一种可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可可碱中间体3‑甲基黄嘌呤的纯化工艺，涉及有机化学技术领域，包括如下步骤：(1)原料溶解，(2)脱色，(3)沉淀除杂，(4)浓缩结晶。本发明专利技术利用氢氧化钠溶液的添加，使3‑甲基黄嘌呤在碱性条件下溶解于水中，并除去不溶性杂质；再通过脱色操作，除去色素类杂质；然后通过沉淀除杂操作，进一步除去杂质，简化除杂操作的同时避免使用交换树脂吸附除杂存在的耗时长且3‑甲基黄嘌呤损失率高以及树脂再生所用再生溶剂用量大的问题；最后通过浓缩结晶使所制产品中3‑甲基黄嘌呤纯度达到99.5％以上，以作为原料适用于可可碱的制备。

Purification process of theobromine intermediate 3- methyl xanthine

The invention discloses a purification process of 3 cocoa alkali intermediates, involving the organic chemical technology, including the following steps: (1) dissolving of raw materials, (2) decolorization, (3) precipitation and impurity removal, and (4) concentration crystallization. The invention makes use of the addition of sodium hydroxide solution to Dissolve 3 polymethyl xanthine in water and remove insoluble impurities; then remove pigment impurities by decolorizing operation, and then remove impurities through precipitation removal operation, simplify the removal of impurity and avoid the use of exchange resin to adsorb impurity. The existence of a long time and a high loss rate of 3 methyl xanthine and a large amount of regenerated solvent used for resin regeneration; finally, the purity of the 3 methyl xanthine in the product is more than 99.5% by concentrated crystallization, so as to be used as a raw material for the preparation of theobromine.

【技术实现步骤摘要】
一种可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺
：本专利技术涉及有机化学
，具体涉及一种可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺。
技术介绍
：可可碱，化学名称3,7-二氢-3,7-二甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮，是可可豆中主要的生物碱。可可豆中含有1.5-3％的可可碱，因此可可碱存在于巧克力、可乐果和茶叶中。作为一种甲基化的黄嘌呤，可可碱是一种有效的环磷腺苷磷酸二酯酶抑制剂，抑制磷酸二酯酶由活性的cAMP转化为非活性形式，cAMP是各种代谢系统中的第二信使。此外，可可碱可用作制备己酮可可碱的初始原料，己酮可可碱是一种甲基黄嘌呤的衍生物，应用于改善血液流动以及治疗间歇性跛行和血管性痴呆病。3-甲基黄嘌呤属于可可碱有机合成的重要中间体，其纯度直接影响可可碱的收率以及可可碱纯化工作量。国内工业化规模制备3-甲基黄嘌呤以化学合成为主，在工业合成生产中，每生产1t产品会得到约5t母液，浓缩母液回收溶剂后会残留3-甲基黄嘌呤油状粗粉，该油状粗粉由于含有较多杂质，很难通过重结晶等工艺来纯化回收，通常按“三废”处理，从而造成资源浪费和环境污染。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种纯化周期短、有机溶剂用量少且产品纯度高的可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺，包括如下步骤：(1)原料溶解：向3-甲基黄嘌呤油状粗粉中加入蒸馏水，并于搅拌下滴加氢氧化钠溶液使3-甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50-55℃保温搅拌10-30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向待纯化液中加入活性炭，并于50-55℃下保温搅拌10-30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30-40％，并加入助沉淀剂，于50-55℃下保温搅拌10-30min，再静置1-2h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向浓缩剩余物中加入蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0-5℃环境中密封静置8-12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0-5℃蒸馏水水洗，最后于50-55℃下低温烘干，即得3-甲基黄嘌呤产品。所述步骤(1)中3-甲基黄嘌呤油状粗粉、蒸馏水的质量比为1:5-10。所述步骤(1)中氢氧化钠溶液的质量浓度为30％。所述步骤(2)中待纯化液、活性炭的质量比为100:1-5。所述步骤(3)中脱色液、助沉淀剂的质量比为100:1-5。所述步骤(4)中浓缩剩余物、蒸馏水的质量比为1:1-2。所述助沉淀剂由食品级多聚谷氨酸和β-环糊精制成，其制备方法为：利用20-25℃去离子水配制食品级多聚谷氨酸饱和溶液，并通过5％硫酸溶液调节pH值至4-4.5，再加入β-环糊精，加热至回流状态保温搅拌0.5-3h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉淀剂。所述食品级多聚谷氨酸、β-环糊精的质量比为10-15:5-10。多聚谷氨酸与β-环糊精经酯化反应生成助沉淀剂，该助沉淀剂能絮凝杂质形成沉淀，从而起到除杂的目的。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用氢氧化钠溶液的添加，使3-甲基黄嘌呤在碱性条件下溶解于水中，并除去不溶性杂质；再通过脱色操作，除去色素类杂质；然后通过沉淀除杂操作，进一步除去杂质，简化除杂操作的同时避免使用交换树脂吸附除杂存在的耗时长且3-甲基黄嘌呤损失率高以及树脂再生所用再生溶剂用量大的问题；最后通过浓缩结晶使所制产品中3-甲基黄嘌呤纯度达到99.5％以上，以作为原料适用于可可碱的制备。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1(1)原料溶解：向1kg3-甲基黄嘌呤油状粗粉中加入10kg蒸馏水，并于搅拌下滴加30％氢氧化钠溶液使3-甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50-55℃保温搅拌30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向10kg待纯化液中加入0.5kg活性炭，并于50-55℃下保温搅拌30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向10kg脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30-40％，并加入0.5kg助沉淀剂，于50-55℃下保温搅拌20min，再静置1h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向1kg浓缩剩余物中加入2kg蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0-5℃环境中密封静置12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0-5℃蒸馏水水洗，最后于50-55℃下低温烘干，即得3-甲基黄嘌呤产品。助沉淀剂的制备：利用20-25℃去离子水配制饱和溶液(0.1kg食品级多聚谷氨酸)，并通过5％硫酸溶液调节pH值至4-4.5，再加入0.05kgβ-环糊精，加热至回流状态保温搅拌2h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉淀剂。实施例2(1)原料溶解：向1kg3-甲基黄嘌呤油状粗粉中加入10kg蒸馏水，并于搅拌下滴加30％氢氧化钠溶液使3-甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50-55℃保温搅拌30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向10kg待纯化液中加入0.5kg活性炭，并于50-55℃下保温搅拌30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向10kg脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30-40％，并加入0.5kg助沉淀剂，于50-55℃下保温搅拌20min，再静置1h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向1kg浓缩剩余物中加入2kg蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0-5℃环境中密封静置12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0-5℃蒸馏水水洗，最后于50-55℃下低温烘干，即得3-甲基黄嘌呤产品。助沉淀剂的制备：利用20-25℃去离子水配制饱和溶液(0.15kg食品级多聚谷氨酸)，并通过5％硫酸溶液调节pH值至4-4.5，再加入0.1kgβ-环糊精，加热至回流状态保温搅拌2h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉淀剂。对照例1(1)原料溶解：向1kg3-甲基黄嘌呤油状粗粉中加入10kg蒸馏水，并于搅拌下滴加30％氢氧化钠溶液使3-甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50-55℃保温搅拌30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向10kg待纯化液中加入0.5kg活性炭，并于50-55℃下保温搅拌30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向10kg脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30-40％，于50-55℃下保温搅拌20min，再静置1h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向1kg浓缩剩余物中加入2kg蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0-5℃环境中密封静置12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0-5℃蒸馏水水洗，最后于50-55℃下低温烘干，即得3-甲基黄嘌呤产品。对照例2采用石磊等在2015年《现代化工》第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可可碱中间体3‑甲基黄嘌呤的纯化工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)原料溶解：向3‑甲基黄嘌呤油状粗粉中加入蒸馏水，并于搅拌下滴加氢氧化钠溶液使3‑甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50‑55℃保温搅拌10‑30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向待纯化液中加入活性炭，并于50‑55℃下保温搅拌10‑30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30‑40％，并加入助沉淀剂，于50‑55℃下保温搅拌10‑30min，再静置1‑2h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向浓缩剩余物中加入蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0‑5℃环境中密封静置8‑12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0‑5℃蒸馏水水洗，最后于50‑55℃下低温烘干，即得3‑甲基黄嘌呤产品。

【技术特征摘要】
1.一种可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)原料溶解：向3-甲基黄嘌呤油状粗粉中加入蒸馏水，并于搅拌下滴加氢氧化钠溶液使3-甲基黄嘌呤完全溶解，再加热至50-55℃保温搅拌10-30min，趁热过滤，滤除不溶性杂质，即得待纯化液；(2)脱色：向待纯化液中加入活性炭，并于50-55℃下保温搅拌10-30min，趁热过滤，滤除脱色剂，即得脱色液；(3)沉淀除杂：向脱色液中加入无水乙醇，使所得混合溶液中乙醇体积含量达到30-40％，并加入助沉淀剂，于50-55℃下保温搅拌10-30min，再静置1-2h，过滤，滤除沉淀，取滤液；(4)浓缩结晶：将滤液减压浓缩至干，向浓缩剩余物中加入蒸馏水，充分搅拌，所得溶液转入0-5℃环境中密封静置8-12h，有晶体析出，过滤，所得晶体用0-5℃蒸馏水水洗，最后于50-55℃下低温烘干，即得3-甲基黄嘌呤产品。2.根据权利要求1所述的可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯化工艺，其特征在于：所述步骤(1)中3-甲基黄嘌呤油状粗粉、蒸馏水的质量比为1:5-10。3.根据权利要求1所述的可可碱中间体3-甲基黄嘌呤的纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢技，
申请(专利权)人：安徽省鑫马食品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34