吡咯喹啉醌二钠盐晶体及其制备方法与流程

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  目前研究表明吡咯喹啉醌(pyrroloquinolinequinone,下文简称为PQQ)是继烟酰胺和黄素核苷酸之后发现的氧化还原酶的第3种辅酶,是从微生物中发现的小分子化合物,广泛分布于人体的各组织器官中,被称为第十四种维生素。PQQ具有多种生理功能,在食品、医药及化妆品等行业有广泛的应用前景。PQQ的分子量为330.2,其化学名为:4,5-Dihydro-4,5-dioxo-1H-pyrrolo[2,3-f]quinoline-2,7,9-tricarboxylic Acid,其结构式如下:

  PQQ广泛存在于原核细胞与真核组织中,例如肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae),扭脱甲基杆菌(Methylobacteriumextorquens),绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa),变色多孔菌(Polyporusversicolor)和漆树(Rhusvernicifera)等。此外,一些肠道微生物,如大肠杆菌,不能合成PQQ,却能生产以PQQ为辅因子的酶蛋白。在生物体内,PQQ是参与氧化还原反应的辅因子,作为许多酶的辅酶,如脱氢酶,氧化酶,水合酶与脱羧酶。PQQ含有能直接参与氧化还原反应的邻醌类结构,以上酶蛋白可以催化非磷酸化的底物发生氧化反应,如醇类,醛类和醛糖类。PQQ可以通过化学合成和发酵法制得,已有商品化PQQ产品上市销售。

  关于PQQ二钠盐晶体已有报道,CN102471336A公开了PQQ二钠盐的结晶,并测定了其热稳定性,但是已有的研究表明其容易吸湿。CN102942567A公开了PQQ二钠盐的结晶A和B,并测定了其吸湿性。CN103619842A7A公开了PQQ二钠盐的晶形1和2,并测定了其分散性指标和对皮肤的渗透试验,其中实施例5表明晶形1在180℃会转变为晶形2,晶形2在30℃静置一段时间会吸湿。WO2015159236A1公开了PQQ二钠盐晶体形式3、形式4、形式5、形式6和形式7,没有给出任何效果实验数据。WO2017050171A1公开了PQQ二钠盐的晶型I、晶型II和晶型III、并测定了其吸湿性。根据上述文献的报道以及发明人对上述晶体进行的研究,发现已有的PQQ二钠盐结晶容易吸湿的问题,稳定性不好,不适合用于开发,影响了PQQ的推广使用。

  本发明的发明人通过研究发现,通过将含有吡咯喹啉醌游离态或其碱金属盐的水溶液的pH调节至7.5-8.5,然后加入酸调节pH至3.0-4.0,通过脱盐、结晶、干燥得到吡咯喹啉醌二钠盐晶体。本发明提供的PQQ二钠盐新晶体,相比现有技术已有的晶体,在吸湿性方面具有优势,取得了预料不到的技术效果。

  本发明提供一种吡咯喹啉醌二钠盐晶体,其特征在于,使用Cu Ka放射线,27.35度处具有特征峰,误差为±0.2°。

  本发明的吡咯喹啉醌二钠盐晶体的进行热失重分析,分解温度为325℃,在110℃左右失重10.6%,是三分子水的特征失重。

  本发明的另一目的是提供一种吡咯喹啉醌二钠盐晶体的制备方法,包括以下步骤:

  (1)溶解:在纯化水中加入吡咯喹啉醌游离态或其碱金属盐,温度控制在0-40℃,搅拌下加入碱调节pH至7.5-8.5,搅拌至全部溶解;

  (3)脱盐:料液经过纳滤脱盐,纯化水洗涤至透出液电导率≤50μS/cm;

  (4)浓缩结晶:将脱盐后的料液,线)干燥:将结晶产物抽滤,用水洗涤,滤饼真空干燥,得终产物。

  步骤(1)中,所述吡咯喹啉醌碱金属盐为PQQ一钠盐或三钠盐,所述吡咯喹啉醌游离态或其碱金属盐浓度在0.2-20g/L。

  步骤(2)中,调节pH所用酸为盐酸、硫酸、磷酸、乙酸、甲酸、乳酸和柠檬酸的一种,或两种或更多中的组合,更优选为盐酸或硫酸。

  步骤(3)中,脱盐所用纳滤膜截留分子量≤300D,更优选150-300D。

  步骤(4)中,真空浓缩过程中料液内部温度在25-35℃,线)中,线℃,线h。

  采用本发明的技术方案,可以在不用任何有机溶剂的情况下方便地制造吡咯喹啉醌二钠盐,工艺简单,重现性好,适合大规模生产。采用本发明的技术方案,得到的吡咯喹啉醌二钠盐晶体,其晶体形态规则,纯度高,几乎无引湿性,稳定性好。

  图1为实施例1提供的PQQ二钠盐晶体的X-射线提供的PQQ二钠盐晶体的热失重分析图。

  将吡咯喹啉醌酸游离态100g加入10L水中,搅拌成悬浊液,加入氢氧化钠调节pH至8.5,搅拌15min基本全溶;过滤,得到滤液,搅拌下缓慢加入盐酸调节pH至3.5;通过截留分子量150-300D的纳滤膜纳滤脱盐,纯化水洗涤至透出液电导率≤50μS/cm,结束;真空浓缩结晶,浓缩过程中料液内部温度在25-35℃;抽滤,洗涤湿品,50℃线g。对所得晶体进行检测,HPLC测定其纯度为99.7%;阳离子色谱检测Na离子含量,结合HPLC外标法测得PQQ含量,求出该晶体所含PQQ与Na的物质量比为PQQ∶Na=1∶1.98,表明该晶体为PQQ二钠盐;热失重分析结果表明该晶体分解温度为325℃,在110℃左右失重10.6%,是三分子水的特征失重;X-射线粉末衍射检测结果表明该晶体为新晶型。该晶体粉末衍射谱图详见图1,热失重分析谱图详见图2。

  将吡咯喹啉醌单钠盐100g加入10L水中,搅拌成悬浊液,加入氢氧化钠调节pH至7.5,搅拌15min基本全溶;过滤,得到滤液,搅拌下缓慢加入盐酸调节pH至3.2;通过截留分子量150-300D的纳滤膜纳滤脱盐,纯化水洗涤至透出液电导率≤50μS/cm,结束;真空浓缩结晶,浓缩过程中料液内部温度在25-35℃;抽滤,洗涤湿品,60℃线g。对所得晶体进行检测,HPLC测定其纯度为99.8%;阳离子色谱检测Na离子含量,结合HPLC外标法测得PQQ含量,求出该晶体所含PQQ与Na的物质量比为PQQ∶Na=1∶1.96,表明该晶体为PQQ二钠盐。相应热失重分析谱图及粉末衍射谱图同实施例1。

  将吡咯喹啉醌三钠盐100g加入10L水中,搅拌成悬浊液,加入氢氧化钠调节pH至8.0,搅拌15min基本全溶;过滤,得到滤液,搅拌下缓慢加入硫酸调节pH至3.7;通过截留分子量150-300D的纳滤膜纳滤脱盐,纯化水洗涤至透出液电导率≤50μS/cm,结束;真空浓缩结晶,浓缩过程中料液内部温度在25-35℃;抽滤,洗涤湿品,40℃线g。对所得晶体进行检测,HPLC测定其纯度为99.7%;阳离子色谱检测Na离子含量,结合HPLC外标法测得PQQ含量,求出该晶体所含PQQ与Na的物质量比为PQQ∶Na=1∶2.03,表明该晶体为PQQ二钠盐。相应热失重分析谱图及粉末衍射谱图同实施例1。

  根据CN102942567A的实施例1的方法制备PQQ二钠盐晶体:取10mg PQQ二钠盐,在25℃下与1ml乙腈搅拌平衡5天,随后过滤溶液,在空气中干燥10min,得到PQQ二钠盐晶体,对其进行X-射线的X-射线衍射数据一致。

  根据WO2017050171A1的实施例1的方法制备PQQ二钠盐晶体:将PQQ三钠盐溶液100g(浓度0.7%)升温至40℃,持续搅拌30min,调节pH至1.0-2.0;过滤,得到澄清滤液,滤液以10℃/h的速率降温至25℃,并在25℃下搅拌析晶12h,调节pH至3.0-4.0;搅拌,过滤,25℃下真空干燥,得到PQQ二钠盐晶体,对其进行X-射线的X-射线衍射数据一致。

  根据WO2017050171A1的实施例11的方法制备PQQ二钠盐晶体:将吡咯并喹啉醌100g溶于10L水中,10L乙醇升温至50℃,持续搅拌30min,溶解;过滤,降温至10℃,调节pH至3.0-4.0;搅拌,过滤,25℃下真空干燥,得到PQQ二钠盐晶体,对其进行X-射线的X-射线衍射数据一致。

  采用以下条件进行测试:将称量瓶敞口置于25℃的恒温干燥器(下层放置硫酸铵饱和溶液),相对湿度为80%,放置24h和48h后充分吸湿,合盖称重;计算增重结果如下:

  通过表2可以看出,现有技术中常见的几种二钠盐晶体均有一定的吸湿性,而本发明提供的二钠盐晶体在高湿度的环境下几乎无吸湿性,使得其具有更广泛地应用。

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