一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法技术

一种L‑草铵膦的产品精制和酶的回收方法，采用单级超滤工艺，反应液中的酶等大分子物质进行拦截，得到精制的L‑草铵膦料液，同时通过洗涤过滤处理，得到催化剂酶，该酶可重复使用，适用于各种L‑草铵膦酶转化反应液的纯化精制和酶的回收处理。该方法工艺流程短，投资省，运行费用低，节能节水，操作简单，便于实现自动化控制，同时，还具有产品回收率高，产品质量稳定可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法
本专利技术涉及农药生产
，特别是提供了一种双酶法生产L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法。
技术介绍
草铵膦属于次磷酸类高效、低毒、环境友好型非传导性灭生性除草剂。草铵膦具有两种不同的光学异构体，目前市场销售的草铵膦均为外消旋体，是L-草铵膦与D-草铵膦等比例的混合物。植物受药后，只有L-草铵膦才能抑制L-谷氨酰胺合成酶的生物活性，导致铵离子累积中毒，从而抑制光合作用，最终使植株死亡，而D-草铵膦不具备该性能。因此只有L-草铵膦才有除草活性，L-草铵膦除草活性为普通草铵膦的两倍。L-草铵膦的开发及商品化由日本明治公司率先完成，因为其产品为单一有效异构体，具有环境化学物质投放量更少，生产过程更加环保等优势，具有良好的市场前景及环境相容性。生物酶催化制备L-草铵膦按起始原料和合成途径不同分为3大类：（1）以L-草铵膦的衍生物为底物，通过酶法直接水解获得；（2）以外消旋草铵膦的前体为底物，通过酶的选择性拆分获得；（3）以外消旋草铵膦的前体为底物，通过多酶反应，先将D-草铵膦转化为2-羰基-4-（羟基甲基膦酰基）丁酸，再将2-羰基-4-（羟基甲基膦酰基）丁酸转化为L-草铵膦。其中第（1）种方法需要昂贵的手性原料为前体，原料不易获得。第（2）种方法理论收率只能达到50%，造成原料浪费。第（3）种方法原料易得，生产成本低，具有广阔市场前景。以外消旋草铵膦的前体为底物，通过酶的选择性转化获得L-草铵膦的方法为多步酶催化反应。专利CN111321193A，CN111363775A分别公开了一种生物多酶偶联法氧化还原不对称制备L-草铵膦的方法，以外消旋草铵膦为原料，经酶催化体系催化获得L-草铵膦，所述酶催化体系包括用于将外消旋草铵膦中的D-草铵膦催化为2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸的D-氨基酸氧化酶突变体、以及用于将2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸催化还原为L-草铵膦的转氨酶，并获得了D-氨基酸氧化酶突变体及草铵膦脱氢酶突变体的基因工程菌株。双酶法以外消旋草铵膦为底物制备L-草铵膦的酶解液成分复杂，其中不仅包含用作催化剂的酶和其它杂蛋白，还包括酶转化反应产生的副产物如丙酮等。因此，开发一条步骤简单、原料易得、成本可控的L-草铵膦酶转化反应液的精制工艺具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，特别是提供一种L-草铵膦酶转化反应液的纯化精制和酶的回收方法，采用单级超滤工艺，反应液中的酶等大分子物质进行拦截，得到精制的L-草铵膦料液，同时通过洗涤过滤处理，得到催化剂酶，该酶可重复使用。本专利技术采取以下技术方案：一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，包括以下步骤：（1）超滤浓缩：酶转化反应液无需预处理，进入超滤系统进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；（2）洗涤处理：浓缩后的酶转化反应液加入适量水，进入超滤系统继续进行一定温度下的洗涤处理，收集渗透液；（3）超滤浓缩：洗涤处理结束后，继续进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；（4）蒸发浓缩：将以上三步得到的渗透液合并，并通过蒸发浓缩，得到精制后的L-草铵膦溶液，可用于配制制剂或继续结晶干燥得到成品；（5）酶液回收：收集第三步得到的最终超滤浓缩液，加入pH缓冲液，妥善保存，可用于下一批反应。以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，其中第一步至第三步中设备为同一台超滤设备，所用的超滤膜为管式膜、平板膜、卷式膜或中空纤维膜中的一种，所用膜的材质包括金属膜、陶瓷膜、有机膜或其它无机膜，所用膜的分离精度为1.0-10.0纳米之间或者膜的切割分子量为1.0-100.0kD之间。作为优化，以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，所用超滤膜为有机管式膜、无机管式膜、有机平板膜或无机平板膜中的一种，所用膜的分离精度为2.0-6.0纳米之间或者膜的切割分子量为3.0-20.0kD之间。作为进一步优化，以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，所用超滤膜为管式金属烧结膜、管式陶瓷膜或管式有机烧结膜中的一种，所用膜的分离精度为3.0-5.0纳米之间或者膜的切割分子量为5.0-10.0kD之间。以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，超滤操作保持在一定温度下进行，该温度范围为20-40℃。作为优化，以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，超滤操作保持在一定温度下进行，该温度范围为25-35℃。以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，最终的超滤浓缩液，加入的pH缓冲液的pH范围为4.0-9.0。以上所述的一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，适用于各种L-草铵膦酶转化反应液的纯化精制和酶的回收处理。其有益效果为，工艺流程短，投资省，运行费用低，节能节水，操作简单，便于实现自动化控制，同时，还具有产品回收率高，产品质量稳定可靠等优点。具体实施方式以下结合实例进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例1一种L-草铵膦酶转化反应液料液，其中L-草铵磷含量14.3wt%，温度24.5℃，pH6.7，密度1.05g/ml。取上述L-草铵膦酶转化反应液料液100kg，用过滤精度为5nm（截留分子量10kD）的陶瓷膜进行循环浓缩处理，收集渗透液。操作条件：物料温度24-40℃，进膜压力0.39MPa，出膜压力0.27MPa，渗透背压0.18MPa，平均操作压力（TMP）0.15MPa。收集渗透液体积达到85kg时，开始给超滤浓缩液中加水，进行洗涤过滤，总加水量为50kg，分十次加入，每次渗透产水5kg，加水5kg。最后一次加水洗涤后，继续将超滤浓缩液浓缩至15kg（减量法）。试验过程中，膜的总平均渗透流量为38.2LMH。最终得到总渗透液135kg，总浓缩液15kg（减量法）。经分析化验，总浓缩液中L-草铵磷含量0.69wt%，总渗透液中L-草铵磷含量10.2wt%，总收率96.3%。所得总渗透液为澄清琥珀色液体，总浓缩液为白色浑浊液体。实施例2将实施例1得到的陶瓷膜总渗透液进行蒸发浓缩处理，得到澄清琥珀色浓缩液40kg，检测其中L-草铵磷含量32.6wt%。实施例3将实施例1得到陶瓷膜浓缩液收集，加入pH为6.0的磷酸缓冲液，最后得到回收的酶液13.6kg，该酶液可重复使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，包括以下步骤：/n（1）超滤浓缩：酶转化反应液无需预处理，进入超滤系统进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；/n（2）洗涤处理：浓缩后的酶转化反应液加入适量水，进入超滤系统继续进行一定温度下的洗涤处理，收集渗透液；/n（3）超滤浓缩：洗涤处理结束后，继续进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；/n（4）蒸发浓缩：将以上三步得到的渗透液合并，并通过蒸发浓缩，得到精制后的L-草铵膦溶液，可用于配制制剂或继续结晶干燥得到成品；/n（5）酶液回收：收集第三步得到的最终超滤浓缩液，加入pH缓冲液，妥善保存，可用于下一批反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，包括以下步骤：
（1）超滤浓缩：酶转化反应液无需预处理，进入超滤系统进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；
（2）洗涤处理：浓缩后的酶转化反应液加入适量水，进入超滤系统继续进行一定温度下的洗涤处理，收集渗透液；
（3）超滤浓缩：洗涤处理结束后，继续进行一定温度下的循环浓缩处理，收集渗透液；
（4）蒸发浓缩：将以上三步得到的渗透液合并，并通过蒸发浓缩，得到精制后的L-草铵膦溶液，可用于配制制剂或继续结晶干燥得到成品；
（5）酶液回收：收集第三步得到的最终超滤浓缩液，加入pH缓冲液，妥善保存，可用于下一批反应。


2.根据权利要求1所述一种L-草铵膦的产品精制和酶的回收方法，其中第一步至第三步中设备为同一台超滤设备，所用的超滤膜为管式膜、平板膜、卷式膜或中空纤维膜中的一种，所用膜的材质包括金属膜、陶瓷膜、有机膜或其它无机膜，所用膜的分离精度为1.0-10.0纳米之间或者膜的切割分子量为1.0-100.0kD之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君占，
申请(专利权)人：北京鑫佰利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11