本发明专利技术提供一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法及工艺系统，包括L-丙氨酸甲酯的合成，丙谷二肽的合成，酶的失活，过滤，丙谷二肽粗品一的制备，丙谷二肽粗品二的制备。本发明专利技术工艺系统还包括L-丙氨酸甲酯合成釜（1）、L-丙氨酸甲酯贮罐（2）、丙谷合成反应釜（3）、酶贮罐（4）、贮罐（5）、树脂柱（6）、母液回收罐（7）组成的生产线。本发明专利技术有效去除杂质，提高成品的纯度；对设备要求简单；收率高，后处理简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法及工艺系统
本专利技术涉及一种合成丙谷二肽的方法，尤其是采用高效的生物酶催化合成技术的丙谷二肽生物合成方法，具体是一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法和工艺系统。
技术介绍
N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酸胺（又称丙氨酰谷氨酰胺）属于氨基酸的衍生物，简称丙谷二肽，主要用于人体保健行业，是人体含量最丰富的氨基酸谷氨酰胺的理想替代品。由于谷氨酰胺极为重要的生理功能和药理作用，使其在肠外营养中的应用受到人们普遍的重视。但是由于它的溶解度低，而且溶液中不稳定，在加热灭菌的条件下，生成有毒的焦谷酸和氨，所以商品氨基酸制剂中都不含有谷氨酰胺。只有将其转化为稳定的衍生物才能对人体起作用。相对于谷氨酰胺而言，丙谷二肽的溶解度是谷氨酸胺的20倍，在储存和加热灭菌中也很稳定，可直接制备成输液制剂用于临床。丙谷二肽进入人体后即迅速分解成谷氨酰胺而发挥作用。研究证明，丙谷二肽在体内很快被分解为其组成氨基酸，半衰期很短，血液中只能检测到少量的二肽，仅有微量的二肽从尿液中排出，说明丙谷二肽可有效的被利用而且不会在血液中积聚，避免了可能产生的药理及生理性损害。健康人体长期静脉滴注丙谷二肽没有任何副作用及不良反应，不影响正常的肾功能。CN101659691A和CN1786019A公开了一种丙谷二肽的化学合成和工业化生产方法（如下路线），但是该方法反应合成路线长，环境污染大，工艺成本高。现有的酶法合成制备丙谷二肽后续工艺中，粗品中会夹杂反应液中的酶，很难去除，影响丙谷二肽的纯度和质量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种酶催化合成丙谷二肽的工艺方法。本专利技术第二个目的是提供一种酶催化合成丙谷二肽的工艺系统。本专利技术提供的丙谷二肽的生物合成采用生物酶采用专利号为201410670694.X中丙谷二肽的生物酶制备的方法所制备提供。本专利技术的技术方案：生物酶催化丙谷二肽的生物合成的反应式如下：本专利技术提供的所述的生物酶催化丙谷二肽的生物合成的方法，详述为如下步骤：（1）L-丙氨酸甲酯盐的合成A.将甲醇加入到反应釜中，并降温至0-10℃；B.将二氯亚砜在0-10℃滴加入反应釜中；C.二氯亚砜滴加完全后将丙氨酸一次性加入到反应釜中，保温搅拌30min，再缓慢升温至25-30℃，搅拌1h，再升温至45-50℃搅拌2h；D.50℃减压蒸掉绝大部分溶剂，获得L-丙氨酸甲酯盐；（2）丙谷二肽的合成A.将上述步骤制备的L-丙氨酸甲酯盐酸盐溶于水中并降温至0-10℃备用；B.将水加入到反应釜中并降温至5-10℃；C.将L-谷氨酰胺加入到反应釜中，并在该温度下用氨水调pH至8.8-9.2，将50%-60%酶量的酶加入到反应体系中；D.将L-丙氨酸甲酯盐酸盐水溶液在5-10℃缓缓滴加入反应釜中，用氨水调pH使pH维持在8.9-9.0，将上述酶加入反应釜中,搅拌反应生成丙谷二肽反应液。（3）酶的失活A.加入甲醇溶液；B.将上述反应液升温至80-95℃；C.加入5-7‰的活性炭搅拌20-30min后过滤；（4）过滤A.上述反应液用阳树脂酸性溶液吸附；B.用水洗脱树脂；C.用氨水洗脱树脂，收集洗涤液为丙谷二肽粗品溶液；（5）丙谷二肽粗品一的制备A.将上述步骤得到的丙谷二肽湿品和水加入溶解釜中，控制温度30-35℃搅拌溶解；加氨水调pH至7.3-7.5；B.在45-50℃外温下，浓缩至上述溶液中有固体出现，降温至30-35℃；C.将甲醇缓慢滴加入上述反应体系中，甲醇与上述纳滤浓缩液的质量比为5-6：1；D.滴加完全后搅拌20-30min后降温至5-10℃，保温搅拌1h后离心；E.用20%所用甲醇量的甲醇与水的混合溶液漂洗得到丙谷二肽粗品；（6）丙谷二肽粗品二的制备A.溶解：将上述步骤得到的丙谷二肽粗品一和1.0倍重量的水加入溶解釜中，30-35℃搅拌溶解；氨水调pH至7.2-7.3；B.将溶液50℃外温浓缩至有溶液中有固体出现，降温至30-35℃；C.将甲醇缓慢滴加入反应体系中；D.滴加完全后搅拌30min后降温至5-10℃，保温搅拌1h后离心；E.用20%所用甲醇量的甲醇与水的混合溶液漂洗得丙谷二肽粗品二；（7）丙谷二肽的精制A.溶解：将上述步骤得到的丙谷二肽粗品二和水加入溶解釜中，40℃搅拌溶解；B.脱色：反应釜加入5-7‰的活性炭，搅拌30min，过滤；C.将上述过滤液干燥，得到丙谷二肽成品。本专利技术提供酶催化合成丙谷二肽的工艺系统，包括生产线，该生产线包括L-丙氨酸甲酯合成釜、L-丙氨酸甲酯贮罐、丙谷合成反应釜、酶贮罐、贮罐、树脂柱、母液回收罐；所述的L-丙氨酸甲酯合成釜位于所述的L-丙氨酸甲酯贮罐的上游，其间通过管道连接，所述的丙谷合成反应釜的上游分别与所述L-丙氨酸甲酯贮罐、所述酶贮罐、氨水加料罐管道连接，该丙谷合成反应釜的下游与所述贮罐的进料口管道连接；所述树脂柱的上游分别与所述贮罐的出料口、酸管道、氨水管道、水管道相连接；所述的树脂柱的下游与所述母液回收罐之间管道连接。作为优选，所述的贮罐有三个，通过管道首尾串联连接。作为优选，所述的生产线有三条，每条生产线中的树脂柱之间管道并联连接。作为优选，所述树脂柱中有阳树脂填充层。本专利技术的有益技术效果：本专利技术提供一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法，本专利技术利用生物酶催化合成丙谷二肽；经过加入甲醇溶液、升温加热，反应液中多余的酶失活，蛋白质变性絮凝，经活性炭过滤，除去絮凝的酶，用树脂柱进行吸附、加水去除氯离子，再用氨水洗脱出丙谷二肽粗品，经浓缩后用甲醇和水析晶，得到高纯度的丙谷二肽。本专利技术提供的酶催化合成丙谷二肽的制备方法，合成路线简单，原料便宜易得，设备要求简单，用酶量极少（0.2%），反应时间短（2-3小时），去除未反应的酶，提高成品的纯度；对设备要求简单；收率高，后处理简单，产品纯度高；成本低，具有极高的经济价值和市场竞争力。本专利技术提供一种酶催化合成丙谷二肽的工艺系统，包括三条生产线，各生产线中的树脂柱相互并联，三条生产线可以同时生产，也可以按工艺交替循环生产，三条生产线的树脂柱吸附、洗脱、再生过程循环交替进行，吸附的酸性尾液用于另一组树脂再生，第三组洗脱收集产物，该工艺系统经济、高效、环保，尾液能有效充分循环利用，排放量很少。母液回收罐有三个，首尾串联，位于下游的母液回收罐中收集并浓缩的母液返回到上游的母液回收罐中，与树脂柱直接连接的母液回收罐中收集的丙谷二肽粗品母液浓度最高，可返回树脂柱进行吸附洗脱获得浓度较高的丙谷二肽溶液，进一步精制得到目标物。附图说明图1为本专利技术的示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1：将180kg甲醇加入到1000L反应釜中，并降温至0℃；将78.6kg二氯亚砜在0℃滴加入反应釜中；二氯亚砜滴加完全后将52.5kgL-丙氨酸一次性加入到反应釜中，保温搅拌30min，再缓慢升温至25℃，搅拌1h，再升温至45℃搅拌2h；50℃减压蒸掉绝大部分溶剂，获得90kgL-丙氨酸甲酯盐；实施例2：将180kg甲醇加入到1000L反应釜中，并降温至10℃；将78.6kg二氯亚砜在10℃滴加入反应釜中；二氯亚砜滴加完全后将赖氨酸一次性加入到反应釜中，保温搅拌30本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）L‑丙氨酸甲酯盐的合成A. 将甲醇加入到反应釜中，并降温至0‑10℃；B. 将二氯亚砜在0‑10℃滴加入反应釜中； C. 二氯亚砜滴加完全后将丙氨酸一次性加入到反应釜中，保温搅拌20min‑30min，再缓慢升温至25‑30℃，搅拌30min‑1h，再升温至45‑50℃搅拌1‑2h；D. 50℃减压蒸掉绝大部分溶剂，获得L‑丙氨酸甲酯盐；（2）丙谷二肽的合成A. 将上述步骤制备的L‑丙氨酸甲酯盐酸盐溶于水中并降温至0‑10℃备用；B. 将水加入到反应釜中并降温至5‑10℃；C. 将L‑谷氨酰胺加入到反应釜中，并在该温度下用氨水调pH至8.8‑9.2，将50%‑60%酶量的酶加入到反应体系中；D. 将L‑丙氨酸甲酯盐酸盐水溶液在5‑10℃缓缓滴加入反应釜中，用氨水调pH使pH维持在8.9‑9.0，将上述酶加入反应釜中,搅拌反应生成丙谷二肽反应液；（3）酶的失活A. 加入甲醇溶液；B. 将上述反应液升温至60‑80℃；C. 加入5‑7‰的活性炭搅拌20‑30min后过滤 ；（4）过滤A. 上述反应液用阳树脂酸性溶液吸附；B. 用水洗脱树脂；C. 用氨水洗脱树脂，收集洗涤液为丙谷二肽粗品溶液；（5）丙谷二肽粗品一的制备A.将上述步骤得到的丙谷二肽湿品和水加入溶解釜中，控制温度30‑35℃搅拌溶解；加氨水调pH至7.3‑7.5；B.在45‑50℃外温下，浓缩至上述溶液中有固体出现，降温至30‑35℃； C. 将甲醇缓慢滴加入上述反应体系中，甲醇与上述溶液的质量比为5‑6：1；D. 滴加完全后搅拌20‑30min后降温至5‑10℃，保温搅拌1h后离心； E. 用甲醇与水的混合溶液漂洗得到丙谷二肽粗品一；（6）丙谷二肽粗品二的制备A. 溶解：将上述步骤得到的丙谷二肽粗品一和1.0倍重量的水加入溶解釜中，30‑35℃搅拌溶解；氨水调pH至7.2‑7.3；B. 将上述溶液保持50℃外温，浓缩至有溶液中有固体出现，降温至30‑35℃；C. 将甲醇缓慢滴加入反应体系中；D. 滴加完全后搅拌30min后降温至5‑10℃，析晶保温搅拌1h后离心；E. 用甲醇的水溶液漂洗得丙谷二肽粗品二；（7）丙谷二肽的精制A. 溶解：将上述步骤得到的丙谷二肽粗品二和水加入溶解釜中，40℃搅拌溶解；B. 脱色：反应釜加入5‑7‰的活性炭，搅拌30min，过滤；C. 将上述过滤液干燥，得到丙谷二肽成品。...
【技术特征摘要】
1.一种酶催化合成丙谷二肽的制备方法，采用如下装置：包括生产线，该生产线包括L-丙氨酸甲酯合成釜（1）、L-丙氨酸甲酯贮罐（2）、丙谷合成反应釜（3）、酶贮罐（4）、贮罐（5）、树脂柱（6）、母液回收罐（7）；所述的L-丙氨酸甲酯合成釜（1）位于所述的L-丙氨酸甲酯贮罐（2）的上游，其间通过管道连接，所述的丙谷合成反应釜（3）的上游分别与所述L-丙氨酸甲酯贮罐（2）、所述酶贮罐（4）、氨水加料罐管道连接，该丙谷合成反应釜（3）的下游与所述贮罐（5）的进料口管道连接；所述树脂柱（6）的上游分别与所述贮罐（5）的出料口、酸管道、氨水管道、水管道相连接；所述的树脂柱（5）的下游与所述母液回收罐（7）之间管道连接，其特征在于，包括以下步骤：（1）L-丙氨酸甲酯盐酸盐的合成；A.将甲醇加入到反应釜中，并降温至0-10℃；B.将二氯亚砜在0-10℃滴加入反应釜中；C.二氯亚砜滴加完全后将丙氨酸一次性加入到反应釜中，保温搅拌20min-30min，再缓慢升温至25-30℃，搅拌30min-1h，再升温至45-50℃搅拌1-2h；D.50℃减压蒸掉绝大部分溶剂，获得L-丙氨酸甲酯盐酸盐；（2）丙谷二肽的合成；A.将上述步骤制备的L-丙氨酸甲酯盐酸盐溶于水中并降温至0-10℃备用；B.将水加入到反应釜中并降温至5-10℃；C.将L-谷氨酰胺加入到反应釜中，并在该温度下用氨水调pH至8.8-9.2，将生物酶加入到反应体系中；所述生物酶为SEQIDNO:1所示的氨基酸序列；第一次加入总酶量50-60%的所述生物酶；D.将L-丙氨酸甲酯盐酸盐水溶液在5-10℃缓缓滴加入反应釜中，用氨水调pH使pH维持在8.9-9.0，将上述剩余总酶量50-40%的生物酶第二次加入反应釜中,搅拌反应生成丙谷二肽反应液；（3）生物酶的失活；A.加入甲醇溶液；B.将上述反应液升温至60-80℃；C.加入5-7‰的活性炭搅拌20-30min后...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢将军，许刘华，任世阔，吴锋，刘加根，华俊国，沈为标，
申请(专利权)人：江苏诚信药业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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