CN1098251C - 制备肌酸或肌酸-水合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备肌酸或肌酸一水合物的方法。该方法是将肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲或S-甲基异硫脲硫酸盐在水中或水与有机溶剂的混合物中，在15℃-140℃pH值7-13条件下进行反应，并经碱性络合剂提纯。这样制备的肌酸或肌酸一水合物纯度高，收率更为满意，成本低廉，而且使产物不含氰、氨等有害杂质，为市场需求的肌酸制品提供更为经济的原料。
Description
本发明涉及一种制备肌酸或肌酸一水合物的方法。
肌酸存在于肌肉组织内，有促进肌肉增长、增强体质的作用。肌酸可用于食品添加剂，其制剂产品在世界各国，尤其是在欧美国家已成为体育运动人员的每日的必备食品。而且愈来愈多地被广大体育爱好者所喜爱，国内肌酸食品添加剂的需求量也不断增加。
传统的肌酸制备方法是从生物原料如肉屑中提取，但价格昂贵且不卫生。目前肌酸制备多采用化学方法合成，即通过氨基氰与肌氨酸反应来制备肌酸，但是肌氨酸是一种极其昂贵的原料，而且采用昂贵的肌氨酸并不能实现令人满意的产率。中国专利CN1140707A公开了由联邦德国SKW特累斯特贝格股份公司提出的制备肌酸或肌酸一水合物的方法，旨在获得有经济意义的收率和较高的纯度。该方法系将氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾在水或水与一种有机溶剂的混合液中在温度为20℃至150℃并且PH值为7至14的条件下进行反应。尽管如此，成本仍显昂贵，且产品中有可能含有氰、氨等有害杂质。现有技术尚不能令人十分满意。
本发明的目的就是为了提供一种以较低的成本制备出高纯度的肌酸或肌酸一水合物的新方法，以克服现有技术的不足。
本发明是按以下技术方案制备的。
将肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲或S-甲基异硫脲硫酸盐在水中或水与有机溶剂的混合物中，在温度15℃-140℃、PH值7-13条件下进行反应，并经碱性络合剂提纯，制备肌酸或肌酸一水合物。
采用本发明的方法时，肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲或S-甲基异硫脲硫酸盐等反应物是在30℃至80℃条件下反应。
本发明的特征还在于在调整PH值范围是PH9至11。
选用肌氨酸钠或肌氨酸钾为原料时调整PH值是采用无机酸，优选的无机酸为硫酸或盐酸；选用肌氨酸为原料时，PH值的调整采用无机碱；选用的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲的摩尔比可以在1∶5到4∶1之间，或者与S-甲基异硫脲硫酸盐的摩尔比保持在1∶2.5到2∶1；优选近似等物质的量的肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾，如1∶1.25。
采用的肌氨酸钠或肌氨酸钾，可以是浓度为20-40％(w/w)、或纯度在85至92％的工艺水溶液的形式。
本发明以S-甲基异硫脲或S-甲基异硫脲硫酸盐为原料，该原料价格低廉，且不会使产物中含有氰、氨等有害杂质。
本发明的反应可以在水中进行，也可以在水与95％乙醇混合液中进行；或水与甲醇的混合物中进行，有利于温度的调整。
本发明采用向反应液中通入热蒸汽，以便使产物结晶析出。若放置5至10小时，收率、纯度可以达到较高水平。
反应结束后，可采用离心机、抽滤等方法进行分离，为提高纯度，用水及95％乙醇对产物进行处理，如采用蒸馏水和95％乙醇分别进行洗涤。
本发明在产品的重结晶过程中加入的碱性络合剂乙二胺四乙酸(EDTA)二钠对提高产品的纯度起到了很大作用。
对潮湿产物进行干燥时，可采用已知的对流式或接触式干燥器进行，优选干燥条件≤40℃、20毫巴条件下进行真空干燥，可得到肌酸一水合物，在60-80℃条件下常压或真空进一步脱水即可得到肌酸，此过程基本无产品损失。
采用本方法可制备出收率高达65-80％(w/w)，纯度高达99-102％(高压液相色普法法)的肌酸或肌酸一水合物。即便是采用纯度仅为85-92％的肌氨酸钠或肌氨酸钾也是如此。本发明的各项技术指标均适于工业规模的生产。
采用本发明的方法制备的肌酸或肌酸一水合物
①肌酸干燥物外观为白色结晶粉末、无异味；
②②1％水溶液应无色澄明；
③肌酸一水合物干燥失重(105℃)10.5-11.5％；
④灼烧试验≤0.1％；(以肌酸为标准)
⑥重金属≤10ppm；(以肌酸为标准)
⑦肌酸含量99-102％；(以肌酸为标准)
⑧粒度 40目(95％)。(以肌酸为标准)
本制备方法的优点：
1.采用本方法制备的肌酸或肌酸一水合物不使用氨基氰为原料，所以不会产生氨、氰等有害副产物，因此对人体无害。
2.本制备方法收率平均为71.15％，较目前德国制备方法的收率66.65％有了提高。
3.本方法制备肌酸纯度较满意地达到99-102％。
4.由于主要原料如肌氨酸、肌氨酸钠、或肌氨酸钾、甲基异硫脲、甲基异硫脲硫酸盐可自行制备，材料来源充足，各种辅助原料均为市场易得产品。因此投产成本较周边国家低20％。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
将833.1克(约1.5摩尔)20％(w/w)的肌氨酸钠的工艺水溶液，在冰盐水式常水冷却下搅拌，用浓盐酸调整PH值至9.5，在此过程中，温度不超过15℃。在内部温度保持在35℃并不断搅拌的情况下，缓慢加入S-甲基异硫脲硫酸盐291.9克(1.1摩尔)，加料时间约为60分钟，加料毕，继续在内部温度低于35℃的条件下搅拌10分钟。停止搅拌，维持内部温度32℃，反应6小时，通入热蒸汽35分钟，析出结晶，然后再静置7小时，产物用离心机离心，母液甩干后，用蒸馏水洗涤(每次100毫升)至滤液PH值≤7.5后，再用95％乙醇140毫升洗涤一次，即得粗产品。将所得粗产品加水1500毫升，搅拌下加热至45℃，用10％稀硫酸调整至PH值7.0后，继续升温至80℃，加EDTA二钠0.3克，再升温至90℃，搅拌15分钟后，抽滤，滤液降温至20℃时，析出结晶，离心分离，用蒸馏水30毫升、95％乙醇40毫升洗涤，产品在真空干燥柜内在40℃和20毫巴条件下进行干燥，产量为107克，肌酸一水合物收率72.0％(以S-甲基异硫脲为标准)，含量(高压液相色谱法)99.3％。在80℃条件下进一步脱水即可得到肌酸，此过程基本无产品损失。
实施例2
将6160克(约12.2摩尔)22％(w/w)的肌氨酸钠工艺水溶液，在冰盐水冷却下搅拌，并用20％的硫酸调整PH值至9.8，在此过程中温度保持15℃以下。在内部温度保持在40℃并不断搅拌的情况下，缓慢加入S-甲基异硫脲硫酸盐3052克(约11摩尔)，加料时间100分钟，加料毕，继续在内部温度不超过40℃的条件下搅拌15分钟，通入热蒸汽45分钟，析出结晶，然后再静置7小时，产物用离心机离心，甩干母液后，用蒸馏水洗涤(每次800毫升)数次直至PH值≤7.5，再用1100毫升95％乙醇洗涤一次，即得粗品。将所得粗品加水1.26升，搅拌下加热至45℃，用10％稀硫酸调整PH值至7.0后，继续升温至80℃，加EDTA二钠0.5克，再升温至90℃，搅拌15分钟后抽滤，滤液冷却至20℃以下，析出结晶，离心分离，用蒸馏水50毫升洗涤一次，再用95％乙醇70毫升洗涤一次，产品在真空干燥柜内于40℃和20毫巴条件下进行干燥，产量为1044克(以S-甲基异硫脲为标准)，肌酸一水合物收率70.3％，含量(高压液相色谱法)99.4％。在80℃条件下进一步脱水即可得到肌酸，此过程基本无产品损失。
与例1相类似，用20％的肌氨酸钾工艺水溶液与S-甲基异硫脲硫酸盐反应，收率73.3％，纯度99.3％。
Claims (13)
1.一种制备肌酸或肌酸一水合物的方法，其特征在于肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲或S-甲基异硫脲硫酸盐在水中或水与有机溶剂的混合物中，在温度15℃-140℃PH值7-13条件下进行反应，并经碱性络合剂提纯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法是在30℃-80℃条件下进行反应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于调整PH值范围是PH9-11。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于选用肌氨酸钠或肌氨酸钾为原料时，调整PH值是采用无机酸，选用的无机酸为硫酸或盐酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于选用肌氨酸为原料时，PH值的调整采用无机碱，选用的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾与S-甲基异硫脲的摩尔比保持在1∶5至4∶1之间，或者与S-甲基异硫脲硫酸盐的摩尔比保持在1∶2.5至2∶1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用的肌氨酸钠或肌氨酸钾可以是浓度为20-40％(w/w)，或纯度在85至92％的工艺水溶液。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于向反应液中通入热蒸汽，以便使产物结晶析出。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于本发明的反应可以在水中进行，也可以在水与95％乙醇混合物中，或水和甲醇混合物中进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用水和95％乙醇对产物进行处理。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在产品的重结晶过程中加入的碱性络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在≤40℃20毫巴的条件下进行真空干燥可获得肌酸一水合物。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于肌酸一水合物在60-80℃条件下进一步脱水即可得到肌酸。
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