D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的制備工藝優化分析

丁振中 管平海 龔勁松 高小燕 徐俊山

摘要：新階段，我國社會經濟不斷發展，為各領域發展帶來了新的契機。本文從D-氨基葡萄糖鹽酸鹽相關概述入手，對D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備工藝進行分析，最終提出幾點優化D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備工藝的策略，希望為相關人員提供參考借鑒，再進行D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備時，能夠有效提升D-氨基葡萄糖鹽酸鹽純度及產量，進一步發揮出D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的作用。

關鍵詞：D-氨基葡萄糖鹽酸鹽;制備;工藝優化

引言

氨基葡萄糖鹽酸鹽是由天然的甲殼質提取的，作為海洋生物制劑存在，其自身具備較多的功能，例如改善關節軟骨代謝、提升關節滑液粘性等，并其還能有效促進人體合成粘多糖。近年來，D-氨基葡萄糖鹽酸鹽逐漸被應用于多個領域中，并且在各領域不斷發展下，其需求量逐漸提升，這種情況下，其制備工藝的優化逐漸成為人們關注的重點，進行D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備的相關人員更需要將重點放在其制備工藝的優化方面，積極探索制備工藝的有效優化手段，本文就D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的制備工藝優化進行分析，具體如下。

一、D-氨基葡萄糖鹽酸鹽相關概述

D-氨基葡萄糖鹽酸鹽簡稱GAH，分子式為，是一種白色結晶性粉末，味苦，節肢動物的外殼中會存在較多的甲殼素，將這一物質提取后，置于鹽酸溶液中經不斷反而從而形成GAH[1]。現如今，GAH已經被廣泛用于較多領域，包括食品領域、醫藥領域等，其具備較好的促進抗生素注射效能的價值，對于糖尿病患者而言，是較好的營養補充助劑[2]，在乙型肝炎及風濕性關節炎方面也具備一定了解，同時，其還是新型抗癌藥物氯脲酶素合成的關鍵原料，除此之外，還能用于食品防腐劑、化妝品以及飼料添加劑中。現階段，GAH的社會需求逐漸增大[3]，以往的生產工藝會用到大量酸堿，會對設備造成一定的腐蝕，產量有限的同時，極易造成環境污染，這種情況下，急需對其制備工藝進行研究，找出有效的優化措施，提升工藝效果。D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的主要質量標準如表1所示。

二、D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備工藝

GAH制備工藝的反應原理：甲殼素在一定條件下與鹽酸發生充分的水解反應[4]，經β-（1，4）苷鍵的斷裂和酰氨鍵的水解，生成GAH，對于GAH的制備上，主要會經歷以下工藝流程：

首先，儀器與試劑選擇。在制備儀器方面，主要會用到真空干燥箱、恒溫加熱磁力攪拌器、電子天平以及電熱恒溫鼓風干燥箱等;在制備試劑方面，主要會用到工業級活性炭、鹽酸、氫氧化鈉、乙醇以及甲殼素[5]。在酸的選擇上，不同的酸在水解催化上，作用有強有弱，為保證D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的制備效果，需要做好所用酸的選擇。有關實驗中對鹽酸、硫酸以及乙酸進行了水解催化實驗[6]，如表1所示。因為純凈的D-氨基葡萄糖鹽酸鹽為白色結晶粉末，通常情況下熔點處于88℃，在于酸發生反應后，熔點會上升至190℃，其純度若想達到98%，其熔點范圍應保持在190～194℃之間。分析表1可知，三種類型的酸中，乙酸幾乎不具備催化作用，而其他兩種酸在產品回收率上相差較小，不過硫酸獲得產品的純度沒有鹽酸獲得產品的純度高，產生這種結果的主要原因是濃度較高的硫酸其氧化性較強，在水解過程中，會出現小分子產物，或者會進一步脫水是糖分子碳化，因此，選擇鹽酸所起到的效果更佳。

其次，進行制備實驗。第一，制備氨基葡萄糖鹽酸鹽粗品。甲殼素去除雜質后，將其置于攪拌反應器中，隨后在其中加入鹽酸，此時，在不斷反應下，溫度會持續升高，再逐漸將剩余甲殼素放入其中[7]，通過恒溫水浴槽，對反應溫度進行控制，確保其一直在預定溫度下進行5小時的保溫處理，保溫時間結束后，抽干真空，最終得到粗品。第二，在得到粗品后，需要對其進行純化，將粗品放置于熱水中進行溶解，同時，需要在其中加入適量的活性炭，通常為粗品質量的3%，隨后進行20分鐘回流處理，趁熱做出過濾 [8]，在熱水條件下，洗滌濾渣。將濾液合并后，置于70～80℃環境下作旋轉蒸發，最終獲得產品結晶，在其中加入粗品3～4倍的乙醇，進行均勻攪拌后，靜置冷卻，通過過濾獲得成品結晶，隨后通過少量乙醇加以洗滌，干燥處理后得到白色純化晶體。最后，對GAH含量進行測定。經配置，獲得鹽酸氨基葡萄糖標準溶液以及樣品液，在兩種溶液中分別加入乙酰丙酮溶液，在20分鐘沸水浴后冷卻，將對二甲基氨基苯甲醛以及無水乙醇溶液，攪拌均勻，在60℃的水中靜置一小時，冷卻至室溫后，將其作為空白液，在525nm處進行吸光度測試，得出數據繪制標準曲線，從而獲得樣品中氨基葡萄糖的含量，此外，在氯離子含量測定上，可以選擇銀量法。

三、D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的制備工藝優化

1.甲殼素預處理

對于甲殼素而言，常存在于節肢動物外殼、真菌細胞壁、昆蟲體表中，屬于天然的氨基高分子物質，其能夠與無機鹽及蛋白質發生相應反應。甲殼素酸解環節，會出現游離的氨基酸，但無機鹽的存在會對甲殼素酸解反應產生影響，最終會使GAH的質量與產量受到干擾。所以，為進一步優化制備工藝，提升工藝效果，需要將甲殼素進行預處理，可以將甲殼素用稀鹽酸浸泡，將無機鹽成分去除，通過稀堿煮沸的方式除掉蛋白質，從而提升GAH純度。

2. 科學選用脫色劑

液體物脫色時，常常會利用脫色劑進行脫色，脫色劑具備較多的可選擇類型，例如，離子交換樹脂、活性白土以及活性炭等，脫色劑實際選擇過程中，應結合實際對脫色劑進行科學選用，通常而言，首選活性白土，主要是因為其能夠獲得較好的脫色效果，降低成本的同時，減少產物損失。

3.做好細節處理，提升產率

第一，原料水解后，其中往往會存在較為堵復雜的成分，粗結晶處理下，會初步將產物分離，結晶后剩余的母液中，還會存在一定的產物，利用濃縮的方式再次進行結晶處理，得到的產物中會存在較多雜質，這種情況下，需要通過有效的手段將其進行提純。第二，在脫色劑的良好利用下，能夠去除相應的著色物，但也會將一部分產物排除，后期可以通過水洗脫濃縮進行再次結晶回收，盡可能地減少產物損失。第三，水解過程中，應充分保證水解率，若無法充分水解，則會嚴重影響產物的獲得，因此需要保證充分水解。

4.避免水解條件的不良影響

第一，避免鹽酸用量及濃度的不良影響。鹽酸既是一種催化劑，又是一種分散劑，在用量上需要適中，如果用量太少，會影響到實際的反應效果，導致反應物分布不均，焦化情況較為嚴重，最終獲得的產率也會較低，同時，隨著鹽酸不斷消耗，其濃度會逐漸降低，影響到水解的充分性，如果用量過多，會處理難度會大大增加，成本也會較高，因此，在鹽酸用量上需要格外注意，一般其與甲殼素比例保持在1：6即可。此外，鹽酸濃度也會直接影響到甲殼質的水解效果，其濃度與GAH生成量息息相關，當其濃度增加時，相應的水解速度也會加快，GAH含量也會有所增加，可見將鹽酸濃度控制在一定范圍內，能夠確保GAH穩定生成。第二，防止水解溫度產生的不良影響。在反應溫度升高的過程中，乙酞胺鍵會更易被打開，反應時間也會大大縮短，不過在反應過程中，會生成一些非糖物質及低聚糖等，產出成品質量會受到影響。所以，水解環節需要對溫度加以控制，溫度不可超過100℃，以免不良情況的出現。第三。避免反應時間的影響。D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的產品質量與收率會直接受到反應時間的影響，固定溫度下，反應時間不斷持續，甲殼素會逐漸發生水解反應，相應的D-氨基葡萄糖鹽酸鹽含量也會逐漸增加，不過若時間過長，D-氨基葡萄糖鹽酸鹽將在水解環節發生復合與再分解反應，最終遭受破壞，對產品收率及質量產生干擾，因此，應對反應時間做出嚴格控制。

5.優化GAH濃縮結晶條件

脫色過濾環節后，會形成相應水解液，應將其進行濃縮，蒸發掉其中的水分，具體的方式首選真空濃縮結晶，設定濃縮溫度范圍在65～70℃范圍內，真空度為1010kPa，鹽酸可重復利用，實操環節，應邊濃縮邊加料，確保母液與晶體的比例在1：1。當晶粒達到一定要求時，進行冷卻處理，溫度至室溫即可，利用離心機做分離處理，經乙醇洗滌后，在溫度為60℃左右的環境中進行烘干，最終獲得成品。

結束語

綜上所述，當前D-氨基葡萄糖鹽酸鹽已經被廣泛應用于各種領域，市場需求量逐漸增大，因此需要積極探討其制備工藝，利用有效的手段將其進行優化，縱觀在D-氨基葡萄糖鹽酸鹽制備工藝優化的研究上，基本上均是實驗內容，相對而言具備一定的局限性，而本文從整體方向對其制備工藝優化加以分析，提出從甲殼素預處理;科學選用脫色劑;做好細節處理，提升產率;避免水解條件的不良影響;優化GAH濃縮結晶條件等方面對其制備工藝進行優化，希望進一步發揮出制備工藝的作用。

參考文獻

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