[發(fā)明專利]酶法生產(chǎn)L-半胱氨酸重要前體ATC的制備方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010550824.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111875556B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東明;林添雄;歐陽(yáng)暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北遠(yuǎn)大生物技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C07D277/18
• 分類號(hào): C07D277/18;C12P13/12
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽(yáng)

本發(fā)明提出了一種酶法生產(chǎn)L?半胱氨酸重要前體ATC的制備方法，所述方法包括：(1)制備ATC，得到含有ATC的母液；(2)將所述母液進(jìn)行第一蒸發(fā)處理，得到第一濃縮液和蒸餾水；(3)將所述第一濃縮液進(jìn)行離心過(guò)濾，除鹽，收集濾液；(4)將所述濾液進(jìn)行第二蒸發(fā)處理，得到第二濃縮液和蒸餾水；(5)將所述第二濃縮液進(jìn)行結(jié)晶處理，離心過(guò)濾，收集結(jié)晶物，得到ATC純化產(chǎn)物，其中，所述第一蒸發(fā)處理的濃縮倍數(shù)為5～6倍。利用該方法制備的ATC產(chǎn)品收率高，工業(yè)規(guī)模下綜合收率可達(dá)85～90％，操作簡(jiǎn)便、快捷，成本低，廢水排放少，尤其適于工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及酶法生產(chǎn)L-半胱氨酸重要前體ATC的制備方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

L-半胱氨酸為含硫非必需氨基酸，其所帶的巰基具有許多重要的生理作用，廣泛用于醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域。L-半胱氨酸生產(chǎn)方法主要有天然產(chǎn)物提取法、化學(xué)合成法和酶轉(zhuǎn)化法。提取法是從蛋白質(zhì)水解液或毛發(fā)中提取，此法常受到原料來(lái)源的限制，而且產(chǎn)物中易混人其它的氨基酸，不易純化。化學(xué)合成法不僅步驟較多，而且得到的產(chǎn)物通常為D型和L型的外消旋體，尚需拆分后得到L-半胱氨酸。由于酶轉(zhuǎn)化法具有立體選擇性好、可獲得單構(gòu)型的產(chǎn)物、產(chǎn)品純度高、反應(yīng)條件溫和、原料為非動(dòng)物來(lái)源、對(duì)環(huán)境污染較小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)采用酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)L-半胱氨酸已逐漸引起重視。酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)半胱氨酸主要涉及到三種底物：(1)O-乙酰絲氨酸；(2)3-氯-L-丙氨酸；(3)2-氨基-噻唑啉-4-羧酸(簡(jiǎn)稱ATC)。在不同底物的酶法轉(zhuǎn)化工藝中，以ATC為底物的生物轉(zhuǎn)化工藝研究較多。一些細(xì)菌特別是假單細(xì)菌，具有不對(duì)稱水解ATC合成L-半胱氨酸的能力。日本已經(jīng)報(bào)道了以ATC為原料，采用酶法合成L-半胱氨酸的生產(chǎn)工藝。因此，ATC作為合成半胱氨酸的前體，被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。ATC轉(zhuǎn)化合成L-半胱氨酸的轉(zhuǎn)化過(guò)程如下：

目前更多的ATC相關(guān)專利和文獻(xiàn)都是聚焦于ATC的合成工藝路線；比如：美國(guó)專利US4072687(1978)報(bào)道了一種ATC的合成方法，將2,3-二氯丙酸甲酯在室溫下用氫氧化鈉處理，制備了二氯丙烯酸甲酯，在酸性條件下，又與硫脲反應(yīng)，發(fā)生加成和消去反應(yīng)，在用堿液在60度作用下發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，生成ATC，反應(yīng)收率為75％左右。《精細(xì)化工》(2002，19(5)，264-265)也報(bào)道了一種ATC合成方法，具體公開了由丙烯酸出發(fā)，經(jīng)氯化、脫氯化氫、加成、閉環(huán)制備了ATC，該文章進(jìn)行了各階段條件的摸索，將ATC收率由文獻(xiàn)的63％提升到了90％，CN101538251B的專利公開了另外一種ATC合成工藝路線，利用3-X-丙氨酸鹽酸鹽與硫氰酸鈉在水中反應(yīng)生成3-X-2-硫脲基丙酸，再進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)來(lái)制備ATC，其收率可達(dá)到95％。以上的不同工藝ATC的收率部分雖然可以達(dá)到90％以上，但是都是來(lái)自實(shí)驗(yàn)室小試的收率數(shù)據(jù)。一般ATC合成，在工業(yè)化大規(guī)模的收率通常只能做到70％-80％。目前ATC合成都普遍存在收率低、生產(chǎn)成本高、廢水排放量大等諸多缺點(diǎn)，而ATC的收率提升能直接帶來(lái)ATC生產(chǎn)成本的直接下降，也會(huì)使酶法半胱氨酸生產(chǎn)的綜合成本降低，因此開發(fā)一種ATC綜合收率高、生產(chǎn)成本低和污水排放量少的制備方法是亟待解決的技術(shù)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題至少之一。為此，本發(fā)明提出了一種制備ATC的方法和系統(tǒng)，利用該方法或系統(tǒng)制備ATC，產(chǎn)品綜合收率高，可高達(dá)85～90％，操作簡(jiǎn)便、快捷，成本低，廢水排放少，尤其適于工業(yè)生產(chǎn)。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備ATC的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述方法包括：(1)制備ATC，得到含有ATC的母液；(2)將所述母液進(jìn)行第一蒸發(fā)處理，得到第一濃縮液和蒸餾水；(3)將所述第一濃縮液進(jìn)行離心過(guò)濾，除鹽，收集濾液；(4)將所述濾液進(jìn)行第二蒸發(fā)處理，得到第二濃縮液和蒸餾水；(5)將所述第二濃縮液進(jìn)行結(jié)晶處理，離心過(guò)濾，收集結(jié)晶物，得到ATC純化產(chǎn)物，其中，所述第一蒸發(fā)處理的濃縮倍數(shù)為5～6倍。