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2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II、其制备方法、包含该物质的营养、化妆品和药物配制物

摘要

2'‑O‑岩藻糖基乳糖的晶型II具有X射线粉末衍射图,所述X射线粉末衍射图包括在25℃的温度下用波长为0.15419nm的Cu‑Kα1,2辐射测定的在2θ角(13.65±0.20)°、(16.98±0.20)°和(18.32±0.20)°处的三个反射,所述晶型表现出通过13C‑NMR测得的在40∶60至60∶40范围内的α∶β端基异构体比例。

著录项

说明书

本发明涉及含有α∶β端基异构体为40∶60至60∶40的端基异构体混合物的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型。本发明进一步涉及获得新晶型的方法。本发明进一步涉及新晶型用于营养应用(例如幼儿营养,特别是婴儿营养)、以及药物应用(例如改善和/或维持人的健康状况,包括肠道健康、免疫系统的稳定性以及本文公开的其他方面)的用途。

背景技术

2′-岩藻糖基乳糖(CAS号:41263-94-9:α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖(α-L-fucopyranosyl-(1→2)-O-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose),以下简称2’-FL)是一种在母乳中相对大量地发现的寡糖。已经在多方面报道,母乳中存在的2′-FL有因果关系地降低母乳喂养新生儿的感染风险(参见例如,Weichert等人,Nutrition Research,33(2013),Volume 10,831-838;Jantscher-Krenn等人,Minerva Pediatr.2012,64(1)83-99;Morrow等人,J.Pediatr.145(2004)297-303)。因此,2′-FL作为食品补充剂的成分,特别是作为人源化乳制品的添加剂,尤其是婴儿营养的添加剂是特别令人关注的。

2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的分子结构如图1所示。

通过经典化学或生物化学手段制备2′-O-岩藻糖基乳糖的方法在文献中已有不同描述(对于经典化学手段,参见例如US 5,438,124、WO 2010/070616、WO 2010/115934、WO2010/115935、WO 2016/038192和WO 2017/153452;对生物化学手段,参见例如Drouillard等人,Angew.Chem.Int.Ed.45,1778(2006)、WO 2010/070104、WO2012/007481、WO 2012/097950、WO 2012/112777、WO 2013/139344、WO 2014/086373、WO 2015/188834和WO 2016/095924)。

原则上,出于经济和环境原因,使用转化的微生物如转化的大肠杆菌通过发酵方法生产2’-FL是有前途的。然而,2′-FL的分离很繁琐,并且通常需要

-通过离心分离含有产物的上清液,

-将产物吸附在活性炭床上,将其用水洗涤以除去诸如盐、氨基酸和蛋白质碎片的水溶性污染物,

-用醇或含水醇洗脱产物,以及

-最后同样重要的是,在木炭-硅藻土床上通过凝胶渗透色谱法或快速色谱法将2′-FL从其他碳水化合物(如乳糖和岩藻糖)中分离。

该分离方法的主要缺点是对色谱分离的需要,以便获得纯物质或至少获得富含目标化合物但仍含有不希望的衍生物的混合物。尽管重复的色谱分离可以导致纯度的提高,但其在处理进料溶液和柱填料以进行分离并任选地使填料再生(尤其是在大规模或工业规模下)的高成本和相对长的工艺时间可能是不利的和/或麻烦的。

结晶或重结晶原则上是一种用于从反应混合物中分离产物并将其与污染物分离从而获得纯化的物质的简单且廉价的方法。因此,使用结晶的分离或纯化可以使整个技术工艺稳健且有成本效益,因而其与其他方法相比原则上是有利和有吸引力的。尽管通过传统的有机合成而制备的2′-FL的结晶是分离或纯化2′-FL的有效手段,但结晶法不易应用于通过非经典有机合成制备的2′-FL,因为通过2′-FL的发酵生产而获得的产物包含大量的副产物,特别是包括除2′-FL以外的寡糖,而且包括单糖。由于这些单糖和寡糖具有相当的极性,并且因此具有相当的溶解度,因此它们难以通过结晶工艺而分离。

Kuhn等人(Chem.Ber.1956,第2513页)报告了通过重复的色谱法纯化的2′-FL不易结晶,而是保持糖浆。作者提到,当长时间放置2′-FL的水溶液时,几乎不会形成2′-Fl的晶体。仅可以从含有水与大量有机溶剂的混合物的溶液中获得大量晶体2′-FL。

WO 2014/086373描述了一种从发酵液中获得诸如2′-FL的寡糖的方法,该方法包括将发酵液冷冻干燥,优选在从其中去除蛋白质后,以产生干燥粉末;用脂族醇(例如甲醇)处理该干燥粉末以溶解寡糖,然后将该寡糖从醇溶液中结晶出来。该方法是繁琐的,因为它需要事先将发酵液冷冻干燥并使用有机溶剂。

WO 2015/188834描述了一种从含有2′-FL和岩藻糖基化寡糖(如二岩藻糖基乳糖)的水溶液中结晶2′-FL的方法,该方法包括通过使用具有编码1,2-岩藻糖转移酶的重组基因的基因修饰细胞来发酵生产2′-FL,将上清液与非碳水化合物固体和污染物分离,如何加入C

WO 2016/095924描述了一种从含有2′-FL和岩藻糖基化寡糖(例如二岩藻糖基乳糖)的水溶液中结晶2′-FL的方法,该方法包括提供如WO 2015/188834中所述的2′-FL和岩藻糖基化寡糖的水溶液,和向该水溶液中添加乙酸以实现2′-FL的结晶。

WO 2014/009921描述了2’-FL的不同多晶型物形式。虽然多晶型形式B可以通过从水中重结晶纯2′-FL(例如,纯多晶型形式A)来获得,但其中并未描述对含有2’-FL的原料(其另外含有大量不同于2′-FL的单糖或寡糖)的纯化。

WO 2011/150939 A1描述了多晶或单晶形式的晶体2′-O-岩藻糖基乳糖多晶型物I和II。该公开描述了多晶型物II可以是100%的α-端基异构体形式或100%的β-端基异构体形式,或他们的混合物。然而,该公开没有提及具有特定比例的α∶β端基异构体的任何特定混合物。还没有公开显示据称获得的II型晶体的端基异构体组成的任何数据。

WO 2013185780 A1公开了一种用于增强人乳寡糖(HMO)或其前体或混合物在25℃的温度下长时间储存时的稳定性的方法,包括(a)在水溶液中提供HMO或其前体或混合物,以及(b)然后喷雾干燥水溶液以除去至少90%的水,并提供具有至少40℃的较高玻璃化转变温度(Tg)的HMO或其前体或混合物。因为Tg仅是所讨论化合物的已知或至少可测量性质,故该文献仅要求保护已经知道的HMO的喷雾干燥。

WO 2018164937 A1公开了晶体2-岩藻糖基乳糖的生产,包括浓缩包含2-岩藻糖基乳糖和至少一种其他碳水化合物的起始水溶液以形成过饱和溶液,并沉淀2-岩藻糖基半乳糖晶体,同时使该过饱和溶液在高于60℃的温度下。在2-岩藻糖基乳糖晶体的沉淀期间,所述过饱和溶液任选地包含1重量%或更少的有机溶剂。

多态性是物质以不同晶型结晶的趋势。不同的晶型具有不同的物理性质,例如熔融和升华温度、溶解度、溶解速率、稳定性和吸湿性。

必须注意,多态性的纯定义描述了包含相同分子的晶型。伪多态性是对水合物和溶剂化物的某种扩展。然而,即使该定义对于端基异构体的描述也不够广泛。在2′-FL的情况下,可以形成两个端基异构体:α-和β-端基异构体。两种端基异构体是不同的分子,但是可以根据所使用的条件和环境彼此互换。

文献中已经描述了2’-FL的以下特定晶型,即多晶型物:例如WO2014/009921A2(Inalco)公开了三种晶型(形式A:每2′-FL分子1.5个水;形式B:每2′-FL分子2.5个水;形式C:无水物),WO2014/069625A1(Kyowa Hakko)公开了2’-FL的两种晶型(与Inalco公开中类似的形式A和B);WO2011/150939(Glycom)公开了两种不同的无水物形式(形式I和形式II)。

当然,除了多晶型物以外,2′-FL的无定形形式也是众所周知的,因为其可以容易地从2′-FL溶液中通过干燥来获得,例如喷雾干燥、冷冻干燥或任何其他类型的干燥。

对2′-FL的不同晶型使用术语“多态性”是有意义的,因为知道它是以某种方式扩展的。在下文中,“多晶型物”也用作不同α∶β-端基异构体比例的晶型的术语。Inalco、KyowaHakko和Glycom的三篇引用的专利申请的作者使用了对多晶型物定义的相同扩展。

以上引用的文件均未公开多晶型形式II的2’-FL的α与β-端基异构体的特定端基异构体比例。所公开的所有方法没有或至少不一定产生α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40或更窄(包括50∶50比例)的2′-O-岩藻糖基乳糖的这种晶型II。

然而,晶型总是与诸如宏观晶体的晶体结构和晶体团聚体的某些宏观性质相关联,并且因此对诸如流动性、溶解行为(如溶解速度)、成团趋势等宏观性质有显著影响。原则上,这是在有机化学领域并且特别是糖化学领域工作的技术人员已知的,而且是在药学、营养和农业化学环境和制剂中使用的生理活性化合物领域中工作的技术人员已知的。因此,非常希望晶体结构的稳定性的改善,即使可能仅实现轻微的改善,因为所要生产的讨论中的化合物的量和/或这种化合物的价值通常非常高;因此,即使是轻微的改善也可能会导致产品的显著优势和/或这种化合物的生产商和/或使用者的高成本节约。

因此,仍需要与所有先前已知的晶型相比,具有更好的性质分布(如更大的稳定性)的改进的2’-FL的晶体形式。

因此,本发明涉及:

a)α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II;

b)一种结晶α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40的2′-FL的晶型II的方法;

c)通过本发明方法可获得的α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40的2′-FL的晶型II;

d)α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40的2′-FL的晶型II,其中纯度以总糖为基准为至少98重量%,和/或有机溶剂的残留溶剂含量以总固体为基准为至多为0.5重量%;

e)一种营养配制物,特别是婴儿配制物,或药物配制物,其包含所要求保护的a)、c)或d)的晶型或可从b)获得的晶型。

f)所要求保护的a)、c)或d)的晶型或可从b)获得的晶型用于制备以下物质的用途:

a.用以促进婴儿或幼儿的大脑、免疫系统、肠道微生物环境的发育和/或改善;和/或人类儿童或成人内大脑、免疫系统、肠道微生物环境、一般体质能力和/或对病原体攻击的耐抗性的发育和维持的营养配制物,或

b.用于维持和/或改善皮肤诸如弹性、对病原体攻击的耐抗性和/或皮肤微生物的化妆品配制物;或

c.用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击的药物配制物。

g)一种包含所要求保护的根据e)的营养配制物的营养制剂,其包含水和任选的至少一种选自以下的其他合适成分:乳糖、单糖、二糖和/或寡糖(除2′-FL外)、维生素、矿物质、益生元、益生菌,其中2′-O-岩藻糖基乳糖的α∶β端基异构体的比例保持稳定,并且其中所述制剂不是哺乳动物乳;和

h)一种处理根据权利要求16或17所述的营养制剂的方法,其中所述制剂在至少30℃的升高温度下保持至少3分钟的时间段。

因此,本发明的具体实施方案如下:

实施方案1:α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II。

实施方案2:根据实施方案1的晶型,其中α∶β-端基异构体比例为40∶50至50∶40。

实施方案3:根据实施方案1的晶型,其中α∶β-端基异构体比例为42∶50至50∶42。

实施方案4:根据实施方案1的晶型,其中α∶β-端基异构体比例为45∶50至50∶45,优选48∶50至50∶48。

实施方案5:根据实施方案1的晶型,其中α∶β-端基异构体比例为约50∶50。

实施方案6:根据实施方案1的晶型,其中α∶β-端基异构体比例正好为50∶50。

实施方案7:一种结晶实施方案1至6中任一项的晶型II的方法。

实施方案8:根据实施方案7的方法,其中在通过诱发结晶条件而自身启动或开始结晶之前,将结晶溶液保持足够长的时间以在优选至少20℃的温度下达到两种端基异构体形式的平衡。

实施方案9:根据实施方案7或8的方法,其中通过降低温度和/或除去部分结晶溶剂和/或添加晶种来引发结晶。

实施方案10:根据实施方案7至9中任一项的方法,其中该方法包括以下的另外步骤:从母液中分离晶体、洗涤晶体、从洗涤的晶体中除去残留溶剂,并任选地包括以下的另外步骤:在适于进一步减少残留有机残留物(如有机溶剂)的含量的条件下将晶体暴露于水蒸气下。

实施方案11:通过实施方案7至10中任一项的方法获得的实施方案1至6中任一项的晶型。

实施方案12:2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,其α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选45∶55至55∶45,更优选40∶52至52∶48,甚至更优选约50∶50,例如正好50∶50,其中2’-FL的纯度基于总糖为至少98重量%,优选至少99重量%,甚至更优选至少99.5重量%,并且2′-FL含量基于总固体为至少90重量%,优选至少92重量%,更优选至少94重量%,甚至更优选至少95重量%,最优选至少96重量%,例如97重量%、98重量%或甚至99重量%或更大以及其间的每个值,和/或有机溶剂的残留溶剂含量基于总固体为至多0.5重量%,优选至多0.1重量%,更优选至多0.05重量%,甚至更优选至多0.01重量%。

实施方案13:一种营养配制物,特别是婴儿配制物,或药物配制物,其包含实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型。

实施方案14:根据实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型用于制备以下的用途:

A)营养配制物

a.用以促进婴儿或幼儿的大脑、免疫系统、肠道微生物环境的发育和/或改善;和/或

b.人类儿童或成人内大脑、免疫系统、肠道微生物环境、一般体质能力和/或对病原体攻击的耐抗性的改善和维持,或者

B)用于维持和/或改善皮肤诸如弹性、对病原体攻击的耐抗性和/或皮肤微生物的化妆品配制物;或

C)用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击的药物配制物。

实施方案15:根据实施方案13的配制物,当与包含不同于实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型的2′-O-岩藻糖基乳糖的其他晶型的配制物相比时,其具有改善的贮存稳定性。

实施方案16:一种包含根据实施方案13或15的配制物的营养制剂,其包含水和任选的至少一种选自以下的其他的合适成分:乳糖、单糖、二糖和/或寡糖、维生素、矿物质、益生元、益生菌,其中2′-O-岩藻糖基乳糖的α∶β端基异构体的比例保持稳定,并且其中所述制剂不是哺乳动物乳。

实施方案17:根据实施方案16的营养制剂,其中所述α∶β-端基异构体比例为约50∶50,优选为50∶50。

实施方案18:一种处理根据实施方案16或17的营养制剂的方法,其中所述制剂在至少30℃,优选至少35℃的升高温度下保持至少3分钟,优选至少5分钟,更优选至少7分钟的时间段。

具体实施方式

在这里和在完整的描述中,术语2′-FL和2′-岩藻糖基乳糖同义使用,并且是指α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖,包括α-和β-端基异构体及其混合物。

术语α∶β端基异构体比例和阿尔法∶贝塔端基异构体比例在全文中可互换使用。单词的单数形式也包含复数形式,并且复数形式也包含单数形式。

如本文所用,术语“2′-FL原料”是指寡糖组合物,其含有基于原料中的单糖和寡糖的总量具体地为至少70重量%的量的作为主要成分的2′-FL,以及相当量的,即大于0.5重量%,特别地至少2重量%,尤其是至少5重量%,例如6重量%、7重量%、8重量%、9重量%或甚至10重量%的一种或多种不同于2′-岩藻糖基乳糖的单糖或寡糖。具体而言,通过本发明的方法由其获得晶体2′-FL的2′-FL原料包含:

-基于原料中单糖和寡糖的总量,70至99.5重量%,特别地75至95重量%,尤其是78至92重量%的2′-FL,和

-基于原料中单糖和寡糖的总量,0.5至30重量%,特别地5至25重量%,尤其是8至22重量%的一种或多种不同于2′-岩藻糖基乳糖的单糖和寡糖。

2′-FL原料中所含的不同于2′-岩藻糖基乳糖的典型单糖和寡糖包括但不限于乳糖,除2′-FL之外的岩藻糖基化乳糖,例如二岩藻糖基乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖。这些单糖和寡糖在下文中称为“碳水化合物杂质或副产物”。

如本文所用,术语“除2’-FL之外的岩藻糖基化乳糖”包括除2’-FL之外的任何单岩藻糖基化乳糖。术语“除2′-FL之外的岩藻糖基化乳糖”还包括任何多岩藻糖基化乳糖,特别是也称为“二岩藻糖基乳糖”的二岩藻糖基化乳糖,例如2,2′-O-二岩藻糖基乳糖或2′,3-O-二岩藻糖基乳糖。

同样地,本文所用的术语“岩藻糖基化乳果糖”包括任何单岩藻糖基化乳果糖和多岩藻糖基化乳果糖,即在乳果糖的半乳糖部分上被1个或多个,例如1或2个岩藻糖部分岩藻糖基化的乳果糖。

前述碳水化合物杂质或副产物可以在发酵期间或在发酵后条件下形成。例如,由于乳糖的半乳糖部分上的除α-1,2-岩藻糖基化以外的岩藻糖基化不足、缺陷或受损,或者在发酵或发酵后条件下2’-FL的岩藻糖迁移或者来自多岩藻糖基化乳糖的岩藻糖水解,可以形成除2’-FL之外的岩藻糖基化乳糖。其他碳水化合物杂质或副产物可以通过重排形成,例如乳果糖和岩藻糖基化乳果糖,或者通过水解形成,例如岩藻糖、葡萄糖、半乳糖和乳糖,或者可以是未消耗的起始材料,例如葡萄糖或乳糖。

特别地,2′-FL原料包含除2′-FL之外的至少一种岩藻糖基化乳糖,特别是二岩藻糖基乳糖。特别地,基于2’-FL原料中所含的单糖和寡糖的重量,岩藻糖基化乳糖的量为0.5至10重量%。特别地,2′-FL原料还包含乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的至少一种或两者的混合物。特别地,基于2’-FL原料中所含的单糖和寡糖的重量,乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的总量为0.5至10重量%。

实施方案1至6:2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II

本发明涉及2′-O-岩藻糖基乳糖(2’-FL)的晶型II,其α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选40∶50至50∶40,更优选42∶50至50∶42,甚至更优选45∶50至50∶45,例如48∶50至50∶48,约50∶50以及正好50∶50。

从例如WO 2011150939 A1的公开内容中已知2’-FL的形式II的晶体。然而,该公开仅描述了多晶型物II可以是100%的α-端基异构体形式或100%的β-端基异构体形式,或其虽然具有非特定端基异构体比例的混合物。还没有公开显示据称获得的II型晶体的端基异构体组成的任何数据。

表1中列出了补充了本发明的多晶型物的Inalco、Kyowa Hakko和Glycom的上述三个引用的专利申请中提供的数据的比较。

表1:2′-FL多晶型形式的比较;*:根据SCXRD的数据,

2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II原则上描述于例如WO2011/150939中。所呈现的数据由粉末X射线衍射数据、IR数据、DSC数据和HPLC分析组成。据说“晶体2-FL多晶型物II可以看作是α-和β-端基异构体的α∶β混合物或者甚至端基异构体之一的纯形式”,但没有提供任何数据,也没有描述确定该α∶β比例的方法。

然而,本发明能够直接制备α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40直至窄至50∶50的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II,实验表明,通过本文公开的方法可以制备约50∶50(即50∶49,50:50)。

具有本文定义的α∶β端基异构体比例的本发明的2’-FL的晶型II显示了如先前所公开的特征XRPD峰,例如其在X射线粉末衍射图中的特征反射,特别是以2θ值表示的以下反射:16.98±0.2°,13.65±0.2°和18.32±0.2°(在25℃和Cu-Kα辐射下)。

实施方案7至10:结晶实施方案1至6中任一项的晶型II的方法。

本发明还公开一种结晶2′-O-岩藻糖基乳糖(2’-FL)的晶型II的方法,其α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选40∶50至50∶40,更优选42∶50至50∶42,甚至更优选45∶50至50∶45,例如48∶50至50∶48,约50∶50以及正好50∶50。

已经发现,通过使溶液保持在优选至少20℃的升高温度下足够的时间以及然后在水溶液中诱发受控过饱和条件并由此实现2′-FL的选择性结晶可以有效且可靠地从含有大量除2′-FL以外的单糖和寡糖的2′-FL原料的水溶液中结晶出具有特定端基异构体比例的2′-FL的所要求保护的形式II。在2′-FL原料的水溶液中诱发受控过饱和条件允许有效的结晶,而无需在结晶期间使用大量的有机溶剂。这是非常令人惊讶的,因为2′-FL在水中高度可溶,并且甚至纯2′-FL也很难从水中结晶;2′-FL原料中所含的大量单糖和寡糖应进一步阻碍2′-FL的结晶。具体地,设置结晶程序以便在诱发结晶条件之后自身启动或开始结晶之前,将结晶溶液保持在优选至少20℃的温度下足够的时间以达到两种端基异构体形式的平衡。

“足够”的时间取决于所采用的实际温度和结晶液中2′-FL的浓度(在例如液体的粘度方面)以及溶液中的热能。因此,增加温度显然会减少达到平衡所需的时间,而增加粘度会增加应归于阻碍了整个样品中热能的传递所需的时间。

添加有机溶剂(其为2′-FL的非溶剂)会降低2′-FL的溶解度,并且还会影响达到平衡的时间。

因此,作为一般原理,必须留意在选择以使系统达到平衡或达到尽可能接近所需程度的条件下允许足够的时间。由于存在许多变量,因此针对所有情况没有给出一般指导。然而,本文公开的实施例用作指导。

实际上,当达到平衡时,可以使用例如NMR测量和计算容易地确认α与β的端基异构体比例。因此,如果时间是“足够的”,则可以针对每种单独的结晶情况容易地确定,然后可以将其用作下一次结晶的指导。如果50∶50的最佳α∶β端基异构体比例不是期望的,那么当然可以选择更短的时间。

已经发现α∶β端基异构体比例为60∶40至40∶60的本发明的晶型II具有良好至最佳的最佳性能,其中与较宽的范围相比,较窄的范围显示出至少略有改善的结果,并且在接近50∶50,例如48∶50、49∶50或约50∶50时具有最佳结果。

“约50∶50”是指该比率非常接近该值,但在数值上并不精确地等于该值,例如50∶49.5、49.5∶50等的比例将被视为满足本发明内的“约50∶50”的定义,并且因此涵盖在所要求保护的主题内。

通过降低温度和/或除去部分结晶溶剂和/或添加晶种和/或添加为2′-FL的非溶剂(在本发明内称为"反溶剂")或者至少降低2’-FL的溶解度的溶剂来"引发"本发明的结晶过程。

可以逐渐地或连续地降低温度,优选以不太大的增量一小步一小步地降低温度,或者以不太短的时间间隔连续地降低温度。

可以连续或逐步加入反溶剂以引发结晶。

可以使用对此已知的任何合适手段通过蒸发将反溶剂和/或溶剂除去,以引发结晶。

搅拌还可以帮助引发结晶,特别是在过饱和条件下。存在许多本领域已知的适合引发结晶的方法,并且原则上所有这些方法都是适用的。

这种结晶的典型程序在本领域中是众所周知的。

优选的结晶程序如下:

从2′-FL原料中结晶2′-岩藻糖基乳糖的晶型II的方法,该原料包含作为主要成分的2′-FL和任选存在的一种或多种不同于2′-FL的单糖或寡糖,其中该方法包括:

a)提供2′-FL原料在水中的溶液,该溶液包含基于水的总量不超过5重量%的有机溶剂;

b)通过在溶液中诱发受控过饱和条件,添加反溶剂,搅拌,降低温度和/或蒸发溶剂,实现从步骤a)中提供的溶液中结晶出2’-FL;和

c)从母液中分离出晶体2′-FL,

并且其中在步骤b)中的诱发结晶期间,基于步骤b)期间存在的水的总量,存在不超过5重量%的有机溶剂。

本发明的方法与若干益处相关联。它允许将2′-FL从其他寡糖中有效分离,从而以高收率和通常大于93%、特别地大于95%、更优选大于98%且甚至更优选99%或更大的高纯度(基于晶体2′-FL中的有机物)获得2’-FL。特别地,该方法不需要在结晶期间广泛使用有机溶剂,并且因此,将晶体2′-FL包含大量截留溶剂的风险最小化。

通过本发明的方法,以通常具有通常低于10∶1,特别地低于5∶1或者甚至低于2∶1的纵横比(长度与厚度的比例)的致密晶体的形式获得α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选40∶50至50∶40,更优选42∶50至50∶42,甚至更优选45∶50至50∶45,例如48∶50至50∶48,约50∶50以及正好50∶50的基本上纯的晶体2’-FL。结晶材料的平均粒径通常在0.2至1.5mm的范围内,特别是在0.3至1.0mm的范围内,其中该平均粒径是通过光散射法或根据DIN 66165-2:1987-04的筛分法测定的重均粒径。优选地,通过本发明的方法获得的晶体2’-FL包含特别地小于10重量%的具有低于100μm的粒径的颗粒。

特别地并且甚至在不希望使用有机溶剂时更为如此,如果在高于60℃的温度下,特别地在高于62℃的温度下实现2′-FL的结晶,则将获得具有所要求的特定端基异构体比例的晶型II 2′-FL。

本发明还涉及一种从如本文定义的2’-FL原料中获得α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选40∶50至50∶40,更优选42∶50至50∶42,甚至更优选45∶50至50∶45,例如48∶50至50∶48,约50∶50以及正好50∶50的2’-FL的晶型II的方法,该方法包括进行如本文所述的获得晶体2′-FL的方法,条件是将结晶溶液在优选至少20℃的升高温度下保持足够的时间(并且尤其是当不需要使用有机溶剂时),然后在高于60℃,特别是高于62℃的温度下实现结晶,以获得具有指定端基异构体比例的2′-岩藻糖基乳糖的晶型II。

以下描述了通常合适的结晶方法,条件是将在实现结晶之前将结晶溶液在优选至少20℃的升高温度下保持足够的时间的步骤插入到所述程序中:

在本发明方法的第一步骤a)中,提供2′-FL原料的水溶液,然后将其在优选至少20℃的升高温度下保持足够的时间,并且然后在受控过饱和条件下进行第二步骤b)中的结晶。原则上,在本发明的方法中可以使用2′-FL原料的任何水溶液,该水溶液包含基于其中所含的水的量不超过5重量%的有机溶剂。在一个实施方案中,这种有机溶剂是或包含反溶剂。

对于本发明优选的是,在步骤a)中提供并在优选至少20℃的升高温度下保持足够的时间并且然后在步骤b)中进行结晶的2′-FL原料的水溶液以及在步骤b)期间存在的水不包含大量的有机溶剂。优选地,基于步骤a)中提供的溶液中所含的水,步骤a)中提供的溶液中的有机溶剂的浓度不超过5重量%,特别地不超过2重量%,并且尤其不超过1重量%。此外,基于步骤b)期间存在的水,步骤b)期间存在的水中的有机溶剂的浓度不超过5重量%,特别地不超过2重量%,并且尤其是不超过1重量%。在本上下文中,术语“有机溶剂”包括在常压下具有在30至250℃的范围内的沸点并且包括例如有机醇,特别是C

水溶液可以是由生物化学方法或由常规方法即化学方法获得的水溶液。

本发明的方法中使用的2′-FL原料的水溶液优选地由生物化学方法获得,例如其中通过乳糖的酶促生物催化岩藻糖基化或通过发酵获得2′-FL的方法,如例如以下文献中所描述的:Drouillard et al.Angew.Chem.Int.Ed.45,1778(2006)、WO 2010/070104、WO2012/007481、WO 2012/097950、WO 2012/112777、WO 2013/139344、WO 2014/086373、WO2015/188834和WO 2016/095924。

发酵液通常在培养基的上清液中包含至少25g/L的2′-FL,并可以包含高达120g/L的2′-FL或甚至超过120g/L的2′-FL。另外,上清液也可以包含其量相对于2′-FL通常为约1.5至20重量%的DFL。2′-FL/DFL混合物任选地包含在培养基中产生的岩藻糖基化乳果糖,和/或作为未消耗的受体的乳糖或其他单糖或寡糖。

如果在本发明的方法中使用的原料的水溶液是由生物化学方法中获得的,特别地是由发酵中获得的,则所获得水溶液通常在结晶之前进行后处理。

这样的后处理可以包括常规的脱盐步骤,在该步骤期间,在结晶之前将矿物质、盐和其他带电分子从水溶液中提取出来。脱盐可以通过使用常规的离子交换树脂来进行,即、使水溶液通过H

在某些情况下,可能希望在结晶之前选择性地除去2′-FL的水溶液的某些组分。这可以使用不同类型的色谱法来实现,例如具有或不具有循环回路或具有连续色谱过程的洗脱色谱法,如模拟移动床色谱法(SMB),包括其具有入口和出口的异步切换的变型和/或在切换间隔期间流量和/或进料浓度的变型。例如通过T.Eiwegger et al.,PediatricResearch,Vol.56(2004),pp.536-540、CN102676604和EP2857410已经描述了使用SMB纯化由发酵获得的寡糖(如2’-FL)的水溶液的方法,它们可以类推地用于在结晶之前除去2’-FL的水溶液的某些组分。用于进行SMB的合适方法的综述可参见M.Ottens et al.,“Advancesin process chromatography and application”,Chapter 4.4.3,pp.132–135,WoodheadPublishing Limited 2010,以及其中引用的文献。

然后可以通过常规的蒸发步骤或常规的纳滤步骤,包括超滤和渗滤,将通过任何上述方式获得的溶液浓缩。同样,可以加入微滤以去除蛋白质和大分子。可以纳入结晶之前的进一步最终(“无菌”)过滤,以去除微生物污染物。如果步骤a)中提供的2′-FL原料的水溶液基本上不含水不溶性固体材料,即水不溶性材料的量基于其中所含的2’-FL为小于5000ppm,特别地小于1000ppm,或者基于2′-FL原料的水溶液的重量为至多3000ppm,特别地至多1000ppm,则是有益的。因此,后处理将优选地包括常规的澄清步骤。通过该澄清步骤,去除了发酵后的细胞片段(碎片)和蛋白质。澄清优选在以下所述的木炭处理之前。可以以常规方式进行澄清,例如通过产生澄清或部分澄清的上清液的离心沉降。或者,发酵液可以在使其进行步骤b)的结晶之前进行过滤步骤,例如微滤或超滤。例如,以常规方式进行超滤并除去高分子量组分。用于超滤2′-FL发酵液的半透膜可以合适地具有5-50kDa,优选10-25kDa,更优选约15kDa的截止值。根据待澄清的发酵液的特性,可以使用在上述给定范围内的较高和较低截止膜(按此顺序)的组合。任选地,在离心或超滤之后可以进行纳滤,在纳滤期间,在用木炭处理之前,以常规方式浓缩包含2′-FL和碳水化合物副产物的水溶液。在该纳滤步骤中,其膜可具有确保保留分子量为488的2′-FL的孔径;因此,通常可以使用200-300Da的截止膜。

另外,后处理可进一步包括常规的木炭处理,其优选在脱盐步骤之前进行,以去除发色体和任选地从先前的纯化步骤中残留的任选的水溶性生物垃圾。碳水化合物类化合物具有强的亲和力以在水性介质中吸附在木炭上;因此,水溶性污染物可以容易地用(蒸馏的,最好是食品级的)水洗掉。然后可以用酒精或含水酒精从木炭床上洗脱碳水化合物。

然后将步骤a)中提供的溶液在优选至少20℃,更优选至少30℃,甚至更优选至少40℃,例如50、55、60、62、65或更高以及其间的每个值,但优选不超过95℃,更优选不超过90℃,并且可以较低如85、80、75、70等以及其间的每个值的升高温度下保持足够的时间。

在步骤b)中,通过在2′-FL原料的溶液中诱发受控过饱和条件来实现2′-FL的结晶。

依据水溶液的温度,在步骤b)中进行结晶的水溶液中的2′-FL的浓度通常可以为500至750g/L。通常,碳水化合物(即2′-FL和不同于2′-FL的单糖和寡糖)的总浓度在510至950g/L的范围内。

通常,在步骤a)中提供2’-FL浓度为至多500g/L,例如在25至450g/L的范围内的稀溶液,然后对其进行浓缩步骤,例如通过蒸发水至可能发生结晶的2′-FL的浓度,该浓度特别是在500至750g/L的范围内,特别地510至720g/L。

可以在单个步骤中,即在结晶设备中,进行将稀溶液浓缩至结晶所需的浓度范围和结晶。也可以首先执行预浓缩步骤,其中通过蒸发除去水,直至达到仍低于平衡条件下2′-FL的溶解度的2′-FL的浓度。然后,将该溶液引入结晶设备中,并且诱发受控过饱和的如此浓缩的条件。对应于平衡条件下的溶解度的2’-FL的浓度也称为给定条件下的平衡浓度或平衡溶解度c*。如上所述,在其中诱发受控过饱和条件的溶液中的2′-FL浓度通常在500至750g/L的范围内。

出于本发明的目的,为了获得具有指定端基异构体比例的所要求的晶型II,发现如果在步骤b)中进行结晶的2′-FL原料的水溶液中的2′-FL的浓度高于630g/L,特别地高于650g/L,则是有益的。

在给定条件下诱发受控过饱和条件确保了具有指定端基异构体比例的所需晶型II可以从2′-FL原料的水溶液中选择性结晶。

“受控过饱和”是指在结晶期间,过饱和度不超过在那里发生不受控制的,即自发的结晶的值。过饱和度应理解为在结晶期间溶解的2′-FL的实际浓度c与在给定条件下2′-FL在水中的平衡溶解度c*的比率,即比率c∶c*。特别地,比率c∶c*不会超过1.5∶1的值,特别地1.3∶1的值,更特别地1.2∶1的值,尤其是1.15∶1的值。显然,过饱和要求比率c∶c*超过热力学平衡状态,即比率c∶c*为1的状态,即c∶c*具有大于1∶1的值。大于1∶1的值指示例如1.00001∶1,1.0005∶1,1.0001∶1,1.0005∶1,1.001∶1或1.0002∶1的值,特别地在1.00001至1.002∶1范围内的值。在给定温度或压力下,水中2′-FL的平衡浓度c*是已知的,或者可以通过常规实验测定。可以使用水溶液中2′-FL的浓度、进料到结晶设备的2′-FL的量、所除去的水的量和结晶的2’-FL的量来计算水中溶解的2′-FL的实际浓度。溶液或悬浮液的实际浓度也可以通过实验测定,例如,通过ATR-FTIR(衰减全反射傅里叶变换红外光谱)或通过密度测量。

通常通过从2′-FL原料的水溶液中除去水(即通过在结晶条件下增加2′-FL的浓度),和/或通过冷却(即通过在结晶条件下降低2′-FL的溶解度),并且特别地通过蒸发或通过两者的结合来调节溶解的2′-FL的浓度,并因此调节过饱和度。为了达到或保持过饱和条件,优选通过蒸发除去水。特别地,通过水的蒸发或通过组合的蒸发/冷却来诱发和维持过饱和条件。

优选地,通过减压蒸发除去水。优选地,在10至900毫巴范围内的压力下,特别地在50至800毫巴范围内的压力下蒸发水。

优选地,蒸发在至少20℃,特别地至少25℃,更特别地至少30℃,尤其是至少35℃的温度下进行。通常,温度将不超过105℃,特别地不超过100℃或95℃。特别地,进行蒸发的温度也将取决于所产生的多晶型物的类型。为了获得具有指定端基异构体比率的所需晶型II,通常在高于60至105℃,特别地62至100℃或62至95℃范围内的温度下浓缩2′-FL原料的水溶液。

水的蒸发可以通过常规手段使用任何允许通过蒸馏除去水的设备来实现。设备的类型将以已知的方式取决于是否在预浓缩期间或者为了诱发受控过饱和条件而除去水,以及是否不连续地(即间歇或半间歇)或连续地进行结晶。

为了通过间歇或半间歇操作的结晶中水的蒸发来诱发过饱和条件,可以使用简单的容器,其中必要的热量通过加热装置,例如通过双夹套,通过容器中的加热元件,通过带有热交换器的外部泵送回路或通过这些装置的组合来实现。如果以连续方式进行结晶,则将使用连续操作的结晶设备通过蒸发水来诱发过饱和条件,例如搅拌釜容器、带导向管的搅拌釜容器、强制循环结晶器(FC)、导流筒挡板结晶器(DTB)或奥斯陆(Oslo)结晶器。蒸发器可以用常规的加热介质加热,如加热油或加热蒸汽,包括来自蒸汽网络的蒸汽或在本发明的方法中通过蒸汽再压缩提供的蒸汽。

在预浓缩步骤中水的蒸发可以通过常规手段使用任何允许通过蒸馏除去水的设备来实现,例如搅拌釜容器、薄膜蒸发器、降膜蒸发器和螺旋管蒸发器。优选地,在预浓缩步骤中水的蒸发借助于降膜蒸发器来实现,优选地使用通过机械蒸汽再压缩获得的加热蒸汽。机械蒸汽再压缩可以减少所需的新鲜蒸汽量,从而降低总成本。蒸汽再压缩优选地通过一个或多个回转压缩机来实现。由于蒸汽再压缩的适度压缩冲程并且因此在加热部分的有限温度升高,优选使用降膜蒸发器,因为它们可以在较小的温度梯度下操作。降膜蒸发器允许在小循环速率和低压降下实现高蒸发速率。因此,降膜蒸发器允许温度敏感性2′-FL的短停留时间。此外,降膜蒸发器的低压降有利于蒸汽再压缩,并因此有利于热量回收。串联连接几个蒸发器是有利的,因为这允许保持加热侧和工艺侧之间的温差较高,从而允许热交换器中小的表面。

所除去水的量通常选择为使得至少在结晶开始,特别是在整个结晶中,结晶中存在的水性介质中溶解的2′-FL的浓度在上述给定的范围内,并因此依据结晶期间的温度,可以为500至750g/L或,并且特别地510至720g/L。如上所述,在结晶期间存在的水性介质中溶解的2’-FL的浓度高于630g/L,特别是高于650g/L,将导致形成具有指定端基异构体比例的晶型II。同样显而易见的是,在连续操作的结晶中,结晶期间存在的水中溶解的2′-FL的浓度在整个结晶中都处于此处给定的范围内。

为了实现结晶,通常在至少0℃的温度下诱发所述受控过饱和。

如果通过包括蒸发水的方法(以下称为蒸发结晶)诱发受控过饱和,则诱发过饱和的温度通常为至少20℃,特别地至少25℃,尤其是至少30℃或至少35℃。通常,温度将不超过105℃,特别地不超过100℃,更特别地不超过95℃或90℃,尤其是不超过85℃。特别地,在0至95℃范围内,更特别地在0至90℃范围内,尤其是在0至85℃范围内的温度下诱发过饱和。如果通过蒸发结晶诱发受控过饱和,则优选在25至95℃范围内,更优选在30至90℃范围内并且尤其是35至85℃范围内的温度下诱发所述过饱和。

为了生产具有指定端基异构体比率的所需晶型II,通常在高于60至105℃,特别是62至100℃,尤其是63至95℃或63至90℃或63至85℃的温度下诱发过饱和。

如果受控过饱和是通过不包括蒸发水的方法诱发的,例如在通过冷却诱发过饱和的温度的情况下,该温度可以低于上述给定范围,并且可以低至0℃。在这种情况下,诱发结晶的温度通常在高于60至90℃范围内,特别地在高于60至80℃范围内或者高于60至70℃范围内。

2’-FL的结晶通常在环境压力或减压下进行,例如在10至1020毫巴范围内的压力下。压力当然取决于2′-FL原料的水溶液的温度和浓度。在减压下进行2’-FL的结晶可能是有益的,以促进结晶期间通过蒸发除去水。然后,优选在10至900mbar,特别是20至800mbar,尤其是30至700mbar的压力下进行2′-FL的结晶。

在结晶期间,可以进一步降低温度和/或可以进一步蒸发水以驱动结晶完成,特别是如果结晶是分批或半分批进行的话。当然,如果连续地进行2-FL’的结晶,则温度将在上述范围内。

为了实现过饱和的控制,采取了有利于结晶并防止结晶的动力学抑制并因此防止过度过饱和的措施。此类措施尤其是在晶体2′-FL存在下进行结晶。

根据本发明的一个实施方案,添加了2’-FL的晶种,优选但并非必须是期望的多晶型物形式的晶种。如果以不连续的方式进行结晶,则特别地采取该措施。那么相对于在步骤b)中进行结晶的水溶液中的纯2′-FL,晶种的量通常将在0.01至5重量%的范围内,特别地在0.02至1重量%的范围内。

出人意料地,当遵循本文概述的结晶条件时,甚至除了多晶型物II之外的另一多晶型物的加入也导致形成所需形式II。

为了在晶体2′-FL存在下进行结晶,优选在受控过饱和条件下将水溶液进料到晶体2′-FL在水中的悬浮液中。在水悬浮液中,基于悬浮液的总重量,固体含量优选在5至60重量%的范围内,特别是10至45重量%,尤其是20至40重量%。优选地,在过饱和条件下,在2’-FL悬浮液的水相中溶解的2’-FL的浓度优选在本文之前指定的范围内,并取决于结晶期间的温度。

2’-FL的结晶可以在可用于从水溶液中结晶有机化合物的任何类型的结晶设备中进行。合适的结晶设备包括但不限于搅拌釜结晶器、带导向管的搅拌釜结晶器、带导向管并任选地带用于晶体分级的装置的搅拌釜结晶器、所谓的导流筒结晶器或导流筒挡板(DTB)结晶器、任选具有用于晶体分级的装置的强制循环结晶器(诸如奥斯陆型结晶器)、任选具有用于晶体分级的装置的诱导强制循环结晶器、以及冷却板结晶器。优选的结晶器选自强制循环结晶器、导流筒结晶器、导流筒挡板结晶器、奥斯陆型结晶器和诱发强制循环结晶器,特别优选导流筒挡板结晶器和诱导强制循环结晶器。

如上所指出,本发明的方法可以不连续地(即分批或半分批)或连续地进行。

分批是指将2′-FL原料的水溶液加入到结晶容器中,并在其中诱发受控过饱和条件以实现2′-FL的结晶。从而溶液中的2′-FL耗尽,并且因此2′-FL的浓度降低。为了防止结晶的动力学抑制,优选添加2’-FL的晶种。为了维持受控过饱和条件,可以在结晶期间蒸发水或在结晶期间降低温度或采取两种措施。

半分批是指将2′-FL原料的水溶液的一部分加入结晶容器中,并在其中诱发受控过饱和条件,以实现2′-FL的结晶。为了防止结晶的动力学抑制,优选添加2’-FL的晶种。然后,将其他量的2′-FL原料的水溶液进料到结晶设备中,从而进料到部分或完全结晶的2′-FL的水悬浮液中。为了维持受控过饱和条件,可以在结晶期间蒸发水或在结晶期间降低温度或采取两种措施。

优选地,结晶是连续进行的。为此,将步骤a)中提供的含有2′-FL的原料的水溶液进料至连续操作的结晶设备,该设备包含2′-岩藻糖基乳糖晶体的水悬浮液。换句话说,将2’-FL的水溶液连续进料到连续操作的结晶设备中,并且将结晶的2’-FL从结晶设备中连续排出。在连续操作的结晶设备中,在整个结晶过程中保持受控过饱和条件。优选地,通过连续地除去限定量的水,优选通过蒸发,或通过冷却或通过这些措施的组合,来维持受控过饱和条件。

通常,连续操作的结晶设备以使得受控过饱和条件是准静态的或几乎准静态的这种方式操作。特别地,温度变化小于5K和/或压力变化小于60毫巴。

通常,连续操作的结晶设备包含2′-FL晶体的水悬浮液。优选地,基于连续操作的结晶设备或者连续操作的结晶设备的有效体积中所含的悬浮液的总重量,连续操作的结晶设备中所含的水悬浮液的固体含量(即晶体2′-FL的量)在5至60重量%范围内,特别是10至45重量%,尤其是20至40重量%。有效体积应理解为结晶设备的发生结晶的那些部分,例如含有2′-FL晶体的自由流动的水悬浮液的那些部分。

连续操作的结晶设备的步骤b)通常包括以下子步骤:

b1)连续地将2′-FL原料的水溶液进料至包含晶体2′-FL的水悬浮液的连续操作的结晶设备中,该水悬浮液优选含有基于悬浮液的重量为5至60重量%,特别地10至45重量%,尤其是20至40重量%的量的晶体2′-FL;

b2)优选通过蒸发,特别地通过减压蒸发,从结晶设备中所含的2′-FL的水悬浮液中连续地除去水;

b3)从结晶设备中连续地除去2′-FL的水悬浮液。

已经发现,如果将在步骤b3)中从结晶器中除去的2′-FL的水悬浮液的料流分成两股料流,则是有益的:使第一料流进行晶体2′-FL的分离,而将其余部分与步骤b1)中提供的2′-FL原料的新鲜水溶液一起部分地送回到结晶设备中。为此,在进料到结晶设备之前,将在步骤b3)中除去的2′-FL的水悬浮液的一部分与步骤b1)的2′-FL原料的水溶液混合。然后将如此获得的混合物送回到结晶设备中。在步骤b3)中从结晶器中除去的总料流与进行晶体2’-FL的分离的第一料流的体积比至少为4∶1,特别地至少7∶1,更特别地至少10∶1,例如4∶1至200∶1,或7∶1至80∶1或10∶1至60∶1。

为了通过蒸发除去水,必须将蒸发所需的能量引入结晶器中。这可以通过常规的加热元件来实现。优选地,通过将加热的2′-FL原料的水溶液料流进料到反应器而将蒸发热引入结晶器中。进料到反应器中的加热的2′-FL原料的水溶液料流可以通过任何常规的热交换器来加热。热交换器可以用常规的加热介质操作,例如加热油或加热蒸汽,包括来自蒸汽网络的蒸汽,或在本发明的方法中通过2′-FL原料的水溶液的结晶或浓缩期间蒸发的水的蒸汽再压缩提供的蒸汽。优选地,通过使用强制循环减压蒸发器来加热进料到结晶器中的2′-FL原料的加热溶液,该强制循环减压蒸发器优选通过来自2′-FL原料的水溶液的结晶或浓缩期间蒸发的水的蒸汽再压缩的蒸汽来加热。使用强制循环减压蒸发器使热交换器表面上的积垢最小化。

连续操作的结晶设备优选是强制循环结晶器。在步骤c)中,将结晶2’-FL与水性母液分离。为此,将结晶2’-FL在水性母液中的悬浮液进行固/液分离。从液体中分离固体的合适措施包括离心、过滤或洗涤塔。用于离心的装置可以包括但不限于推料式离心机、蜗杆筛式离心机、刮刀离心机和滗析器。用于过滤的装置可包括但不限于旋转压力过滤器、带式过滤器、抽吸过滤器、箱式过滤器和箱式压滤机。合适的洗涤塔可包括但不限于重力洗涤塔、机械洗涤塔、液压洗涤塔和活塞式洗涤塔。优选地,通过离心,特别是通过利用推料式离心机或蜗杆筛式离心机进行固/液分离,因为由此可以实现所获得的固体中的低残留水分,其通常小于10重量%,例如1至8重量%。

固/液分离可以逐步进行或优选连续进行。可以洗涤所获得的固体以除去附着的母液,例如,通过冷溶剂(如水)或纯2′-FL的饱和水溶液。可以用于洗涤固体2′-FL的合适溶剂也可以是水和用于2′-FL的非溶剂的混合物。典型的非溶剂是C

2′-FL的结晶通常包括单个结晶步骤,因为单个结晶通常会确保2′-FL的纯度,这对于大多数目的是足够的。然而,2′-FL的结晶可包括两个或更多个结晶步骤,2或3个随后的结晶步骤或阶段。由此,获得了具有低纵横比的2′-FL的更紧致晶体。此外,在第二或第三结晶步骤中获得的晶体2′-FL可具有更大的粒径和/或更高的纯度。根据上述涉及在受控过饱和条件下结晶的方法进行的其他结晶阶段对于进一步提高所需的2′-FL的纯度是可能有用的。

在多阶段结晶方法中,将步骤a)中提供的2′-FL原料的水溶液进料至结晶阶段(1),该结晶阶段是如上所述分批操作的或优选连续操作的。然后将在该阶段(1)中获得的晶体2′-FL溶解在水中,并使所获得的溶液进行随后的结晶步骤(2),其中获得纯化的晶体2′-FL和另外的母液。优选地,将随后的结晶步骤(2)的母液与水混合,并且将混合物用于溶解在结晶步骤(1)中获得的晶体2′-FL。在阶段(2)中获得的晶体2′-FL可以分别进行一个或多个,例如1或2个进一步的结晶阶段(3)和(4)。优选地,将随后的结晶步骤(n+1)的母液与水混合,并且将该混合物用于溶解在结晶步骤(n)中获得的晶体2′-FL,其中n表示相应的结晶步骤。第一结晶阶段的母液可以被丢弃或者进行进一步的结晶阶段,以获得残余液体(其被丢弃)和较低纯度的晶体2′-FL。在所述结晶阶段中获得的较低纯度的晶体2′-FL可以溶解,例如溶解在步骤a)中提供的2′-FL水溶液中以获得更浓的溶液,该更浓的浓度被进料到结晶步骤(1)。在所述结晶中从步骤(1)的母液中获得的晶体2′-FL也可以溶解在水和在结晶步骤(1)中获得的母液的混合物中,并与步骤a)中提供的2′-FL的水溶液组合以获得更浓的溶液,该更浓的浓度被进料到结晶步骤(1)。

根据本发明,至少结晶阶段(1)是根据上述方法进行的,该方法包括在受控过饱和条件下结晶。如果在该结晶阶段之后是结晶阶段(2),则也优选根据上述方法进行结晶阶段(2),该方法包括在受控过饱和条件下进行结晶。

实施方案10:根据实施方案7至9中任一项的方法,其中该方法包括在适于进一步减少残留有机残留物(如有机溶剂)的含量的条件下将晶体暴露于水蒸气下的另外步骤。

从WO 2018/077368 A1已知降低晶体寡糖水合物中或其上的有机溶剂的残留物的量或浓度,包括使晶体寡糖水合物暴露于水蒸气中。

当然可以将WO 2018/077368 A1中公开的该处理步骤实现为要在本发明的方法中的各个点插入的处理步骤:其可以在获得结晶材料之后插入,优选在洗涤晶体之后插入,和/或在干燥所得晶体后插入。在使用有机溶剂进行洗涤的情况下,如果所使用有机溶剂的量相对较高,即用于洗涤的溶剂混合物的约10%或更多,则优选在初始干燥步骤之后插入将晶体2′-FL暴露于水蒸气的步骤,因为在这种情况下,可能需要通过常规的干燥方法除去大部分有机溶剂,然后使用暴露于水蒸气以减少所获得2’-FL内有机溶剂的残留含量的步骤。如果有机溶剂的用量总计少于用于洗涤的溶剂混合物的10%,则可以成功地直接采用暴露于水蒸气以减少所获得2’-FL内有机溶剂的残留含量的步骤;在后一种情况下,可能希望增加接触时间以实现与第一种情况一样低的减少,因为在后一种情况下,当将湿晶体进行该步骤时,湿晶体内存在的有机溶剂的量可能比第一种情况高得多。

在优选的实施方案中,本发明的方法,特别是实施方案10,包括将晶体2′-FL暴露于水蒸气的所述步骤,该步骤优选在获得具有指定端基异构体比例的形式II的2′-FL的湿晶体后直接插入该方法中。

实施方案11:通过实施方案7至10中任一项的方法获得的实施方案1至6中任一项的晶型。

实施方案12:2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,其α∶β端基异构体比例为40∶60至60∶40,优选45∶55至55∶45,更优选40∶52至52∶48,甚至更优选约50∶50,例如正好50∶50,其中2’-FL的纯度基于总糖为至少98重量%,优选至少99重量%,甚至更优选至少99.5重量%,并且2′-FL含量基于总固体为至少90重量%,优选至少92重量%,更优选至少94重量%,甚至更优选至少95重量%,最优选至少96重量%,例如97重量%、98重量%或甚至99重量%或更大以及其间的每个值,和/或有机溶剂的残留溶剂含量基于总固体为至多0.5重量%,优选至多0.1重量%,更优选至多0.05重量%,甚至更优选至多0.01重量%。如本文所述的本发明的方法可靠地产生具有如实施方案11和12中所定义的指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II。

实施方案13:一种营养配制物,特别是婴儿配制物,或药物配制物,其包含实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型。

在本领域中众所周知的是,HMO分子2′-FL的主要用途是补充婴儿营养产品(所谓的婴儿配制物奶粉)以使那些配制物奶粉(通常基于不含2′-FL的牛奶)更接近人母乳。除该用途外,从文献中还已知了成年人、人类儿童和幼儿(即不是婴儿)的其他用途。

实施方案14:根据实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型用于制备以下的用途

A)营养配制物

a.用以促进婴儿或幼儿的大脑、免疫系统、肠道微生物环境的发育和/或改善;和/或

b.人类儿童或成人内大脑、免疫系统、肠道微生物环境、一般体质能力和/或对病原体攻击的耐抗性的发育和维持,或者

B)用于维持和/或改善皮肤例如弹性、对病原体攻击的耐抗性和/或皮肤微生物的化妆品配制物;或

C)用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击的药物配制物。

到目前为止,众所周知2′-FL具有很多用途;当然,它们中的所有都可以与具有本发明的实施方案中定义的指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II相关。例如,已知使用哺乳期母亲的母乳来治疗婴儿以及母亲的皮肤病症,例如使婴儿的皮肤变红或使哺养母亲的乳房变红等。在科学界内部,目前至少假设,即使尚未证明母乳中的HMO(其中2′-FL是其中最丰富的HMO之一)至少归因于这种作用。

如本发明的实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的特定优点是与迄今已知的其他多晶型物相比其改进的稳定性(除其他改进的性质外)。因此,如本文实施方案中所定义的包含具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的营养、皮肤护理和药物制剂可以利用该改进的性质来产生具有更好的处理性质和/或更好的稳定性的配制物,因为本文要求保护的2′-FL的晶型II处于非常稳定的形式,推测最稳定的形式2′-FL可以表现为结晶材料。

因此,预期不会在任何其他已知或可能未知的多晶型物中发生晶体转变的进一步变化。这是非常有利的,因为不仅婴儿营养领域而且药物领域的监管法规要求不断输送活性成分的完全相同的多晶型物(“活性成分”在此处为2′-FL)。因此,提供非常稳定且可能最稳定的多晶型物-如本文实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,使用户能够可靠地生产和供应包含本发明的多晶型物形式的2′-FL的配制物。

实施方案15:根据实施方案13的配制物,当与包含不同于实施方案1至6或11或12中任一项的晶型或由根据实施方案7至10的方法获得的晶型的2′-O-岩藻糖基乳糖的其他晶型的配制物相比时,其具有改善的贮存稳定性。

主要优点是改善了储存稳定性,因为如先前所概括的本发明的实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II已经处于非常稳定的形式,大概处于其最稳定的形式。因此,显然,在储存、回火等之后,预期晶体结构中没有进一步的变化。结果,预期形态学无变化并因此其宏观性质无变化,从而在2′-FL晶体周围产生稳定的环境,并最终导致在配制物(例如在本文定义为前述实施方案13和15的那些以及可以使用本发明的晶体2’-FL的实施方案14的那些)中不变的环境。

实施方案16:一种包含根据实施方案13或15的配制物的营养制剂,其包含水和任选的至少一种选自以下的其他的合适成分:乳糖、单糖、二糖和/或寡糖(除2’-FL之外)、维生素、矿物质、益生元、益生菌,其中2′-O-岩藻糖基乳糖的α∶β端基异构体的比例保持稳定,其中所述制剂不是哺乳动物乳。

实施方案17:根据实施方案16的营养制剂,其中所述α∶β-端基异构体比例为约50∶50,优选为50∶50。

实施方案16和17描述了营养制剂,其包含如本发明的先前实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,还包含在营养领域的技术人员已知的各种营养配制物中使用的典型成分。

实施方案18:一种处理根据实施方案16或17的营养制剂的方法,其中所述制剂在至少30℃,优选至少35℃的升高温度下保持至少3分钟,优选至少5分钟,更优选至少7分钟的时间段。

实施方案18通过进一步提升或提高如本发明的先前实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的端基异构体比例来进一步增强如本发明的先前实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的稳定性。

这可能有助于进一步将2′-FL从合成来源类似于母乳中存在的2′-FL,因为,据怀疑母乳中的2′-FL的处于约50∶50的端基异构体比例,如在本发明的2’-FL的情况下。

不希望受以下理论的束缚,对于更高的“与母乳中的2′-FL的相似性”的该预期合理的是在本发明中进行的观察,如本发明的先前实施方案中所定义的具有指定α∶β端基异构体比例的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II显示出优异的稳定性,并且因此(还鉴于母乳的“储存条件”)似乎可能的是,母乳中的2′-FL似乎可以具有相同的端基异构体比例。

因此,本发明提供晶型的2′-FL,其端基异构体比例可能与母乳中天然存在的2′-FL的比例相同或非常接近。结果,本发明使得能够将这种合成的2’-FL以与天然2’-FL基本相同的形式用于营养、药物和皮肤护理配制物的商业用途。

本发明实施方案的目前要求保护的晶体2′-FL的改进性质是:更好的过滤性,更好的干燥性质,更低的吸湿性,更好的研磨性质,与乳糖、淀粉或亚油酸、α-亚麻酸等的更高的相容性,如干(无定形)粉末一样的更高物理稳定性。

通过由如下所述的依赖关系和逆向引用产生的以下实施方案集和实施方案的组合进一步说明了本发明。特别地,应注意的是,在提到实施方案范围的每种情况下,例如在术语诸如“实施方案1至4中任一项的化学组合物”的上下文中,该范围内的每个实施方案意指对于技术人员被明确地公开,即该术语的措词应被技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一项的化学组合物”同义。此外,应明确指出,以下实施方案集不是确定保护程度的权利要求集,而是代表了涉及本发明的总体和优选方面的说明书的适当结构化的部分。

1′.一种固体化学组合物,其中所述组合物的90至100重量%由式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II组成,

其中所述晶型表现出通过

2′.根据实施方案1′的化学组合物,其中所述组合物的91至100重量%,优选92至100重量%,更优选93至100重量%,更优选94至100重量%,更优选95至100重量%,更优选96至100重量%是由所述晶型组成。

3′.根据实施方案1′或2′的化学组合物,其中所述组合物的97至100重量%或98至100重量%或99至100重量%是由所述晶型组成。

4′.根据实施方案1′至3′中任一项的化学组合物,其中所述X射线粉末衍射图进一步包含在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的一个或更多个反射,优选两个或更多个反射,更优选三个或更多个反射,更优选四个或更多个反射,更优选五个或更多个反射,更优选六个反射。

5′.根据实施方案1′至4′中任一项的化学组合物,其中α∶β端基异构体比例在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内。

6′.根据实施方案1′至5′中任一项的化学组合物,其中α∶β端基异构体比例50∶50。

7′.根据实施方案1′至6′中任一项的化学组合物,具有基于所述组合物中包含的所有糖的总重量在0至4重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖的总含量。

8′.根据实施方案7′的化学组合物,其中除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖是至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。

9′.根据实施方案7′或8′的化学组合物,其中所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种,其中所述岩藻糖基化乳糖优选包括,更优选是二岩藻糖基乳糖,并且其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括,更优选是2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。

10′.根据实施方案1′至9′中任一项的化学组合物,具有基于所述组合物中包含的所有有机化合物的总重量在0至9重量%的范围内,优选在0至8重量%的范围内,更优选在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内,更优选在0至3重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的有机化合物的总含量。

11′.根据实施方案1′至10′中任一项的化学组合物,具有基于所述组合物的总重量在0至3重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.01重量%的范围内的有机溶剂的总含量。

12′.根据实施方案11′的化学组合物,其中所述有机溶剂在1巴(绝对值)的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点,所述有机溶剂优选为一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸以及一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸的混合物中的一种或多种,其中一种或多种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中一种或多种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。

13′.根据实施方案1′至12′中任一项的化学组合物,具有基于所述组合物的总重量在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内的通过卡尔·费歇尔滴定法测定的含水量。

14′.根据实施方案1′至13′中任一项的化学组合物,其为长度∶厚度比例为至多10∶1,优选至多5∶1,更优选为至多2∶1的晶体的形式。

15′.根据实施方案14′的化学组合物,其中长度∶厚度比例在1∶1至10∶1的范围内,优选在1.1∶1至5∶1的范围内,更优选在1.2∶1至2∶1的范围内。

16′.根据实施方案1′至15′中任一项的化学组合物,其为平均粒径在0.2至1.5mm的范围内,优选在0.3至1.0mm的范围内的晶体的形式,其中所述平均粒径为重均粒径。

17′.根据实施方案16′的化学组合物,其中0至10重量%的颗粒具有小于100微米的尺寸。

1.式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II

其具有X射线粉末衍射图,所述X射线粉末衍射图包括在25℃的温度下用波长为0.15419nm的Cu-Kα

2.根据实施方案1的晶型,其中X射线粉末衍射图进一步包含在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的一个或更多个反射,优选两个或更多个反射,更优选三个或更多个反射,更优选四个或更多个反射,更优选五个或更多个反射,更优选六个反射。

3.根据实施方案1或2的晶型,其中α∶β端基异构体比例在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内。

4.根据实施方案1至3中任一项的晶型,其中α∶β端基异构体比例50∶50。

5.根据实施方案1至4中任一项的晶型,具有在90至100重量%的范围内,优选在91至100重量%的范围内,更优选在92至100重量%的范围内,更优选在93至100重量%的范围内,更优选在94至100重量%的范围内,更优选在95至100重量%范围内,更优选96至100重量%的关于所述晶型的纯度。

6.根据实施方案5的晶型,具有在97至100重量%的范围内或者在98至100重量%的范围内或者在99至100重量%的范围内的关于所述晶型的纯度。

7.根据实施方案1至6中任一项的晶型,具有基于所述晶型中包含的所有糖的总重量在0至4重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖的总含量。

8.根据实施方案7的晶型,其中除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖是至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。

9.根据实施方案7或8的晶型,其中所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种,其中所述岩藻糖基化乳糖优选包括,更优选是二岩藻糖基乳糖,并且其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括,更优选是2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。

10.根据实施方案1至9中任一项的晶型,具有基于所述晶型中包含的所有有机化合物的总重量在0至9重量%的范围内,优选在0至8重量%的范围内,更优选在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内,更优选在0至3重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的有机化合物的总含量。

11.根据实施方案1至10中任一项的晶型,具有基于所述晶型的总重量在0至3重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.01重量%的范围内的有机溶剂的总含量。

12.根据实施方案11的晶型,其中所述有机溶剂在1巴(绝对值)的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点,所述有机溶剂优选为一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸以及一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸的混合物中的一种或多种,其中所述一种或多种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中所述一种或多种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。

13.根据实施方案1至12中任一项的晶型,具有基于所述组合物的总重量在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内的通过卡尔·费歇尔滴定法测定的总含水量。

14.根据实施方案1至13中任一项的晶型,其为长度∶厚度比例为至多10∶1,优选至多5∶1,更优选至多2∶1的晶体的形式。

15.根据实施方案14的晶型,其中所述长度∶厚度比例在1∶1至10∶1的范围内,优选在1.1∶1至5∶1的范围内,更优选在1.2∶1至2∶1的范围内。

16.根据实施方案1至15中任一项的晶型,其为平均粒径在0.2至1.5mm的范围内,优选在0.3至1.0mm的范围内的晶体的形式,其中所述平均粒径为重均粒径。

17.根据实施方案16的晶型,其中0至10重量%的颗粒具有小于100微米的尺寸。

18.一种制备式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II的方法,

所述晶型II具有X射线粉末衍射图,所述X射线粉末衍射图包括在25℃的温度下用波长为0.15419nm的Cu-Kα

(a)提供包含溶解在水中的糖类组合物的水性混合物,其中所述糖类组合物的70至100重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖组成;和

在环境压力下将所提供的混合物的温度调节至在20至95℃范围内的值,并将混合物的温度保持在该范围内的值下,直到最终得到的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出通过

(b)使获自(a)的混合物经受结晶条件,在其母液中获得包含晶型II的2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物;

(c)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b)的混合物分离。

19.根据实施方案18的方法,其中在(a)中提供的混合物中,2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度在200至750g/L的范围内,优选在250至650g/L的范围内,更优选在300至600g/L的范围内,更优选在350至550g/L的范围内,更优选在400至500g/L的范围内。

20.根据实施方案18或19的方法,其中根据(a)的糖类组合物另外包含至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖,优选至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。

21.根据实施方案20的方法,其中基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量,根据(a)的所述糖类组合物的70至99.5重量%,优选75至95重量%,更优选78至92重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖组成。

22.根据实施方案21的方法,其中根据(a)的所述糖类组合物的30至0.5重量%,优选25至5重量%,更优选22至8重量%是由至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖组成,优选由至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物组成。

23.根据实施方案22的方法,其中所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种。

24.根据实施方案23的方法,其中所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括岩藻糖基化乳糖,优选二岩藻糖基乳糖。

25.根据实施方案23或24的方法,其中岩藻糖基化乳糖包括二岩藻糖基乳糖,其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。

26.根据实施方案24或25的方法,其中根据(a)的所述糖类组合物包含基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量其量在0.5至10重量%的范围内,优选地在0.5至8重量%的范围内,更优选在0.5至6重量%的范围内,更优选在0.5至4重量%的范围内的岩藻糖基化乳糖。

27.根据实施方案24或25的方法,其中所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括乳果糖或岩藻糖基化乳果糖,或者乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的混合物。

28.根据实施方案27的方法,其中根据(a)的所述糖类组合物包含基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量其量在0.5至10重量%的范围内,优选地在0.5至8重量%的范围内,更优选在0.5至6重量%的范围内,更优选在0.5至4重量%的范围内的所述乳果糖或所述岩藻糖基化乳果糖,或者乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的所述混合物。

29.根据实施方案20至28中任一项的方法,其中根据(a)的所述糖类混合物的98至100重量%,优选99至100重量%,更优选99.5至100重量%,更优选99.9至100重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖组成,优选由以下组成:

-2′-O-岩藻糖基乳糖和

-至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。

30.根据实施方案18至29中任一项的方法,其中根据(a)提供的所述混合物进一步包含一种或多种有机溶剂。

31.根据实施方案30的方法,其中所述一种或多种有机溶剂在1巴的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点,所述一种或多种有机溶剂优选为至少一种有机醇,或至少一种链烷酸,或至少一种有机醇和至少一种链烷酸的混合物,其中所述至少一种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中所述至少一种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。

32.根据实施方案30或31的方法,其中在根据(a)提供的所述混合物中,所述有机溶剂相对于水的重量比在0∶1至0.05∶1的范围内,优选在0∶1至0.02∶1重量%的范围内,更优选在0∶1至0.01∶1的范围内。

33.根据实施方案18至32中任一项的方法,其中根据(a)提供的所述混合物的98至100重量%,优选99至100重量%,更优选99.5至100重量%,更优选99.9至100重量%是由水、所述糖类组合物和任选存在的根据实施方案30至32中任一项的一种或多种有机溶剂组成。

34.根据实施方案18至33中任一项的方法,其中在根据(a)提供的所述混合物中所含的所述糖类组合物中包含的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出在0∶100至100∶0范围内的α∶β端基异构体比例,优选

-在0∶100至35∶65的范围内,更优选在10∶90至30∶70的范围内,更优选在15∶85至25∶75的范围内;或者

-在100∶0至65∶35的范围内,更优选在90∶10至70∶30的范围内,更优选在85∶15至75∶25的范围内。

35.根据实施方案18至34中任一项的方法,其中包含根据(a)提供的所述糖类组合物的水性混合物是通过包括化学或生物化学方法,优选生物化学方法的方法可获得的或获得的。

36.根据实施方案18至34中任一项的方法,其中提供包含根据(a)的所述糖类组合物的水性混合物包括制备所述水性混合物,所述制备包括化学或生物化学方法,优选生物化学方法。

37.根据实施方案35或36的方法,其中所述生物化学方法包括将乳糖酶促生物催化岩藻糖基化以获得2′-O-岩藻糖基乳糖。

38.根据实施方案35至37中任一项的方法,其中所述生物化学方法包括发酵过程,所述发酵过程优选包括:

(i)制备包含培养基和其水性上清液的发酵液,其中所述上清液包含浓度为至少25g/L、优选在25至150g/L范围内、更优选在25至120g/L范围内的2′-O-岩藻糖基乳糖,并且其中所述上清液任选地包含二岩藻糖基乳糖,优选地其浓度基于所述上清液中所含的2′-O-岩藻糖基乳糖的量为1.5至20重量%;

(ii)从所述培养基中分离所述上清液;

(iii)任选地将从(ii)获得的所述上清液进行包括脱盐和/或色谱法的后处理。

39.根据实施方案38的方法,其中所述脱盐包括使所述上清液与一种或多种离子交换树脂接触,优选包括使所述上清液与至少一种优选以H

40.根据实施方案38或39的方法,其中所述脱盐包括使所述上清液进行电渗析。

41.根据实施方案18至40中任一项的方法,其中根据(a),保持所提供的混合物的温度直到最终获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的α∶β端基异构体比例在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内。

42.根据实施方案41的方法,其中根据(a),保持所提供的混合物的温度,最终获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的α∶β端基异构体比例为50∶50。

43.根据实施方案18至42中任一项的方法,其中根据(a),将所提供的混合物的温度调节至在10至90℃范围内的值,在第一替代方案i)中在环境压力下调节至在30至85℃的范围内,更优选在40至80℃的范围内,更优选在50至75℃的范围内,更优选在60℃至70℃的范围内的值,在第二替代方案ii)中在环境压力下调节至在10至60℃的范围内,更优选在10至50℃的范围内,更优选在10至40℃的范围内,更优选在15至30℃范围内的值。

44.根据实施方案18至43,优选根据实施方案19和到目前为止从属于实施方案19的20至43中任一项的方法,其中在(b)之前或期间,将所述混合物浓缩至2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度为至少500g/L,优选在500至750g/L的范围内,更优选在510至720g/L的范围内,更优选在550至720g/L的范围内,更优选600至720g/L的范围,更优选630至720g/L的范围,更优选650至720g/L的范围内。

45.根据实施方案44的方法,其中将所述混合物浓缩包括从所述混合物中分离水。

46.根据实施方案45的方法,其中在小于1巴(绝对值)的压力下,更优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在50至800毫巴(绝对值)的范围内的压力下从所述混合物中分离水。

47.根据实施方案45或46,优选46的方法,其中在至少20℃,优选在20至105℃的范围内,更优选在25至105℃的范围内,更优选在30至105℃的范围内,更优选在35至105℃的范围内,更优选在60至105℃的范围内,更优选在60至100℃的范围内,更优选在60至95℃的范围内的混合物的温度下从混合物中分离水。

48.根据实施方案18至47中任一项的方法,其中根据(b)的结晶条件包括以下中的一种或多种:

-使所述混合物过饱和;

-添加2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂;

-降低所述混合物的温度;

-搅拌所述混合物;

-向所述混合物中加入2′-O-岩藻糖基乳糖的晶种;

-从所述混合物中除去水。

49.根据实施方案18至48中任一项的方法,其中在根据(b)的结晶期间的结晶混合物中,所述混合物的过饱和的特征在于,所述混合物中的比率c∶c*在1.00001∶1至1.5∶1的范围内,其中c/(g/L)是在给定的结晶条件下溶解于结晶混合物中所包含的水中的2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度,并且其中c*/(g/L)是在这些条件下2′-O-岩藻糖基乳糖在水中的平衡溶解度。

50.根据实施方案49的方法,其中比率c∶c*在1.00005∶1至1.4∶1的范围内,优选在1.0001∶1至1.3∶1的范围内,更优选在1.0005∶1至1.2∶1的范围内,更优选在1.001∶1至1.2∶1的范围内,更优选在1.002∶1至1.15∶1的范围内。

51.根据实施方案49或50的方法,其中调节所述混合物的过饱和包括从所述混合物中除去水。

52.根据实施方案51的方法,其中从所述混合物中除去水包括使所述混合物经受小于1巴(绝对值)的压力,更优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在50至800毫巴(绝对值)的范围内的压力。

53.根据实施方案52的方法,

其中在至少20℃,优选在20至105℃的范围内,更优选在25至105℃的范围内,更优选在30至100℃的范围内,更优选在35至95℃的范围内的混合物的温度下从所述混合物中除去水;或者

其中在60至105℃的范围内,优选在61至100℃的范围内,更优选在62至95℃的范围内,更优选在63至90℃的范围内,更优选在63至85℃的范围内的混合物的温度下从所述混合物中除去水。

54.根据实施方案51的方法,其中在1巴(绝对值)的压力以及0至90℃的范围内,优选在60至90℃的范围内,更优选在60至80℃的范围内,更优选在60至70℃的范围内的混合物的温度下从所述混合物中除去水。

55.根据实施方案48至54中任一项的方法,其中所述2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂是至少一种C1-C6醇和至少一种有机酸中的一种或多种,其中所述至少一种C1-C6醇选自由甲醇、乙醇、至少一种丙醇、至少一种丁醇和至少一种己醇组成的组,并且其中所述至少一种有机酸优选为乙酸和丙酸中的一种或多种。

56.根据实施方案48至55中任一项的方法,其中所述混合物的温度从至少60℃的值降低至低于60℃的值,优选在0至55℃的范围内的值。

57.根据实施方案56的方法,其中将所述混合物的温度逐步降低至低于60℃的值,优选地分两步或更多步,其中在第一步中,将所述混合物的温度降低至在40至55℃范围内的值,并将温度保持在该值下一段时间,以及其中在第二步中,将所述混合物的温度降低至0至40℃范围内,优选在5至35℃的范围内的值,其中根据所述第二步,在第一子步骤中任选将所述温度降低至在15至35℃的范围内,优选在15至30℃的范围内,更优选在15至25℃的范围内的值,在该值下保持一段时间,在第二子步骤中降低至在5至小于15℃的范围内,优选在5至12.5℃的范围内的值,并且在该值下保持一段时间。

58.根据实施方案48至57中任一项的方法,其中从所述混合物中除去水包括使所述混合物经受小于1巴(绝对值)的压力,优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在20至800毫巴(绝对值)的范围内,更优选在30至700毫巴(绝对值)的范围内的压力。

59.根据实施方案48至58中任一项的方法,其中2′-O-岩藻糖基乳糖的晶种是2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的晶种,2′-O-岩藻糖基乳糖的除形式II以外的一种或多种晶型的晶种,或为2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的晶种与2′-O-岩藻糖基乳糖的除形式II以外的一种或多种晶型的晶种的混合物。

60.根据实施方案48至59中任一项的方法,其中向从(a)获得并经受(b)的混合物中添加以基于混合物中存在的2′-O-岩藻糖基乳糖的量在0.01至5重量%范围内,优选在0.02至1重量%范围的量的晶种。

61.根据实施方案18至60中任一项的方法,其中根据(b)的结晶条件包括连续,半连续或间歇结晶,优选连续结晶。

62.根据实施方案61的方法,其中根据(b)的连续结晶包括:

(b1)将从(a)获得的混合物任选地在实施方案44至47中任一项所定义的浓缩之后连续地进料到连续操作的结晶设备中,其中在结晶期间,连续操作的结晶设备中所含的结晶混合物包含基于结晶混合物的总重量为5至60重量%,优选在10至45重量%范围内,更优选在20至40重量%范围内的量的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II;

(b2)优选通过蒸发,更优选通过在小于1巴(绝对值)的压力下蒸发a,连续地从结晶设备中所含的结晶混合物中除去水;

(b3)从结晶设备中连续除去含有2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物。

63.根据实施方案62的方法,其中根据(b3),以两股或更多股料流,优选以两股料流从结晶设备中除去包含2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物,其中使第一料流经受(c),并且使第二料流再循环至(b1),其中从所述结晶设备中除去的整个结晶混合物的体积与第一料流的体积比V∶V1为至少4∶1,优选至少7∶1,更优选至少10∶1。

64.根据实施方案63的方法,其中V∶V1为4∶1至200∶1,优选为7∶1至80∶1,更优选为10∶1至60∶1。

65.根据实施方案18至64中任一项的方法,其中根据(c)的分离包括:

(c1)使从(b)获得的结晶混合物进行固液分离,获得包含2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的固体材料,所述固液分离优选包括过滤和离心中的一种或多种;

(c2)优选使从(C1)获得的固体材料进行洗涤,优选用水、2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂,如实施方案66所定义的随后的结晶阶段的母液以及2′-O-岩藻糖基乳糖的饱和水溶液中的一种或多种洗涤,所述洗涤进行至少一次;

(c3)任选地使优选洗涤的固体材料在气体气氛中进行干燥,优选在10至80℃的范围内,更优选在15至70℃的范围内,更优选在20至65℃的范围内,更优选在40至60℃的范围内的气体气氛的温度下,优选在小于1巴(绝对值),更优选在2至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选5至900毫巴(绝对值)的范围内的压力下。

66.根据实施方案18至65中任一项的方法,包括至少两个后续阶段(1)和(2),其中阶段(1)包括:

(b-1)使获自(a)的混合物经受结晶条件,在其母液(1)中获得包含晶型II 2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(1);

(c-1)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-1)的混合物分离,获得母液(1),然后将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II溶解在水性混合物(1)中;

并且其中阶段(2)包括

(b-2)使获自(c-1)的水溶液经受结晶条件,在其母液(2)中获得包含晶型II 2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(2);

(c-2)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-2)的混合物分离,获得母液(2)。

67.根据实施方案66的方法,其中所述结晶是连续或半连续进行的,并且其中根据(c-1)在其中溶解2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的水性混合物包含至少一部分母液(2)和优选另外的水,优选由至少一部分母液(2)和优选另外的水组成。

68.根据实施方案66或67的方法,包括n个后续阶段,n>2,其中给定阶段(i),1

(b-2)使获自(c-(i-1))的水溶液经受结晶条件,在其母液(i)中获得包含晶型II2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(i);

(c-i)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-i)的混合物分离,获得母液(i)并将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II溶解在水性混合物(i)中;

其中结晶优选是连续或半连续进行的,并且其中根据(c-i)在其中溶解2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的水性混合物包含至少一部分母液(i+1)和优选另外的水,优选由至少一部分母液(i+1)和优选另外的水组成。

69.根据实施方案66至68中任一项的方法,其中使母液(1)进行结晶。

70.根据实施方案18至69中任一项的方法,其中使从(c)获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II经受水蒸气,优选在容器中经受水蒸气,其中容器的内部空间具有相对于容器外部升高的湿度,或者被保持在该湿度下,容器的内部空间中升高的湿度优选被或被保持在60%至100%相对湿度的范围内;其中所述经受水蒸气优选在小于1巴(绝对值)的压力下进行。

71.通过根据实施方案18至70中任一项的方法可获得或获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,优选根据实施方案1至17中任一项的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II。

71′.一种固体化学组合物,其中所述组合物的90至100重量%是由通过根据实施方案18至70中任一项的方法可获得或获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,优选根据实施方案1′至17′中任一项的固体化学组合物组成。

72.一种营养配制物,包含根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。

73.根据实施方案72的营养配制物,进一步包含水以及任选地乳糖、单糖、除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的二糖和寡糖、维生素、矿物质、益生元和益生菌中的一种或多种,其中配制物不是哺乳动物乳。

74.一种化妆品配制物,包含根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。

75.一种药物配制物,包含根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。

76.根据实施方案75的药物配制物,用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击。

77.根据实施方案72至76中任一项的配制物,当与包含除晶型II以外的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型的配制物相比时,显示出改善的储存稳定性。

78.根据实施方案72至77中任一项的配制物,其中在25至45℃的存储温度以及55至75%的相对湿度下存储至少3个月之后,优选存储3至36个月之后,更优选存储3至24个月之后,更优选存储4至9个月之后,该配制物包含α∶β端基异构体比例在40∶60至60∶40的范围内,优选在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内,更优选50∶50的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II。

79.根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物用于制备以下的用途:

A)用以促进婴儿或幼儿的大脑、免疫系统、肠道微生物环境的发育和/或改善;和/或人类儿童或成人内大脑、免疫系统、肠道微生物环境、一般体质能力和/或对病原体攻击的耐抗性的发育和维持的根据实施方案72的营养配制物;

和/或

B)用于维持和/或改善皮肤包括弹性、对病原体攻击的耐抗性和/或皮肤微生物的根据实施方案73的化妆品配制物;

和/或

C)用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击的根据实施方案74的药物配制物。

80.一种处理根据实施方案72或73的营养配制物的方法,其中将所述配制物在至少30℃,优选至少35℃的升高温度下保持至少3分钟,优选至少5分钟,更优选至少7分钟的时间段。

如上所述,本发明进一步涉及一种固体化学组合物,其中所述组合物的90至100重量%是由式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II组成

其中所述晶型表现出通过

优选地,所述组合物的91至100重量%,更优选92至100重量%,更优选93至100重量%,更优选94至100重量%,更优选95至100重量%,更优选96至100重量%是由所述晶型组成。更优选地,所述组合物的97至100重量%或98至100重量%或99至100重量%是由所述晶型组成。

进一步优选的是,所述X射线粉末衍射图进一步包含在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的一个或更多个反射,优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的两个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的三个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的四个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的五个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的六个反射。

就所述α∶β端基异构体比例而言,优选的是其在45∶55至55∶45的范围内,更优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内。更优选地,α∶β端基异构体比例在49.2∶50.8至50.8∶49.2的范围内,更优选在49.4∶50.6至50.6∶49.4的范围内,更优选在49.6∶50.4至50.4∶49.6的范围内,更优选在49.8∶50.2至50.2∶49.8的范围内,更优选在49.9∶50.1至50.1∶49.9的范围内。更优选地,α∶β端基异构体比例为50∶50。

进一步优选的是,所述化学组合物具有基于所述组合物中包含的所有糖的总重量在0至4重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,例如0至0.5重量%或0至0.4重量%或0至0.3重量%或0至0.2重量%或0至0.1重量%的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖的总含量。优选地,除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖是至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。

更优选地,至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种,其中所述岩藻糖基化乳糖优选包括,更优选是二岩藻糖基乳糖,并且其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括,更优选是2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。

进一步地,优选的是,所述化学组合物具有基于所述化学组合物中包含的所有有机化合物的总重量在0至9重量%的范围内,优选在0至8重量%的范围内,更优选在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内,更优选在0至3重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,例如0至1重量%或0至0.8重量%或0至0.6重量%或0至0.4重量%或0至0.2重量%的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的有机化合物的总含量。

又进一步地,优选的是,所述化学组合物具有基于所述组合物的总重量在0至3重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.01重量%的范围内的有机溶剂的总含量。就所述溶剂而言,优选的是,它们在1巴(绝对值)的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点。更优选地,所述有机溶剂为一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸、以及一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸的混合物中的一种或多种,其中所述一种或多种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中所述一种或多种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。

进一步优选的是,所述化学组合物具有基于所述组合物的总重量在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内的通过卡尔·费歇尔滴定法测定的含水量。

通过卡尔·费歇尔滴定法测定的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型中所含的任何结晶水的量基于所述组合物的总重量优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.02重量%的范围内。

优选地,所述化学组合物为长度∶厚度比例为至多为10∶1,更优选为至多5∶1,更优选为至多2∶1,例如在1∶10至10∶1范围内或在1∶5至5∶1范围内或在1∶2到2∶1范围内的晶体的形式。更优选地,所述长度∶厚度比例在1∶1至10∶1的范围内,更优选在1.1∶1至5∶1的范围内,更优选在1.2∶1至2∶1的范围内。

还优选地,所述化学组合物为平均粒径在0.2至1.5mm的范围内,更优选在0.3至1.0mm的范围内的晶体的形式,其中平均粒径为重均粒径。优选的是0至10重量%的颗粒具有小于100微米的尺寸。

如上所述,本发明进一步涉及式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II

其中所述晶型表现出通过

进一步优选的是,所述X射线粉末衍射图进一步包含在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的一个或更多个反射,优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的两个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的三个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的四个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的五个或更多个反射,更优选在2θ角度(1.70±0.20)°、(11.94±0.20)°、(15.22±0.20)°、(18.32±0.20)°、(20.63±0.20)°和(21.70±0.20)°处的六个反射。

就所述α∶β端基异构体比例而言,优选的是其在45∶55至55∶45的范围内,更优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内。更优选地,α∶β端基异构体比例在49.2∶50.8至50.8∶49.2的范围内,更优选在49.4∶50.6至50.6∶49.4的范围内,更优选在49.6∶50.4至50.4∶49.6的范围内,更优选在49.8∶50.2至50.2∶49.8的范围内,更优选在49.9∶50.1至50.1∶49.9的范围内。更优选地,α∶β端基异构体比例为50∶50。

优选地,所述晶型具有在97至100重量%的范围内或者在98至100重量%的范围内或者在99至100重量%的范围内的关于所述晶型的纯度。

进一步优选的是,所述晶型具有基于所述晶型中包含的所有糖的总重量在0至4重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,诸如0至0.5重量%或0至0.4重量%或0至0.3重量%或0至0.2重量%或0至0.1重量%的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖的总含量。优选地,除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖是至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物;包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种,其中所述岩藻糖基化乳糖优选包括,更优选是二岩藻糖基乳糖,并且其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括,更优选是2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。

进一步地,优选的是,所述晶型具有基于所述晶型中包含的所有有机化合物的总重量在0至9重量%的范围内,优选在0至8重量%的范围内,更优选在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内,更优选在0至3重量%的范围内,更优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内诸如0至1重量%或0至0.8重量%或0至0.6重量%或0至0.4重量%或0至0.2重量%的除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的有机化合物的总含量。

又进一步地,优选的是,所述晶型具有基于所述晶型的总重量在0至3重量%的范围内,优选在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.01重量%的范围内的有机溶剂的总含量。就所述溶剂而言,优选的是,它们在1巴(绝对值)的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点。更优选地,所述有机溶剂为一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸、以及一种或多种有机醇、一种或多种链烷酸的混合物中的一种或多种,其中所述一种或多种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中所述一种或多种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。

进一步优选的是,所述晶型具有基于所述晶型的总重量在0至2重量%的范围内,更优选在0至1重量%的范围内,更优选在0至0.5重量%的范围内,更优选在0至0.1重量%的范围内,更优选在0至0.05重量%的范围内,更优选在0至0.02重量%的范围内的通过卡尔·费歇尔滴定法测定的结晶含水量。通过卡尔·费歇尔滴定法测定的所存在的水的总量基于所述晶型物的总重量在0至7重量%的范围内,更优选在0至6重量%的范围内,更优选在0至5重量%的范围内,更优选在0至4重量%的范围内。

优选地,所述晶型为长度∶厚度比例为至多10∶1,更优选为至多5∶1,更优选为至多2∶1,例如在1∶10至10∶1范围内或在1∶5至5∶1范围内或在1∶2到2∶1范围内的晶体的形式。更优选地,所述长度∶厚度比例在1∶1至10∶1的范围内,更优选在1.1∶1至5∶1的范围内,更优选在1.2∶1至2∶1的范围内。

还优选地,所述晶型为平均粒径在0.2至1.5mm的范围内,更优选在0.3至1.0mm的范围内的晶体的形式,其中平均粒径为重均粒径。优选的是0至10重量%的颗粒具有小于100微米的尺寸。

进一步地,本发明涉及一种制备式(I)的2′-O-岩藻糖基乳糖(2′-FL)的晶型II的方法

所述晶型II具有X射线粉末衍射图,所述X射线粉末衍射图包括在25℃的温度下用波长为0.15419nm的Cu-Kα

(a)提供包含溶解在水中的糖类组合物的水性混合物,其中所述糖类组合物的70至100重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖组成;和

在环境压力下将所提供的混合物的温度调节至在20至95℃范围内的值,并将混合物的温度保持在该范围内的值下,直到最终得到的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出通过

(b)使获自(a)的混合物经受结晶条件,在其母液中获得包含晶型II 2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物;

(c)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b)的混合物中分离。

可以通过少量实验确定直到混合物表现出优选的α和β端基异构体比例所需的时间;给出的实施例提供了有效的范围,从该范围可以容易地并且无需创造性技能地得出依据实际条件的时间的进一步变化。

通常,(a)中提供的混合物中的2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度不受特别限制。优选地,在(a)中提供的混合物中,2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度在200至750g/L的范围内,更优选在250至650g/L的范围内,更优选在300至600g/L的范围内,更优选在350至550g/L的范围内,更优选在400至500g/L的范围内,例如400至450g/L或425至475g/L或450至500g/L。

根据(a)的糖类组合物另外包含至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖,更优选至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物。优选的是,基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量,根据(a)的糖类组合物的70至99.5重量%,更优选75至95重量%,更优选78至92重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖组成。进一步优选地,根据(a)的糖类组合物的30至0.5重量%,更优选25至5重量%,更优选22至8重量%是由至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖组成,更优选由至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物组成。尽管不受任何特定限制,但优选的是所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖、岩藻糖基化乳果糖、以及任选地一种或多种除上述那些以外的其他寡糖中的一种或多种,更优选地包括,更优选地是,乳糖、岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的一种或多种。

根据本发明的第一优选实施方案,所述至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括岩藻糖基化乳糖,优选二岩藻糖基乳糖。更优选地,所述岩藻糖基化乳糖包括二岩藻糖基乳糖,其中所述二岩藻糖基乳糖优选包括2’,2”-O-二岩藻糖基乳糖和2’,3-O-二岩藻糖基乳糖中的一种或多种。优选地,基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量,根据(a)的糖类组合物包含其量在0.5至10重量%的范围内,更优选地在0.5至8重量%的范围内,更优选在0.5至6重量%的范围内,更优选在0.5至4重量%的范围内,例如0.5至1.5重量%或1.0至2.0重量%或1.5至2.5重量%或2.0至3.0重量%或2.5至3.5重量%或3.0至4.0重量%或3.5至4.5重量%的岩藻糖基化乳糖。

根据本发明的第二优选实施方案,至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖包括乳果糖或岩藻糖基化乳果糖,或者乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的混合物。优选地,基于糖类组合物中所含的所有糖,优选糖类组合物中所含的所有单糖和寡糖的总量,根据(a)的糖类组合物包含其量在0.5至10重量%的范围内,优选地在0.5至8重量%的范围内,更优选在0.5至6重量%的范围内,更优选在0.5至4重量%的范围内,诸如0.5至1.5重量%或1.0至2.0重量%或1.5至2.5重量%或2.0至3.0重量%或2.5至3.5重量%或3.0至4.0重量%的所述乳果糖或所述岩藻糖基化乳果糖,或乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的所述混合物。

根据本发明,优选的是,根据(a)的糖类组合物的98至100重量%,更优选99至100重量%,更优选99.5至100重量%,更优选99.9至100重量%是由2′-O-岩藻糖基乳糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的糖组成,优选由(i)2′-O-岩藻糖基乳糖和(ii)至少一种单糖或至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖,或至少一种单糖和至少一种除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的寡糖的混合物组成。

进一步优选地,根据(a)提供的混合物进一步包含一种或多种有机溶剂。优选地,一种或多种有机溶剂在1巴的压力下具有在30至250℃范围内的一个或多个沸点。优选地,所述一种或多种有机溶剂为至少一种有机醇或至少一种链烷酸或至少一种有机醇和至少一种链烷酸的混合物,其中所述至少一种有机醇优选为C1、C2、C3和C4醇中的一种或多种,并且其中所述至少一种链烷酸优选为C1、C2、C3和C4链烷酸中的一种或多种。在根据(a)提供的混合物中,有机溶剂相对于水的重量比在0∶1至0.05∶1的范围内,优选在0∶1至0.02∶1重量%的范围内,更优选在0∶1至0.01∶1的范围内,其中所述重量比涉及所述混合物中所有有机溶剂的总量。优选的是,根据(a)提供的混合物的98至100重量%,优选99至100重量%,更优选99.5至100重量%,更优选99.9至100重量%是由水、糖类组合物和任选存在的如上所述的一种或多种有机溶剂组成。

进一步优选的是,根据(a)提供的混合物中所含的糖类组合物中所含的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出在0∶100至100∶0范围内的α∶β端基异构体比例。根据该方面的第一优选实施方案,α∶β端基异构体比例在0∶100至35∶65的范围内,更优选在10∶90至30∶70的范围内,更优选在15∶85至25∶75的范围内。根据该方面的第一优选实施方案,α∶β端基异构体比例在100∶0至65∶35的范围内,更优选在90∶10至70∶30的范围内,更优选在85∶15至75∶25的范围内。

通常,根据任何可想到且合适的方法,例如化学方法或生物化学方法,根据(a)提供包含糖类组合物的水性混合物,其中生物化学方法是优选的。优选地,所述生物化学方法包括将乳糖酶促生物催化岩藻糖基化以获得2′-O-岩藻糖基乳糖。根据本发明的优选的生物化学方法包括发酵过方法,该发酵方法优选地包括:

(i)制备包含培养基和其水性上清液的发酵液,其中所述上清液包含浓度为至少25g/L,优选在25至150g/L范围内,更优选在25至120g/L范围内的2′-O-岩藻糖基乳糖,并且其中所述上清液任选地包含二岩藻糖基乳糖,优选地其浓度基于所述上清液中所含的2′-O-岩藻糖基乳糖的量为1.5至20重量%;

(ii)从培养基中分离上清液;

(iii)任选地将从(ii)获得的上清液经受包括脱盐和/或色谱法的后处理。

优选地,所述脱盐包括使上清液与一种或多种离子交换树脂接触,优选包括使上清液与至少一种优选以H

根据本发明,特别优选的是,根据(a),保持所提供的混合物的温度直到最终获得的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内的α∶β端基异构体比例。更优选地,保持所提供的混合物的温度直到最终获得的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出在49.2∶50.8至50.8∶49.2的范围内,更优选在49.4∶50.6至50.6∶49.4的范围内,更优选在49.6∶50.4至50.4∶49.6的范围内,更优选在49.8∶50.2至50.2∶49.8的范围内,更优选在49.9∶50.1至50.1∶49.9的范围内的α∶β端基异构体比例。更优选地,保持所提供的混合物的温度,直到最终获得的2′-O-岩藻糖基乳糖表现出50∶50的α∶β端基异构体比例。

在这方面,优选的是,根据(a),在环境压力下的每种情况下,将所提供的混合物的温度调节至在20至90℃的范围内,更优选在30至85℃的范围内,更优选在40至80℃的范围内,更优选在50至75℃的范围内,更优选在60至70℃的范围内的值。

根据本发明,可能优选的是,在(b)之前和/或在(b)期间,将混合物浓缩至至少500g/L,更优选在500至750g/L的范围内,更优选在510至720g/L的范围内,更优选在550至720g/L的范围内,更优选600至720g/L的范围,更优选630至720g/L的范围,更优选650至720g/L的范围内的2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度。通常,所述混合物的所述浓缩可以通过任何合适的方法或两种或更多种合适的方法的组合来进行。特别地,当浓缩所述混合物时,优选的是从所述混合物中分离水。这这方面,优选的是,在小于1巴(绝对值)的压力下,更优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在50至800毫巴(绝对值)的范围内的压力下从混合物中分离水。优选地,在分离水期间混合物的温度为至少20℃,更优选在20至105℃的范围内,更优选在25至105℃的范围内,更优选在30至105℃的范围内,更优选在35至105℃的范围内,更优选在60至105℃的范围内,更优选在60至100℃的范围内,更优选在60至95℃的范围内。

就根据(b)的结晶而言,根据本发明优选的是,根据(b)的相应结晶条件包括以下中的一种或多种:

-使混合物过饱和;

-添加2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂;

-降低混合物的温度;

-搅拌混合物;

-向混合物中加入2′-O-岩藻糖基乳糖的晶种;

-从混合物中除去水。

根据本发明,优选的是结晶包括使混合物过饱和。优选地,在根据(b)的结晶期间的结晶混合物中,所述过饱和的特征在于,混合物中的比率c∶c*在1.00001∶1至1.5∶1的范围内。关于该比例,参数c/(g/L)是在给定的结晶条件下溶解于结晶混合物中所包含的水中的2′-O-岩藻糖基乳糖的浓度,并且c*/(g/L)是在这些条件下2′-O-岩藻糖基乳糖在水中的平衡溶解度。更优选地,所述比率c∶c*在1.00005∶1至1.4∶1的范围内,更优选在1.0001∶1至1.3∶1的范围内,更优选在1.0005∶1至1.2∶1的范围内,更优选在1.001∶1至1.2∶1的范围内,更优选在1.002∶1至1.15∶1的范围内。优选地,当调节混合物的过饱和度时,从混合物中除去水。该除水可以通过任何合适的方法进行。

根据本发明的第一优选实施方案,在这方面,从混合物中除去水包括使混合物经受小于1巴(绝对值)的压力,更优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在50至800毫巴(绝对值)的范围内的压力。在这方面,本发明的第一优选子实施方案涉及其中在至少20℃,优选在20至105℃的范围内,更优选在25至105℃的范围内,更优选在30至100℃的范围内,更优选在35至95℃的范围内的混合物的温度下从混合物中除去水的所述方法。在这方面,本发明的第二优选子实施方案涉及其中在60至105℃的范围内,优选在61至100℃的范围内,更优选在62至95℃的范围内,更优选在63至90℃的范围内,更优选在63至85℃的范围内的混合物的温度下从混合物中除去水的所述方法。根据本发明的第二优选实施方案,在这方面,该方法包括在1巴(绝对值)的压力和0至90℃的范围内,更优选在60至90℃的范围内,更优选在60至80℃的范围内,更优选在60至70℃的范围内的混合物的温度下从混合物中除去水。

就所述2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂而言,优选的是其是至少一种C1-C6醇(如C1醇、C2醇、C3醇、C4醇、C5醇、C6醇)和至少一种有机酸中的一种或多种,其中至少一种C1-C6醇选自由甲醇、乙醇、至少一种丙醇、至少一种丁醇和至少一种己醇组成的组,并且其中至少一种有机酸优选为乙酸和丙酸中的一种或多种。

如果根据(b)的结晶条件包括降低反应物的温度,则优选的是将混合物的温度从至少60℃的值降低至低于60℃的值,优选从至少60℃的值降低至在0至55℃的范围内的值。在这方面,可能优选的是,将混合物的温度逐步降低至低于60℃的值,更优选地分两步或更多步,其中在第一步中,将混合物的温度降低至在40至55℃范围内的值,并将温度保持在该值下一段时间,并且其中在第二步中,将混合物的温度优选降低至在0至40℃范围内,更优选在5至35℃的范围内的值,其中根据所述第二步,在第一子步骤中任选将温度降低至在15至35℃的范围内,优选在15至30℃的范围内,更优选在15至25℃的范围内的值,在该值下保持一段时间,在第二子步骤中降低至在5至小于15℃的范围内,优选在5至12.5℃的范围内的值,并且在该值下保持一段时间。

如果根据(b)的结晶条件包括除去水,则优选的是所述除去水包括使混合物经受小于1巴(绝对值)的压力,更优选在5至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选在10至900毫巴(绝对值)的范围内,更优选在20至800毫巴(绝对值)的范围内,更优选在30至700毫巴(绝对值)的范围内的压力。

如果根据(b)的结晶条件包括添加晶种,则优选的是2′-O-岩藻糖基乳糖的所述晶种是2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的晶种、2′-O-岩藻糖基乳糖的除形式II以外的一种或多种晶型的晶种,或2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的晶种与2′-O-岩藻糖基乳糖的除形式II以外的一种或多种晶型的晶种的混合物。优选地,向从(a)获得并经受(b)的混合物中添加以基于混合物中存在的2′-O-岩藻糖基乳糖的量在0.01至5重量%范围内,更优选在0.02至1重量%范围的量的晶种。或者,也可以替代地使用或与2′-FL的晶体结合使用2′-FL的无定形形式。

通常,根据(b)的结晶可以连续,半连续或以间歇结晶的形式进行。根据本发明的优选实施方案,根据(b)的结晶条件包括连续结晶。在这种情况下,进一步优选的是根据(b)的连续结晶包括:

(b1)将从(a)获得的混合物任选地在实施方案44至47中任一项所定义的浓缩之后连续地进料到连续操作的结晶设备中,其中在结晶期间,连续操作的结晶设备中所含的结晶混合物包含基于结晶混合物的总重量为5至60重量%,优选在10至45重量%范围内,更优选在20至40重量%范围内的量的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II;

(b2)优选通过蒸发,更优选通过在小于1巴(绝对值)的压力下蒸发a,连续地从结晶设备中所含的结晶混合物中除去水;

(b3)从结晶设备中连续除去含有2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物。

根据(b3),以两股或更多股料流,优选以两股料流,优选从结晶设备中除去包含2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物,其中使第一料流经受(c),并且使第二料流再循环至(b1),其中从结晶设备中除去的整个结晶混合物的体积与第一料流的体积比V∶V1为至少4∶1,优选至少7∶1,更优选至少10∶1。更优选地,V∶V1在4∶1至200∶1的范围内,优选在7∶1至80∶1的范围内,更优选在10∶1至60∶1的范围内。可想到的范围是10∶1至30∶1或20∶1至40∶1或30∶1至50∶1或40∶1至60∶1。

就根据(c)的分离而言,优选的是,所述分离包括:

(c1)使从(b)获得的结晶混合物进行固液分离,获得包含2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的固体材料,所述固液分离优选包括过滤和离心中的一种或多种。

在优选的后续步骤(c2)中,使从(C1)获得的固体材料进行洗涤,优选用水、2′-O-岩藻糖基乳糖的反溶剂,如实施方案66所定义的随后的结晶阶段的母液以及2′-O-岩藻糖基乳糖的饱和水溶液中的一种或多种洗涤,所述洗涤进行至少一次。

任选地,存在后续步骤(c3),根据该步骤,使优选洗涤的固体材料在气体气氛中进行干燥,优选在10至80℃的范围内,更优选在15至70℃的范围内,更优选在20至65℃的范围内,更优选在40至60℃的范围内的气体气氛的温度下,优选在小于1巴(绝对值),更优选在2至999毫巴(绝对值)的范围内,更优选5至900毫巴(绝对值)的范围内的压力下。

根据本发明,上述方法可以包括一个或多个其他结晶阶段。在这种情况下,优选的是该方法包括至少两个后续阶段(1)和(2),其中阶段(1)包括:

(b-1)使获自(a)的混合物经受结晶条件,在其母液(1)中获得包含晶型II 2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(1);

(c-1)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-1)的混合物分离,获得母液(1)并将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II溶解在水性混合物(1)中;

并且其中阶段(2)包括:

(b-2)使获自(c-1)的水溶液经受结晶条件,在其母液(2)中获得包含晶型II 2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(2);

(c-2)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-2)的混合物分离,获得母液(2)。

就该方法而言,优选的是结晶是连续或半连续进行的,并且其中根据(c-1)在其中溶解2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的水性混合物包含至少一部分母液(2)和优选另外的水,优选由至少一部分母液(2)和优选另外的水组成。

通常,本发明的方法可以包括n个后续阶段,n>2,其中给定阶段(i),1

(b-i)使获自(c-(i-1))的水溶液经受结晶条件,在其母液(i)中获得包含晶型II2′-O-岩藻糖基乳糖的结晶混合物(i);

(c-i)将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II从获自(b-i)的混合物分离,获得母液(i)并将2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II溶解在水性混合物(i)中;

其中结晶优选是连续或半连续进行的,并且其中根据(c-i)在其中溶解2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II的水性混合物包含至少一部分母液(i+1)和优选另外的水,优选由至少一部分母液(i+1)和优选另外的水组成。

通常,可能优选的是使母液(1)进行结晶。

进一步根据本发明,可能优选的是,使从(c)获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II进行适当的后处理。在该情况下,优选的是,使从(c)获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II经受水蒸气,更优选在容器中经受水蒸气,其中容器的内部空间具有相对于容器外部升高的湿度,或者被保持在该湿度下。优选的是,容器的内部空间中的所述升高的湿度优选被或被保持在60%至100%相对湿度的范围内。优选地,所述经受水蒸气在小于1巴(绝对值)的压力下进行。

进一步地,本发明涉及通过如上所述的根据实施方案18至70中任一项的方法可获得或获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,优选如上所述的根据实施方案1至17中任一项的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II。

又进一步地,本发明涉及一种固体化学组合物,其中所述组合物的90至100重量%是由通过如上所述的根据实施方案18至70中任一项的方法可获得或获得的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II,优选以上所述的根据实施方案1′至17′中任一项的固体化学组合物组成。

又进一步地,本发明涉及一种营养配制物,其包含如上所述的根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或如上所述的根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。优选地,所述营养配制物进一步包含水以及任选地乳糖、单糖、除2′-O-岩藻糖基乳糖以外的二糖和寡糖、维生素、矿物质、益生元和益生菌中的一种或多种,其中该配制物不是哺乳动物乳。

又进一步地,本发明涉及一种化妆品配制物,其包含如上所述的根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或如上所述的根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。

又进一步地,本发明涉及一种药物配制物,其包含如上所述的根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或如上所述的根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物。优选地,实施方案的药物配制物是用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击。

优选地,当与包含除晶型II以外的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型的配制物相比时,以上所述的所述配制物显示出改善的储存稳定性。优选地,在25至45℃范围内的存储温度以及55至75%范围内的相对湿度下存储至少3个月之后,优选存储3至36个月之后,更优选存储3至24个月之后,更优选存储4至9个月之后,这些配制物包含α∶β端基异构体比例在40∶60至60∶40的范围内,更优选在45∶55至55∶45的范围内,优选在46∶54至54∶46的范围内,更优选在47∶53至53∶47的范围内,更优选在48∶52至52∶48的范围内,更优选在49∶51至51∶49的范围内,更优选50∶50的2′-O-岩藻糖基乳糖的晶型II。

更进一步地,本发明涉及如上所述的根据实施方案1至17或71中任一项的晶型II,或如上所述的根据实施方案1′至17′或71′中任一项的固体化学组合物用于制备以下的用途:

A)用以促进婴儿或幼儿的大脑、免疫系统、肠道微生物环境的发育和/或改善;和/或人类儿童或成人内大脑、免疫系统、肠道微生物环境、一般体质能力和/或对病原体攻击的耐抗性的改善和维持的根据实施方案72的营养配制物;

和/或

B)用于维持和/或改善皮肤包括弹性、对病原体攻击的耐抗性和/或皮肤微生物的根据实施方案73的化妆品配制物;

和/或

C)用于治疗和/或预防大脑、免疫系统、皮肤和/或肠道的微生物环境、一般体质能力的疾病或病症;和/或人类或动物内的病原体攻击的根据实施方案74的药物配制物。

更进一步地,本发明涉及一种处理根据实施方案72或73的营养配制物的方法,其中将所述配制物在至少30℃,优选至少35℃的升高温度下保持至少3分钟,优选至少5分钟,更优选至少7分钟的时间段。

通过以下非限制性实施例描述本发明。

实施例

实施例1

将50g的2′-FL原料在水中的52.5重量%溶液(52.5重量%2′-FL、0.9重量%乳糖、3-2重量%DiFL和38-5重量%的水、来自过滤、脱色和脱盐后的发酵的材料)在45℃下真空浓缩至40.7g的64.5重量%的2′-FL溶液。在室温下向该不完全澄清的溶液中添加10mL的EtOH,并添加3重量%的形式A的晶种(来自实施例3)。将其加热至79℃以回流并搅拌15分钟,然后在回流下在20分钟内添加另外的20mL EtOH,并且将悬浮液在回流下搅拌20分钟,然后在45℃下搅拌2小时。冷却至室温过夜后,收集晶体,用20mL EtOH/水90/10洗涤两次,并在40℃下在10毫巴(绝对值)下干燥。

产量为24g形式II的晶体。XRPD图谱如图3a所示。α∶β端基异构体比例为0.84∶1(46∶54)。

使用形式II进行种晶或不加晶种的实验产生相同的结果。

作为上述实施例1的变型,以下是可能的:

a.代替实施例1中详述的在糖浆中将2′-FL原料浓缩至高于60重量%,也可以使用仅至多50重量%2’-Fl溶液的2′-FL原料的不太高浓度的溶液。从浓度较低的溶液开始进行的实验结果与实施例1基本相同。

b.作为另一种可能,可以将实施例1中所用乙酸的量增加至其量的3倍,仍然得到与实施例1基本相同的结果。

c.作为另一种可能,可以用2′-FL的任何多晶型形式接种该溶液,甚至在紧接着第一次添加乙酸(与以上实施例1的那些相当的相对量)之前的阶段使用无定形2′-FL也得到基本相同的结果。

“基本相同的结果”是指2’-FL的纯度的绝对量和副产物的含量在非常小的程度上变化,即与实施例1的实验结果相差约小于5%。

实施例2

将200g的2′-FL原料的水溶液(参见上文)加热至65℃(内部温度;80℃加热浴温度)。在250毫巴(绝对值)的压力下,蒸馏出38g的水,得到含64.8重量%的2′-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.5∶1。将所得糖浆膨胀至环境压力,并冷却至50℃(浴温)。将悬浮液在环境压力下于50℃(浴温)下搅拌另外3小时,然后冷却至20℃,并在20℃下搅拌1小时。然后在30分钟内添加117ml的乙酸同时将温度保持在20℃下,并将得到的悬浮液在10℃下搅拌0.5小时。

将由此获得的悬浮液通过吸滤器过滤,并将滤饼用每15ml的乙酸/水(80/20w/w)洗涤3次,然后在40℃和0.8毫巴下干燥12小时。从而获得80.3g(收率75.6%)的具有以下组成的结晶材料:组成(HPLC):0.2%乳糖、0.3%岩藻糖基乳果糖和98.8%2′-FL(无可检测量的二岩藻糖基乳糖(DiFL))。

所获得的结晶材料包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的0.015重量%的水。在所获得的结晶材料中,2’-FL基本上以形式II存在,如通过XRPD所测定的。α∶β端基异构体比例为1.01∶1(50.2∶49.8)。不加晶种和不加热直接从50重量%溶液中结晶产生相似的结果。

可以在此实现与实施例1所述相同的变型,并且再次导致基本相同的结果。

实施例3:制备具有晶型A的晶种(用于实施例1)

在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将200g的2′-FL原料的水溶液(来自脱色、过滤和脱盐之后的发酵的(0.8重量%乳糖;0.4重量%岩藻糖基乳果糖;49.4重量%2′-Fl;2.5重量%DiF,水值38.52%))加热至45℃(浴温)。在20–50毫巴(绝对值)的压力下,蒸馏出约30g的水,得到包含约58重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.1∶1。将所得粘性糖浆膨胀至环境压力,并在45℃(浴温)下用0.05g的从实施例2中获得的晶体2′-FL(形式II)进行接种。将混合物在环境压力和45℃(浴温)下搅拌另外16小时。将由此获得的稠悬浮液从反应器中排出,并通过加热的吸滤器(40℃)过滤,并将滤饼在惰性气体流下在40℃和10毫巴(绝对值)下干燥16小时。从而获得78.1g的具有以下组成的结晶材料(收率69.3%):

组成(HPLC):0.72%乳糖、0.57%岩藻糖基乳果糖、2.61%DiFL和87.64%2′-FL。

所获得的结晶材料包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的3.0重量%的水。在所获得的结晶材料中,2’-FL基本上以形式A存在,如通过PXRD所测定的。

测定了根据本发明的2’-FL形式II的晶体结构。晶体显示单斜晶系空间群P2

表2:2’-FL形式II的晶体学数据

图4中示出了WO 2011/150939 A中的图12中所呈现的XRPD图谱和单晶结构的所计算XRPD图谱之间的比较。由于热膨胀,在100K下通过单晶X射线衍射测定的晶体结构的所计算图谱相对于在室温下测量的图谱偏移。然而,晶胞尺度的拟合导致所测量和计算XRPD图谱之间的良好匹配。

NMR数据:将2’-FL的晶体溶解并立即测量。根据所获得的NMR数据,可以使用标准方法计算α∶β端基异构体比例。结果显示在下表3中。

表3:溶解后立即通过

所得2’-FL样品的NMR数据表明α∶β端基异构体比例为0.84∶1(即46∶54)和1.01∶1(即50.2∶49.8)。

附图说明

图1:示出了2′-O-岩藻糖基乳糖的化学结构。

图2:示出了2′-O-岩藻糖基乳糖形式II的不对称单元中的两个分子是两个不同的端基异构体。

图3a:示出了根据实施例1获得的结晶材料的XRPD图谱。

图3b:示出了2′-O-岩藻糖基乳糖形式II的XRPD图谱(底部,实线,实施例1)与在100K下测定的基于晶体结构的2′-O-岩藻糖基乳糖形式II的所计算XRPD图谱(顶部,虚线,mvh086)和利用室温拟合晶胞尺度、Cu Kα辐射的所计算图谱(中间,虚线)的比较。

图4:示出了2′-O-岩藻糖基乳糖形式II的XRPD图谱(底部,实线,WO 2011/150939A图12)与在100K下测定的基于晶体结构的本发明2′-O-岩藻糖基乳糖形式II的所计算XRPD图谱(顶部,虚线,mvh086)和利用室温拟合晶胞尺度、Cu-Kα

方法

M1α∶β端基异构体比例的测定

M1a通过

M1b通过

装置:Bruker AVN-500a

试剂:溶剂:D

参比:[D

样品准备:将测试物品(约20mg=>浓度=2g/100mL)称重到10mL小瓶中,并溶于1.0mL含3(TMS)PS-Na的D

测试参数:测量频率=500MHz

测量温度=298K

D1=10s

为了进行评估,将C1处的端基异构体质子的信号(α:5.2ppm,β4.65ppm)进行积分和标准化:

M2利用PANalytical X′Pert Pro X射线衍射仪使用以反射几何形状的Cu Kα辐射(Bragg-Brentano)记录实验室PXRD图谱。将样品放入0.2mm深度的硅单晶样品支架中并轻轻且精确地弄平。管电压为45kV,电流为40mA。在室温下收集在增量为0.017°且测量时间为20s/步的2θ=3.0°-40.0°的范围内的PXRD数据。

M3标准HPLC测量:

HPLC:Agilent S 1200

柱子:Spherisorb NH2柱(胺改性二氧化硅:粒径3μm,孔径

洗脱液:乙腈/水82.5/17.5v/v

检测:RID

参数:流速1.3ml/min,T=35℃,压力112巴,5μl进样量

以重量%计的定量是基于通过所谓的响应因子对高纯度参比样品进行的校准

总是测量面积%,并通过响应因子重新计算为重量%,并标准化为样品的重量。

M3a测定糖类组合物中2′-O-岩藻糖基乳糖相对于其他糖的含量:该测定通过标准HPLC测量进行,其中相对于其他寡糖的按面积百分比计的总量来测定2′-O-岩藻糖基乳糖的百分比。

M3b测定2′-O-岩藻糖基乳糖相对于有机物的含量:该测定通过标准HPLC测量进行,其中相对于HPLCL可检测的其他有机物的按面积百分比计的总量来测定2′-O-岩藻糖基乳糖的百分比。

M3c有机溶剂含量的测定:该测定通过标准HPLC测量进行,其中有机溶剂含量的百分比以面积百分比测定;结果可以通过技术人员已知的其他方法来确认。

M4根据含水量,在卡尔·费歇尔测量中使用不同的仪器:

M4a大致的H

带有Hydranal Methanol-DRY和Hydranal Composite 5的Metrohm 716DMSTitrino/703Ti Stand双Pt丝电极(6.0338.100)

M4b固体样品中的H

852Titrando+874烘箱样品处理器+801搅拌式双Pt电极(6.0341.100)

发生器电极(6.0342.110)

Hydranal Coulomat AG

M5晶体的长度∶厚度比例的测定:根据技术人员已知的方法和原理,使用相应的XRPD数据测定晶体的长度∶厚度比例。

M6确定受控过饱和度的特征c/(g/L)和c*/(g/L):使用标准方法测试技术人员已知的溶解度和溶解度极限(诸如美国和欧洲的药典),来测定这些参数。

M7贮存稳定性的测定:使用标准方法测试技术人员已知的溶解度和溶解度极限(诸如美国和欧洲的药典),来测定该参数。

从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法

本文中进一步描述的是一种从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法,特别是通过以下方面集以及由如下所述的从属关系和逆向引用产生的方面的组合进行说明的。特别地,应注意的是,在提到各方面范围的每种情况下,例如在诸如“方面1至4中任一项的方法”的术语的上下文中,该范围内的每个方面意指对于技术人员被明确地公开,即该术语的措词应被技术人员理解为与“方面1、2、3和4中任一项的方法”同义。进一步地,应明确指出,以下方面集不是确定保护程度的权利要求集,而是代表了涉及用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的总体和优选方面的说明书的适当结构化的部分。

1.一种从2′-FL原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法,所述原料含有作为主要成分的2′-FL和基于所述原料中的单糖和寡糖的总量为至少0.5重量%,通常至少1重量%,特别地至少2重量%的一种或多种不同于2′-岩藻糖基乳糖的单糖或寡糖,

其中所述方法包括:

a)提供2′-岩藻糖基乳糖原料在水中的溶液,所述溶液包含基于水的总量不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%的有机溶剂;

b)通过在溶液中诱发受控过饱和条件来实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶;和

c)从母液中分离出晶体2′-岩藻糖基乳糖,

并且其中在步骤b)的受控过饱和期间,基于步骤b)期间存在的水的总量,存在不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%的有机溶剂。

2.根据方面1的方法,其中2’-岩藻糖基乳糖的结晶是在0至52℃的温度下实现的。

3.根据方面1的方法,其中2’-岩藻糖基乳糖的结晶是在52至105℃的温度下实现的。

4.根据前述方面中任一个的方法,其中以使得溶解的2′-岩藻糖基乳糖的浓度c与2′-岩藻糖基乳糖在受控过饱和条件下的平衡溶解度c*的比率c∶c*为大于1∶1至1.5∶1,从而实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶的方式来诱发受控过饱和条件。

5.根据前述方面中任一个的方法,其中受控过饱和是通过去除水和/或通过冷却来诱发的。

6.根据前述方面中任一个的方法,其中受控的结晶是在固体2′-岩藻糖基乳糖,特别是晶体2′-岩藻糖基乳糖的存在下实现的。

7.根据前述方面中任一个的方法,其中结晶以蒸发结晶的形式进行。

8.根据前述方面中任一个的方法,其中在受控过饱和条件下,溶解的2′-岩藻糖基乳糖的浓度在400至750g/L的范围内。

9.根据前述方面中任一个的方法,其中2′-岩藻糖基乳糖原料包含选自乳糖、二岩藻糖基乳糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖的至少一种寡糖。

10.根据前述方面中任一项的方法,其中在步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖的溶液不包含基于所述溶液的总重量超过5000ppm的固体可溶性材料。

11.根据前述方面中任一个的方法,其中在步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖的水溶液是通过发酵过程获得的。

12.根据前述方面中任一个的方法,其中将步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖的水溶液进料至连续操作的结晶设备,所述设备包含2′-岩藻糖基乳糖晶体的水悬浮液。

13.根据方面12的方法,其中步骤b)包括

b1)将2′-岩藻糖基乳糖的水溶液连续进料到含有2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液的结晶设备中;

b2)从结晶设备中所含的2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液中连续地除去水,以保持受控过饱和条件;

b3)从结晶设备中连续地除去2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液。

14.根据方面13的方法,其中将在步骤b3)中除去的2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液的一部分与步骤b1)的2′-岩藻糖基乳糖的水溶液混合并将混合物送回到结晶设备中。

15.根据方面1至11中任一个的方法,其中将2’-岩藻糖基乳糖原料的溶液在分批或补料分批操作的结晶设备中进行结晶。

16.根据前述方面中任一个的方法,其中在固体2′-岩藻糖基乳糖存在下在20至52℃范围内的温度下进行结晶,并且其中在受控过饱和条件下,从过饱和水溶液中实现结晶,其中过饱和水溶液中具有在410至630g/L范围内的溶解的2′-岩藻糖基乳糖的浓度。

17.根据前述方面中任一个的方法,其中在母液中诱发受控过饱和条件,由此使步骤c)中获得的母液的至少一部分进行2′-岩藻糖基乳糖的结晶。

18.根据方面17的方法,其中在进行步骤b)之前,将母液的至少一部分与2′-岩藻糖基乳糖原料的溶液混合。

19.根据前述方面中任一个的方法,其包括第一结晶步骤和第二结晶步骤,

其中使步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖原料的水溶液进行第二结晶步骤的结晶,

其中在第二结晶步骤中,在根据步骤b)的溶液中诱发受控过饱和条件,由此实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶,

将在第二结晶步骤中获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液进行固液分离以获得晶体2′-岩藻糖乳糖和母液,

将在固液分离中获得的所述母液引入第一结晶步骤。

20.根据方面19的方法,其中在进行第二结晶步骤之前,将在第一结晶步骤中获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖溶解在2′-岩藻糖基糖原料的水溶液中。

21.根据前述方面中任一项的方法,其中当结晶几乎完成时,在步骤c)之前将水溶性有机溶剂添加到在步骤b)获得的悬浮液中。

22.一种从2′-岩藻糖基乳糖原料中选择性地获得2′-岩藻糖基乳糖的晶型A或晶型II的方法,所述原料含有作为主要成分的2′-FL和基于所述原料中的单糖和寡糖的总量为至少0.5重量%,通常至少1重量%,特别地至少2重量%的一种或多种不同于2′-岩藻糖基乳糖的单糖或寡糖,

所述方法包括执行前述方面中任一个所述的方法,条件是

-在0至52℃范围内,特别是在0至50℃范围内的温度下实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶以获得2′-岩藻糖基乳糖的晶型A或B;

-或者在高于52℃,特别地高于53℃的温度下实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶以获得2′-岩藻糖基乳糖的晶型II。

2′-岩藻糖基乳糖(CAS号:41263-94-9:α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖,以下简称2’-FL)是一种在母乳中相对大量地发现的寡糖。已经在多方面报道,母乳中存在的2′-FL有因果地降低母乳喂养新生儿的感染风险(参见例如,Weichert et al.,Nutrition Research,33(2013),Volume 10,831-838;Jantscher-Krenn et al.,Minerva Pediatr.2012,64(1)83-99;Morrow et al.,J.Pediatr.145(2004)297-303)。因此,2′-FL作为食品补充剂的成分,特别是作为人源化乳制品的添加剂,尤其是婴儿营养的添加剂是特别令人关注的。

通过传统的化学手段或生物化学手段制备2′-O-岩藻糖基乳糖在文献中已有不同描述(对于传统的化学手段,参见例如US 5,438,124、WO 2010/070616、WO 2010/115934、WO2010/115935、WO 2016/038192和WO 2017/153452;对生物化学手段,参见例如Drouillardet al.Angew.Chem.Int.Ed.45,1778(2006)、WO 2010/070104、WO 2012/007481、WO 2012/097950、WO 2012/112777、WO 2013/139344、WO 2014/086373、WO 2015/188834和WO 2016/095924)。

原则上,出于经济和环境原因,使用转化的微生物例如转化的大肠杆菌通过发酵方法生产2’-FL是有前途的。然而,2′-FL的分离很繁琐,并且通常需要

-通过离心分离含有产物的上清液,

-将产物吸附在活性炭床上,将其用水洗涤以除去诸如盐、氨基酸和蛋白质碎片的水溶性污染物,

-用酒精或含水酒精洗脱产物,以及

-最后同样重要的是,在木炭硅藻土床上通过凝胶渗透色谱法或快速色谱法将2′-FL从其他碳水化合物(如乳糖和岩藻糖)中分离。

该分离方法的主要缺点是对色谱分离的需要,以便获得纯物质或至少获得富含目标化合物但仍含有不希望的衍生物的混合物。尽管重复的色谱分离可以导致纯度的提高,但其在处理进料溶液和柱填料以进行分离并任选地使填料再生(尤其是在大规模或工业规模下)的高成本和相对长的技术时间可能是不利的和/或麻烦的。

结晶或重结晶原则上是一种用于从反应混合物中分离产物并将其与污染物分离从而获得纯化的物质的简单且廉价的方法。因此,使用结晶的分离或纯化可以使整个技术工艺稳健且有成本效益,因此,其与其他程序相比原则上是有利和有吸引力的。尽管通过传统的有机合成而制备的2′-FL的结晶是分离或纯化2′-FL的有效手段,但结晶法不易应用于通过非经典有机合成制备的2′-FL,因为通过2′-FL的发酵生产而获得的产物包含大量的副产物,特别是包括除2′-FL以外的寡糖,而且包括单糖。由于这些单糖和寡糖具有相当的极性,并且因此具有相当的溶解度,因此它们难以通过结晶工艺而分离。

Kuhn等人(Chem.Ber.1956,第2513页)报告了通过重复的色谱法纯化的2′-FL不易结晶,而是保持糖浆。作者提到,当长时间放置2′-FL的水溶液时,几乎不会形成2′-Fl的晶体。仅可以从含有水与大量有机溶剂的混合物的溶液中获得大量晶体2′-FL。

WO 2014/086373描述了一种从发酵液中获得寡糖如2′-FL的方法,该方法包括将发酵液冷冻干燥,优选在从其中去除蛋白质后,以产生干燥粉末;用脂族醇(诸如甲醇)处理干燥粉末以溶解寡糖,然后将该寡糖从醇溶液中结晶出来。该方法是繁琐的,因为它需要事先将发酵液冷冻干燥并使用有机溶剂。

WO 2015/188834描述了一种从含有2′-FL和岩藻糖基化寡糖(如二岩藻糖基乳糖)的水溶液中结晶2′-FL的方法,该方法包括通过使用具有编码1,2-岩藻糖转移酶的重组基因的基因修饰细胞来发酵生产2′-FL,将上清液与非碳水化合物固体和污染物分离,并加入C

WO 2016/188834描述了一种从包含2′-FL和岩藻糖基化低聚糖例如双岩藻糖基乳糖的水溶液中结晶2′-FL的方法,该方法包括如在WO 2015/188834中所述提供所述的2′-FL和岩藻糖基化低聚糖的水溶液,然后在水溶液中添加乙酸,由此实现2′-FL的结晶。

WO 2014/009921描述了2’-FL的不同多晶型物形式。而多晶型物形式B可以通过从水中重结晶纯2′-FL(例如,纯多晶型物形式A),纯化含有2’-FL的原料(其另外含有大量不同于2′-FL的单糖或寡糖)来获得。

WO 2018/164937描述了一种从水溶液中结晶2′-FL的方法,该方法要求在高于60℃的温度下从过饱和水溶液中沉淀出2′-FL。通过该方法,获得了2-FL的晶体无水物,即2’-FL的形式II,这在WO 2011/150939中进行了描述。

获得结晶的方法在结晶期间仍然需要大量的有机溶剂,由于它们经常被截留在结晶材料中,因此难以除去。尤其是对于婴儿,使用有机溶剂是不可接受的,因为其始终承担着无法完全去除有机溶剂的风险。

仍然需要一种从2′-FL原料中获得晶体2′-FL的有效方法,该原料含有来自这种原料的水溶液,特别地来自通过发酵工艺获得的水溶液的除2′-FL之外的大量单糖和寡糖,例如乳糖、乙酰化2′-FL、除2′-FL之外的岩藻糖基化乳糖以及岩藻糖基化乳果糖。该方法尤其应避免有机溶剂,并以高纯度和高收率提供2′-FL。

已经发现,通过在水溶液中诱发受控过饱和条件并由此实现2′-FL的选择性结晶可以从含有除2′-FL以外的大量单糖和寡糖的2′-FL原料的水溶液中有效且可靠地结晶出2′-FL。在2′-FL原料的水溶液中诱发受控过饱和条件允许有效的结晶,而在结晶期间不使用大量的有机溶剂。这是非常令人惊讶的,因为2′-FL在水中高度可溶,甚至纯2′-FL也很难从水中结晶,并且2′-FL原料中所含的大量单糖和寡糖应进一步阻碍2′-FL的结晶。

因此,本文描述的是一种从2′-FL原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法,该原料含有作为主要成分的2′-FL和基于原料中的单糖和寡糖的总量为至少0.5重量%,通常至少1重量%,特别地至少2重量%,更特别地至少5重量%,并且尤其是至少8重量%的一种或多种不同于2′-FL的单糖或寡糖,其中该方法包括:

a)提供2′-FL原料在水中的溶液,该溶液包含基于水的总量不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%的有机溶剂;

b)通过在优选至多60℃的温度下在溶液中诱发受控过饱和条件,实现从步骤a)中提供的溶液中结晶出2’-FL;和

c)从母液中分离出晶体2′-FL,

并且其中在步骤b)的受控过饱和期间,基于步骤b)期间存在的水的总量,存在不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%的有机溶剂。

该方法与若干益处相关联。它允许将2′-FL从其他寡糖中有效分离,从而以高收率和通常大于93%,特别地大于95%,尤其是至少97%或至少98%的高纯度(基于晶体2′-FL中的有机物)获得2’-FL。特别地,该方法不需要在结晶期间使用有机溶剂,因此,将晶体2′-FL包含大量截留的有机溶剂的风险最小化。该工艺得到母液,该母液为无色或几乎无色的,因此可以进行进一步的结晶步骤或在实现结晶之前再引入到溶液以进行结晶。

通过从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法,获得致密晶体形式的纯晶体2′-FL。

出人意料地,该方法允许以可靠的方式选择性结晶2′-FL的两种多晶型形式,即

-无水物形式II,其描述于WO 2011/150939中,并且可以被鉴定,例如通过其在X射线粉末衍射图中的特征反射,特别是以2θ值表示的以下反射:16.98±0.2°,13.65±0.2°和18.32±0.2°(在25℃和Cu-Kα辐射下);

-水合物形式A,其描述于WO 2014/009921中,并且可以被鉴定,例如通过其在X射线粉末衍射图中的特征反射,特别是以2θ值表示的以下反射:18.86±0.2°,17.05±0.2°和9.89±0.2°(在25℃和Cu-Kα辐射下);或

-水合物形式B,其描述于WO 2014/009921中,并且可以被鉴定,例如通过其在X射线粉末衍射图中的特征反射,特别是以2θ值表示的以下反射:20.48±0.2°,11.90±0.2°和9.96±0.2°(在25℃和Cu-Kα辐射下)。

这对于2′-FL的注册尤为重要,其可能需要可靠地生产特定的多晶型物形式。该方法允许依据实现2’-FL的结晶所处的温度选择性地制备2’-FL的晶体无水物形式II或晶体水合物形式A或B形式。特别地,如果在至多52℃,特别地至多50℃,更特别地至多48℃,并且尤其是至多45℃的温度下,例如在0至52℃,特别是0至50℃,更特别地0至48℃,并且尤其是0至45℃的温度下实现2′-FL的结晶,则将获得水合物形式A或B,而如果在高于52℃的温度下,特别地在高于53℃的温度下实现2’-FL的结晶,则将获得无水物形式II。应当指出,当在至多52℃,特别地至多50℃,更特别地至多48℃并且尤其是至多45℃的温度下实现结晶时,最初形成晶体水合物形式B。然而,晶体水合物形式B在干燥后将转化为晶体水合物形式A。

因此,本文描述的是一种从本文定义的2′-FL原料中选择性地获得2′-FL的晶体水合物形式A或B或2′-FL的晶体无水物形式II的方法,该方法包括执行获得本文所述的晶体2′-FL的方法,条件是:

-在0℃至52℃,特别地0至50℃,更特别地0至48℃,并且尤其是0至45℃的温度下实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶,以获得2′-岩藻糖基乳糖的晶型A或B

-或者在高于52℃,特别地至少或高于53℃并且优选至多60℃的温度下实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶,以获得2′-岩藻糖基乳糖的晶型II。

在这里和在下文中,术语2′-FL和2′-岩藻糖基乳糖同义使用,并且是指α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖,包括α-和β-端基异构体及其混合物。

如本文所用,术语“2′-FL原料”是指寡糖组合物,其含有特别地基于原料中的单糖和寡糖的总量为至少70重量%的量的作为主要成分的2′-FL,以及至少0.5重量%,和相当量的,即通常至少1重量%,特别地至少2重量%,更特别地至少5重量%,并且尤其是至少8重量%的一种或多种不同于2′-岩藻糖基乳糖的单糖或寡糖。特别地,通过用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法由其获得晶体2’-FL的2′-FL原料包含:

-基于原料中单糖和寡糖的总量,70至99.5重量%,特别地75至95重量%,尤其是78至92重量%的2′-FL,和

-基于原料中单糖和寡糖的总量,0.5至30重量%,特别地5至25重量%,尤其是8至22重量%的一种或多种不同于0.5′-岩藻糖基乳糖的单糖和寡糖。

2′-FL原料中所含的不同于2′-岩藻糖基乳糖的典型单糖和寡糖包括但不限于乳糖、除2′-FL之外的岩藻糖基化乳糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、乳果糖和岩藻糖基化乳果糖。这些单糖和寡糖在下文中称为“碳水化合物杂质或副产物”。

如本文所用,术语“除2’-FL之外的岩藻糖基化乳糖”包括除2’-FL之外的任何单岩藻糖基化乳糖。术语“除2′-FL之外的岩藻糖基化乳糖”还包括任何多岩藻糖基化乳糖,特别是也称为“双岩藻糖基乳糖”的双岩藻糖基化乳糖,例如2,2′-O-二岩藻糖基乳糖或2′,3-O-二岩藻糖基乳糖。

同样地,本文所用的术语“岩藻糖基化乳果糖”包括任何单岩藻糖基化乳果糖和多岩藻糖基化乳果糖,即在乳果糖的半乳糖部分上被1个或多个,例如1或2个岩藻糖部分岩藻糖基化的乳果糖。

前述碳水化合物杂质或副产物可以在发酵期间或在发酵后条件下形成。例如,由于乳糖的半乳糖部分上的除α-1,2-岩藻糖基化以外的岩藻糖基化不足、缺陷或受损,或者在发酵或发酵后条件下2’-FL的岩藻糖迁移或者来自多岩藻糖基化乳糖的岩藻糖水解,可以形成除2’-FL之外的岩藻糖基化乳糖。其他碳水化合物杂质或副产物可以通过重排形成例如乳果糖和岩藻糖基化乳果糖,或者通过水解形成例如岩藻糖、葡萄糖、半乳糖和乳糖,或者可以是未消耗的起始材料,例如葡萄糖或乳糖。

特别地,2′-FL原料包含除2′-FL之外的至少一种岩藻糖基化乳糖,特别是二岩藻糖基乳糖。特别地,基于2’-FL原料中所含的单糖和寡糖的重量,岩藻糖基化乳糖的量为0.3至10重量%,特别地0.5至10重量%,尤其是1至10重量%。特别地,2′-FL原料还包含乳果糖和岩藻糖基化乳果糖中的至少一种或两者的混合物。特别地,基于2′-FL原料中所含的单糖和寡糖的重量,乳果糖和岩藻糖基化乳糖的量为0.2至10重量%,特别地0.5至10重量%,尤其是1至10重量%。

在用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的上述方法的第一步骤a)中,提供2′-FL原料的水溶液,然后在第二步骤b)中在受控过饱和条件下将其进行结晶。原则上,在用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法中可以使用2′-FL原料的任何水溶液,该溶液包含基于其中所含的水的量不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%的有机溶剂。

对于用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的所述方法来说至关重要的是,在步骤a)中提供并在步骤b)中进行结晶的2′-FL原料的水溶液以及在步骤b)期间存在的水不包含大量的有机溶剂。因此,基于步骤a)中提供的溶液中所含的水,步骤a)中提供的溶液中的有机溶剂的浓度不超过5重量%,特别地不超过2重量%,并且尤其不超过1重量%。此外,基于步骤b)期间存在的水,步骤b)期间存在的水中的有机溶剂的浓度不超过10重量%,优选不超过7重量%,更优选不超过5重量%,特别地不超过2重量%,并且尤其是不超过1重量%。在本上下文中,术语“有机溶剂”包括在常压下具有在30至250℃的范围内的沸点并且包括例如有机醇,特别是C

水溶液可以是由生物化学方法或由常规方法即化学方法获得的水溶液。

在用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法中使用的2′FL原料的水溶液优选地由生物化学方法获得,例如其中通过乳糖的酶促生物催化岩藻糖基化或通过发酵获得2′-FL的方法,例如Drouillard et al.Angew.Chem.Int.Ed.45,1778(2006)、WO 2010/070104、WO 2012/007481、WO 2012/097950、WO 2012/112777、WO 2013/139344、WO 2014/086373、WO 2015/188834和WO 2016/095924中所描述的。

发酵液通常在培养基的上清液中包含至少25g/L的2′-FL,并可以包含高达120g/L的2′-FL或甚至超过120g/L的2′-FL。另外,上清液也可以包含其量相对于2′-FL通常为约1.5至20重量%的DFL。2′-FL/DFL混合物任选地包含在培养基中产生的岩藻糖基化乳果糖,和/或作为未消耗的受体的乳糖或其他单糖或寡糖。

如果在用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法中使用的原料的水溶液是由生物化学方法中获得的,特别地是由发酵获得的,则所获得水溶液通常在结晶之前进行后处理。

这样的后处理可以包括常规的脱盐步骤,在这期间,在结晶之前将矿物质、盐和其他带电分子从水溶液中提取出来。脱盐可以通过使用常规的离子交换树脂来进行,即、使水溶液通过H

在某些情况下,可能希望在结晶之前选择性地除去2′-FL的水溶液的某些组分。这可以使用不同类型的色谱法来实现,例如具有或不具有循环回路或具有连续色谱过程的洗脱色谱法,如模拟移动床色谱法(SMB),包括其具有入口和出口的异步切换的变型和/或在切换间隔期间流量和/或进料浓度的变型。例如通过T.Eiwegger et al.,PediatricResearch,Vol.56(2004),pp.536-540、CN 102676604和EP 2857410已经描述了使用SMB纯化由发酵获得的寡糖(如2’-FL)的水溶液的方法,它们可以类推地用于在结晶之前除去2’-FL的水溶液的某些组分。用于进行SMB的合适方法的综述可参见M.Ottens et al.,“Advances in process chromatography and application”,Chapter 4.4.3,pp.132–135,Woodhead Publishing Limited 2010,以及其中引用的文献。

然后可以通过常规的蒸发步骤或常规的纳滤步骤,包括超滤和渗滤,将通过任何上述方式获得的溶液浓缩。同样,可以加入微滤以去除蛋白质和大分子。可以在结晶之前引入进一步的最终(“无菌”)过滤,以去除微生物污染物。

已经发现如果步骤a)中提供的2′-FL原料的水溶液基本上不含水不溶性固体材料,即、水不溶性材料的量基于其中所含的2’-FL为小于5000ppm,特别地小于1000ppm,或者基于2′-FL原料的水溶液的重量为至多3000ppm,特别地至多1000ppm,则是有益的。因此,后处理将优选地包括常规的澄清步骤。通过该澄清步骤,去除了发酵后的细胞片段(碎片)和蛋白质。澄清优选在以下所述的木炭处理之前。可以以常规方式进行澄清,例如通过产生澄清或部分澄清的上清液的离心沉降。或者,发酵液可以在使其进行步骤b)的结晶之前进行过滤步骤,例如微滤或超滤。例如,以常规方式进行超滤并除去高分子量组分。用于超滤2′-FL发酵液的半透膜可以合适地具有5-50kDa,优选10-25kDa,更优选约15kDa的截止值。根据待澄清的发酵液的特性,可以使用在上述给定范围内的较高和较低截止膜(按此顺序)的组合。任选地,在离心或超滤之后可以进行纳滤,在纳滤期间,在用木炭处理之前,以常规方式浓缩包含2′-FL和碳水化合物副产物的水溶液。在该纳滤步骤中,其膜可具有确保保留分子量为488的2′-FL的孔径;因此,通常可以使用200-300Da的截止膜。

另外,后处理可进一步包括常规的木炭处理,其优选在脱盐步骤之前进行,以去除发色体和任选地从先前的纯化步骤中残留的任选的水溶性生物垃圾。碳水化合物类化合物具有强的亲和力以在水性介质中吸附在木炭上;因此,水溶性污染物可以容易地用(蒸馏的,最好是食品级的)水洗掉。然后可以用醇或含水醇从木炭床上洗脱碳水化合物。

在步骤b)中,通过在2′-FL原料的溶液中诱发受控过饱和条件来实现2′-FL的结晶。

依据水溶液的温度,在步骤b)中进行结晶的水溶液中的2′-FL的浓度通常可以为400至750g/L或500至750g/L,特别是在500至700g/L的范围内。通常,碳水化合物(即2′-FL和不同于2′-FL的单糖和寡糖)的总浓度在510至950g/L的范围内,特别地在510至850g/L的范围内。

通常,在步骤a)中提供2’-FL浓度为至多500g/L,特别地至多450g/L,尤其是至多400g/L,例如在25至450g/L的范围内或者在50至400g/L的范围内的稀溶液,然后对其进行浓缩步骤,例如通过蒸发水至可能发生结晶的2′-FL的浓度,该浓度特别是在400至750g/L或500至750g/L的范围内,特别地420至720g/L或510至720g/L。

可以在单个步骤中,即在结晶设备中,将稀溶液浓缩至结晶所需的浓度范围,并进行结晶。也可以首先执行预浓缩步骤,其中通过蒸发除去水,直至达到仍低于平衡条件下2′-FL的溶解度的2′-FL的浓度。然后,将该溶液引入结晶设备中,并在如此浓缩的溶液中诱发受控过饱和条件。对应于平衡条件下的溶解度的2’-FL的浓度也称为给定条件下的平衡浓度或平衡溶解度c*。如上所述,在其中诱发受控过饱和条件的溶液中的2′-FL浓度通常在400至750g/L的范围内,特别地在410至700g/L的范围内或在410至650g/L的范围内。

出于用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的目的,发现如果在步骤b)中进行结晶的2′-FL原料的水溶液中的2′-FL的浓度不超过650g/L,特别地630g/L,例如在400至650g/L或500至650g/L,特别是410至630g/L或者500至630g/L并且尤其是510至630g/L的范围内,则是有益的。

然而,也可以在步骤b)中对具有高于630g/L,特别地高于650g/L的2′-FL的浓度的2′-FL原料的水溶液进行结晶。

在给定条件下诱发受控过饱和条件确保了所需的多晶型物可以从2′-FL原料的水溶液中选择性结晶。

受控过饱和是指在结晶期间,过饱和度不超过发生不受控制的,即自发的结晶的值。过饱和度应理解为在结晶期间溶解的2′-FL的实际浓度c与在给定条件下2′-FL在水中的平衡溶解度c*的比率,即比率c∶c*。特别地,比率c∶c*不会超过1.5∶1的值,特别地1.3∶1的值,更特别地1.2∶1的值,尤其是1.15∶1的值。显然,过饱和要求比率c∶c*超过热力学平衡状态,即比率c∶c*为1的状态,即c∶c*具有大于1∶1的值。大于1∶1的值指示例如1.00001∶1、1.0005∶1、1.0001∶1、1.0005∶1、1.001∶1或1.0002∶1的值,特别地在1.00001至1.002∶1范围内的值。在给定温度或压力下,水中2′-FL的平衡浓度c*是已知的,或者可以通过常规实验测定。可以使用水溶液中2′-FL的浓度、进料到结晶设备的2′-FL的量、所除去的水的量和结晶的2’-FL的量来计算水中溶解的2′-FL的实际浓度。溶液或悬浮液的实际浓度也可以通过实验测定,例如,通过ATR-FTIR(衰减全反射傅里叶变换红外光谱)或通过密度测量。

通常通过从2′-FL原料的水溶液中除去水(即通过在结晶条件下增加2′-FL的浓度),和/或通过冷却(即通过在结晶条件下降低2′-FL的溶解度),并且特别地通过蒸发或通过两者的结合来调节溶解的2′-FL的浓度,并因此调节过饱和度。

为了达到或保持过饱和条件,优选通过蒸发除去水。特别地,通过水的蒸发或通过组合的蒸发/冷却来诱发和维持过饱和条件。换句话说,结晶优选以蒸发结晶的形式进行,即,在结晶条件下,通过蒸发水,反应容器中2′-FL的浓度增加,这当然可以伴随冷却,或者在蒸发水之后,晶体2′-FL的最初获得的水悬浮液被冷却以增加结晶的2′-FL的收率的情况下。

优选地,通过减压蒸发除去水。优选地,在10至900毫巴的压力下,特别地在50至800毫巴的压力下蒸发水。

优选地,蒸发在至少20℃,特别地至少25℃,更特别地至少30℃,尤其是至少35℃的温度下进行。通常,温度将不超过105℃,特别地不超过100℃或95℃。特别地,蒸发温度将不超过62℃或60℃。进行蒸发的温度也将取决于所产生的多晶型物的类型。如果期望获得多晶型物A或多晶型物B,则通常将水溶液在20至低于52℃范围内,特别地在25至50℃范围内,更特别地30至48℃,尤其是35至45℃的温度下浓缩,而为了获得无水物形式II,通常将2′-FL原料的水溶液在高于52至105℃范围内,通常是52至100℃或52至95℃,特别地52至65℃或52至60℃的温度下浓缩。

水的蒸发可以通过常规手段使用任何允许通过蒸馏除去水的设备来实现。设备的类型将以已知的方式取决于是否在预浓缩期间或者为了诱发受控过饱和条件而除去水,以及是否不连续地(即间歇或半间歇)或连续地进行结晶。

为了通过间歇或半间歇操作的结晶中水的蒸发来诱发过饱和条件,可以使用简单的容器,其中必要的热量通过加热装置,例如通过双夹套,通过容器中的加热元件,通过带有热交换器的外部泵送回路或通过这些装置的组合来实现。如果以连续方式进行结晶,则将使用连续操作的结晶设备通过蒸发水来诱发过饱和条件,例如搅拌釜容器、带导向管的搅拌釜容器、强制循环结晶器(FC)、导流筒挡板结晶器(DTB)或奥斯陆(Oslo)结晶器。蒸发器可以用常规的加热介质来加热,如加热油或加热蒸汽,包括来自蒸汽网络的蒸汽或在通过蒸汽再压缩从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法中提供的蒸汽。

在预浓缩步骤中水的蒸发可以通过常规手段使用任何允许通过蒸馏除去水的设备来实现,例如搅拌釜容器、薄膜蒸发器、降膜蒸发器和螺旋管蒸发器。优选地,在预浓缩步骤中水的蒸发借助于降膜蒸发器来实现,优选地使用通过机械蒸汽再压缩获得的加热蒸汽。机械蒸汽再压缩可以减少所需的新鲜蒸汽量,从而降低总成本。蒸汽再压缩优选地通过一个或多个回转压缩机来实现。由于蒸汽再压缩的适度压缩冲程并且因此在加热部分的有限温度升高,优选使用降膜蒸发器,因为它们可以在较小的温度梯度下操作。降膜蒸发器允许在小循环速率和低压降下实现高蒸发速率。因此,降膜蒸发器允许温度敏感性2′-FL的短停留时间。此外,降膜蒸发器的低压降有利于蒸汽再压缩,并因此有利于热量回收。串联连接几个蒸发器是有利的,因为这允许保持加热侧和工艺侧之间的温差较高,从而允许热交换器中小的表面。

所除去水的量通常选择为使得至少在结晶开始,结晶中存在的水性介质中溶解的2′-FL的浓度在上述给定的范围内,并因此依据结晶期间的温度,可以在400至750g/L或500至750g/L,并且特别地410至720g/L或510至720g/L变化。如上所述,在结晶期间存在的水性介质中,溶解的2’-FL的浓度为至多650g/L,特别地至多630g/L,例如在400至650g/L的范围内,尤其是410至630g/L,可能是有益的。然而,在结晶期间存在的水性介质中,2’-FL的浓度高于630g/L,特别地高于650g/L也是可能的。同样显而易见的是,在连续操作的结晶中,结晶期间存在的水中溶解的2′-FL的浓度在整个结晶中都处于此处给定的范围内。

为了实现结晶,通常在至少0℃,特别是至少10℃或至少20℃的温度下引发受控过饱和。诱发受控过饱和的温度通常将不超过105℃,特别是不超过100℃,更特别是不超过95℃或90℃,尤其是不超过85℃。为了避免变色,温度优选不超过60℃,特别是低于60℃。

如果通过包括蒸发水的方法(以下称为蒸发结晶)诱发受控过饱和,则诱发过饱和的温度通常为至少20℃,特别地至少25℃,尤其是至少30℃或至少35℃。通常,温度将不超过105℃,特别地不超过100℃,更特别地不超过95℃或90℃,尤其是不超过85℃。为了避免母液变色,结晶温度优选不超过60℃并且特别是低于60℃。特别地,在0至95℃范围内或0至60℃范围内,更特别地在0至90℃范围内或在0至低于60℃范围内,尤其是在0至85℃范围内或0至58℃范围内的温度下诱发过饱和。如果通过蒸发结晶诱发受控过饱和,则优选在25至95℃范围内或25至60℃范围内,更优选在30至90℃范围内或30至低于60℃范围内并且尤其是35至85℃范围内或35至58℃范围内的温度下诱发过饱和。

如果打算通过蒸发结晶分别生产多晶型物B或A,则通常在20至52℃范围内,特别地在25至50℃范围内,更特别地在30至48℃范围内,尤其是在35至45℃范围的温度下诱发过饱和。为了生产水合物形式II,通常在高于52至105℃范围内,特别地在52至100℃范围内,尤其是在52至95℃或52至90℃或52至85℃或52至60℃或52至低于60℃或52至58℃范围内的温度下诱发过饱和。

如果受控过饱和是通过不包括蒸发水的方法诱发的,例如在通过冷却诱发过饱和的温度的情况下,该温度可以低于上述给定范围,并且可以低至0℃。在这种情况下,诱发结晶的温度通常在0至60℃的范围内,特别是在0至低于60℃的范围内,或在0至58℃的范围内。温度当然取决于2′-FL的所需多晶型物形式。

2’-FL的结晶通常在环境压力或减压下进行,例如在10至1020毫巴范围内的压力下。压力当然取决于2′-FL原料的水溶液的温度和浓度。在减压下进行2’-FL的结晶可能是有益的,以促进结晶期间通过蒸发除去水。然后,优选在10至900毫巴范围内,特别是20至800毫巴,尤其是30至700毫巴的压力下进行2′-FL的结晶。

在结晶期间,可以进一步降低温度和/或可以进一步蒸发水以驱动结晶完成,特别是如果结晶是分批或半分批进行的话。当然,如果连续地进行2-FL’的结晶,则温度将在上述范围内。

为了实现过饱和的控制,采取了有利于结晶并防止结晶的动力学抑制并因此防止过度过饱和的措施。这些措施特别地是在固体(例如无定形2′-FL或特别是晶体2′-FL)的存在下进行结晶。也可以使用其他固体,包括固体CO

根据从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的一个方面,添加了2’-FL的晶种,优选但并非必须是期望的多晶型物形式的晶种。如果以不连续的方式进行结晶,则特别地采取该措施。那么相对于在步骤b)中进行结晶的水溶液中的纯2′-FL,晶种的量通常将在0.01至5重量%的范围内,特别地在0.02至3重量%或0.02至1重量%的范围内。

为了在晶体2′-FL存在下进行结晶,还可以在受控过饱和条件下将水溶液进料到晶体2′-FL在水中的悬浮液中。在水悬浮液中,基于悬浮液的总重量,固体含量优选在5至60重量%的范围内,特别是10至45重量%,尤其是20至40重量%。优选地,依据结晶期间的温度以及哪种多晶型物形式是期望的,在过饱和条件下,在2′-FL悬浮液的水相中溶解的2′-FL的浓度优选在400至750g/L或500至750g/L的范围内,特别地410至720g/L或510至720g/L,更特别在400至650g/L的范围内,尤其是410至630g/L。

在一组非常优选的方面中,在固体2′-岩藻糖基乳糖,特别地晶体2′-岩藻糖基乳糖的存在下,步骤b)的结晶在20至52℃范围内,特别地在25至50℃范围内,更特别地在30至48℃范围内,并且尤其是在35至45℃范围内的温度下进行,并且其中在如本文所述的受控过饱和条件下,从过饱和水溶液中实现结晶,其中过饱和水溶液具有至少最初在410至630g/L范围内的溶解的2′-岩藻糖基乳糖的浓度。

2’-FL的结晶可以在可用于从水溶液中结晶有机化合物的任何类型的结晶设备中进行。合适的结晶设备包括但不限于搅拌釜结晶器、带导向管的搅拌釜结晶器、带导向管并任选地带用于晶体分级的装置的搅拌釜结晶器、所谓的导流筒结晶器或导流筒挡板(DTB)结晶器、任选具有用于晶体分级的装置的强制循环结晶器(如奥斯陆型结晶器)、任选具有用于晶体分级的装置的诱导强制循环结晶器、以及冷却板结晶器。优选的结晶器选自强制循环结晶器、导流筒结晶器、导流筒挡板结晶器、奥斯陆型结晶器和诱发强制循环结晶器,特别优选导流筒挡板结晶器和诱导强制循环结晶器。

如上所述,从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法可以不连续地(即分批地,半分批地)或连续地进行。

分批是指将2′-FL原料的水溶液加入到结晶容器中,并在其中诱发受控过饱和条件以实现2′-FL的结晶。从而溶液中的2′-FL耗尽,并且因此2′-FL的浓度降低。为了防止结晶的动力学抑制,优选加入固体物质,特别是无定形或晶体2′-岩藻糖基乳糖,并且尤其是2′-FL的晶种。为了维持受控过饱和条件,可以在结晶期间蒸发水或在结晶期间降低温度或采取两种措施。特别地,当比率c∶c*不超过1.5∶1的值,特别地不超过1.3∶1的值,更特别地不超过1.2∶1的值,尤其是不超过1.15∶1的值时,添加固体物质,特别是无定形或晶体2′-岩藻糖基乳糖,尤其是2’-FL的晶种。通常,当已从溶液中结晶出所需量的2′-岩藻糖基乳糖时,将所获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液从结晶容器中排出并进行固液分离步骤。通常进行分批结晶,使得悬浮液最终含有基于悬浮液的重量为5至55重量%,特别地10至45重量%,尤其是20至40重量%的量的固体晶体2′-FL。

半分批是指将2′-FL原料的水溶液的一部分加入结晶容器中,并在其中诱发受控过饱和条件,以实现2′-FL的结晶。为了防止结晶的动力学抑制,优选加入固体物质,特别是无定形或晶体2′-岩藻糖基乳糖,并且尤其是2′-FL的晶种。然后,将其他量的2′-FL原料的水溶液进料到结晶设备中,从而进料到部分或完全结晶的2′-FL的水悬浮液中。为了维持受控过饱和条件,可以在结晶期间蒸发水或在结晶期间降低温度或采取两种措施。通常,当已从溶液中结晶出所需量的2′-岩藻糖基乳糖时,将所获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖的水悬浮液从结晶容器中排出并进行固液分离步骤。通常进行半分批结晶,使得悬浮液最终含有基于悬浮液的重量为5至55重量%,特别地10至45重量%,尤其是20至40重量%的固体晶体2′-FL。

在另一组方面,结晶是连续进行的。为此,将步骤a)中提供的含有2′-FL的原料的水溶液进料至连续操作的结晶设备,该设备包含2′-岩藻糖基乳糖晶体的水悬浮液。换句话说,将2’-FL的水溶液连续进料到连续操作的结晶设备中,并且将结晶的2’-FL从结晶设备中连续排出。

在连续操作的结晶设备中,在整个结晶过程中保持受控过饱和条件。优选地,通过连续地除去限定量的水,优选通过蒸发,或通过冷却或通过这些措施的组合,来维持受控过饱和条件。

通常,连续操作的结晶设备以使得受控过饱和条件是准静态的或几乎准静态的这种方式操作。特别地,温度变化小于5K和/或压力变化小于60毫巴。

通常,连续操作的结晶设备包含2′-FL晶体的水悬浮液。优选地,基于连续操作的结晶设备或者连续操作的结晶设备的有效体积中所含的悬浮液的总重量,连续操作的结晶设备中所含的水悬浮液的固体含量(即晶体2′-FL的量)在5至60重量%范围内,特别是10至45重量%,尤其是20至40重量%。有效体积应理解为结晶设备的发生结晶的那些部分,例如含有2′-FL晶体的自由流动的水悬浮液的那些部分。

连续操作的结晶设备的步骤b)通常包括以下子步骤:

b1)连续地将2′-FL原料的水溶液进料至包含晶体2′-FL的水悬浮液的连续操作的结晶设备中,该水悬浮液优选含有基于悬浮液的重量为5至60重量%,特别地10至45重量%,尤其是20至40重量%的量的固体晶体2′-FL;

b2)优选通过蒸发,特别地通过减压蒸发,从结晶设备中所含的2′-FL的水悬浮液中连续地除去水;

b3)从结晶设备中连续地除去2′-FL的水悬浮液。

已经发现,有益的是将在步骤b3)中从结晶器中除去的2′-FL的水悬浮液的料流分成两股料流:使第一料流进行晶体2′-FL的分离,而将其余部分与步骤b1)中提供的2′-FL原料的新鲜水溶液一起部分地送回到结晶设备中。为此,在进料到结晶设备之前,将在步骤b3)中除去的2′-FL的水悬浮液的一部分与步骤b1)的2′-FL原料的水溶液混合。然后将如此获得的混合物送回到结晶设备中。在步骤b3)中从结晶器中除去的总料流与经受晶体2’-FL的分离的第一料流的体积比至少为4∶1,特别地至少7∶1,更特别地至少10∶1,例如4∶1至200∶1,或7∶1至80∶1或10∶1至60∶1。

为了通过蒸发除去水,必须将蒸发所需的能量引入结晶器中。这可以通过常规的加热元件来实现。优选地,通过将加热的2′-FL原料的水溶液料流进料到反应器而将蒸发热引入结晶器中。进料到反应器中的加热的2′-FL原料的水溶液料流可以通过任何常规的热交换器来加热。热交换器可以用常规的加热介质操作,例如加热油或加热蒸汽,包括来自蒸汽网络的蒸汽,或在用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法中通过2′-FL原料的水溶液的结晶或浓缩期间蒸发的水的蒸汽再压缩而提供的蒸汽。优选地,通过使用强制循环减压蒸发器来加热进料到结晶器中的2′-FL原料的加热溶液,该强制循环减压蒸发器优选通过来自2′-FL原料的水溶液的结晶或浓缩期间蒸发的水的蒸汽再压缩的蒸汽来加热。使用强制循环减压蒸发器使热交换器表面上的积垢最小化。

连续操作的结晶设备优选是强制循环结晶器。

通常进行步骤b)的结晶,使得至少30%,特别地至少40%,例如30至95%,特别地40至90%的最初包含于在步骤b)中进行结晶的水溶液中的2′-岩藻糖基乳糖已经被结晶。技术人员将立即意识到,低百分比的结晶的2′-岩藻糖基乳糖会导致较高纯度,而高百分比的结晶的2′-岩藻糖基乳糖会导致所获得的晶体2′-岩藻糖基半乳糖的较低纯度。

在步骤b)中,获得晶体2′-岩藻糖基乳糖在水性母液中的悬浮液。在步骤c)中,将结晶2’-FL与水性母液分离。为此,将结晶2’-FL在水性母液中的悬浮液进行固/液分离。从液体中分离固体的合适措施包括离心、过滤或洗涤塔。用于离心的装置可以包括但不限于推料式离心机、蜗杆筛式离心机(worm screen centrifuge)、刮刀离心机和滗析器。用于过滤的装置可包括但不限于旋转压力过滤器、带式过滤器、抽吸过滤器、箱式过滤器(chamberfilter)和箱式压滤机(chamber filter press)。合适的洗涤塔可包括但不限于重力洗涤塔、机械洗涤塔、液压洗涤塔和活塞式洗涤塔。优选地,通过离心,特别是通过利用推料式离心机或蜗杆筛式离心机进行固/液分离,因为由此可以实现所获得的固体中的低残留水分,其通常小于10重量%,例如1至8重量%。

固/液分离可以逐步进行或连续进行。

可以洗涤所获得的固体以除去附着的母液,例如,通过冷溶剂(诸如水)或纯2′-FL的饱和水溶液洗涤。可以用于洗涤固体2′-FL的合适溶剂也可以是水和用于2′-FL的非溶剂的混合物。典型的非溶剂是C

为了驱动结晶完成并增加晶体2′-岩藻糖基乳糖的收率,当几乎完成结晶时,可以在步骤b)之前将水混溶性有机溶剂添加到2′-岩藻糖基乳糖在母液中的悬浮液中。在该上下文中,几乎完成优选地理解为,基于2′-岩藻糖基乳糖的量计算,至少80%,特别地至少90%的2′-岩藻糖基乳糖已结晶,其理论上可在步骤b)中选择的结晶条件下从步骤b)中的溶液中结晶。通常,如果至少30%,特别地至少40%,例如30至95%,特别地40至90%的最初包含于在步骤b)中进行结晶的水溶液中的2′-岩藻糖基乳糖已经被结晶,则仅添加有机溶剂。合适的水混溶性有机溶剂会与去离子水在20℃和1bar下完全混溶。合适的有机溶剂的实例包括乙醇、乙酸和/或丙酸,及其混合物。通常选择有机溶剂的量使得有机溶剂与水的重量比为至少1∶1,例如1∶1至10∶1。出人意料地,加入有机溶剂导致所获得2’-岩藻糖基乳糖的较高纯度。

2′-FL的结晶通常包括单个结晶步骤,因为单个结晶通常会确保2′-FL的纯度,这对于大多数目的是足够的。然而,2′-FL的结晶可包括两个或更多个结晶步骤,2或3个随后的结晶步骤或阶段。进一步的结晶阶段可以涉及在第一结晶阶段中获得的结晶物质的重结晶。在这种情况下,进一步的结晶阶段可以根据上述涉及在受控过饱和条件下进行结晶的方法进行,并且对于进一步提高所需的2′FL的纯度是有用的。还可以使在第一结晶阶段中获得的母液进行第二结晶阶段,以增加2′-岩藻糖基乳糖的收率。在这种情况下,可以将母液与2′-岩藻糖基乳糖原料的水溶液的一部分混合,并使混合物结晶。

为了增加晶体2′-岩藻糖基乳糖的收率,可以通过在母液中诱导受控过饱和条件来使步骤c)中获得的部分或全部量的母液进行2′-岩藻糖基乳糖的结晶。为此,可以优选根据本文所述的方法对母液进行进一步的结晶。然而,也可以在进行步骤b)之前将至少一部分母液与2′-岩藻糖基乳糖原料的溶液混合,然后根据如本文所述的方法使混合物进行2′-岩藻糖基乳糖的进一步结晶。

根据第一组优选的方面,多阶段结晶方法包括第一结晶步骤和第二结晶步骤,以及任选存在的一个或多个,例如1或2个进一步的结晶步骤,其中至少在第二结晶步骤中并且优选还在第一结晶步骤中,通过本文所述方法通过在溶液中诱导受控过饱和的条件来实现2′-岩藻糖基乳糖的结晶。在该组优选的方面中,使步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖的水溶液进行第二结晶步骤的结晶。从该第二结晶步骤中,获得晶体2′-岩藻糖基乳糖在母液中的水悬浮液,然后根据步骤c)将其进行固-液分离,从而获得晶体2′-岩藻糖基乳糖和母液。然后将该母液进料到第一结晶步骤中。可以如本文针对步骤b)所述或者根据现有技术的结晶进行第一结晶步骤。优选地,根据本文所述的步骤b)进行第一结晶步骤。第一结晶步骤产生额外量的晶体2′-岩藻糖基乳糖。通常,在第一结晶步骤中获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖的纯度略低于在第二结晶步骤中获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖的纯度。在第一结晶步骤中获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖可以原样使用。然而,也可以将其溶解在步骤a)中提供的2′-岩藻糖基乳糖原料的水溶液中,并使由此获得的溶液进行第二结晶步骤的结晶。

根据多阶段结晶方法的第二组方面,将步骤a)中提供的2′-FL原料的水溶液进料至结晶阶段(1),该结晶阶段是如上所述分批或连续操作的。然后将在该阶段(1)中获得的晶体2′-FL溶解在水中,并使所获得的溶液进行随后的结晶步骤(2),其中获得纯化的晶体2′-FL和另外的母液。可以将随后的结晶步骤(2)的母液与水混合,然后将混合物用于溶解在结晶步骤(1)中获得的晶体2′-FL。在阶段(2)中获得的晶体2′-FL可以分别进行一个或多个,例如1或2个进一步的结晶阶段(3)和(4)。例如,将随后的结晶步骤(n+1)的母液与水混合,并且将该混合物用于溶解在结晶步骤(n)中获得的晶体2′-FL,其中n表示相应的结晶步骤。第一结晶阶段的母液可以被丢弃。

根据第一和第二组方面的组合,使第一结晶阶段的母液进行进一步的结晶阶段,也称为提馏(stripping)阶段,以获得残余的母液(其被丢弃)和较低纯度的晶体2′-FL。在所述结晶阶段中获得的较低纯度的晶体2′-FL可以溶解,例如溶解在步骤a)中提供的2′-FL水溶液中以获得更浓的溶液,该更浓的浓度被进料到结晶步骤(1)。在所述结晶中从步骤(1)的母液中获得的晶体2′-FL也可以溶解在水和在结晶步骤(1)中获得的母液的混合物中,并与步骤a)中提供的2′-FL的水溶液组合以获得更浓的溶液,该更浓的溶液被进料到结晶步骤(1)。

根据用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法,第二组方面以及第二组和第一组方面的组合的至少结晶阶段(1)是根据上述方法进行的,该方法包括在受控过饱和条件下结晶。如果在结晶阶段之后是结晶阶段(2),则也优选根据上述方法进行结晶阶段(2),该方法包括在受控过饱和条件下进行结晶。

下文将参考图5.1至5.9详细描述用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法。所示出的附图仅用于举例说明,并不意图限制用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法。

图5.1至5.9的说明:

图5.1示出了用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的基本流程图。

图5.2示出了强制循环结晶器的一个方面。

图5.3示出了强制循环结晶器的另一方面,在这种情况下为导流挡板式结晶器。

图5.4显示了诱导强制循环结晶器的一个方面。

图5.5示出了用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的多阶段方法的框图。

图5.6示出了用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的多阶段方法的第二组方面的框图。

图5.7示例性地示出了用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的一个结晶阶段。

图5.8示例性地示出了根据用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的第一组方面的两阶段结晶过程。

图5.9示例性地示出了根据用于从2′-岩藻糖基乳糖原料获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法的第二组方面的两阶段结晶过程。

在图5.5至5.9中,使用以下参考符号:

C 结晶相/晶体

CR 晶体

D 排出物(discharge)

DU 稀释单元

F 进料

L 液体(liquor)

ML 母液

MLR 再循环母液

P 产物

R 再循环悬浮液

RL 残余液体

S 新鲜溶液

SLS 固/液分离

V 蒸汽

W 冷凝蒸汽(液体水)

WL 洗涤液

i 阶段指标(index for the stage)

1 结晶器

2 热交换器

3 分离器

4 循环泵

5 浓缩泵(concentrate pump)

6 蒸汽压缩机

10 入口

11 浆液排出口(slurry withdrawal)

12 悬浮液出口

13 液体排出/溢出口(liquid withdrawal/overflow)

14 导流筒

15 除沫器

16 蒸汽出口

17 沉降区

18 搅拌器

19 诱导器(inducer)

20 蒸汽分离区

21 有效容积

图5.1:如图5.1所示,将包含2′-FL原料的水溶液的新鲜料流S与再循环料流R合并,并在热交换器2中加热到至少40℃的温度,例如40℃至95℃范围内,以得到2′-FL原料的水溶液作为进料流F。热交换器2可依据具体要求水平或垂直布置。然后将进料F进料到连续操作的结晶器1中。结晶器1包含作为有效体积的基于悬浮液的重量,固体2′-FL含量为5重量%至50重量%,例如20重量%至40重量%的2′-FL的水性过饱和悬浮液。将2′-FL原料的欠饱和水溶液F加入到有效体积中,同时除去水,将过饱和悬浮液(即,结晶器1的有效体积)中2′-FL的浓度保持平稳(level off)。依据所需的2′-FL的多晶型物,并且在减压下,例如,在20毫巴至800毫巴范围内,在至少25℃的温度下,例如在30℃至95℃范围内,实现水悬浮液中2′-FL的受控过饱和。通过蒸发从2′-FL的水悬浮液中除去水,水蒸气V从结晶器1的顶部排出。蒸气V可以进一步经由压缩机6输送以加热热交换器2,该蒸气V例如与待加热的进料F逆流行进,并且作为冷凝物W离开热交换器2。从结晶器1的下端去除包含晶体2′-FL的浆液的排出物D。从排出物D中,将一部分料流作为再循环料流R,并经由再循环泵4输送,以在进入热交换器2之前,之中或之后与新鲜料流S混合。排出物D将以如下方式分配:再循环料流R与新鲜料流S的质量比优选大于5,特别地大于10,大于20,例如在40∶1至60∶1的范围内。排出物D的另一部分借助于浓缩泵5被传送至分离器3。在分离器3中,将浆液D分离以获得母液ML和作为产物P的晶体2′-FL。如果需要,可以将母液ML再循环至用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法或前一阶段。或者,在结晶器1的下端的一侧上除去含有晶体2′-FL的浆液的排出物D。排出物D借助于浓缩泵5被传送至分离器3。在分离器3中,将浆液D分离以获得母液ML和作为产物P的晶体2′-FL。如果需要,可以将母液ML再循环至用于从2′-岩藻糖基乳糖原料中获得晶体2′-岩藻糖基乳糖的方法或前一阶段。在结晶器1的下端的中心部分中除去第二排出物作为再循环料流R。再循环料流R经由再循环泵4输送,以在进入热交换器2之前,之中或之后与新鲜料流S混合。再循环料流R与新鲜料流S的质量比大于5,特别地大于10,大于20,例如在40∶1至60∶1的范围内。如果在结晶器的一侧取的浆液D比在结晶器1底部取的浆料R更稠或包含不同尺寸分布的晶体,则两种不同的浆液的该交替排出可证明是特别有利的。结晶可优选在连续操作的结晶器中实现,例如强制循环结晶器、导流筒结晶器或导流筒挡板结晶器,或特别是在诱导强制循环结晶器中。

图5.2示出了导流筒结晶器。2′-FL原料的过热水溶液F经由入口10被供给到结晶器1,向上流过导流筒14,并沿着导流筒14的外侧向下返回。从有效体积21中的悬浮液蒸发的水作为蒸气V上升到结晶器1的顶部。蒸气V经过蒸气分离区20和除雾器15以除去液滴,并经由蒸气出口16离开结晶器1。蒸汽V进一步经由压缩机6输送以加热热交换器2,该蒸汽V例如与待加热的进料F逆流行进,并且作为冷凝物W离开热交换器2。在有效体积21周围,可以设置沉降区17。经由有效体积21的下部区域中的悬浮液出口12,除去悬浮液R并与新鲜溶液S合并。R和S的合并料流经由循环泵4再循环通过热交换器2作为进入结晶器的进料F。循环泵4提供与进入溶液F混合的悬浮液的必要搅拌,并实现悬浮液在有效体积21内的循环。经由位于结晶器1底部的在有效体积21下方的浆液排出口11,将浆液D从结晶器1中除去。排出的浆液D包含所需的晶体2′-FL。

图5.3示出了具有强制循环的导流筒挡板结晶器。2′-FL原料的过热水溶液F经由入口10被供给到结晶器1,向上流过导流筒14,并沿着导流筒14的外侧向下返回。底入式搅拌器18以中等能量消耗提供与进入溶液F混合的悬浮液的必要搅拌,并实现悬浮液在有效体积21内的循环。从有效体积21中的悬浮液蒸发的水作为蒸气V上升到结晶器1的顶部。蒸气V经过蒸气分离区20和除雾器15以除去液滴,并经由蒸气出口16离开结晶器1。在有效体积21的外周,借助于挡板设置沉降区17。在沉降区17中,可以排出过量的母液L和/或细料,用于在沉降区17的上部区域中的溢出口13处的进一步处理。该基本澄清的液体L可以在任何阶段再循环到该过程中以调节2′-FL溶液的温度和/或浓度。经由沉降区12下部区域中的悬浮液出口12,悬浮液R被去除并再循环以与新鲜进料流S混合。经由位于沉降区12下方的浆液排出口11,将浆液D从结晶器1中除去。排出的浆液D包含所需的晶体2′-FL作为产物P。

图5.4:如上所解释,图5.4所示的诱导强制循环结晶器与图5.2和5.3所示的强制循环结晶器类似地操作。与图5.3所示的方面不同,诱导强制循环结晶器无需任何内部搅拌装置即可工作。2′-FL原料的过热水溶液F经由入口10被供给到结晶器1,向上流过导流筒14,并沿着导流筒14的外侧向下返回。从有效体积21中的悬浮液蒸发的水作为蒸气V上升到结晶器1的顶部。蒸气V经过蒸气分离区20和除雾器15以除去液滴,并经由蒸气出口16离开结晶器1。在有效体积21的外周,设置沉降区17。液体L在沉降区17的上部区域中的液体排出口13处排出。该基本澄清的液体L经由循环泵4再循环。经由沉降区12下方的悬浮液出口12,去除悬浮液R并在外部回路中将其与澄清液L合并。在与料流R合并之前,同时或之后,将新鲜溶液S供入循环料流L中。合并的循环料流在热交换器(图中未示出)中加热,并作为进料F供入结晶器1中。与图5.2所示的方面类似,蒸汽V可用于加热热交换器2。循环泵4的通过量提供再循环悬浮液R的虹吸和在悬浮液在有效体积21内的必要搅拌。不需要其他的搅拌装置,使得以最小可能的应变处理悬浮液中的晶体。经由位于结晶器1底部的在有效体积21下方并且在沉降区12下方的浆液排出口11,将浆液D从结晶器1中除去。排出的浆液D包含所需的晶体2′-FL作为产物P。

图5.5:在根据图5.5的多阶段工艺中,结晶以n个阶段进行。应当注意,阶段3至阶段n是任选的阶段。将进料F引入第一结晶阶段(i=1)。例如通过蒸发将溶剂从第一结晶中除去。将悬浮液分离成残余液体RL和第一结晶相C

图5.6:在根据图5.6的多阶段工艺中,结晶以n个阶段进行,第一阶段(i=1)是提馏阶段。应当注意,阶段3至阶段n是任选的阶段。该流程类似于图5.5中所述的流程,但进料F被引入提馏阶段(i=1)和第二个结晶阶段(i=2)之间。通常,根据图6的工艺给出所需产物的更高收率。

图5.7:根据图5.7的结晶阶段(i)包括各自用于结晶CR

图5.8:在图5.8中,描绘了类似于图5.6的两阶段工艺。将进料F在提馏阶段(i=1)和第二结晶阶段(i=2)之间引入到稀释单元DU中,在其中将在第一个结晶阶段获得的晶体2′-岩藻糖基乳糖C1溶解在进料中,即,2′-岩藻糖基乳糖原料的水溶液中。将水从第二结晶阶段除去,例如以蒸汽V的形式通过蒸发除去。从而获得2′-岩藻糖基乳糖在母液中的悬浮液,使其进行固液分离SLS2以获得母液ML和纯化的晶体2′-岩藻糖基乳糖C2。将来自第二结晶阶段(i=2)的母液再循环到第一结晶阶段(i=1)。将水从第一结晶阶段除去,例如以蒸汽V的形式通过蒸发除去。从而获得2′-岩藻糖基乳糖在母液中的悬浮液,使其进行固液分离SLS1以获得残余液体RL(其被丢弃)和晶体2′-岩藻糖基乳糖C1。

图5.9:在图5.9中,描绘了类似于图5.5的两阶段工艺。将进料F(即2′-岩藻糖基乳糖原料的水溶液)引入第一结晶阶段(i=1)。将水从第一结晶阶段除去,例如以蒸汽V的形式通过蒸发除去。从而获得2′-岩藻糖基乳糖在母液中的悬浮液,使其进行固液分离SLS1以获得残余液体RL(其被丢弃)和纯化的晶体2′-岩藻糖基乳糖C1。将晶体2′-岩藻糖基乳糖C1在稀释单元DU中溶解于溶剂S(水或其他进料)中。使如此获得的溶液进入第二结晶阶段(i=2)。将水从第二结晶阶段除去,例如以蒸汽V的形式通过蒸发除去。从而获得2′-岩藻糖基乳糖在母液中的悬浮液,使其进行固液分离SLS2以获得母液ML和纯化的晶体2′-岩藻糖基乳糖C2。将来自第二结晶阶段(i=2)的母液再循环到第一结晶阶段(i=1),例如通过将其与进料F混合而进行。

缩写:

2’-FL:2’-O-岩藻糖基乳糖

DiFL:二岩藻糖基乳糖

b.w.:按重量

rpm:转/分钟

RT:室温,即约22℃

分析:

-HPLC:

柱子:Spherisorb NH2柱(胺改性二氧化硅:粒径3μm,孔径

洗脱液:乙腈/水82.5/17.5v/v

检测:RID

参数:流速1.3ml/min,T=35℃,压力112巴,5μl进样量

-水的测定:水的浓度通过Karl-Fischer滴定法测定。

-通过在130℃下将2g样品干燥2小时来测定干物质含量。

-基于所测得的压力吸滤器(nutsche)中滤液的体积流量、所施加的压力和过滤面积计算出滤饼阻力。

-晶型的测定:粉末X射线衍射(PXRD)

-在25℃下使用Cu-K辐射

结晶实施例:

在实施例I至III中,使用了2′-FL原料的水溶液,其是通过发酵和随后的下游处理获得的,包括将发酵液通过离子交换树脂床,并且使用了将如此处理的发酵液浓缩至61.1重量%的固体含量。该水溶液包含52.5重量%的2’-FL和8.6重量%的单糖和寡糖,包括乳糖、DiFL和岩藻糖基乳果糖。

实施例I

在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将100g的2′-FL原料的水溶液加热至50℃(浴温)。在30毫巴的压力下,蒸馏出19.42g的水,得到包含65重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.74∶1。将该容器膨胀至环境压力,并将所得粘性溶液冷却至45℃(浴温),并用0.05g的从先前操作中获得的2′-FL的晶型II进行接种。将混合物在45℃(浴温)下搅拌另外4小时,使其冷却至室温并搅拌另外16小时。将如此获得的稠悬浮液加热至35℃(浴温),并在环境压力下于35℃下搅拌2小时。将热的悬浮液通过加热的吸滤器(35℃)过滤,并将滤饼用每10ml乙醇/水(80/20w/w)洗涤4次,然后在40℃和0.8毫巴下干燥12小时。从而获得38.9g的具有以下组成的结晶物质(收率70.5%):组成(HPLC):95.1%2′-FL、0.2%乳糖、0.3%岩藻糖基乳果糖、0.9%DiFL。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的3.3重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。

实施例II

在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将200g的2′-FL原料的水溶液加热至55℃(浴温)。在30毫巴的压力下,蒸馏出31.65g的水,得到包含62.4重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.3∶1。将该所得粘性溶液膨胀至环境压力,并使其冷却至45℃(浴温),并用0.05g的从实施例I中获得的晶体2′-FL(形式A)进行接种。将混合物在45℃(浴温)和环境压力下搅拌另外4小时,然后冷却至10℃。对显示出已经形成2’-FL的形式A的样品进行取样。然后在30分钟内添加136.2ml的乙酸(以获得约3/1v/v的乙酸与水的比率),同时将温度保持在10℃,并将获得的悬浮液在环境压力下于10℃下搅拌0.5小时。将由此获得的悬浮液通过吸滤器过滤,并将滤饼用每10ml的乙酸/水(80/20w/w)洗涤3次,然后在40℃和0.8毫巴下干燥12小时。从而获得53.6g(收率49.1%)的具有以下组成的结晶物质:组成(HPLC):0.5%DiFL和96.2%2′-FL(无可检测量的乳糖和岩藻糖基乳果糖)。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的3.9重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。

实施例III

在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将200g的2′-FL原料的水溶液加热至65℃(内部温度;80℃浴温)。在250毫巴的压力下,蒸馏出38g的水,得到包含64.8重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.5∶1。将所得糖浆膨胀至环境压力,并冷却至50℃(浴温)。将悬浮液在环境压力下于50℃(浴温)下搅拌另外3小时,然后冷却至20℃,并在20℃下搅拌另外1小时。然后在30分钟内添加117ml的乙酸(以获得约3/1v/v的乙酸与水的比率)同时将温度保持在20℃下,并将得到的悬浮液在10℃下搅拌0.5小时。将由此获得的悬浮液通过吸滤器过滤,并将滤饼用每15ml的乙酸/水(80/20w/w)洗涤3次,然后在40℃和0.8毫巴下干燥12小时。从而获得80.3g(收率75.6%)的具有以下组成的结晶物质:组成(HPLC):0.2%乳糖、0.3%岩藻糖基乳果糖和98.8%2′-FL(无可检测量的DiFL)。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的0.015重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式II存在,如PXRD所测定的。

作为上述实施例III的变型,以下是可能的:

a.代替实施例III中详述的在糖浆中将2′-FL原料浓缩至高于60重量%,也可以使用仅至多50重量%2’-FL溶液的2′-FL原料的较低浓度的溶液。从浓度较低的溶液开始进行的实验结果与实施例III基本相同。

b.作为另一种可能,可以将实施例III中使用的乙酸的量增加到多达其量的3倍,仍然得到与实施例III中基本相同的结果。

c.作为另一种可能,可以用2′-FL的任何多晶型形式接种该溶液,甚至在紧接着第一次添加乙酸(与以上实施例II的那些相当的相对量)之前的阶段使用无定形2′-FL也得到基本相同的结果。

“基本相同的结果”是指2’-FL的纯度的绝对量和副产物的含量在非常小的程度上变化,即与实施例III的实验结果相差约小于5%。

在实施例IV中,使用了2′-FL原料的水溶液,其是通过发酵和随后的下游处理获得的,包括将发酵液通过离子交换树脂床,并且使用了将如此处理的发酵液浓缩至61.5重量%的固体含量。该水溶液包含49.4重量%的2’-FL和12.1重量%的单糖和寡糖,所述单糖和寡糖包括0.8%的乳糖、0.4%的岩藻糖基乳果糖和2.5%的DiFL。

实施例IV

在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将200g的2′-FL原料的水溶液加热至45℃(浴温)。在20–50毫巴的压力下,蒸馏出约30g的水,得到包含约58重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.1∶1。将所得粘性糖浆膨胀至环境压力,并在45℃(浴温)下用0.05g的从实施例III中获得的晶体2′-FL(形式II)进行接种。将混合物在环境压力和45℃(浴温)下搅拌另外16小时。将由此获得的稠悬浮液从反应器中排出,并通过加热的吸滤器(40℃)过滤,并将滤饼在惰性气体流下在40℃和10毫巴下干燥16小时。从而获得78.1g的具有以下组成的结晶物质(收率69.3%):组成(HPLC):0.72%乳糖、0.57%岩藻糖基乳果糖、2.61%DiFL和87.64%2′-FL。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的3.0重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。

在以下实施例V至VIII以及对比例C1和C2中,使用了2′-FL原料的水溶液,其通过发酵和随后的包括脱色、微滤、超滤、脱盐和反渗透的下游处理而获得。该水溶液具有25重量%的干物质含量,并且包含21.0重量%的2’-FL和4重量%的单糖和寡糖,所述单糖和寡糖包括乳糖和DiFL。

实施例V

在旋转蒸发仪中,将2′-FL原料的水溶液在60℃下在减压下蒸发至约73重量%的干物质含量,和约59重量%的2’-FL的浓度。将1517g如此获得的溶液填充到折流槽(baffled tank)中,并在60℃(内部温度)下搅拌。然后,向该溶液中加入12g的无定形2′-FL,并观察到固体的形成。将如此形成的悬浮液在60℃(内部温度)下搅拌20小时。然后,将如此形成的悬浮液在搅拌下在1.5小时内冷却至25℃。然后将如此获得的悬浮液不经洗涤而过滤。从而获得467g的具有以下组成的湿结晶物质:滤饼的组成:83重量%2′-FL、1.2重量%乳糖、0.9重量%岩藻糖基乳果糖、2.1重量%DiFL和9重量%水。在滤饼中,2’-FL基本上以形式II存在,如PXRD所测定的。基于浓缩溶液中所含的岩藻糖基乳糖,所计算的收率为42%。滤液具有以下组成:49重量%2′-FL、1.4重量%岩藻糖基乳果糖、2重量%乳糖、3.7重量%DiFL和36重量%水。滤饼阻力为5x10

在实施例III中提到的相同变型a至c在这里也适用,从而导致与实施例V基本上相同的结果。

实施例VI

在旋转蒸发仪中,将2′-FL原料的水溶液在40℃下在减压下蒸发至约62重量%的干物质含量,和约50重量%的2’-FL的浓度。将1532g如此获得的溶液填充到折流槽中,并在40℃(内部温度)下搅拌。然后,向该溶液中加入5g的晶体2′-FL(形式II),并观察到固体的形成。将如此形成的悬浮液在40℃(内部温度)下搅拌19小时。然后,将如此形成的悬浮液在40℃下在减压下蒸发至61重量%的2′-FL的浓度,然后在搅拌下在1.0小时内冷却至25℃。将悬浮液在25℃下搅拌另外22小时。然后将如此获得的悬浮液不经洗涤而过滤。从而获得772g的具有以下组成的湿结晶物质:滤饼的组成:77重量%2′-FL、1.1重量%乳糖、0.8重量%岩藻糖基乳果糖、1.9重量%DiFL和15重量%水。基于浓缩溶液中所含的2’-FL,所计算的收率为77%。在滤饼中,2’-FL基本上以形式B存在,如PXRD所测定的。滤液具有以下组成:36重量%2′-FL、2重量%岩藻糖基乳果糖、3.1重量%乳糖、5重量%DiFL和40重量%水。滤饼阻力为4x10

实施例VII

在旋转蒸发仪中,将2′-FL原料的水溶液在40℃下在减压下蒸发至约65重量%的干物质含量,和约52重量%的2’-FL的浓度。将1572g如此获得的溶液填充到折流槽中,并在40℃(内部温度)下搅拌。然后,向该溶液中加入26g的晶体2′-FL(形式A),并观察到固体的形成。将如此形成的悬浮液在40℃(内部温度)下搅拌1小时。然后,将如此形成的悬浮液在40℃下在减压下蒸发至55重量%的2′-FL的浓度,接着在40℃下搅拌12小时,然后在搅拌下在1.0小时内冷却至25℃。将悬浮液在25℃下搅拌另外7小时。然后将如此获得的悬浮液不经洗涤而过滤。由此,获得了湿结晶材料,该湿结晶物质含有如通过PXRD所测定的以其形式B的2′-FL。将滤饼在60℃和100毫巴下干燥2天后,获得具有以下组成的结晶物质:90重量%2′-FL、0.5重量%乳糖、0.3重量%岩藻糖基乳果糖、1.1重量%DiFL和5.9重量%水。基于浓缩溶液中所含的2’-FL,所计算的收率为41%。在干燥结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。滤液具有以下组成:45重量%2′-FL、1.3重量%岩藻糖基乳果糖、1.9重量%乳糖、3.7重量%DiFL和39重量%水。滤饼阻力为5x10

实施例VIII

将总计1099g的实施例V、VI和VII中获得的滤液和水装入折流槽中,并在40℃下搅拌。该溶液中2’-FL的浓度为36重量%。继续搅拌,同时在40℃在减压下从溶液中蒸发水,直到2’-FL的浓度为43重量%(干物质含量为67重量%)。然后,向该溶液中加入8g的晶体2′-FL(形式A),并观察到固体的形成。将如此形成的悬浮液在40℃(内部温度)下搅拌2小时。然后,将如此形成的悬浮液在40℃下在减压下蒸发至47重量%的2′-FL的浓度,接着在40℃下搅拌1小时,然后在搅拌下在1.0小时内冷却至25℃。将悬浮液在25℃下搅拌另外72小时。然后将如此获得的悬浮液不经洗涤而过滤。由此,获得了湿结晶物质,该湿结晶物质含有以其形式B的2′-FL。将滤饼在60℃和100毫巴下干燥2天后,获得具有以下组成的结晶材料:88重量%2′-FL、0.9重量%乳糖、0.5重量%岩藻糖基乳果糖和1.7重量%DiFL。基于浓缩溶液中所含的2’-FL,所计算的收率为26%。在干燥结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。滤液具有以下组成:40重量%2′-FL、2.1重量%岩藻糖基乳果糖、3.2重量%乳糖、5.7重量%DiFL和35重量%水。滤饼阻力为6x10

对比例C1

在蒸馏设备中,将2′-FL原料的水溶液在60℃下在减压下蒸发至约42重量%的2′-FL的浓度。将1663g如此获得的溶液填充到折流槽中,并在60℃下在减压下蒸发至85重量%的干物质含量和69%的2’-FL的浓度。然后发生自发结晶,并且悬浮液的粘度太高而不能将其从折流槽中排出。悬浮液的PXRD表明2′-FL基本上以形式II存在。

对比例C2

在蒸馏设备中,将2′-FL原料的水溶液在50℃下在减压下蒸发至约50重量%的2′-FL的浓度。将1607g如此获得的溶液填充到折流槽中,并在40℃下在减压下蒸发至80重量%的干物质含量和65%的2’-FL的浓度。然后发生自发结晶,并且悬浮液的粘度太高而不能将其从折流槽中排出。悬浮液的PXRD表明2′-FL基本上以形式B存在。

在以下实施例IX至X中,使用了2′-FL原料的水溶液,其通过发酵和随后的包括脱色、微滤、超滤、脱盐和反渗透的下游处理而获得。该水溶液具有29重量%的干物质含量,并且包含24.5重量%的2’-FL和4重量%的单糖和寡糖,所述单糖和寡糖包括乳糖和DiFL。将2′-FL原料的水溶液在旋转蒸发仪中在减压下浓缩至约52.1重量%的2’-FL浓度。该溶液称为“预蒸发进料”,并用于以下实施例IX至X。

实施例IX

将1612g的预蒸发进料填充到折流槽中,并在60℃(内部温度)下搅拌。将水在60℃搅拌下在减压下蒸发至62重量%的2’-FL的浓度。然后,向该溶液中加入12g的悬浮在小体积的预蒸发进料中的晶体2′-FL(形式II),并观察到固体的形成。在以450rpm搅拌的情况下将如此形成的悬浮液在60℃(内部温度)下搅拌19小时。然后,通过使用加热的压力吸滤器(60℃,压差0.5巴,230s)将如此形成的悬浮液不经洗涤而过滤。由此,获得了湿结晶物质,该湿结晶物质含有如通过PXRD所证明的以其形式II的2′-FL。将滤饼在60℃和100毫巴下干燥1天。所得结晶物质具有以下组成:94.6重量%2′-FL、0.8重量%乳糖、2.1重量%DiFL。基于浓缩溶液中所含的2’-FL,所计算的收率为45%。

在实施例III中提到的相同变型a至c在这里也适用,从而导致与实施例IX基本上相同的结果。

实施例X

将1628g的预蒸发进料填充到折流槽中,并在40℃(内部温度)下搅拌。将水在40℃搅拌下在减压下蒸发至63重量%的2’-FL的浓度。然后,向该溶液中加入13g的悬浮在小体积的预蒸发进料中的晶体2′-FL(形式A),并观察到固体的形成。在以450rpm搅拌的情况下将如此形成的悬浮液在40℃(内部温度)下搅拌21小时。然后,通过使用加热的压力吸滤器(40℃,压差0.5巴,403s)将如此形成的悬浮液不经洗涤而过滤。由此,获得了湿结晶物质,该湿结晶物质含有如通过PXRD所证明的以其形式B的2′-FL。将滤饼在60℃和100毫巴下干燥1天。所得结晶物质具有以下组成:88重量%2′-FL、1.4重量%乳糖、4.3重量%DiFL。基于浓缩溶液中所含的2’-FL,所计算的收率为80%。干燥的结晶物质的PXRD表明,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。

实施例XI

使用了2′-FL原料的水溶液,其是通过发酵和随后的下游处理获得的,包括将发酵液通过离子交换树脂床和将如此处理的发酵液浓缩至50.4重量%的2’-FL含量。该水溶液另外含有0.9重量%的乳糖、2.9重量%的DiFL和1.6重量%的岩藻糖基乳果糖。在配备有蒸馏桥和搅拌器的反应烧瓶中,借助于水浴将150g的2′-FL原料的水溶液加热至50℃(浴温)。在30-100毫巴的压力下,蒸馏出水,得到包含65重量%的2’-FL的糖浆。将该容器膨胀至环境压力,并将所得粘性溶液冷却至45℃(浴温),并用0.15g的从先前操作中获得的晶体2′-FL进行接种。将混合物在45℃(浴温)下搅拌另外4小时,使其冷却至室温并在室温下搅拌另外30小时。向如此获得的稠悬浮液中加入84g的冰乙酸,并将混合物搅拌另外3小时以完成结晶。将悬浮液通过吸滤器过滤,并将滤饼用冰乙酸洗涤3次,然后在40℃和1.0毫巴下干燥12小时。从而获得61g的具有以下组成的结晶物质:组成(HPLC):92.9%2’-FL、0.1%乳糖、0.1%岩藻糖基乳果糖、0.4%DiFL和0.6%乙酸。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的3.6重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式A存在,如PXRD所测定的。

实施例XII

将200g的2′-FL原料的水溶液加热至65℃,该水溶液是通过发酵和随后的下游处理获得的,包括将发酵液通过离子交换树脂床和将如此处理的发酵液浓缩至51.3重量%的2’-FL含量。在250毫巴的压力下,蒸馏出38g的水,得到包含64.9重量%的2’-FL的糖浆。所得糖浆中产物(2’-FL)与水的重量比为2.5∶1。将所得糖浆膨胀至环境压力,并冷却至50℃(浴温)。将悬浮液在环境压力下于50℃(浴温)下搅拌另外3小时,然后冷却至20℃,并在20℃下搅拌另外1小时。然后在30分钟内添加117ml的乙酸(以产生约3/1v/v的乙酸与水的比率)同时将温度保持在20℃下;并将得到的悬浮液在10℃下搅拌0.5小时。将由此获得的悬浮液通过吸滤器过滤,并将滤饼用每15ml的乙酸/水(以80/20w/w的比率)洗涤3次,然后在40℃和0.8毫巴下干燥12小时。从而获得80.3g(收率75.6%)的具有以下组成的结晶物质:组成(HPLC):0.2%乳糖、0.3%岩藻糖基乳果糖和98.8%2′-FL(无可检测量的DiFL)。所获得的结晶物质包含如通过Karl-Fischer滴定法测定的0.015重量%的水。在所获得的结晶物质中,2’-FL基本上以形式II存在,如PXRD所测定的。α∶β端基异构体比例为1.01∶1(即“约50∶50”)。

在实施例III中提到的相同变型a至c在这里也适用,从而导致与实施例XII基本上相同的结果。

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