CN104119261B - 一种l-焦谷氨酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L‑焦谷氨酸的制备方法，包括以下步骤：1、熔融，以L‑谷氨酸为原料，在170℃‑180℃，0.45MP‑0.55MP熔融；2、冷却，待熔融液降温后，放出熔融液至冷却槽中，至完全结成块状体；3、脱色，将冷却好的块状体投入母液中，升温至70℃‑75℃，再投入活性炭进行脱色；4、过滤，通过板框过滤，保留滤液析晶；5、滤液冷却，析出结晶体；6、分离，将析晶后的固液混合体投入离心分离机，分离得到L‑焦谷氨酸成品。由于采用了本发明的技术方案，降低了反应的温度，减少了DL‑焦谷氨酸及其他杂质的生成；提高生产效率；减少生产工序，进而降低成本；产品质量与收率明显提高，可以大规模生产。

Description

一种L-焦谷氨酸的制备方法
技术领域
本发明涉及生物制药领域，具体涉及一种L-焦谷氨酸的制备方法。
背景技术
L-焦谷氨酸是一种氨基酸，在自然界中，只有在天麻里面少量存在，但其用途十分广泛，主要用于化妆品、保健品、医药中间体等领域，所以L-焦谷氨酸的制备方法便显得至关重要。
市场上的焦谷氨酸的合成主要以谷氨酸为原料经脱水制得。专利号为ZL200810046505.6公开了一种“焦谷氨酸醇及其中间体的化学合成方法”，该技术方案中公开了谷氨酸制备焦谷氨酸的过程，包括将谷氨酸加入反应罐中，加热油浴至220-290℃，在130-160℃保温条件下搅拌脱水，放入冷水中冷却，过滤，再加水饱和，再冷却结晶，最后滤出晶体，并洗涤得焦谷氨酸的成品；但该技术方案中存在以下缺点：容易引入其他杂质不易清除，融化油温过高，反应温度过高，导致大量的消旋DL-焦谷氨酸的产生，产品收率偏低。公开号为CN102558015A的专利公开了“一种L-焦谷氨酸的制备方法”，该技术方案以麸酸(谷氨酸)为原料、经过高温熔融除杂、最后浓缩结晶制备L-焦谷氨酸，但存在以下缺点：浓缩析晶过程需要减压和加去离子水、还需要除杂，操作步骤复杂且产生大量杂质、产品转化率不高。
发明内容
为克服上述技术缺陷，本发明提供了一种操作简单、周期短、收率高的L-焦谷氨酸的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种L-焦谷氨酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔融，以L-谷氨酸为原料，在170℃-180℃，0.45MP-0.55MP熔融，熔融时间为5h-6h；
(2)冷却，待熔融液降温至153℃-155℃，放出熔融液至冷却槽中，冷却时间为1h-1.5h，至完全结成块状体；
(3)脱色，将冷却好的块状体按照0.28kg/L-0.3kg/L的比例投入母液中；升温至70℃-75℃，再按照0.001kg/L-0.0025kg/L的比例将活性炭投入母液中；
(4)过滤，待母液中的熔融液冷却后的块状固体完全融化后，通过板框过滤，保留滤液；
(5)析晶，滤液冷却，析出结晶体，结晶时间为40min-50min；
(6)分离，将析晶后的固液混合体投入离心分离机，分离后得到L-焦谷氨酸成品。
进一步的，步骤(2)中的熔融液在冷却槽中的厚度为3cm-5cm。
进一步的，步骤(3)中的母液为冷却结块的块状体和纯净水按照质量比1:1的比例配制而成。
原理说明：
本发明通过对L-谷氨酸原料制备L-焦谷氨酸的反应机理进行研究。L-焦谷氨酸，学名为L-2-吡咯烷酮-5-羧酸，结构式中含有一个手性碳原子，故具有旋光性，它极易溶于水、乙醇、丙酮等，在25℃的水中溶解度即可达到40克以上。
L-谷氨酸分子内脱水生成L-焦谷氨酸，其具体的反应原理通过以下反应结构式来进一步说明：
由于采用上述技术方案，本发明可以达到以下有益效果：L-焦谷氨酸的反应时的温度降低，压力增加，极大的减少了DL-焦谷氨酸及其他杂质的生成；同时采用冷却槽来冷却熔融液，可以缩短冷却时间，提高生产效率；除脱色以外，没有其他除杂步骤，减少生产工序，进而降低了成本；产品质量与收率明显提高，可以大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的描述，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
将250kgL-谷氨酸投入300L的带有搅拌器的电加热油浴高压反应釜中，控制温度为170℃，压力为0.45MP，点动搅拌至融化完全后完全开启搅拌，熔融时间为5h；待温度降到153℃后，放出230kg熔融液到冷却槽中，熔融液的在冷却槽的厚度为3cm，冷却1h后，结成块状体；再将230kg冷却后凝固的块状体投入装有820L母液的1000L脱色釜中，其中母液为熔融液冷却后结块的块状体和纯净水按照质量比1:1配制而成，然后升温至70℃，加入1kg活性炭进行脱色；待块状体完全融化后，板框过滤，保留滤液；滤液进入结晶釜，40min后离心分离得到L-焦谷氨酸成品200kg，收率为80％。
经检测分析后，生产的L-焦谷氨酸的纯度为99.3％，旋光度为-11.43。
实施例2
将250kg L-谷氨酸投入300L带有搅拌器的电加热油浴高压反应釜中，控制温度为180℃、压力为0.55MP,点动搅拌至融化完全后完全开启搅拌，熔融时间为5.5h,待温度降到155℃后，放出235kg熔融液到冷却槽中，熔融液的在冷却槽的厚度为4cm，冷却1.5h后，结成块状体；再将235kg冷却后凝固的块状体投入装有840L母液的1000L脱色釜中，其中母液为熔融液冷却后结块的块状体和纯净水按照质量比1:1配制而成，然后升温至70℃，加入2kg活性炭进行脱色；待块状体完全融化后，板框过滤，保留滤液；滤液进入结晶釜，50min后离心分离得到L-焦谷氨酸成品198kg，收率为79％。
经检测分析后，生产的L-焦谷氨酸的纯度为99.2％，旋光度为-11.1。
实施例3
将250kg L-谷氨酸投入300L带有搅拌器的电加热油浴高压反应釜中，控制温度为175℃、压力为0.50MP,点动搅拌至融化完全后完全开启搅拌，熔融时间为5h,待温度降到154℃后，放出240kg熔融液到冷却槽中，熔融液的在冷却槽的厚度为4cm，冷却1.5h后，结成块状体；再将冷却后240kg凝固的块状体投入装有860L母液的1000L脱色釜中，其中母液为熔融液冷却后结块的块状体和纯净水按照质量比1:1配制而成，然后升温至70℃，加入1.5kg活性炭进行脱色；待块状体完全融化后，板框过滤，保留滤液；滤液进入结晶釜，45分钟后离心分离得到L-焦谷氨酸成品210kg，收率为84％。
经检测分析后，生产的L-焦谷氨酸的纯度为99.7％，旋光度为-11.50。
实验例
为证明本发明的有益效果，以本发明的技术方案作为实验对象来实施实验例1-6，改变其中涉及的具体参数，其他步骤依然按照本发明的技术方案实施。具体参数如表一所示。
表一
对照组
以现有技术中制备L-焦谷氨酸的方法为本实验例的对照组，具体参数如表二所示，其他步骤同实验例1-6。
表二
检测分析上述实验例1-6的DL-焦谷氨酸生成量(百分比)，L-焦谷氨酸收率，L-焦谷氨酸纯度以及旋光度如表三所示：
表三
检测分析上述对照组1-6的DL-焦谷氨酸生成量(百分比)，L-焦谷氨酸收率(百分比)，L-焦谷氨酸纯度(百分比)以及旋光度如表四所示。
表四
通过实验组和对照组中的DL-焦谷氨酸生成量(百分比)，L-焦谷氨酸收率，L-焦谷氨酸纯度以及旋光度的检测结果对比分析，可知采用本发明的技术方案可以有效提高L-焦谷氨酸的产品质量与收率，同时可以有效减少DL-焦谷氨酸等杂质的生成。

Claims (2)

1.一种L-焦谷氨酸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)熔融，以L-谷氨酸为原料，在170℃-180℃，0.45MP-0.55MP熔融，熔融时间为5h-6h；
(2)冷却，待熔融液降温至153℃-155℃，放出熔融液至冷却槽中，冷却时间为1h-1.5h，至完全结成块状体；
(3)脱色，将冷却好的块状体按照0.28kg/L-0.3kg/L的比例投入母液中；升温至70℃-75℃，再按照0.001kg/L-0.0025kg/L的比例将活性炭投入母液中；所述母液为冷却结块的块状体和纯净水按照质量比1∶1的比例配制而成；
(4)过滤，待母液中的熔融液冷却后的块状固体完全融化后，通过板框过滤，保留滤液；
(5)析晶，滤液冷却，析出结晶体，结晶时间为40min-50min；
(6)分离，将析晶后的固液混合体投入离心分离机，分离后得到L-焦谷氨酸成品。
2.根据权利要求1所述的L-焦谷氨酸的制备方法，其特征在于：熔融液在冷却槽的厚度为3cm-5cm。
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