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核黄素磷酸钠最佳生产工艺路线探讨

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摘要:对核黄素磷酸钠生产工艺中维生素B2的投料量、反应温度、反应时间进行了详细的研究。结果表明:适量提高维生素B2的配比可明显提高产品中维生素B2质量分数约2%~3%;最佳水解反应温度和时间为55℃和2h,最佳中和反应温度和时间为35℃和2h。

关键词:核黄素磷酸钠;维生素B2;温度;时间

核黄素磷酸钠是维生素B2的一种补充剂,是将维生素B2经过化学合成的方法制成水溶性原料药,广泛用于医药、饲料、兽药上。临床上制成针剂用于治疗口疮、皮肤病、维生素缺乏症等,解决了维生素B2只能口服不能制成针剂的问题;饲料行业主要用于生产水溶性多维电解质,像北京路威饲料有限公司生产的多维电解质、法国SSNA公司生产的超强多维补液、印尼万力制药厂生产的维力他-2000*,其中所用的替代维生素B2就是核黄素磷酸钠;也可制成兽药针剂,用于治疗家禽的营养缺乏症,尤其对幼小家禽的生长是一种必不可少的营养源。

1材料与方法

1.1主要原料

维生素B2,采用上海永信维生素公司的产品;其他原料属一般的化工原料。

1.2反应器及检测仪器

10L三颈瓶,双排双孔水浴锅,机械真空泵,721分光光度计,旋光仪。

1.3方法

本实验以乙腈作为磷酸化反应溶剂,吡啶作为催化剂,三氯氧磷和水先在低温条件下进行预反应,然后加入维生素B2先进行磷酸化反应再加水继续进行水解反应,采用滴加氢氧化钠进行中和反应得到核黄素磷酸钠粗品,再用甲醇、乙醇溶液进行洗涤得到核黄素磷酸钠产品。实验首先采用改变维生素B2的投料量来研究其对产品中维生素B2质量分数的影响;其次采用改变温度来研究对产品中维生素B2质量分数的影响;最后采用改变时间来研究对产品中维生素B2质量分数的影响。

1.4产品中维生素B2质量分数的测定

产品中维生素B2质量分数的测定分别采用《英国药典》2010版、《美国药典》USP32的标准和步骤来进行。

2结果与讨论

2.1维生素B2投料量

对产品中维生素B2质量分数的影响控制其他物料的配比不变,通过改变维生素B2的投料量进行了一系列的实验摸索。结果(见表1)表明,适当提高维生素B2的投放量能提高产品中维生素B2的质量分数,但大量投入不仅不能提高产品中维生素B2的质量分数,反而会影响产品的质量。所以准确控制维生素B2的投放量是生产核黄素磷酸钠的关键之一。

2.2反应温度对产品中维生素B2质量分数的影响

原生产工艺对温度的要求不够严谨,本研究对该工艺的反应温度进行了多次实验。结果表明,反应过程中对温度进行严格控制,能明显提高产品中维生素B2的质量分数,并确定了小规模生产的最佳控制温度。一是加催化剂的温度影响。催化阶段必须严格控制加催化剂的温度在10℃以下,否则最终产品中维生素B2的质量分数就会降低。二是水解温度的影响。通过改变水解温度,研究其对产品中维生素B2质量分数的影响。结果(见表2)表明,随着反应温度的提高,产品中维生素B2的质量分数明显增加,但反应温度过高时产品中维生素B2的质量分数会有所下降。温度控制在55℃为水解反应的最佳温度,此时产品中维生素B2的质量分数达到76%。三是中和温度的影响。实验对3个温度的中和反应进行了对比,结果(见表3)表明,35℃为中和温度的最佳控制点,温度低或高都会对产品中维生素B2的质量分数造成影响。四是洗涤温度的影响。洗涤过程中对20℃和25℃2个洗涤温度进行了研究,结果(见表4)表明,温度低时产品中维生素B2的质量分数仅为74%,温度为25℃时,产品中维生素B2的质量分数达到76%,因此洗涤过程中温度偏高对产品洗涤的效果较好。

2.3反应时间对产品中维生素B2质量分数的影响

2.3.1催化剂加入时间的影响

催化剂加入时间的影响见表5。由表5可知,改变催化剂加入的时间,对产品中维生素B2的质量分数有一定影响。即随着加入时间的增加,产品中维生素B2的质量分数会逐渐下降,催化剂加入时间越短对产品中维生素B2质量分数的提高越好。

2.3.2水解时间的影响

水解时间的影响见表6。由表6可知,水解时间控制在2h左右为宜。水解时间过短则影响产品中维生素B2的质量分数,过长对提高产品中维生素B2的质量分数影响不大。

2.3.3中和时间的影响

改变中和反应时间,对产品中维生素B2的质量分数有一定影响。实验结果(见表7)显示,中和反应时间控制在2h为宜,反应时间过短,产品中维生素B2的质量分数较低,反应时间超过2h,产品中维生素B2的质量分数会有所下降。

2.3.4洗涤时间

研究表明,洗涤时间对产品中维生素B2的质量分数影响不大,一般控制在1h左右就可以了。

3结语

维生素B2的投入量以及反应的温度、时间是核黄素磷酸钠生产的3个关键因素,我们通过大量的实验,已摸索出了一条可用于工业化生产核黄素磷酸钠的最佳生产工艺路线,该方法具有产品质量高、成本低、工艺简单、易于控制、收率高等特点。

参考文献

[1]项斌,高建荣.化工产品手册[M].北京:化学工业出版社,1985.

[2]徐寿昌.有机化学[M].北京:高等教育出版社,1993.

[3]巴特勒GB,柏林KD.有机化学基础[M].北京:人民教育出版社,1980.

[4]谭天恩,麦本熙,丁惠华,等.化工原理[M].北京:化学工业出版社,1990.

[5]金凤燮,李宪臻,张春枝,等.生物化学[M].北京:轻工业出版社,2007.

作者:付春生;张龙霞;齐延红 单位:山西集翔生物工程有限公司

核黄素磷酸钠最佳生产工艺路线探讨责任编辑:张雨    阅读:人次