一种D-手性肌醇的结晶方法

技术领域

本发明涉及肌醇结晶技术领域，具体涉及一种D-手性肌醇的结晶方法。

背景技术

D-手性肌醇(D-Chiro Inositol，DCI)，白色粉末，易溶于水，微溶于乙醇、甲醇等有机溶剂，是肌醇9种异构体中具有旋光性的一种，也是维生素B8的生物活性异构体，以相对高的水平存在于荞麦种子、大豆等植物以及部分昆虫中，多以甲基化或糖基化衍生物的形式存在，是荞麦糖醇的生物降解产物；具有胰岛素增敏作用和促进肝脏脂肪代谢功能，能明显降低血糖含量，对糖尿病有显著治疗效果。此外，DCI还具有改善多囊卵巢综合征(Polycystic Ovarian Syndrome，PCOS)、抗氧化、抗衰老、清除自由基等作用，具有良好的利用价值。

近年来，随着生产工程技术的发展，生物转化合成D-手性肌醇成为新的发展趋势，目前主要从通过改造微生物使肌醇转化成手性肌醇和提高转化率两方面研究的，然而对后续手性肌醇的结晶研究较少，中国专利CN104961628A公开了一种由D-松醇转化为D-手性肌醇的方法，采用在自然界中广泛存在的物质D-松醇作为原料，并选用酸解的方法对D-松醇进行脱甲基处理使其转化为D-手性肌醇，之后对酸液进行除酸处理，这与其他使用化学合成D-手性肌醇的方法相比具有更加安全、高效、污染小的优点。在实验优化的最佳条件下D-手性肌醇的纯度为94.2％，纯度低，同时室温结晶的温度低导致得到的晶型细小，晶体目数分布不集中，另外结晶时间长，增加了结晶周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种D-手性肌醇的结晶方法，结晶周期短，产品的纯度高，晶体目数均匀性好。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种D-手性肌醇的结晶方法，包括以下步骤：

A：D-手性肌醇料液先经阳离子交换树脂，再经阴离子交换树脂，得脱盐液；

B：脱盐液过大孔脱色树脂脱色，得到脱色液；

C：脱色液经纳滤膜浓缩至15～20波美，得纳滤浓缩液；

D：纳滤浓缩液在温度70～90℃，真空＜-0.09MPa条件下，浓缩至28～34波美，得浓缩液；

E：维持浓缩液温度50～60℃，边搅拌边往浓缩液中滴加乙醇，得混合液；

F：混合液在搅拌转速150～180rpm以1～2℃/h的速率降温至40～45℃，再以搅拌转速120～150rpm以2～4℃/h的速率降温至30～35℃，再以搅拌转速80～120rpm以4～7℃/h的速率降温至20～25℃，最后以搅拌转速50～80rpm以7～10℃/h的速率降温降至5～10℃，抽滤，乙醇洗涤后，真空干燥得D-手性肌醇成品。

优选的，步骤A中阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的过柱流速均为1～3BV/h

优选的，步骤A中D-手性肌醇料液的质量含量为5～10％wt。

优选的，步骤B中脱盐液经大孔脱色树脂的过柱流速为2～6BV/h。

优选的，步骤C中纳滤膜的进膜压力为2.5～3.5MPa，出膜压力为2.0～3.0MPa，纳滤膜孔径为100～300nm。

优选的，步骤E中乙醇的加入体积与浓缩液的体积之比为0.5～1.0:1。

优选的，步骤E中乙醇的滴加时间为0.5～1h。

优选的，步骤E中滴加过程的搅拌速度为150～200rpm。

优选的，步骤F中干燥温度40～60℃，真空度＜-0.09MPa。

优选的，步骤F中D-手性肌醇成品的纯度＞99.6％，成品粒度在20～40目之间的＞86％。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明工艺简单，操作简便，能够有效的降低生产运行成本，大大缩短了生产周期，为实现大规模工业化生产奠定了基础。

2.本发明通过分段降温结晶，配合不同的搅拌速度以及降温速率，得到晶型均一，粒度在20～40目的大颗粒D-手性肌醇晶体＞86％，均匀性好，易于过滤，可实现工业化生产。

3.本发明中纳滤膜一方面可以对脱色液进行浓缩，节省了后续浓缩的能源消耗，另一方面可以除去料液中部分小分子杂质及盐离子，使得D-手性肌醇成品的纯度＞99.6％，产品质量高。

附图说明

图1是本发明实施例1中D-手性肌醇成品在10倍光学显微镜下的结晶图；

图2是本发明实施例1中D-手性肌醇成品的液相检测图谱。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

取浓度为5％wt的D-手性肌醇料液10L，先过阳离子交换树脂(D001)，流速1BV/h，再过阴离子交换树脂(D201)，流速1BV/h，得脱盐液11L，脱盐液经大孔脱色树脂(LS109)脱色，流速2BV/h，得脱色液12L，脱色液经孔径为100nm纳滤膜浓缩，控制进膜压力2.5MPa，出膜压力2.0MPa，得15波美纳滤浓缩液3.4L,纳滤浓缩液在温度70℃，真空＜-0.09MPa条件下浓缩至28波美，体积1.82L，往浓缩液中滴加95％乙醇0.91L，滴加时间0.5h，滴加乙醇过程中，控制体系温度50℃，搅拌转速150rpm；

体系在搅拌转速150rpm，1℃/h的速率降温至40℃，再以搅拌转速120rpm，2℃/h的速率降温至30℃，再以搅拌转速80rpm，4℃/h的速率降温至20℃，最后以搅拌转速50rpm，7℃/h的速率降温至5℃，抽滤，95％乙醇洗涤，在40℃，真空＜-0.09MPa条件下烘干得D-手性肌醇461g，计算结晶收率92.2％，晶体粒度86％在20～40目之间，经液相色谱仪检测纯度99.6％。

实施例2

取浓度为8％wt的D-手性肌醇料液10L，先过阳离子交换树脂(D001)，流速2BV/h，再过阴离子交换树脂(D201)，流速2BV/h，得脱盐液11L，脱盐液经大孔脱色树脂(LS109)脱色，流速4BV/h，得脱色液12L，脱色液经孔径为200nm纳滤膜浓缩，控制进膜压力3.0MPa，出膜压力2.5MPa，得18波美纳滤浓缩液4.5L,纳滤浓缩液在温度80℃，真空＜-0.09MPa条件下浓缩至31波美，体积2.58L，往浓缩液中滴加95％乙醇2L，滴加时间0.8h，滴加乙醇过程中，控制体系温度55℃，搅拌转速180rpm；

体系在搅拌转速180rpm，1.5℃/h的速率降温至43℃，再以搅拌转速135rpm，3℃/h的速率降温至32℃，再以搅拌转速100rpm，5℃/h的速率降温至23℃，最后以搅拌转速65rpm，8℃/h的速率降温至8℃，抽滤，95％乙醇洗涤，在50℃，真空＜-0.09MPa条件下烘干得D-手性肌醇752g，结晶收率94.0％，晶体粒度91％在20～40目之间，经液相色谱仪检测纯度99.8％。

实施例3

取浓度为10％wt的D-手性肌醇料液10L，先过阳离子交换树脂(D001)，流速3BV/h，再过阴离子交换树脂(D201)，流速3BV/h，得脱盐液11.5L，脱盐液经大孔脱色树脂(LS109)脱色，流速6BV/h，得脱色液13L，脱色液经孔径为300nm纳滤膜浓缩，控制进膜压力3.5MPa，出膜压力3.0MPa，得20波美纳滤浓缩液5.1L,纳滤浓缩液在温度90℃，真空＜-0.09MPa条件下浓缩至34波美，体积2.95L，往浓缩液中滴加95％乙醇2.95L，滴加时间1h，滴加乙醇过程中，控制体系温度60℃，搅拌转速200rpm；

体系在搅拌转速200rpm，2℃/h的速率降温至45℃，再以搅拌转速150rpm，4℃/h的速率降温至35℃，再以搅拌转速120rpm，7℃/h的速率降温至25℃，最后以搅拌转速80rpm，10℃/h的速率降温至10℃，抽滤，95％乙醇洗涤，在60℃，真空＜-0.09MPa条件下烘干得D-手性肌醇932g，计算结晶收率93.4％，晶体粒度90％在20～40目之间，经液相色谱仪检测纯度99.6％。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。