專利名稱：在低壓力下生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法
在低壓カ下生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2009年12月18日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/287，843的優(yōu)先權(quán)，該臨時申請通過引用結(jié)合到本文中。
背景技術(shù)：
精氨酸碳酸氫鹽用于不 同的エ業(yè)應(yīng)用，包括用于個人護(hù)理組合物，例如口腔護(hù)理組合物。例如，美國專利號6，524，558描述了使用精氨酸碳酸氫鹽和碳酸鈣來預(yù)防或治療牙齒過敏癥。隨著精氨酸碳酸氫鹽エ業(yè)需求的增長，對其制造エ藝和方法的需求也增長。PCT公布的申請W02009/100267描述了生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法。精氨酸碳酸氫鹽可通過在室溫和壓カ下將ニ氧化碳?xì)怏w鼓泡通過飽和精氨酸水溶液而生產(chǎn)。美國專利號6，217，851描述了通過鼓泡ニ氧化碳或通過向精氨酸游離堿的溶液中加入過量的干冰，由精氨酸氫氧化物制備精氨酸碳酸氫鹽。然而，現(xiàn)有的エ藝的效率需要改進(jìn)?，F(xiàn)有的エ藝慢，需要24-48小時完成反應(yīng)。ニ氧化碳在水中具有非常有限的溶解度，并且向溶液中釋放氣體，在室溫及其天然分壓(3. 5X10_4大氣壓)下，產(chǎn)生1.2X10_5M的最大濃度。在室溫下，精氨酸在水中的溶解度僅為15%重量/重量。生產(chǎn)濃縮的精氨酸碳酸氫鹽溶液(例如，40%)需要向溶液中連續(xù)加入精氨酸，因此增大生產(chǎn)時間并需要不斷監(jiān)測反應(yīng)。因此，對制造精氨酸碳酸氫鹽的改進(jìn)方法存在需求。發(fā)明概述
制造精氨酸碳酸氫鹽的方法。比起現(xiàn)有的技術(shù)，所述方法呈現(xiàn)顯著的改進(jìn)，因?yàn)樵诘椭良s90-約120分鐘內(nèi)可生產(chǎn)約50%(在某些實(shí)施方案中，70%重量/重量)的精氨酸和碳酸氫根陰離子的濃縮的溶液(與之相対，使用現(xiàn)有技術(shù)方法，約24-48小時生產(chǎn)低得多的濃度的精氨酸碳酸氫鹽)，接著是由溶液更快和更容易的回收精氨酸碳酸氫鹽的過程。在一個實(shí)施方案中，生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法包括使壓カ為6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳?xì)怏w與含有精氨酸的起始漿料在60°C _80°C的溫度下接觸，以形成包括精氨酸和碳酸氫根陰離子的漿料或溶液，使所述溶液或漿料與ニ氧化碳接觸，直至大約漿料或溶液的精氨酸碳酸氫鹽濃度超過50%并且pH低于9，和從所述溶液回收精氨酸碳酸氫鹽。在另ー個實(shí)施方案中，公開了用于生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的エ藝，所述エ藝包括使精氨酸與水比率為60:40的精氨酸水漿料與壓カ為6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳接觸，將所述精氨酸漿料加熱至60°C -80°C的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，直至形成PH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氫鹽的漿料或溶液，將所得到的漿料或溶液冷卻至25°C，以形成精氨酸碳酸氫鹽的濃度為約50重量％的精氨酸碳酸氫鹽的溶液。附圖
簡述
在以下實(shí)施例中描述了特定實(shí)施方案并在其附圖中說明。圖I說明在低壓カ下制備精氨酸碳酸氫鹽的中試エ廠設(shè)計。發(fā)明詳述
整個說明書中使用的范圍用作描述該范圍內(nèi)每個值的簡寫。該范圍內(nèi)的任何值可選為該范圍的端點(diǎn)。此外，本文引用的所有參考文獻(xiàn)特此通過引用全文結(jié)合。在本公開的定義與引用的參考文獻(xiàn)的定義沖突的情形下，以本公開為準(zhǔn)。此外，組合物和方法可包括其中描述的要素、基本上由所述要素組成或由所述要素組成。
除非另外說明，否則在本文和說明書的其它地方表述的所有百分比和量應(yīng)理解為指重量百分比。給出的量基于材料的活性重量。本文中具體值的引用g在表示該值加或減一定的變化度，以計算測量誤差。例如，10%的量可包括9. 5%或10. 5%(給定本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所領(lǐng)會和理解的測量誤差度)。所述方法涉及通過以下來生產(chǎn)高濃度的精氨酸碳酸氫鹽的意外簡單的反應(yīng)將氣態(tài)ニ氧化碳源與精氨酸漿料在升高的溫度和低壓カ下反應(yīng)，以形成精氨酸和碳酸氫根陰離子溶液，其中該鹽隨后從溶液中回收。初始反應(yīng)比現(xiàn)有的方法更快，90分鐘相比于超過24小吋，并且得到精氨酸和碳酸氫根陰離子的更濃縮的溶液(超過50%，在某些實(shí)施方案中，為70%或以上，相比于40%)。在一個實(shí)施方案中，生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法包括使壓カ為6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳?xì)怏w與含有精氨酸的起始漿料在60°C _80°C的溫度下接觸，以形成包括精氨酸和碳酸氫根陰離子的漿料或溶液，使所述溶液或漿料與ニ氧化碳接觸，直至大約漿料或溶液的精氨酸碳酸氫鹽濃度超過50%并且pH低于9，和從所述溶液回收精氨酸碳酸氫鹽。使用表述“溶液或漿料”是因?yàn)椋S著反應(yīng)進(jìn)行，當(dāng)越來越多的精氨酸溶解并生成精氨酸碳酸氫鹽時，漿料逐漸變?yōu)槿芤?。如以下更詳?xì)描述的，當(dāng)很少或沒有精氨酸保留在漿料中并且溶液變得澄清或無色時，反應(yīng)完成。因此，在制備精氨酸碳酸氫鹽的過程期間，含有精氨酸的漿料最終變?yōu)楹芯彼崽妓釟潲}的溶液。在另ー個實(shí)施方案中，公開了用于生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的エ藝，所述エ藝包括使精氨酸與水比率為60:40的精氨酸水漿料與壓カ為6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳接觸，將所述精氨酸漿料加熱至60°C -80°C的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，直至形成PH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氫鹽的漿料或溶液，將所得到的漿料或溶液冷卻至25°C，以形成精氨酸碳酸氫鹽的濃度為約50重量％的精氨酸碳酸氫鹽的溶液。在一個實(shí)施方案中，精氨酸漿料包括精氨酸和溶劑(在某些實(shí)施方案中，為水)，其中所述漿料為10重量％-90重量％游離堿或鹽形式的精氨酸。在某一實(shí)施方案中，精氨酸水漿料中精氨酸與水的比率為60:40重量/重量。在一些情況下，可任選加入后續(xù)精氨酸部分，直至精氨酸與水的比率超過1.8:1，在某些實(shí)施方案中，超過I. 9:1，在其它實(shí)施方案中，超過2.5:1。在某些實(shí)施方案中所用的精氨酸選自L-精氨酸、D-精氨酸或它們的混合物。精氨酸也可通過精氨酸氫氧化物、精氨酸鹽酸鹽或它們的混合物提供。在所述方法中，ニ氧化碳可作為氣體提供到反應(yīng)中，氣體的壓カ為6895 Pa (Ipsi)-68947 Pa (10 psi)，在某些實(shí)施方案中為 34474 Pa (5 psi)-68947 Pa (10 psi)。在另ー個實(shí)施方案中，可通過向漿料中提供碳酸氫鈉產(chǎn)生碳酸氫根離子。在另ー個實(shí)施方案中，將精氨酸漿料和ニ氧化碳?xì)怏w保持在升高的溫度下90分鐘-120分鐘。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，雖然對于實(shí)驗(yàn)室或中試規(guī)模生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽，反應(yīng)可進(jìn)行短至90分鐘，但是エ業(yè)量規(guī)模生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽通常耗時更長，最多5小吋。因此，對于エ業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，精氨酸漿料和ニ氧化碳可保持在升高的溫度下90分鐘-5小時，在某些實(shí)施方案中，90分鐘-4小時，在其它實(shí)施方案中，90分鐘至2-4小吋。
在另一方面，可首先將精氨酸漿料加熱至30°C -80°C (在某些實(shí)施方案中，60 0C -SO0C )范圍內(nèi)的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，隨后在反應(yīng)完成后冷卻至0°C -40 0C (在某些實(shí)施方案中，(TC-25°C )范圍內(nèi)的溫度。在某些實(shí)施方案中使用的精氨酸漿料的pH為10-14。通過利用所述方法，提供pH為7-10的精氨酸碳酸氫鹽溶液，在某些實(shí)施方案中，為8. 3-8. 5 (或7. 0-9. O)。也就是說，當(dāng)含有精氨酸碳酸氫鹽的所得溶液的pH低于9. O吋，認(rèn)為反應(yīng)實(shí)質(zhì)上完成。在一個實(shí)施方案中，精氨酸碳酸氫鹽可通過蒸發(fā)或沉淀從溶液中回收。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法始于形成包含精氨酸和溶劑(在某些實(shí)施方案中，為水)的精氨酸漿料。由于在室溫下精氨酸游離堿僅稍溶于水，向水中加入精氨酸形成漿料，其中大多數(shù)精氨酸不溶?？衫萌魏涡问降木彼?，以形成漿料，例如，精氨酸游離堿(D或L形式，通常為L-形式)或精氨酸鹽。可以理解，比起精氨酸游離堿，不同的精氨酸鹽(例如，鹽酸鹽和藥學(xué)上可接受的鹽)可實(shí)質(zhì)上更加可溶于水，這可允許生產(chǎn)更濃縮的精氨酸和碳酸氫根陰離子溶液。因此，可使用鹽或者可組合使用游離堿和鹽的混合物，以形成漿料。通過將10重量％_90重量％的精氨酸加入到溶劑中而生產(chǎn)漿料，例如，20%_80%、30%-70%、40%-60%。可隨后攪拌漿料，以產(chǎn)生均質(zhì)混合物。對于精氨酸游離堿，漿料的初始pH通常為12，例如10-13。在一個實(shí)施方案中，精氨酸水漿料的比率為按重量計60:40。在一個實(shí)施方案中，可將漿料加熱至30V -80V，例如，至40°C -50°C、至55°C、至60°C、至65°C或至70°C，以提高精氨酸在溶劑(在某些實(shí)施方案中，為水)中的溶解度。在一個實(shí)施方案中，首先將精氨酸水漿料從60°C加熱至80°C。氣態(tài)形式的ニ氧化碳和水之間的反應(yīng)為本領(lǐng)域公知，其中開始時形成碳酸，并離解成為碳酸氫根和氫離子。碳酸氫根隨后進(jìn)一步離解成為碳酸根和另外的氫離子。在加壓容器中將ニ氧化碳加入到精氨酸漿料中，以形成碳酸氫根陰離子，產(chǎn)生質(zhì)子化的精氨酸陽離子和碳酸氫根陰離子溶液。ニ氧化碳/碳酸和精氨酸的平衡分別描述于以下反應(yīng)I和2。當(dāng)將ニ氧化碳吹掃至水中時，它將形成碳酸和碳酸氫鹽，隨后與非常堿性的精氨酸分子反應(yīng)，以形成精氨酸-碳酸氫鹽，如反應(yīng)3所示。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法，所述方法包括 使壓カ為6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10 psi)的ニ氧化碳?xì)怏w與含有精氨酸的起始漿料在60°C -80°C的溫度下接觸，以形成包括精氨酸和碳酸氫根陰離子的漿料或溶液； 使所述漿料或溶液與ニ氧化碳接觸，直至所述漿料或溶液形成PH低于9的溶液；和 從所述溶液回收精氨酸碳酸氫鹽。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述精氨酸漿料包含精氨酸和溶劑，其中所述漿料包含10重量％-90重量％游離堿或鹽形式的精氨酸。
3.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述溶劑為水。
4.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸水漿料中精氨酸與水的比率為60:40重量/重量。
5.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸選自L-精氨酸、D-精氨酸和它們的混合物。
6.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸選自精氨酸氫氧化物、精氨酸鹽酸鹽和它們的混合物。
7.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述ニ氧化碳?xì)怏w的壓カ為34474Pa (5psi) -約 68947 Pa (10 psi)。
8.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸漿料和ニ氧化碳在壓カ下保持90分鐘-5小時。
9.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中首先將所述精氨酸漿料加熱至30°C-80°C的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，隨后在漿料或溶液的PH低于9. 0之后，冷卻至0°C -40°C的溫度。
10.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中首先將所述精氨酸漿料加熱至60°C-80°C的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，隨后冷卻至40°C _25°C的溫度。
11.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸漿料的PH為10-14。
12.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸碳酸氫鹽溶液的pH為7-9。
13.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸碳酸氫鹽溶液的pH為8.3-8. 5。
14.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸碳酸氫鹽通過蒸發(fā)或沉淀從所述溶液回收。
15.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中向所述漿料中提供碳酸氫鈉。
16.前述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)的方法，其中所述精氨酸碳酸氫鹽在湍流條件下生產(chǎn)。
17.一種用于生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法，所述方法包括 使精氨酸與水比率為60:40的精氨酸水漿料與壓カ為6895 Pa (I psi)-68947 Pa (10psi)的ニ氧化碳接觸； 將所述精氨酸漿料加熱至60°C _80°C的溫度歷經(jīng)反應(yīng)持續(xù)時間，直至形成pH小于9的含有至少50%精氨酸碳酸氫鹽的漿料或溶液；和 將所得到的漿料或溶液冷卻至25°C，以形成精氨酸碳酸氫鹽的濃度為50重量％的精氨酸碳酸氫鹽的溶液。
全文摘要
提供了生產(chǎn)精氨酸碳酸氫鹽的方法，所述方法包括使精氨酸漿料與二氧化碳?xì)怏w源在升高的溫度和低壓力下反應(yīng)，以形成至少50%精氨酸碳酸氫鹽的溶液，和從所述溶液回收精氨酸碳酸氫鹽。
文檔編號C07C277/00GK102652126SQ201080057686
公開日2012年8月29日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者J.B.加西亞, R.S.卡巴納斯, W.約西亞, 吳冬輝 申請人:高露潔-棕欖公司