CN1197060A - 纯化支链氨基酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供通过使用便宜的沉淀剂,以高产量和高纯度容易地纯化选自由缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸组成的组的氨基酸的方法。本发明的方法包括允许p-乙苯磺酸或其水溶性的盐对含有选自由缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸组成的组的氨基酸的水溶液起作用,以形成氨基酸p-乙苯磺酸盐的晶体,然后分离和分解所述盐以得到所述氨基酸。p-乙苯磺酸可以是游离的酸或碱金属盐,铵盐等。

Description

纯化支链氨基酸的方法
本发明涉及适于纯化缬氨酸的新的缬氨酸乙苯磺酸盐晶体和利用所述盐纯化缬氨酸的方法,适于纯化亮氨酸的新的亮氨酸乙苯磺酸盐晶体和利用所述盐纯化亮氨酸的方法,适于纯化异亮氨酸的新的异亮氨酸乙苯磺酸盐晶体和利用所述盐纯化异亮氨酸的方法。
缬氨酸作为药物氨基酸制品的起始物质,多种药物制品的合成中间体和如农业化合物的化合物的中间体是有用的。
亮氨酸作为药物氨基酸制品、营养物等的起始物质,多种药物制品的合成中间体非常有用。
异亮氨酸作为药物氨基酸制品、营养物等的起始物质,多种药物制品的合成中间体非常有用。
一般将缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸统称为支链氨基酸。
通过水解如大豆蛋白等的蛋白质的方法,或通过培养具有产生缬氨酸的能力的微生物的方法可以生产缬氨酸。从在这些方法中得到的如蛋白质水解物、发酵液等的含缬氨酸水溶液中分离和纯化缬氨酸的常规方法包括例如:(1)通过重复地再结晶中性氨基酸级分以除去中性氨基酸而不是缬氨酸的方法,所述中性级分是通过用离子交换树脂处理从酸性和碱性氨基酸中分离和除去而搜集到的(Biochem.J.,48,313(1951));和(2)在含有缬氨酸的水溶液中加入盐酸,然后重复地形成和沉淀缬氨酸盐酸盐的晶体的方法(日本专利公开特许No.16450/81)。然而,问题是前者的操作非常麻烦,而且难以从亮氨酸和异亮氨酸中分离缬氨酸,而后者由于缬氨酸盐酸盐晶体在水中的高溶解性而导致了较低的产量。
其他纯化方法包括沉淀剂选择性地与缬氨酸形成加合物(微溶盐)的纯化缬氨酸的方法,例如四氯邻苯二甲酸、磺基间苯二甲酸、黄萘(语音)酸(日本专利特许No.25059/67)、或p-异丙基苯磺酸(日本专利公开特许No.333,312/96)可以对缬氨酸起作用以与缬氨酸形成加合物从而纯化缬氨酸。然而问题在于缬氨酸四氟邻苯二甲酸盐、磺基间苯二甲酸盐、和黄萘酸盐所用的沉淀剂既昂贵又难以在工业上获得,所得加合物的溶解性很高以致于难以高产量地回收缬氨酸,从加合物中分离缬氨酸的方法也很麻烦。另一方面,p-异丙基苯磺酸作为缬氨酸的沉淀剂非常有效,但问题是p-异丙基苯磺酸本身不能被活性污泥分解,因此难以处理其废液,而且由于它难以与异亮氨酸形成少量溶解的盐,故不能将它用于其他的支链氨基酸,它的用途受到限制。
通过水解如大豆蛋白等的蛋白质的方法,或通过培养具有产生亮氨酸的能力的微生物的方法可以生产亮氨酸。从在这些方法中得到的如蛋白质水解物、发酵液等的含亮氨酸水溶液中分离和纯化亮氨酸的常规方法包括例如:(1)通过重复地再结晶中性氨基酸级分以除去中性氨基酸而不是亮氨酸的方法,所述中性级分是通过用离子交换树脂处理从酸性和碱性氨基酸中分离和除去而搜集到的(Biochem.J.,48,313(1951));和(2)在含有亮氨酸的水溶液中加入盐酸,然后重复地形成和沉淀亮氨酸盐酸盐的晶体的方法(Experimental Chemistry Lecture,Vol.23,BiochemistryI,75,由日本化学会编辑,Maruzen出版(1957))。然而,问题是前者的操作非常麻烦,而且难以从缬氨酸和异亮氨酸中分离亮氨酸,而后者由于亮氨酸盐酸盐晶体在水中的高溶解性而导致了较低的产量。
其他纯化方法包括沉淀剂选择性地与亮氨酸形成加合物(微溶盐)的纯化亮氨酸的方法,例如萘β-磺酸、2-溴甲苯-5-磺酸(ExperimentalChemistry Lecture,Vol.23,Biochemistry I,75,由日本化学会编辑,Maruzen出版(1957))、1、2-二甲苯-4-磺酸(日本专利公开特许No.11373/65)、苯磺酸(日本专利公开特许No.149,222/76)、或p-甲苯磺酸(日本专利公开特许No.3016/77)可以对亮氨酸起作用以与亮氨酸形成加合物从而纯化亮氨酸,然而问题在于亮氨酸萘β-磺酸盐和2-溴甲苯-5-磺酸盐所用的沉淀剂既昂贵又难以在工业上获得,所得加合物的溶解性很高以致于难以高产量地回收亮氨酸,从加合物中分离亮氨酸的方法也很麻烦。另一方面,1、2-二甲苯-4-磺酸、苯磺酸和p-甲苯磺酸作为亮氨酸的沉淀剂非常有效,但是1、2-二甲苯-4-磺酸难以与缬氨酸和异亮氨酸形成少量溶解的盐;苯磺酸难以与异亮氨酸形成少量溶解的盐;p-甲苯磺酸难以与缬氨酸形成少量溶解的盐,因此它们的受限制的用途是不利的。
通过水解如大豆蛋白等的蛋白质的方法,或通过培养具有产生异亮氨酸的能力的微生物的方法可以生产异亮氨酸。从在这些方法中得到的如蛋白质水解物、发酵液等的含异亮氨酸水溶液中分离和纯化异亮氨酸的常规方法包括例如:(1)通过重复地再结晶中性氨基酸级分以除去中性氨基酸而不是异亮氨酸的方法,所述中性级分是通过用离子交换树脂处理从酸性和碱性氨基酸中分离和除去而搜集到的(Biochem.J.,48,313(1951));和(2)在含有异亮氨酸的水溶液中加入盐酸,然后重复地形成和沉淀异亮氨酸盐酸盐的晶体的方法(J.Biologc.Chem.,118,78(1973))。然而,问题是前者的操作非常麻烦,而且难以从缬氨酸和亮氨酸中分离异亮氨酸,而后者由于异亮氨酸盐酸盐晶体在水中的高溶解性而导致了较低的产量。
其他纯化方法包括沉淀剂选择性地与异亮氨酸形成加合物(微溶盐)的纯化异亮氨酸的方法,例如4-硝基-4’-甲基二苯胺-2-磺酸(J.Biologc.Chem.,143,121(1942))、2-萘酚-6-磺酸(日本专利公开特许No.13515/73)、或1、5-萘二磺酸(日本专利公开特许No.109,953/79)可以对异亮氨酸起作用以与异亮氨酸形成加合物从而纯化异亮氨酸。然而问题在于所用的沉淀剂既昂贵又难以在工业上获得,从加合物中分离异亮氨酸的方法也很麻烦,它们难以与异亮氨酸以外的氨基酸形成盐使它们的用途受到限制,沉淀剂自身的毒性也高。
本发明的一个目的是提供使用便宜的沉淀剂以高产量和高纯度简单地纯化缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的方法,本发明的另一个目的是开发一种沉淀剂,该沉淀剂普遍适用于因相似的化学特性而难以互相分离和纯化的缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸中的任一种,该沉淀剂能被活性污泥(active sludge)等同化并易于在工业上使用。
作为在这些现状下积极研究的结果,本发明人已发现通过在含有氨基酸的水溶液中加入p-乙苯磺酸,然后反应和冷却它们可以选择性地沉淀氨基酸p-乙苯磺酸盐的晶体,所述氨基酸选自由缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸组成的组。本发明人从而得到本发明。
即本发明包括:(1)含有1mol缬氨酸和1mol p-乙苯磺酸的新的缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,和(2)纯化缬氨酸的方法,包括在含有缬氨酸的水溶液中加入p-乙苯磺酸或其水溶性的盐以形成缬氨酸p-乙苯磺酸盐的沉淀物晶体,然后分离和分解所述盐以得到缬氨酸。(3)含有1mol亮氨酸和1mol p-乙苯磺酸的新的亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,和(4)纯化亮氨酸的方法,包括在含有亮氨酸的水溶液中加入p-乙苯磺酸或其水溶性的盐以形成亮氨酸p-乙苯磺酸盐的沉淀物晶体,然后分离和分解所述盐以得到亮氨酸。(5)含有1mol异亮氨酸和1mol p-乙苯磺酸的新的异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,和(6)纯化异亮氨酸的方法,包括在含有异亮氨酸的水溶液中加入p-乙苯磺酸或其水溶性的盐以形成异亮氨酸p-乙苯磺酸盐的沉淀物晶体,然后分离和分解所述盐以得到异亮氨酸。
能够使用本发明方法的缬氨酸、亮氨酸或异亮氨酸可以是其光活性的异构体(L或D物体)、消旋物、或其混合物。含有缬氨酸、亮氨酸或异亮氨酸的水溶液包括很多种水溶液,例如通过从如大豆蛋白等的蛋白质已被水解的水解物中分离和除去碱性氨基酸得到的氨基酸混合物,通过培养具有产生和积累缬氨酸、亮氨酸或异亮氨酸的能力的微生物而得到的发酵液,或通过从发酵液中除去微生物而得到的液体,或通过用离子交换树脂或吸附树脂处理而得到的液体,或通过化学合成法,例如经由乙内酰脲衍生物等得到的粗D、L-缬氨酸、D、L-亮氨酸或D、L-异亮氨酸。
通过将乙基苯和1.5mol过量的浓硫酸放进玻璃容器中,并将混合物加热到130℃达1-2小时,即能毫不费力地生产本发明中所用的p-乙苯磺酸,因此在工业上得到它并不需要耗资过多。p-乙苯磺酸可作为游离酸被使用,或以其水溶性盐的形式被使用,所述盐的例子有如钠盐、钾盐等的碱金属盐,如钙盐等的碱土金属盐或铵盐等。所用p-乙苯磺酸或其水溶性盐的量相对于水溶液中所含的缬氨酸、亮氨酸或异亮氨酸的量而言是等摩尔的或更多,优选1.0-1.1倍摩尔过量,不需要以特别大的过量使用。
通过在含有60g/L或更多缬氨酸的水溶液中加入p-乙苯磺酸或其水溶性盐,并将pH调至约1.5,即容易形成和沉淀所需要的化合物缬氨酸p-乙苯磺酸盐。适于形成和沉淀缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体的溶液pH值范围为0.1-2.3,优选为1.0-1.7。用于调节pH值的酸是如盐酸、硫酸等的无机酸。如有必要,可在缬氨酸和p-乙苯磺酸的混合物溶液中加入缬氨酸p-乙苯磺酸盐的晶种以有效沉淀晶体。如果稀释溶液被用作缬氨酸的水溶液,可将它浓缩以沉淀所述盐的晶体,此时,可在浓缩前或后的任何一步加入p-乙苯磺酸。尽管如果缬氨酸的水溶液在中性被浓缩时沉淀出游离缬氨酸的晶体,但缬氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体可以容易地通过加入合适量的p-乙苯磺酸并调节其pH至约1.5而形成。另外,与合适量的p-乙苯磺酸共存的缬氨酸的稀溶液可以在调节其至约pH2之后浓缩而沉淀出缬氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体。
为了分离和获得缬氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体,可以使用用于固-液分离的普通方法,例如,过滤,离心等等。虽然分离的晶体是高纯度的,但它们仍然可以进一步通过常规纯化方法如漂洗重结晶等等纯化。
产生的由1mol缬氨酸和1mol p-乙苯磺酸盐组成的缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体是具有如下物理性质的新物质:白色片状晶体:溶于水和乙醇。在水中的溶解性:14.5 wt%(pH 1.4,5℃)晶体结构:正交系晶体密度:1.31g/cm3元素分析:C,51.6%;H,6.9%;N,4.5%;S,10.5%
(计算值:C,51.5%;H,6.9%;N,4.6%,S,10.6%)
为了从缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体分离游离的缬氨酸,将晶体溶于大量热水中,然后将溶液与弱碱性离子交换树脂(OH型)接触,或将碱如氢氧化钠加入溶液中。如果使用离子交换树脂,p-乙苯磺酸被吸附在其上,作为洗脱溶液给出游离的缬氨酸。将其与常规方法例如通过浓缩结晶给出缬氨酸晶体。吸附在树脂上的沉淀剂(p-乙苯磺酸)通过用碱溶液如氢氧化钠溶液等等再生树脂时作为碱盐被洗脱。
在加入碱的方法中,碱如氢氧化钠等等以其本身或其水溶液被加入缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体的水悬浮液中,然后将pH调节至5至8或其左右,优选为6至7,p-乙苯磺酸以碱盐被溶于溶液中,同时沉淀出游离的缬氨酸,并从溶液中分离出沉淀的缬氨酸。
以碱盐分离和回收的沉淀剂(p-乙苯磺酸)本身可以在下步操作中用作沉淀剂。
所需的化合物,亮氨酸p-乙苯磺酸盐,可以容易地通过将p-乙苯磺酸或其水溶性盐加入含有30g/L或更多亮氨酸的水溶液中,并调节其pH至约1.5而形成并沉淀。适于形成和沉淀亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体的溶液的pH值范围是0.1至2.3,优选为1.0至1.7。用于pH调节的酸是无机酸,如盐酸,硫酸等等。如果需要,亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶种可以被加入亮氨酸与p-乙苯磺酸的混合物溶液中以有效地沉淀晶体。如果稀溶液被用作亮氨酸的水溶液,可以将它浓缩以沉淀所说的盐。在这种情况下,可以在浓缩之前或之后的任何一步加入p-乙苯磺酸。虽然如果亮氨酸的水溶液在中性时被浓缩沉淀出游离亮氨酸的晶体,但亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体可以容易地通过加入合适量的p-乙苯磺酸并调节其pH至约1.5而形成。另外,与合适量的p-乙苯磺酸共存的亮氨酸的稀溶液可以在调节其至约pH2之后浓缩而沉淀出亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体。
为了分离和得到沉淀的亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体,可以使用用于固-液分离的普通方法,例如,过滤,离心等等。虽然分离的晶体是高纯度的,但它们仍然可以进一步通过常规纯化方法如漂洗重结晶等等纯化。
产生的由1mol亮氨酸和1mol p-乙苯磺酸盐组成的亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体是具有如下物理性质的新物质:白色片状晶体:溶于水和乙醇。在水中的溶解性:7.1 wt%(pH 1.6,5℃)晶体结构:单斜晶系晶体密度:1.32g/cm3元素分析:C,53.1%;H,7.3%;N,4.3%;S,9.9%
(计算值:C,53.0%;H,7.3%;N,4.4%,S,10.1%)
为了从亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体分离游离的亮氨酸,可遵照上述从缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体分离游离的缬氨酸的方法。
以碱盐分离和回收的沉淀剂(p-乙苯磺酸)本身可以在下步操作中用作沉淀剂。
所需的化合物,异亮氨酸p-乙苯磺酸盐,可以容易地通过将p-乙苯磺酸或其水溶性盐加入含有50g/L或更多异亮氨酸的水溶液中,并调节其pH至约1.5而形成并沉淀。适于形成和沉淀异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体的溶液的pH值范围是0.1至2.3,优选为1.0至1.7。用于pH调节的酸是无机酸,如盐酸,硫酸等等。如果需要,异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶种可以被加入异亮氨酸与p-乙苯磺酸的混合物溶液中以有效地沉淀晶体。如果稀溶液被用作异亮氨酸的水溶液,可以将它浓缩以沉淀所说的盐。在这种情况下,可以在浓缩之前或之后的任何一步加入p-乙苯磺酸。虽然如果异亮氨酸的水溶液在中性时被浓缩沉淀出游离异亮氨酸的晶体,但异亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体可以容易地通过加入合适量的p-乙苯磺酸并调节其pH至约1.5而形成。另外,与合适量的p-乙苯磺酸共存的异亮氨酸的稀溶液可以在调节其至约pH2之后浓缩而沉淀出异亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体。
为了分离和得到沉淀的异亮氨酸p-乙苯磺酸盐的晶体,可以使用用于固-液分离的普通方法,例如,过滤,离心等等。虽然分离的晶体是高纯度的,但它们仍然可以进一步通过常规纯化方法如漂洗重结晶等等纯化。
产生的由1mol异亮氨酸和1mol p-乙苯磺酸盐组成的异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体是具有如下物理性质的新物质:白色片状晶体:溶于水和乙醇。在水中的溶解性:11.6 wt%(pH 1.5,5℃)晶体结构:单斜晶系晶体密度:1.27g/cm3元素分析:C,53.1%;H,7.3%;N,4.3%;S,9.8%
(计算值:C,53.0%;H,7.3%;N,4.4%,S,10.1%)
为了从异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体分离游离的异亮氨酸,可遵照上述从缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体分离游离的缬氨酸的方法。
以碱盐分离和回收的沉淀剂(p-乙苯磺酸)本身可以在下步操作中用作沉淀剂。
实施例
下文将参照实施例更详细地描述本发明。使用HitachiL-8500型氨基酸分析仪进行亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和其他氨基酸的定量。参考实施例1(p-乙苯磺酸的生产和同化能力)
在62ml(0.5mol)乙苯中加入33ml(0.6mol)浓硫酸,在加热至120-130℃的条件下将混合物搅拌1.5小时。如果未反应的乙苯仍然存在,将会发生分层,因此应在不能进一步证实有分层时终止反应,从而得到含有p-乙苯磺酸为主要成分的溶液。在此溶液中倒进150ml水并用碳酸氢钠部分中和,用氯化钠将磺酸转变成钠盐以沉淀p-乙苯磺酸钠晶体。通过过滤和真空干燥分离所得晶体,这种p-乙苯磺酸钠易溶于水,少量溶于乙醇,所得晶体的1H-NMR谱示于图1。
有关p-乙苯磺酸被活性污泥同化的能力,已进一步证实温度为25℃,pH7.0时,约80%的100mg/Lp-乙苯磺酸被同化了两周(“Yukagaku”(OilChemistry),28(5),354(1979))。实施例1
在100g L-缬氨酸和159g p-乙苯磺酸中加入400ml水,使溶液温度升至40℃以溶解固体,再将溶液冷却到5℃以沉淀L-缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,通过过滤再经真空干燥以分离经沉淀的晶体。所得L-缬氨酸p-乙苯磺酸盐是正交系的纯白晶体,其晶体密度为1.31g/cm3。晶体粉末的X-射线衍射模式示于图2,X-射线衍射是使用Cu-kα射线作为放射源测定的。元素分析的结果是C,51.6%;H,7.0%;N,4.5%;S,10.5%。对比实施例1
在100g L-缬氨酸和147g  p-乙苯磺酸中加入400ml水,使溶液温度升至40℃以溶解固体,再将溶液冷却到5℃,但未得到晶体。实施例2
将35g L-缬氨酸,3.5g L-亮氨酸和3.5g L-异亮氨酸分散于125ml水中,在其中加入55.6g p-乙苯磺酸(与缬氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸,通过浓缩结晶洗出液给出21g游离的L-缬氨酸晶体。对母液的分析表明缬氨酸的沉淀率是63%,游离的L-缬氨酸的纯度是92%,其他氨基酸的含量为8%或更少,在结晶前除去了76%的杂质。实施例3
将35g L-缬氨酸,1.1g L-亮氨酸和1.1g L-异亮氨酸分散于100ml水中,在其中加入55.6g p-乙苯磺酸(与缬氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸。通过浓缩结晶洗出液给出27g游离的L-缬氨酸晶体。对母液的分析表明缬氨酸的沉淀率是80%,游离的L-缬氨酸的纯度是97%,其他氨基酸的含量为3%或更少,在结晶前除去了67%的杂质。实施例4
将10g D-缬氨酸,0.3g D-亮氨酸和0.3g D-异亮氨酸分散于30ml水中,在其中加入15.8g p-乙苯磺酸(与缬氨酸等摩尔),将pH调至1.1并通过加热溶解,然后冷却溶液以沉淀D-缬氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸,通过浓缩结晶洗出液给出7.5g游离的D-缬氨酸晶体。对母液的分析表明缬氨酸的沉淀率是80%,游离的D-缬氨酸的纯度是97%,其他氨基酸的含量为3%或更少,在结晶前除去了67%的杂质。实施例5
在100g L-亮氨酸和142g p-乙苯磺酸中加入400ml水,使溶液温度升至40℃以溶解固体,再将溶液冷却到5℃以沉淀L-亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,通过滤再经真空干燥以分离经沉淀的晶体。所得L-亮氨酸p-乙苯磺酸盐是单斜晶系的纯白晶体,其晶体密度为1.32 g/cm3。晶体粉末的X-射线衍射模式示于图3,X-射线衍射是使用Cu-kα射线作为放射源测定的。元素分析的结果是C,53.0%;H,7.4%;N,4.3%;S,9.8%。实施例6
将35g L-亮氨酸,3.5g L-缬氨酸和3.5g L-异亮氨酸分散于300ml水中,在其中加入49.7g p-乙苯磺酸(与亮氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸。通过浓缩结晶洗出液给出25g游离的L-亮氨酸晶体。对母液的分析表明亮氨酸的沉淀率是73%,游离的L-亮氨酸的纯度是99%,其他氨基酸的含量为1%或更少,在结晶前除去了96%的杂质。实施例7
将35g L-亮氨酸,1.1g L-缬氨酸和1.1g L-异亮氨酸分散于220ml水中,在其中加入49.7g p-乙苯磺酸(与亮氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸。通过浓缩结晶洗出液给出27g游离的L-亮氨酸晶体。对母液的分析表明亮氨酸的沉淀率是80%,游离的L-亮氨酸的纯度是99%,其他氨基酸的含量为1%或更少,在结晶前除去了88%的杂质。实施例8
将10g D-亮氨酸,0.3g D-缬氨酸和0.3g D-异亮氨酸分散于65ml水中,在其中加入14.2g p-乙苯磺酸(与亮氨酸等摩尔),将pH调至1.1并通过加热溶解,然后冷却溶液以沉淀D-亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸。通过浓缩结晶洗出液给出7.5g游离的D-亮氨酸晶体。对母液的分析表明亮氨酸的沉淀率是80%,游离的D-亮氨酸的纯度是99%,其他氨基酸的含量为1%或更少,在结晶前除去了88%的杂质。实施例9
在100g L-异亮氨酸和142g p-乙苯磺酸中加入400ml水,使溶液温度升至40℃以溶解固体,再将溶液冷却到5℃以沉淀L-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体,通过过滤再经真空干燥以分离经沉淀的晶体。所得L-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐是单斜晶系的纯白晶体,其晶体密度为1.27 g/cm3。晶体粉末的X-射线衍射模式示于图4,X-射线衍射是使用Cu-kα射线作为放射源测定的。元素分析的结果是C,53.1%;H,7.3%;N,4.3%;S,9.9%。比较实施例2
在100g L-异亮氨酸和152g p-正丙苯磺酸中加入400ml水,使溶液温度升至40℃以溶解固体,再将溶液冷却到5℃,但未得到晶体。实施例10
将35g L-异亮氨酸,3.5g L-缬氨酸和3.5g L-亮氨酸分散于125ml水中,在其中加入49.7g p-乙苯磺酸(与异亮氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸,通过浓缩结晶洗出液给出25g游离的L-异亮氨酸晶体。对母液的分析表明异亮氨酸的沉淀率是68%,游离的L-异亮氨酸的纯度是96%,其他氨基酸的含量为4%或更少,在结晶前除去了86%的杂质。实施例11
将35g L-异亮氨酸,1.1g L-缬氨酸和1.1g L-亮氨酸分散于100ml水中,在其中加入49.7g p-乙苯磺酸(与异亮氨酸等摩尔),通过加热溶解并将pH调至1.1,然后冷却溶液以沉淀L-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸,通过浓缩结晶洗出液给出28g游离的L-异亮氨酸晶体。对母液的分析表明异亮氨酸的沉淀率是85%,游离的L-异亮氨酸的纯度是98%,其他氨基酸的含量为2%或更少,在结晶前除去了75%的杂质。实施例12
将10g D-异亮氨酸,0.3g D-缬氨酸和0.3g D-亮氨酸加入30ml水中,在其中加入14.2g p-乙苯磺酸(与异亮氨酸等摩尔),将pH调至1.1并通过加热溶解,然后冷却溶液以沉淀D-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐晶体。通过离心回收经沉淀的晶体,再溶解于大量热水中,并穿过弱碱性的离子交换树脂(OH型)以除去p-乙苯磺酸,通过浓缩结晶洗出液给出8g游离的D-异亮氨酸晶体。对母液的分析表明异亮氨酸的沉淀率是84%,游离的D-异亮氨酸的纯度是98%,其他氨基酸的含量为2%或更少,在结晶前除去了73%的杂质。本发明的效果
如上所述,通过本发明得到的,由选自缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的氨基酸和p-乙苯磺酸组成的氨基酸p-乙苯磺酸盐晶体能够便宜地引入氨基酸,并且容易具有高纯度,因此它们非常有用。即生产所述氨基酸p-乙苯磺酸盐晶体和纯化所述氨基酸的操作方法能用于选自由缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸组成的组的任何氨基酸,不过将氨基酸与其他氨基酸分离的效果显著归功于所述盐的特异性。另外,通过将便宜的乙苯磺化在工业上容易生产出p-乙苯磺酸,p-乙苯磺酸是容易得到的,并能进一步地被微生物同化,因此可以通过活性污泥处理其废液。因此本发明可以既便宜又容易地应用于工业,另外,也容易从所述盐中分离和回收所述氨基酸,从所述盐中回收和再使用p-乙苯磺酸。
图的简述
图1是得自参考实施例1的p-乙苯磺酸钠的1H-NMR谱(D2O)。
图2是得自实施例1的L-缬氨酸p-乙苯磺酸盐之晶体粉末的X-射线衍射图案。
图3是得自实施例5的L-亮氨酸p-乙苯磺酸盐之晶体粉末的X-射线衍射图案。
图4是得自实施例9的L-异亮氨酸p-乙苯磺酸盐之晶体粉末的X-射线衍射图案。

Claims (3)

1.氨基酸p-乙苯磺酸盐晶体,含有1摩尔选自缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的氨基酸和1摩尔p-乙苯磺酸。
2.纯化氨基酸的方法,包括允许p-乙苯磺酸或其水溶性的盐对含有选自缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的氨基酸的水溶液起作用,以形成氨基酸p-乙苯磺酸盐的晶体,然后分离和分解所述盐以得到所述氨基酸。
3.根据权利要求2的方法,其中p-乙苯磺酸的水溶性盐是碱金属盐。
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