[发明专利]制备肌酸或肌酸－一水合物的方法

说明书

本发明涉及一种采用氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾反应制备肌酸或肌酸-一水合物的方法。    

肌酸存在于肌肉组织内并且是以肌磷酸盐形式存在的肌肉的能量储备。出于此原因，肌酸被用作营养补助剂，尤其是在体育运动界，其中肌酸通常是作为肌酸-一水合物加以使用的可以从生物原料，例如肉废屑中提取肌酸，但此方法从技术上讲是很昂贵的并且从卫生角度考虑也令人有所顾虑。

根据已有技术(参见：乌尔曼化工大百科全书，第5版，卷A12，552页，VCH出版公司，威因海姆市(1987)；斯特雷克，化工进步年报1868，686页，注解1；沃尔哈德，化工杂志1869，318页)是通过氨基氰与肌氨酸反应来制备肌酸的。

采用肌氨酸和氨基氰制备肌酸或肌酸-一水合物的主要缺点在于，肌氨酸是一种极其昂贵的原料，且采用昂贵的肌氨酸并不能实现令人满意的产率。

故本发明的任务在于，提出一种制备肌酸或肌酸-一水合物的方法，该方法不具有上述已有技术的缺点，而且还可以以有经济意义的收率和高的纯度制备出肌酸或肌酸-一水合物。

依照本发明，该任务的解决方案如下，将氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾在水中或在水与一有机溶剂的混合液中，在温度为20℃至150℃并且pH值为7至14的条件下进行反应。

意外地表明，采用此方法可以以高的收率和纯度获得所需的产物。之所以意外的原因是，已知氨基氰在碱性范围内二聚成双氰胺，其中当pH值约为9时反应速度最高，此外还已知，当pH值大于9时，除生成双氰胺外还在生成尿素的同时发生水对氨基氰进行加成反应。最后还已知，当肌酸在水中并在碱性条件下加热时将被分解，其中将生成肌氨酸、尿素和甲基海因。出于此原因，根本不会预想到采用本发明的方法可以实现所需产物的高收率和纯度。

尤其意外的是，甚至其纯度仅为85至90重量％的、并含有约10重量％的以盐方式存在的甲基亚氨基二乙酸杂质的肌氨酸钠和肌氨酸钾的工艺溶液也适用于制备具有上述优点的肌酸或肌酸-一水合物的方法。

采用本发明的方法时，氨基氰和肌氨酸钠或肌氨酸钾等反应成份在反应温度为20至150℃，优选温度50至100℃之间，任选地在压力下进行反应。

本发明的主要特征在于，在碱性pH范围7至14，优选9至10条件下进行反应。优选利用一无机酸或有机酸对相应的pH值进行调整。作为无机酸例如可以采用盐酸，作为有机酸优选采用肌氨酸、乙酸或甲酸。但除此之外，还可以直接采用脂族一元、二元、或多羧酸，尤其是芳香族羧酸以及脂族或芳香族磺酸进行pH值调整。

根据本发明，如果要在所采用的较高pH值的范围内操作时，还可以采用碱，尤其是采用NaOH或KOH进行pH值调整。

氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾的摩尔比可以在很宽的范围内变化。优选将此比值调整到1∶4和4∶1之间。尤其优选的是，采用近似等摩尔量的氨基氰和肌氨酸钠或肌氨酸钾，例如0．9∶1至1．25∶1。

例如可以采用如下方式进行反应，用酸或碱液将肌氨酸钠或肌氨酸钾水溶液调整到所需的pH值并添加氨基氰水溶液(例如50％的水溶液)或固体结晶。但也可以在添加氨基氰时才进行pH值的调整。

另一方案是，也可以将氨基氰和肌氨酸钠或肌氨酸钾同时加入到反应容器内，在此同时利用酸或碱调整到所需的pH值上。

可以采用搅拌罐或研磨反应器作为反应容器。只有在同时进行将氨基氰添加到肌氨酸钠或肌氨酸钾中以及pH值的调整时，则首先推荐采用研磨反应器。

根据一优选的实施方式，也可以采用相应的工艺水溶液形式的肌氨酸钠或肌氨酸钾，该水溶液的优选浓度为35至40重量％并且其优选纯度为约85至90重量％。与肌氨酸相反，肌氨酸钠工艺水溶液成本低廉，因为该溶液是大规模生产的产品。

本发明的反应可以以极其简单的方式在水或含水悬浮液内进行。但也可以在含水有机相中进行反应，例如在带有1至5个碳原子的脂族醇，优选在甲醇或乙醇存在下进行。在采用有机溶剂时，通过把反应物加热到回流温度，很易于对所需反应温度的调整。

经通常2至5小时结束的反应后，可以利用通用的诸如离心机、压滤机或压吸滤机等设置将固体反应产物分离出来。为提纯或为制备非常纯的肌酸或肌酸-一水合物，可以用冷水或热水对反应产物后处理，例如采用用水洗涤或在水中悬浮的方法。也可以从水中将反应产物重结晶。

接着对潮湿产物进行干燥，例如可以采用已知的对流式或接触式干燥器进行。作为干燥器，例如分室式-、隧道式-、栅格式-、带式-、层式-、喷嘴式-、气流式-、流化床式-、或鼓式干燥器等都适用。