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5'-尿苷酸(以下简称尿苷酸)作为-种基础嘧啶核苷酸，广泛应用于食品和饲料添加剂、植物生长调节剂、药品和药物前体等领域。由于尿苷酸是-个多羟基、羰基的极性化合物，在乙醇-水混合溶剂中具有缔合成较大分子的倾向，晶核产生需要克服较高的能量势垒，结晶过程控制困难，极易发生初级均相爆发成核。长期以来，国内尿甘酸二钠在纯度、粒度及晶型等方面存在着明显差距，一直处于不利的国际市场竞争地位。
针对国内尿苷酸工业生产中存在的结晶技术落后以及产品质量差等问题，本论文利用盐的同离子效应，去水化作用和中和极性化合物中负电荷基团的功能，采用醇析和盐析复合结晶新技术，有效地控制溶质分子与水中间的氢键结合，降低溶液黏度和成核势垒，改善溶液微观性质，促进了晶核的形成和晶体生长，结晶产品质量得到了明显提高。根据研究结果，将新工艺实施于工业放大，产品的各项指标均达到国际水平。
具体研究内容包括：
1.采用静态法和激光法分别测定了293.2～318.2K范围内，尿苷酸二钠在不同比例乙醇-水混合溶剂中的溶解度、介稳区宽度与成核诱导期。以温度为目标函数，对λh方程、R-K方程与Wilson方程进行模型评价。误差分析的结果表明：在描述存在缔合作用的物系时，λh方程相比R-K方程与Wilson方程更具有优势。采用λh方程关联了4个体系的溶解度数据，分别求得各体系下的混合焓和结晶焓。与溶解度类似，超溶解度随温度升高而增加，随乙醇质量分数的增加而显著减小。在相同实验条件下，溶液的pH值和钠离子浓度升高，以及搅拌转速的降低均会增大尿苷酸二钠的介稳区宽度。
2.采用醇析和盐析复合结晶新技术，利用盐的同离子效应，去水化作用和中和极性化合物中负电荷基团的功能，有效地降低了溶液黏度和溶解度，改善了溶液微观环境，结晶产品质量得到明显提高。结晶过程分析的结果表明，尿苷酸二钠在乙醇溶析结晶过程中的生长由表面反应控制。随着乙醇质量分数升高，晶体生长困难，逐步由二维成核生长方式转向螺旋位错生长方式。结晶初级成核速率明显随盈度的升高而减小，随乙醇质量分数的增大而增大。利用粒数密度和粒度之间的关系判别晶体生长模型，推断尿苷酸二钠晶体生长模式为粒度无关生长。
3结合晶体生长习性和介稳区特性，实验考察了尿苷酸二钠溶析结晶过程中各种操作因素：如结晶温度、养晶时间、溶析剂流加方式和流加速率等对结晶收率、晶习和粒度分布的影响，建立了经过优化的尿苷酸二钠溶析结晶操作时间表，并成功应用于30吨/年规模的中试结晶生产，产品的各项指标均达到国际先进水平。
4对尿苷酸二钠结晶产品采用X-射线单晶衍射分析，收集了晶体衍射数据和单晶CIF数据，利用Cerius2软件计算得到晶体的分子空间结构与晶胞参数，并应用BFDH与AE模型对尿苷酸二钠的晶型进行了模拟。结果表明，尿苷酸二钠分子与水分子通过氢键紧密结合，相间规则排布。由于空间结构上氢键强弱的差异，导致尿苷酸二钠晶体呈片状外形。利用差式扫描量热法(DSC)测定了尿苷酸二钠的热稳定性质。尿苷酸二钠晶体在高温下热分解，无熔融相变点，结晶水在形成过程中由于结合方式不同，分别在120℃前后分两个阶段陆续脱除。
上述研究为尿苷酸工业化结晶生产提供了详实的基础数据和理论依据。