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CN106045869A - 一种制备dl‑谷氨酸的方法 - Google Patents

一种制备dl‑谷氨酸的方法 Download PDF

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席日新
刘涛
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YIXING QIANCHENG BIOLOGICAL CO Ltd
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YIXING QIANCHENG BIOLOGICAL CO Ltd
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Abstract

本发明属于化学领域，公开了一种制备DL‑谷氨酸的方法，以L‑谷氨酸作为原料、去离子水作为溶剂、有机醛作为催化剂，脱水并消旋得到DL‑焦谷氨酸，再在酸性条件下水解得DL‑谷氨酸，调节反应液pH至等电点，得DL‑谷氨酸产品。本发明方法避免使用大量的有机酸或则是大量的工业液碱，降低了环保压力，在脱水时使用水杨醛可以降低消旋温度，采用水溶液体系中反应避免了固体高温直接脱水导致的大量的谷氨酸炭化，产品收率可达90％以上。

Description

一种制备DL-谷氨酸的方法
技术领域
本发明属于医药化学领域，具体涉及一种制备DL-谷氨酸的方法。
背景技术
DL-谷氨酸，是一种无色结晶，有鲜味。本品在水中微溶，溶于盐酸。化学式：C5H9NO4，分子量：147.13，化学结构式：
DL-谷氨酸大量存在于谷类蛋白质中，在动物脑中含量也较多；在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
DL-谷氨酸主要用作食品鲜味料，也用作生化试剂和发酵用原料，也是氨基酸类药。近年来，随着科学研究的深入和各种新药的开发，人们对非天然氨基酸的重要性有了深入的认识，DL-谷氨酸已成为一些食品鲜味料的主要原料中间体。
目前，DL-谷氨酸的生产制备方法主要有以下几种：
A、采用L-谷氨酸在有机酸溶液中加入催化剂水杨醛，在80-100℃的条件下发生消旋，然后再通过蒸馏去除有机溶剂、加入水溶解脱色、冷却结晶得到DL-谷氨酸；
B、采用L-谷氨酸在无机碱溶液中加入催化剂水杨醛，在高温高压的条件下发生消旋，然后再通过硫酸(盐酸)调节pH到等电点，提取出DL-谷氨酸；
C、采用L-谷氨酸固体直接在高温、高压的情况下脱水生成L-焦谷氨酸的同时发生消旋反应得到DL-焦谷氨酸，通过取样检测反应液的旋光，当反应液旋光达到“0”时，加入15％的盐酸进行水解，让DL-焦谷氨酸发生水解生成DL-谷氨酸，再通过碳酸钠调节pH到等电点，提取出DL-谷氨酸，收率一般在75～80％。
以上方法使用大量的有机酸或者大量的工业液碱，污染环境，环保资金投入大，压力也大。固体高温直接脱水导致的大量的谷氨酸炭化，影响收率。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中的不足，提供一种制备DL-谷氨酸的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种制备DL-谷氨酸的方法，以L-谷氨酸作为原料、去离子水作为溶剂、有机醛作为催化剂，脱水并消旋得到DL-焦谷氨酸，再在酸性条件下水解得DL-谷氨酸，调节反应液pH至等电点，得DL-谷氨酸产品。
本发明所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)、以L-谷氨酸作为原料、去离子水作为溶剂、有机醛作为催化剂，在温度118～125℃反应22～26小时脱水并消旋得到DL-焦谷氨酸；
步骤(2)、反应液加入适量酸，在酸性条件下加热回流3～4小时，使DL-焦谷氨酸水解生成DL-谷氨酸；
步骤(3)、调节反应液pH至2.7～3.2，等电法提取DL-谷氨酸，得DL-谷氨酸成品。
步骤(1)中，所述的L-谷氨酸与去离子水的重量体积比(g：ml)为0.1～0.3：1，优选为0.2～0.3：1。
所述的有机醛与L-谷氨酸的摩尔比为0.002～0.02：1，优选为0.006～0.008：1；所述的有机醛为水杨醛(又名：邻羟基苯甲醛，结构式：)。
步骤(2)中，所述的酸为浓度为98％的硫酸。加入的酸的反应液的体积比为1：6～8，使使DL-焦谷氨酸在强酸条件下水解生成DL-谷氨酸。
本发明的有益效果：
1、本发明避免使用大量的有机酸或大量的工业液碱，降低了环保压力，降低了环保成本，环保处理能力要求也相应降低。
2、采用水溶液体系避免了固体高温直接脱水导致的大量的谷氨酸炭化，产品收率可达90％以上，收率较固体高温直接脱水制备DL-谷氨酸提高了10％～15％。
具体实施方式
实施例1
在3L不锈钢反应釜内投料：L-谷氨酸320g、去离子水1600mL、水杨醛2g，升温到118℃～120℃，L-谷氨酸脱水生成L-焦谷氨酸的同时发生消旋反应，定时取样检测反应液，反应24小时后反应液比旋光度为“0”，说明L-谷氨酸脱水并消旋到终点；反应液终体积1580mL，将反应液降温至90℃并转入3000mL三口烧瓶中，加入225mL浓度为98％的硫酸，在酸性条件下加热回流3～4小时，水解得DL-谷氨酸，加入氢氧化钠(氨)调节pH至2.7～3.2等电法提取DL-谷氨酸，得DL-谷氨酸成品302g(收率94.4％)。
实施例2
在3L不锈钢反应釜内投料：L-谷氨酸400g、去离子水2000mL、水杨醛2g，升温到118℃～120℃，维持24小时，定时取样检测反应液，反应24小时后反应液比旋光度为“0”，L-谷氨酸脱水并消旋到终点；得到DL-焦谷氨酸；反应液终体积1980mL，将反应液降温至80℃并转入3000mL三口烧瓶中，加入275mL浓度为98％的硫酸，在酸性条件下加热回流3～4小时，水解得DL-谷氨酸，加入氢氧化钠(氨)调节pH2.7～3.2等电法提取DL-谷氨酸，得DL-谷氨酸成品375.2g(收率93.8％)。
表1实施例1和实施例2的产物的检测结果
由表1可知：本发明方法采用水溶液体系，避免使用大量的有机酸或大量的工业液碱，降低了环保压力，降低了环保成本，环保处理能力要求也相应降低。同时避免了谷氨酸炭化，产品收率可达90％以上，和采用L-谷氨酸固体直接高温、高压下脱水相比，收率提高了10％～15％。

Claims (7)

1.一种制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于它以L-谷氨酸作为原料、去离子水作为溶剂、有机醛作为催化剂，脱水并消旋得到DL-焦谷氨酸，再在酸性条件下水解得DL-谷氨酸，调节反应液pH至等电点，得DL-谷氨酸产品。
2.根据权利要求1所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)、以L-谷氨酸作为原料、去离子水作为溶剂、有机醛作为催化剂，在温度118～125℃反应22～26小时脱水并消旋得到DL-焦谷氨酸；
步骤(2)、反应液加入适量酸，在酸性条件下加热回流3～4小时，使DL-焦谷氨酸水解生成DL-谷氨酸；
步骤(3)、调节反应液pH至2.7～3.2，等电法提取DL-谷氨酸，得DL-谷氨酸成品。
3.根据权利要求1或2所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于所述的L-谷氨酸与去离子水的重量体积比为0.1～0.3：1；
所述的有机醛与L-谷氨酸的摩尔比为0.002～0.02：1。
4.根据权利要求3所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于所述的L-谷氨酸与去离子水的重量体积比为0.2～0.3：1；
所述的有机醛与L-谷氨酸的摩尔比为0.006～0.008：1。
5.根据权利要求1或2所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于所述的有机醛为水杨醛。
6.根据权利要求2所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于步骤(2)中，所述的酸为浓度为98％的硫酸。
7.根据权利要求2所述的制备DL-谷氨酸的方法，其特征在于步骤(2)中，加入的酸的反应液的体积比为1：6～8。
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