分离Ｌ半胱氨酸氢氯化物中-水化物的方法技术

将盐酸加入含有Ｌ半胱氨酸、Ｌ胱氨酸、Ｌ丝氨酸和无机盐的溶液，直至该溶液至少含有１５％（重量）盐酸。该溶液保持在至少２０℃下，使Ｌ胱氨酸和无机盐形成固体，并将该固体从溶液中除去。将溶液冷却到温度不超过１０℃，使之产生结晶，生成Ｌ半胱氨酸氢氯化物的一水化物。在溶液中将Ｌ丝氨酸与一水化物分离。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从L丝氨酸反应制备的溶液中分离出L半胱氨酸的方法，更具体地是涉及分离L半胱氨酸作为L半胱氨酸氢氯化物的一水化物的方法。L半胱氨酸是一种易氧化的不稳定化合物，因此通常以其氢氯化物的形式销售于市。L半胱氨酸及其氢氯化物主要用作药物或药物原料，或者用作食品或化妆品的添加剂。近来将其用于配制冷烫液，使其需求量更是迅速增长。L半胱氨酸是一种含硫的氨基酸。人们已知有各种不同方法制造L半胱氨酸，这些方法包括(1)从天然物质中提取的方法，(2)有机合成法，(3)发酵法和(4)酶法。但是提取法的缺点在于原料供应极不稳定，而且提取产物很可能含有其他不需要的氨基酸。发酵法的缺点则在于产率低于酶法。因此，从工业应用的角度来看，酶法被认为更优于其他的任何方法。已知有许多用酶合成L半胱氨酸的方法，包括(1)将半胱氨酸合成酶用于由L丝氨酸和硫化氢合成L半胱氨酸的方法，和(2)将丝氨酸硫水化酶(serine sulfhydrase)用于由L丝氨酸和硫化氢或由β氯丙氨酸和硫化氢合成L半胱氨酸的方法。日本专利申请号84545/1985一文公开了由本专利技术的专利技术人所专利技术的方法，该方法将硫氢基合成酶用于L丝氨酸和金属氢硫化物的反应，以生成L半胱氨酸。无论哪一种方法都可以采用，但是要将L半胱氨酸与作为反应产物得到的溶液进行分离却非常困难，因为该溶液含有复杂的组分，而且L半胱氨酸易溶于水。如采用酶法或发酵法，在其反应过程中调整溶液的pH时，或从含水的反应产物中除去细菌杂质时，会形成大量的无机盐，如氯化钠。产物中不可避免地含有作为反应副产物的胱氨酸，此外还含有未被反应的L丝氨酸，需要从中进行耗资颇多的收集工作。尽管为了将L半胱氨酸与任何一种这样的无机盐、未被反应的L丝氨酸和胱氨酸进行分离，都必须纯化反应产物，但是要有效地分离出L半胱氨酸而不造成显著的损失却是一个难题，因为L半胱氨酸在水中的溶解度很高。为此，已知有一种方法，即将反应产物中的L半胱氨酸氧化成为微溶于水的L胱氨酸，而不直接对其进行分离。然后用电解还原等方法，将由此生成的L胱氨酸与反应产物进行分离，再转化为L半胱氨酸。但是从产量、操作和费用的观点来看，该方法对工业应用而言，显然极不稳妥。在这样的情况下，本专利技术的目的在于提供一种方法，能够克服上面指出的现有技术的缺点，能够有效地将L半胱氨酸与反应产物进行分离。实现该目的的方法是将L半胱氨酸与含有L半胱氨酸、L胱氨酸、L丝氨酸和无机盐的溶液进行分离，包括将盐酸加入该溶液，直至其至少含有15%(重量)盐酸，溶液保持在至少20℃，从中分离出含有L胱氨酸和无机盐的固体，将溶液冷却到不高于10℃，从而结晶分离出另外的固体，同时将L丝氨酸留在溶液中，以生成L半胱氨酸氢氯化物的一水化物，并从溶液中分离出一水化物。图1表示L半胱氨酸在水溶液中的溶解度与分别在0℃、20℃、30℃和40℃时盐酸含量的关系;图2表示L胱氨酸在水溶液中的溶解度与分别0℃、20℃、30℃和40℃时盐酸含量的关系;图3表示氯化钠在水溶液中的溶解度与分别在0℃、20℃30℃和40℃时盐酸含量的关系;图4表示L丝氨酸在水溶液中的溶解度与分别在0℃、20℃、30℃和40℃时盐酸含量的关系。由于不断努力，结果得到了从L丝氨酸反应产物中分离出L半胱氨酸的有效方法，本专利技术的专利技术人发现，反应产物中含有的L半胱氨酸、L丝氨酸、氯化钠和L胱氨酸在含盐酸的水溶液中，其溶解度相互间差别很大，而且还发现这种差别决定于该溶液的盐酸含量及其温度，正如图1至4所示。在20℃或高于20℃时，L半胱氨酸在含有大约15%(重量)盐酸的水溶液中，其溶解度显著增高，而且在含有大约20%(重量)盐酸的溶液中，溶解度达到最高，但是在盐酸含量更高的溶液中，其溶解度迅速下降，如图1所示。在盐酸含量高于20%(重量)的溶液中，其溶解度在较大程度上决定于温度。另一方面，在盐酸含量约为20%(重量)或更高含量的溶液中，L胱氨酸和氯化钠几乎不溶解，此时温度无关，如图2和图3所示。L丝氨酸在含盐酸的水溶液中的溶解度，随其盐酸含量和温度的增高而相应增高，如图4所示。因此，根据本专利技术的方法，将盐酸加到由L丝氨酸反应得到的溶液中，直至该溶液至少含有15%(重量)盐酸，该溶液至少保持在20℃温度下，使含有L胱氨酸和无机盐的固体可首先与溶液分离。然后将该溶液冷却到不高于10℃，结晶出另一些固体，同时将L丝氨酸留于溶液中，使L半胱氨酸可以其氢氯化物一水化物的形式得到分离。L丝氨酸的反应产物最好通过得率高的酶方法获取。在酶存在下L丝氨酸与硫氢基化合物反应生成L半胱氨酸时，生成的部分L半胱氨酸通过溶解氧的作用、以金属作为酶源等非酶方法，转化为L胱氨酸。因此根据本专利技术，例如将色氨酸合成酶用作酶，以及采用硫化氢气体代替金属硫化物或氢硫化物等，以引入硫氢基，使整个反应可以保持还原气氛，避免产物L胱氨酸的生成。当使用色氨酸合成酶时，pH值保持在7.5-9.0是合适的，但如用硫化氢时，由于其系酸性气体，溶液的pH值就降低。为此需加碱性水溶液，借以调整溶液的pH值，但是有些碱性物质会抑制酶反应并且阻碍L丝氨酸较好地转化为L半胱氨酸。例如，氨可以显著抑制反应。氢氧化钾、焦磷酸钾和氢氧化钙也会抑制反应，并能使L丝氨酸不转化为L半胱氨酸，而用氢氧化钠时，则能得到这种转化。因此，将氢氧化钠用作碱，借以调节反应溶液的pH值则是可取的。尽管没有特别限制有待反应的溶液中可以含有的L丝氨酸的含量，但通常最好含1-2.5%(重量)L丝氨酸。对溶液中的含酶量没有特别的限制，因为这是决定于各种因素，如所用酶的种类及其活性，以及溶液所含的L丝氨酸量。加入很少量的磷酸吡哆醛作为辅酶，使溶液可含1-50ppm也是可取的。关于硫化氢的用量，最佳为每摩尔L丝氨酸用1.0-1.3摩尔硫化氢。如硫化氢的用量过大，则由于漏气增加而造成损失。此外，过大量的氢氧化钠必然可以用于调节溶液的pH值，因而也形成了大量不需要的氯化钠。如硫化氢的用量过少，则不能期望得到会满意的反应。最好是将硫化氢吹入溶液，吹气时间为2-12小时。酶反应的产物含有L半胱氨酸、L胱氨酸、氢氧化钠、未被反应的L丝氨酸和酶(细菌)。将用作酶源的细菌从反应产物中除去，最好先去除细菌，然后从反应产物中分离出L半胱氨酸。除去细菌可用常规方法。将盐酸加入该溶液，直至其pH值不超过0.5，而且除细菌外的其他组分都被溶解。然后加入占L半胱氨酸量的2-10%的吸附剂，如活性炭，溶液至少加热30分钟，可使细菌凝结成絮凝体并与溶液分离。除去细菌后，通常得到的溶液含有大约5-20%L半胱氨酸、0.5-5%L胱氨酸、0.5-5%OL丝氨酸、3-15%氯化钠和3%盐酸，pH值不大于0.5。将溶液浓缩到其中L半胱氨酸含量增至25%左右，然后将盐酸气体吹入浓缩溶液，直至其盐酸含量至少为15%，最佳为20-30%(皆以重量计)。如溶液的盐酸含量低于15%(重量)，则全然不可能除去胱氨酸和氯化钠。将盐酸气体吹入溶液最好是在温度至少为20℃条件下进行。此时，由于溶液的盐酸含量较高，所以氯化钠和L胱氨酸开始沉淀。由于盐酸气体吹入溶液时产生的反应热，溶液的温度升至70℃左右，但是可任其自然。当沉淀的氯化钠和L胱氨酸与溶液分离时，溶液必须保持在温度至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有Ｌ半胱氨酸、Ｌ胱氨酸、Ｌ丝氨酸和无机盐的溶液中分离Ｌ半胱氨酸的方法，包括：将盐酸加入所述溶液，使基至少含有１５％（重量）盐酸；将所述溶液保持在温度至少为２０℃，而从该溶液中分离出含有所述的Ｌ胱氨酸和盐的固体；将所述溶液 冷却到温度不高于１０℃使其结晶，以生成Ｌ半胱氨酸氢氯化物的一水化物；以及在所述溶液中将Ｌ丝氨酸与该一水化物分离。

【技术特征摘要】
JP 1986-6-19 61-1414251.一种从含有L半胱氨酸、L胱氨酸、L丝氨酸和无机盐的溶液中分离L半胱氨酸的方法，包括将盐酸加入所述溶液，使基至少含有15%(重量)盐酸；将所述溶液保持在温度至少为20℃，而从该溶液中分离出含有所述的L胱氨酸和盐的固体；将所述溶液冷却到温度不高于10℃使其结晶，以生成L半胱氨酸氢氯化物的一水化物；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫原匠一郎，上口俊昭，桥向匡嗣，新田一成，
申请(专利权)人：三井东压化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]