冻温度为 -2°C ~ - 8°C, 除去冰块，取出浓缩的D-氨基 葡萄糖。
5. 根据权利要求4所述方法，其特征在于所述原料液高位罐中的 原料从所述离子交换柱I流出后，继续进入离子交换柱II、 III进行离 子交换后，再流入半成品液罐。
6. 根据权利要求5所述方法，其特征在于所述离子交换柱II 、 III 中的离子交换时间均为20 ~ 30分钟。
7. 根据权利要求6所述方法，其特征在于在冷冻浓缩步骤中所述 D-氨基葡萄糖浓度为8~10%。
8. 根据权利要求4所述方法，其特征在于所述板框压滤机中的滤 布为绒布，目数为200 ~ 300目。
9. 根据权利要求4或8所述方法，其特征在于所述离子交换柱I 、 II 、 III的下端均设置有150~ 300目的筛绢。
全文摘要
本发明公开了一种D-氨基葡萄糖及制备方法，可以解决现有技术存在的呈酸性所带来的问题。所采用的技术方案是采用离子交换法除去D-氨基葡萄糖盐酸盐分子结构中的HCl，所述D-氨基葡萄糖的分子结构式为右下式。本发明所述产品可取代目前市场上的D-氨基葡萄糖盐酸盐，而且不会污染土壤，在农业上可持续发展，无污染，无毒、无副作用，抗伏倒，可增加农作产量，用途更为广泛。
文档编号C07H5/06GK101274948SQ20081001620
公开日2008年10月1日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者缪泽年 申请人:缪泽年