Способ получения гидрохлорида d(+)-глюкозамина

 

Использование: в качестве химических реактивов и лекарственных препаратов. Сущность изобретения: D-глюкозамин гидрохлорид, выход 76% Реагент 1: хитин. Реагент 2: конц. HCl. Условия реакции: нагревание, охлаждение до комнатной температуры, кристаллизация и отделение осадка, промывка его органическимрастворителем, растворение в воде и удаление примесей фильтрованием или центрифугированием. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения аминосахаридов, используемых в качестве химических реактивов и лекарственных препаратов.

Известен способ получения Д-глюкозамина гидрохлорида, заключающийся в гидролизе хитина в концентрированной соляной кислоте при перемешивании и нагревании на кипящей водяной бане в течение 2,5 ч. Соотношение массы хитина и массы соляной кислоты с удельной массой 11,18 г/см³ составляет 1:5,9. По окончании гидролиза к раствору добавляют воду (при соотношении хитин:вода 1: 5) и активный уголь (при соотношении 1:0,1). Смесь обесцвечивают при перемешивании при 60^оС в течение 1 ч и фильтруют. При необходимости обесцвечивание гидролизата повторяют. Очищенный гидролизат упаривают в вакууме при 50^оС до 2-4% от исходного раствора 10-15 мл. Кристаллы Д-глюкозамина гидрохлорида промывают этиловым спиртом, а затем высушивают. Выход продукта 60-70% [1] Известен также способ получения Д-глюкозамина гидрохлорида путем растворения хитина в избытке концентрированной соляной кислоты и последующем упаривании раствора до образования кашицы. Полученную суспензию разбавляют водой при соотношении хитина и воды 1:2,5. Полученный раствор обесцвечивают активным углем в течение 4-5 мин. Уголь отделяют фильтрованием под вакуумом. Фильтрат упаривают в вакууме до начала кристаллизации, охлаждают, а выпавшие кристаллы отделяют фильтрованием. Далее кристаллы промывают холодной водой, спиртом и сушат. Выход продукта 70-74% Дополнительную очистку Д-глюкозамина гидрохлорида проводят перекристаллизацией из горячего 80%-ного этилового спирта [2] Получением Д-глюкозамина гидрохлорида известными способами связано с большими расходами активированного угля.

Предлагаемый способ позволяет исключить использованием активированного угля при получении Д-глюкозамина гидрохлорида. Кроме того, предлагаемый способ позволяет проводить технологический процесс без фильтрации горячих солянокислых растворов и без дорогостоящей операции упаривания концентрированной соляной кислоты.

Предлагаемый способ получения Д-глюкозамина гидрохлорида осуществляется следующим образом.

Хитин полученных из панциря ракообразных (криля, креветки, крабов, раков и т. п.) растворяют в концентрированной соляной кислоте 30-37% нагревают на кипящей водяной бане в течение 45-120 мин. Соотношение массы хитина и массы соляной кислоты составляет (1:2)-(1:4). В течение 5-10 мин после начала нагревания хитин растворяется в кипящей соляной кислоте, затем раствор выдерживают до полного гидролиза хитина. После окончания гидролиза реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры (10-20^оС) и оставляют при такой температуре для кристаллизации Д-глюкозамина гидрохлорида на 8-48 ч.

Выпавший осадок грязного продукта отделяют декантацией, фильтрованием или центрифугированием при комнатной температуре.

После отделения темно-коричневого раствора осадок промывают органическим растворителем (например, этиловым или изопропиловым спиртом, ацетоном и др. ). Соотношение масс хитина и растворителя (1:5)-(1:3), промытый осадок растворяют при перемешивании в воде с температурой 50-80^оС. Соотношение масс хитина и воды (1:2)-(1:3). Раствор фильтруют через фильтровальную бумагу или центрифугируют. Осадок промывают небольшим количеством воды. Полученный раствор должен быть бесцветным или иметь слабый желтый или желто-зеленый оттенок.

Раствор упаривают в вакууме при температуре в растворе не более 60^оС до 5-10% от первоначального объема.

Кристаллы Д-глюкозамина гидрохлорида отделяют декантацией, фильтрованием или центрифугированием и промывают растворителем (этиловым или изопропиловым спиртом, ацетоном и т.д.) порциями 2-4 раза. Промывку проводят до рН промывного раствора не менее 2-3 по универсальной индикаторной бумаге.

Соотношение масс хитина и растворителя на промывку (1:0,5)-(1:3). Фильтрат после промывки продукта используют для промывки грязного Д-глюкозамина гидрохлорида или направляют на ректификацию.

Промытые кристаллы Д-глюкозамина гидрохлорида сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 4-24 ч, а затем в сушильном устройстве при температуре не выше 60^оС.

Выход Д-глюкозамина гидрохлорида составляет 70-76% П р и м е р 1. В круглодонную колбу вместимостью 2 л загрузили 160 г хитина, залили 480 г (407 см³) концентрированной соляной кислоты при комнатной температуре. Колбу с обратным холодильником и перемешивающим устройством поместили на кипящую водяную баню. Через 5-10 мин хитин полностью растворился в кипящей кислоте. При перемешивании в колбу добавили 240 г хитина. После полного растворения хитина провели гидролиз при температуре кипения смеси 94-96^оС и перемешивании в течение 120 мин.

После окончания гидролиза колбу с реакционной смесью охладили до комнатной температуры и оставили для кристаллизации на 18 ч.

Осадок грязного глюкозамина гидрохлорида отделили от раствора фильтрованием под вакуумом на воронке Бюхнера чеpез 5 слоев фильтровальной бумаги.

Осадок промыли порциями (4 раза) изопропиловым спиртом. На промывку использовали 800 г (1 л) спирта.

Промытый осадок грязного продукта растворили в 800 см³ горячей дистиллированной воды с температурой 50^оС. Горячий раствор профильтровали через 2 слоя фильтровальной бумаги на воронке Бюхнера под вакуумом.

Затем чистый раствор упарили под вакуумом на ротационном испарителе ИР-1М при температуре в растворе 40-50^оС на 95% Суспензию охладили до комнатной температуры.

Полученные кристаллы промывали изопропиловым спиртом порциями 4 раза. Общее количество спирта на промывку 800 г.

Промытые кристаллы высушили сначала на воздухе при комнатной температуре в течение 3 ч, а затем в сушильном шкафу при температуре 60^оС в течение 2 ч.

Получили 304 г Д(+)-глюкозамина гидрохлорида. Выход 76% П р и м е р 2. То же, что и в примере 1, но вместо изопропилового спирта применяли этиловый спирт.

Получили 296 г Д(+)-глюкозамина гидрохлорида. Выход 74% П р и м е р 3. Взяли 100 г хитина, залили 300 г концентрированной соляной кислоты. Последовательность обработки та же, что и в примере 1.

Промывали грязный продукт 200 г изопропилового спирта. Для растворения добавляли 200 см³ воды.

Продукт промыли еще 200 г изопропилового спирта.

Получили 62 г Д(+)-глюкозамина гидрохлорида. Выход продукта 62% Остальные данные примеров осуществления способа отражены в таблице.

Массовая доля Д(+)-глюкозамина гидрохлорида в продукте, полученном предложенным способом, составляет 99,5-99,9% Определение массовой доли основного вещества в продукте проводили двумя методами: титрованием хлористого водорода, связанного с молекулой Д(+)-глюкозамина, раствором гидроокиси натрия с регистрацией изменений рН или электропроводности раствора; определением массовой доли общего азота методом Кьельдаля.

Оба метода дали совпадающие результаты.

Идентификацию и чистоту готового продукта определяли методом тонкослойной хроматографии (ТУ 6-09-05-936-78, Д(+)-глюкозамин гидрохлорид квалификации чистый) в системе растворителей бутанол-1 уксусная кислота вода пиридин в соотношении 2:1:1:1 на пластинках "Силуфол". Обнаружение вели 0,2%-ным спиртовым раствором нингидрина. Параллельно в качестве обнаруживающего агента применяли H₂SO₄.

На хроматограмме проявлялось только одно пятно с Р 0,51-0,54. Таким образом, в продукте присутствовал только Д(+)-глюкозамина гидрохлорид.

Дополнительно проводили хроматографирование по известной методике на пластинке "Силуфол" в системе пропанол-1-вода (7:1). В качестве свидетелей использовали Д(+)-глюкозамина гидрохлорид, Д(+)-галактозамина гидрохлорид, N-ацетил-Д-глюкозамин и Д-глюкозу. Обнаружение вели раствором нингидрина и серной кислотой. На хроматограмме продукта присутствовало только одно пятно, соответствующее Д(+)-глюкозамина гидрохлориду.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОХЛОРИДА D(+)-ГЛЮКОЗАМИНА путем гидролиза хитина концентрированной соляной кислотой при нагревании с выделением целевого продукта, включающий упаривание, промывку и сушку, отличающийся тем, что он включает после стадии гидролиза охлаждение реакционной смеси до комнатной температуры, кристаллизацию и отделение осадка, промывку его органическим растворителем, растворение в воде и удаление примесей фильтрованием или центрифугированием.

РИСУНКИ

Рисунок 1