制备不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末的方法技术

本申请涉及一种制备不含结晶水的L‑草铵膦铵盐的固体粉末的方法，所述方法包括：(1)对D,L‑草铵膦或2‑羰基‑4‑[羟基(甲基)膦酰基]丁酸经生物催化转化得到的L‑草铵膦转化液进行固液分离，以得到液体级分；(2)将步骤(1)得到的所述液体级分脱水浓缩，以得到浓缩物；(3)向步骤(2)得到的所述浓缩物中加入醇溶剂，以得到含醇溶液；(4)将步骤(3)得到的含醇溶液的pH调节为7‑9；(5)对步骤(4)得到的经pH调节的含醇溶液进行降温至析出L‑草铵膦铵盐晶体。本申请的方法操作简便、成本低廉，具有优良的工业化前景。本申请还涉及L‑草铵膦铵盐的固体形式和晶体形式。

【技术实现步骤摘要】
制备不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末的方法
本专利技术涉及农用除草剂领域，尤其是涉及一种从L-草铵膦转化液获取高纯度的不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末的方法，本专利技术还涉及L-草铵膦铵盐的固体形式。
技术介绍
草铵膦铵盐(glufosinate-ammonium)的化学名称为4-{羟基(甲基)膦酰基}-D,L-高丙氨酸铵盐，为谷氨酰胺合成抑制剂、非选择性触杀型除草剂。常见的草铵膦为D,L-外消旋体，其中只有L-草铵膦具有除草活性，D-草铵膦基本无活性。为了由D,L-草铵膦得到L-草铵膦，目前研究较多的是通过生物催化转化法将D,L-草铵膦转化为L-草铵膦，得到L-草铵膦转化液。CN108484665A提供了一种从该类转化液分离提取L-草铵膦的方法，过程中用到盐酸、阳离子树脂、结晶溶剂为丙酮与水的混合溶剂，操作繁杂，成本高，不利于工业化。CN107445986A提供了一种从该类转化液分离提取L-草铵膦盐酸盐的方法，得到的L-草铵膦盐酸盐不能直接应用于制剂配制。WO2020214631A1提供了一种从低含量L-草铵膦铵盐纯化至高含量L-草铵膦铵盐的方法，得到的L-草铵膦铵盐含一分子结晶水，含量为89％-92％，含量仍旧偏低，由于结晶水的存在，L-草铵膦铵盐在储存过程中易结块。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种从L-草铵膦转化液获取高纯度的不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末或固体形式或晶体形式的方法，所述方法通过固液分离、脱水浓缩、加醇结晶、调节pH和降温析晶步骤以高产率得到高纯度的、不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末。通过所述方法，用醇溶剂对L-草铵膦铵盐进行结晶，成本低廉、操作安全、对环境友善，制备的L-草铵膦铵盐固体粉末不含结晶水，含量大于92重量％，该铵盐固体粉末方便储运，性质稳定，可直接应用于制剂配制。在一些实施方式中，所述制备不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末或晶体形式的方法包括以下步骤：(1)对由D,L-草铵膦铵盐或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸(PPO)经生物催化转化得到的L-草铵膦转化液进行固液分离，以得到液体级分；(2)将步骤(1)得到的所述液体级分脱水浓缩，以得到浓缩物；(3)向步骤(2)得到的所述浓缩物中加入醇溶剂，以得到含醇溶液；(4)将步骤(3)得到的含醇溶液的pH调节为7-9；(5)对步骤(4)得到的经pH调节的含醇溶液进行降温至析出L-草铵膦铵盐晶体；其中，步骤(2)中，脱水浓缩至所述浓缩物中L-草铵膦铵盐的含量为70％-80％。L-草铵膦铵盐((2S)-2-氨基-4-(甲基亚膦酸基)丁酸铵，或Butanoicacid,2-amino-4-(hydroxymethylphosphinyl)-,ammoniumsalt,(2S)-)的结构如下式I所示。在本申请的上下文中，术语“L-草铵膦转化液”是指通过生物催化法将D,L-草铵膦或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸转化为L-草铵膦得到的转化液。所述转化液可以是由所述生物催化法直接得到的、未经进一步处理(例如提纯、浓缩)的反应液。通过生物催化法将D,L-草铵膦或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸转化为L-草铵膦的方法是本领域已知的。例如CN111321193A、CN112410383A和CN106978453A均公开了通过生物催化法将D,L-草铵膦或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸转化为L-草铵膦的方法。例如，所述生物催化法可以以D,L-草铵膦为原料，在酶或表达酶的细胞的存在下将D,L-草铵膦中的D-草铵膦转化为L-草铵膦。其中，所述酶可以为(R)-转氨酶和(S)-转氨酶，或者可以为氨基酸氧化酶和氨基酸脱氢酶(例如谷氨酸脱氢酶)，以及任选地其他酶，例如过氧化氢酶。除L-草铵膦外，所述L-草铵膦转化液还可以包含表达酶的菌体以及其他上述转化反应的副产物，例如氨基酸、无机离子、乙酸、铵离子和/或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸。在一些实施方式中，所述L-草铵膦转化液包含细胞碎片、杂蛋白、D-氨基酸氧化酶、L-氨基酸脱氢酶、醇脱氢酶、PPO、D,L-草铵膦、丙酮和/或异丙醇。在一些实施方式中，所述L-草铵膦转化液包含细胞碎片、杂蛋白、D-氨基酸氧化酶、L-氨基酸脱氢酶、醇脱氢酶、PPO、D,L-草铵膦、丙酮和异丙醇。在一些实施方式中，所述L-草铵膦转化液包含细胞碎片、杂蛋白、L-氨基酸脱氢酶、醇脱氢酶、PPO、D,L-草铵膦、丙酮和异丙醇。在一些实施方式中，所述L-草铵膦转化液不包含谷氨酸、α-酮戊二酸、天冬氨酸、草酰乙酸、丙氨酸和/或丙酮酸。在一些实施方式中，所述L-草铵膦转化液可以含有1-10％，例如2-8％，例如4-6％的L-草铵膦。在步骤(1)中，通过固液分离可以去除L-草铵膦转化液中的菌体和/或固体级分，以得到液体级分，例如使得得到的L-草铵膦铵盐固体粉末中不包裹有菌体。可以采用本领域中已知的任何方法进行所述固液分离，例如过滤或离心。在一些实施方式中，步骤(1)中所述的固液分离通过过滤进行。例如，可以采用陶瓷膜过滤的方法进行固液分离以去除转化液中的菌体。在步骤(2)中，对步骤(1)中所获得的液体级分进行脱水浓缩，以得到含有L-草铵膦铵盐的浓缩物。可以采用本领域中已知的方法进行所述脱水浓缩。在一些实施方式中，采用减压或真空脱水浓缩法进行步骤(2)中所述的脱水浓缩。在一些实施方式中，可以在0.07MPa-0.09MPa，例如0.08MPa-0.09MPa的条件下进行脱水浓缩。在所述脱水浓缩期间，物料的温度可以控制在50℃-80℃，例如60℃-70℃。在步骤(2)中，脱水浓缩至所述浓缩物中L-草铵膦铵盐的含量为70％-80％，例如71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％或79％。通过脱水浓缩步骤有利于使得得到的L-草铵膦铵盐中不含结晶水。在步骤(3)中，对步骤(2)中获得的浓缩物添加醇，以进行结晶。加醇结晶使得工艺成本低廉、操作安全、对环境友好，也可以从结晶母液方便地回收醇溶剂。在一些实施方式中，步骤(3)中，加入的醇溶剂为甲醇或乙醇。在一些实施方式中，醇溶剂的加入量为每1gL的草铵膦铵盐加入6ml-10ml，例如7ml、8ml或9ml醇溶剂。在步骤(4)中，调节步骤(3)中获得的含醇溶液的pH。在一些实施方式中，步骤(4)中，通过通入氨气或加入氨水调节pH。在一些实施方式中，所述氨水的浓度可以为5％-28％，例如10％、15％、20％或25％。在一些实施方式中，将步骤(3)中获得的含醇溶液的pH调节为7-9，例如7.5、8或8.5。调节pH使得L-草铵膦以铵盐形式析出。L-草铵膦铵盐析晶较快，外观为类白色。在步骤(5)中，对步骤(4)得到的经pH调节的含醇溶液进行降温析晶。在一些实施方式中，步骤(5)中，降温至0℃-20℃，例如5℃、10℃、15℃，以析出L-草铵膦铵盐晶体。在一些实施方式中，所述方法还包括步骤(6)，分离和干燥步骤(5)得到的L-草铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末或晶体形式的方法，其包括：/n(1)对由D,L-草铵膦或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸经生物催化转化得到的L-草铵膦转化液进行固液分离，以得到液体级分；/n(2)将步骤(1)得到的所述液体级分脱水浓缩，以得到浓缩物；/n(3)向步骤(2)得到的所述浓缩物中加入醇溶剂，以得到含醇溶液；/n(4)将步骤(3)得到的含醇溶液的pH调节为7-9；和/n(5)对步骤(4)得到的经pH调节的含醇溶液进行降温至析出L-草铵膦铵盐晶体；/n其中，步骤(2)中，脱水浓缩至所述浓缩物中L-草铵膦铵盐的含量为70％-80％。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备不含结晶水的L-草铵膦铵盐的固体粉末或晶体形式的方法，其包括：
(1)对由D,L-草铵膦或2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸经生物催化转化得到的L-草铵膦转化液进行固液分离，以得到液体级分；
(2)将步骤(1)得到的所述液体级分脱水浓缩，以得到浓缩物；
(3)向步骤(2)得到的所述浓缩物中加入醇溶剂，以得到含醇溶液；
(4)将步骤(3)得到的含醇溶液的pH调节为7-9；和
(5)对步骤(4)得到的经pH调节的含醇溶液进行降温至析出L-草铵膦铵盐晶体；
其中，步骤(2)中，脱水浓缩至所述浓缩物中L-草铵膦铵盐的含量为70％-80％。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述固液分离通过过滤进行。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述醇溶剂为甲醇或乙醇。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述醇溶剂的加入量为每1g的草铵膦铵盐加入6ml-10ml醇溶剂。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤(4)中，通入氨气或加入氨水调节pH。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，步骤(5)中，降温至0℃-20℃析出L-草铵膦铵盐晶体。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法还包括步骤(6)，其为分离和干燥步骤(5)得到的L-草铵膦铵盐晶体。


8.一种固体粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承骏，罗中华，李先何，孟祥奇，张晨，毛春晖，
申请(专利权)人：永农生物科学有限公司，宁夏永农生物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33