一种DL-赖氨酸的制备方法与流程

本发明涉及了生物
技术领域：
，具体的是一种dl-赖氨酸的制备方法。
背景技术：
：dl-赖氨酸是合成赖氨匹林的主要原料之一。现有技术中dl-赖氨酸的加工工艺，其加工步骤繁多，在加工过程中需要投入大量人力物力，不便于工业化操作。生产周期较长，增加了生产成本，并且制备得到的dl-赖氨酸品质较差，市场竞争力差。现有技术中dl-赖氨酸的加工工艺还容易造成产品杂质偏多，颜色变黄，不符合质量要求，对质量不达标的产品还需要进行后续处理，造成加工成本过高。因此，有必要提出一种新的dl-赖氨酸的制备方法，以简化加工步骤，提高加工效率，降低加工成本。技术实现要素：为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种dl-赖氨酸的制备方法，其加工工艺简单，便于工业化操作，反应时间短，大大提高了dl-赖氨酸产品的产量和品质，具有较好的市场竞争力。本发明公开了一种dl-赖氨酸的制备方法，包括以下步骤：将l-赖氨酸盐酸盐、冰醋酸和水搅拌升温至70℃～80℃，继续保温搅拌1～6h后，抽滤出固体，将固体进行漂洗、干燥，得到dl-赖氨酸盐酸盐；将dl-赖氨酸盐酸盐溶于水中，并调节ph值至5.0，得到上柱液；将上柱液加入阳离子交换柱中，用水洗脱至流出液中不含氯离子，再用液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液；将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏，再于无氧环境中静置至晶体完全析出，将晶体干燥后即得dl-赖氨酸。作为优选，所述步骤“将l-赖氨酸盐酸盐、冰醋酸和水搅拌升温至70℃～80℃”中，l-赖氨酸盐酸盐、冰醋酸和水的重量比为1:(2～2.6):(0.4～1)。作为优选，所述步骤“将l-赖氨酸盐酸盐、冰醋酸和水搅拌升温至70℃～80℃”中，l-赖氨酸盐酸盐、冰醋酸和水的重量比为1:2.6:0.4。作为优选，所述步骤“将固体进行漂洗、干燥，得到dl-赖氨酸盐酸盐”中，固体漂洗方法为：采用固体体积2倍的95％乙醇对固体进行搅拌洗涤10～15min，离心去除液体，再用固体体积0.5～1倍的95％乙醇对固体进行搅拌洗涤10～15min，离心去除液体。作为优选，所述步骤“将固体进行漂洗、干燥，得到dl-赖氨酸盐酸盐”中，干燥温度为70℃～80℃。作为优选，所述步骤“将dl-赖氨酸盐酸盐溶于水中，并调节ph至5.0，得到上柱液”中，dl-赖氨酸盐酸盐和水的重量比为1:(2～4)。作为优选，所述步骤“将dl-赖氨酸盐酸盐溶于水中，并调节ph至5.0，得到上柱液”中，采用12％～15％的稀盐酸溶液调节ph值。作为优选，所述步骤“将上柱液加入阳离子交换柱中，用水洗脱至流出液中不含氯离子，再用液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液”中，将上柱液加入阳离子交换柱中，保持0.5h～1h后再进行后续洗脱。作为优选，所述步骤“将上柱液加入阳离子交换柱中，用水洗脱至流出液中不含氯离子，再用液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液”中，所述液碱的浓度为7％-8％。作为优选，所述步骤“将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏”中，将液碱洗脱时的流出液减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％。本发明的有益效果如下：本发明dl-赖氨酸的制备方法加工工艺简单，便于工业化操作，反应时间短，大大提高了dl-赖氨酸产品的产量和品质，具有较好的市场竞争力。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反应示意图；图2是本发明制备方法的流程图。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以及对比例1中所用的原辅材料的质量指标如下表1：表1实施例1～4以及对比例1中所用的l-赖氨酸盐酸盐的颜色需要为白色或类白色才为合格。如果物料颜色为黄色或其他，则为不合格。实施例1制备dl-赖氨酸盐酸盐：将由100kg的l-赖氨酸盐酸盐、40kg的纯水以及260kg的冰醋酸构成的反应液投入1000l的反应釜中，搅拌升温至70℃～80℃，并保温搅拌2h，保温搅拌过程，反应液中的l-赖氨酸盐酸盐充分发生消旋反应，生成dl-赖氨酸盐酸盐，此时，反应液的旋光值为0。将上步消旋反应后的反应液冷却至25℃，采用塑料抽滤桶，将反应液中的固体抽滤至洁净的周转釜中。用少量的95wt％乙醇将固体漂洗抽入洗涤釜中，向洗涤釜中加入固体体积2倍的95wt％乙醇对固体洗涤10～15min，离心去除洗涤液，再加入固体体积0.5倍的95wt％乙醇对固体漂洗10～15min，漂洗后离心去除洗涤液，将固体置于干燥器中，70℃～80℃烘干得到dl-赖氨酸盐酸盐。制备dl-赖氨酸：在1000l的搪玻璃反应釜中投入自来水275kg、dl-赖氨酸盐酸盐100kg，搅拌至全溶，用12％～15％的稀盐酸调节ph值至5.0，得到上柱液。将上柱液加入阳离子交换柱中，先保持0.5h使得上柱液被阳离子交换柱中的树脂颗粒充分吸附，然后用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再用纯水冲洗阳离子交换柱，使得流出液中的氯离子被洗脱去除，即流出液中检测不到氯离子。氯离子被去除完全后，再用8％的液碱洗脱阳离子交换柱，收集液碱洗脱时的流出液。将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％，再放置于洁净塑料桶中，于25℃、无氧环境中静置至晶体完全析出，离心去除多余液体，将晶体65℃干燥后即得dl-赖氨酸样品1。本实施例制备得到的dl-赖氨酸样品1的质量指标如下表2：表2质量指标指标值外观：类白色结晶体。比旋度：+0.5°～-0.5°吸光度：≤0.10比重：1.120～1.135ph：9.9～10.3(5％v/v)氯化物：＜500ppm含量：49.0～51.0％tlc：(单一杂酸)≤0.4％(总杂酸)：≤1％实施例2制备dl-赖氨酸盐酸盐：将由100kg的l-赖氨酸盐酸盐、40kg的纯水以及200kg的冰醋酸构成的反应液投入1000l的反应釜中，搅拌升温至75℃，并保温搅拌2h。将上步消旋反应后的反应液冷却至25℃，采用塑料抽滤桶，将反应液中的固体抽滤至洁净的周转釜中。用少量的95wt％乙醇将固体漂洗抽入洗涤釜中，向洗涤釜中加入固体体积2倍的95wt％乙醇对固体洗涤10～15min，离心去除洗涤液，再加入固体体积0.5倍的95wt％乙醇对固体漂洗10～15min，漂洗后离心去除洗涤液，将固体置于干燥器中，70～80℃烘干得到dl-赖氨酸盐酸盐。制备dl-赖氨酸：在1000l的搪玻璃反应釜中投入自来水275kg、dl-赖氨酸盐酸盐100kg，搅拌至全溶，用12％～15％的稀盐酸调节ph值至5.0，得到上柱液。将上柱液加入阳离子交换柱中，先保持0.5h使得上柱液被阳离子交换柱中的树脂颗粒充分吸附，然后用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再使用纯水冲洗阳离子交换柱至流出液中检测不到氯离子。氯离子被去除完全后，再用8％的液碱对阳离子交换柱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液。将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％，再放置于洁净塑料桶中，于25℃、无氧环境中静置至晶体完全析出，离心去除多余液体，将晶体65℃干燥后即得dl-赖氨酸样品2。本实施例制备得到的dl-赖氨酸样品2的质量指标如下表3：表3质量指标指标值外观：类白色结晶体。比旋度：+0.5°～-0.5°吸光度：≤0.10比重：1.120～1.135ph：9.9～10.3(5％v/v)氯化物：＜500ppm含量：49.0～51.0％tlc：(单一杂酸)≤0.4％(总杂酸)：≤1％实施例3制备dl-赖氨酸盐酸盐：将由100kg的l-赖氨酸盐酸盐、40kg的纯水以及260kg的冰醋酸构成的反应液投入1000l的反应釜中，搅拌升温至75℃，并保温搅拌1h。将上步消旋反应后的反应液冷却至25℃，采用塑料抽滤桶，将反应液中的固体抽滤至洁净的周转釜中。用少量的95wt％乙醇将固体漂洗抽入洗涤釜中，向洗涤釜中加入固体体积2倍的95wt％乙醇对固体洗涤10～15min，离心去除洗涤液，再加入固体体积0.5倍的95wt％乙醇对固体漂洗10～15min，漂洗后离心去除洗涤液，将固体置于干燥器中，70～80℃烘干得到dl-赖氨酸盐酸盐。制备dl-赖氨酸：在1000l的搪玻璃反应釜中投入自来水275kg、dl-赖氨酸盐酸盐100kg，搅拌至全溶，用12％～15％的稀盐酸调节ph值至5.0，得到上柱液。将上柱液加入阳离子交换柱中，先保持0.5h使得上柱液被阳离子交换柱中的树脂颗粒充分吸附，然后用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再使用纯水冲洗阳离子交换柱至流出液中检测不到氯离子。氯离子被去除完全后，再用8％的液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液。将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％，再放置于洁净塑料桶中，于25℃、无氧环境中静置至晶体完全析出，离心去除多余液体，将晶体65℃干燥后即得dl-赖氨酸样品3。本实施例制备得到的dl-赖氨酸样品3的质量指标如下表4：表4质量指标指标值外观：类白色结晶体。比旋度：+0.5°～-0.5°吸光度：≤0.10比重：1.120～1.135ph：9.9～10.3(5％v/v)氯化物：＜500ppm含量：49.0～51.0％tlc：(单一杂酸)≤0.4％(总杂酸)：≤1％实施例4制备dl-赖氨酸盐酸盐：将由100kg的l-赖氨酸盐酸盐、100kg的纯水以及260kg的冰醋酸构成的反应液投入1000l的反应釜中，搅拌升温至75℃，并保温搅拌6h。将上步消旋反应后的反应液冷却至25℃，采用塑料抽滤桶，将反应液中的固体抽滤至洁净的周转釜中。用少量的95wt％乙醇将固体漂洗抽入洗涤釜中，向洗涤釜中加入固体体积2倍的95wt％乙醇对固体洗涤10～15min，离心去除洗涤液，再加入固体体积0.5倍的95wt％乙醇对固体漂洗10～15min，漂洗后离心去除洗涤液，将固体置于干燥器中，70～80℃烘干得到dl-赖氨酸盐酸盐。制备dl-赖氨酸：在1000l的搪玻璃反应釜中投入自来水275kg、dl-赖氨酸盐酸盐100kg，搅拌至全溶，用12％～15％的稀盐酸调节ph值至5.0，得到上柱液。将上柱液加入阳离子交换柱中，先保持0.5h使得上柱液被阳离子交换柱中的树脂颗粒充分吸附，然后用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再使用纯水冲洗阳离子交换柱至流出液中检测不到氯离子。氯离子被去除完全后，再用8％的液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液。将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％，再放置于洁净塑料桶中，于25℃、无氧环境中静置至晶体完全析出，离心去除多余液体，将晶体65℃干燥后即得dl-赖氨酸样品4。本实施例制备得到的dl-赖氨酸样品4的质量指标如下表5：表5质量指标指标值外观：类白色结晶体。比旋度：+0.5°～-0.5°吸光度：≤0.10比重：1.120～1.135ph：9.9～10.3(5％v/v)氯化物：＜500ppm含量：49.0～51.0％tlc：(单一杂酸)≤0.4％(总杂酸)：≤1％对比例1本对比例与实施例1的区别在于，制备dl-赖氨酸时，将收集的液碱洗脱时的流出液在80℃～85℃减压真空蒸馏。制备dl-赖氨酸盐酸盐：将由100kg的l-赖氨酸盐酸盐、40kg的纯水以及260kg的冰醋酸构成的反应液投入1000l的反应釜中，搅拌升温至75℃，并保温搅拌2h。将上步消旋反应后的反应液冷却至25℃，采用塑料抽滤桶，将反应液中的固体抽滤至洁净的周转釜中。用少量的95wt％乙醇将固体漂洗抽入洗涤釜中，向洗涤釜中加入固体体积2倍的95wt％乙醇对固体洗涤10～15min，离心去除洗涤液，再加入固体体积0.5倍的95wt％乙醇对固体漂洗10～15min，漂洗后离心去除洗涤液，将固体置于干燥器中，70～80℃烘干得到dl-赖氨酸盐酸盐。制备dl-赖氨酸：在1000l的搪玻璃反应釜中投入自来水275kg、dl-赖氨酸盐酸盐100kg，搅拌至全溶，用12％～15％的稀盐酸调节ph值至5.0，得到上柱液。将上柱液加入阳离子交换柱中，先保持0.5h使得上柱液被阳离子交换柱中的树脂颗粒充分吸附，然后用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再使用纯水冲洗阳离子交换柱至流出液中检测不到氯离子。氯离子被去除完全后，再用8％的液碱洗脱，收集液碱洗脱时的流出液。将收集的液碱洗脱时的流出液在80℃～85℃减压真空蒸馏至固形物含量60％～63％，再放置于洁净塑料桶中，于25℃、无氧环境中静置至晶体完全析出，离心去除多余液体，将晶体65℃干燥后即得dl-赖氨酸样品5。本实施例制备得到的dl-赖氨酸样品5的质量指标如下表6：表6质量指标指标值外观：类白色结晶体。比旋度：+0.5°～-0.5°吸光度：0.80比重：1.120～1.135ph：9.9～10.3(5％v/v)氯化物：＜500ppm含量：43.8～45.8％tlc：(单一杂酸)2.08％(总杂酸)：5.2％实施例1～4和对比例1中样品的收率如下表7。表7实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1收率67.2％50.2％49.5％66.2％60.4％本发明实施例1～4中所制备的dl-赖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-赖氨酸具有较好的品质，并且具有较高的收率。本发明实施例1～4以及对比例1中所用的l-赖氨酸盐酸盐的颜色为白色或类白色，保证了产品的颜色指标合格。如果所用的原料l-赖氨酸盐酸盐为黄色或其他，则为不合格。采用吸潮氧化变色后的l-赖氨酸盐酸盐会影响成品的外观和吸光度，导致成品的颜色指标不合格。本发明实施例2与实施例1相比，减少了冰醋酸的投量，从而使l-赖氨酸盐酸盐消旋反应不完全，导致最终产品的收率偏低17％，但对产品的品质无影响。本发明实施例3与实施例1相比，减少消旋反应的时间，仅消旋反应1h，导致消旋反应不完全，降低了产品的收率，但对产品的品质无影响。本发明实施例4与实施例1相比，对l-赖氨酸盐酸盐消旋以制备dl-赖氨酸盐酸盐时，增加了纯水的投量。在消旋反应过程中，跟踪反应液的旋光值，发现反应时间达到6小时后，反应液旋光值才为0，即反应才完全。因此，如果将纯水的量投入太多，会增加反应时间，降低生产效率，但对产品的品质和收率均无影响。本发明对比例1与实施例1相比，制备dl-赖氨酸时，将收集的液碱洗脱时的流出液在80℃～85℃减压真空蒸馏，由于温度过高，会导致dl-赖氨酸样品氧化发黄，最终颜色为淡黄色，在高温蒸馏过程中，dl-赖氨酸样品产生较多的衍生物，如杂酸，导致产品质量指标不符合规定，并且降低了产品的收率。而本发明实施例1～4中将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏，得到的dl-赖氨酸样品均有较好的质量指标。本发明实施例1～4中，采用浓度为8％的液碱对产品进行洗脱，液碱中钠离子可以对阳离子交换柱中的dl-赖氨酸进行置换，液碱的浓度如果太低，会导致洗脱不充分，收料不完全，液碱的浓度过高会伤害阳离子交换柱中的树脂颗粒。本发明选择液碱浓度为8％，可以对阳离子交换柱中的dl-赖氨酸充分洗脱，同时不会破坏阳离子交换柱。本发明实施例1～4中，将收集的液碱洗脱时的流出液在55℃～60℃减压真空蒸馏，再于无氧环境中静置至晶体完全析出，将晶体干燥后即得dl-赖氨酸。在制备过程中，减少了dl-赖氨酸与氧气的接触，能够避免dl-赖氨酸发生氧化而变黄，保证成品具有较好的质量。本发明实施例1～4中，在洗脱过程中，用自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，再使用纯水冲洗阳离子交换柱，先用自来水洗脱，可以减少纯水的用量，从而减少了制备大量纯水所需的时间。当自来水洗脱至流出液的ph值为6～7，已经去除大量的氯离子，再使用纯水继续冲洗阳离子交换柱至氯离子完全被去除，以使生产结果更加精确。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。当前第1页12