专利名称：制备高纯度d―氨基酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯度D-氨基酸的制备方法。
背景技术：
D-氨基酸在医药领域的用途广泛，是合成新型广谱抗生素，肽类止痛药，生长激素 的肽类促进剂，角膜恢复剂等药物的手性源。D-氨基酸的生产方法主要有拆分法和生物法。 拆分法主要包括结晶拆分法、手性试剂拆分法、色谱拆分法、膜拆分法、酶拆分法等。生物法 主要是指对用化学合成法获得的外消旋乙酰_氨基酸经D-型氨基酰化酶处理后生成D-氨 基酸的方法。拆分法生产D-氨基酸过程复杂，需要昂贵的辅助试剂，而且拆分效率不高。生 物法条件温和，酶的立体选择性好，但是D-型氨基酰化酶属于稀有酶，价格非常高。以这两 种方法生产D-型氨基酸成本非常高。因此，研究制备D-型氨基酸具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用离子交换法由乙酰D-蛋 氨酸制备高纯度D-氨基酸的方法。
本发明的技术方案概述如下 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰按盐酸与乙酰-D-氨基酸摩尔比为2 4 : l的比例将盐酸加到 0. 05mol/L 0. 50mol/L的乙酰_D_氨基酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流4 7 小时，减压蒸馏至干； (2)浓縮排酸加入步骤(1)获得的物料质量1 3倍的水后蒸馏浓縮至干，所述 加水蒸馏浓縮的次数为1 3次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0. 05 0. 50mo1/ L ; (3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过大孔强酸性阳离子交换树脂填充 的固定床反应器，当流出液pH达1. 0 2. 0时停止进样，采用0. 2 0. 4mol/L的NH3 H20 溶液对所述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达10. 50 11. 50时停 止洗脱； (4)浓縮结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH 值至氨基酸的等电点，在_5 l(TC静置10 24小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高 纯度D-氨基酸。 所述氨基酸为D-蛋氨酸、D-苯丙氨酸、D-丙氨酸或D-缬氨酸。
所述大孔强酸性阳离子交换树脂的型号为D61、D72、D81。也可以选用其它型号的。
本发明采用L-氨基酰化酶制备L-氨基酸生产过程中的副产品乙酰-D-氨基酸为 原料，以离子交换法生产出纯度达99. 7X的高纯度D-氨基酸产品。乙酰-D-氨基酸价格低 廉，生产D-氨基酸过程的水解、离子交换、以及产品收集等操作均条件温和，工艺简单。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰称取7g精制乙酰-D-蛋氨酸溶于30ml蒸馏水装入蒸馏瓶，称取34ml 的3mol/LHCl溶液加入蒸馏瓶中，加热回流水解5小时，减压蒸馏至干；
(2)浓縮排酸分别加入两次20ml蒸馏水后蒸馏浓縮排酸至干，将固体收集定容 至250ml得乙酰-D-蛋氨酸水解液； (3)离子交换分离将该水解液以5ml/min的流速通过柱式D61大孔强酸性阳离 子交换树脂填充的固定床反应器，反应器的尺寸为，树脂填充高度为440mm，填充的树脂体 积约为20ml，当流出液pH达1. 0时停止进样，采用0. 2mol/L的NH3 *H20溶液以6ml/min对 吸附有D-蛋氨酸的树脂填充固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达11时停止洗脱；
(3)浓縮结晶；将收集的洗脱液加入活性炭脱色，脱色后减压蒸馏至有固体析出， 调PH值至蛋氨酸的等电点5. 74，在4t:静置过夜，再在Ot:下保存0. 5小时，抽滤收集固体 产品，烘干。 根据乙酰-D-蛋氨酸对脱乙酰反应的分析，乙酰-D-蛋氨酸的脱乙酰收率为 97. 87% ;通过离子交换柱纯化，收率为94. 06% ;从洗脱液到结晶过程的收率为94. 57%。 则从乙酰-D-蛋氨酸到高纯度D-蛋氨酸的总收率为88. 96%。对得到的D-蛋氨酸产品用 高效液相色谱进行检测，纯度为99. 749% 。如果对原料乙酰-D-蛋氨酸进一步通过酶水解 等操作，所得D-蛋氨酸纯度可达更高。
实施例2 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰按盐酸与乙酰-D-蛋氨酸摩尔比为3 : 1的比例将盐酸加到O. 05mo1/
L的乙酰-D-蛋氨酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流6小时，减压蒸馏至干； (2)浓縮排酸加入步骤(1)获得的物料质量2倍的水后蒸馏浓縮至干，所述加水
蒸馏浓縮的次数为2次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0. 05mol/L ; (3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过D72大孔强酸性阳离子交换树脂
填充的固定床反应器，当流出液pH达2. 0时停止进样，采用0. 2mol/L的NH3 *H20溶液对所
述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达11. 0时停止洗脱； (4)浓縮结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH
值至氨基酸的等电点，在-5t:静置IO小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-蛋氨酸。 实施例3 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰按盐酸与乙酰-D-苯丙氨酸摩尔比为2 : l的比例将盐酸加到 0. 50mol/L的乙酰-D-苯丙氨酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流7小时，减压蒸馏 至干； (2)浓縮排酸加入步骤(1)获得的物料质量3倍的水后蒸馏浓縮至干，所述加水 蒸馏浓縮的次数为1次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0. 50mol/L ;
(3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过D81大孔强酸性阳离子交换树脂
填充的固定床反应器，当流出液pH达1. 0时停止进样，采用0. 3mol/L的NH3 *H20溶液对所
述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达10. 0时停止洗脱； (4)浓縮结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH
值至氨基酸的等电点，在1(TC静置24小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-苯
丙氨酸。 实施例4 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰按盐酸与乙酰-D-丙氨酸摩尔比为4 : 1的比例将盐酸加到O. lOmol/
L的乙酰-D-丙氨酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流4小时，减压蒸馏至干； (2)浓縮排酸加入步骤(1)获得的物料质量1倍的水后蒸馏浓縮至干，所述加水
蒸馏浓縮的次数为3次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0. 10mol/L ; (3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过D81大孔强酸性阳离子交换树脂
填充的固定床反应器，当流出液pH达2. 0时停止进样，采用0. 4mol/L的NH3 *H20溶液对所
述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达11. 50时停止洗脱； (4)浓縮结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH
值至氨基酸的等电点，在rc静置5小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-丙氨酸。 实施例5 —种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成 (1)脱乙酰按盐酸与乙酰-D-缬氨酸摩尔比为3 : l的比例将盐酸加到0.20mo1/
L的乙酰-D-缬氨酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流5小时，减压蒸馏至干； (2)浓縮排酸加入步骤(1)获得的物料质量2倍的水后蒸馏浓縮至干，所述加水
蒸馏浓縮的次数为3次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0. 20mol/L ; (3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过D61大孔强酸性阳离子交换树脂
填充的固定床反应器，当流出液pH达1. 0时停止进样，采用0. 3mol/L的NH3 *H20溶液对所
述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达10. 50时停止洗脱； (4)浓縮结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH
值至氨基酸的等电点，在2t:静置16小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-缬氨酸。
权利要求
一种制备高纯度D-氨基酸的方法，其特征由下述步骤组成(1)脱乙酰∶按盐酸与乙酰-D-氨基酸摩尔比为2～4∶1的比例将盐酸加到0.05mol/L～0.50mol/L的乙酰-D-氨基酸的水溶液中，充分混合，加热至沸腾，回流4～7小时，减压蒸馏至干；(2)浓缩排酸加入步骤(1)获得的物料质量1～3倍的水后蒸馏浓缩至干，所述加水蒸馏浓缩的次数为1～3次，加入水，使排酸后物料水溶液的浓度为0.05～0.50mol/L；(3)离子交换分离将步骤(2)获得的溶液通过大孔强酸性阳离子交换树脂填充的固定床反应器，当流出液pH达1.0～2.0时停止进样，采用0.2～0.4mol/L的NH3·H2O溶液对所述树脂填充的固定床进行洗脱，收集洗脱液，当流出液pH达10.50～11.50时停止洗脱；(4)浓缩结晶；将所述洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH值至氨基酸的等电点，在-5～10℃静置10～24小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-氨基酸。
2. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度D-氨基酸的方法，其特征是所述氨基酸为 D-蛋氨酸、D-苯丙氨酸、D-丙氨酸或D-缬氨酸。
3. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度D-氨基酸的方法，其特征是所述大孔强酸性 阳离子交换树脂的型号为D61、D72、D81。
全文摘要
本发明公开了一种制备高纯度D-氨基酸的方法，由下述步骤组成将盐酸加到乙酰-D-氨基酸的水溶液中，加热至沸腾，回流，减压蒸馏至干；浓缩排酸；离子交换分离；将洗脱液加入活性炭脱色，减压蒸馏至刚有固体析出时，调pH值至氨基酸的等电点，在-5～10℃静置10～24小时，收集得到的固体，烘干后得到一种高纯度D-氨基酸。本发明采用L-氨基酰化酶制备L-氨基酸生产过程中的副产品乙酰-D-氨基酸为原料，以离子交换法生产出纯度达99.7％的高纯度D-氨基酸产品。乙酰-D-氨基酸价格低廉，生产D-氨基酸过程的水解、离子交换、以及产品收集等操作均条件温和，工艺简单。
文档编号C07C229/08GK101709037SQ20091022884
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者宋正孝, 毛国柱, 董涛, 谭欣, 赵林 申请人:天津大学