一种制备L-2,4-二氨基丁酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备L-2，4-二氨基丁酸的方法，将γ-聚二氨基丁酸经水解、分离、干燥后制备L-2，4-二氨基丁酸；其中，所述的水解方法为加压水解、或有机酸水解、或酸性树脂结合亚硝酸钠水解、或蛋白酶水解。本发明专利技术方法工艺简单，操作方便，效率高且无需脱色处理，是国内外首次对L-2，4-二氨基丁酸这一具有巨大应用前景的产品生产工艺的总结。

【技术实现步骤摘要】
,4-二氨基丁酸的方法
本专利技术属于生物工程
，具体涉及一种制备L-2，4-二氨基丁酸的方法。
技术介绍
L-2,4- 二氨基丁酸(2，4-diaminobutyric acid,英文缩写 DABA)，也称 2，4- 丁二氨酸，是一种次生非蛋白质氨基酸，属于四碳化合物，其结构式(NH2) CH2CH2CH(NH2) COOH，属于碱性氨基酸。它广泛存在于动物、植物和微生物体内，具有独特的生理功能。L-2，4-二氨基丁酸在医药行业和农业中具有良好的应用前景。在医药方面，适量的L-2，4- 二氨基丁酸是一种药物，研究发现L-2，4-二氨基丁酸能引起高渗透压，对小鼠纤维瘤细胞有毒害性， 对人体恶性神经胶质瘤细胞有溶解作用，因此，L-2，4-二氨基丁酸能用于脑肿瘤的防治。其作为药物合成的前体则具有更广阔的应用前景。如把抗癌药物道诺霉素制成L-2，4- 二氨基丁酸衍生物，用它治疗白血病疗效更好，更为安全。Y-聚二氨基丁酸 L-2，4_ 二氨基丁酸在农业方面，实验室研究表明如果外界提供氮源，固氮植物以硝酸盐的形式提供无机氮，则该植物体内L-2，4-二氨基丁酸含量上升，以储存多余的氮素，消除氨态氮对植物的毒害作用。研究发现在高等植物中，尤其是山黧豆属(Lathyrus)中，游离的L_2，4_ 二氨基丁酸含量较高，L-2，4-二氨基丁酸的存在与植物的抗旱、耐瘠薄、耐盐碱、抗虫的特性有关。另外，研究发现对于体内没有发现L-2，4-二氨基丁酸的植物来说，L-2，4-二氨基丁酸是一种竞争性的代谢抑制剂，L-2，4-二氨基丁酸对莴苣、蚕豆的生长有抑制作用，对一些蝗虫的生长也有抑制作用。含有L-2，4- 二氨基丁酸的植物在植物群落中生存力强，具有竞争力，可能就是由于释放出的L-2，4- 二氨基丁酸对其他动植物的生长起到了抑制作用。除了抑制作用，L-2，4-二氨基丁酸能促进豌豆根瘤菌的生长，对土壤杆菌和其他的根瘤菌的生长也有刺激作用。Y-聚二氨基丁酸由L-2，4_ 二氨基丁酸的Y-氨基和α-羧基聚合而成的均聚物。目前研究结果显示，Y-聚二氨基丁酸在热稳定性、水溶性等方面具有与聚赖氨酸类似的性质，可将其归为一种均聚氨基酸其本质为多肽，因此利用Y-聚二氨基丁酸生产L-2， 4-二氨基丁酸是简单可行的。目前国内外还没有直接利用Y-聚二氨基丁酸生产L-2，4-二氨基丁酸的相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用Y -聚二氨基丁酸制备L-2，4- 二氨基丁酸的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种制备L-2，4-二氨基丁酸的方法，将Y-聚二氨基丁酸经水解、分离、干燥后制备L-2，4- 二氨基丁酸；其中，所述的水解方法为加压水解、或有机酸水解、或酸性树脂结合亚硝酸钠水解、或蛋白酶水解。采用加压水解方法，即将Y-聚二氨基丁酸配成50 500g/L的水溶液，在160 220°C、0. 6 1. 6Mpa、120 400转/分搅拌条件下水解5 15小时，然后经蒸发、干燥制得L-2，4-二氨基丁酸。采用有机酸水解水解方法，即将Y -聚二氨基丁酸配成50 500g/L的水溶液，加入酸，使总溶液中酸的浓度为1 4mol/L，在80 120°C下，水解10 M小时，然后用碱进行中和，过滤后干燥制得L-2，4- 二氨基丁酸。其中，所述的酸为乳酸、柠檬酸、草酸、乳酸、酒石酸、苹果酸或磷酸。其中，所述的碱为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化钠或氨水。采用酸性树脂结合亚硝酸钠水解方法，即将Y -聚二氨基丁酸配成80 400g/L 的水溶液，每升Y -聚二氨基丁酸水溶液中加入50 ^Og酸性树脂，并加入亚硝酸钠使亚硝酸钠终浓度为1. 5 3mol/L，常温下水解2 8小时，然后经过滤取出树脂，树脂装柱，用 2 4倍床层体积的蒸馏水洗杂，用lmol/L的氨水洗脱，洗脱液经减压浓缩干燥制得L_2， 4-二氨基丁酸。其中，所述的酸性树脂为HZ-001，HD-8，JK006或001X7。采用蛋白酶水解方法，即将Y-聚二氨基丁酸配成100 300g/L的水溶液，加入蛋白酶的量控制在5000U/g 500000U/g之间，在pH 2. 0 11. 0、30 55°C的条件下，水解3 6小时，将水解液直接干燥制得L-2，4- 二氨基丁酸。其中，所述的蛋白酶为碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和中性蛋白酶中的任意一种或几种。上述方法中，所述的干燥为喷雾干燥或减压冷冻干燥。其中，所述的喷雾干燥条件为进风温度160 240°C、出风温度60 95°C。本专利技术所用原材料Y-聚二氨基丁酸可以采用中国专利201110049986.8的方法发酵制备和201110053004. 2的方法分离提取获得。具体是利用小白链霉菌(Streptomycesalbulus PD-I, CCTCC NO :M2011043)，发酵得到。发酵液的制备方法，即将菌株CCTCC NO :M2011043接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌发酵培养基中，在合适生长的条件下进行好氧培养。其中，所述发酵培养基包含如下组分碳源20 100g/L，氮源2 40g/L，无机盐 0. 1 20g/L，其余为水，pH6. 0 7. 0。所述的碳源为葡萄糖、木糖、果糖、乳酸、甘油和纤维素水解糖液中的一种或多种；氮源为牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、玉米浆、豆饼粉、棉籽饼粉、尿素、(NH4)#04和NH4Cl中的一种或多种；无机盐为钾盐、钴盐、钠盐、磷酸盐、磷酸二氢盐和盐酸盐中的一种或多种。其中，所述的合适生长的条件是培养温度为28 37°C，培养时间为48 150小时，其中，当发酵液PH值降低至4. 0 4. 5时，维持pH值在4. 0 4. 5直至发酵结束。通过上述发酵方法一般会制得聚赖氨酸含量为30g/L左右，Y -聚二氨基丁酸含量为12g/L左右的发酵液。从上述发酵液中提取Y -聚二氨基丁酸的方法，包括如下步骤1)发酵液预处理加酸调节发酵液pH值至2. 0 6. 0,50 110°C保温10 30 分钟，冷却至室温，经过滤得到滤液，加碱调节滤液pH值至6. 0 10. 0，得到预处理液；2)树脂吸附及解析将预处理液泵入离子交换树脂吸附柱中，直至树脂吸附饱和；然后用去离子水洗杂；再用盐酸或冰醋酸水溶液进行解析，分别收集具有不同保留时间的聚赖氨酸解析液和聚二氨基丁酸解析液；3)脱色将收集的聚赖氨酸解析液和聚二氨基丁酸解析液分别进行活性炭脱色， 分别过滤收集脱色液；4)浓缩将步骤幻得到的聚赖氨酸脱色液浓缩至聚赖氨酸重量百分含量为 15% 30% ；将步骤幻的得到的聚二氨基丁酸脱色液浓缩至聚二氨基丁酸重量百分含量为8% 20% ；5)干燥将步骤4)得到的聚赖氨酸浓缩液和聚二氨基丁酸浓缩液分别进行干燥处理，得到聚赖氨酸和聚二氨基丁酸成品。步骤1)中，所述的过滤可采用板框过滤。步骤2)中，所述的离子交换树脂吸附柱装填的树脂为弱酸性阳离子交换树脂(例如:110,112,122,151)或大孔强酸型离子交换树脂(例如:D001,D011,D031)中的一种，吸附柱高径比为2 30 1。吸附流速为0. 2 15BV/h，优选1 5BV/h ；洗杂流速为1 20BV/h，优选2 10BV/h ；去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备Ｌ－２，４－二氨基丁酸的方法，其特征在于，将γ－聚二氨基丁酸经水解、分离、干燥后制备Ｌ－２，４－二氨基丁酸；其中，所述的水解方法为加压水解、或有机酸水解、或酸性树脂结合亚硝酸钠水解、或蛋白酶水解。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐虹，冯小海，张扬，夏军，孙芸，李莎，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84