推荐一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法与流程

如下提供的推荐一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法与流程,今天的小编就来为大家介绍一下

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本发明属于化学合成领域,具体涉及一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法。



背景技术:

次黄嘌呤(hypoxanthine)又名6-羟基嘌呤,相对分子量为136.11,分子式为c5h4n4o,结构如式ⅰ所示,白色针状结晶,相对密度为1.89g/cm3,熔点大于360℃;易溶于稀酸和碱,微溶于沸水(沸水中溶解度约为1.4mg/ml),不溶于冷水。

次黄嘌呤是一种非重要的生物嘌呤碱,在人体内分布广泛,能够参与调节人体内的一些重要生理机能,具有降低血压、平喘、治疗痛风等药理活性,还可用于治疗各种原因所致的白细胞减少症、血小板减少症等疾病;同时,次黄嘌呤也是合成抗恶性肿瘤药6-巯嘌呤和硫唑嘌呤的重要中间体。此外,次黄嘌呤是一种具有珠光特性的生物色素,安全无毒,不仅可用作食品色素、化妆品颜料及装饰品辅助添加剂,还有保鲜作用。在农业生产上,次黄嘌呤具有杀菌作用,可用作农药中间体。

目前,次黄嘌呤的生产方法主要包括化学合成法、天然原料提取法和微生物发酵法等。其中,化学合成法是将氰乙酸乙酯与乙醇钠、硫脲经环合反应得到2-巯基-4-氨基-6-羟基嘧啶,再经亚硝化、还原、消除、环合,制得次黄嘌呤,该方法虽然原料易得,但是存在反应流程复杂、反应产率低、设备要求高等问题。

天然原料提取法则是基于次黄嘌呤广泛地分布于动物各种组织,如脑组织、肌肉组织和软组织等之中,即该方法的优点是:来源广泛,原料易得,但是该方法提取过程复杂、产率低、代价昂贵,例如宋艳等人(宋艳,王智鼎,李岳飞,etal.兔心肌中次黄嘌呤纯化工艺的优化[j].中国生化药物杂志,2012(06):145-147.)探索了利用醇沉法从兔心肌中提取次黄嘌呤的最佳工艺,其中,提取的次黄嘌呤产率为0.83mg/g,纯度为82.4%。

而微生物发酵法目前主要是利用诱变筛选技术获得生产菌株,例如,申请号为“cn201810687117.x”的中国专利公开了种合成次黄嘌呤的重组菌及其构建方法与应用,该重组菌是以大肠杆菌为出发菌株,分别敲除大肠杆菌基因组上的转录阻遏蛋白基因purr、磷酸葡萄糖酸脱水酶基因edd、腺苷酸琥珀酸合成酶基因pura和次黄苷酸脱氢酶基因guab,并且过表达d128a突变的prpp合成酶基因prs和k326q、p410w双突变的prpp转酰胺酶基因purf。该发明还提供了该重组菌的制备方法及利用该重组菌的生产次黄嘌呤的方法,首次实现了工程大肠杆菌中次黄嘌呤的高效生物合成,但是该方法存在耗时长、效率低、产物难分离等问题。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足和缺点,本发明的目的在于提供一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,该方法操作简单,成本低,产品收率高、纯度高。

本发明的目的通过下述技术方案实现:

一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,包含如下步骤:

(1)在反应釜中加入溶剂水和酸,然后在搅拌条件下加入肌苷,加热反应至原料反应完毕;反应完成后冷却至10℃~15℃并用中和剂调节体系ph至中性,过滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用冰水浸泡、洗涤,抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后干燥,得到成品次黄嘌呤;

步骤(1)中所述的肌苷与溶剂的质量比优选为(1:7)~(1:9);

步骤(1)中所述的肌苷与酸中氢离子的摩尔比:(1:1.2)~(1:1.8);

步骤(1)中所述的加热反应的温度优选为70~90℃;

步骤(1)中所述的酸优选为硫酸和盐酸中的至少一种;

步骤(1)中所述的中和剂优选为碳酸钠、氢氧化钠和氨水中的至少一种,保证调节体系ph=7;

步骤(2)中所述的冰水的温度优选为5~10℃;

步骤(2)中所述的浸泡、洗涤的次数优选为2~3次;

步骤(2)中所述的干燥优选为烘干;

本发明的反应路线如下所示:

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:

(1)本发明以肌苷为原料,以水为反应溶剂,在酸性水解条件下得到次黄嘌呤,该方法次黄嘌呤产品收率高,纯度高,其中,收率为96.0~98.0%,纯度为99.0~99.5%。

(2)本发明以水反应溶剂,绿色温和,无毒无害。

(3)本发明以无机酸(盐酸、硫酸)为水解介质,价格低廉易得。

(4)本发明采用合适的溶剂和水解介质,并优化反应物之间用量配比进而大大提高反应速率和产率,使得反应更完全更彻底。

(5)本发明提供的腺苷水解法合成腺嘌呤的方法操作过程简单,生产周期短(单批次反应时间在3小时左右),适合工业化大生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所涉及的原料浓盐酸和浓硫酸等均为市购。

实施例1

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水2000kg和浓盐酸162kg(1.6kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至80℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计2小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氨水调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品130.7kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率96.0%,产品纯度99.2%。

实施例2

(1)在3000升搪玻璃反应釜中加入水2000kg,再在搅拌的条件下,分批次缓慢加入浓硫酸75kg(0.75kmol);然后在继续搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至80℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计2小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用碳酸钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品,最后烘干,得到次黄嘌呤干品132.2kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率97.1%,产品纯度99.3%。

实施例3

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水2000kg和浓盐酸162kg(1.6kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至70℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计3小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用碳酸钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品,最后烘干,得到次黄嘌呤干品131.5kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率96.6%,产品纯度99.4%。

实施例4

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水2000kg和浓盐酸121.7kg(1.2kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至90℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计3小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氨水调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品132.8kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率97.8%,产品纯度99.3%。

实施例5

(1)在5000升搪玻璃反应釜中加入水3618kg,再在搅拌的条件下,分批次缓慢加入浓硫酸100kg(1.0kmol);然后在继续搅拌的条件下加入肌苷402.0kg(1.5kmol),蒸汽加热至90℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计3小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氢氧化钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品,最后烘干,得到次黄嘌呤干品200.1kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率98.0%,产品纯度99.0%。

实施例6

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水1876kg和浓盐酸182.5kg(1.8kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至70℃,反应总计2小时,hplc监控反应进程至原料反应完毕;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氢氧化钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品133.3kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率97.9%,产品纯度99.5%。

对比实施例1

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水2000kg和浓盐酸101.4kg(1.0kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至80℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计5小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氢氧化钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品,最后烘干,得到次黄嘌呤干品129.6kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率95.2%,产品纯度99.0%。

对比实施例2

(1)在3000升搪玻璃反应釜中加入水2000kg,再在搅拌的条件下,分批次缓慢加入浓硫酸75kg(0.75kmol),然后在继续搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至60℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计5小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用碳酸钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品130.0kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率95.5%,产品纯度98.9%。

对比实施例3

(1)在3000升搪玻璃反应釜中加入混合溶剂2000kg(水:甲醇=1:1v/v),再在搅拌的条件下,分批次缓慢加入浓硫酸75.0kg(0.75kmol);然后在继续搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至80℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计13小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氨水调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品,进一步烘干,得到次黄嘌呤干品130.1kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为类白色固体粉末,其中,反应收率95.6%,产品纯度98.2%。

对比实施例4

(1)在3000升搪玻璃反应釜中加入水2000kg,再在搅拌的条件下,分批次缓慢加入浓硫酸75.0kg(0.75kmol),然后在继续搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至100℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计1.0小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用碳酸钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品130.0kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为淡黄色固体粉末,其中,反应收率95.5%,产品纯度98.9%。

对比实施例5

(1)在3000升搪玻璃反应釜中依次加入水1876kg和浓盐酸192.6kg(1.9kmol),然后在搅拌的条件下加入肌苷268kg(1.0kmol),蒸汽加热至80℃,hplc监控反应进程至原料反应完毕,反应总计1.5小时;反应完成后立即冷却降温至10~15℃并用氢氧化钠调节体系ph=7,抽滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用5~10℃的冰水浸泡、洗涤3次,然后抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后烘干,得到次黄嘌呤干品130.7kg;

本实施例制得的次黄嘌呤干品为淡黄色固体粉末,其中,反应收率96.0%,产品纯度99.0%。

实施例1~6和对比实施例1~5研究了肌苷与溶剂水、肌苷与酸的配比和反应温度对反应时间、产物收率和纯度等的影响:

其中,对比实施例1中肌苷和酸的摩尔比为1:1,盐酸的用量低于实施例1,反应总时间是实施例1的2.5倍,且次黄嘌呤的收率和纯度也较低于实施例1。

对比实施例2与实施例2相比,反应温度低于实施例2,不仅反应总时间明显超过实施例2,且产物产率和纯度受到一定影响。

对比实施例3与实施例2相比,采用的是混合溶剂,不仅反应总时间明显超过实施例2,且产物产率和纯度受到一定影响。

对比实施例4与实施例2相比,提高了反应温度,虽然提高反应温度有利于反应时间的缩短,但是制得的产物呈淡黄色,且产物产率和纯度受到一定影响。

对比实施例5中肌苷和酸的摩尔比为1:1.9,盐酸的用量高于实施例1,有利于反应时间的缩短,但是制得的产物呈淡黄色,且产物产率和纯度受到一定影响。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于包含如下步骤:

(1)在反应釜中加入溶剂水和酸,然后在搅拌条件下加入肌苷,加热反应至原料反应完毕;反应完成后冷却至10℃~15℃并用中和剂调节体系ph至中性,过滤,收集滤饼;

(2)将步骤(1)制得的滤饼用冰水浸泡、洗涤,抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后干燥,得到成品次黄嘌呤;

步骤(1)中所述的肌苷与溶剂的质量比为(1:7)~(1:9)。

2.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(1)中所述的肌苷与酸中氢离子的摩尔比为(1:1.2)~(1:1.8)。

3.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(1)中所述的加热反应的温度为70~90℃。

4.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(1)中所述的酸为硫酸和盐酸中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(1)中所述的中和剂为碳酸钠、氢氧化钠和氨水中的至少一种,保证调节体系ph=7。

6.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(2)中所述的冰水的温度为5~10℃。

7.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(2)中所述的浸泡、洗涤的次数为2~3次。

8.根据权利要求1所述的肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法,其特征在于:

步骤(2)中所述的干燥为烘干。

技术总结
本发明属于化学合成领域,具体涉及一种肌苷水解法制备次黄嘌呤的方法。本发明在反应釜中加入溶剂水和酸,然后在搅拌条件下加入肌苷,加热反应至原料反应完毕;反应完成后冷却至10℃~15℃并用中和剂调节体系pH至中性,过滤,收集滤饼;滤饼用冰水浸泡、洗涤,抽滤,得到次黄嘌呤湿品;最后干燥,得到成品次黄嘌呤;该方法次黄嘌呤产品收率高,纯度高,其中,收率为96.0~98.0%,纯度为99.0~99.5%。

技术研发人员:苏华强;王育才;贾淑红;王怀江
受保护的技术使用者:洛阳德胜生物科技股份有限公司
技术研发日:2020.04.23
技术公布日:2020.06.26

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