一种采用水解法制备L‑焦谷氨酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用水解法制备L‑焦谷氨酸的方法。本发明专利技术采用L‑谷氨酸在水溶液中，温度100‑120℃下进行脱水反应，环化直接生成L‑焦谷氨酸，经过脱色、拆分、过滤、浓缩、结晶、离心和干燥得到L‑焦谷氨酸精品。整个工艺简单，可操控性强，产品收率和纯度高，便于大规模连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种采用水解法制备L-焦谷氨酸的方法
本专利技术涉及氨基酸生产
，尤其涉及一种采用水解法制备L-焦谷氨酸的方法。
技术介绍
L-焦谷氨酸，英文名：L-Pyroglutamicacid，化学名：L-2-吡咯烷酮-5-羧酸。L-焦谷氨酸是皮肤天然保湿因子的主要组分之一，被用作为日化领域的化妆品保湿剂。L-焦谷氨酸还可作为医药中间体与其它一些有机化合物生成衍生物，在医药行业有着广泛的应用。L-焦谷氨酸的合成有半合成法、酶转化法和全合成法，目前工业生产的主要方法是以谷氨酸为原料的半合成法。L-谷氨酸在130-150℃干燥条件下或油浴中使谷氨酸分子内脱水环化形成L-焦谷氨酸，同时产出大量内消旋体“DL-焦谷氨酸”共体，经拆分后得38-43％L-焦谷氨酸、20-25％DL-焦谷酸，还有大量原料在高温下碳化生成碳氧氢氮等气体，使得目标产物产率低下，成本过高，同时挥发的气体污染环境。专利技术CN201310732457.7报道了一种制备L-焦谷氨酸的方法，L-谷氨酸在乙醇溶液中在88～100℃条件下，在浓硫酸为催化剂的作用下脱水生成L-焦谷氨酸，该反应温度过低，L-谷氨酸脱水不完全，同时有难溶于水的L-谷氨酸残留，旋光度测值下降。专利技术CN201010214563.2报道了一种制备L-焦谷氨酸镁的方法，公开了L-谷氨酸脱水制备L-焦谷氨酸的方法，需要通过阳离子交换树脂柱分离L-焦谷氨酸和未焦化的L-谷氨酸，离子交换法提取会带来大量的污水。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种采用水解法制备L-焦谷氨酸的方法。具体的技术方案如下：S1、水解环化：将纯化水和L-谷氨酸投入到反应釜中，封闭投料口搅拌升温至沸腾，在一定温度下回流一段时间。取样用茚三酮检测直至呈阴性则反应完全。优选条件：纯化水与L-谷氨酸的质量比为5:1，在100-120℃回流8-10小时。S2、脱色：反应釜温度冷却到85-90℃，活性炭加入量为0.1％-5％，搅拌时间为10-50min。优选条件：活性炭加入量为1％，搅拌时间30min。S3、拆分过滤：将上述得到的脱色液打入拆分罐中降温至5-20℃，在适当温度下加入适量L-谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，通过压滤分离出。S4、浓缩结晶：将上述得到的焦谷氨酸拆分液在50-80℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20-26波美后转入结晶罐进行冷却，降温至结晶。优选在60℃温度下浓缩，降温至25℃结晶。S5、离心干燥：停止搅拌静止一段时间后吸出上清液，将剩下的焦谷氨酸结晶液在离心机中离心脱水后，在干燥箱中干燥，优选在60-65℃温度下干燥。本专利技术的有益效果在于：L-焦谷氨酸反应时的温度降低，极大的减少了DL-焦谷氨酸及其他杂质的生成，提高了L-焦谷氨酸的生成率；通过拆分过滤将未反应的谷氨酸析出并分离，过滤得到的谷氨酸可进到反应釜中反复利用，提高了物料的利用率和产物的生成率；制备工艺简单，可操控性强，产品收率和纯度高。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的具体实施方式进行说明。实施例1将5000公斤纯化水加入反应釜中，再加入1000公斤L-谷氨酸，封闭投料口搅拌升温至沸腾。在温度110℃下，回流反应8小时。取样，用茚三酮检测直至呈阴性反应完全。得到反应液冷却到85℃，加1％活性炭搅拌脱色，30min分钟后得到无色透明溶液后进行压滤。将上述得到的脱色液打入拆分罐中降温至5-20℃，在适当温度下加入适量L-谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，过滤得到的少量谷氨酸可进到反应釜中继续反应。将上述得到的焦谷氨酸拆分液在60℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20-26波美后转入结晶罐进行冷却，降温至25℃后结晶。停止搅拌静止一段时间后吸出上清液，将剩下的焦谷氨酸结晶液在离心机中离心脱水后，在60-65℃干燥箱中干燥。对干燥后的产品进行检测，包装。实施例2将4000公斤纯化水加入反应釜中，再加入1000公斤L-谷氨酸，封闭投料口搅拌升温至沸腾。在温度120℃下，回流反应9小时。取样，用茚三酮检测直至呈阴性反应完全。得到反应液冷却到90℃，加1％活性炭搅拌脱色，30分钟后得到无色透明溶液后进行压滤。将上述得到的脱色液打入拆分罐中降温至5-20℃，在适当温度下加入适量L-谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，过滤得到的少量谷氨酸可进到反应釜中继续反应。将上述得到的焦谷氨酸拆分液在60℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20-26波美后转入结晶罐进行冷却，降温至25℃后结晶。停止搅拌静止一段时间后吸出上清液，将剩下的焦谷氨酸结晶液在离心机中离心脱水后，在60-65℃干燥箱中干燥。对干燥后的产品进行检测，包装。实施例3将4000公斤纯化水加入反应釜中，再加入1000公斤L-谷氨酸，封闭投料口搅拌升温至沸腾。在温度100℃下，回流反应8小时。取样，用茚三酮检测直至呈阴性反应完全。得到反应液冷却到85℃，加1％活性炭搅拌脱色，30min分钟后得到无色透明溶液后进行压滤。将上述得到的脱色液打入拆分罐中降温至5-20℃，在适当温度下加入适量L-谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，过滤得到的少量谷氨酸可进到反应釜中继续反应。将上述得到的焦谷氨酸拆分液在60℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20-26波美后转入结晶罐进行冷却，降温至25℃后结晶。停止搅拌静止一段时间后吸出上清液，将剩下的焦谷氨酸结晶液在离心机中离心脱水后，在60-65℃干燥箱中干燥。对干燥后的产品进行检测，包装。本专利技术的技术方案需确定水解环化的最佳反应条件，以实施例1为基准改变加入的纯化水与L-谷氨酸的物料配比和水解环化反应时间，通过产率的高低对比确定最佳物料配比和最佳水解环化时间如表一所示：表一：水解时间和物料配比对产率的影响通过对比得到除反应温度外最佳物料配比和最佳水解环化反应时间为：加入的纯化水与L-谷氨酸的质量比为5:1，反应时间为9h。以上述表一得到的最佳反应条件为基准，温度作为对比条件，其他条件和其步骤同实验例1，检测在不同水解温度下L-焦谷氨酸的含量和产率得到如下表二：表二通过上述表格可以看出：在水解环化温度在100-120℃时，L-焦谷氨酸的产量和产率都较高，产率最高能达到99.5％，产率最高能得到95.8％。需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所揭露的仅为本专利技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，因此依本专利技术权利要所作的等同变化，仍属本专利技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用水解法制备L‑焦谷氨酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、水解环化：将纯化水和L‑谷氨酸投入到反应釜中，封闭投料口搅拌升温至沸腾，在一定温度下回流一段时间，取样茚三酮检测呈阴性；S2、脱色：反应釜中温度冷却到一定温度，加入活性炭搅拌，得到无色透明溶液；S3、拆分过滤：将经过脱色后的水解环化液打入拆分罐中降温至5‑20℃，在适当温度下加入适量L‑谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，通过压滤分离出；S4、浓缩结晶：L‑焦谷氨酸拆分液在50‑80℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20‑26波美转入结晶罐冷却至结晶；S5、离心干燥：停止搅拌静止后吸出上清液而后放入离心机中离心脱水后，在干燥箱中干燥。

【技术特征摘要】
1.一种采用水解法制备L-焦谷氨酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、水解环化：将纯化水和L-谷氨酸投入到反应釜中，封闭投料口搅拌升温至沸腾，在一定温度下回流一段时间，取样茚三酮检测呈阴性；S2、脱色：反应釜中温度冷却到一定温度，加入活性炭搅拌，得到无色透明溶液；S3、拆分过滤：将经过脱色后的水解环化液打入拆分罐中降温至5-20℃，在适当温度下加入适量L-谷氨酸晶种，使未水解环化的少量谷氨酸析出，通过压滤分离出；S4、浓缩结晶：L-焦谷氨酸拆分液在50-80℃，750毫米汞柱下的反应釜中浓缩至20-26波美转入结晶罐冷却至结晶；S5、离心干燥：停止搅拌静止后吸出上清液而后放入离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑民，
申请(专利权)人：成都百事兴科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51