專利名稱：D-阿拉伯糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種生產(chǎn)D-阿拉伯糖的方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖酸鈉作為ー種常用的化工原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工領(lǐng)域。葡萄糖酸鈉可以調(diào)節(jié)人體酸堿平衡，恢復(fù)神經(jīng)正常作用。葡萄糖酸鈉具有優(yōu)良的緩蝕阻垢作用，可用作水質(zhì)穩(wěn)定劑。在鋼鐵的清洗藥劑中添加葡萄糖酸鈉能達(dá)到更加理想的效果。葡萄糖酸鈉的這些用途都是眾所周知的，但利用葡萄糖酸鈉制備D-阿拉伯糖，目前未見報(bào)道。D-阿拉伯糖在食品及生物醫(yī)藥領(lǐng)域用途廣泛。D-阿拉伯糖或者其氧化后生成的D-阿拉伯糖酸，可以用于生產(chǎn)核黃素(維生素B2)。D-阿拉伯糖還是生產(chǎn)抗癌藥物阿糖胞苷的中間體。由于缺少低成本經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)D-阿拉伯糖的エ藝，這些用途，受到昂貴的阿拉伯糖 價(jià)格的限制。D-阿拉伯糖的生產(chǎn)方法有多種。有ー種方法是人所共知的RUFF法，以葡萄糖酸鈣為原料，醋酸鐵為催化劑，用雙氧水降解，得到含有D-阿拉伯糖的溶液。這種方法中使用到葡萄糖酸鈣價(jià)格較貴，而且收率最高到40% (重量)。美國(guó)專利(usp3755294)用葡萄糖酸鈣為原料，葡萄糖酸鐵為催化劑，與雙氧水反應(yīng)制備含有D-阿拉伯糖的溶液，其收率為理論值的60%。這種方法中使用葡萄糖酸鈣和葡萄糖酸鐵為原料，尤其葡萄糖酸鐵價(jià)格昂貴，使D-阿拉伯糖的生產(chǎn)成本很高，進(jìn)ー步影響D-阿拉伯糖的推廣應(yīng)用。在英國(guó)專利953012，由Sankyo公司申請(qǐng)的專利中，介紹了ー種用全合成法制備D-阿拉伯糖的エ藝。這種方法,需要制備五種中間反應(yīng)產(chǎn)品，因此按產(chǎn)業(yè)化考慮エ藝太長(zhǎng)。以上幾種制備D-阿拉伯糖的方法所使用的原料價(jià)格昂貴，收率較低，而且文獻(xiàn)中未見有得到D-阿拉伯糖結(jié)晶體的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種D-阿拉伯糖的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)以葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸鐵為原料，用雙氧水反應(yīng)制備D-阿拉伯糖。葡萄糖酸鈣價(jià)格較貴，而且收率低；中間反應(yīng)產(chǎn)品多，エ藝太長(zhǎng)等問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以葡萄糖酸鈉為原料，以硫酸鐵為催化劑，通過加入雙氧水完成葡萄糖酸鈉到D-阿拉伯糖的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)得到的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析，離子交換，一次濃縮，脫色，二次濃縮，結(jié)晶后，得到純度99%以上的D-阿拉伯糖晶體。本方法具體エ藝步驟如下
(I) D-阿拉伯糖液的制備
將葡萄糖酸鈉溶解在水中，質(zhì)量百分比濃度為5% -25%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的0. 05%-2. 5%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為25%-30%，反應(yīng)溫度為60°C -85°C，雙氧水的加入速度為35mL/h_145mL/h，過氧化氫的用量為其摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的2-6倍；反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為3%-23%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的40%-60%。該糖液透光率為5%-10%。(2)電滲析處理
將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為 總干物質(zhì)量百分比濃度為3%-23%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的60%-80%，糖液的透光率為30%-50%。(3)離子交換處理
將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)一步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為2%-20%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的80%-95%，透光率90%以上。 (4) 一次濃縮
將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C _70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為20%-30%，糖液的透光為80%-95%。(5)脫色
將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的85%-99%，透光95%以上。(6)結(jié)晶
將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C -70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度70-76%，自然降溫，加入或者不加入晶種，攪拌24-72小時(shí)，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體，純度為95%-99· 9%，測(cè)定熔點(diǎn)為156. 5°C到175。。。本發(fā)明的積極效果是以葡萄糖酸鈉為原料制備D-阿拉伯糖，反應(yīng)工藝簡(jiǎn)單，原料便宜，產(chǎn)品純度高品質(zhì)好。不僅開發(fā)了葡萄糖酸鈉的新用途，提高其經(jīng)濟(jì)效益，而且降低了D-阿拉伯糖的生產(chǎn)成本，有利于推動(dòng)D-阿拉伯糖及其衍生產(chǎn)品在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，產(chǎn)生更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
(I) D-阿拉伯糖液的制備
將160克葡萄糖酸鈉溶解在水中，配成質(zhì)量百分比濃度為5%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的2. 5%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為30%,反應(yīng)溫度為85°C，雙氧水的加入速度為40mL/h，過氧化氫摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的6倍。反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為4%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的58%。該糖液透光率為10%。(2)電滲析處理
將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為3%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的77%，糖液的透光率為50%。(3)離子交換處理
將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)一步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為2%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的92%，透光率95%。(4) 一次濃縮
將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為30%，糖液的透光為95%。(5)脫色
將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的97%，透光98%。(6)結(jié)晶
將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度 76%,自然降溫，攪拌24小吋，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體80. I克，純度為99. 8%，收率為50. 02%，為理論收率的72. 7%，測(cè)定熔點(diǎn)為156. 5°C到175で。實(shí)施例2
(I) D-阿拉伯糖液的制備
將160克葡萄糖酸鈉溶解在水中，配成質(zhì)量百分比濃度為25%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的2. 5%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為30%，反應(yīng)溫度為85°C，雙氧水的加入速度為145mL/h，過氧化氫摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的5倍。反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為24%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的60%。該糖液透光率為8%。(2)電滲析處理
將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為23%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的80%，糖液的透光率為46%。(3)離子交換處理
將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)ー步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為20%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的95%，透光率92%。(4) 一次濃縮
將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為30%，糖液的透光為94%。(5)脫色
將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的99%，透光97%。(6)結(jié)晶
將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度74%,自然降溫，攪拌48小吋，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體86. 06克，純度為99. 9%，收率為53. 78%，為理論收率的78. 16%，測(cè)定熔點(diǎn)為156. 5°C到175°C。實(shí)施例3
(I)D-阿拉伯糖液的制備
將葡萄糖酸鈉溶解在水中，質(zhì)量百分比濃度為8%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的0. 05%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為25%，反應(yīng)溫度為60°C，雙氧水的加入速度為140mL/h，過氧化氫的摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的2倍。反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為6. 5%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的40%。該糖液透光率為6%。(2)電滲析處理
將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為6%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的62%，糖液的透光率為33%。(3)離子交換處理 將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)一步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為5. 5%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的83%，透光率93%。(4) 一次濃縮
將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為20%，糖液的透光為86%。(5)脫色
將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的87%，透光95%。(6)結(jié)晶
將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C下，真空濃縮到固形物含量72%(重量)，在恒溫水浴鍋中，以每小時(shí)TC的速度進(jìn)行降溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌，溫度降至44°C時(shí)，室溫放置自然降溫，降至室溫時(shí)，放置8小時(shí)，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體60. 12克，純度為98. 4%，收率為37. 58%，為理論收率的54. 62%，測(cè)定熔點(diǎn)為156. 5°C到175。。。實(shí)施例4
(I)D-阿拉伯糖液的制備
將葡萄糖酸鈉溶解在水中，質(zhì)量百分比濃度為23%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的O. 05%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為25%，反應(yīng)溫度為60°C，雙氧水的加入速度為35mL/h，過氧化氫的摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的3倍。反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為22%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的46%。該糖液透光率為5%。(2)電滲析處理
將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為21%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的60%，糖液的透光率為30%。(3)離子交換處理
將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)一步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為19%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的80%，透光率91%。(4) 一次濃縮
將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為30%，糖液的透光為80%。(5)脫色將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的85%，透光96%。(6)結(jié)晶
將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì) 量百分比濃度70-76%，在恒溫水浴鍋中，以每小時(shí)1°C的速度進(jìn)行降溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌，溫度降至42°C吋，室溫放置自然降溫，降至室溫吋，放置12小時(shí)離心，烘干，攪拌24-72小吋，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體77. 28克，純度為95. 1%，收率為45. 93%，為理論收率的66. 57%，測(cè)定熔點(diǎn)為 156. 5°C到 175°C。
權(quán)利要求
1.ー種D-阿拉伯糖的制備方法，其特征是以葡萄糖酸鈉為原料，以硫酸鐵為催化劑，通過加入雙氧水完成葡萄糖酸鈉到D-阿拉伯糖的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)得到的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析，離子交換，一次濃縮，脫色，二次濃縮，結(jié)晶后，得到純度99%以上的D-阿拉伯糖晶體；本方法具體エ藝步驟如下 (1)D-阿拉伯糖液的制備 將葡萄糖酸鈉溶解在水中，質(zhì)量百分比濃度為5% -25%，加入硫酸鐵作催化劑，催化劑的用量為原料質(zhì)量的0. 05%-2. 5%，邊攪拌邊緩慢加入雙氧水，雙氧水中過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為25%-30%，反應(yīng)溫度為60°C _85°C，雙氧水的加入速度為35mL/h_145mL/h，過氧化氫的用量為其摩爾數(shù)為葡萄糖酸鈣摩爾數(shù)的2-6倍；反應(yīng)完畢得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物的質(zhì)量百分比濃度為3%-23%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的40%-60%，該糖液透光 率為 5%-10% ； (2)電滲析處理 將步驟(I)制備的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析處理，得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為 總干物質(zhì)量百分比濃度為3%-23%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的60%-80%，糖液的透光率為30%-50% ； (3)離子交換處理 將經(jīng)過電滲析處理的D-阿拉伯糖液依次陽離子交換樹脂001X7、陰離子交換樹脂D301，進(jìn)ー步去除雜質(zhì)離子和色素，此時(shí)得到D-阿拉伯糖液，指標(biāo)為總干物質(zhì)量百分比濃度為2%-20%，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的80%-95%，透光率90%以上； (4)一次濃縮 將經(jīng)過離子交換的D-阿拉伯糖液在在60°C _70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度為20%-30%，糖液的透光為80%-95% ； (5)脫色 將經(jīng)過一次濃縮的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過脫色樹脂，去除剩余的色素物質(zhì)，得到的糖液中，D-阿拉伯糖占總干物質(zhì)量的85%-99%，透光95%以上； (6)結(jié)晶 將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，在60°C -70°C溫度下，真空濃縮到固形物質(zhì)量百分比濃度70-76%，自然降溫，加入或者不加入晶種，攪拌24-72小吋，離心烘干，制得D-阿拉伯糖晶體，純度為95%-99. 9%，測(cè)定熔點(diǎn)為156. 5°C到175°C。
全文摘要
一種D-阿拉伯糖的制備方法，屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法以葡萄糖酸鈉為原料，以硫酸鐵為催化劑，通過加入雙氧水完成葡萄糖酸鈉到D-阿拉伯糖的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)得到的D-阿拉伯糖液，經(jīng)過電滲析，離子交換，一次濃縮，脫色，二次濃縮，結(jié)晶后，得到純度99%以上的D-阿拉伯糖晶體。具體工藝步驟包括D-阿拉伯糖液的制備、電滲析處理、離子交換處理、一次濃縮、脫色、結(jié)晶將步驟(5)得到的D-阿拉伯糖液，加入晶種，攪拌、離心烘干，制得純度為95%-99.9%D-阿拉伯糖晶體，測(cè)定熔點(diǎn)為156.5℃到175℃。本發(fā)明反應(yīng)工藝簡(jiǎn)單，原料便宜，產(chǎn)品純度高品質(zhì)好。提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了生產(chǎn)成本，推動(dòng)了D-阿拉伯糖及其衍生產(chǎn)品在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C07H3/02GK102850409SQ20121036507
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者孫魯, 黃偉紅, 杜瑞鋒, 周娟, 李毅, 郭艷敏 申請(qǐng)人:山東福田藥業(yè)有限公司