CN1082044C - 化学合成l-天门冬酰胺的改进工艺 - Google Patents
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Abstract
一种化学合成L-天门冬酰胺的改进工艺,用L-天门冬氨酸为原料,同甲醇酯化时以磷酰氯为催化剂,中间体L-天门冬氨酸-β-甲酯氨解时以三乙胺为催化剂。本发明可在一只反应器中完成两步化学反应以及中和、蒸馏、浓缩、结晶等大部分单元过程,而且不用其他有机溶剂,所以本工艺简单,流程短,操作方便,设备少,投资省。优选的催化剂效率高,反应周期短,收率高,为天冬素实现国产化提供一条切实可行的工艺路线。
Description
本发明涉及精细化工的生产工艺,确切地说是一种化学合成L一天门冬酰胺的改进工艺。
L一天门冬酰胺
,又名天冬素)是构成蛋白质的成分之一。最早人们利用它作为生化试剂和微生物培养基。近年来其医疗保健等多种用途被人们所认识,例如作为氨基酸输液(20多种氨基酸)的一个组分、食品添加剂等,需求量不断增加,仅日本年产30吨。国内外文献报导的工业化生产均是化学合成法,如US3979449和《氨基酸杂志》2,4-5,1984公开的都是以L一天门冬氨酸(
)同甲醇用盐酸或干燥的HCl气体作为催化剂酯化生成中间体L一天门冬氨酸-β-甲酯盐酸盐(
),该中间体在大量的有机溶剂加乙醚等条件下沉淀析出,分离出该中间体后再氨解得到天冬素。上述工艺中间体需分离,有机溶剂需回收,工序增多,设备投资大,生产成本高。
本发明的目的旨在简化这一工艺,使之更有利于工业化。
本发明通过反应催化剂的变化而使工艺简化的。详述如下:
1、酯化反应:
将原料L一天门冬氨酸和甲醇(过量,过量的部分要回收,所以过量多少不限)投入反应瓶中,预冷至5~10℃,然后在搅拌下缓缓滴加催化剂磷酰氯(POCI3),在20~50℃条件下反应两小时,接着用浓氨水中和反应液的pH,当pH≥2.8时,即可防止二甲酯的生成。反应结束后蒸出过量的甲醇。中间体L一天门冬氨酸-β-甲酯留在酯化液中,不要分离,直接进行下一步氨解反应。L一天门冬氨酸∶磷酰氨=1∶1-3(摩尔比)。在磷酰氯的催化作用下,酯化转化率为(80~86%)。文献公开的转化率为75~80%。
2、氨解反应:将上述蒸出过量甲醇后的酯化液冷却至10℃左右,加入浓氨水,然后缓缓加入催化剂三乙胺。加完后密闭,静置2~8小时,氨解反应结束。氨及三乙胺的用量亦以原料L一天门冬氨酸用摩尔比计,L一天门冬氨酸∶氨=1∶1~50,L一天门冬氨酸∶三乙胺=1∶0.15~0.25。在三乙胺的催化作用下,氨解转化率为70~76%,文献公开的转化率为65~70%,而且反应时间长,需40小时。
3、结晶分离、纯化:
将上述氨解反应结束后的反应液真空浓缩,脱去过量的氨和水,冷却后用盐酸调pH至5.4(天冬素的等电点),天冬素便结晶析出,离心分离得到粗品天冬素。鉴于天冬素主要用于医疗和食品,所以必须纯化。粗品用去离子水重结晶得到纯品天冬素水合物。以原料L-天门冬氨酸计,天冬素的总收率为(50~60%),而文献公开的总收率只有40~45%。
本发明两步化学反应以及蒸馏、中和、浓缩、结晶等大部分单元过程可在一只反应器(最多两只)中完成,而且反应中除原料外只加入催化剂,不加其他有机溶剂,所以本工艺比文献公开的工艺大为简化,流程短,过程简单,操作方便,设备少,投资省。优选的催化剂效率高,使反应周期短,原料利用率高。本工艺对天冬素在我国实现工业化有现实意义。
实施例:
1、将200ml甲醇置于带搅拌的500ml或1000ml三口烧瓶中,搅拌下投入50g(0.35mol)L一天门冬氨酸,冰水浴冷却至5℃时缓缓投入100g(0.70mol)磷酰氯,加完后升温,50℃条件下恒温两小时,酯化反应结束。搅拌下投入28%的浓氨水,中和至pH至3°。然后真空蒸馏出过量的甲醇。冷却酯化液,并用冰水浴继续冷却至10℃左右,加入28%的浓氨水250ml,搅拌下加入三乙胺8ml(0.075mol),密闭,室温下静置2小时,氨解反应结束。接着真空浓缩,脱去氨和水,冷却至室温,用盐酸调pH至5.4,天冬素结晶析出,离心分离收集粗品天冬素。将粗品于55~80℃的去离子水中,用盐酸调pH至5.4,天冬素重结晶析出,抽滤收集纯品,用去离子水洗得涤,再干燥,得纯品天冬素水合物26.5g(0.177mol,收率50.6%),熔点234℃。
2、操作同实施例1
(1)酯化:50g原料,200ml甲醇,100g磷酰氯,8℃时加入,40℃恒温2小时,浓氨水中和至pH4.8,
(2)氨解:300ml浓氨水,8ml三乙胺,密闭、静置8小时,得纯品天冬素水合物28.2g(0.188mol,收率53.7%)
3、操作同实施例1
(1)酯化:50g原料,250ml甲醇,50g磷酰氯,10℃时加入,30℃恒温2小时,浓氨水中和至pH至6,
(2)氨解:350ml浓氨水,6ml三乙胺,密闭、静置6小时,得纯品天冬素水合物27g。
4、操作同实施例1
(1)酯化:50g原料,250ml甲醇,150g磷酰氯,5℃时加入,20℃恒温2小时,浓氨水中和至pH5.8,
(2)氨解:300ml浓氨水,8ml三乙胺,密闭、静置8小时,得纯品天冬素水合物28g。
Claims (1)
1、一种化学合成L一天门冬酰胺的改进工艺,用L一天门冬氨酸为原料,由酯化、中和、蒸馏、氨解、浓缩、结晶分离各单元过程构成,其特征在于:
(1)、酯化反应:于5~10℃条件下加入催化剂磷酰氯,20~50℃条件下反应两小时,浓氨水中和pH≥2.8,催化剂用量为原料∶磷酰氯=1∶1~3;
(2)、氨解反应:加催化剂三乙胺室温下密闭静置2~8小时,催化剂用量为原料∶三乙胺=1∶0.15~0.25。
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- 1995-10-31 CN CN95112751A patent/CN1082044C/zh not_active Expired - Fee Related
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