專利名稱：一種高純度β-丙氨酸的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物化學工程領域，涉及一種高純度P -丙氨酸的制備方 法。
背景技術：
P-丙氨酸(英文名Beta-Alanine)又名3-氨基丙酸，結構式為 H2NCH2CH2C00H。1972年由Ross禾卩Monroe在尿嘧啶的降解產物中發(fā)現(xiàn)。 它是一種非蛋白質的氨基酸，是自然界中唯一的P型氨基酸。 酸是一種重要的生化原料，在醫(yī)藥、詞料和食品等領域有著十分廣泛 的應用。
目前3-丙氨酸主要采用化學合成法生產，如(1) U.S. 2376334和 BP561013所報道的丙烯酸或丙烯酸酯與氨水，加壓加熱反應的方法； (2) U. S. 2335997和U. S. 2377401所報道的丙烯腈與氨水，加壓加熱 反應，然后水解的方法，兩種方法制備的P-丙氨酸均含有大量的雜質 鹽，如銨鹽、Ba-Ba-丙氨酸或NaCl等，需要進行純化。對于含有雜質 的P -丙氨酸純化的方法有以下幾種
(1) 醇析法如U. S. 3， 932， 501和JP74， 29， 170所公開的以 醇類溶劑進行重結晶的方法；
(2) 離子交換法Khim-Farm， zh. ， 4(2)， 27， 1970;湖南化工，2， 60， 1989所公開的離子交換法；
(3) JP81， 118， 047所公開的以離子交換膜進行的電滲析法。 以上文獻所公開的純化p-丙氨酸的技術均存在明顯的缺陷，如操
作繁瑣，費用較高，通常收率不超過80%。為此必須找到一種新的易
操作，低成本的純化方法，以滿足工業(yè)生產的需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種易操作、低成本純化的高純度3 -丙氨酸 的制備方法。
本發(fā)明提供的一種高純度3-丙氨酸的制備方法，其包括以下歩
驟
一種高純度e-丙氨酸的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下
將工業(yè)級P -丙氨酸加入去離子水中進行溶解，其中去離子水和工
業(yè)級3-丙氨酸的配比(重量)為H 20 : H2N CH2 CH2C00 H = (2.0
一 50. 0 ) : 1 ;
加入活性炭脫色；
把脫色后的溶液進行電滲析除雜和過濾，去掉存在于溶液中的雜 質離子，以及除去溶液中的機械雜質，并且用超濾除去溶液中的內毒
素；
使溶液經過反滲透初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體，加入無水甲醇或 乙醇，冷卻結晶，離心過濾獲得濾餅和結晶母液；對濾餅進行加熱干 燥，獲得精制的P-丙氨酸晶體。
在本發(fā)明提供的一種高純度e-丙氨酸的制備方法中，整個生產過 程中的反應釜及物料輸送管路處于密封狀態(tài)中。
采用本發(fā)明避免了醇析法中使用大量甲醇或乙醇的缺陷，節(jié)省了原 材料的費用，降低了蒸餾回收甲醇或乙醇所需能源的消耗。而且，在 生產過程中，對環(huán)境的污染小，對操作人員身體危害比較小。 與離子交換法生產P-丙氨酸相比較，由于取消了離子交換樹脂的使 用，降低了酸堿試劑的消耗量。
本發(fā)明簡化了 3 -丙氨酸的生產步驟，并且防止結晶母液與外界接觸， 避免了外界雜質進入結晶母液降低產品質量的狀況，使得3-丙氨酸的 品質得到大大提高，產品透光率》99%。


圖l是本發(fā)明中P-丙氨酸純化的生產流程示意圖。 如圖l所示，在本發(fā)明提供的P-丙氨酸生產方法中，其包括以下
步驟
將工業(yè)級P -丙氨酸加入去離子水中進行溶解，去離子水的用量是工業(yè) 級e-丙氨酸的2-50倍。在溶解溫度為50-80°C ，時間為0.5-1.5小
時條件下，使工業(yè)級3-丙氨酸在去離子水中溶解。同時，在P-丙氨
酸的去離子水溶液中，加入活性炭進行脫色，加入活性炭的量為o.oi
-1% (重量比)，即以e-丙氨酸和去離子水的溶液重量比為0. 01 —
1 %加入活性炭。
采用袋式過濾器，對經過脫色溶液進行過濾，在袋式過濾器中采
用的過濾袋中的微孔尺寸是0.5-0.1微米，以便去掉存在于溶液中的 機械雜質，并且采用超濾方法除去溶液中的內毒素。
采用現(xiàn)有技術中公知的電滲析方法，除去存在于工業(yè)級3 -丙氨酸 和去離子水溶液中的雜質離子，以及除去存在于溶液中的鹽分。
使溶液經過現(xiàn)有技術中公知的反滲透初步濃縮后，再蒸發(fā)濃縮至 膠體后加入甲醇，冷卻結晶，離心獲得濾餅，其結晶溫度為55-20°C， 結晶時間為1.5 —4. 5小時。
采用連續(xù)盤式干燥機對濾餅進行干燥，其加熱溫度為50-7CTC ， 獲得精制的P-丙氨酸晶體。
以下通過具體實施例進行說明。
實施例1
將工業(yè)級e-丙氨酸100克加入200毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度70 °C ，溶解時間1.5小時。在溶液中加入O. 2 Q/^的活性 炭脫色，對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是O. 5微米，去 除溶液中的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。 然后采用超濾方法除去溶液中的內毒素。處理過的溶液經反滲透方法 初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇，然后送入結晶鍋冷卻結 晶，結晶溫度2(TC，結晶時間4小時，離心后得到濾餅。濾餅用無水 甲醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥溫度約6(TC ，獲得 精制的3-丙氨酸晶體。
實施例2
將工業(yè)級P-丙氨酸IOO克加入500毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度6(TC ，溶解時間1小時。在溶液中加入0. lQ/^的活性炭脫色， 對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是0.2微米，去除溶液中
的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。然后采 用超濾方法(濾膜濾孔直徑O. 1微米)除去溶液中的內毒素。處理過 的溶液經反滲透方法初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇后送
入結晶鍋冷卻結晶，結晶溫度25。C ，結晶時間4.5小時，離心后得 到濾餅。濾餅用無水甲醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥 溫度約70 °C ，獲得精制的3-丙氨酸晶體。 實施例3
將工業(yè)級P -丙氨酸100克加入1000毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度55°C ，溶解時間1.5小時。在溶液中加入0.05 %的活性 炭脫色，對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是0.5微米，去 除溶液中的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。 然后采用超濾方法除去溶液中的內毒素。處理過的溶液經反滲透方法 初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇后送入結晶鍋冷卻結晶， 結晶溫度2(TC ，結晶時間4小時，離心后得到濾餅。濾餅用無水甲 醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥溫度約65°C ，獲得精 制的P-丙氨酸晶體。
實施例4
將工業(yè)級3-丙氨酸100克加入2500毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度75'C ，溶解時間1.5小時。在溶液中加入O. 2 %的活性炭 脫色，對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是O. 5微米，去除 溶液中的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。 然后采用超濾方法除去溶液中的內毒素。處理過的溶液經反滲透方法 初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇后送入結晶鍋冷卻結晶， 結晶溫度2(TC ，結晶時間3. 5小時，離心后得到濾餅。濾餅用無水 甲醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥溫度約60°C ，獲得 精制的P-丙氨酸晶體。
實施例5
將工業(yè)級P-丙氨酸IOO克加入4000毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度50'C ，溶解時間O. 5小時，在溶液中加入O. 05 Q/^的活性
炭脫色，對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是O. 5微米，去 除溶液中的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。 然后采用超濾方法除去溶液中的內毒素。處理過的溶液經反滲透方法 初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇后送入結晶鍋冷卻結晶，
結晶溫度30。C ，結晶時間4. 5小時，離心后得到濾餅。濾餅用無水 甲醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥溫度約68°C ，獲得 精制的P-丙氨酸晶體。 實施例6
將工業(yè)級0-丙氨酸IOO克加入5000毫升去離子水中進行溶解， 溶解溫度53°C ，溶解時間O. 5小時。在溶液中加入O. 08 %的活性 炭脫色，對經過脫色的溶液進行過濾，濾紙微孔尺寸是0.2微米，去 除溶液中的機械雜質。再采用電滲析方法去掉上述溶液中的雜質離子。 然后采用超濾方法除去溶液中的內毒素。處理過的溶液經反滲透方法 初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體后加入無水甲醇后送入結晶鍋冷卻結晶， 結晶溫度2(TC ，結晶時間4小時，離心后得到濾餅。濾餅用無水甲 醇淋洗后采用連續(xù)盤式干燥機加熱干燥，干燥溫度約70°C ，獲得精 制的P-丙氨酸晶體。
根據本發(fā)明所公開的技術方案和實施例可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明所說的 方法操作簡便，產品純度高，滿足制藥企業(yè)的高端要求。
權利要求
1、一種高純度β-丙氨酸的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下將工業(yè)級β-丙氨酸加入去離子水中進行溶解，其中去離子水和工業(yè)級β-丙氨酸的配比(重量)為H2O∶H2NCH2CH2COOH＝(2.0-50.0)∶1；加入活性炭脫色；把脫色后的溶液進行電滲析除雜和過濾，去掉存在于溶液中的雜質離子，以及除去溶液中的機械雜質，并且用超濾除去溶液中的內毒素；使溶液經過反滲透初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體，加入無水甲醇或乙醇，冷卻結晶，離心過濾獲得濾餅和結晶母液；對濾餅進行加熱干燥，獲得精制的β-丙氨酸晶體。
2 、根據權利要求1所述的高純度e-丙氨酸的制備方法，其特 征在于所述使工業(yè)級3-丙氨酸和去離子水的溶液進行溶解的時間為0.5 —1.5小時，其溶解溫度為50 —8(TC 。
3 、根據權利要求1所述的高純度3-丙氨酸的制備方法，其特征在于對于工業(yè)級f5-丙氨酸和去離子水的溶液進行脫色時，以e-丙氨酸和去離子水的溶液重量比為0. 01 —l %加入活性炭。
4 、根據權利要求1所述的高純度e-丙氨酸的制備方法，其特征在于采用袋式過濾器，對經過脫色溶液進行過濾，在袋式過濾器中采用的過濾袋中的微孔尺寸是0.5 —O. 1微米，采用超濾方法除去 溶液中的內毒素。
5 、根據權利要求1所述的高純度P -丙氨酸的制備方法，其特征在于采用電滲析方法除去存在于工業(yè)級和去離子水溶液中的雜質離 子，以及除去存在于結晶母液中的鹽分。
6 、根據權利要求l所述的高純度P-丙氨酸的制備方法，其特征在于使經過反滲透再濃縮后的溶液冷卻結晶時，其結晶溫度為55-2(TC ，結晶時間為1.5-4.5小時。
7 、根據權利要求1所述的高純度P-丙氨酸的制備方法，其特征在于采用連續(xù)盤式干燥機對濾餅進行加熱干燥，其加熱溫度為50-70。C。
8、根據權利要求l所述的高純度3-丙氨酸的制備方法，其特征在于生產過程中的反應釜及物料輸送管路處于密封狀態(tài)中。
全文摘要
本發(fā)明是高純度β-丙氨酸的制備方法，包括以下步驟將工業(yè)級β-丙氨酸加入去離子水中進行溶解，其中去離子水和工業(yè)級β-丙氨酸的配比(重量)為2.0-50.0∶1，加入活性炭脫色；把脫色后的溶液進行電滲析除雜和過濾，用超濾除去溶液中的內毒素；使溶液經過反滲透初步濃縮再蒸發(fā)濃縮至膠體，加入無水甲醇或乙醇，冷卻結晶，離心過濾獲得濾餅和結晶母液；對濾餅進行加熱干燥，獲得精制的β-丙氨酸晶體。本發(fā)明提供的低成本的純化方法，滿足工業(yè)生產的需求。
文檔編號C07C227/40GK101100437SQ20071009666
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權日2007年8月15日
發(fā)明者梅 吳, 王祖元, 馬云峰 申請人:安徽天潤得生物工程有限公司