专利名称：在低压力下生产精氨酸碳酸氢盐的方法
在低压カ下生产精氨酸碳酸氢盐的方法相关申请的交叉引用
本申请要求2009年12月18日提交的美国临时专利申请号61/287，843的优先权，该临时申请通过引用结合到本文中。
背景技术：
精氨酸碳酸氢盐用于不 同的エ业应用，包括用于个人护理组合物，例如口腔护理组合物。例如，美国专利号6，524，558描述了使用精氨酸碳酸氢盐和碳酸钙来预防或治疗牙齿过敏症。随着精氨酸碳酸氢盐エ业需求的增长，对其制造エ艺和方法的需求也增长。PCT公布的申请W02009/100267描述了生产精氨酸碳酸氢盐的方法。精氨酸碳酸氢盐可通过在室温和压カ下将ニ氧化碳气体鼓泡通过饱和精氨酸水溶液而生产。美国专利号6，217，851描述了通过鼓泡ニ氧化碳或通过向精氨酸游离碱的溶液中加入过量的干冰，由精氨酸氢氧化物制备精氨酸碳酸氢盐。然而，现有的エ艺的效率需要改进。现有的エ艺慢，需要24-48小时完成反应。ニ氧化碳在水中具有非常有限的溶解度，并且向溶液中释放气体，在室温及其天然分压(3. 5X10_4大气压)下，产生1.2X10_5M的最大浓度。在室温下，精氨酸在水中的溶解度仅为15%重量/重量。生产浓缩的精氨酸碳酸氢盐溶液(例如，40%)需要向溶液中连续加入精氨酸，因此增大生产时间并需要不断监测反应。因此，对制造精氨酸碳酸氢盐的改进方法存在需求。发明概述
制造精氨酸碳酸氢盐的方法。比起现有的技术，所述方法呈现显著的改进，因为在低至约90-约120分钟内可生产约50%(在某些实施方案中，70%重量/重量)的精氨酸和碳酸氢根阴离子的浓缩的溶液(与之相対，使用现有技术方法，约24-48小时生产低得多的浓度的精氨酸碳酸氢盐)，接着是由溶液更快和更容易的回收精氨酸碳酸氢盐的过程。在一个实施方案中，生产精氨酸碳酸氢盐的方法包括使压カ为6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳气体与含有精氨酸的起始浆料在60°C _80°C的温度下接触，以形成包括精氨酸和碳酸氢根阴离子的浆料或溶液，使所述溶液或浆料与ニ氧化碳接触，直至大约浆料或溶液的精氨酸碳酸氢盐浓度超过50%并且pH低于9，和从所述溶液回收精氨酸碳酸氢盐。在另ー个实施方案中，公开了用于生产精氨酸碳酸氢盐的エ艺，所述エ艺包括使精氨酸与水比率为60:40的精氨酸水浆料与压カ为6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳接触，将所述精氨酸浆料加热至60°C -80°C的温度历经反应持续时间，直至形成PH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氢盐的浆料或溶液，将所得到的浆料或溶液冷却至25°C，以形成精氨酸碳酸氢盐的浓度为约50重量％的精氨酸碳酸氢盐的溶液。附图
简述
在以下实施例中描述了特定实施方案并在其附图中说明。图I说明在低压カ下制备精氨酸碳酸氢盐的中试エ厂设计。发明详述
整个说明书中使用的范围用作描述该范围内每个值的简写。该范围内的任何值可选为该范围的端点。此外，本文引用的所有參考文献特此通过引用全文結合。在本公开的定义与引用的參考文献的定义冲突的情形下，以本公开为准。此外，组合物和方法可包括其中描述的要素、基本上由所述要素组成或由所述要素組成。
除非另外说明，否则在本文和说明书的其它地方表述的所有百分比和量应理解为指重量百分比。给出的量基于材料的活性重量。本文中具体值的引用g在表示该值加或减一定的变化度，以计算测量误差。例如，10%的量可包括9. 5%或10. 5%(给定本领域普通技术人员所领会和理解的测量误差度)。所述方法涉及通过以下来生产高浓度的精氨酸碳酸氢盐的意外简单的反应将气态ニ氧化碳源与精氨酸浆料在升高的温度和低压カ下反应，以形成精氨酸和碳酸氢根阴离子溶液，其中该盐随后从溶液中回收。初始反应比现有的方法更快，90分钟相比于超过24小吋，并且得到精氨酸和碳酸氢根阴离子的更浓缩的溶液(超过50%，在某些实施方案中，为70%或以上，相比于40%)。在一个实施方案中，生产精氨酸碳酸氢盐的方法包括使压カ为6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳气体与含有精氨酸的起始浆料在60°C _80°C的温度下接触，以形成包括精氨酸和碳酸氢根阴离子的浆料或溶液，使所述溶液或浆料与ニ氧化碳接触，直至大约浆料或溶液的精氨酸碳酸氢盐浓度超过50%并且pH低于9，和从所述溶液回收精氨酸碳酸氢盐。使用表述“溶液或浆料”是因为，随着反应进行，当越来越多的精氨酸溶解并生成精氨酸碳酸氢盐时，浆料逐渐变为溶液。如以下更详细描述的，当很少或没有精氨酸保留在浆料中并且溶液变得澄清或无色时，反应完成。因此，在制备精氨酸碳酸氢盐的过程期间，含有精氨酸的浆料最终变为含有精氨酸碳酸氢盐的溶液。在另ー个实施方案中，公开了用于生产精氨酸碳酸氢盐的エ艺，所述エ艺包括使精氨酸与水比率为60:40的精氨酸水浆料与压カ为6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳接触，将所述精氨酸浆料加热至60°C -80°C的温度历经反应持续时间，直至形成PH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氢盐的浆料或溶液，将所得到的浆料或溶液冷却至25°C，以形成精氨酸碳酸氢盐的浓度为约50重量％的精氨酸碳酸氢盐的溶液。在一个实施方案中，精氨酸浆料包括精氨酸和溶剂(在某些实施方案中，为水)，其中所述浆料为10重量％-90重量％游离碱或盐形式的精氨酸。在某一实施方案中，精氨酸水浆料中精氨酸与水的比率为60:40重量/重量。在一些情况下，可任选加入后续精氨酸部分，直至精氨酸与水的比率超过1.8:1，在某些实施方案中，超过I. 9:1，在其它实施方案中，超过2.5:1。在某些实施方案中所用的精氨酸选自L-精氨酸、D-精氨酸或它们的混合物。精氨酸也可通过精氨酸氢氧化物、精氨酸盐酸盐或它们的混合物提供。在所述方法中，ニ氧化碳可作为气体提供到反应中，气体的压カ为6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)，在某些实施方案中为 34474 Pa (5 psi)-68947 Pa (10 psi)。在另ー个实施方案中，可通过向浆料中提供碳酸氢钠产生碳酸氢根离子。在另ー个实施方案中，将精氨酸浆料和ニ氧化碳气体保持在升高的温度下90分钟-120分钟。本领域普通技术人员将理解，虽然对于实验室或中试规模生产精氨酸碳酸氢盐，反应可进行短至90分钟，但是エ业量规模生产精氨酸碳酸氢盐通常耗时更长，最多5小吋。因此，对于エ业规模生产，精氨酸浆料和ニ氧化碳可保持在升高的温度下90分钟-5小时，在某些实施方案中，90分钟-4小时，在其它实施方案中，90分钟至2-4小吋。
在另一方面，可首先将精氨酸浆料加热至30°C -80°C (在某些实施方案中，60 0C -SO0C )范围内的温度历经反应持续时间，随后在反应完成后冷却至0°C -40 0C (在某些实施方案中，(TC-25°C )范围内的温度。在某些实施方案中使用的精氨酸浆料的pH为10-14。通过利用所述方法，提供pH为7-10的精氨酸碳酸氢盐溶液，在某些实施方案中，为8. 3-8. 5 (或7. 0-9. O)。也就是说，当含有精氨酸碳酸氢盐的所得溶液的pH低于9. O吋，认为反应实质上完成。在一个实施方案中，精氨酸碳酸氢盐可通过蒸发或沉淀从溶液中回收。在某些实施方案中，本发明的方法始于形成包含精氨酸和溶剂(在某些实施方案中，为水)的精氨酸浆料。由于在室温下精氨酸游离碱仅稍溶于水，向水中加入精氨酸形成浆料，其中大多数精氨酸不溶。可利用任何形式的精氨酸，以形成浆料，例如，精氨酸游离碱(D或L形式，通常为L-形式)或精氨酸盐。可以理解，比起精氨酸游离碱，不同的精氨酸盐(例如，盐酸盐和药学上可接受的盐)可实质上更加可溶于水，这可允许生产更浓缩的精氨酸和碳酸氢根阴离子溶液。因此，可使用盐或者可组合使用游离碱和盐的混合物，以形成浆料。通过将10重量％_90重量％的精氨酸加入到溶剂中而生产浆料，例如，20%_80%、30%-70%、40%-60%。可随后搅拌浆料，以产生均质混合物。对于精氨酸游离碱，浆料的初始pH通常为12，例如10-13。在一个实施方案中，精氨酸水浆料的比率为按重量计60:40。在一个实施方案中，可将浆料加热至30V -80V，例如，至40°C -50°C、至55°C、至60°C、至65°C或至70°C，以提高精氨酸在溶剂(在某些实施方案中，为水)中的溶解度。在一个实施方案中，首先将精氨酸水浆料从60°C加热至80°C。气态形式的ニ氧化碳和水之间的反应为本领域公知，其中开始时形成碳酸，并离解成为碳酸氢根和氢离子。碳酸氢根随后进一步离解成为碳酸根和另外的氢离子。在加压容器中将ニ氧化碳加入到精氨酸浆料中，以形成碳酸氢根阴离子，产生质子化的精氨酸阳离子和碳酸氢根阴离子溶液。ニ氧化碳/碳酸和精氨酸的平衡分别描述于以下反应I和2。当将ニ氧化碳吹扫至水中时，它将形成碳酸和碳酸氢盐，随后与非常碱性的精氨酸分子反应，以形成精氨酸-碳酸氢盐，如反应3所示。
权利要求
1.一种生产精氨酸碳酸氢盐的方法，所述方法包括 使压カ为6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳气体与含有精氨酸的起始浆料在60°C -80°C的温度下接触，以形成包括精氨酸和碳酸氢根阴离子的浆料或溶液； 使所述浆料或溶液与ニ氧化碳接触，直至所述浆料或溶液形成PH低于9的溶液；和 从所述溶液回收精氨酸碳酸氢盐。
2.权利要求I的方法，其中所述精氨酸浆料包含精氨酸和溶剂，其中所述浆料包含10重量％-90重量％游离碱或盐形式的精氨酸。
3.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述溶剂为水。
4.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸水浆料中精氨酸与水的比率为60:40重量/重量。
5.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸选自L-精氨酸、D-精氨酸和它们的混合物。
6.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸选自精氨酸氢氧化物、精氨酸盐酸盐和它们的混合物。
7.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述ニ氧化碳气体的压カ为34474Pa (5psi) -约 68947 Pa (10 psi)。
8.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸浆料和ニ氧化碳在压カ下保持90分钟-5小时。
9.前述权利要求中任ー项的方法，其中首先将所述精氨酸浆料加热至30°C-80°C的温度历经反应持续时间，随后在浆料或溶液的PH低于9. 0之后，冷却至0°C -40°C的温度。
10.前述权利要求中任ー项的方法，其中首先将所述精氨酸浆料加热至60°C-80°C的温度历经反应持续时间，随后冷却至40°C _25°C的温度。
11.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸浆料的PH为10-14。
12.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸碳酸氢盐溶液的pH为7-9。
13.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸碳酸氢盐溶液的pH为8.3-8. 5。
14.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸碳酸氢盐通过蒸发或沉淀从所述溶液回收。
15.前述权利要求中任ー项的方法，其中向所述浆料中提供碳酸氢钠。
16.前述权利要求中任ー项的方法，其中所述精氨酸碳酸氢盐在湍流条件下生产。
17.一种用于生产精氨酸碳酸氢盐的方法，所述方法包括 使精氨酸与水比率为60:40的精氨酸水浆料与压カ为6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10psi)的ニ氧化碳接触； 将所述精氨酸浆料加热至60°C _80°C的温度历经反应持续时间，直至形成pH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氢盐的浆料或溶液；和 将所得到的浆料或溶液冷却至25°C，以形成精氨酸碳酸氢盐的浓度为50重量％的精氨酸碳酸氢盐的溶液。
全文摘要
提供了生产精氨酸碳酸氢盐的方法，所述方法包括使精氨酸浆料与二氧化碳气体源在升高的温度和低压力下反应，以形成至少50%精氨酸碳酸氢盐的溶液，和从所述溶液回收精氨酸碳酸氢盐。
文档编号C07C277/00GK102652126SQ201080057686
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月14日 优先权日2009年12月18日
发明者J.B.加西亚, R.S.卡巴纳斯, W.约西亚, 吴冬辉 申请人:高露洁-棕榄公司