磷酸法合成肌苷酸工藝的優(yōu)化

嚴(yán)盟

肌苷酸（英文名：inosinicacid或inosine monophosp，簡(jiǎn)稱(chēng)IMP），也稱(chēng)次黃嘌呤核苷酸。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)肌苷酸主要有發(fā)酵法和肌苷磷酸法，發(fā)酵法優(yōu)點(diǎn)是原料來(lái)源廣，但存在生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，防污染難度大，純度低分離復(fù)雜等缺點(diǎn)。磷酸法是以肌苷（簡(jiǎn)稱(chēng)IR）和三氯氧磷為原料，磷酸三乙酯為溶劑，通過(guò)磷酸化反應(yīng)合成肌苷酸，該工藝具有反應(yīng)周期短，純度高，產(chǎn)物分離簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本文主要討論磷酸法中各反應(yīng)因素對(duì)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率的影響，確定反應(yīng)的最佳條件，達(dá)到優(yōu)化工藝之目的，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率從91—92%提升至95—96%，工業(yè)上不僅降低了生產(chǎn)成本，還較好的提升了產(chǎn)品純度，使得作為增鮮劑閾值更大。

反應(yīng)過(guò)程優(yōu)化

不同溫度對(duì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率的影響。反應(yīng)投料量為肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯和300Kg POCL3，控制反應(yīng)恒溫分別設(shè)定為- 5℃～- 3℃，0℃～2℃ ，5℃～7℃，三個(gè)區(qū)間，反應(yīng)5hr后取反應(yīng)液測(cè)色譜純度（即反應(yīng)轉(zhuǎn)化率）。表1為以上四種溫度下的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率統(tǒng)計(jì)，每個(gè)溫度下重復(fù)2次數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)如下：

試驗(yàn)1：溫度-5℃～-3℃，IMP純度80.6%，IR純度16.5%，純度和97.1%；

試驗(yàn)2：溫度0℃～2℃，IMP純度83.5%，IR純度13.5%，純度和97.0%；

試驗(yàn)3：溫度5℃～7℃，IMP純度89.5%，IR純度7.5%，純度和97.0%；

由上表可知，溫度與反應(yīng)速度成正比，溫度在5℃～7℃時(shí)，IMP有最高轉(zhuǎn)化率，平均值為89.5%，當(dāng)t在 - 5℃～- 3℃時(shí)，由于還有較多的肌苷原料未能反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率在80.6%左右。因此生產(chǎn)中溫度取5℃～7℃更利于生產(chǎn)純度和最終轉(zhuǎn)化率。

不同的POCL3量對(duì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率的影響。反應(yīng)投料量為肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯，反應(yīng)溫度設(shè)定為5℃～7℃，分別加入不同量的POCL3，考察對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響， 反應(yīng)5hr后取反應(yīng)液測(cè)色譜純度，具體數(shù)據(jù)整理如下：

試驗(yàn)1：POCL3（Kg）：280，IMP純度89.6%，IR純度7.2%，純度和96.8%；

試驗(yàn)2：POCL3（Kg）：300，IMP純度92.0%，IR純度5.4%，純度和96.7%；

試驗(yàn)3：POCL3（Kg）：320，IMP純度91.6%，IR純度5.0%，純度和96.6%；

由上可知， POCL3量過(guò)少會(huì)導(dǎo)致較多的原料殘留，加大反應(yīng)物POCL3的量可以促使反應(yīng)向生成目標(biāo)產(chǎn)物肌苷酸的方向進(jìn)行，但是過(guò)多的POCL3不僅會(huì)增加成本，而且會(huì)使目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為其他雜質(zhì)。綜合成本和轉(zhuǎn)化率兩個(gè)因素考慮，POCL3量為300Kg是最佳選擇。

不同肌苷粒度對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響。反應(yīng)投料量肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯，POCL3為300Kg，反應(yīng)溫度設(shè)定5℃～7℃，加入相同量的肌苷進(jìn)行不同粒度粉碎后反應(yīng)并統(tǒng)計(jì)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率。試驗(yàn)中每種粒度的肌苷重復(fù)三次試驗(yàn)，反應(yīng)5小時(shí)取樣檢測(cè)轉(zhuǎn)化率，數(shù)據(jù)如下：

試驗(yàn)1：肌苷粒度：60目，IMP純度91.9%，IR純度5.0%，純度和96.9%；

試驗(yàn)2：肌苷粒度：150目，IMP純度94.6%，IR純度2.5%，純度和97.1%；

試驗(yàn)3：肌苷粒度：250目，IMP純度96.0%，IR純度1.0%，純度和97.0%；

試驗(yàn)4：肌苷粒度：350目，IMP純度96.0%，IR純度1.0%，純度和97.0%；

以上述數(shù)據(jù)肌苷粒度為橫坐標(biāo)，轉(zhuǎn)化率為縱坐標(biāo)，得到更為直觀的兩者關(guān)系如下圖1所示。

由圖1可看出，在一定范圍內(nèi)，肌苷粒度與產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率成正相關(guān)。當(dāng)肌苷粒度≥100ml時(shí)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率在96%以上，但在100ml～120ml此區(qū)間內(nèi)，肌苷粒度的增加并沒(méi)有使轉(zhuǎn)化率顯著增大。因此，綜合考慮粒度成本與轉(zhuǎn)化率等因素，肌苷粒度選擇在250目是最佳選擇。

綜上所述，以肌苷為原料磷酸法合成肌苷酸的最佳工藝條件為：原料投量重量比為POCL3：IR=1：1，反應(yīng)溫度在5℃～7℃之間，肌苷粒度在250目左右，5hr反應(yīng)結(jié)束，在此條件下反應(yīng)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率達(dá)到96%以上，較以前合成法高出4- 5%，為合成肌苷酸大幅度降低生產(chǎn)成本提高質(zhì)量純度提供了重要途徑。