專利名稱：L-賴氨酸-s-羧甲基-l-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨基酸復(fù)合鹽生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽，又稱L-賴氨酸-S-羧甲基半胱氨酸鹽。英文名L-Lysine-S-carboxymethyl-L-cysteine,
CAS 號:49673-81-6,
分子式=C11H23N3O6S,
分子量325. 38。L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法為將L-賴氨酸鹽酸鹽溶于水，加氫氧化鈉調(diào)中性，然后再加入羧甲基半胱氨酸高溫條件下反應(yīng)成鹽，經(jīng)濃縮、結(jié)晶、干燥后得到產(chǎn)品。其中存在的不足之處是由于羧甲基半胱氨酸溶解度較低，致使能有效與L-賴氨酸鹽酸鹽反應(yīng)的量少，導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)量低，產(chǎn)品純度也較低，同時，由于反應(yīng)成鹽的產(chǎn)品量少，那么濃縮前的液體中水分含量高，濃縮的能耗就會較高，此外，由于L-賴氨酸鹽酸鹽溶于水，加氫氧化鈉調(diào)中性時會產(chǎn)生氯化鈉，濃縮液必須進(jìn)行除氯化鈉操作，這樣會流失部分產(chǎn)品，該方法在水環(huán)境中反應(yīng)，得到的L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽產(chǎn)品無法通過濃縮后使產(chǎn)品在過飽和狀態(tài)冷凍后直接結(jié)晶出來，要依賴大量的有機(jī)溶劑如乙醚、乙醇、石油醚等機(jī)型有機(jī)相與無機(jī)相的共混體系晶析過程，因此得到的產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，產(chǎn)品容易吸潮結(jié)塊。而且，該方法也無法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，只適合實(shí)驗(yàn)室操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)方法存在的產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，產(chǎn)品容易吸潮結(jié)塊以及無法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，只適合實(shí)驗(yàn)室操作的不足，提供一種L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝，它產(chǎn)量高，能耗低，產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易吸潮結(jié)塊，保質(zhì)期長，而且本發(fā)明的生產(chǎn)工藝特別適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝，所述的生產(chǎn)工藝步驟如下
(I)羧甲基半胱氨酸上柱
將1800 土 200L氨水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入50-300kg羧甲基半胱氨酸，攪拌均勻得羧甲基半胱氨酸氨水溶液，上離子交換樹脂柱，控制上柱流速為200-1000L/小時，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH在7 < pH < 11. 5時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性。羧甲基半胱氨酸難溶于水，這樣不利于水環(huán)境下反應(yīng)獲得大量產(chǎn)物。本發(fā)明采用氨水溶解羧甲基半胱氨酸，羧甲基半胱氨酸較易溶解在氨水中，且溶解徹底。這樣操作后，不僅可以極大的提高單批上柱液的物質(zhì)濃度，同時可以充分的利用樹脂的有效吸附率。將羧甲基半胱氨酸氨水溶液上柱吸附飽和后，采用純化水將飽和樹脂柱中過量的羧甲基半胱氨酸氨水溶液沖洗下柱至中性后，使L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液上柱后在水環(huán)境的條件下與羧甲基半胱氨酸發(fā)生較充分的成鹽反應(yīng)。離子交換樹脂柱流出液7 < pH < 11. 5時，停止上料，這樣表明羧甲基半胱氨酸已經(jīng)在樹脂上吸附飽和了，確保下一步的反應(yīng)效果；停止上料后，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性，再上L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液。作為優(yōu)選條件，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH在7. 5-9時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性。出于濃縮成本的考慮，PH在7. 5-9時，停止上料，濃縮成本更低。(2) L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽
將1800±200L純化水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入步驟(I)所述羧甲基半胱氨酸O. 9-1. 7倍重量的L-賴氨酸鹽酸鹽,攪拌均勻得L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液,上步驟(I)處理完成的離子交換樹脂柱，控制上柱流速為300-1200L/小時，當(dāng)流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)時，開始收集流出液，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng),立即終止收集流出液,所得收集液即L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液；L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液上柱后，離子交換樹脂柱開始流出液體時，就停止L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液進(jìn)料。流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)即顯藍(lán)紫色，這表明L-賴氨酸鹽酸鹽與羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上發(fā)生反應(yīng)復(fù)合成的L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽已經(jīng)開始從離子交換樹脂柱上洗脫下來。檢測的具體操作為取流出液約10微升點(diǎn)于濾紙上，噴茚三酮甲醇溶液(Ig茚三酮+甲醇定容至50ml而成)，吹干，顯紫藍(lán)色，即顯示茚三酮陽性反應(yīng)。開始收集流出液之后，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng)即表明L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽已經(jīng)全部從離子交換樹脂柱上洗脫下來，那么無需再收集流出液。氯離子陽性反應(yīng)可采用傳感器對流出液實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)顯示陽性反應(yīng)時，即控制電磁閥關(guān)閉出液口終止收集流出液，氯離子陽性反應(yīng)也可通過人工的方式間隔進(jìn)行監(jiān)測取流出液5ml于比色管中，加入5ml稀硝酸及O. lmg/ml的硝酸銀1ml，加純化水稀釋到50ml，同時取5ml氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μ g/ml)同法操作，兩管在同一黑色背景下觀察，樣品液白色渾濁即表明氯離子陽性反應(yīng)，且樣品液不得比標(biāo)準(zhǔn)溶液深(這樣表明氯離子濃度(lOppm，不會對收集的流出液產(chǎn)生影響)。(3)濃縮結(jié)晶
向步驟(2)所得L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液中加入占L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液重量1-10%的活性炭，攪拌條件下脫色10-60分鐘，過濾除去活性炭，所得濾液真空條件下減壓濃縮至體積為原體積的30%-70%，降溫至-5°C到20°C之間，保溫結(jié)晶1-24小時，離心甩干后得濕品；保溫結(jié)晶時間優(yōu)選8-24小時。(4)干燥
將步驟(3)所得濕品在溫度40-80°C下真空干燥3-12小時得成品。羧甲基半胱氨酸上柱后，接著向同一根離子交換樹脂柱上再上L-賴氨酸鹽酸鹽，L-賴氨酸鹽酸鹽與羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上發(fā)生反應(yīng)復(fù)合成鹽，獲得L-賴氨酸_S_羧甲基-L-半胱氨酸鹽。L-賴氨酸鹽酸鹽與羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上發(fā)生反應(yīng)復(fù)合成鹽，這樣反應(yīng)得到的L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易吸潮結(jié)塊，保質(zhì)期長。L-賴氨酸鹽酸鹽在反應(yīng)前形成了水溶液，羧甲基半胱氨酸在反應(yīng)前形成了羧甲基半胱氨酸氨水溶液，羧甲基半胱氨酸氨水溶液通過離子交換樹脂柱交換后，羧甲基半胱氨酸吸附在離子交換樹脂柱上，樹脂柱的液相環(huán)境被洗脫至中性，L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液上柱后，通過離子交換，羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上(載體)，水環(huán)境的條件下與L-賴氨酸鹽酸鹽發(fā)生成鹽反應(yīng)，反應(yīng)較徹底，產(chǎn)品產(chǎn)量高，濃縮前還經(jīng)過活性炭脫色并吸附帶走部分雜質(zhì)，濃縮液的產(chǎn)物較多，濃縮的能耗低；而且L-賴氨酸鹽酸鹽與羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上發(fā)生反應(yīng)復(fù)合成鹽，這樣離子交換樹脂能有效去除L-賴氨酸鹽酸鹽、羧甲基半胱氨酸本身攜帶的雜質(zhì)，這樣反應(yīng)獲得的L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽純度聞?！け景l(fā)明的生產(chǎn)工藝特別適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。作為優(yōu)選，步驟(I)所述的氨水的體積濃度為2_20%。這樣條件下羧甲基半胱氨酸溶解性最好。作為優(yōu)選，所述離子交換樹脂柱使用的樹脂為陰離子交換樹脂或陽離子交換樹月旨，陰離子交換樹脂型號為D201、D301或717，陽離子交換樹脂型號為DOOU D113或732。選擇上述型號的離子交換樹脂，使用效果好。作為優(yōu)選，步驟(3)所述的真空條件的真空度在-O. 06Mpa 'O. IMpa0作為優(yōu)選，步驟(4)所述的真空干燥的真空度在-O. 06Mpa '0. IMpa0本發(fā)明的有益效果是產(chǎn)量高，能耗低，產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易吸潮結(jié)塊，保質(zhì)期長，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝特別適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。


圖I是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。本發(fā)明的工藝流程圖見圖I。實(shí)施例I :
(I)羧甲基半胱氨酸上柱
將1600L體積濃度2%的氨水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入50kg羧甲基半胱氨酸(市售)，攪拌均勻得羧甲基半胱氨酸氨水溶液，上離子交換樹脂柱(D301陰離子交換樹脂)，控制上柱流速為200L/小時，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH在7. 5左右時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性；(2)L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽
將1600L純化水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入步驟(I)所述羧甲基半胱氨酸O. 9倍重量的L-賴氨酸鹽酸鹽(市售),攪拌均勻得L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液,上步驟(I)處理完成的離子交換樹脂柱，控制上柱流速為300L/小時，當(dāng)流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)時，開始收集流出液，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng)，立即終止收集流出液，所得收集液即L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液；
(3)濃縮結(jié)晶
向步驟(2 )所得L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液中加入占L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液重量1%的活性炭，攪拌條件下脫色10分鐘，過濾 除去活性炭，所得濾液真空度在-O. 06Mpa真空條件下減壓濃縮至體積為原體積的30%，降溫至_5°C，保溫結(jié)晶I小時，離心甩干后得濕品；
(4)干燥
將步驟(3)所得濕品在溫度40°C下，真空度在-O. 06Mpa下真空干燥12小時得成品。
實(shí)施例2
(1)羧甲基半胱氨酸上柱
將2000L體積濃度20%的氨水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入300kg羧甲基半胱氨酸，攪拌均勻得羧甲基半胱氨酸氨水溶液，上離子交換樹脂柱(D001陽離子交換樹脂)，控制上柱流速為1000L/小時，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH為9左右時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性；
(2)L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽
將2000L純化水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入步驟(I)所述羧甲基半胱氨酸I. 7倍重量的L-賴氨酸鹽酸鹽,攪拌均勻得L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液,上步驟(I)處理完成的離子交換樹脂柱，控制上柱流速為1200L/小時，當(dāng)流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)時，開始收集流出液，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng)，立即終止收集流出液，所得收集液即L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液；
(3)濃縮結(jié)晶
向步驟(2 )所得L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液中加入占L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液重量10%的活性炭，攪拌條件下脫色60分鐘，過濾除去活性炭，所得濾液真空度在-O. IMpa真空條件下減壓濃縮至體積為原體積的70%，降溫至20°C，保溫結(jié)晶24小時，離心甩干后得濕品；
(4)干燥
將步驟(3)所得濕品在溫度80°C下，真空度在-O. IMpa下真空干燥3小時得成品。
實(shí)施例3
(I)羧甲基半胱氨酸上柱
將1800L體積濃度10%的氨水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入150kg羧甲基半胱氨酸，攪拌均勻得羧甲基半胱氨酸氨水溶液，上離子交換樹脂柱(717陰離子交換樹脂)，控制上柱流速為500L/小時，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH為8左右時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性；
(2)L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽
將1800L純化水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入步驟(I)所述羧甲基半胱氨酸I. 5倍重量的L-賴氨酸鹽酸鹽,攪拌均勻得L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液,上步驟(I)處理完成的離子交換樹脂柱，控制上柱流速為600L/小時，當(dāng)流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)時，開始收集流出液，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng)，立即終止收集流出液，所得收集液即L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液；
(3)濃縮結(jié)晶
向步驟(2 )所得L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液中加入占L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液重量5%的活性炭，攪拌條件下脫色30分鐘，過濾除去活性炭，所得濾液真空度在-O. OSMpa真空條件下減壓濃縮至體積為原體積的50%，降溫至(TC，保溫 結(jié)晶12小時，離心甩干后得濕品；
(4)干燥
將步驟(3)所得濕品在溫度50°C下，真空度在-O. OSMpa下真空干燥8小時得成品。步驟(2)檢測時，流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)即顯藍(lán)紫色，這表明L-賴氨酸鹽酸鹽與羧甲基半胱氨酸在離子交換樹脂柱上發(fā)生反應(yīng)復(fù)合成的L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽已經(jīng)開始從離子交換樹脂柱上洗脫下來。檢測的具體操作為取流出液約10微升點(diǎn)于濾紙上，噴茚三酮甲醇溶液(Ig茚三酮+甲醇定容至50ml而成)，吹干，顯紫藍(lán)色，即顯示茚三酮陽性反應(yīng)。開始收集流出液之后，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng)即表明L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽已經(jīng)全部從離子交換樹脂柱上洗脫下來，那么無需再收集流出液。氯離子陽性反應(yīng)可采用傳感器對流出液實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)顯示陽性反應(yīng)時，即控制電磁閥關(guān)閉出液口終止收集流出液，氯離子陽性反應(yīng)也可通過人工的方式間隔進(jìn)行監(jiān)測取流出液5ml于比色管中，加入5ml稀硝酸及O. lmg/ml的硝酸銀1ml，加純化水稀釋到50ml，同時取5ml氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μ g/ml)同法操作，兩管在同一黑色背景下觀察，樣品液白色渾濁即表明氯離子陽性反應(yīng)，且樣品液不得比標(biāo)準(zhǔn)溶液深。對本發(fā)明的產(chǎn)品檢測結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的生產(chǎn)工藝步驟如下 (1)羧甲基半胱氨酸上柱 將1800 土 200L氨水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入50-300kg羧甲基半胱氨酸，攪拌均勻得羧甲基半胱氨酸氨水溶液，上離子交換樹脂柱，控制上柱流速為200-1000L/小時，當(dāng)離子交換樹脂柱流出液pH在7 < pH < 11. 5時，停止上料，將離子交換樹脂柱用純化水沖洗至中性； (2)L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽 將1800±200L純化水加入配料罐中，開啟攪拌，接著向配料罐中投入步驟(I)所述羧甲基半胱氨酸O. 9-1. 7倍重量的L-賴氨酸鹽酸鹽,攪拌均勻得L-賴氨酸鹽酸鹽水溶液,上步驟(I)處理完成的離子交換樹脂柱，控制上柱流速為300-1200L/小時，當(dāng)流出液顯示茚三酮陽性反應(yīng)時，開始收集流出液，對流出液進(jìn)行氯離子檢測，當(dāng)流出液顯示氯離子陽性反應(yīng),立即終止收集流出液,所得收集液即L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液； (3)濃縮結(jié)晶 向步驟(2 )所得L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液中加入占L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽水溶液重量1-10%的活性炭，攪拌條件下脫色10-60分鐘，過濾除去活性炭，所得濾液真空條件下減壓濃縮至體積為原體積的30%-70%，降溫至-5°C到20°C之間，保溫結(jié)晶1-24小時，離心甩干后得濕品； (4)干燥 將步驟(3)所得濕品在溫度40-80°C下真空干燥3-12小時得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述離子交換樹脂柱使用的樹脂為陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂，陰離子交換樹脂型號為D201、D301或717，陽離子交換樹脂型號為D00UD113或732。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)所述的氨水的體積濃度為 2-20%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(3)所述的真空條件的真空度在-O. 06Mpa -O. IMpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(4)所述的真空干燥的真空度在-O. 06Mpa -O. IMpa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)工藝，其目的在于解決現(xiàn)有L-賴氨酸-S-羧甲基-L-半胱氨酸鹽的生產(chǎn)方法存在的產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，產(chǎn)品容易吸潮結(jié)塊以及無法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，只適合實(shí)驗(yàn)室操作的不足。本發(fā)明主要步驟為(1)羧甲基半胱氨酸上柱，(2)L-賴氨酸鹽酸鹽上柱復(fù)合成鹽，(3)濃縮結(jié)晶，(4)干燥。本發(fā)明生產(chǎn)工藝產(chǎn)量高，能耗低，產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易吸潮結(jié)塊，保質(zhì)期長，而且本發(fā)明的生產(chǎn)工藝特別適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C227/18GK102775334SQ20121019099
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者王雷 申請人:寧波市鎮(zhèn)海海德生化科技有限公司, 王雷