一种γ‑氨基丁酸半水合物晶体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种γ‑氨基丁酸半水合物晶体，该晶体的分子式为C4H9NO2·0.5H2O，本发明专利技术还公开了一种γ‑氨基丁酸半水合物晶体制备方法，先将γ‑氨基丁酸粗品加入水中，配成初始浓度为1.2～2.0g/mL的γ‑氨基丁酸悬浮液；再将悬浮液在5～10℃下恒温搅拌6～12小时，然后进行过滤、干燥处理，即得γ‑氨基丁酸半水合物晶体。本发明专利技术的γ‑氨基丁酸半水合物晶体稳定性能好，不易吸湿，不易聚结，方便进一步地加工使用；晶体主粒径大且粒度分布均匀、堆密度高、流动性好，纯度≥99％；本发明专利技术制备γ‑氨基丁酸半水合物晶体的方法简单易行、耗时短、效率高、耗能低，有利于大规模工业化生产。

A gamma aminobutyric acid hemihydrate crystal and preparation method thereof

The invention discloses a gamma aminobutyric acid hemihydrate crystals, molecular formula of the crystal is C4H9NO2 0.5H2O, the invention also discloses a gamma aminobutyric acid hemihydrate crystal preparation method, the gamma aminobutyric acid crude into the water, with the initial concentration is 1.2 ~ 2.0g/mL gamma aminobutyric acid suspension; then the suspension in 5~10 C mixing for 6~12 hours, and then filtered, dried, the gamma aminobutyric acid hemihydrate crystals. The invention of the gamma aminobutyric acid hemihydrate crystal stability, easy moisture absorption, easy coalescence, convenient for further processing; crystal grain size and uniform particle size distribution, high bulk density, good flowability, purity of more than 99%; the preparation method of gamma aminobutyric acid semi hydrate the crystal has the advantages of simple operation, short time, high efficiency, low energy consumption, is conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种γ-氨基丁酸半水合物晶体及其制备方法
本专利技术涉及一种半水合物晶体及其制备方法，尤其涉及一种γ-氨基丁酸半水合物晶体及其制备方法。
技术介绍
γ-氨基丁酸，化学名称4-氨基丁酸，别名：氨酪酸、哌啶酸。分子式C4H9NO2，分子量103.1，性状为白色或近白色结晶性粉末，是一种亲水性氨基酸，在水中极易溶。结构式如下：γ-氨基丁酸是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，广泛分布于原核和真核生物中。在哺乳动物体内γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，介导40％以上的抑制性神经信号，具有重要的生理功能，在医药和食品中具有广泛的应用前景。在医药研究和应用中，γ-氨基丁酸具有降血压、抗惊厥、预防癫痫、改善睡眠、抗抑郁、改善脑细胞等机能。最新的研究表明，γ-氨基丁酸还具有防止皮肤老化、消除体臭、改善脂质代谢、防止动脉硬化和高效减肥等功能。在食品工业中，γ-氨基丁酸可用于制备食品添加剂、开发功能性乳制品和烘焙食品，还可以应用于运动食品和饮料行业。2009年9月27日，中国卫生部批准γ-氨基丁酸为新资源食品。专利CN101928736A、CN103509831A、CN104531795A提出了通过蒸发浓缩和95％乙醇溶析结晶的方式来制备γ-氨基丁酸。专利CN102242161A提出了通过蒸发浓缩和冷却结晶的方式来制备γ-氨基丁酸。它们得到的产品均为γ-氨基丁酸无水物，产品晶型呈针状或片状，主粒径偏小且分布不均匀，堆密度低，流动性差；此外，无水γ-氨基丁酸的吸湿性强，暴露于空气中极易吸水聚结成块，不便于进一步地加工使用。因此，有必要专利技术一种稳定性好、不易吸湿和聚结、主粒径大且分布均匀、堆密度高、流动性好的γ-氨基丁酸半水合物晶体及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种γ-氨基丁酸半水合物晶体及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开了一种γ-氨基丁酸半水合物晶体，该晶体的分子式为C4H9NO2·0.5H2O，结构式如下：进一步地，所述晶体的X射线粉末衍射图在衍射角2θ为12.3°±0.2°、24.5°±0.2°、26.5°±0.2°、29.6°±0.2°、31.6°±0.2°、36.0°±0.2°、37.5°±0.2°、39.5°±0.2°处具有特征吸收峰。进一步地，所述晶体的X射线粉末衍射图在衍射角2θ为12.3°±0.2°、17.8°±0.2°、20.6°±0.2°、24.5°±0.2°、25.4°±0.2°、26.5°±0.2°、28.5°±0.2°、29.6°±0.2°、31.6°±0.2°、34.6°±0.2°、36.0°±0.2°、37.5°±0.2°、38.4°±0.2°、39.5°±0.2°处具有特征吸收峰。进一步地，所述晶体经TGA热重分析在120～180℃处具有7.9～8.1％的失重百分比，所述晶体经DSC差热分析在(225±2)℃处具有吸热特征峰。本专利技术还公开了一种γ-氨基丁酸半水合物晶体的制备方法，包括如下步骤：S1.将γ-氨基丁酸粗品加入水中，配成初始浓度为1.2～2.0g/mL的γ-氨基丁酸悬浮液；S2.将S1产品在5～10℃下恒温搅拌6～12小时，然后进行过滤、干燥处理，即得γ-氨基丁酸半水合物晶体。优选地，所述步骤S2中将S1产品在5℃下恒温搅拌12h。优选地，所述步骤S2中将S1产品在5℃下恒温搅拌9h。优选地，所述步骤S2中干燥处理是指在温度为20～35℃，真空度为0～0.08MPa的条件下干燥8～12小时。优选地，所述步骤S2中干燥处理是指在温度为35℃，真空度为0.08MPa的条件下干燥12小时。优选地，所述步骤S2中干燥处理是指在温度为35℃，常压条件下干燥8小时。本专利技术制备得到γ-氨基丁酸半水合物，是由于羧基上的氧和水分子形成氢键相互作用，使得两个γ-氨基丁酸分子和一个水分子连接。本专利技术通过悬浮结晶法来制备溶剂化物，是一种溶剂介导转晶过程，分为三个步骤：介稳晶型的溶解、稳定晶型的成核和稳定晶型的生长。通过对γ-氨基丁酸热力学基础特性研究发现，在一定的浓度和温度条件下的水溶液中，原料γ-氨基丁酸无水物的溶解度大，是介稳晶型，而产品γ-氨基丁酸半水合物的溶解度小，是稳定晶型，从热力学角度讲，溶液悬浮转晶过程是由介稳态的γ-氨基丁酸无水物逐渐溶解，然后结晶生成稳定态的γ-氨基丁酸半水合物。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的γ-氨基丁酸半水合物晶体稳定性能好，不易吸湿，不易聚结，方便进一步地加工使用；(2)本专利技术的γ-氨基丁酸半水合物晶体主粒径大且粒度分布均匀、堆密度高、流动性好；(3)本专利技术制备的γ-氨基丁酸半水合物晶体的纯度≥99％；(4)本专利技术制备γ-氨基丁酸半水合物晶体的方法简单易行、耗时短、效率高、耗能低，有利于大规模工业化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术实施例1中γ-氨基丁酸半水合物晶体的X射线粉末衍射图；图2是本专利技术实施例1中γ-氨基丁酸半水合物晶体的TGA热重分析图和DSC差热分析图；图3是本专利技术实施例1中γ-氨基丁酸半水合物晶体的SEM图；图4是本专利技术实施例1中γ-氨基丁酸半水合物晶体的粒度分布曲线；图5是本专利技术实施例1中γ-氨基丁酸半水合物晶体在30℃下放置60天的X射线粉末衍射对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中产品均采用日本理学的粉末X-射线衍射仪获得X-射线衍射数据。采用1050/70型的测角仪，CuKα辐射，扫描速度为2度/分钟，将样品在水平背景石英板上轻微研磨并且涂抹，从而得到薄层。本专利技术实施例中产品的粒度分布曲线均采用英国马尔文公司的MASTESIZER激光粒度分析仪测得。实施例1本专利技术公开了一种γ-氨基丁酸半水合物晶体的制备方法，包括如下步骤：S1.将120gγ-氨基丁酸粗品加入100mL水中得到γ-氨基丁酸悬浮液；S2.将S1产品在5℃下恒温搅拌9小时，然后过滤得到滤饼，将滤饼在35℃、常压条件下干燥8小时至恒重，得到γ-氨基丁酸半水合物晶体产品，采用高效液相色谱法(HPLC)检测产品的纯度为99.2％。如图1所示、产品的X射线粉末衍射图在衍射角2θ为12.3°、17.7°、20.6°、24.5°、25.5°、26.4°、28.6°、29.7°、31.7°、34.6°、36.0°、37.3°、38.4°、39.5°处有特征吸收峰；如图2所示，TGA热重分析表明产品在120～180℃处有7.94％的失水量，DSC差热分析表明产品在225℃具有吸热特征峰；如图3-4所示，产品外观为块状，主粒径110μm、粒度分布均匀；且不易吸湿和聚结；堆密度测试：原料γ-氨基丁酸粗品的堆密度为0.65g/mL，产品γ-氨基丁酸半水合物晶体的堆密度为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种γ‑氨基丁酸半水合物晶体，其特征在于，该晶体的分子式为C4H9NO2·0.5H2O，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种γ-氨基丁酸半水合物晶体，其特征在于，该晶体的分子式为C4H9NO2·0.5H2O，结构式如下：2.根据权利要求1所述的一种γ-氨基丁酸半水合物晶体，其特征在于，所述晶体的X射线粉末衍射图在衍射角2θ为12.3°±0.2°、24.5°±0.2°、26.5°±0.2°、29.6°±0.2°、31.6°±0.2°、36.0°±0.2°、37.5°±0.2°、39.5°±0.2°处具有特征吸收峰。3.根据权利要求1或2所述的一种γ-氨基丁酸半水合物晶体，其特征在于，所述晶体的X射线粉末衍射图在衍射角2θ为12.3°±0.2°、17.8°±0.2°、20.6°±0.2°、24.5°±0.2°、25.4°±0.2°、26.5°±0.2°、28.5°±0.2°、29.6°±0.2°、31.6°±0.2°、34.6°±0.2°、36.0°±0.2°、37.5°±0.2°、38.4°±0.2°、39.5°±0.2°处具有特征吸收峰。4.根据权利要求3所述的一种γ-氨基丁酸半水合物晶体，其特征在于，所述晶体经TGA热重分析在120～180℃处具有7.9～8.1％的失重百分比，所述晶体经DSC差热分析在(225±2...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚俊波，顾钦青，赵凯飞，李江波，侯宝红，尹秋响，王静康，孙怡，杜世超，潘欣，刘中士，
申请(专利权)人：南通励成生物工程有限公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32