本發(fā)明涉及藥物提純技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法。

背景技術(shù)：

丙氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，是組成人體蛋白質(zhì)的20種氨基酸之一。它有α-丙氨酸和β-丙氨酸兩種同分異構(gòu)體，兩種同分異構(gòu)體在理化性質(zhì)上差異很大，同時在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用也有明顯不同。β-丙氨酸稱3-氨基丙酸，無色晶體，分子式是c3h7no2，分子量為89.09，主要用于合成泛酸和泛酸鈣、肌肽、帕米膦酸鈉、巴柳氮等，在醫(yī)藥、飼料、食品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，同時還用于電鍍緩蝕劑和生化試劑。目前，關(guān)于β-丙氨酸主要采取化學(xué)合成法或生物合成法，采取化學(xué)合成法制備的β-丙氨酸含有大量雜質(zhì)，而且對環(huán)境造成極大的污染，特別是采用含腈原料，對環(huán)境及生物體都有極大的毒性，其純化方法操作繁瑣，費用較高，收率不超過80%；采取生物合成法制備的β-丙氨酸，對環(huán)境污染小，但是轉(zhuǎn)化率低，工藝條件復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，副產(chǎn)物較多。因此必須尋找一種簡單操作、低成本的純化方法，以滿足工廠生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有操作復(fù)雜、轉(zhuǎn)化率低等問題，本發(fā)明提供一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例采用了如下的技術(shù)方案：

一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法，所述結(jié)晶方法至少包括以下步驟：

步驟1、將含有β-丙氨酸的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液通過膜系統(tǒng)去除雜質(zhì)；

步驟2、將通過膜系統(tǒng)后的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液進(jìn)行濃縮，濃縮至質(zhì)量濃度為30-50%，在15-65℃下進(jìn)行脫色，得到料液；

步驟3、將所述料液通過微孔濾膜過濾，然后濃縮至質(zhì)量濃度為60-80%，采取降溫析晶，過濾，純化水洗滌，干燥即得所述β-丙氨酸。

上述步驟2中，濃縮至質(zhì)量濃度為30-50%，現(xiàn)有高分子膜設(shè)備在最高條件下濃度能到50%，再高濃度無法達(dá)到了。同時采用膜系統(tǒng)濃縮至30-50%能夠節(jié)省大量的能耗，每噸節(jié)約蒸汽6t，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。在15-65℃下溫度下進(jìn)行脫色可以有效去除內(nèi)毒素和色素，溫度過高物料容易變成黃色。

上述步驟3中，將料液濃縮至60-80%是為了保證收率，濃度低于60%收率明顯降低，高于80%物料過于粘稠，流動性太差。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法有效地利用β-丙氨酸的溶解度大的特點，通過控制料液濃度進(jìn)行降溫析晶，大幅度提高β-丙氨酸的結(jié)晶效果，對純度和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了控制，過程不用溶媒，降低成本，能達(dá)到較高的收率。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例提供一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法，所述結(jié)晶方法至少包括以下步驟：

步驟1、將含有β-丙氨酸的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液通過膜系統(tǒng)去除雜質(zhì)；

步驟2、將通過膜系統(tǒng)后的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液進(jìn)行濃縮，濃縮至質(zhì)量濃度為30-50%，在15-65℃下進(jìn)行脫色，得到料液；

步驟3、將所述料液通過微孔濾膜過濾，然后濃縮至質(zhì)量濃度為60-80%，采取降溫析晶，過濾，純化水洗滌，干燥即得所述β-丙氨酸。

本發(fā)明結(jié)晶方法有效地利用β-丙氨酸的溶解度大的特點，通過控制料液濃度進(jìn)行降溫析晶，大幅度提高β-丙氨酸的結(jié)晶效果，對純度和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了控制，過程不用溶媒，降低成本，能達(dá)到較高的收率。

優(yōu)選地，所述降溫析晶從濃縮溫度開始降溫，降溫梯度為每55-60min降溫8-10℃，降溫到20℃以下，反應(yīng)結(jié)束。

梯度降溫是為了更好保證晶型，形成晶型單一的單晶體，選擇其他方式降溫將導(dǎo)致晶體不完善，同時容易產(chǎn)生多種晶體，紅外檢測匹配度較差。

優(yōu)選地，所述步驟2或步驟3中濃縮溫度為70-85℃。

濃縮溫度高于85℃，溫度過高，物料變色發(fā)黃；溫度低于70℃，溫度過低，濃縮速率較慢。

優(yōu)選地，所述膜系統(tǒng)包括陶濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)。

所述含有β-丙氨酸的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液通過陶濾系統(tǒng)去除菌體殘片，采取超濾系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)去除小分子雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述步驟2中采用活性炭進(jìn)行脫色。

優(yōu)選地，所述活性炭脫色時間為30-60min。

脫色時間低于30min，脫色不完全；30-60min之間脫色基本完成，脫色時間高于60min，不符合實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)效益。

優(yōu)選地，所述含有β-丙氨酸的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液的質(zhì)量濃度為3-20%。

原始濃度能夠很好的控制物料的體積和后處理工時，濃度過高無法通過膜系統(tǒng)，濃度過低經(jīng)濟(jì)效益將較差。

優(yōu)選地，將所述降溫析晶過濾所得母液與含有β-丙氨酸的生物轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液混合，循環(huán)使用。

優(yōu)選地，所述純化水溫度為0-5℃。

溫度過高時，會導(dǎo)致物料溶解。

優(yōu)選地，所述料液經(jīng)過1-3次微孔濾膜。

微孔濾膜去除活性炭、微生物和內(nèi)毒素，過濾次數(shù)為1-3次時基本能去除完畢。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法有效地利用β-丙氨酸的溶解度大的特點，通過控制料液濃度進(jìn)行降溫析晶，大幅度提高β-丙氨酸的結(jié)晶效果，對純度和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了控制，過程不用溶媒，降低成本，能達(dá)到較高的收率。

為了更好的說明本發(fā)明實施例提供的，下面通過實施例做進(jìn)一步的舉例說明。

實施例1

本實施例提供一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法，包括以下步驟：

步驟1、取含有85.5kg的β-丙氨酸的500l酶轉(zhuǎn)化液，在室溫條件下分別通過陶濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)；

步驟2、在50℃條件下將通過膜系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化液濃縮至250l，然后加3kg活性碳，脫色吸附1h；

步驟3、將脫色后料液通過兩次微孔濾膜，過濾，然后在70℃條件下真空濃縮至料液的質(zhì)量濃度為75%，通過每60min降溫10℃的速率開始降溫析晶，緩慢降溫攪拌5h，降溫至20℃反應(yīng)結(jié)束，可得濕粉，過濾，純化水洗滌，干燥得干粉即β-丙氨酸。

本實施例1提供的β-丙氨酸的結(jié)晶方法收率：80%，β-丙氨酸純度：99.20%，β-丙氨酸含量：99.51%，降溫析晶過濾所得母液體積65l。

實施例2

本實施例提供一種β-丙氨酸的結(jié)晶方法，包括以下步驟：

步驟1、取含有150kg的β-丙氨酸的3t發(fā)酵料液，在室溫條件下分別通過陶濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)；

步驟2、在50℃條件下將通過膜系統(tǒng)的發(fā)酵料液濃縮至400l，然后加入實施例1所得母液，加入5kg的活性碳，脫色吸附1h；

步驟3、將脫色后料液通過兩次微孔濾膜，過濾，然后在80℃條件下真空濃縮至料液的質(zhì)量濃度為80%，通過每60min降溫10℃的速率開始降溫析晶，緩慢降溫攪拌5.5h，降溫至25℃反應(yīng)結(jié)束，可得濕粉，過濾，純化水洗滌，干燥得干粉即β-丙氨酸。

本實施例2提供的β-丙氨酸的結(jié)晶方法收率：81%，β-丙氨酸純度：98.64%，β-丙氨酸含量：98.71%。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。