CN111836800A - 一种dl-脯氨酸的制备方法 - Google Patents

一种dl-脯氨酸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种DL‑脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：将L‑脯氨酸和冰醋酸混合并搅拌升温至60～75℃，继续保温搅拌2～6h后蒸馏，其中，所述蒸馏的方法为：先蒸馏至无液体流出，再继续蒸馏20～40min。将蒸馏后的剩余物浓缩得到浓缩液A。将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗得到粗品。将粗品、活性炭和水混合并搅拌至粗品完全溶解，过滤去除活性炭，将过滤后的剩余物浓缩得到浓缩液B。将浓缩液B与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体干燥得DL‑脯氨酸。本发明DL‑脯氨酸的制备方法，其工艺简单，便于工业化操作，且提高了产品的收率和质量。

Description

一种DL-脯氨酸的制备方法
技术领域
本发明涉及了生物技术领域，具体的是一种DL-脯氨酸的制备方法。
背景技术
DL-脯氨酸在食品和医药领域都有广泛的应用，可作为营养添加剂和医药原料。
现有技术中DL-脯氨酸的制备，工艺步骤繁多，溶于造成更多不可控因素，进而容易影响产品的品质，降低其市场竞争力。并且现有技术中DL-脯氨酸的制备方法生产周期较长，投入的成本较高，不便于工业化操作。
因此，有必要提出一种新的DL-脯氨酸的制备方法，以简化其加工步骤，提高加工效率和产品质量，降低加工成本。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种DL-脯氨酸的制备方法，其工艺简单，便于工业化操作，且提高了产品的收率和质量。
本发明公开了一种DL-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
将L-脯氨酸和冰醋酸混合并搅拌升温至60～75℃，继续保温搅拌2～6h后蒸馏，其中，所述蒸馏的方法为：先蒸馏至无液体流出，再继续蒸馏20～40min；
将蒸馏后的剩余物浓缩得到浓缩液A；
将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗得到粗品；
将粗品、活性炭和水混合并搅拌至粗品完全溶解，过滤去除活性炭，将过滤后的剩余物浓缩得到浓缩液B；
将浓缩液B与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体干燥得DL-脯氨酸。
作为优选，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸搅拌升温至70～75℃”中，所述L-脯氨酸和冰醋酸的重量比为1:(0.8～2)。
作为优选，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸搅拌升温至70～75℃”中，所述L-脯氨酸和冰醋酸的重量比为1:1。
作为优选，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸混合并搅拌升温至60～75℃，继续保温搅拌2～6h后蒸馏”中，所述蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa。
作为优选，所述步骤“将蒸馏后的剩余物浓缩得到浓缩液A”中，将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10～20％。
作为优选，所述步骤“将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗得到粗品”中，搅拌至晶体析出完全后，降温至10～20℃，再收集晶体。
作为优选，所述步骤“将粗品、活性炭、水搅拌至粗品完全溶解”中，粗品、活性炭、水的重量比为(16～20):1:(35～40)。
作为优选，所述步骤“将过滤后的剩余物浓缩得到浓缩液B”中，将过滤后的剩余物浓缩至原体积的15～25％。
作为优选，所述步骤“漂洗后将晶体干燥得DL-脯氨酸”中，干燥温度为70～80℃，干燥时间为10～14h。
本发明的有益效果如下：
本发明通过将L-脯氨酸和冰醋酸在60～75℃反应2～6h，能够使L-脯氨酸充分消旋，并且避免较多衍生物的产生，保证了产品的质量。
本发明在L-脯氨酸和冰醋酸混合并消旋反应后，通过将其减压蒸馏至无液体流出后，再继续蒸馏20～40min，可以使反应液中的冰醋酸被充分去除，从而使得蒸馏后的剩余物能够在异丙醇的作用下析出晶体，如果剩余物中存在大量冰醋酸则难以析出晶体。
本发明将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，降温至10～20℃后再收集晶体，通过降温使得晶体进一步析出，从而使得晶体析出更充分，提高收率。
本发明通过将粗品、活性炭和水混合并搅拌至粗品完全溶解，此过程活性炭能够充分吸附粗品中的杂质并对粗品去色，提高产品的质量。
本发明DL-脯氨酸的制备方法，其工艺简单，便于工业化操作，且提高了产品的收率和质量。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1-4和对比例1中所用原辅材料的质量指标如下表1：
表1
Figure BDA0002550017260000031
实施例1
在反应釜中投入冰醋酸100g，搅拌下再投入L-脯氨酸100g得到反应液。将反应液搅拌升温至70～75℃后，持续保温搅拌3h使得L-脯氨酸充分发生消旋反应，进而使得反应液的旋光为0，此时反应液呈红褐色。
将旋光为0的反应液冷却至30℃后，移至蒸馏釜中减压蒸馏，蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa，蒸馏至无液体流出后再继续蒸馏30min，然后将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10％得到呈粘稠状的浓缩液A。
将浓缩液A与120g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再降温至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗得到粗品。
将粗品90g、活性炭5g、水185g混合后搅拌升温至70℃，保温搅拌30min使粗品完全溶解，再过滤去除活性炭。将过滤后不含活性炭的剩余物浓缩至原体积的20％得到呈粘稠状的浓缩液B。
将浓缩液B与285g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再冷却至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体在80℃干燥12h后得到DL-脯氨酸样品1。
实施例2
在反应釜中投入冰醋酸200g，搅拌下再投入L-脯氨酸100g得到反应液。将反应液搅拌升温至70～75℃后，持续保温搅拌3h，使得反应液的旋光为0，此时反应液呈红褐色。
将旋光为0的反应液冷却至30℃后，移至蒸馏釜中减压蒸馏，蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa，蒸馏至无液体流出后再继续蒸馏30min，然后将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10％得到呈粘稠状的浓缩液A。
将浓缩液A与120g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再降温至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗得到粗品。
将粗品90g、活性炭5g、水185g混合后搅拌升温至70℃，保温搅拌30min使粗品完全溶解，再过滤去除活性炭。将过滤后不含活性炭的剩余物浓缩至原体积的20％得到呈粘稠状的浓缩液B。
将浓缩液B与285g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再冷却至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体在80℃干燥12h后得到DL-脯氨酸样品2。
实施例3
在反应釜中投入冰醋酸80g，搅拌下再投入L-脯氨酸100g得到反应液。将反应液搅拌升温至70～75℃后，持续保温搅拌6h，再冷却至30℃。
将冷却至30℃的反应液移至蒸馏釜中减压蒸馏，蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa，蒸馏至无液体流出后再继续蒸馏30min，然后将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10％得到呈粘稠状的浓缩液A。
将浓缩液A与120g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再降温至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗得到粗品。
将粗品90g、活性炭5g、水185g混合后搅拌升温至70℃，保温搅拌30min使粗品完全溶解，再过滤去除活性炭。将过滤后不含活性炭的剩余物浓缩至原体积的20％得到呈粘稠状的浓缩液B。
将浓缩液B与285g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再冷却至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体在80℃干燥12h后得到DL-脯氨酸样品3。
实施例4
在反应釜中投入冰醋酸100g，搅拌下再投入L-脯氨酸100g得到反应液。将反应液搅拌升温至60～65℃后，持续保温搅拌6h，使得反应液的旋光为0，此时反应液呈红褐色。
将旋光为0的反应液冷却至30℃后，移至蒸馏釜中减压蒸馏，蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa，蒸馏至无液体流出后再继续蒸馏30min，然后将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10％得到呈粘稠状的浓缩液A。
将浓缩液A与120g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再降温至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗得到粗品。
将粗品90g、活性炭5g、水185g混合后搅拌升温至70℃，保温搅拌30min使粗品完全溶解，再过滤去除活性炭。将过滤后不含活性炭的剩余物浓缩至原体积的20％得到呈粘稠状的浓缩液B。
将浓缩液B与285g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再冷却至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体在80℃干燥12h后得到DL-脯氨酸样品4。
对比例1
在反应釜中投入冰醋酸100g，搅拌下再投入L-脯氨酸100g得到反应液。将反应液搅拌升温至90～95℃后，持续保温搅拌1.5h，使得反应液的旋光为0，此时反应液呈红褐色。
将旋光为0的反应液冷却至30℃后，移至蒸馏釜中减压蒸馏，蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa，蒸馏至无液体流出后再继续蒸馏30min，然后将蒸馏后不含活性炭的剩余物浓缩至原体积的10％得到呈粘稠状的浓缩液A。
将浓缩液A与120g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再降温至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗得到粗品。
将粗品90g、活性炭5g、水185g混合后搅拌升温至70℃，保温搅拌30min使粗品完全溶解，再过滤去除活性炭。将过滤后的剩余物浓缩至原体积的20％得到呈粘稠状的浓缩液B。
将浓缩液B与285g异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，再冷却至15℃，离心去除多余液体，将晶体用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体在80℃干燥12h后得到DL-脯氨酸样品5。
对实施例1～4和对比例1中制备得到的各DL-脯氨酸样品进行了质量指标测试，结果表明实施例1～4中样品的质量指标相同。实施例1～4中DL-脯氨酸样品的质量指标如下表2：
表2
项目 指标
外观 白色结晶性粉末
比旋度 -0.5---+0.5°
透光率 ≥95.0％
氯化物 ≤200ppm
硫酸盐 ≤200ppm
铁盐 ≤10ppm
重金属 ≤10ppm
水分 ≤0.5％
炽灼残渣 ≤0.1％
含量 ≥98.5％
对比例1中DL-脯氨酸样品的质量指标如下表3：
项目 指标
外观 白色结晶性粉末
比旋度 -0.5---+0.5°
透光率 90.2％
氯化物 ≤200ppm
硫酸盐 ≤200ppm
铁盐 ≤10ppm
重金属 ≤10ppm
水分 ≤0.5％
炽灼残渣 7.1％
含量 91.5％
实施例1-4以及对比例1中样品的收率见下表4：
表4
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
收率 70.5％ 68.7％ 42.1％ 67.6％ 45.6％
本发明实施例1～4中所制备的DL-脯氨酸具有较好的品质。其中，实施例1中的制备方法为最优方法，由实施例1中制备方法制备得到的DL-脯氨酸具有较好的品质，并且具有较高的收率。
实施例2与实施例1相比，在制备的粗品过程中，增加了冰醋酸的添加量。实施例2中的反应时间、产品的质量均与实施例1无明显差别，但实施例2中产品的收率比实施例1中略低，可见，冰醋酸的投量过多并不能得到更好的效果。
实施例3与实施例1相比，在制备粗品的过程中，减少了冰醋酸的添加量。跟踪反应发现，在消旋反应6h后，反应液依然有旋光，即L-脯氨酸的消旋反应不完全。冰醋酸添加量太少会导致消旋反应不完全，使得产品的收率降低，但对产品的质量无影响。
实施例4与实施例1相比，在制备粗品的过程中，降低了消旋反应的温度。反应跟踪发现，反应时间在6h后，反应液旋光才为0，即反应才完全。实施例4中制备方法的生产效率不及实施例1中制备方法的生产效率。但实施例4中产品的质量与实施例1无明显差别，实施例4中产品的收率比实施例1中略低，可见，适宜的温度能够提高生产效率和产品收率。
对比例1与实施例1相比，在制备粗品的过程中，提高了消旋反应温度。反应跟踪发现，消旋反应1.5h后，旋光即为0，即反应完全。通过提高消旋反应的温度，虽然缩短了消旋反应的时间，但增加了副反应，导致对比例1中制备的产品的质量不合格，对比例1中制备的产品，其含量为91.5％，透光率为90.2％，并且收率较低。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将L-脯氨酸和冰醋酸混合并搅拌升温至60～75℃，继续保温搅拌2～6h后蒸馏，其中，所述蒸馏的方法为：先蒸馏至无液体流出，再继续蒸馏20～40min；
将蒸馏后的剩余物浓缩得到浓缩液A；
将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗得到粗品；
将粗品、活性炭和水混合并搅拌至粗品完全溶解，过滤去除活性炭，将过滤后的剩余物浓缩得到浓缩液B；
将浓缩液B与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗，漂洗后将晶体干燥得DL-脯氨酸。
2.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸搅拌升温至70～75℃”中，所述L-脯氨酸和冰醋酸的重量比为1:(0.8～2)。
3.根据权利要求1或2所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸搅拌升温至70～75℃”中，所述L-脯氨酸和冰醋酸的重量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将L-脯氨酸和冰醋酸混合并搅拌升温至60～75℃，继续保温搅拌2～6h后蒸馏”中，所述蒸馏的温度在55～60℃，蒸汽压力为0.1MPa。
5.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将蒸馏后的剩余物浓缩得到浓缩液A”中，将蒸馏后的剩余物浓缩至原体积的10～20％。
6.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将浓缩液A与异丙醇混合，搅拌至晶体析出完全，收集晶体并用异丙醇漂洗得到粗品”中，搅拌至晶体析出完全后，降温至10～20℃，再收集晶体。
7.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将粗品、活性炭、水搅拌至粗品完全溶解”中，粗品、活性炭、水的重量比为(16～20):1:(35～40)。
8.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“将过滤后的剩余物浓缩得到浓缩液B”中，将过滤后的剩余物浓缩至原体积的15～25％。
9.根据权利要求1所述的DL-脯氨酸的制备方法，其特征在于，所述步骤“漂洗后将晶体干燥得DL-脯氨酸”中，干燥温度为70～80℃，干燥时间为10～14h。
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