专利名称：D-阿拉伯糖的制备方法
技术领域：
本发明属于功能糖生产技术领域，涉及ー种生产D-阿拉伯糖的方法。
背景技术：
葡萄糖酸钠作为ー种常用的化工原料，广泛应用于医药化工领域。葡萄糖酸钠可以调节人体酸碱平衡，恢复神经正常作用。葡萄糖酸钠具有优良的缓蚀阻垢作用，可用作水质稳定剂。在钢铁的清洗药剂中添加葡萄糖酸钠能达到更加理想的效果。葡萄糖酸钠的这些用途都是众所周知的，但利用葡萄糖酸钠制备D-阿拉伯糖，目前未见报道。D-阿拉伯糖在食品及生物医药领域用途广泛。D-阿拉伯糖或者其氧化后生成的D-阿拉伯糖酸，可以用于生产核黄素(维生素B2)。D-阿拉伯糖还是生产抗癌药物阿糖胞苷的中间体。由于缺少低成本经济生产D-阿拉伯糖的エ艺，这些用途，受到昂贵的阿拉伯糖 价格的限制。D-阿拉伯糖的生产方法有多种。有ー种方法是人所共知的RUFF法，以葡萄糖酸钙为原料，醋酸铁为催化剂，用双氧水降解，得到含有D-阿拉伯糖的溶液。这种方法中使用到葡萄糖酸钙价格较贵，而且收率最高到40% (重量)。美国专利(usp3755294)用葡萄糖酸钙为原料，葡萄糖酸铁为催化剂，与双氧水反应制备含有D-阿拉伯糖的溶液，其收率为理论值的60%。这种方法中使用葡萄糖酸钙和葡萄糖酸铁为原料，尤其葡萄糖酸铁价格昂贵，使D-阿拉伯糖的生产成本很高，进ー步影响D-阿拉伯糖的推广应用。在英国专利953012，由Sankyo公司申请的专利中，介绍了ー种用全合成法制备D-阿拉伯糖的エ艺。这种方法,需要制备五种中间反应产品，因此按产业化考虑エ艺太长。以上几种制备D-阿拉伯糖的方法所使用的原料价格昂贵，收率较低，而且文献中未见有得到D-阿拉伯糖结晶体的报道。
发明内容
本发明的目的是提供ー种D-阿拉伯糖的制备方法，以解决现有技术以葡萄糖酸钙、葡萄糖酸铁为原料，用双氧水反应制备D-阿拉伯糖。葡萄糖酸钙价格较贵，而且收率低；中间反应产品多，エ艺太长等问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是以葡萄糖酸钠为原料，以硫酸铁为催化剂，通过加入双氧水完成葡萄糖酸钠到D-阿拉伯糖的转化，反应得到的D-阿拉伯糖液，经过电渗析，离子交換，一次浓缩，脱色，二次浓缩，结晶后，得到纯度99%以上的D-阿拉伯糖晶体。本方法具体エ艺步骤如下
(I) D-阿拉伯糖液的制备
将葡萄糖酸钠溶解在水中，质量百分比浓度为5% -25%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的0. 05%-2. 5%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为25%-30%，反应温度为60°C -85°C，双氧水的加入速度为35mL/h_145mL/h，过氧化氢的用量为其摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的2-6倍；反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为3%-23%，D-阿拉伯糖占总干物质量的40%-60%。该糖液透光率为5%-10%。(2)电渗析处理
将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为 总干物质量百分比浓度为3%-23%，D-阿拉伯糖占总干物质量的60%-80%，糖液的透光率为30%-50%。(3)离子交换处理
将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进一步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为2%-20%，D-阿拉伯糖占总干物质量的80%-95%，透光率90%以上。 (4) 一次浓缩
将经过离子交换的D-阿拉伯糖液在在60°C _70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为20%-30%，糖液的透光为80%-95%。(5)脱色
将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的85%-99%，透光95%以上。(6)结晶
将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C -70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度70-76%，自然降温，加入或者不加入晶种，搅拌24-72小时，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体，纯度为95%-99· 9%，测定熔点为156. 5°C到175。。。本发明的积极效果是以葡萄糖酸钠为原料制备D-阿拉伯糖，反应工艺简单，原料便宜，产品纯度高品质好。不仅开发了葡萄糖酸钠的新用途，提高其经济效益，而且降低了D-阿拉伯糖的生产成本，有利于推动D-阿拉伯糖及其衍生产品在食品、医药领域的应用，产生更大的社会和经济效益。
具体实施例方式实施例I
(I) D-阿拉伯糖液的制备
将160克葡萄糖酸钠溶解在水中，配成质量百分比浓度为5%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的2. 5%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为30%,反应温度为85°C，双氧水的加入速度为40mL/h，过氧化氢摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的6倍。反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为4%，D-阿拉伯糖占总干物质量的58%。该糖液透光率为10%。(2)电渗析处理
将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为3%，D-阿拉伯糖占总干物质量的77%，糖液的透光率为50%。(3)离子交换处理
将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进一步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为2%，D-阿拉伯糖占总干物质量的92%，透光率95%。(4) 一次浓缩
将经过离子交換的D-阿拉伯糖液在在70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为30%，糖液的透光为95%。(5)脱色
将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的97%，透光98%。(6)结晶
将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度 76%,自然降温，搅拌24小吋，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体80. I克，纯度为99. 8%，收率为50. 02%，为理论收率的72. 7%，测定熔点为156. 5°C到175で。实施例2
(I) D-阿拉伯糖液的制备
将160克葡萄糖酸钠溶解在水中，配成质量百分比浓度为25%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的2. 5%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为30%，反应温度为85°C，双氧水的加入速度为145mL/h，过氧化氢摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的5倍。反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为24%，D-阿拉伯糖占总干物质量的60%。该糖液透光率为8%。(2)电渗析处理
将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为23%，D-阿拉伯糖占总干物质量的80%，糖液的透光率为46%。(3)离子交换处理
将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进ー步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为20%，D-阿拉伯糖占总干物质量的95%，透光率92%。(4) 一次浓缩
将经过离子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为30%，糖液的透光为94%。(5)脱色
将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的99%，透光97%。(6)结晶
将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度74%,自然降温，搅拌48小吋，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体86. 06克，纯度为99. 9%，收率为53. 78%，为理论收率的78. 16%，测定熔点为156. 5°C到175°C。实施例3
(I)D-阿拉伯糖液的制备
将葡萄糖酸钠溶解在水中，质量百分比浓度为8%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的0. 05%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为25%，反应温度为60°C，双氧水的加入速度为140mL/h，过氧化氢的摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的2倍。反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为6. 5%，D-阿拉伯糖占总干物质量的40%。该糖液透光率为6%。(2)电渗析处理
将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为6%，D-阿拉伯糖占总干物质量的62%，糖液的透光率为33%。(3)离子交换处理 将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进一步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为5. 5%，D-阿拉伯糖占总干物质量的83%，透光率93%。(4) 一次浓缩
将经过离子交换的D-阿拉伯糖液在在60°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为20%，糖液的透光为86%。(5)脱色
将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的87%，透光95%。(6)结晶
将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C下，真空浓缩到固形物含量72%(重量)，在恒温水浴锅中，以每小时TC的速度进行降温，同时进行搅拌，温度降至44°C时，室温放置自然降温，降至室温时，放置8小时，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体60. 12克，纯度为98. 4%，收率为37. 58%，为理论收率的54. 62%，测定熔点为156. 5°C到175。。。实施例4
(I)D-阿拉伯糖液的制备
将葡萄糖酸钠溶解在水中，质量百分比浓度为23%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的O. 05%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为25%，反应温度为60°C，双氧水的加入速度为35mL/h，过氧化氢的摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的3倍。反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为22%，D-阿拉伯糖占总干物质量的46%。该糖液透光率为5%。(2)电渗析处理
将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为21%，D-阿拉伯糖占总干物质量的60%，糖液的透光率为30%。(3)离子交换处理
将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进一步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为19%，D-阿拉伯糖占总干物质量的80%，透光率91%。(4) 一次浓缩
将经过离子交换的D-阿拉伯糖液在在70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为30%，糖液的透光为80%。(5)脱色将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的85%，透光96%。(6)结晶
将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C温度下，真空浓缩到固形物质 量百分比浓度70-76%，在恒温水浴锅中，以每小时1°C的速度进行降温，同时进行搅拌，温度降至42°C吋，室温放置自然降温，降至室温吋，放置12小时离心，烘干，搅拌24-72小吋，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体77. 28克，纯度为95. 1%，收率为45. 93%，为理论收率的66. 57%，测定熔点为 156. 5°C到 175°C。
权利要求
1.ー种D-阿拉伯糖的制备方法，其特征是以葡萄糖酸钠为原料，以硫酸铁为催化剂，通过加入双氧水完成葡萄糖酸钠到D-阿拉伯糖的转化，反应得到的D-阿拉伯糖液，经过电渗析，离子交換，一次浓缩，脱色，二次浓缩，结晶后，得到纯度99%以上的D-阿拉伯糖晶体；本方法具体エ艺步骤如下 (1)D-阿拉伯糖液的制备 将葡萄糖酸钠溶解在水中，质量百分比浓度为5% -25%，加入硫酸铁作催化剂，催化剂的用量为原料质量的0. 05%-2. 5%，边搅拌边缓慢加入双氧水，双氧水中过氧化氢质量百分比浓度为25%-30%，反应温度为60°C _85°C，双氧水的加入速度为35mL/h_145mL/h，过氧化氢的用量为其摩尔数为葡萄糖酸钙摩尔数的2-6倍；反应完毕得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物的质量百分比浓度为3%-23%，D-阿拉伯糖占总干物质量的40%-60%，该糖液透光 率为 5%-10% ； (2)电渗析处理 将步骤(I)制备的D-阿拉伯糖液，经过电渗析处理，得到D-阿拉伯糖液，指标为 总干物质量百分比浓度为3%-23%，D-阿拉伯糖占总干物质量的60%-80%，糖液的透光率为30%-50% ； (3)离子交换处理 将经过电渗析处理的D-阿拉伯糖液依次阳离子交换树脂001X7、阴离子交换树脂D301，进ー步去除杂质离子和色素，此时得到D-阿拉伯糖液，指标为总干物质量百分比浓度为2%-20%，D-阿拉伯糖占总干物质量的80%-95%，透光率90%以上； (4)一次浓缩 将经过离子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C _70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度为20%-30%，糖液的透光为80%-95% ； (5)脱色 将经过一次浓缩的D-阿拉伯糖液，经过脱色树脂，去除剩余的色素物质，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占总干物质量的85%-99%，透光95%以上； (6)结晶 将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C -70°C温度下，真空浓缩到固形物质量百分比浓度70-76%，自然降温，加入或者不加入晶种，搅拌24-72小吋，离心烘干，制得D-阿拉伯糖晶体，纯度为95%-99. 9%，测定熔点为156. 5°C到175°C。
全文摘要
一种D-阿拉伯糖的制备方法，属于功能糖生产技术领域。该制备方法以葡萄糖酸钠为原料，以硫酸铁为催化剂，通过加入双氧水完成葡萄糖酸钠到D-阿拉伯糖的转化，反应得到的D-阿拉伯糖液，经过电渗析，离子交换，一次浓缩，脱色，二次浓缩，结晶后，得到纯度99%以上的D-阿拉伯糖晶体。具体工艺步骤包括D-阿拉伯糖液的制备、电渗析处理、离子交换处理、一次浓缩、脱色、结晶将步骤(5)得到的D-阿拉伯糖液，加入晶种，搅拌、离心烘干，制得纯度为95%-99.9%D-阿拉伯糖晶体，测定熔点为156.5℃到175℃。本发明反应工艺简单，原料便宜，产品纯度高品质好。提高了经济效益，降低了生产成本，推动了D-阿拉伯糖及其衍生产品在食品、医药领域的应用。
文档编号C07H3/02GK102850409SQ20121036507
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者孙鲁, 黄伟红, 杜瑞锋, 周娟, 李毅, 郭艳敏 申请人:山东福田药业有限公司