CN100582090C - N-氨甲酰谷氨酸制备方法 - Google Patents

N-氨甲酰谷氨酸制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N-氨甲酰谷氨酸制备方法，该方法，包括下列步骤：a、将谷氨酸、氰酸钾、氢氧化钾、浓盐酸、脲丙酸按1-1.5∶1-1.5∶1-1.5的摩尔比充分混合，得到混合物；b、将步骤a得到的混合物按照每1-1.5mol溶于1L蒸馏水中，在室温20-25℃下放置16-20小时，得到每单位液体中含1-1.5mol的步骤a所述混合物的液体；c、对步骤b所述的每单位液体用80-100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。本发明同现有其它方法生产N-氨甲酰谷氨酸相比具备以下优点：1、本方法采用廉价的谷氨酸为原料，大大降低了生产成本低。2、生产过程在室温下进行，工艺简单。3、从水中重结晶后的N-氨甲酰谷氨酸无毒副作用。本发明为真正实现用N-氨甲酰谷氨酸作精氨酸的替代品提供了切实可行的途径。

Description

N-氨甲酰谷氨酸制备方法
技术领域
本发明涉及一种N-氨甲酰谷氨酸制备方法。
背景技术
精氨酸是哺乳仔猪的一种必需氨基酸，母乳中的精氨酸量与哺乳仔猪自身的肠道内源合成并不能够满足其最佳的生长需要，精氨酸不足是限制哺乳仔猪最佳生长的一个主要因素。仔猪对精氨酸的需要量很高，母乳中的精氨酸含量为1.34g/L，约能满足仔猪需要量的40％。仔猪出生后3～14d血浆中精氨酸浓度及其合成前体降低，原因之一是由于猪体生长所需的蛋白沉积增加，母乳中的氨基酸和蛋白浓度由于泌乳期延长而下降。哺乳仔猪生产对于整个养猪生产来说十分重要，如何更好的满足哺乳仔猪的精氨酸需要显得尤为重要。但精氨酸价格昂贵(150元/kg)直接在饲料中添加精氨酸大大提高了饲养成本，因此开辟另一种途径来提高仔猪精氨酸的供给量势在必行。
有资料表明氨甲酰磷酸为鸟氨酸合成瓜氨酸所必需，而N-乙酰谷氨酸是氨甲酰磷酸合成酶及P5C合酶的代谢变构激活剂(Susumu K.，等.体外添加二硫化合物或硫醇化合物对精氨酸激活剂N-乙酰谷氨酸合成酶活性的影响.分子催化物B：酶.2000，10：191～197)，但是在哺乳仔猪的小肠粘膜和肝脏的线粒体中由于N-乙酰谷氨酸合成酶的不足致使N-乙酰谷氨酸的合成量不足(Uchiyama，C等.N-乙酰谷氨酸合成酶在小鼠小肠粘膜中亚细胞定位及特性.生物化学.1981，89：1777～1786.)，因此，N-乙酰谷氨酸可能在调节哺乳仔猪小肠合成瓜氨酸和精氨酸的过程中发挥着重要作用。由于N-乙酰谷氨酸的不稳定性，有研究者利用其相似物N-氨甲酰谷氨基酸，让哺乳仔猪每天口服2次0或50mg/(kg体重)的N-氨甲酰谷氨酸，结果发现口服N-氨甲酰谷氨酸组的哺乳仔猪在出生后0～14d与对照组相比多增重了61％(Wu G.Y.等.精氨酸在猪营养和生产中的重要作用.家畜科学.2007.)，并且N-氨甲酰谷氨酸处理组的仔猪体内的其他氨基酸的吸收代谢不受影响，而口服精氨酸或瓜氨酸影响到了其他一些氨基酸(色氨酸、组氨酸和赖氨酸)的吸收。这项研究的成功对小猪的快速生长起到了重要的作用。但我们知道目前N-氨甲酰谷氨基酸主要用于科研和医药方面，因此它的制造要求很严，工艺复杂，成本很高，因此如何降低N-氨甲酰谷氨酸的制造成本，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉，生产工艺简单、能替代饲料精氨酸的N-氨甲酰谷氨酸制备方法。
本发明N-氨甲酰谷氨酸制备方法，包括下列步骤：
a、将谷氨酸、氰酸钾、氢氧化钾按1-1.5∶1-1.5∶1-1.5的摩尔比充分混合，得到混合物；
b、将步骤a得到的混合物按照每1-1.5mol溶于1L蒸馏水中，在室温20-25℃下放置16-20小时，得到每单位液体中含1-1.5mol的步骤a所述混合物的液体；
c、对步骤b所述的每单位液体用80-100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
本方法生产的N-氨甲酰谷氨酸解决了因精氨酸价格昂贵而提高饲养成本这一现状，同现有其它方法生产N-氨甲酰谷氨酸相比具备以下优点：1、本方法采用廉价的谷氨酸为原料，大大降低了生产成本低。2、生产过程在室温下进行，工艺简单。3、从水中重结晶后的N-氨甲酰谷氨酸无毒副作用。用本发明方法制备出的N-氨甲酰谷氨酸成最多每公斤200元，而目前市面有售的N-氨甲酰谷氨酸售价为公斤1000元，因此本发明制备方法，为真正实现用N-氨甲酰谷氨酸作精氨酸的替代品提供了切实可行的途径。
具体实施方式
1、材料：
谷氨酸、氰酸钾、氢氧化钾、浓盐酸、脲丙酸
2、制备步骤：
a、将谷氨酸、氰酸钾、氢氧化钾按1-1.5∶1-1.5∶1-1.5的摩尔比充分混合，得到混合物；
b、将步骤a得到的混合物按照每1-1.5mol溶于1L蒸馏水中，在室温20-25℃下放置16-20小时，得到每单位液体中含1-1.5mol的步骤a所述混合物的液体；
c、对步骤b所述的每单位液体用80-100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
根据以上生产流程，以下给出了几个具体实施方式：
实施方式一：
将1mol谷氨酸(glutamic acid)，1mol氰酸钾(potassium cyanate)，和1mol氢氧化钾(potassium hydroxide)充分混合，得到混合物，将该混合物溶于1L蒸馏水中，于室温(20-25℃)下放置16-20小时，得到混合物溶液，该溶液用80ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸(hydantoic acid)中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
实施方式二：
将1.5mol谷氨酸(glutamic acid)，1.5mol氰酸钾(potassium cyanate)，和1.5mol氢氧化钾(potassium hydroxide)充分混合，得到混合物，将该混合物溶于1L蒸馏水中，于室温(20-25℃)下放置16-20小时，得到混合物溶液，该溶液用100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸(hydantoic acid)中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
实施方式三：
将1.2mol谷氨酸(glutamic acid)，1.2mol氰酸钾(potassium cyanate)，和1.2mol氢氧化钾(potassium hydroxide)充分混合，得到混合物，将该混合物溶于1L蒸馏水中，于室温(20-25℃)下放置16-20小时，得到混合物溶液，该溶液用，90ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸(hydantoic acid)中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
实施方式四：
将1.3mol谷氨酸(glutamic acid)，1.3mol氰酸钾(potassium cyanate)，和1.3mol氢氧化钾(potassium hydroxide)充分混合，得到混合物，将该混合物溶于1L蒸馏水中，于室温(20-25℃)下放置16-20小时，得到混合物溶液，该溶液用100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸(hydantoic acid)中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
实施方式五：
将1.4mol谷氨酸(glutamic acid)，1.4mol氰酸钾(potassium cyanate)，和1.4mol氢氧化钾(potassium hydroxide)充分混合，得到混合物，将该混合物溶于1L蒸馏水中，于室温(20-25℃)下放置16-20小时，得到混合物溶液，该溶液用，95ml浓盐酸酸化，再于200ml脲丙酸(hydantoic acid)中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
用本发明方法制得的N-氨甲酰谷氨酸对幼畜服用的方式如下：
一：针对不会采食的哺乳幼畜，将N-氨甲酰谷氨酸用生理盐水配制成浓度为1％(g/100ml)，按哺乳幼畜每天2次，每次40～80mg/kg体重给服。
二：针对会采食的幼畜，按每kg饲料添加0.5～1g N-氨甲酰谷氨酸量配成日粮幼畜。

Claims (1)

1、一种N-氨甲酰谷氨酸制备方法，包括下列步骤：
a、将谷氨酸、氰酸钾、氢氧化钾按1-1.5∶1-1.5∶1-1.5的摩尔比充分混合，得到混合物；
b、将步骤a得到的混合物按照每1-1.5mol溶于1L蒸馏水中，在室温20-25℃下放置16-20小时，得到每单位液体中含1-1.5mol的步骤a所述混合物的液体；
c、对步骤b所述的每单位液体用80-100ml浓盐酸酸化，再于200ml脲乙酸中静置2-3小时后，过滤，从水中重结晶析出N-氨甲酰谷氨酸。
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Synthesis of Orotic Acid from Aspartic Acid. Joseph F.Nyc等.J.Am.Chem.Soc.69（6）,1382-1384,Vol.69 No.6. 1947
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