磷酸法合成肌苷酸工藝的優化

嚴盟

肌苷酸（英文名：inosinicacid或inosine monophosp，簡稱IMP），也稱次黃嘌呤核苷酸。目前國內外生產肌苷酸主要有發酵法和肌苷磷酸法，發酵法優點是原料來源廣，但存在生產周期較長，防污染難度大，純度低分離復雜等缺點。磷酸法是以肌苷（簡稱IR）和三氯氧磷為原料，磷酸三乙酯為溶劑，通過磷酸化反應合成肌苷酸，該工藝具有反應周期短，純度高，產物分離簡單等特點。本文主要討論磷酸法中各反應因素對產物轉化率的影響，確定反應的最佳條件，達到優化工藝之目的，反應轉化率從91—92%提升至95—96%，工業上不僅降低了生產成本，還較好的提升了產品純度，使得作為增鮮劑閾值更大。

反應過程優化

不同溫度對產品轉化率的影響。反應投料量為肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯和300Kg POCL3，控制反應恒溫分別設定為- 5℃～- 3℃，0℃～2℃ ，5℃～7℃，三個區間，反應5hr后取反應液測色譜純度（即反應轉化率）。表1為以上四種溫度下的產物轉化率統計，每個溫度下重復2次數據，整理數據如下：

試驗1：溫度-5℃～-3℃，IMP純度80.6%，IR純度16.5%，純度和97.1%；

試驗2：溫度0℃～2℃，IMP純度83.5%，IR純度13.5%，純度和97.0%；

試驗3：溫度5℃～7℃，IMP純度89.5%，IR純度7.5%，純度和97.0%；

由上表可知，溫度與反應速度成正比，溫度在5℃～7℃時，IMP有最高轉化率，平均值為89.5%，當t在 - 5℃～- 3℃時，由于還有較多的肌苷原料未能反應，轉化率在80.6%左右。因此生產中溫度取5℃～7℃更利于生產純度和最終轉化率。

不同的POCL3量對產品轉化率的影響。反應投料量為肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯，反應溫度設定為5℃～7℃，分別加入不同量的POCL3，考察對轉化率的影響， 反應5hr后取反應液測色譜純度，具體數據整理如下：

試驗1：POCL3（Kg）：280，IMP純度89.6%，IR純度7.2%，純度和96.8%；

試驗2：POCL3（Kg）：300，IMP純度92.0%，IR純度5.4%，純度和96.7%；

試驗3：POCL3（Kg）：320，IMP純度91.6%，IR純度5.0%，純度和96.6%；

由上可知， POCL3量過少會導致較多的原料殘留，加大反應物POCL3的量可以促使反應向生成目標產物肌苷酸的方向進行，但是過多的POCL3不僅會增加成本，而且會使目標產物轉化為其他雜質。綜合成本和轉化率兩個因素考慮，POCL3量為300Kg是最佳選擇。

不同肌苷粒度對轉化率的影響。反應投料量肌苷300Kg，加入1800L磷酸三乙酯，POCL3為300Kg，反應溫度設定5℃～7℃，加入相同量的肌苷進行不同粒度粉碎后反應并統計產物轉化率。試驗中每種粒度的肌苷重復三次試驗，反應5小時取樣檢測轉化率，數據如下：

試驗1：肌苷粒度：60目，IMP純度91.9%，IR純度5.0%，純度和96.9%；

試驗2：肌苷粒度：150目，IMP純度94.6%，IR純度2.5%，純度和97.1%；

試驗3：肌苷粒度：250目，IMP純度96.0%，IR純度1.0%，純度和97.0%；

試驗4：肌苷粒度：350目，IMP純度96.0%，IR純度1.0%，純度和97.0%；

以上述數據肌苷粒度為橫坐標，轉化率為縱坐標，得到更為直觀的兩者關系如下圖1所示。

由圖1可看出，在一定范圍內，肌苷粒度與產物轉化率成正相關。當肌苷粒度≥100ml時，反應轉化率在96%以上，但在100ml～120ml此區間內，肌苷粒度的增加并沒有使轉化率顯著增大。因此，綜合考慮粒度成本與轉化率等因素，肌苷粒度選擇在250目是最佳選擇。

綜上所述，以肌苷為原料磷酸法合成肌苷酸的最佳工藝條件為：原料投量重量比為POCL3：IR=1：1，反應溫度在5℃～7℃之間，肌苷粒度在250目左右，5hr反應結束，在此條件下反應的產物轉化率達到96%以上，較以前合成法高出4- 5%，為合成肌苷酸大幅度降低生產成本提高質量純度提供了重要途徑。