CN101468955A - 一种n-乙酰-l-谷氨酰胺的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种N－乙酰－L－谷氨酰胺的生产方法，它是将L－谷氨酰胺溶于水中，加入适量的催化剂，缓慢加入乙酸酐及氢氧化钠溶液，调节pH 7～12，并控制温度在5～80℃反应1～3h，至酰化完全后，滴加6N盐酸调节pH至0.5～3.0，经浓缩除水后，搅拌冷冻结晶至0～10℃，离心、干燥得粗品。将粗品溶于3～7倍质量比的去离子水中，加入活性炭脱色，然后经过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品，产品收率可达90～95％，纯度大于99％。该发明生产的氨基酸具有多方面的药理活性和临床功能，拥有广阔的潜在市场，不仅可大大能提高我国氨基酸生产水平，而且对改善人民身体健康水平有重要意义，具有较高的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种用化学法由L-谷氨酰胺衍生化N-乙酰-L-谷氨酰胺的合成方法，属于L-型氨基酸N乙酰化反应的生产技术领域。
背景技术
氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是构建细胞、修复组织的基础材料。氨基酸被人体用于制造抗体蛋白以对抗细菌和病毒的侵染，制造血红蛋白以传送氧气，制造酶和激素以维持和调节新陈代谢；氨基酸是制造精卵细胞的主体物质，是合成神经介质的不可缺少的前提物质；氨基酸能够为机体和大脑活动提供能源，氨基酸是一切生命之元。因此，氨基酸作为生命机体之营养、生存和发展极为重要的物质单元，在生命体内物质代谢调控、信息传递方面扮演重要角色。
N-乙酰-L-谷氨酰胺是一类新型的氨基酸衍生物，它具有如下功能：为脑功能、神经功能改善药，具有改善神经细胞代谢、维持神经应激机能及降低血氨的作用；在脑细胞中可产生γ-氨基丁酸和谷氨酸，其中γ-氨基丁酸抑制突触后神经元兴奋，抑制兴奋性氨基酸的兴奋毒性，保护神经元；提高葡萄糖磷酸酯化酶的活性，促进葡萄糖代谢；促进乙酰胆碱的合成，改善脑功能。谷氨酸对神经系统的发育和突触形成，对提高学习、记忆能力有重要作用。并参与蛋白质和糖类代谢，对细胞修复有重要作用。用于肝昏迷、偏瘫、神经外科手术等引起的昏迷、瘫痪及智力减退、记忆力障碍等，同时可治疗美尼尔氏病或治疗氟乙酰胺中毒。另外，目前我国氨基酸类原料药的供应国，同时也是氨基酸产品的重要需求国。其中出口的主要品种为氨基酸粗品，同时进口精制品、药用型氨基酸盐和拆分后的光学异构体。而N-乙酰-L-谷氨酰胺亦属于药用型氨基酸，在国内尚没有厂家规模化生产。
近年来国内外在研究和使用N-乙酰-L-谷氨酰胺的过程中，发现其具有多方面的药理活性和临床功能，引起了人们广泛的重视和兴趣。随着社会老龄化程度的比例增加，生活节奏的不断加快，N-乙酰-L-谷氨酰胺作为老年记忆力减退，脑血管病后的记忆力减退及老年脑功能衰退的辅助治疗，市场将会逐步扩大，此外N-乙酰-L-谷氨酰胺能支持生长激素的产生，升高体内糖原的贮存，延长肌肉泵的工作，增强脑的认知功能，稳定免疫系统，可开发运动员最广泛应用的营养支持物，所以N-乙酰-L-谷氨酰胺的开发将有着良好的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种由化学法生产具有良好药理活性和临床功能的N-乙酰-L-谷氨酰胺的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种N-乙酰-L-谷氨酰胺的生产方法，其特征在于：
将原料L-谷氨酰胺按照质量比1:1～1:10溶于去离子水中，加入适量的催化剂，同时滴加氢氧化钠和乙酸酐来控制pH7～12，并在5～80℃的条件下进行酰化反应1～3h，然后，滴加盐酸溶液调节pH至0.5～3.0，浓缩至有晶体析出后，停止浓缩，搅拌冷冻结晶至0～10℃，离心、干燥得粗品；
将粗品溶于3～7倍质量比的去离子水中，加入活性炭后脱色、过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品。
作为优选，所述的酰化反应采用的催化剂为抗氧剂，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或者硫代硫酸钠，用量为原料重量的0.01～0.05％。
作为优选，所述的盐酸溶液采用5.5～6.5N盐酸溶液，最佳是6N盐酸溶液。
作为优选，所述的酰化反应采用的酰化剂为工业级乙酸酐，采用的氢氧化钠为含量30～40％(重量)的氢氧化钠溶液，最佳是35％(重量)的氢氧化钠溶液。
所述的酰化反应中滴加氢氧化钠和乙酸酐来控制pH7～12条件下反应，最终控制比例为谷氨酰胺:氢氧化钠溶液添加量＝1:2.8～4.5(重量比)，谷氨酰胺:乙酸酐添加量＝1:1.1～2.0(重量比)。
作为优选，所述的原料L-谷氨酰胺是利用现有的工业级L-谷氨酰胺。
作为优选，所述的活性炭用量是3～5％(重量)，以粗品重量为基准。
上述过滤、浓缩、结晶、离心、干燥等是当前氨基酸加工领域的通用技术。
本发明利用现有工业级L-谷氨酰胺，通过酰化技术得到符合日本味之素AJI92标准的N-乙酰-L-谷氨酰胺产品。收率可达90～95％，纯度高达99％以上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的原料采用国内市场上工业级L-谷氨酰胺，原料来源广、价廉易得；
2、用本发明的生产工艺制备出N-乙酰-L-谷氨酰胺，收率可达90～95％，成本相对较低，而且采用清洁生产工艺，对环境无污染。
3、本发明技术的使用实现了连续化生产、工序简单，易于自动控制。
4、用本发明的生产技术所得产品纯度高，最终可达99％以上。
附图说明
图1为工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
将L-谷氨酰胺与水以重量比1:5混合，加入原料重量0.03％的亚硫酸钠，同时滴加乙酸酐来控制pH7，在78℃酰化1h，至酰化完全后，滴加6N盐酸调节pH至0.5，浓缩至有晶体析出后，停止浓缩，搅拌冷冻结晶至2℃，离心、干燥得粗品。将粗品溶于3倍质量比的去离子水中，加入3％的活性炭脱色，然后经过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品，收率可达92％，纯度为99.5％。
实施例2：
将L-谷氨酰胺与水以重量比1:1混合，加入原料重量0.01％的亚硫酸氢钠，同时滴加40％氢氧化钠来控制pH12，在40℃酰化1.5h，至酰化完全后，滴加6N盐酸调节pH至3.0，浓缩至有晶体析出后，停止浓缩，搅拌冷冻结晶至10℃，离心、干燥得粗品。将粗品溶于7倍质量比的去离子水中，加入5％的活性炭脱色，然后经过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品，收率可达95％，纯度为99.25％。
实施例3：
将L-谷氨酰胺与水以重量比1:10混合，加入原料重量0.05％的硫代硫酸钠，同时滴加35％氢氧化钠来控制pH9，在5℃酰化3h，至酰化完全后，滴加6N盐酸调节pH至2.0，浓缩至有晶体析出后，停止浓缩，搅拌冷冻结晶至5℃，离心、干燥得粗品。将粗品溶于5倍质量比的去离子水中，加入4％的活性炭脱色，然后经过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品，收率可达92％，纯度为99.8％。
Claims (9)
1、一种N-乙酰-L-谷氨酰胺的生产方法，其特征在于：
将原料L-谷氨酰胺按照1:1～10(质量比)溶于去离子水中，加入适量的催化剂，同时滴加氢氧化钠和乙酸酐来控制pH7～12，并在5～80℃的条件下进行酰化反应1～3h，然后，滴加盐酸溶液调节pH至0.5～3.0，浓缩至有晶体析出后，停止浓缩，搅拌冷冻结晶至0～10℃，离心、干燥得粗品；
将粗品溶于3～7倍(质量比)的去离子水中，加入活性炭后脱色、过滤、浓缩、结晶、离心、干燥后得成品。
2、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的酰化反应采用的催化剂为抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或者硫代硫酸钠，用量为原料重量的0.01～0.05％。
3、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的盐酸溶液采用5.5～6.5N盐酸溶液。
4、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的酰化反应采用的酰化剂为工业级乙酸酐，采用的氢氧化钠为含量30～40％(重量)的氢氧化钠溶液。
5、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的酰化反应中滴加氢氧化钠和乙酸酐来控制pH7～12条件下反应，最终控制比例为谷氨酰胺:氢氧化钠溶液添加量＝1:2.8～4.5(重量比)，谷氨酰胺:乙酸酐添加量＝1:1.1～2.0(重量比)。
6、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的原料L-谷氨酰胺是利用现有的工业级L-谷氨酰胺。
7、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的活性炭用量是3～5％(重量)，以粗品重量为基准。
8、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所生产的N-乙酰-L-谷氨酰胺的收率可达92％，纯度为99.8％。
9、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所生产的N-乙酰-L-谷氨酰胺符合日本味之素AJI92标准。
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