KR900006229B1

KR900006229B1 - 락투로오즈의 정제방법

Info

Publication number: KR900006229B1
Application number: KR1019850001851A
Authority: KR
Inventors: 필립피니 안드레아; 카롭비 레나토
Original assignee: 이날코 에스피 에이; 마리아 테레사 반피
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1990-08-27
Also published as: DK127485D0; EP0158148A1; GB8418207D0; GB2155933B; GB2155933A; DE3563067D1; CA1223254A; IT1206140B; ATE34773T1; JPS60209596A; IT8420176A0; KR850007070A; US4565582A; JPH0545599B2; EP0158148B1; DK127485A

Abstract

내용 없음.

Description

락투로오즈의 정제방법

제1도는 용액(C2)의 고압액체 크로마토그래피 특성(HPLC)을 나타내는 그래프.

제2도는 동일한 초기 락투로오즈 용액을 브롬으로 처리하고 통상적 방법을 사용한 수지상에 통과시킴으로써 정제시켜 수득한 용액의 HPLC 특성을 나타내는 그래프.

본 발명은, 락투로오즈를 함유하는 시럽을, 매질의 pH, 극성 및 이온력 특성에 따라 달라지는 탄수화물에 대한 가변성 친화력을 갖는 수지에 통과시켜 락투로오즈를 정제하는 신규 방법에 관한 것이다. 특히, 본발명은, 이관능화 붕소 수지상에 통과시켜, 다른 탄수화물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈로부터 락투로오즈시럽을 정제하는 공업용 신규 방법에 관한 것이다.

락투로오즈는 장질환 및 간장애 치료에 시럽 또는 결정성 생성물의 형태로 사용되는 합성이당류이다.

시판용 락투로오즈 시럽은 통상적으로 순수하지 않지만 다소 많은 량의 다른 탄수화물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈를 함유한다.

현재 시판중인 시럽의 전형적 조성은 하기와 같으며; 락투로오즈 50중량%, 갈락토오즈 4-8중량%, 락토오즈 4-8중량%, 다른 탄수화물 5-10중량% ; 따라서 비교적 많은 %의 다른 탄수화물을 함유한다. 이들 탄수화물은 시판용 결정성 락투로오즈중에 또한 존재하지만 통상적으로 적은량이 존재한다. 이들 관계없는 탄수화물은, 락투로오즈가 사용되는 질환 치료에 바람직하지 못하다.

따라서 고순도이며 관계없는 탄수화물의 함량이 최소로 감량된 시럽 또는 결정 형태의 락투로오즈가 필요하다.

현재까지 공지된 주된 락투로오즈 정제방법은, 공지된 이온 교환수지상에 선택적 흡수시키거나, 갈락토오즈 및 락토오즈를 상승하는 알돈산으로 절환시키기 위하여 브롬으로 시럽을 조절 산화시킨 후 생성된 알돈산을 통상적인 이온 교환수지로 처리하여 제거하는 것을 기초로 하였다.

첫번째 형태의 정제방법은, 프랑스 공화국 특허 제2,117,558호에 기술되어 있는 데, 이 특허에서는 분리공정을 아황산 수소 염 또는 아황산 헝태의 이온 교환 수지상에 락투로오즈 시럽을 공급함으로써 수행한다.

이러한 형태의 방법은 시간의 필요 및 단가 때문에 주로 공업용에서는 찾아볼 수 없었다. 어떤 경우에, 이들은 고순도로 정제할 수 없다.

두번째 형태의 정제방법은 미합중국 특허 제3,372,705호 및 영국 특허 제865,594호에 기술되어 있는데, 이 방법에서는 알도오즈를 산화시키기 위하여 락투로오즈 시럽을 화학적으로 또는 전기 화학적으로 브롬으로 처리한 후 산화된 시럽을 수지상에 통과시킨다. 이 공정에 의해 수득된 시럽은 항상 아주 낮은 순도를 갖는다.

또한, 탄수화물을 분리하는데 붕소수지를 사용하는 방법도 공지되어 있지만 크로마토그래프 분석 방법에서만 붕소수지를 사용한다.(참조 : Carbohydrate Research, 43,1975,215-224). 이 공정에 사용된 붕소수지는 화학적으로 또는 기계적으로 매우 불안정하다.

본 발명자는 이제 간단하고 경제적인 방법으로 공업적 규모로 수행할 수 있고 다른 탄수화물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈가 거의 함유되지 않은 락투로오즈를 수득할 수 있는 신규 락투로오즈 정제 방법을 밝혀내었다.

본 발명에 따른 락투로오즈 정제 방법은 10 내지 50%의 락투로오즈 및 10 내지 50%의 다른 탄수화물을 함유하는 락투로오즈 시럽을, 일반식(I)의 붕소수지를 함유하는 하나 이상의 컬럼상에 통과시키는 것이다.

상기 식에서 ⓟ는 폴리아크릴계 또는 폴리스티렌 매트릭스이며, R 및 R³는 동일하거나 상이할 수 있으며, -(CH₂)_n- (여기서, n은 0 내지 5이다)이고 R¹및 R²는 동일하거나 상이할 수 있으며, C_l-C₅알킬이고, X^-는 히드록실 및 할라이드중에서 선택된 음이온이다.

본 발명에 따른 공정은, 폴리아크릴계 매트릭스를 함유하는 일반식(I)의 붕소수지는 선택적으로 락투로오즈를 보유하는 한편, 다른 탄수화물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈의 대부분을 수성유동상, 통상적으로 탈염수로 용출시켜 비율; 이어서 락투로오즈를, pH 5 이하의 산 수용액으로 처리하여 수지로부터 방출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방법의 다른 특성은, 일반식(I)의 붕소수지가 폴리스티렌 매트릭스를 함유하는 경우, 이것이 선택적 및 정량적으로 갈락토오즈를 보유하는 한편, 락투로오즈에 대한 친화력이 없다는 전혀 예기치못한 사실이다. 따라서, 폴리아크릴계 매트릭스-함유 붕소 수지상에 통과시켜 수득한 고락투로오즈 함량의 용액을 이 수지상에 통과시켜 이용액 및 생성된 락투로오즈로부터 모든 갈락토오즈 잔류물을 제거할 수 있음을 밝혀내었다.

본 발명에 따른 공정의 특성 및 공지된 공정에 대한 본 발명 공정의 장점은 본 발명의 바람직한 실시양태를 후술함에 따라 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 공정에 사용된 수지는 폴리아크릴계 또는 폴리스티렌 매트릭스-함유 일반식(I)의 붕소수지이다. 언급한 수지는 겔형, 거대다공성형 또는 미세다공성형과 같은 여러가지 형태일 수 있으며, 상이한 가교 결합제에 의해 상이한 가교결합도를 가질 수 있고, 바람직하게는 하기 특성을 갖는 수지이다 :

관능화도 : 무수수지 g당 B의 1 내지 8, 바람직하게는 2 내지 4meq ; B 함량: 1 내지 8%, -N(CH₃)₂그룹 : 무수 수지 g당 2 내지 9meq, 가교 결합도 : 2 내지 15%, 평균 기공직경 : 500 내지 1500Å, 비표면적 : 4 내지 40m²/g, 실제밀도 : 1.0 내지 1.5g/ml, 겉보기 밀도 : 0.5 내지 1.lg/ml, 입자크기 0.1 내지0.7mm

폴리아크릴계 매트릭스-함유 붕소수지는, 통상적으로 이의 초기 부피의 4 내지 5배로 팽윤시키기 위하여 약 8시간 동안 주위 온도에서 탈염수중에 액침시킨다.

이어서 수지를 컬럼중에 충진시킨다. 정제시킬 수용액을 탄수화물 농도 5 내지 40중량%, 바람직하게는 8내지 30중량%로 농축시킨다.

수지 부피 대 처리할 용액의 중량 비율은 수지의 관능화도 및 용액 농도에 따라 달라진다. 수지(ℓ)대 공급된 용액중 함유되어 있는 탄수화물(kg)의 바람직한 비율은 1 : 03 내지 1 : 2이다.

락투로오즈 용액을 5° 내지 65℃에서 특정출력 0.5 내지 3bv/h로 수지중에 통과시킨후, 통상적으로 중성이 될때까지, 수용액으로 용출시키고, 필요한 경우 뜨거운 상태하에, 락투로오즈 용액에 대한 부피비 3 내지 5로 pH 4.5 내지 8.5의 수용액으로 용출시킨다.

물로 계속 용출시켜, 불순물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈가 다량 함유되고 락루로오즈가 거의 함유되지 않은 탄수학물 용액을 컬럼으로부터 제거시킨다.

이어서 컬럼을 약산, 특히 염산 또는 아세트산으로 만들어진 용액으로 용출시켜, 수지상에 흡수된 채 남아있는 락투로오즈-다량함유 탄수화물 혼합물을 방출시킨다.

산 유동상에 의해 방출된 락투로오즈-다량 함유 용액은, 사이 수지완충 효과에 의해 소비되기 때문에, 중성 용액으로서 수득되어, 이 용액을 특정후속 처리를 위해 그 자체로서 사용할 수 있다.

수지는, 탈염수로 세척시킨후 알칼리 용액으로 처리한 다음 중성이 될때까지 탈염수로 처리하여 재생시킨다.

물로 용출시켜 수득한 불순물-다량함유 용액은 전술한 공정을 반복하는 두번째 컬럼에서 처리할 수 있다.

산 용액에 의한 용출 즉, 첫번째 및 두번째 컬럼 각각에서의 처리로부터 생기는 두개의 용액을 합하여, 필요한 경우, 전술한 두개의 킬럼에서 이미 수행된 처리를 반복하는 세번째 동등한 컬럼에 통과시킬 수 있다.

통상적으로 두번째 또는 세번째 컬럼에서 산 용출로부터 생기는 용액은 0 내지 2%의 갈락토오즈를 함유할 수 있으며 락투로오즈를 전혀 함유하지 않는다.

락투로오즈가 특정 용도에 사용될 경우 필요에 따라, 소량의 갈락토오즈 잔류물을, 갈락토오즈를 전부 흡수하며 락투로오즈 단지 미량만을 흡수하여 순수한 락투로오즈가 실제적으로 완전히 물로 용출될 수 있도록하는 폴리스티렌-함유 일반식(I)의 붕소 수지상에 통과시켜 완전히 제거할 수 있다.

본 발명에 따른 공정에 의해 수득된 순수한 락투로오즈 용액은 그자체로서 사용할 수 있거나 적당히 농축시켜 사용할 수 있으며, 또는 락투로오즈를 공지된 방법(예; 진공하에 농축 또는 에탄올로 침전)에 의해 결정화 시킬 수 있다.

신규 방법에 사용된 붕소 수지는 동일 날짜에 제출된 특허출원의 주제를 형성하는 신규 수지이다.

본 발명에 따른 락투로오즈 시럽에 대한 정제방법은 하기 실시예로 설명되며, 이것으로 본 발명의 영역이 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 특성을 갖는 폴리아크릴계 매트릭스-함유 붕소수지를 팽윤시키기 위해 8시간 동안 주위 온도에서 탈염수중에 액침시킨다 : 관능화도 : 무수수지 g당 B의 3.5meq, B 함량 : 4%, 암모늄 그룹 : 무수수지 g당 7meq, 가교결합도 : 4%, 평균 기공직경 : 1000Å, 비표면적 : 10m²/g, 겉보기 밀도 : 0.7g/ml, 실제밀도 : 1.3g/ml, 입자크기 : 0.2 내지 0.4mm(75%)

이런 방법으로 수득된 수지 200ml를 직경 26mm의 컬럼중에 충진시킨다.

이 컬럼에, 락투로오즈 32g, 락토오즈 64g 및 갈락토오즈 4g을 함유하는 탄수화물 용액 400ml를 90분간에 걸쳐 공급한다. 증류수로 용출시켜, 락투로오즈 12g, 락토오즈 61g 및 갈락토오즈 3g을 항유하는 용액(Al) 500ml를 수득한다. 1N HC1 용액으로 용출시켜, 락투로오즈 20g, 락토오즈 3g 및 갈락토오즈 1g을 함유하는 용액(A2) 250ml를 수득한다.

용액(A1)을, 첫번째 컬럼중에 사용된 것과 동일한 수지 100ml로 충진된 직경 26mm의 두번째 컬럼중에 통과시킨다.

탈염수로 용출시켜, 락투로오즈 4g, 락토오즈 59g 및 갈락토오즈 2g을 함유하는 용액(B1) 600ml를 수득한다. 1N HCl 용액으로 다시 용출시켜, 락투로오즈 8g, 락토오즈 1.5g 및 갈락토오즈 0.8g을 함유하는 용액 (B2) 120ml를 수득한다.

용액(A2) 및 (B2)를 합하여 첫번째 두개의 컬럼에 사용된 것과 동일한 수지 100ml가 충진된 직경 26mm의 세번째 컬럼중에 통과시킨다.

탈염수로 용출시켜, 락투로오즈 18g, 락토오즈 5g 및 갈락토오즈 1.5g을 함유하는 용액(C1) 400ml를 수득한다. 다시 1N HC1용액으로 용출시켜, 락투로오즈 10g 및 갈락토오즈 0.3g을 함유하는 용액(C2) 100ml를 수득하며, 이 용액은 락토오즈를 전혀 함유하지 않는다.

용액(C2)을, 갈락토오즈를 완전히 제거하기 위하여 폴리스티렌 매트릭스-함유 붕소 수지로 충진된 컬럼중으로 처리하거나, 농축 또는 결정화시켜 목적한 생성물을 수득 할 수 있으며, 한편 용액(Bl)은 페기하고 용액(C1)은 아크릴 수지 100ml-함유컬럼에 재순환시킨다.

동일한 초기 락투로오즈 용액을 브롬으로 처리하고 통상적 방법을 사용한 수지상에 통과시킴으로써 정제시켜 수득된 용액의 HPLC (고압-액체 크로마토그래피) 특성(제2도)과 비교하여, 용액(C2)의 HPLC 특성은 제1도에 나타나 있다.

HPLC 크로마토그램은 하기 조건하에 수행된다 : 컬럼 : 직경 4mm, 길이 : 250mm 충진 : 리크로소브(Lichrosorb) NH₂(10마이크론) ; 컬럼온도 40±0.5℃, 감지기 : UV 분광강도계-192mm, 유동상 : 아세토니트릴중 0.01M 일염기 인산칼륨수용액 20% ; 출력 : 2.5ml/분 ; 루프(1oop) : 20μ1

크로마토그램으로부터, 본 발명에 따라 제조된 락투로오즈 시럽은 갈락토오즈 및 락토오즈를 전혀 함유하지 않지만, 볼 수 있는 통상적 방법에 의해 정제된 시럽중에는, 피크(peak) B 및 C (제2도)에 나타났듯이, 갈락토오즈 및 락토오즈가 존재함을 확실히 알수 있다.

[실시예 2]

실시예 1에 나타난 특성을 갖는 폴리아크릴계 매트릭스-함유 붕소 수지를 전술한 방법에 의해 팽윤시킨다. 이런 방법으로 수득된 수지 100ml를 26mm 직경의 컬럼중에서 충진시킨다.

이 컬럼에, 60분간에 걸쳐 락투로오즈 시럽(락투로오즈 50중량%, 락토오즈 4중량%, 갈락토오즈 4 5%, 다른당 7중량%) 52ml를 최종 용액이 pH 8이 되도록 알칼리 수용액으로 1 내지 2회 희석시킨다. 동일한 PH에서 유동상으로 용출시켜, 비-보유당 33.8g, 락투로오즈 29g, 락토오즈 3.2g 및 갈락토오즈 1.6g을 함유하는 용액(Al) 200ml를 수득한다. 이어서 1N HC1 용액으로 용출시켜, 락토오즈를 함유하지 않고 락투로오즈 10g 및 갈락토오즈 0.2g을 함유하는 용액(A2) 150ml를 수득한다.

용액(A2)을, 갈락토오즈를 완전히 제거하기 위하여 폴리스티렌 매트릭스-함유 붕소 수지가 충진된 컬럼으로 처리하거나, 농축 및/또는 결정화시켜 순수한 락투로오즈 시럽 또는 결정을 수득할 수 있다. 용액(A1)은 동일한 아크릴계 수지 컬럼에 재순환시킬 수 있다.

[실시예 3]

실시예 1의 용액(C2) 및 실시예 2의 용액 (A2)을, 하기 방법으로 결정성 락투토오즈를 수득하는데 사용한다 : 결정화시킬 락투로오즈 용액을, 기계적 교반기, 온도계 및 콘덴서가 장치된 250ml 플라스크에 공급한다. 이를 최고온도 35° 내지 40℃에서 진공하에 증발 건조시킨다. 잔류물을 무수 에탄올 25ml중에 2-3번취하고 매번 물을 제거하기 위하여 진공하에 증발 건조시킨다. 무수 에탄올을, 존재하는 락투로오즈 g당 4ml의 비율로 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 환류하게 비등시킨다. 이런후에 작은 생성물 결정이 형성되는데 이들을 60℃에서 4시간동안 적당한 교반에 의해 확대시킬 수 있다.

혼합물을 냉각시키고 여과한 후 결정을 약간 예비-냉각시킨 용매로 세척하고 진공하에 50℃에서 3시간동안 오븐중에 건조시켜 90%의 결정화 수율을 수득한다.

이러한 방법으로 수득한 결정성 락투로오즈의 순도는 HPLC 분석 결과 99.2%로 나타났다.

Claims

5 내지 40%의 탄수화물-함유 락투로오즈 수용액을 일반식(I)의 이관능화 붕소수지-함유 컬럼 하나이상중에 통과시킴을 특징으로 하여, 다른 탄수화물, 특히 락토오즈 및 갈락토오즈로부터 락투로오즈를 정제하는 방법.

상기 식에서 ⓟ는 폴리아크릴계 또는 폴리스티렌 매트릭스이고, R 및 R³는 동일하거나 상이할 수 있으며, -(CH₂)_n- (여기서 n은 0 내지 5이다)이고 R¹및 R²는 동일하거나 상이할 수 있으며, C₁- C₅알킬이고 X^-는 히드록실 및 할라이드중에서 선택된 음이온이다.
제 1 항에 있어서, 수지 관능화도가 무수수지 g당 B의 1 내지 8meq이고, 암모늄 그룹이 무수수지 g당 2 내지 9meq인 방법.
제 1 항에 있어서, 락투로오즈 용액을 폴리아크릴계 매트릭스-함유 일반식(Ⅰ)의 붕소수지중에 통과시켜, 선택적으로 락투로오즈를 보유하는 방법.
제 3 항에 있어서, 수지가 보유한 락투로오즈를 pH 5이하의 산 수용액으로 용출시켜 언급한 수지로부터 방출시키는 방법.
제 4 항에 있어서, 용출된 락토오즈-다량 함유 용액을 폴리스티렌 매트릭스-함유 일반식(Ⅰ)의 붕소수지중에 통과시켜, 선택적으로 갈락토오즈를 보유하는 방법.
제 1 항에 있어서, 컬럼중에 함유된 수지 부피(ℓ)대 공급된 용액중에 함유된 탄수화물 중량(kg)의 비가 1 : 0.3 내지 1 : 2인 방법.