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许 晨，许建中，沈 国
(国家海洋局第三海洋研究所，福建 厦门 361005)
摘 要：本文综述了国内外氨基葡萄糖硫酸盐及其复盐制备方法的研究进展，并对各种制备方法的做了对比和评价。
关键词：氨基葡萄糖硫酸盐；复盐；制备
基金项目：福建省科技计划项目（2008Y0054）；厦门市科技计划项目（3502Z20081141）。
引言
氨基葡萄糖类化合物是一类骨关节炎的特异物[1]。氨基葡萄糖是人体关节软骨基质中合成氨基多糖所必须的重要成份。外源性补充氨基葡萄糖类化合物可以促进氨基多糖与糖蛋白的合成，刺激软骨细胞再生，减缓或阻断关节炎的病理过程、缓解疼痛、改善关节功能。经大量的临床实验证明：氨基葡萄糖类化合物用于骨关节炎，长期服用副作用小、兼有治标和治本的作用。
氨基葡萄糖类化合物主要以盐酸盐、硫酸盐及其复盐和N-乙酰氨基葡萄糖的形式存在。骨关节炎以含有硫酸根的氨基葡萄糖效果为佳，但是不含金属氯化物的氨基葡萄糖硫酸盐极易吸潮和氧化，作为药物开发目前尚存在一定技术瓶颈，而由氨基葡萄糖硫酸盐与金属氯化物复合而成的复盐，虽然金属氯化物含量较高，但产品化学性质稳定，易于制成各种制剂，所以市售大量的氨基葡萄糖硫酸盐产品实际上是复盐。本文分别介绍国内外氨基葡萄糖硫酸盐、氨基葡萄糖硫酸盐与金属氯化物复合而成的复盐的制备方法的研究进展，为氨基葡萄糖硫酸盐的制备工艺进一步创新、改进提供思路。 1 氨基葡萄糖硫酸盐的制备方法 氨基葡萄硫酸盐制备有两条途径，一条途径是以氨基葡萄糖盐酸盐为原料，经反离子交换获得氨基葡萄糖硫酸盐[2,3,4,5]；另一条途径是以甲壳质为原料，用硫酸直接降解的方法制备氨基葡萄糖硫酸盐[6,7]
。两条途径各有优势，经过不断的努力和改进，氨基葡萄糖硫酸盐的制备工艺已经实现产业化，创造了良好的经济和社会效益。 1.1 层析法
在人们发现氨基葡萄糖硫酸盐对骨关节软骨细胞具有良好的修复作用后，首先意大利的Luigi Rovat [2]等人在1963年发明了层析法制备氨基葡萄糖硫酸盐的方法。其制备方法是用硫酸钠水溶液处理装在层析柱中的阴离子交换树脂，用蒸馏水洗涤洗去多余硫酸钠，再用氨基葡萄糖盐酸盐水溶液通过层析柱，收集过柱溶液，在45-52℃条件下浓缩，浓缩液与丙酮混合，将混合物冻干，用乙醇洗涤，得到白或淡黄结晶。该结晶熔点为115-122℃，在127℃分解。
该方法制备得到的氨基葡萄糖硫酸盐，氯离子含量低、产物纯度较高。但是需要将混合物用冻干方法干燥，因含有丙酮难以冻干，所以难以工业化大规模生产。
2010年第4期
腊八的诗句2010年4月
化学工程与装备
Chemical Engineering & Equipment
107许晨：氨基葡萄糖硫酸盐的制备方法研究进展
1.2 有机强碱法
Luigi Rovat[4]等人在1972年报道了采用有机强碱法制备氨基葡萄硫酸盐的方法。反应机理如上图所示。
首先让金属钠和甲醇反应制备甲醇钠溶液。控制温度30℃，向甲醇钠的溶液中加入氨基葡萄糖盐酸盐，搅拌5分钟后，快速离心悬浮液，过滤除去生成的氯化钠得到的滤液为氨基葡萄糖的甲醇溶液，将滤液冷却至0℃，向溶液中加入含有20％三氧化硫的浓硫酸，调节pH值在2～3之间，在0℃继续搅拌反应一个小时，加入丙酮（醚或者其它的非水溶剂）。混合物离心过滤。滤出的固体先用丙酮洗涤，后用醚洗涤。得到的产物在50℃下干燥。产品产率为86.6％，熔点为117℃。李继珩[6]等人在2000年改进了此方法，他们将氨基葡萄糖盐酸盐加入到40-50℃的乙醇钠溶液中，搅拌溶解，过滤。滤液于低温下用浓硫酸调节pH 4.0左右，加丙酮沉淀过夜，过滤得沉淀物，真空干燥得到淡黄的氨基葡萄糖硫酸盐。平均收率为93.7％，含量为98.6％，其中硫酸根的含量平均为21.5％，该方法提高了产品的平均收率。该方法要先将氨基葡萄糖盐酸盐转化成氨基葡萄糖碱，通过调节pH控制发烟硫酸的加入量，各批次制备得到的氨基葡萄糖硫酸盐组成有差异，稳定生产有一定困难。
1.3 硫酸降解法
如何单手转笔2002年我国的肖玲和张江林等[6]改变了以往一直以氨基葡萄糖盐酸盐为原料制备氨基葡萄糖硫酸盐的思路，他们采用硫酸直接降解甲壳质制备氨基葡萄糖硫酸盐。用浓硫酸直接降解处理后的甲壳质，降
解液经脱后，用有机溶剂处理除去未降解的大分子，得到的溶液经浓缩、沉淀、洗涤得到氨基葡萄糖硫酸盐。该方法消耗大量有机溶剂，生产成本较高，残留的有机溶剂、非单糖化合物组分使产品纯度大受影响，作为保健品、药品应用尚有关键技术需要突破。2008年，厦门蓝湾科技有限公司[7]改进了该生产方法，硫酸降解甲壳质后采用多级膜分离方法除去过量的硫酸、大分子化合物以及浓缩，最后冷冻干燥获得高纯度产品。膜分离法处理量大，不使用有机溶剂，生产工艺具有明显的创新和突破。
氨基葡萄糖硫酸盐性质也与其它众多的硫酸盐一样，具有很强的吸湿性，加工条件较苛刻，也不易贮存。目前氨基葡萄糖硫酸盐贮存稳定性问题尚未得到很到的解决。2 氨基葡萄糖硫酸复盐的制备
2.1 以氨基葡萄糖硫酸盐为原料的制备方法
由于氨基葡萄糖硫酸盐吸湿性太强，不易加工和贮存，人们一直在寻一种可使其稳定存在的形式。1987年Senin等人[8]使用氨基葡萄糖硫酸盐为原料，成功地制备出含有氯化钠的复盐，该复盐克服了氨基葡萄糖硫酸盐的吸潮性。使氨基葡萄糖硫酸盐向应用迈进了一大步。其制备方法为：在60℃的蒸馏水中搅拌溶解精制氯化钠，控制温度在40℃边搅拌边加入化学计量的氨基葡萄糖硫酸盐，在3个小时内滴加液体沉淀剂（丙酮，乙醇，乙腈，四氢呋喃和二恶烷）。让所得的氨基葡萄糖硫酸盐复盐的悬浮液在30℃缓慢搅拌18小时，接着进一步冷却至5℃，再过滤氨基葡萄糖硫酸盐复盐晶体，在45℃的烘箱中干燥18小时。制成的复盐成结晶状态，性质稳定。
2.2 以氨基葡萄糖盐酸盐为原料的制备方法
Schleck等人和其他的研究者用氨基葡萄糖盐酸盐为原料制备氨基葡萄糖硫酸盐[9~14]，简化了制备工艺。根据干燥方法，我们将氨基葡萄糖硫酸盐复盐的制备方法分为冷冻干燥法和有机沉淀剂法。
2.2.1 冷冻干燥
Schleck等人[9]在1998年发明了含有氯化钾的氨基葡萄糖硫酸盐的制备方法。化合物的纯度大约为97％，最大含水量为10 wt. %。制备方法是：在1升的三颈烧瓶中装上温度计、搅拌器和冷凝器，加入352.7g纯水、107.8 g (0.5 mole)的氨基葡萄糖盐酸盐，搅拌下使其完全溶解（氨基葡萄糖盐酸盐溶解为吸热过程）。在搅拌几分钟后加入43.5 g (0.25 mole)的硫酸钾，于35-40℃继续搅拌1个小时使反应完全，得到氨基葡萄糖硫酸盐氯化钾水溶液，将溶液然直接冷冻干燥，去掉90 wt. %的水，控制氨基葡萄糖硫酸盐的降解在3％以内，产率为98.5％。与此同时，他们还采用了异丙醇和丙酮为沉淀剂沉淀制备复盐化合物。分析结果表明，由沉淀法得到的化合物产率和纯度比冷冻干燥法低。如果用氨基葡萄糖硫酸盐和氯化钾以物理混合法制备的氨基葡萄糖硫酸盐氯化钾是一种混合物，而Schleck等人发明的制备方法得到的氨基葡萄糖硫酸盐氯化钾是一种具有化学计量关系的化合物而不是混合物。李准基受伤
Schleck等人[10]于1999年采用相同的方法又制备了其它的氨基葡萄糖硫酸复盐，金属阳离子为锂、钠、镁、锌和锰。化合物的纯度大约为97％，
108 许晨：氨基葡萄糖硫酸盐的制备方法研究进展
最大含水量为10 wt. %。他们对氨基葡萄糖盐酸盐与金属硫酸盐的物理混合物和通过合成的方法制备的化合物进行了旋光度和密度的比较。物理混合物的溶液在10分钟、2小时和24小时等不同时间测得的旋光度各不相同，而化合物的旋光度不随时间改变。相同的组成，物理混合物密度比化合物密度大。另外混合物和化合物在相同的两种混合溶剂中的分散性也表明了它们的区别，物理混合物在混合溶剂中分为三层，而化合物只分为两层。通氮气试验表明：物理混合物通氮气前后氯化物含量发生变化，而化合物的氯化物含量在通氮气前后没有变化。这些试验结果都证明Schleck等人所制备的氨基葡萄糖硫酸盐的金属氯化物是一种化合物，而不是物理混合物。
该制备方法工艺简单、纯度高、性质稳定，为一种较为理想的制备方法。缺点是冷冻干燥方法生产成本较高，产量规模受限。
2002年Schleck等人[11]又发明了另外一种制备氨基葡萄糖硫酸盐复盐的方法。将氨基葡萄糖盐酸盐与金属氢氧化物同时溶解于水溶液中，反应生成氨基葡萄糖金属氯化物，再加入硫酸生成氨基葡萄糖硫酸盐和金属氯化物，制备含有金属氯化物的氨基葡萄糖硫酸盐复盐，金属阳离子为钠、钾、镁、锂、锌、钙和锰。化合物纯度为97％，最大含水量为10 wt％。具体方法是：在配有磁力搅拌器的1升烧瓶内加入一定量的水，边搅拌边加入107.8克（0.25mol）的氨基葡萄糖盐酸盐，至溶解，再加热到35℃，
在搅拌下加入0.25 mol的氢氧化钙（氢氧化镁、氢氧化锌）或者0.5mol的氢氧化钠（氢氧化钾、氢氧化锂），持续搅拌2小时直至沉淀完全溶解，过滤除去少量沉淀，经测定滤液pH为8.0-9.0。滤液置于冰浴（15℃）中冷却，49 g （0.25 m）的硫酸用等量的水稀释后，在15分钟内缓慢滴加到滤液中，反应完全后混合物（pH=4.0）在压力为200 milliTorr，温度为-40℃至 -5℃下进行冷冻干燥，产率为95～97％。dodolook
该工艺过程比氨基葡萄糖盐酸盐直接与金属硫酸盐作用的方法复杂，产率且更低，因此在实际应用中不是提倡的制备方法。
2.2.2 有机沉淀剂法
1998年De Wan[12]等人发明了用氨基葡萄糖盐酸盐和硫酸钠为原料，通过有机沉淀剂沉淀反应的方法制备氨基葡萄糖硫酸钠复盐。该方法是在装有搅拌器、温度计和冷凝器的750ml的四颈烧瓶中加入75ml蒸馏水，将温度加热到70℃。将14.21 g（0.1 摩尔、分子量为142.06）的硫酸钠在70℃的烘箱内烘干恒重，恒重后的硫酸钠边搅拌（170 ±10转/分）边加入烧瓶内，搅拌20分钟使其完全溶解。而后降低温度至50℃，加入43.13 g （0.2 摩尔，分子量215.64）的氨基葡萄糖盐酸盐，维持相同温度和搅拌速度，持续搅拌45分钟使完全溶解，再升温至55℃，调整搅拌速度为140 ±10 转/分，加入沉淀剂（丙酮或乙醇，乙腈，四氢呋喃，二氧杂环乙烷），于3小时内逐滴加完450毫升丙酮。再在30℃温度
下维持搅拌速度为100 ±10 转/分持续搅拌18小时，用冰水浴将温度降至5℃，过滤得到结晶物。将结晶产物转入烘箱内，于55℃干燥18小时。得到55.1 g （产率 96.1%）的乳白带苦味的晶体。
2002年，涂书霞等人[13]采用同样的方法制备了氨基葡萄糖硫酸钾、氨基葡萄糖硫酸镁、氨基葡萄糖硫酸钙复盐产品，这些复盐在25℃，60％的相对湿度条件下放置12个月，仍保持稳定。在40℃、85％相对湿度条件下，放置12个月后可以观察到颜略微变暗，氨基葡萄糖的含量略有下降（大约3-4％），继续放置12个月，则氨基葡萄糖含量保持稳定不变。用有机沉淀剂法制备的氨基葡萄糖硫酸复盐具有晶体结构，纯度较高，也容易纯化。
Senin等人、Schleck等人和De Wan等人制备的氨基葡萄糖硫酸钠（钾）复盐中金属氯化物含量较高。在2004年Mukhopadhyay等人[14]又发明了钠（钾）含量较低的氨基葡萄糖硫酸盐复盐的制备方法。该方法将氨基葡萄糖盐酸盐（6.45 g, 0.03 mol）和硫酸氢钠（或硫酸氢钾）（0.015 mol）加入装有25 ml水的烧瓶中，使其溶解，在室温下将所得到的溶解液逐滴加入150 ml急剧搅拌的异丙醇中。加完后持续搅拌4小时，然后置0-5℃环境中放置至沉淀完全，抽滤沉淀物，分别用25 ml异丙醇洗涤产物两次。所得到的氨基葡萄糖硫酸盐复盐为白固体，在25℃真空 (2 mm Hg)下进一步干燥。得到的产品熔点高于300℃。这种方法制备的复盐分子式为：（C6H13O5N ）2HSO4 Cl NaCl，钠含量明显降低，为5%左右。
氨基葡萄糖硫酸钾（钠）复盐具有很好的化学稳定性，在高湿度条件下不吸潮、不褐变、制备方法简单，符合药用标准，特别是低钠含量的复盐产品，作为药用已经广为临床应用。但是纯净的氨基葡萄糖硫酸盐在制备技术上若能解决产品的吸湿性和非酶褐变作用，使其在贮存过程中保持稳定，
109许晨：氨基葡萄糖硫酸盐的制备方法研究进展
其使用安全性将超过含金属氯化物的氨基葡萄糖硫酸盐复盐。其解决途径有结构改造、剂型改造等等。我们期望有更加完善的氨基葡萄糖硫酸盐制剂面市，造福骨关节炎患者。
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Progress in studies of the method of preparing glucosamine sulfate
Abstract：The method of preparing pure glucosamine sulfate and mixed salts has been reviewed in this paper. Key words：glucosamine sulfate; mixed salts; preparation
（上接第169页）
确定了各指标的量化方法和分级模型。对于重大危险源风险评价体系的构建来说，须继续在实践中不断摸索修正，根据需要予以适当的调整。
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