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专利名称
一种手性氨基酸的制备工艺制作方法
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发明者
刘明君, 曾磊, 查正兴, 胡文进, 谢建, 马士忠
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公开日
2012年8月8日
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申请日期
2012年2月27日
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优先权日
2012年2月27日
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申请人
滨海瀚鸿生化有限公司
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文档编号
C12P41/00GK102628076SQ20121004620
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关键字
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权利要求
1.一种手性氨基酸的制备エ艺，其特征在于包含下列步骤 (1)以冰こ酸为溶剂，将L-氨基酸或者DL-氨基酸和醋酐进行こ酰化反应； (2)将步骤(I)得到的反应物在外温50 95°C，压カ为-0.OlMPa -0. IMpa下蒸馏20分钟 5小吋，降温结晶，得到こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸； (3)将步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸，甲苯，以及甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液混合，升温至外温80 90°C，維持I. 5 2. 5小时，然后在-0. OlMPa -0. IMPa压カ下，50 95°C下蒸馏4 6小时，加入水，调整pH为7 8，即可；其中，所述的甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量浓度为25% 35%，步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸与甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量比为I I I 5;所述的甲苯与步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的体积质量比为I 5L/Kg ； (4)将步骤(3)得到的物质和D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶进行拆分，得到D-氨基酸或L-氨基酸2.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在于步骤⑴中所述的L-氨基酸为L-苯丙氨酸或L-缬氨酸3.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在干步骤(I)中，所述的DL-氨基酸为DL-正亮氨酸4.如权利要求I 3任一项所述的制备エ艺，其特征在于步骤(I)中，所述的冰こ酸与L-氨基酸或者DL-氨基酸的体积质量比为8 10L/Kg.5.如权利要求I 3任一项所述的制备エ艺，其特征在于步骤(I)中，所述的醋酐的摩尔量为L-氨基酸或者DL-氨基酸的摩尔量的I 2倍6.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在干步骤(3)中，所述的甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量浓度为30%7.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在于步骤(3)中，步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸与甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量比为I I I 28.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在于步骤(4)中，所述的拆分的时间为50 80小时9.如权利要求8所述的制备エ艺，其特征在于步骤(4)中，所述的拆分的时间为72小时10.如权利要求I所述的制备エ艺，其特征在于步骤(4)中，拆分结束后，通过浓缩结晶，过滤，即得到D-氨基酸或L-氨基酸
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技术领域
本发明具体的涉及ー种手性氨基酸的制备エ艺
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背景技术
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具体实施例方式
下面通过实施例的方式进ー步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择下述各实施例中，所用的D-氨基酰化酶和L-氨基酰化酶均购买自日本AMANO公司对比实施例IL-苯丙氨酸165KG，加入冰こ酸1500L，加入醋酐120KG，回流温度下反应2_3小吋，压カ为-0. OlMPa，外温50°C蒸馏冰こ酸3小吋，降温结晶，得到こ酰化-DL-苯丙氨酸，经过HPLC分析こ酰化含量为92% ;将以上苯丙氨酸配成0. IM的苯丙氨酸溶液，加入D-氨基酰化酶5克拆分，72小吋，反应率80%将反应液浓缩至小体积，降温，結晶，过滤，得到D-苯丙氨酸,外观灰色,含量95%,质量不合格对比实施例2以DL-正亮氨酸为原料，采用以上同等摩尔配比，反应温度110度，反应时间5小 吋，压カ为-0. 08MPa,外温90°C蒸馏冰こ酸2小吋，结晶后こ酰化含量88%;拆分反应72小吋，反应率40% ;浓缩结晶过滤，得到的氨基酸，外观灰色，含量96%，质量不合格对比实施例3以L-缬氨酸为原料，采用以上同等摩尔配比，反应温度110度，反应时间5小吋，压カ为-0. 08MPa，外温95°C蒸馏冰こ酸5小时，结晶后こ酰化含量80%;拆分反应72小吋，反应率30% ;浓缩结晶过滤，得到的氨基酸，外观灰色，含量93%，质量不合格对比实施例4 L-苯丙氨酸165KG，加入冰こ酸1500L，加入醋酐120KG，回流温度下反应2_3小吋，压カ为-0. OSMPa,外温95°C蒸馏冰こ酸，降温结晶，得到こ酰化-DL-苯丙氨酸，经过HPLC分析こ酰化含量为92 % ;将以上苯丙氨酸配成0. IM的苯丙氨酸溶液，加入L-氨基酰化酶200克拆分，72小吋，反应率85%将反应液浓缩至小体积，降温，結晶，过滤，得到L-苯丙氨酸，外观灰色，含量97%,质量不合格实施例I对比实施例I制得的こ酰化-DL-苯丙氨酸200公斤，进料浓度92% (HPLC含量)，加入甲苯200L，以及质量浓度30%甲胺溶液500公斤，然后升温温度80-90度(外温)，维持2小时，然后在-0. 0 IMPa, 70 V外温下减压蒸馏5小时，后加入水，调整PH = 7. 5，HPLC测定含量98%，直接加入D-氨基酸酰化酶3克拆分，72小时后拆分达到终点将反应液浓缩至小体积，降温，结晶，过滤，得到D-苯丙氨酸，外观白色，含量99%，手性含量99. 7%，质量合格滤液浓缩到小体积，调节PH到2，结晶，得到こ酰化-L-苯丙氨酸，加入0. 3M盐酸回流水解2小时，回收盐酸，调整至等电点，结晶，过滤，干燥，得到L-苯丙氨酸，含量99%，手性纯度达到99. 5 %，产率为95 %实施例2以DL-正亮氨酸为原料，采用与对比实施例I同等的摩尔配比，反应温度110度，反应时间5小吋，压カ为-0. IMpa，外温90°C蒸馏冰こ酸5小时，结晶后HPLC检测こ酰化的DL-正亮氨酸含量88% ;向こ酰化正亮氨酸中加入甲苯(甲苯的体积为こ酰化正亮氨酸质量的5倍，L/Kg)，再加入5倍体积(体积与こ酰化正亮氨酸的质量比为5L/Kg) 30%甲胺溶液后，升温温度80-90 (外温)度，維持2小吋，然后在-0. 05MPa压カ下，外温95°C减压蒸馏5小时，后加入水，调整PH = 7. 5，測定含量99%，直接加入D-氨基酸酰化酶5克拆分，72小时后拆分达到终点浓缩结晶过滤，得到的D-正亮氨酸，外观类白色，含量99%，质量合格，产率为95%实施例3以L-缬氨酸为原料，采用与对比实施例I同等的摩尔配比，反应温度110度，反应时间5小吋，压カ为-0. 5Mpa，外温70°C蒸馏冰こ酸3小吋，结晶后HPLC检测こ酰化缬氨酸含量80% ;向こ酰化缬氨酸中加入甲苯(甲苯的体积为こ酰化缬氨酸质量的3倍，L/Kg),再加入5倍30%甲胺溶液后，升温温度80-90度，維持2小时，然后在-0. 08MPa压カ下，夕卜温75°C减压蒸馏5小吋，后加入水，调整PH = 7. 5，測定含量97%，直接加入D-氨基酸酰化酶5克拆分，72小时后拆分达到终点浓缩结晶过滤，得到的D-缬氨酸，外观白色，含量99%，质量合格，产率为95%实施例4L-苯丙氨酸165KG，，加入冰こ酸1500L，，加入醋酐120KG，，回流温度下反应2_3小吋，压カ为-0. IMPa,外温95°C蒸馏冰こ酸20分钟，降温结晶，得到こ酰化-DL-苯丙氨酸205KG (折干计)，经过HPLC分析こ酰化含量为92% ;将以上こ酰苯丙氨酸加入甲苯500L，以及质量浓度30%的甲胺溶液500公斤，然后升温温度80-90度(外温)，維持2小时，然后在-0. 05MPa,90°C外温下减压蒸馏5小时，后加入水，调整PH = 7. 5，测定含量98%，直接加入L-氨基酸酰化酶200克拆分，72小时后拆分达到终点将反应液浓缩至小体积，降温，结晶，过滤，得到L-苯丙氨酸，外观白色，化学含量99%，手性含量99. 6%，质量合格滤液浓缩到小体积，调节PH到2，结晶，得到こ酰化-D-苯丙氨酸，加入0. 3M盐酸回流水解2小 吋，回收盐酸，调整至等电点，結晶，过滤，干燥，得到D-苯丙氨酸，含量99 %，手性纯度达到99. 5%，产率为 95%
专利名称：一种手性氨基酸的制备工艺的制作方法氨基酰化酶拆分生产氨基酸是氨基酸尤其是非天然氨基酸生产的主要エ艺。其操作エ艺一般为L-氨基酸或者DL-氨基酸在冰こ酸为溶剂下，高温下与醋酐反应制备出こ酰化-DL-氨基酸，然后こ酰化-DL-氨基酸配成PH7. 5-8. 0的溶液，加入氨基酰化酶，こ酰化-DL-氨基酸转换成为D-或者L-氨基酸。使用的氨基酰化酶有D-氨基酰化酶和L-氨基酰化酶两种酶，这两种酶都已经商品化，而且有固定化的氨基酰化酶。氨基酰化酶拆分生产氨基酸，能否充分发挥酰化酶的催化活力、提高转化率是エ艺的主要技术指标。实际应用此エ艺拆分氨基酸的过程中，常常发生酶拆分效率低，拆分不彻底的现象，轻则影响成本和质量，重则造成拆分失败。其重要原因是こ酰化氨基酸的杂质较多，造成了酶的抑制。众所周知，酶作为生物催化剂，发生催化作用的是活性中心，有很多底物，其活性基团会抑制活性中心，造成酶的活力降低甚至造成酶的失活。在氨基酸的醋酐-冰こ酸体系高温こ酰化过程中，有以下杂质こ酰化氨基酸，こ酰化氨基酸和氨基酸之间形成的小肽，氨基酸之间、こ酰化氨基酸之间缩水形成的酮类化合物，这些化合物都有肽键结构，因为都可能和氨基酰化酶的活性中心结合，进而抑制酶的活性或者造成酶的失活。
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的氨基酰化酶拆分生产手性氨基酸的方法中，易发生酶拆分效率低，拆分不彻底等缺陷，而提供了一种手性氨基酸的制备エ艺。本发明的制备エ艺可有效去除氨基酰化酶拆分手性氨基酸的方法中的杂质，提高こ酰化含量，拆分效果与现有技术相比明显提高。因此，本发明提供了一种手性氨基酸的制备エ艺，其包含下列步骤(I)以冰こ酸为溶剂，将L-氨基酸或者DL-氨基酸和醋酐进行こ酰化反应；(2)将步骤⑴得到的反应物在外温50 95°C，压カ为-0. OlMPa -0. IMpa下蒸馏20分钟 5小时，降温结晶，得到こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸；(3)将步骤⑵得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸，甲苯，以及甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液混合，升温至外温80 90°C，維持I. 5 2. 5小时(优选2小时)，然后在-0. OlMPa -0. IMPa压カ下，外温50 95°C下蒸馏4 6小时(优选5小时)，加入水，调整pH为7 8，即可；其中，所述的甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量浓度为25% 35% (优选30% )，步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的DL-氨基酸与甲胺水溶液、こ胺水溶液或片碱水溶液的质量比为I : I I : 5(优选I : I I : 2);所述的甲苯与步骤(2)得到的こ酰化的L-氨基酸或者こ酰化的体积质量比为I 5L/Kg ；(4)将步骤(3)得到的物质和D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶进行拆分，得到D-氨基酸或L-氨基酸。步骤(I)中，所述的こ酰化反应的方法和条件均可本领域此类反应的常规方法和条件，本发明特别优选下述方法和条件所述的L-氨基酸较佳的为L-苯丙氨酸或L-缬氨酸。所述的DL-氨基酸较佳的为DL-正亮氨酸。所述的冰こ酸与L-氨基酸或者DL-氨基酸的体积质量比较佳的为8 10L/Kg(优选9L/Kg)。所述的醋酐的摩尔量较佳的为L-氨基酸或者DL-氨基酸的摩尔量的I 2倍(优选I. 18倍)。步骤(4)中，所述的拆分的方法和条件均可为本领域此类拆分所用的常规方法和条件，本发明特别优选下述条件所述的D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶与步骤(3)得到的物质的质量比由该对应的氨基酸对D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶的比活力确定，一般D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶的实际使用量应该是使底物24小时内理论上转化完毕的基础上过量2-5倍。考虑到拆分的彻底性，上面所述的拆分的时间较佳的为50 80小时(优选72小吋)。拆分结束后，较佳的通过浓缩結晶，过滤，即得到D-氨基酸或L-氨基酸。过滤得到的滤液中为另ー绝对构型的こ酰化氨基酸，通过常用的水解反应方法，即可得到另ー构型的氨基酸。在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本发明所用试剂和原料均市售可得。本发明的积极进步效果在于本发明的制备エ艺可有效去除氨基酰化酶拆分手性氨基酸的方法中的杂质，提高こ酰化含量，拆分效果与现有技术相比明显提高。本发明公开了一种手性氨基酸的制备工艺，包含下列步骤1)将L-氨基酸或者DL-氨基酸和醋酐进行乙酰化反应；2)将步骤1)得到的反应物蒸馏，降温结晶；3)将步骤2)得到的乙酰化的L-氨基酸或者乙酰化的DL-氨基酸，甲苯，以及甲胺水溶液、乙胺水溶液或片碱水溶液混合，至80～90℃，维持1.5～2.5小时，在-0.001MPa～-0.1MPa，50～95℃下蒸馏4～6小时，加水，调pH为7～8；4)将步骤3)得到的物质和D-氨基酰化酶或L-氨基酰化酶进行拆分。本发明的制备工艺可有效去除氨基酰化酶拆分手性氨基酸的方法中的杂质，提高乙酰化含量，拆分效果与现有技术相比明显提高。
