專利名稱：一種d-山梨醇的結(jié)晶固體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)工程結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種D-山梨醇結(jié)晶固體及其制備方法。
背景技術(shù)：
山梨醇即D-山梨醇，全名山梨糖醇，又名清涼茶醇、薔薇醇等，化學(xué)名為1，2，3，4， 5,6-己六醇，英文名為D-sorbitol，又稱為D-glucitol，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
H H OH H HO——CH2——C——C——C——C——CH2——OH OH OH H OH山梨醇具有甜味，其甜度約為蔗糖的60%，但熱量僅是其三分之一(2. 6卡路里每克)。它為非生齲齒的，對患糖尿病的人有益。山梨醇已經(jīng)被安全的用于加工食品，但是過量使用可能具有腹瀉效果。除了具有甜味，山梨醇還是良好的濕潤劑和增稠劑，用于生產(chǎn)化妝品、糕點糖果、烤焙物和巧克力。山梨醇的水分穩(wěn)定行為可以保護這些產(chǎn)品變干，在儲存過程中保持他們初始的新鮮度。在醫(yī)藥上，山梨醇是合成維生素C的主要原料。在制革上， 山梨醇可對皮革進行加脂處理，以改善皮革的外觀和手感，山梨醇也用于洗滌劑及牙膏的添加劑，紙張和纖維的增稠劑，還可作為表面活性劑和消泡劑等。山梨醇是一種用途很廣的精細化學(xué)品。山梨醇具有無定形態(tài)和多種晶型，目前從專利文獻的報道中有如下晶型無定形態(tài)山梨醇，或“玻璃態(tài)”的特征是沒有明顯的熔點。在許多商業(yè)上可獲得的山梨醇產(chǎn)品中，“玻璃態(tài)”質(zhì)量分數(shù)較大(例如約40%)，導(dǎo)致制片的時候有熔化的趨勢，需使用高壓來獲得滿意的錠劑硬度，得到所需要的產(chǎn)品。US 24832M，3308171及其同族專利中公開了包括將熱的山梨醇水溶液冷卻或在熔化物中加入山梨醇晶體的方法。US 2315699及其同族專利中報道了其他結(jié)晶或固化技術(shù)。這些方法可獲得具有較高結(jié)晶度的山梨醇產(chǎn)品，但操作步驟較復(fù)雜，且熔融結(jié)晶溫度高，需將固體加熱到120°C以上，耗能大。US 4252794及其同族專利報道了一種山梨醇的Gamma晶型，在高溫(大于 75。C)條件下在熔融物中加入大量的Gamma型晶種制得，但是該產(chǎn)品晶型結(jié)晶度較低。US 3973041專利中公開了一種制備大量結(jié)晶山梨醇的方法。生產(chǎn)的山梨醇含有至少80%的 Gamma晶型。但是該方法獲得的較高結(jié)晶度的山梨醇可能滿足不了片劑生產(chǎn)的需求，且在制片過程中的高壓限制了晶體互相滲透的程度。Young Ja Park和G. A. Jeffrey報道了 A型山梨醇，通過蒸發(fā)山梨醇的95%乙醇溶液獲得該晶體，并通過中子衍射和X射線衍射確定了其晶體結(jié)構(gòu)。Arie Schouten, Jan A. Kanters等人報道了 D-山梨醇的含2/3個結(jié)晶水的水合物型及epsilon無水型，并給出了兩者的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
Du Ross和Quinquenet等人報道了熔融結(jié)晶的山梨醇產(chǎn)品CM型，它的DSC曲線具有雙熔化峰，Lian Yu分別稱為晶型E (熔點為80°C )和Ε，(熔點為55°C )，而Quinquenet 等人將其稱為晶型SMl和SM2。CN 1188097A專利中報道了一種Gamma晶型山梨醇的制備方法，該方法先將山梨醇水溶液濃縮并呈熔融態(tài)，在溫度為90-94°C下將熔融狀的山梨醇與晶種以4-5 1混合成晶漿混合物，而后分段控溫冷卻。除以上操作限制外，通過實驗驗證，文獻中各種方法所得產(chǎn)品普遍存在晶體結(jié)晶度較低，晶漿黏稠，過濾困難等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明經(jīng)過試驗研究，研制了一種新型的D-山梨醇結(jié)晶固體，定義為F型D-山梨醇晶體。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征之一是在衍射角2Θ = 7.3 士 0.2， 12. 8 + 0. 2, 14. 8 + 0. 2, 19. 7 + 0. 2, 22. 4 + 0. 2, 23. 8 + 0. 2, 25. 9 + 0. 2, 27. 0 + 0. 2, 32. 9士0.2，38. 0士0.2及39. 5士0.2度處具有PXRD特征峰。如圖1所示。本發(fā)明的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征之二是在溫度為74士 1°C有一個DSC熔化吸熱峰。如圖2所示。本發(fā)明的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征之三是在3375 士 2，2929 士 2，1633 士 2， 1417 士 2，1315 士 2，1258 士 2，1195 士 2，1104 + 2, 1092 + 2, 1050 + 2, 1016 + 2,938 + 2, 892士2，872士2，645士2，589士2，508士2 及 478士2(^1 波數(shù)處具有 FTIR 特征峰。如圖 3 所不。本發(fā)明的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征之四是在1247士2，1131 士2，1094士2， 1059 + 2, 1019 士 2，961 士 2，941 士 2，878 士 2，774士 2，740 士 2，645 士 2，595 士 2，504士 2， 477士2，411士2，昍4士2及249士2CHT1波數(shù)處具有Raman特征峰。如圖4所示。本發(fā)明的D-山梨醇結(jié)晶固體的制備方法，將任何形式的D-山梨醇溶解在酰胺類溶劑中形成溶液，溫度為30-70°C，酰胺類溶劑與D-山梨醇的質(zhì)量比為2-5 1 ；然后將溶液降溫到5-30°C ；將所得的固液懸浮液分離，干燥收集到的固體，得到D-山梨醇晶體產(chǎn)品。所述的酰胺類溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或甲酰胺或乙酰胺的一種。所述溶液的降溫速率是5-10°C /h。降溫過程中在20-35°C加入F型D-山梨醇晶種，晶種質(zhì)量是溶質(zhì)D-山梨醇質(zhì)量的0. 1_2%，然后恒溫養(yǎng)晶0. 5-lh。干燥條件是溫度為 30-45°C、真空度為 0. 08-0. IMPa0本發(fā)明的D-山梨醇晶型產(chǎn)品通過PXRD圖譜和顯微鏡照片可以證實，產(chǎn)品結(jié)晶度高，晶體晶習(xí)好，過濾速度快，在相同晶漿密度、相同體積的晶漿過濾時間可節(jié)省一半以上， 本發(fā)明的制備方法操作條件簡單易控。


圖1 :F型D-山梨醇的PXRD圖譜；
圖2 :F型D-山梨醇的DSC圖；圖3 :F型D-山梨醇的FTIR圖譜；圖4 :F型D-山梨醇的Raman圖譜；圖5 :F型D-山梨醇產(chǎn)品的光學(xué)顯微鏡照片(放大40倍)。
具體實施例方式實施例1 將20g Gamma型D-山梨醇固體加入IOOg N，N-二甲基甲酰胺中，加熱升溫至30°C， 使其溶解完全，然后將溶液降溫至5°C，抽濾分離所得的固液懸浮液，將得到的固體進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品的顯微鏡照片如圖5所示，產(chǎn)品為棒狀晶體，晶習(xí)優(yōu)于Gamma型的粒狀聚結(jié)體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.4,12. 8，14. 8，19. 8， 22. 6，24. 0，26. 0，27. 1，32. 7，38. 2及39. 6度處具有特征峰，DSC在75. 0°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3376,2931,1635，1418，1316，1258，1196，1105，1092，1050，1017,938, 894，874，644，588，506 及 480CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1248，1132，1096，1060，1020， 962,941,876, 775, 742,645, 595, 505,478,412, 354 及 250cm_1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜與Gamma型的PXRD圖譜相比，各特征峰突出且峰形尖銳，表明結(jié)晶度比Gamma型高。實施例2 將50g F型D-山梨醇固體混合物加入IOOg N, N- 二甲基乙酰胺中，加熱升溫至 70°C，使其溶解完全，以5°C/h的降溫速率降溫至30°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間6min，比 D-山梨醇晶體制備的其它方法的抽濾時間(大于30min)節(jié)省一半以上。將得到的固體在 30°C、真空度為0. IMPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.3,12. 8，14. 8，19. 7， 22. 4，23. 8，25. 9，27. 0，32. 9，38. 0及39. 5度處具有特征峰，DSC在74. 0°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3374,2928,1631，1415，1315，1260，1195，1105，1094，1049，1016,940, 893，873，643，589，507 及 478CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1249，1131，1094，1059，1018， 961,942,878, 774, 741,647, 597, 504,478,411, 352 及 248cm_1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。實施例3 將30g Gamma型D-山梨醇固體加入IOOg甲酰胺中，加熱升溫至70°C，攪拌使其溶解完全，以8°C /h的降溫速率降溫至20°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間lOmin。將得到的固體在40°C、真空度為0. 09MPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7. 1，12. 6，14. 6，19. 8， 22. 4，23. 8，25. 8，26. 9，32. 8，38. O及39. 3度處具有特征峰，DSC在73. 4°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3375,2930,1635,1416，1317，1257，1197，1106，1091，1050，1015,937, 892，871，645，589，508 及 479CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1247，1131，1094，1059，1019， 961,941,878, 774, 740,645, 595, 504,477,411, 354 及 249cm1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。
實施例4 將45gAlpha型D-山梨醇固體加入IOOg乙酰胺中，加熱升溫至70°C，攪拌使其溶解完全，然后降溫至25°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間8min。將得到的固體在45°C、真空度為0. OSMPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.2,12. 7，14. 8，19. 5， 22. 2，23. 7，25. 7，26. 9，33. 0，37. 8及39. 4度處具有特征峰，DSC在73. 0°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3375,2929,1635，1419，1315，1256，1195，1103，1092，1052，1016,938, 891，872，645，590，510 及 478CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1246，1131，1094，1059，1019， 961,940,878, 774, 740,644, 595, 504,477,411, 355 及 247cm_1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。實施例5 將25g Alpha型D-山梨醇固體加入IOOg N，N_二甲基乙酰胺中，加熱升溫至45°C， 攪拌使其溶解完全，然后開始降溫，在20°C時加入0. 25g(l% )的F型D-山梨醇晶種，恒溫養(yǎng)晶30min后，繼續(xù)降溫至5°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間7min。將得到的固體在35°C、真空度為0. IMPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.3,12. 8，14. 8，19. 7， 22. 4，23. 8，25. 9，27. 0，32. 9，38. 0及39. 5度處具有特征峰，DSC在73. 8°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3377,2930,1632，1416，1315，1258，1193，1105，1092，1050，1016,938, 892，872，647，589，508 及 476CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1245，1130，1092，1058，1021， 963，940，880，772，740，645，594，502，475，410，354 及 249cm1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。實施例6 將20g Alpha型D-山梨醇固體加入IOOg甲酰胺中，加熱升溫至60°C，攪拌使其溶解完全，以6°C /h的降溫速率降溫，在25°C時加入0. 4g(2% )的F型D-山梨醇晶種，恒溫養(yǎng)晶Ih后，繼續(xù)降溫至10°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間lOmin。將得到的固體在40°C、真空度為0. OSMPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.4,12. 9，14. 8，19. 8， 22. 5，23. 9，26. 0，27. 0，33. 0，38. O及39. 6度處具有特征峰，DSC在74. 6°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3375,2929,1633，1417，1315，1258，1195，1104，1092，1050，1016,938, 892，872，645，589，508 及 478CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1248，1133，1094，1061，1017， 959,939,878, 776, 738,643, 593, 506,479,413, 356 及 251cm_1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。實施例7 將40gGamma型D-山梨醇固體加入IOOg乙酰胺中，加熱升溫至70°C，攪拌使其溶解完全，以10°c /h的降溫速率降溫，在35°C時加入0. 04g(0. )的F型D-山梨醇晶種， 恒溫養(yǎng)晶45min后，繼續(xù)降溫至20°C，抽濾固液懸浮液，抽濾時間8min。將得到的固體在 45°C、真空度為0. IMPa的條件下進行干燥。干燥后山梨醇產(chǎn)品為棒狀晶體。對干燥后的產(chǎn)品進行分析測定，PXRD圖譜在衍射角2 θ = 7.5,13. 0，14. 9，19. 7， 22. 4，24. 0,26. 1,27. 2, 33. 1，38. O及39. 7度處具有特征峰，DSC在74. 0°C處具有一個熔化吸熱峰，F(xiàn)TIR 圖譜在 3373,2927,1632，1417，1313，1258，1194，1105，1090，1048，1014,936, 890，874，646，591，510 及 477CHT1 處具有特征峰，Raman 圖譜在 1246，1129，1093，1057，1019， 960,941,877, 774, 739,645, 595, 503,476,411, 354 及 249cm1 處具有特征峰，產(chǎn)品為 F 型 D-山梨醇。其PXRD圖譜各特征峰突出且峰形尖銳，結(jié)晶度高。 本發(fā)明公開和提出D-山梨醇新晶型及其制備方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變原料、工藝參數(shù)等環(huán)節(jié)實現(xiàn)。本發(fā)明的方法與產(chǎn)品已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和產(chǎn)品進行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征是在衍射角2Θ = 7. 3 士 0.2，12. 8 士 0.2， 14. 8 + 0. 2, 19. 7 + 0. 2, 22. 4 + 0. 2, 23. 8 + 0. 2, 25. 9 + 0. 2, 27. 0 + 0. 2, 32. 9 + 0. 2, 38. 0 士0. 2及39. 5 士0. 2度處具有PXRD特征峰。
2.如權(quán)利要求1所述的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征是在溫度為74士1°C有一個DSC熔化吸熱峰。
3.如權(quán)利要求1所述的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征是在3375士2, 士2，1633士2， 1417 士 2，1315 士 2，1258 士 2，1195 士 2，1104士 2，1092 + 2, 1050 + 2, 1016 士 2，938 士 2， 892士2，872士2，645士2，589士2，508士2 及 478士2CHT1 波數(shù)處具有 FTIR 特征峰。
4.如權(quán)利要求1所述的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征在于在1247士2，1131士2， 1094士 2，1059 + 2, 1019 士 2，961 士 2，941 士 2，878 士 2，774士 2，740 士2，645士 2，595 士 2， 504 士 2，477 士 2，411 士 2，昍4 士 2 及 M9 士 2CHT1 波數(shù)處具有 Raman 特征峰。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的D-山梨醇結(jié)晶固體，其特征是定義為F型D-山梨醇晶體。
6.一種制備如權(quán)利要求5所述的D-山梨醇結(jié)晶固體的方法，其特征是將任何形式的 D-山梨醇溶解在酰胺類溶劑中形成溶液，溫度為30-70°C，酰胺類溶劑與D-山梨醇的質(zhì)量比為2-5 1 ；然后將溶液降溫到5-30°C;將所得的固液懸浮液分離，干燥收集到的固體，得到D-山梨醇晶體產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是所述的酰胺類溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或甲酰胺或乙酰胺的一種。
8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是溶液的降溫速率是5-10°C/h。
9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是降溫過程中在20-35°C加入F型D-山梨醇晶種，晶種質(zhì)量是溶質(zhì)D-山梨醇質(zhì)量的0. 1_2%，然后恒溫養(yǎng)晶0. 5-lh。
10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是干燥條件是溫度為30-45°C、真空度為 0.08-0. IMPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種D-山梨醇的結(jié)晶固體及其制備方法。該晶型定名為F晶型，用X-射線粉末衍射圖譜、DSC特征吸熱峰、紅外光譜及Raman光譜都進行了定義。其制備方法將任何形式的D-山梨醇溶解在酰胺類溶劑中形成溶液，溫度為30-70℃，酰胺類溶劑與D-山梨醇的質(zhì)量比為2-5∶1；然后將溶液降溫到5-30℃；將所得的固液懸浮液分離；干燥收集到的固體，得到D-山梨醇的F型晶體產(chǎn)品。本發(fā)明的D-山梨醇晶型產(chǎn)品結(jié)晶度高，晶體晶習(xí)好，晶漿過濾速度快，制備方法操作條件簡單易控。
文檔編號C07C29/78GK102249857SQ20111015496
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者侯寶紅, 尹秋響, 張美景, 王永莉, 王艷蕾, 王靜康, 郝紅勛, 高俊彥, 鮑穎, 龔俊波 申請人:天津大學(xué)