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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