一种从发酵液中制备5-氨基乙酰丙酸盐酸盐的生产工艺及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种从发酵液制备5‑氨基乙酰丙酸(ALA)盐酸盐的生产方法，包括利用含5‑氨基乙酰丙酸的发酵液制备得到ALA盐粗品，再将ALA盐粗品用盐酸复溶结晶制备获得ALA盐酸盐，该工艺实用性强、环境友好且设备成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种从发酵液中制备5-氨基乙酰丙酸盐酸盐的生产工艺及其应用
本专利技术涉及生物化工产品的分离纯化领域；具体地说，本专利技术涉及一种5-氨基乙酰丙酸盐酸盐的生产工艺及其应用。
技术介绍
5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinicacid，ALA，以下简称ALA)是生物体合成血红素、叶绿素、维生素B12等四吡咯化合物的前体，四吡咯化合物则是细胞色素、血红蛋白、叶绿体蛋白等的重要组成部分，在生命活动中发挥着重要作用。因具有可降解和无毒无残留等特点，ALA在医药、保健、农业、畜牧业、化工等领域应用前景广阔，是一种重要的高附加值生物基化学品。目前ALA主要通过化学合成方法制备，存在反应步骤多、转化率低、能耗物耗高、制备过程中使用有毒原料、环境污染严重等缺点，也导致市场上ALA盐酸盐价格高达1万元/公斤以上。高昂的价格使得目前ALA的应用主要集中在附加值较高的医药和保健等领域，对产品纯度要求在98％以上，且在医药领域主要以ALA盐酸盐的形式应用。近年来，随着基因工程和工业生物技术的快速发展，利用微生物发酵法合成ALA逐渐成为研究的重点。已有大量文献和专利报道了提高工程菌株ALA合成能力的方法。这些方法虽然已经降低了ALA的生产成本，但是发酵液还需要进一步的分离精制才能得到最终产品ALA盐酸盐。目前，已报道的从发酵液中制备ALA盐酸盐的生产工艺通常先采用离子交换法、萃取法等方法去除杂质，得到粗品溶液，然后对粗品溶液进行蒸发浓缩，浓缩液通过添加有机溶剂(醇类或酮类，CN101268036B)或降温(-10℃，CN101624350B)结晶得到ALA盐酸盐。该方法虽然能够得到纯度较高的样品，但在实际应用过程中仍然存在两个问题：一是医药级产品的质量要求高，生物发酵过程由于培养及成分相对复杂，因此提取过程中需要经过结晶、重结晶才能达到要求；二是在ALA盐酸盐制备过程中，氯离子对不锈钢设备的腐蚀比较严重，导致减压蒸发器维护困难，使用寿命短，浓缩蒸发过程中氯化氢的挥发还会产生刺激性气味，造成比较大的环境问题。此外，上述制备过程有机溶剂和零度以下低温条件的使用还造成生产成本的升高，同时对环境造成较大的污染。因此，本领域急需开发实用性强、环境友好且设备成本低的ALA盐酸盐分离提取工艺，满足高纯度ALA盐酸盐的市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发酵液中ALA盐酸盐的生产方法，这种方法应具备操作简便、实用性强、环境友好且成本低等优点，还要能够高纯度、高收率地获得ALA盐酸盐。在第一方面，本专利技术提供一种从发酵液中制备ALA盐酸盐的生产方法，包括以下步骤：1)用pKa1值大于-8的酸对ALA发酵液进行酸化，从而得到ALA盐粗品；2)用浓盐酸处理步骤1)得到的ALA盐粗品，从而得到ALA盐酸盐。在具体的实施方式中，在步骤1)之前，所述方法还包括对ALA发酵液进行预处理的步骤。在优选的实施方式中，所述对ALA发酵液进行预处理的步骤是指用酸对ALA发酵液进行酸化，过滤，然后进行纯化。在优选的实施方式中，所述预处理中的酸化是指用任何酸将ALA发酵液调节pH至7以下，优选3-4，然后经过滤，包括但不限于离心、微滤、压滤中的一种或几种，优选离心和微滤，得到ALA清液；所述纯化是指将ALA清液进行纯化，其方法包括但不限于离子交换、萃取、超滤、纳滤、脱色中的一种或几种，优选离子交换。在优选的实施方式中，在用pKa1值大于-8的酸对纯化后的ALA发酵液进行酸化后，进行浓缩、结晶后获得ALA盐粗品。在优选的实施方式中，在步骤1)中，用pKa1值大于-8的酸将ALA发酵液调节pH至7以下，优选2-3。在优选的实施方式中，在步骤1)中，所述浓缩是指将酸化后的ALA发酵液进行浓缩得到ALA浓缩液，其方法包括但不限于常压蒸发、减压蒸发和反渗透中的一种或几种，优选减压蒸发。在优选的实施方式中，在步骤1)中，所述结晶是指将ALA浓缩液在有机溶剂中经一次或多次结晶得到ALA盐，有机溶剂包括但不限于：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一种或几种，优选乙醇。在具体的实施方式中，pKa1值大于-8的酸是指酸性弱于浓盐酸的有机酸或无机酸，包括但不限于硝酸、亚硝酸、磷酸、磺酸、亚硫酸、丙酮酸、柠檬酸中的一种或几种；优选硝酸、磷酸，最优选磷酸。在具体的实施方式中，在步骤2)中，用浓盐酸将步骤1)得到的ALA盐复溶，通过一次或多次结晶得到ALA盐酸盐。在优选的实施方式中，在步骤2)中，结晶时可通过降温或在降温的同时加入有机溶剂的方法，进行一次或多次结晶，有机溶剂包括但不限于：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一种或几种，优选乙醇。在优选的实施方式中，所述方法包括以下步骤：用酸将ALA发酵液调节pH至7以下，优选3-4；后进行微滤除菌、离子交换，再用pKa1值大于-8的酸将离子交换后的溶液调节pH至7以下，优选2-3；后进行减压蒸发浓缩得到ALA浓缩液；用无水乙醇对ALA浓缩液进行一次或多次结晶得到ALA盐粗品；用浓盐酸将ALA盐粗品复溶，通过一次或多次结晶得到ALA盐酸盐。在优选的实施方式中，所述方法包括以下步骤：将ALA发酵液酸化至pH3.50，80℃、15min灭活后，利用100nm陶瓷膜过滤除菌，后以2BV/h速率通过阳离子交换树脂吸附，以1BV/h速率0.5M氨水洗脱，得到ALA洗脱液；用磷酸将ALA洗脱液调pH至2.50，在50-70℃、减压条件下，浓缩至ALA含量600g/L以上，得到ALA浓缩液；将浓缩液边搅拌边加入等体积的无水乙醇，降温至6-8℃，结晶3h，母液继续蒸发结晶，进行二次结晶，得到ALA盐粗品；用浓盐酸将ALA盐粗品加热溶解，搅拌，不加或加入等体积的无水乙醇，降温至6-8℃，结晶3h，得到ALA盐酸盐。在具体的实施方式中，所述方法得到的ALA盐酸盐纯度为95％以上，优选98％以上，更优选99％以上，最优选99.5％以上；在具体的实施方式中，在步骤2)中，所述方法得到的ALA盐酸盐的结晶收率为50％以上，优选60％以上，更优选70％以上，最优选80％以上。在第二方面，本专利技术提供一种ALA盐酸盐晶体，其特征在于所述晶体采用本专利技术第一方面所述的方法制得。在第三方面，本专利技术提供一种药物组合物，该药物组合物中含有本专利技术第一方面所述方法制得的ALA盐酸盐或第二方面所述的ALA盐酸盐晶体以及药学上可接受的赋形剂。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。具体实施方式本专利技术人对ALA盐酸盐的生产进行了广泛而深入的研究，出乎意料地发现先将ALA发酵液经预处理、酸化、浓缩、结晶制备得到ALA盐粗品，再将得到的ALA盐粗品复溶结晶得到ALA盐酸盐，能够显著降低设备成本，并且该方法对环境和操作人员友好，制备得到的ALA盐酸盐的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从发酵液中制备ALA盐酸盐的生产方法，包括以下步骤：/n1)用pKa1值大于-8的酸对ALA发酵液进行酸化，从而得到ALA盐粗品；/n2)用浓盐酸处理步骤1)得到的ALA盐粗品，从而得到ALA盐酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种从发酵液中制备ALA盐酸盐的生产方法，包括以下步骤：
1)用pKa1值大于-8的酸对ALA发酵液进行酸化，从而得到ALA盐粗品；
2)用浓盐酸处理步骤1)得到的ALA盐粗品，从而得到ALA盐酸盐。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)之前，所述方法还包括对ALA发酵液进行预处理的步骤。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，pKa1值大于-8的酸是指酸性弱于浓盐酸的有机酸或无机酸，包括但不限于硝酸、亚硝酸、磷酸、磺酸、亚硫酸、丙酮酸、柠檬酸中的一种或几种；优选硝酸、磷酸，最优选磷酸。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，用浓盐酸将步骤1)得到的AL...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑平，郭轩，陈久洲，周文娟，孙际宾，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12