[發(fā)明專利]以DL-絲氨酸為原料制備D-絲氨酸和L-絲氨酸的方法

無效

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• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102559834A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 閆博
• 申請（專利權）人: 閆博
• 主分類號: C12P41/00
• 分類號: C12P41/00;C12P13/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發(fā)明涉及一種以DL-絲氨酸為原料制備D-絲氨酸和L-絲氨酸方法。

背景技術

D-絲氨酸及其衍生物廣泛應用于醫(yī)藥等領域，它是合成新藥如抗菌和抗病毒藥物、食品添加劑如人工甜味劑的重要中間體，特別是作為半合成抗生素的側鏈原料D-絲氨酸，D-絲氨酸可顯著改善孤獨癥病人的社交退縮，并可用于治療精神分裂癥等腦疾病，受到學術界和產(chǎn)業(yè)界的關注。

由于絲氨酸具有活潑的羥基，劇烈的反應條件將造成大量副產(chǎn)物的生成，所以目前研究或產(chǎn)業(yè)化采用比較溫和的制備方法。已報道的制備D-絲氨酸的方法主要有：微生物轉化或酶拆分法和傳統(tǒng)的拆分法。微生物轉化法是將L-絲氨酸消耗掉，剩下D-絲氨酸，這種方法存在原料利用率低，經(jīng)濟性差的缺點，同時由于微生物轉化不徹底，造成產(chǎn)品光學純度不高。酶拆分法采用L-氨基酰化酶水解其中的乙酰L絲氨酸，再將剩余的D-乙酰絲氨酸用鹽酸水解得到D-絲氨酸，這種方法存在光學純度不高。還有一種誘導結晶的方法，利用D-絲氨酸和L-絲氨酸的溶解度差，小心控制溫度和濃度，使D-絲氨酸優(yōu)先結晶出來。

為了既能充分利用原料，又能提高一次拆分收率，本發(fā)明采用酶法拆分，陽離子柱分離D-絲氨酸、L-絲氨酸的方法。

發(fā)明內容

本文介紹一種利用商品化D-氨基酰化酶和L-氨基酰化酶拆分DL絲氨酸制備D-絲氨酸和L-絲氨酸的方法，D-氨基酰化酶和L-氨基酰化酶分別專一性水解N-乙酰-D氨基酸和N-乙酰-L氨基酸。首先在乙酰-DL-絲氨酸的水溶液中加入D-氨基酰化酶，D-氨基酰化酶將其中的N-乙酰-D-絲氨酸水解成為D-絲氨酸和醋酸，水解液中的D-絲氨酸通過陽離子交換樹脂柱提取純化。經(jīng)過陽離子樹脂柱的水解液用減壓蒸發(fā)的方法除去乙酸，中和稀釋后再加入L-氨基酰化酶將其中的N-乙酰-L-絲氨酸水解成L-絲氨酸和醋酸，此水解液中的L-絲氨酸通過陽離子交換樹脂柱提取純化。未水解的N-乙酰-D(L)-絲氨酸可以重新用D-氨基酰化酶和L-氨基酰化酶水解。通過本方法DL-絲氨酸全部轉變?yōu)榈腄-絲氨酸和L-絲氨酸，總收率可達到95％以上，并且避免了容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物的消旋工序，使DL-絲氨酸的利用率更高，極大的降低了D-絲氨酸的成本，并保證了產(chǎn)品的光學純度。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

1)堿性溶液中酰化制備N-乙酰-DL-絲氨酸；以DL-絲氨酸為原料，配制成堿性水溶液，pH在9～11，溫度在30℃以下，滴加乙酸酐進行乙酰化，同時滴加NaOH或者KOH溶液，保證pH在9～11；經(jīng)乙酸酐酰化得N-乙酰-DL-絲氨酸溶液；

2)用D-氨基酰化酶水解1)中的N-乙酰D-絲氨酸；將步驟(1)中制得的N-乙酰-DL-絲氨酸溶液加水到約0.2mol/L，調pH至7.9～8.2，加入1～18mg/L的D-氨基酰化酶粉，在38～39℃下拆分48～72h，測其旋光度后停止拆分；將拆分液加熱至70～80℃，加入1～2g/L活性炭，保溫30min后濾去活性炭；

3)用強酸性陽離子樹脂提取2)中的D-絲氨酸；將步驟2)中濾去活性炭的拆分液以1m³/h流速通過陽離子樹脂柱，待拆分液全部通過時，再用純化水過柱，流出液pH到達4停止，得到的流出液I(含有大量的乙酰-L-絲氨酸和少量的乙酰-D-絲氨酸)。隨后用純化水洗柱，直至流出液pH至6～7，再用3％的氨水洗脫D-絲氨酸，當用茚三酮試劑檢測顯色開始收集洗脫液(D-絲氨酸溶液)，直至pH升至10～11時，停止上氨水，繼續(xù)上純水直至流出液pH至7～8；洗脫液在真空條件下濃縮、結晶、離心、干燥制得D-絲氨酸；

4)L-氨基酰化酶拆分步驟3)中未水解的乙酰-DL-絲氨酸；將步驟3)中上柱時的流出液I，在真空條件下濃縮至原體積1/3，除去乙酸；調pH至6.9～7.2，加入1～18mg/LL-氨基酰化酶粉和1.2g/L氯化鈷，在38～39℃下拆分48～72h，測其旋光度后停止拆分；將拆分液加熱至70～80℃，加入1～2g/L活性炭，保溫30min后濾去活性炭；

5)用陽離子樹脂柱分離L-絲氨酸和未拆分的乙酰-DL-絲氨酸；將步驟4)中的拆分液通過陽離子樹脂柱，待拆分液全部通過時，再用純化水過柱，流出液pH到達4停止，得到的流出液II。隨后用純化水洗柱，直至流出液pH為6～7，再用3％的氨水洗脫L-絲氨酸，當用茚三酮試劑檢測顯色開始收集洗脫液(L-絲氨酸溶液)，直至pH升至10～11時，停止上氨水，繼續(xù)上純水直至流出液pH至7～8；洗脫液在真空條件下濃縮、結晶、離心、干燥制得L-絲氨酸；