專利名稱：一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法。
技術(shù)背景5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid， ALA)是生物體內(nèi)四氫吡咯類化合物的共同前體，在微生物發(fā)酵領(lǐng)域可用于血紅素酵、卟啉和維生素Bi2等化合物的制備。ALA在農(nóng)業(yè)上可用做選擇性高且對(duì)環(huán)境友好的光活化農(nóng)藥。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域， 5-氨基乙酰丙酸作為新一代光動(dòng)力學(xué)藥物在腦瘤、皮膚癌等疾病的診斷和治療方 面有著極大的應(yīng)用價(jià)值。5-氨基乙酰丙酸的生產(chǎn)方法可分為化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法?；瘜W(xué)合成 ALA有多種途徑，可分別以馬尿酸、琥珀酸、四氫糠胺及乙酰丙酸等為原料合 成ALA，但是化學(xué)合成ALA的步驟繁瑣，產(chǎn)率低且副產(chǎn)物多。對(duì)于微生物發(fā)酵 法，通過(guò)構(gòu)建基因工程菌來(lái)生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸是一種廉價(jià)且有效的方法。 CN101063105中公開(kāi)了一種由基因工程菌Rosetta(DE3)-pET28a-A.R.hemA來(lái)發(fā) 酵生產(chǎn)ALA的方法，其中ALA的產(chǎn)量可達(dá)到6.5g/L。發(fā)酵液中ALA的分離提純一般采用離子交換后濃縮結(jié)晶的工 藝。CN1942430中公開(kāi)了一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽結(jié)晶的方法，其為將不良 溶劑加入到高濃度的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽水溶液中，從而使得5-氨基乙酰丙 酸鹽酸鹽晶體析出，所用的不良溶劑可以為醇、醚、酉旨、腈等，其中乙酸甲酯， Y-丁內(nèi)酯，丙酮或者乙腈為優(yōu)選的溶劑。CN101268036中公開(kāi)的方法也是通過(guò) 向水溶液中混入不良溶劑來(lái)析出5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽晶體，其中乙醇、丙酮、 異丙醇為優(yōu)選的溶劑。但是，上述結(jié)晶方法均需使用大量的有機(jī)溶劑，生產(chǎn)成 本較高，且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)晶純度較高、穩(wěn)定性較好、成本低并且過(guò)程 對(duì)環(huán)境友好的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽結(jié)晶的方法。本發(fā)明的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法，包括以下步驟 將初始溫度為60 7(TC、質(zhì)量濃度為300 600g/L的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽 的水溶液在攪拌條件下，以5~15°C/hr的降溫速率逐漸降溫結(jié)晶，攪拌轉(zhuǎn)速為 50 300rpm，當(dāng)溫度降至-l(M5。C時(shí)，有晶核生成，停止攪拌，在-10 15。C下恒 溫養(yǎng)晶0.5 2h后，抽濾分離，用丙酮或者乙醚洗滌晶體，常溫下真空干燥2 6h，得到5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的針狀結(jié)晶。上述的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽水溶液中可以含有其他雜質(zhì)，所說(shuō)的雜質(zhì)是氯離子、鈉離子、銨離子、氨基酸、有機(jī)酸和色素中的一種或幾種。5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽水溶液也可以是經(jīng)過(guò)除菌或離子交換初步分離得到的粗溶液。為了提高結(jié)晶產(chǎn)率，可采取將抽濾分離后的母液用活性炭脫色，在60 7(TC 水浴下減壓蒸發(fā)、濃縮后進(jìn)行二次結(jié)晶。本發(fā)明提供的結(jié)晶方法是將高濃度的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液通過(guò) 降溫來(lái)析晶。采用上述方法，得到的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽晶體的純度可以達(dá) 到99.5%以上，二級(jí)結(jié)晶總收率達(dá)到78.7%。該方法的主要特點(diǎn)在于5-氨基乙酰 丙酸鹽酸鹽晶體直接從水溶液中析出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明避免了大量的 有機(jī)溶劑的使用，減少了實(shí)現(xiàn)結(jié)晶需要的步驟，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間和成本，生產(chǎn) 過(guò)程對(duì)環(huán)境友好。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明此發(fā)明 實(shí)施例15-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液的來(lái)源去除了菌體的5-氨基乙酰丙酸的發(fā)酵液19.0L，其中ALA濃度為3.2g/L,經(jīng)過(guò)離子交換分離后，洗脫液用100ml 5M 鹽酸酸化處理，得到1320ml的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽(ALA'HCl)的粗水溶液， 其中ALA'HCl濃度為28.8g/L，用1%的活性炭脫色，攪拌20min后抽濾，濾餅 用少量去離子水洗滌，得到1325ml的濾液。脫色液在65-C水浴下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)， 最后得到98ml的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液，其中ALA'HC1濃度為 380.6g/L，溶液中含有氯離子、鈉離子、銨離子、氨基酸、有機(jī)酸和色素等雜質(zhì)。 將上述5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液在150rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，以1(TC/hr 的降溫速率逐漸降溫結(jié)晶，有晶核生成時(shí)停止攪拌，分別在15"C， 10°C、 5°C、 (TC、 -5°C、 -l(TC的溫度下恒溫養(yǎng)晶lh，取上層飽和溶液，測(cè)定各不同溫度下的 飽和溶解度。結(jié)果如表1所示，由表可見(jiàn)，隨著結(jié)晶溫度的降低，ALA，HC1的 結(jié)晶產(chǎn)率逐漸升高。表1不同溫度下ALA*HC1的飽和溶解度溫度f(wàn)C)151050一5-10飽和溶解度 (g/100mlH20)326.1280.7256.1206.1178.0153.4在-10。C下恒溫養(yǎng)晶2h后，抽濾得5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的晶體，用30ml 的丙酮洗滌晶體一次。真空干燥5h后得到ALA.HCl晶體19.4g。產(chǎn)物的純度為 99.7%，收率為51.1%。實(shí)施例25-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的濃縮液經(jīng)一次結(jié)晶后，剩余的母液250ml，其中 ALA'HC1濃度為270.4g/L。用2%的活性炭脫色，攪拌20min后抽濾，濾餅用少 量去離子水洗滌，得到的濾液在65"C水浴下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，最后得到113ml的 5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的濃縮液，其中ALA'HC1濃度為587.5g/L。在100rpm的 轉(zhuǎn)速下攪拌，以1(TC/hr的降溫速率逐漸降溫結(jié)晶，有晶核生成，停止攪拌，溫 度降到-10。C時(shí)恒溫養(yǎng)晶2h后，抽濾得5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽晶體，用40ml丙 酮洗滌，干燥后得ALA，HCl晶體39.6g。晶體的純度為99.5%， 二次結(jié)晶的收率 為58.6%。 實(shí)施例35-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液的來(lái)源:去除了菌體的5-氨基乙酰丙酸的發(fā) 酵液18.1L，其中ALA濃度為4.2g/L，經(jīng)過(guò)離子交換分離后，洗脫液用5M鹽 酸120ml酸化處理，得到1760ml的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的粗水溶液，其中 ALA.HC1濃度為34.5g/L，用1.5%的活性炭脫色，攪拌30min后抽濾，濾餅用 少量去離子水洗滌，得到的濾液在65X:水浴下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，最后得到118ml 5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的濃縮液。其中ALA-HC1的濃度為505.9g/L，溶液中含有 氯離子、鈉離子、銨離子、氨基酸、有機(jī)酸和色素等雜質(zhì)。將上述ALA，HC1濃縮液在150rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，以15°C/hr的降溫速率逐漸 降溫結(jié)晶，有晶核生成時(shí)停止攪拌，在0。C下恒溫養(yǎng)晶30min。抽濾得5-氨基乙 酰丙酸鹽酸鹽晶體，用30ml的丙酮洗滌一次。真空干燥6h后得到ALA'HC1晶 體32.0g。對(duì)結(jié)晶母液用實(shí)施例2的方法進(jìn)行二次結(jié)晶，母液的體積為102ml， ALA.HC1的濃度為208.7g/L。經(jīng)脫色、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽 的濃縮液39ml，其中ALA'HC1濃度為520.0g/L。 -l(TC時(shí)恒溫養(yǎng)晶2h后，再次 抽濾得到5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽晶體，用20ml丙酮洗滌，干燥后得ALA'HC1 晶體15.8g。晶體的純度為99.5%，兩級(jí)結(jié)晶的總收率為80.1%。
權(quán)利要求
1.一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法，其特征在于包括以下步驟將初始溫度為60～70℃、質(zhì)量濃度為300～600g/L的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液在攪拌條件下，以5～15℃/hr的降溫速率逐漸降溫結(jié)晶，攪拌轉(zhuǎn)速為50～300rpm，當(dāng)溫度降至-10～15℃時(shí)，有晶核生成，停止攪拌，在-10～15℃下恒溫養(yǎng)晶0.5～2h后，抽濾分離，用丙酮或者乙醚洗滌晶體，常溫下真空干燥2～6h，得到5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的針狀結(jié)晶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法，其特征在于 5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽水溶液中含有雜質(zhì)，所說(shuō)的雜質(zhì)是氯離子、鈉離子、銨離 子、氨基酸、有機(jī)酸和色素中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法，其特征在于 5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽水溶液為發(fā)酵液經(jīng)過(guò)除菌或離子交換初步分離得到的粗 溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法，其特征在于抽 濾分離后的母液用活性炭脫色，在60 7(TC水浴下減壓蒸發(fā)、濃縮后可進(jìn)行二次 結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法。含雜質(zhì)的質(zhì)量濃度為300～600g/L的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的水溶液在攪拌條件下逐漸降溫，原料液的初始溫度為60～70℃，攪拌轉(zhuǎn)速為50～300rpm，結(jié)晶過(guò)程的降溫速率控制在5～15℃/hr，有較多晶核生成時(shí)停止攪拌，恒溫養(yǎng)晶0.5～2h，結(jié)晶終點(diǎn)溫度為-10～15℃。將所得的晶體過(guò)濾分離，洗滌，干燥后得5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的針狀結(jié)晶。本發(fā)明得到的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽結(jié)晶純度較高、穩(wěn)定性較好，該方法結(jié)晶時(shí)間較短且結(jié)晶過(guò)程對(duì)環(huán)境友好，是一種低成本、高效的5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的結(jié)晶方法。
文檔編號(hào)C07C229/22GK101624350SQ200910100980
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者岑沛霖, 張露露, 力 朱, 林建平 申請(qǐng)人:浙江大學(xué);蘇州益安生物科技有限公司