一种高纯度维生素B12晶体的结晶方法及其产品与流程

一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法及其产品
技术领域
1.本发明涉及维生素b12的技术领域，尤其涉及一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法及其产品。


背景技术：

2.维生素b12，简称vb12，又名钴胺素，分子式为c
63h88
con
14o14
p，分子量1355.38，是一种含有3价钴的多环系化合物，4个还原的吡咯环连在一起变成1个咕啉环，是唯一含金属元素的维生素。
3.维生素b12是一种重要的维生素，是核糖核酸和脱氧核糖核酸合成过程中必需的一种辅酶，主要存在于动物性食品中，如肝脏、肾脏，猪心等，瘦肉，鱼类，牛乳以及蛋黄等。体内缺乏vb12可以引起周围神经和中枢性脑病等神经系统的病理性改变。在日常生活中，维生素b12可用于保健食品和注射针剂等领域，随着食品和药品安全的要求越来越高，制备出高纯度、低杂质的维生素b12成为本领域技术人员的努力目标。
4.结晶工艺是维生素b12提纯除杂的关键手段之一，由于维生素b12树脂层析的展层剂为丙酮水溶液，另外，维生素b12不溶于丙酮，而丙酮具有能与水互溶的特性，因此，目前维生素b12主要是通过加入反溶剂丙酮改变料液溶解度的结晶工艺制备晶体成品。该结晶方法具有结晶收率高，单一有机溶剂丙酮易回收的优点，如申请公布号为cn111808158a的中国专利申请公开了一种维生素b12粗品的制备方法，其中公开的结晶工艺是向维生素b12过滤液中加入8～10倍反溶剂丙酮。然而，该结晶方法制备出来的维生素b12晶体形状为针状，尺寸小，结晶过程中容易碎裂，比表面积大，比较容易挟带杂质，且晶体稳定性较差，比较容易吸潮。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法，通过采用两阶段的结晶，并对每段结晶的参数进行精确控制，制备得到了块状颗粒状的b12晶体，具有尺寸大、比表面积小、纯度更高以及稳定性更佳(不易吸潮)的优势。
6.具体技术方案如下：
7.一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法，包括：
8.步骤一、以维生素b12粗品为原料配制维生素b12丙酮水溶液，置于结晶容器中并开启搅拌；
9.步骤二、向结晶容器中缓慢均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为0.5～1.0bv/h；滴加完毕，再向结晶容器中快速均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为3.0～3.5bv/h；滴加完毕后进行陈化处理；
10.步骤三、将步骤二制备的产物进行过滤与干燥处理，得到所述高纯度维生素b12晶体。
11.本发明公开的结晶方法，采用两阶段的结晶工艺加陈化工艺，具体的，第一阶段采
用缓慢均速的滴加方式，第二阶段采用快速均速的滴加方式，并分别控制两阶段中丙酮的滴加量与滴加流速，最后再进行陈化处理，从而保证最终制备得到的维生素b12晶体呈块状颗粒，并具有尺寸大、比表面积小、纯度更高以及稳定性更佳的优势。
12.步骤一中：
13.所述维生素b12丙酮水溶液由维生素b12粗品经树脂层析时丙酮水溶液洗脱直接获取，或者由维生素b12粗品配制而成；
14.所述维生素b12粗品，为发酵液经絮凝水解、膜过滤、转化、离子交换除杂及大孔树脂层析，浓缩结晶干燥得到。具体制备工艺如下：
15.(1)发酵液絮凝水解：发酵液中添加1％当量聚合氯化铝和亚硫酸钠，90℃高温水解30min；
16.(2)膜过滤除杂：水解液进行陶瓷膜过滤，滤液用200da纳滤膜高压纳滤浓缩；
17.(3)阳柱：纳滤浓缩液7％盐酸调节ph至3.0后过cobalamion阳离子树脂，用8.5％氨水洗脱，洗脱液立即用7％盐酸调节ph至4～5；
18.(4)转化：阳柱洗脱液中加入2当量vb12的黄血盐和亚硝酸钠，80℃保温转化2h；
19.(5)大孔树脂层析：转化后的转化液经过陶瓷膜微滤后，滤液过xad1180n大孔树脂层析柱，纯水冲洗除盐后，用7～8％的丙酮水溶液展层，收集纯度和浓度较高的vb12组分，蒸发浓缩去除丙酮溶剂；
20.(6)阴离子交换层析：浓缩后的vb12溶液过ira900cl阴离子交换树脂后，立即用4％氢氧化钠溶液调回料液ph至5～7；
21.(7)大孔树脂浓缩：阴柱后的料液上xad1180n大孔树脂柱，80％的丙酮水溶液洗脱，得到所述维生素b12丙酮水溶液；
22.(8)结晶、干燥：将浓缩后的洗脱液倒入三口瓶中，在室温搅拌下滴加4倍浓缩液体积的丙酮，然后将三口瓶放入恒温冷却槽中，降温至0℃，保温1h。抽滤，收集滤饼，放入烘箱中于50℃下干燥3～6h，得到vb12粗品，所述vb12粗品的纯度为98.5％。
23.优选的：
24.所述维生素b12丙酮水溶液中，维生素b12粗品的浓度为10～50g/l，丙酮水溶液中的丙酮浓度为50～80vol％(体积比)。
25.优选的：
26.所述结晶容器的温度控制为10～30℃，搅拌速率为50～300rpm。
27.步骤二中：
28.所述滴加流速为0.5～1.0bv/h，即1h流加量为0.5～1倍的起始维生素b12丙酮水溶液体积；后面的滴加流速为3.0～3.5bv/h也做相同解释。
29.优选的：
30.缓慢均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的2.0～3.5倍；
31.快速均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的5.0～7.5倍。
32.在步骤二中，同时控制丙酮在缓慢均速滴加时的流速与滴加量，以及快速均速滴加时的流速与滴加量在上述优选的范围内，可以保证制备得到的维生素b12晶体的纯度达
到99％以上，结晶收率大于93％。
33.进一步优选：
34.缓慢均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的2.5～3.5倍；
35.快速均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的6.5～7.5倍。
36.通过进一步优化两次滴加丙酮的滴加量，可以进一步提高产物维生素b12晶体的结晶收率，高于96％。
37.优选的，步骤二中，陈化处理的时间为1～3h。
38.步骤三中：
39.所述过滤采用布氏漏斗；
40.所述干燥，于50～85℃真空条件下进行5～12h。
41.在上述不断优选的工艺条件下，更优选：
42.步骤二、向结晶容器中缓慢均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为0.5bv/h，滴加量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的2.5倍；滴加完毕，再向结晶容器中快速均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为3.0bv/h，滴加量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的6.5倍；滴加完毕后进行陈化处理。
43.采用上述更优选工艺制备得到的维生素b12晶体的纯度与结晶收率均达到最佳。
44.本发明还公开了根据上述的方法制备的高纯度维生素b12晶体，所述高纯度维生素b12晶体呈块状颗粒，长径比为1～2，长度为100～160μm，宽度为60～120μm；纯度大于99％。
45.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
46.本发明公开了一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法，通过采用两阶段的结晶，并对每段结晶中丙酮的滴加量与滴加流速进行精确控制，最后再进行陈化处理，制备得到了块状颗粒状的b12晶体，该晶体具有尺寸大、比表面积小以及稳定性更佳(不易吸潮)的优势。更为重要的是，本发明的制备工艺无需通过牺牲生产成本，如增加高分辨率的层析工艺来提高纯度，即可将纯度得到99％以上。
附图说明
47.图1为实施例1制备的维生素b12晶体的显微镜照片；
48.图2为实施例2制备的维生素b12晶体的显微镜照片；
49.图3为对比例1制备的维生素b12晶体的显微镜照片；
50.图4为对比例3制备的维生素b12晶体的显微镜照片。
具体实施方式
51.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但是本发明的保护范围不局限与所述实施例。
52.实施例1
53.(1)取200ml经层析所得的维生素b12丙酮水溶液，其中vb12的浓度为50000mg/l，
丙酮浓度为50％(体积比)，置于2l结晶的容器中，并控制结晶容器温度为30℃，搅拌速率设置50rpm；
54.(2)量取500ml丙酮于烧杯中，并用蠕动泵缓慢滴加至结晶容器中，设定蠕动泵的滴加速度为0.5bv/h(100ml/h)，直至滴加完毕；
55.(3)再次量取1300ml丙酮于烧杯中，并加快蠕动泵的泵速至3.0bv/h(600ml/h)，直到丙酮滴加完毕后继续陈化1h；
56.(4)用布氏漏斗对维生素b12结晶粗品进行过滤，得到维生素b12结晶湿品；再将vb12湿品于50℃真空条件下干燥12h，得到vb12晶体成品，称重。
57.本实施例制备得到的vb12晶体的显微镜照片如图1所示，观察图1可以发现，晶体的平均长度为120μm，平均宽度为65μm，平均长径比为1.85。
58.实施例2
59.(1)取200ml vb12粗品溶解所得的维生素b12丙酮水溶液，其中vb12的浓度为10000mg/l，丙酮浓度为80％(体积比)，置于2l结晶的容器中，并控制结晶容器温度为10℃，搅拌速率设置300rpm；
60.(2)量取700ml丙酮于烧杯中，并用蠕动泵缓慢滴加至结晶容器中，设定蠕动泵的滴加速度为1bv/h(200ml/h)，直至滴加完毕；
61.(3)再次量取1500ml丙酮于烧杯中，并加快蠕动泵的泵速至3.5bv/h(700ml/h)，直到丙酮滴加完毕，继续陈化3h；
62.(4)用布氏漏斗对维生素b12结晶粗品进行过滤，得到维生素b12结晶湿品；再将vb12湿品于85℃真空条件下干燥5h，得到vb12晶体成品，称重。
63.本实施例制备得到的vb12晶体的显微镜照片如图2所示，观察图2可以发现，晶体的平均长度为155μm，平均宽度为117μm，平均长径比为1.32。
64.实施例3
65.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(2)中，调节蠕动泵的滴加速度为1.0bv/h。
66.本实施例制备得到vb12晶体，平均长度为116μm，平均宽度为105μm，平均长径比为1.10。
67.实施例4
68.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(2)中，量取550ml丙酮，并调节蠕动泵的滴加速度为0.8bv/h。
69.本实施例制备得到的vb12晶体，平均长度为112μm，平均宽度为97μm，平均长径比为1.15。
70.实施例5
71.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(3)中，量取1300ml丙酮，并调节蠕动泵的滴加速度为3.5bv/h。
72.本实施例制备得到的vb12晶体，平均长度为125μm，平均宽度为103μm，平均长径比为1.21。
73.实施例6
74.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(3)中，量取1400ml丙酮，并调节
蠕动泵的滴加速度为3.2bv/h。
75.本实施例制备得到的vb12晶体，平均长度为124μm，平均宽度为86μm，平均长径比为1.44。
76.实施例7
77.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(2)中，量取400ml丙酮，并调节蠕动泵的滴加速度为1.0bv/h。
78.本实施例制备的晶体，平均长度为119μm，平均宽度为102μm，平均长径比为1.17。
79.实施例8
80.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(3)中，量取1000ml丙酮，并调节蠕动泵的滴加速度为3.5bv/h。
81.本对比例制备的晶体，平均长度为122μm，平均宽度为88μm，平均长径比为1.39。
82.对比例1
83.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(2)中，量取600ml丙酮，并调节蠕动泵的滴加速度为1.5bv/h。
84.本对比例制备的vb12晶体的显微镜照片如图3所示，观察该图可以发现，显微镜下看其形貌也为块状，但其晶体的粒径较小，晶体的平均长度为51μm，平均宽度为45μm，平均长径比为1.13。
85.对比例2
86.制备工艺与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤(3)中，调节蠕动泵的滴加速度为4.0bv/h。
87.本对比例制备的晶体，平均长度为83μm，平均宽度为79μm，平均长径比为1.05。
88.对比例3(传统工艺)：
89.取实施例1同批次的200ml层析所得的维生素b12丙酮水溶液，其中vb12的浓度为50000mg/l，丙酮浓度为50％(体积比)，置于2l结晶的容器中，并控制结晶容器温度为30℃，搅拌速率设置50rpm。用蠕动泵缓慢滴加丙酮至结晶容器中，直到出现浑浊为止。缓慢降温至4℃，降温速率为5min/℃，继续滴加800ml丙酮，滴加速度为0.5bv/h，完毕后，在2℃下保温陈化2h。陈化结束后，用布氏漏斗对维生素b12产品进行过滤，得到维生素b12结晶湿品；再将vb12湿品于50℃条件下真空干燥12h，vb12晶体成品，称重。
90.本对比例制备的vb12晶体的显微镜照片如图4所示，可知，采用传统的结晶工艺制备得到的为针状晶体，晶体的平均长度为75μm，平均宽度为6μm，平均长径比为12.50。
91.性能测试：
92.(1)晶体颜色：用肉眼检测晶体颜色，并与现有产品(对比例3产品)对照。
93.(2)
94.(3)纯度：参考美国药典2017版中提供的方法，配制1mg/ml浓度的vb12水溶液，进液相分离后，按照峰面积归一化法计算样品vb12峰面积占比，液相条件如下表1所示：
95.表1
[0096][0097]
以上各实施例与对比例分别制备的产品的性能列于下表2中。
[0098]
表2
[0099][0100][0101]
备注：表中的晶体颜色分值越高，颜色越深，vb12晶体的品质越好。
[0102]
稳定性测试：
[0103]
为进一步证明本发明制备得到的维生素b12晶体具有优异的稳定性，将实施例1与对比例3分别制备的维生素b12晶体与水混合配置成1mg/ml的水溶液，分别对其耐酸性、耐碱性、耐高温性以及耐光性进行考察，试验条件及性能数据利于下表3中。
[0104]
表3
[0105][0106][0107]
对比表3中数据可以确定，本发明制备得到的维生素b12晶体具有更加优异的稳定性，这可能源于其具有的块状形貌，尺寸大、比表面积小，纯度更高。

技术特征：
1.一种高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，包括：步骤一、以维生素b12粗品为原料配制维生素b12丙酮水溶液，置于结晶容器中并开启搅拌；步骤二、向结晶容器中缓慢均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为0.5～1.0bv/h；滴加完毕，再向结晶容器中快速均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为3.0～3.5bv/h；滴加完毕后进行陈化处理；步骤三、将步骤二制备的产物进行过滤与干燥处理，得到所述高纯度维生素b12晶体。2.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤一中：所述维生素b12丙酮水溶液由维生素b12粗品经树脂层析时丙酮水溶液洗脱直接获取，或者由维生素b12粗品配制而成；所述维生素b12丙酮水溶液中，维生素b12粗品的浓度为10～50g/l，丙酮水溶液中的丙酮浓度为50～80vol％。3.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤一中，所述结晶容器的温度控制为10～30℃，搅拌速率为50～300rpm。4.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤二中：缓慢均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的2.0～3.5倍；快速均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的5.0～7.5倍。5.根据权利要求4所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤二中：缓慢均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的2.5～3.5倍；快速均速滴加反溶剂丙酮时，丙酮的加入量为步骤一中维生素b12丙酮水溶液的6.5～7.5倍。6.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤二中，陈化处理的时间为1～3h。7.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤三中，所述过滤采用布氏漏斗。8.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，步骤三中，所述干燥，于50～85℃真空条件下进行5～12h。9.根据权利要求1所述的高纯度维生素b12晶体的结晶方法，其特征在于，结晶收率大于93％。10.一种根据权利要求1～9任一项所述的方法制备的高纯度维生素b12晶体，其特征在于：所述高纯度维生素b12晶体呈块状颗粒，平均长径比为1～2，平均长度为100～160μm，平均宽度为60～120μm；纯度大于99％。

技术总结
本发明公开了一种高纯度维生素B12晶体的结晶方法，包括：步骤一、以维生素B12粗品为原料配制维生素B12丙酮水溶液，置于结晶容器中并开启搅拌；步骤二、向结晶容器中缓慢均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为0.5～1.0BV/h；滴加完毕，再向结晶容器中快速均速滴加反溶剂丙酮，控制滴加流速为3.0～3.5BV/h；滴加完毕后进行陈化处理；步骤三、将步骤二制备的产物进行过滤与干燥处理。本发明制备得到的维生素B12晶体，呈块状颗粒状，具有尺寸大、比表面积小、纯度更高以及稳定性更佳(不易吸潮)的优势。势。势。


技术研发人员：石江水 孙本晶 高显星 池相宇 徐铭 梁赛赟 汪良明 彭健根
受保护的技术使用者：浙江新和成股份有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/3/8