CN101811991B - L-精氨酸硝酸盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种L-精氨酸硝酸盐的制备方法，步骤如下：常温下将L-精氨酸加入纯化水中，搅拌均匀，再缓缓加入硝酸；L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1-1.1，L-精氨酸与纯化水的重量比为1∶2；反应温度在40℃～70℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为1～2，溶液澄清后冷却至10℃～25℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于60℃～85℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续循环使用。本发明采用L-精氨酸和硝酸在常压下进行反应，反应条件温和。生产工艺合理简单，能够工业化大生产。本发明生产的L-精氨酸硝酸盐产品质量好，纯度达99％以上，而且在生产中产生的母液可继续循环使用，产品的收率达98％以上。
Description
技术领域
本发明属于胍衍生物的制备方法，具体是一种产品质量好、收率高、成本低的L-精氨酸硝酸盐的制备方法。
背景技术
氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。一般人们自身生成或通过食物能获得满足身体需要的各种氨基酸。但在特殊的情况下如生病、受伤或大运动量锻炼的情况下，为了恢复体内各种代谢的平衡，增强免疫力和运动员尽快恢复体力，增加肌肉力量，就需要额外补充各种氨基酸。
L-精氨酸是氨基酸的一种，化学名称是L-2-氨基-5-胍基戊酸，对成人为是一种半必须的二元氨基酸。但体内生成速度较慢，对婴幼儿为必需氨基酸。L-精氨酸是身体功能和伤口愈合的基本要素。可以帮助改善免疫系统，抵御疾病。L-精氨酸对成人来说虽然不是必需氨基酸，但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下，如果缺乏精氨酸，机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸会导致血氨过高，甚至昏迷。婴儿若先天性缺乏尿素循环的某些酶，精氨酸对其也是必需的，否则不能维持其正常的生长与发育。
L-精氨酸是精子蛋白的主要成分，有促使精子生成，提高精子运动能量的作用。
L-精氨酸有利于肌肉生长和组织修复。当人们体力消耗很大时，补充L-精氨酸能使体力得到恢复，减轻疲劳现象。
研究表明，L-精氨酸可以在治疗心血管疾病方面发挥作用。它可以帮助身体降低血压和坏胆固醇(LDL)水平。它可以通过恢复一氧化氮生产阻止或减少心血管疾病的发生。产生一氧化氮可以增强血流量，增强血流量可以减少心脏和血管疾病的症状。
L-精氨酸医药方面主要用于氨基酸输液、制造免疫抗生素、在血脑屏障、肝昏迷、慢性肝硬化、胃功能衰竭的治疗，对败血症、糖尿病、外科创伤愈合、肿瘤患者营养支持都有应用。同时也用于食品添加剂、营养增补剂方面。是合成或配制医药、保健品、化妆品、食品、香料的重要原料。
由于L-精氨酸盐类在体内经氧化酶等转化最后转变成L-精氨酸，容易被身体吸收，所以L-精氨酸都做成L-精氨酸盐类服用，如L-精氨酸盐酸盐、L-精氨酸甲酯二盐酸盐国内都有厂家生产。最近美国有关方面研究发现，氨基酸的硝酸盐更有利于氨基酸在体内的吸收，因此将L-精氨酸制作成L-精氨酸硝酸盐服用，将更容易转化成L-精氨酸，被身体吸收。其使用时剂量会更小，口服吸收效率会更高。但是目前世界上还没有工业化生产L-精氨酸硝酸盐产品的厂家。
发明内容
本发明为了解决L-精氨酸硝酸盐规模化生产的问题，而提供一种能够工业化生产并且收率高，产品纯度高、成本低的L-精氨酸硝酸盐的制备方法。
本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是：一种L-精氨酸硝酸盐的制备方法：①常温下将L-精氨酸加入纯化水中，搅拌均匀，再缓缓加入硝酸；L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-精氨酸与纯化水的重量比为1∶2；反应温度在40℃～70℃，用硝酸调节溶液pH为1～2，溶液澄清后冷却至10℃～25℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于60℃～85℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续反复循环使用；②常温下将L-精氨酸加入母液中，搅拌均匀，加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-精氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度在40℃～70℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为1～2。溶液澄清后冷却至10℃～25℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于60℃～85℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品，分离后的液体为母液继续反复循环使用。
所述L-精氨酸硝酸盐的制备方法步骤如下：①常温下将L-精氨酸加入母液中，搅拌均匀，再缓缓加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-精氨酸与纯化水的重量比为1∶2；反应温度为55℃±5℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为2，溶液澄清后冷却至20℃±2℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续反复循环使用；②常温下将L-精氨酸加入母液中，搅拌均匀，再加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度为55℃±5℃，用硝酸调节溶液pH为2，溶液澄清后冷却至20℃±2℃，将析出的结晶进行固液分离，溶液逐渐澄清，结晶物冲洗后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后剩余的液体为母液继续反复循环使用。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明采用L-精氨酸和硝酸在常压下进行反应，反应条件温和。本发明采用的原料是食品级的L-精氨酸和化学试剂级的硝酸，所以生产出来的L-精氨酸硝酸盐产品杂质少，质量好，不用重结晶纯度就达到99％以上，既保证了质量，又节省了工序和生产时间，提高了生产效率。本发明利用母液循环反复使用，提高了收率，使产品的收率达98％以上，降低了成本。本发明的制备方法工艺合理、简单，适合工业化大生产。
具体实施方式
本发明为了保证L-精氨酸硝酸盐的质量，采用了高品质的食品级的L-精氨酸与化学试剂级的硝酸，原料中所含杂质极少，保证生产出来的L-精氨酸硝酸盐产品质量好，不用重结晶纯度就达到99％以上。
本发明中L-精氨酸水中的溶解度较小，反应时需加入一定量的水，水为去离子的纯化水。以保证产品的质量。L-精氨酸与水的重量比为1∶2。
本发明中L-精氨酸与硝酸的摩尔比应该为1∶1，但为了使L-精氨酸反应完全，硝酸用量应比L-精氨酸略大些。范围在1～1.1摩尔，本发明采用的硝酸浓度为65～68％，为了保证与1摩尔L-精氨酸的比基本在1至1.1摩尔之间，所以硝酸的加入量随浓度不同会有一定变化。
L-精氨酸与硝酸的反应是放热反应，所以开始反应时温度为常温，不加温，同时控制硝酸加入到L-精氨酸时的速度，不能太快，如果速度太快，反应剧烈，散热不及时，易发生剧烈分解。所以加硝酸时，始终控制温度，避免温度过高。但低温影响反应速度，因此在加完硝酸后开始提高反应温度，一般温度在70℃以下，60℃以下更好，既能保证反应速度，又能保证产品的质量。但是也可以在刚开始滴加硝酸时控制低温，随后控制滴加速度及温度，利用反应产生的热量加热反应溶液的温度，加快反应速度。反应温度不能超过70℃，否则L-精氨酸会受到破坏，影响最后产品的收率。随着温度升高，反应速度加快，溶液越来越澄清，在此过程中始终进行搅拌，使反应物分布均匀，反应加快。当溶液完全澄清时反应结束开始降温。
本发明产品L-精氨酸硝酸盐呈酸性，pH应该为2。一般在反应结束前测pH，如果酸度小，滴加硝酸，用硝酸控制溶液的pH在2，因为生产时硝酸的摩尔比略大于L-精氨酸，所以如果pH在2至1之间是允许的，不会影响产品质量。
本发明对反应结束后使L-精氨酸硝酸盐固体析出方法没有限制，凡是适合L-精氨酸硝酸盐析出的方法都可以使用。从工业化生产成本考虑，实施例中采用冷却方法，冷却温度为10℃～25℃。一般冷却温度在20℃±2℃为宜。
本发明方法中固液分离、甩干、冲洗的方法都是本行业中现有技术，适合L-精氨酸硝酸盐制备的方法都可以使用。
本发明冲洗用的溶剂为乙醇，其浓度在95％以上，实施例中采用的是无水乙醇冲洗结晶物。
本发明对干燥的方法没有限制，凡是适合L-精氨酸硝酸盐干燥的方法都可以使用，如干燥器、喷雾法干燥。无论哪种方法干燥，温度一般为60℃～85℃，温度低于60℃以下，产品易结块。超过85℃，L-精氨酸硝酸盐会分解，质量受到影响。本实施例中采用80℃温度干燥。
结晶物分离后的液体为母液，其中还溶解有许多L-精氨酸硝酸盐。当首次使用纯化水生产时收率只有40％左右，但以后利用母液产生时收率可达到近100％。同时由于母液中含有较多的水，所以使用母液生产时，硝酸加入速度可适当加快，缩短了生产时间，提高了生产效率。
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：
实施例1
向反应容器中倒入16千克纯化水，然后加入8千克L-精氨酸，搅拌均匀后缓缓加入65％的硝酸5.4千克，边加硝酸边搅拌，使之混合均匀。加完硝酸后溶液加热至55℃±5℃，溶液随着温度升高逐渐澄清。反应结束前测pH，用硝酸调节溶液pH为2。溶液完全澄清后冷却至20℃±2℃结晶，采用离心机将L-精氨酸硝酸盐结晶物与母液分离，结晶物甩干，用甩干后结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品。收率40％左右。母液继续反复循环使用。
实施例2
向实施例1产生的大约16千克母液中加入8千克L-精氨酸，搅拌均匀后加入65％的硝酸5.4千克，边加硝酸边搅拌，使之混合均匀。加完硝酸后溶液加热至45℃±5℃，溶液随着温度升高逐渐澄清。反应结束前测pH，用硝酸调节溶液pH为2。溶液完全澄清后，冷却至15℃±2℃结晶，采用离心机将L-精氨酸硝酸盐结晶物与母液分离，结晶物甩干；用甩干后结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品。收率近100％。母液继续反复循环使用。
实施例3
向实施例2生产中产生的大约16千克的母液中加入8千克精氨酸，搅拌均匀后加入65％的硝酸5.4千克，边加硝酸边搅拌，使之混合均匀。控制硝酸加入速度，使溶液温度逐渐达到40℃，不需外部加温，随着搅拌溶液逐渐澄清。反应结束前测pH，用硝酸调节溶液pH为2。溶液完全澄清后冷却至12℃±2℃结晶，采用离心机将L-精氨酸硝酸盐结晶物与母液分离、结晶物甩干；用甩干后结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品。收率近100％。母液继续反复循环使用。
Claims (2)
1.一种L-精氨酸硝酸盐的制备方法，其特征在于：①常温下将L-精氨酸加入纯化水中，搅拌均匀，再缓缓加入硝酸；L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-精氨酸与水的重量比为1∶2；反应温度在40℃～70℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为1～2，溶液澄清后冷却至10℃～25℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于60℃～85℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-精氨酸加入母液中，搅拌均匀，加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-精氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度在40℃～70℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为1～2，溶液澄清后冷却至10℃～25℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于60℃～85℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品，固液分离后的液体为母液继续反复循环使用。
2.根据权利要求1所述的L-精氨酸硝酸盐的制备方法，其特征在于：①常温下将L-精氨酸加入纯化水中，搅拌均匀，再缓缓加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-精氨酸与水的重量比为1∶2；反应温度在55℃±5℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为2，溶液澄清后冷却至20℃±2℃，将析出的结晶进行固液分离；结晶物冲洗后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-精氨酸加入母液中，搅拌均匀，再加入硝酸，L-精氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-精氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度在55℃±5℃，溶液逐渐澄清，用硝酸调节溶液pH为2，溶液澄清后冷却至20℃±2℃，将析出的结晶进行固液分离，结晶物冲洗后于80℃干燥得L-精氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续反复循环使用。
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