[發(fā)明專(zhuān)利]一種L-草銨膦的產(chǎn)品精制和酶的回收方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110278402.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112961181A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李君占
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京鑫佰利科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07F9/30
• 分類(lèi)號(hào): C07F9/30;C12N9/04;C12N9/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種L?草銨膦的產(chǎn)品精制和酶的回收方法，采用單級(jí)超濾工藝，反應(yīng)液中的酶等大分子物質(zhì)進(jìn)行攔截，得到精制的L?草銨膦料液，同時(shí)通過(guò)洗滌過(guò)濾處理，得到催化劑酶，該酶可重復(fù)使用，適用于各種L?草銨膦酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)液的純化精制和酶的回收處理。該方法工藝流程短，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能節(jié)水，操作簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，同時(shí)，還具有產(chǎn)品回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)藥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種雙酶法生產(chǎn)L-草銨膦的產(chǎn)品精制和酶的回收方法。

背景技術(shù)

草銨膦屬于次磷酸類(lèi)高效、低毒、環(huán)境友好型非傳導(dǎo)性滅生性除草劑。草銨膦具有兩種不同的光學(xué)異構(gòu)體，目前市場(chǎng)銷(xiāo)售的草銨膦均為外消旋體，是L-草銨膦與D-草銨膦等比例的混合物。植物受藥后，只有L-草銨膦才能抑制L-谷氨酰胺合成酶的生物活性，導(dǎo)致銨離子累積中毒，從而抑制光合作用，最終使植株死亡，而D-草銨膦不具備該性能。因此只有L-草銨膦才有除草活性，L-草銨膦除草活性為普通草銨膦的兩倍。

L-草銨膦的開(kāi)發(fā)及商品化由日本明治公司率先完成，因?yàn)槠洚a(chǎn)品為單一有效異構(gòu)體，具有環(huán)境化學(xué)物質(zhì)投放量更少，生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，具有良好的市場(chǎng)前景及環(huán)境相容性。

生物酶催化制備L-草銨膦按起始原料和合成途徑不同分為3大類(lèi)：（1）以L-草銨膦的衍生物為底物，通過(guò)酶法直接水解獲得；（2）以外消旋草銨膦的前體為底物，通過(guò)酶的選擇性拆分獲得；（3）以外消旋草銨膦的前體為底物，通過(guò)多酶反應(yīng)，先將D-草銨膦轉(zhuǎn)化為2-羰基-4-（羥基甲基膦酰基）丁酸，再將2-羰基-4-（羥基甲基膦酰基）丁酸轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-草銨膦。其中第（1）種方法需要昂貴的手性原料為前體，原料不易獲得。第（2）種方法理論收率只能達(dá)到50%，造成原料浪費(fèi)。第（3）種方法原料易得，生產(chǎn)成本低，具有廣闊市場(chǎng)前景。

以外消旋草銨膦的前體為底物，通過(guò)酶的選擇性轉(zhuǎn)化獲得L-草銨膦的方法為多步酶催化反應(yīng)。專(zhuān)利CN111321193A，CN111363775A分別公開(kāi)了一種生物多酶偶聯(lián)法氧化還原不對(duì)稱(chēng)制備L-草銨膦的方法，以外消旋草銨膦為原料，經(jīng)酶催化體系催化獲得L-草銨膦，所述酶催化體系包括用于將外消旋草銨膦中的D-草銨膦催化為2-羰基-4-[羥基(甲基)膦酰基]丁酸的D-氨基酸氧化酶突變體、以及用于將2-羰基-4-[羥基(甲基)膦酰基]丁酸催化還原為L(zhǎng)-草銨膦的轉(zhuǎn)氨酶，并獲得了D-氨基酸氧化酶突變體及草銨膦脫氫酶突變體的基因工程菌株。

雙酶法以外消旋草銨膦為底物制備L-草銨膦的酶解液成分復(fù)雜，其中不僅包含用作催化劑的酶和其它雜蛋白，還包括酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物如丙酮等。因此，開(kāi)發(fā)一條步驟簡(jiǎn)單、原料易得、成本可控的L-草銨膦酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)液的精制工藝具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種L-草銨膦的產(chǎn)品精制和酶的回收方法，特別是提供一種L-草銨膦酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)液的純化精制和酶的回收方法，采用單級(jí)超濾工藝，反應(yīng)液中的酶等大分子物質(zhì)進(jìn)行攔截，得到精制的L-草銨膦料液，同時(shí)通過(guò)洗滌過(guò)濾處理，得到催化劑酶，該酶可重復(fù)使用。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種L-草銨膦的產(chǎn)品精制和酶的回收方法，包括以下步驟：

（1）超濾濃縮：酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)液無(wú)需預(yù)處理，進(jìn)入超濾系統(tǒng)進(jìn)行一定溫度下的循環(huán)濃縮處理，收集滲透液；

（2）洗滌處理：濃縮后的酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)液加入適量水，進(jìn)入超濾系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行一定溫度下的洗滌處理，收集滲透液；

（3）超濾濃縮：洗滌處理結(jié)束后，繼續(xù)進(jìn)行一定溫度下的循環(huán)濃縮處理，收集滲透液；

（4）蒸發(fā)濃縮：將以上三步得到的滲透液合并，并通過(guò)蒸發(fā)濃縮，得到精制后的L-草銨膦溶液，可用于配制制劑或繼續(xù)結(jié)晶干燥得到成品；

（5）酶液回收：收集第三步得到的最終超濾濃縮液，加入pH緩沖液，妥善保存，可用于下一批反應(yīng)。