CN101844991B - L-亮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-亮氨酸硝酸盐的制备方法。其方法如下：常温下将L-亮氨酸加入纯化水中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1；L-亮氨酸与水的重量比为1∶2，反应温度为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-亮氨酸硝酸盐成品，固液分离后的液体为母液继续循环反复使用。本发明采取食品级L-亮氨酸与化学试剂级硝酸在常压下进行反应，反应条件温和，工艺合理简便。产品质量好纯度在99％以上。而且在生产中结晶后的母液可继续循环使用，收率高达到98％以上，适合工业化大生产。
Description
技术领域
本发明属于一种氨基酸硝酸盐的制备方法，具体是一种产品质量好、收率高、成本低的L-亮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增加肌肉力量，尽快恢复体力，就需要额外补充各种氨基酸。
L-亮氨酸(leucine)又称白氨酸，化学名为L-2-氨基-4-甲基戊酸，也称a一氨基异己酸。
L-亮氨酸，L-异亮氨酸和L-缬氨酸都是支链氨基酸，它们有助于促进训练后的肌肉恢复。其中L-亮氨酸是最有效的一种支链氨基酸，可以有效防止肌肉损失，因为它能够更快的分解转化为葡萄糖。增加葡萄糖可以防止肌肉组织受损，因此它特别适合健美运动员。L-亮氨酸还促进骨骼，皮肤，以及受损肌肉组织的愈合，医生通常建议手术后患者采取L-亮氨酸补充剂。
由于L-亮氨酸很容易转化为葡萄糖，因此它有助于调节血糖水平。L-亮氨酸缺乏的人会出现类似低血糖的症状，如头痛，头晕，疲劳，抑郁，精神错乱，和易怒等。医药上主要用于氨基酸输液较多，对幼儿糖代谢治疗、胆汁分泌少、贫血、中毒、肌肉萎缩、脊髓灰质炎后遗症、神经炎及精神病均有一定疗效。目前在食品、饲料、化妆品上的用量日益增多，具有很大的市场前景。
由于氨基酸盐类在体内经氧化酶等转化最后转变成氨基酸，容易被身体吸收。所以现在许多氨基酸都做成氨基酸盐类服用，如L-亮氨酸甲酯盐酸盐及L-亮氨酸乙酯盐酸盐等国内都有厂家生产。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-亮氨酸制做成L-亮氨酸硝酸盐，将更容易转化成L-亮氨酸，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-亮氨酸硝酸盐产品的厂家。
发明内容
本发明为解决L-亮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-亮氨酸硝酸盐的制备方法。
本发明采取的技术方案是：①室温下将L-亮氨酸加入纯水中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1；L-亮氨酸与纯化水的重量比为1∶2，反应温度为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-亮氨酸硝酸盐成品，固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-亮氨酸加入步骤①产生的母液中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-亮氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度为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-亮氨酸硝酸盐成品，分离后的液体为母液继续反复循环使用。
所述的L-亮氨酸硝酸盐的制备方法：①常温下将L-亮氨酸加入纯化水中，搅拌均匀后加入硝酸；L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-亮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-亮氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-亮氨酸加入步骤①产生的母液中，搅拌均匀，加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-亮氨酸与母液的重量比为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-亮氨酸硝酸盐成品，分离后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-亮氨酸和硝酸在常压下反应，反应条件温和。本发明采用原材料是食品级的L-亮氨酸和化学试剂级的硝酸，所以生产出来的产品质量好，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。提高了生产效率。本发明利用首次生产时产生的母液循环使用，提高了产品的收率，达到98％以上，降低了成本。本发明的制备方法工艺合理、简单，能够工业化大生产。
具体实施方式
本发明为了保证L-亮氨酸硝酸盐的质量采用了高品质的食品级的L-亮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-亮氨酸硝酸盐产品质量好，不用重结晶纯度就达到99％以上。
本发明的反应需加入一定量的水，水为去离子的纯化水。以保证产品的质量。L-亮氨酸与纯化水的重量比为1∶2。
本发明中L-亮氨酸与硝酸的摩尔比应该为1∶1，但为了使L-亮氨酸反应完全，硝酸用量应比L-亮氨酸略大些。范围在1～1.1摩尔之间。本发明采用的硝酸浓度为65～68％，为了保证与1摩尔L-亮氨酸的比在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-亮氨酸与硝酸的反应是放热反应，所以开始反应时温度是常温，不加温。同时要控制硝酸加入到L-亮氨酸中的速度，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-亮氨酸会受到破坏，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-亮氨酸硝酸盐呈酸性，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为2，因为生产时硝酸的摩尔比略大于L-亮氨酸，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-亮氨酸硝酸盐固体析出方法没有限制，凡是适合1-亮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-亮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-亮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℃，产品易结块。超过85℃，L-亮氨酸硝酸盐会分解，质量受到影响。本发明采用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-亮氨酸硝酸盐，因此母液可以继续循环使用。当首次使用纯化水生产时收率只有50～60％左右，但以后利用母液产生时收率可达到近100％。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
室温下装有向100千克纯水的容器中加入50千克的L-亮氨酸，搅拌均匀，边搅拌边加入68％的硝酸36千克，加入完毕后加温至60℃±2℃。溶液逐渐澄清，反应结束前测pH，用硝酸调节溶液pH为2。溶液完全澄清后降温至20℃析出结晶，采用离心机将L-亮氨酸硝酸盐结晶与母液分离，结晶物甩干，用结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后于80℃干燥即得L-亮氨酸硝酸盐成品。母液继续循环使用。
实施例2
常温下向实施例1产生的约200千克母液中加入100千克L-亮氨酸搅拌均匀，边搅拌边滴加72千克68％的硝酸，加入完毕加温至55℃±2℃，溶液逐渐澄清，反应结束前测pH，用硝酸调节溶液pH为2。溶液完全澄清后降温至15℃±2℃析出结晶，用离心机将L-亮氨酸硝酸盐结晶与母液分离，结晶物甩干，用结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后80℃干燥即得L-亮氨酸硝酸盐成品。母液继续反复循环使用。
实施例3
常温下向实施例2产生的约200千克母液中加入100千克L-亮氨酸搅拌均匀，边搅拌边滴加68％的硝酸72千克，控制硝酸加入速度，使溶液温度逐渐达到50℃，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。溶液完全澄清后降温至10℃±2℃析出结晶，用离心机将L-亮氨酸硝酸盐结晶与母液分离，结晶物甩干，用结晶物重量10～20％的无水乙醇冲洗结晶物，甩干后80℃干燥即得L-亮氨酸硝酸盐成品。母液继续反复循环使用。
Claims (2)
1.一种L-亮氨酸硝酸盐的制备方法，其特征在于：①常温下将L-亮氨酸加入纯水中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1；L-亮氨酸与纯化水的重量比为1∶2，反应温度为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-亮氨酸硝酸盐成品，固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-亮氨酸加入步骤①产生的母液中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1～1.1，L-亮氨酸与母液的重量比为1∶2；反应温度为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-亮氨酸硝酸盐成品，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-亮氨酸硝酸盐的制备方法，其特征在于：①常温下将L-亮氨酸加入纯化水中，搅拌均匀后加入硝酸；L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-亮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1～2；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-亮氨酸硝酸盐成品；固液分离后的液体为母液继续循环使用；②常温下将L-亮氨酸加入母液中，搅拌均匀后加入硝酸，L-亮氨酸与硝酸的摩尔比为1∶1，L-亮氨酸与母液的重量比为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-亮氨酸硝酸盐成品，分离后的液体为母液继续反复循环使用。
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