CN101289410A - 一种d-苯丙氨酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种D－苯丙氨酸的制备方法，以L－苯丙氨酸(1)为主要原料，采用反应釜、过滤器(L)、离心机(X)、真空干燥机(G)等设备，按照配比的品种、剂量加入溶剂和化学辅料，在特定的温度、环境和时间条件下，进行化学合成，经过消旋工艺(A)生成DL－苯丙氨酸(6)，经过拆分工艺(B)生成D－苯丙氨酸复盐粗品(8)，经过复盐粗品精制工艺(C)得到D－苯丙氨酸精盐(10)，再经过精盐溶解反应工艺(D)分离出拆分剂(7)，最后经过成品精制工艺(E)的工艺流程，制成D－苯丙氨酸(12)。本发明不产生“三废”污染，符合环保要求，保证质量，提高了收率。在化学合成D－苯丙氨酸(12)的研究开发方面取得了进展。
Description
技术领域
本发明涉及非天然氨基酸，尤其涉及非天然氨基酸的合成方法。
背景技术
D-苯丙氨酸是重要的医药和农药中间体，在医药、农药、食品、饲料等领域有广泛的用途。目前国内仅有个别厂家生产D-苯丙氨酸，具体生产工艺有以下几种：1、发酵-氨基酰化酶拆分法，该工艺方法需使用发酵生产的L-苯丙氨酸作为原料，经过消旋、乙酰化等工序，然后用氨基酰化酶水解生产。此方法工艺较成熟，有现成的酶制剂，但生产成本较高；2、利用化学合成工艺生产DL-苯丙氨酸，然后进行化学拆分。该方法不需消旋，但目前尚无成熟的DL-苯丙氨酸合成方法；3、海因酶直接酶法合成D-苯丙氨酸，此方法因为酶活力低，目前仅处于试验室阶段。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种D-苯丙氨酸化学合成的工艺方法，采用化学拆分工艺生产，保证质量，降低生产成本，提高收成率，不产生污染。
本发明的任务是这样完成的：研究一种D-苯丙氨酸的制备方法，以L-苯丙氨酸为主要原料，在工艺流程中采用反应釜、过滤器、离心机、真空干燥机，按照配比的品种、剂量加入溶剂和化学辅料，在特定的温度、环境和时间条件下进行化合反应，经过消旋工艺生成DL-苯丙氨酸，经过拆分工艺生成D-苯丙氨酸复盐粗品，经过复盐粗品精制工艺得到含拆分剂的D-苯丙氨酸精盐混合物料，再经过精盐溶解反应工艺分离出拆分剂，最后D-苯丙氨酸精盐经过成品精制工艺，制成D-苯丙氨酸。消旋工艺过程是：将L-苯丙氨酸、溶剂、消旋剂按配比混合后，加入消旋反应釜中，加压升温至反应温度，保温2～3个小时，反应完毕后减压蒸馏，回收溶剂，再加入纯水减压蒸馏，完毕后加入乙醇，回流反应1.5～2个小时，降温至室温，保温1～1.5个小时，放入离心机进行离心处理，离心后的物料放入真空干燥机进行干燥，得到DL-苯丙氨酸。L-苯丙氨酸∶溶剂∶消旋剂的配比重量比例为100∶300～400∶35～45，反应温度为85～95℃。拆分工艺过程是：将消旋后形成的DL-苯丙氨酸按配比加纯水和盐酸，混合后放入拆分反应釜中，加热至拆分温度，保温0.5～1个小时，全溶解后放入过滤器过滤澄清后，再放回拆分反应釜，在拆分温度下加入拆分剂，保温1个小时以上，然后自然降低温度10℃左右，保温1个小时，缓慢降温至室温，保持1.5～2个小时，再放入离心机进行离心处理后，放入过滤器过滤，得D-苯丙氨酸复盐粗品及拆分母液。DL-苯丙氨酸∶纯水∶盐酸∶拆分剂的配比重量比例为1∶80～95∶0.5∶0.4～0.55，拆分温度为85～95℃。复盐粗品精制工艺过程是：将拆分后形成的D-苯丙氨酸复盐粗品与纯水按配比混合，放入粗盐反应釜中，加热升温，保持反应温度1.5～2个小时，然后降温至室温，保持1个小时，放入离心机进行离心处理后，再用纯水洗涤，得到D-苯丙氨酸精盐。D-苯丙氨酸复盐粗品∶纯水的配比比例为1∶5～8，反应温度为75℃～85℃。精盐溶解反应工艺过程是：先将甲醇放入精盐反应釜中，加温至反应温度后，按配比加入D-苯丙氨酸精盐，充分溶解后加入氨水，调节溶液的PH值至7～8，在反应温度下稳定1～1.5个小时，然后降温至室温，保持1个小时后，放入离心机进行离心处理，用甲醇洗涤，分解出拆分剂，得到D-苯丙氨酸精盐晶体。D-苯丙氨酸精盐∶甲醇的配比重量比例为1∶4～5，反应温度为40～50℃。成品精制工艺是：先将D-苯丙氨酸精盐加纯水配成4～5％的溶液，放入精制反应釜中，加热溶解后，放入过滤器过滤澄清，然后放回精制反应釜中减压浓缩成8～10％的溶液，在减压温度下加入乙醇，使乙醇的浓度达到25～30％，再降温至5～8℃，保持3个小时以上，形成结晶，放入离心机进行离心处理后，用乙醇洗涤，制成D-苯丙氨酸成品。本发明对拆分母液进行回收，离心后得到的L-苯丙氨酸溶液中加入适量的消旋剂和拆分剂，在回流状态下反应10～12个小时，用氨水调PH值至5.5～6.5，降温结晶，离心得DL-苯丙氨酸晶体及母液，合并回收的DL-苯丙氨酸用水溶解加热，加入活性炭脱色，清液加入乙醇进行醇析，离心处理后得到精制的DL-苯丙氨酸，直接进行拆分，进入生产循环。
按照本发明提供的上述工艺方法，证明本发明采用化学拆分工艺生产D-苯丙氨酸，能够简化工艺过程，缩短反应时间，降低生产成本，保证质量，提高收成率，不产生废水废气污染，符合环保要求，较好地达到了预定目的。
附图说明
图1为本发明的制作工艺流程示意图；
图2为本发明的消旋工艺(A)过程示意图；
图3为本发明的拆分工艺(B)过程示意图；
图4为本发明的粗品精制工艺(C)过程示意图；
图5为本发明的精盐溶解反应工艺(D)过程示意图；
图6为本发明的成品精制工艺(E)过程示意图。
图中，A-消旋工艺，B-拆分工艺，C-复盐粗品精制工艺，D-精盐溶解反应工艺，E-成品精制工艺，F-消旋反应釜，X-离心机，G-真空干燥机，H-拆分反应釜，L-过滤器，K-粗盐反应釜，M-精盐反应釜，N-精制反应釜；
1-L-苯丙氨酸，2-溶剂，3-消旋剂，4-纯水，5-盐酸，6-DL-苯丙氨酸，7-拆分剂，8-D-苯丙氨酸复盐粗品，9-甲醇，10-D-苯丙氨酸精盐，11-乙醇，12-D-苯丙氨酸，13-拆分母液，14-物料，15-氨水。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参阅图1，本发明以L-苯丙氨酸1为主要原料，经过消旋工艺A、拆分工艺B、复盐粗品精制工艺C、精盐溶解反应工艺D、成品精制工艺E，分别按配比的品种和剂量加入溶剂和辅料，在特定的温度、环境和时间条件下进行化合反应，最终形成D-苯丙氨酸12。在消旋工艺A过程中加入L-苯丙氨酸1、溶剂2、消旋剂3，混合后加入纯水4，消旋处理后析出溶剂2，水蒸馏完后加入乙醇11洗涤，得到DL-苯丙氨酸6。将纯水4和盐酸5配成盐酸溶液，加入DL-苯丙氨酸6，进入拆分工艺B过程，加入拆分剂7，化合后形成D-苯丙氨酸复盐粗品8，同时产生拆分母液13，留待回收套用。将D-苯丙氨酸复盐粗品8加入纯水4，进行复盐粗品精制工艺C过程，产出D-苯丙氨酸精盐10(含拆分剂7的混合物料)。加入甲醇9混合，进行精盐溶解反应工艺D过程，分离出拆分剂7，产出不含拆分剂7的D-苯丙氨酸精盐10晶体。D-苯丙氨酸精盐(10)再进入成品精制工艺E反应过程，加入乙醇11、纯水4，经过化合反应，生成D-苯丙氨酸12成品。各个工艺过程具体说明如下。
参阅图2，在消旋工艺A过程中，用L-苯丙氨酸1作原料，加入溶剂2和消旋剂3，按照100∶350∶3.9的配比混合后，加入消旋反应釜F内，升温至85～90℃，反应2.5个小时，减压蒸馏，回收90％以上溶剂2，再加入纯水4，减压蒸馏后再次加入纯水4，重复蒸馏后加入乙醇11，回流反应1.5～2个小时，降温至20℃左右，保温1～1.5个小时，而后放入离心机X进行离心处理，所得物料14放入真空干燥机G中，在40～50℃条件下进行干燥，得到DL-苯丙氨酸6。
参阅图3，在拆分工艺B过程中，将纯水4、盐酸5、DL-苯丙氨酸6按92∶0.5∶0.5的比例配好，放入拆分反应釜H中，加热到80～90℃，保温40～50分钟，由过滤器L过滤后，在88℃温度条件下加入拆分剂7(比例为0.5)，保温1个小时以上，然后自然降温至78～79℃，保持一个小时，再降温到20～25℃，保持1.5～2个小时，经离心机X进行离心处理，经过滤器L过滤，得到D-苯丙氨酸复盐精品8及拆分母液13。
参阅图4，在复盐粗品精制工艺C过程中，将D-苯丙氨酸复盐粗品8加纯水4，按1∶7配比混合，放入粗盐反应釜K内加热溶解，降温结晶，再经由离心机X进行离心处理，得D-苯丙氨酸精盐10。
参阅图5，在精盐溶解反应工艺D过程中，先将相当于D-苯丙氨酸精盐10的重量3.6倍的甲醇9溶液放入精盐反应釜M中，加热至50℃，然后加入D-苯丙氨酸精盐10，充分溶解，再加入氨水15将溶液调至中性，降温至常温结晶，放入离心机X离心处理，分离出拆分剂7，得到不含拆分剂7的D-苯丙氨酸精盐10晶体。
参阅图6，在成品精制工艺E过程中，将D-苯丙氨酸精盐10晶体加纯水4配成4～5％浓度的溶液，放入精制反应釜N中，加热至90～95℃，经过滤器L过滤至滤液透明，减压浓缩成8～10％浓度溶液，再加入浓度为25％的乙醇11，降温至5～8℃，保持3个小时以上，再通过离心机X进行离心处理，即制得成品D-苯丙氨酸12。
Claims (10)
1、一种D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于是以L-苯丙氨酸(1)为主要原料，在工艺流程中采用反应釜、过滤器(L)、离心机(X)、真空干燥机(G)，按照配比的品种、剂量加入溶剂和化学辅料，在特定的温度、环境和时间条件下进行化合反应，经过消旋工艺(A)生成DL-苯丙氨酸(6)，经过拆分工艺(B)生成D-苯丙氨酸复盐粗品(8)，经过复盐粗品精制工艺(C)得到含拆分剂(7)的D-苯丙氨酸精盐(10)混合物料，再经过精盐溶解反应工艺(D)分离出拆分剂(7)，最后D-苯丙氨酸精盐(10)经过成品精制工艺(E)，制成D-苯丙氨酸(12)。
2、按照权利要求1所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的消旋工艺(A)过程是：将L-苯丙氨酸(1)、溶剂(2)、消旋剂(3)按配比混合后，加入消旋反应釜(F)中，加压升温至反应温度，保温2～3个小时，反应完毕后减压蒸馏，回收溶剂(2)，再加入纯水(4)减压蒸馏，完毕后加入乙醇(11)，回流反应1.5～2个小时，降温至室温，保温1～1.5个小时，放入离心机(X)进行离心处理，离心后的物料(14)放入真空干燥机(G)进行干燥，得到DL-苯丙氨酸(6)。
3、按照权利要求2所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的L-苯丙氨酸(1)∶溶剂(2)∶消旋剂(3)的配比重量比例为100∶300～400∶35～45，反应温度为85～95℃。
4、按照权利要求1所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的拆分工艺(B)过程是：将消旋后形成的DL-苯丙氨酸(6)按配比加纯水(4)和盐酸(5)，混合后放入拆分反应釜(H)中，加热至拆分温度，保温0.5～1个小时，全溶解后放入过滤器(L)过滤澄清后，再放回拆分反应釜(H)，在拆分温度下加入拆分剂(7)，保温1个小时以上，然后自然降低温度10℃左右，保温1个小时，缓慢降温至室温，保持1.5～2个小时，再放入离心机(X)进行离心处理后，放入过滤器(L)过滤，得D-苯丙氨酸复盐粗品(8)及拆分母液(13)。
5、按照权利要求4所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的DL-苯丙氨酸(6)∶纯水(4)∶盐酸(5)∶拆分剂(7)的配比重量比例为1∶80～95∶0.5∶0.4～0.55，拆分温度为85～95℃。
6、按照权利要求1所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的复盐粗品精制工艺(C)过程是：将拆分后形成的D-苯丙氨酸复盐粗品(8)与纯水(4)按配比混合，放入粗盐反应釜(K)中，加热升温，保持反应温度1.5～2个小时，然后降温至室温，保持1个小时，放入离心机(X)进行离心处理后，再用纯水(4)洗涤，得到D-苯丙氨酸精盐(10)。
7、按照权利要求6所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的D-苯丙氨酸复盐粗品(8)∶纯水(4)的配比比例为1∶5～8，反应温度为75℃～85℃。
8、按照权利要求1所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的精盐溶解反应工艺(D)过程是：先将甲醇(9)放入精盐反应釜(M)中，加温至反应温度后，按配比加入D-苯丙氨酸精盐(10)，充分溶解后加入氨水(15)，调节溶液的PH值至7～8，在反应温度下稳定1～1.5个小时，然后降温至室温，保持1个小时后，放入离心机(X)进行离心处理，用甲醇(9)洗涤，分解出拆分剂(7)，得到D-苯丙氨酸精盐(10)晶体。
9、按照权利要求8所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的D-苯丙氨酸精盐(10)∶甲醇(9)的配比重量比例为1∶4～5，反应温度为40～50℃。
10、按照权利要求1所述的D-苯丙氨酸的制备方法，其特征在于所说的成品精制工艺(E)是：先将D-苯丙氨酸精盐(10)加纯水(4)配成4～5％的溶液，放入精制反应釜(N)中，加热溶解后，放入过滤器(L)过滤澄清，然后放回精制反应釜(N)中减压浓缩成8～10％的溶液，在减压温度下加入乙醇(11)，使乙醇(11)的浓度达到25～30％，再降温至5～8℃，保持3个小时以上，形成结晶，放入离心机(X)进行离心处理后，用乙醇(11)洗涤，制成D-苯丙氨酸(12)成品。
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