專利名稱：富馬酸合成聚天冬氨酸的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種富馬酸和NH3為原料，發(fā)酵法制得L-天冬氨酸，用粗制品L-天冬 氨酸，盤式連續(xù)反應(yīng)聚合成聚天冬氨酸大型生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
聚天冬氨酸是一種聚合氨基酸，人工合成多肽， 一種可溶性高分子，無毒無污染， 可生物降解的環(huán)境友好型產(chǎn)品，其用途十分廣泛，大量應(yīng)用植物營養(yǎng)及工業(yè)分散劑、水處理 劑、農(nóng)藥、綠色生態(tài)助劑等。 眾所周知，以L-天冬氨酸為原料合成聚天冬酸方法大都采用間歇式縮聚法，縮聚 時間長，熱效率低，產(chǎn)品粉化，產(chǎn)品裝卸污染工作環(huán)境，生產(chǎn)規(guī)模小，成本高，難以大型化生產(chǎn)。 本發(fā)明基于上述技術(shù)背景，提出一種新的聚天冬氨酸合成方法，能夠?qū)崿F(xiàn)聚天冬 氨酸生產(chǎn)的大型化、經(jīng)濟化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用富馬酸合成聚天冬氨酸的新方法，以實現(xiàn)聚天 冬氨酸生產(chǎn)的大型化、經(jīng)濟化。
本發(fā)明的上述目的通過下述方案予以實現(xiàn)
提供一種利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，包括以下步驟
1) 以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨 的摩爾比為1:1 ;大腸桿菌的用量為原料總重量的3 5%。;發(fā)酵溫度為36 40°C ，發(fā)酵溫度為 24小時；
2) 以步驟l)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，在180 25(TC下經(jīng)連續(xù)縮聚 反應(yīng)10 60分鐘，合成聚天冬氨酸。 步驟2)所述的連續(xù)縮聚反應(yīng)溫度優(yōu)選220 240°C ;所述的連續(xù)縮聚反應(yīng)時間優(yōu)選 20 40分鐘。 步驟2)所述的連續(xù)縮聚反應(yīng)的溫度優(yōu)選利用熱油加熱達到；所述熱油最高加熱 溫度為320°C。 在所述的連續(xù)縮聚反應(yīng)中，還可以向反應(yīng)器中通入惰性氣體進行保護；所述的惰 性氣體優(yōu)選K。 所述步驟1)制得的粗制未脫色的L-天冬氨酸的規(guī)格如下 含量為 98% 干燥失重 0. 40%
Pb 《0. 001%
As 《0. 001%
通過本發(fā)明所述的方法合成的聚天冬氨酸，產(chǎn)品含量為40%，粘均分子量在3000 8000之間，P -蛋白質(zhì)含量在70%左右，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和停留時間可以合成不同粘均分子量 的產(chǎn)品。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的聚天冬氨酸的制備方法的有益效果在于本發(fā)明 以粗制未脫色的L-天冬氨酸為原料，直接應(yīng)用于連續(xù)縮聚反應(yīng)合成聚天冬氨酸，不僅節(jié)約 了生產(chǎn)程序、可操作性強，而且可以實現(xiàn)大型化生產(chǎn)；另外，制得的產(chǎn)品顏色淺，縮聚過程不 使用其他原料，副產(chǎn)物除水蒸氣外，夾帶少量粉塵，用除塵器捕集，整個生產(chǎn)過程無污染。
本發(fā)明合成的聚天冬氨酸，分子結(jié)構(gòu)有肽鍵，端基有-NHj氨基)和-C00H (羧基) 大量存在，產(chǎn)品的酸堿度可視不同使用對象進行調(diào)節(jié)，產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛，性價比高，特別 適合應(yīng)用于植物生長調(diào)節(jié)劑和肥料增效劑，農(nóng)藥綠色助劑。產(chǎn)品生物降解率28天> 65%， LD50 > 6000mg/Kg bw，達到了歐盟標(biāo)準(zhǔn)，屬于優(yōu)級指標(biāo)。
具體實施方式

實施例1
使用如下方法制備聚天冬氨酸
1) 以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨的 摩爾比為1:1 ;大腸桿菌的用量為原料總重量的3%。；發(fā)酵溫度為36t:，發(fā)酵溫度為24小時；
2) 以步驟l)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，用螺旋加料器、每分鐘向連續(xù) 縮合反應(yīng)器中加入15公斤所述粗制未脫色的L-天冬氨酸，在230°C 士2t:下經(jīng)連續(xù)縮聚反 應(yīng)30分鐘，期間反應(yīng)器充N2保護，每小時得到625公斤無水聚天冬氨酸，副產(chǎn)水蒸氣排除， 產(chǎn)品粘均分子量為7000，與現(xiàn)有技術(shù)中，使用經(jīng)過精制并脫色的商品L-天冬氨酸為原料相 比，成本降低20%。 實施例2
使用如下方法制備聚天冬氨酸
1) 以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨 的摩爾比為1:1 ;大腸桿菌的用量為原料總重量的3%。;發(fā)酵溫度為3『C，發(fā)酵溫度為24小 時；
2) 以步驟l)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，用螺旋加料器、每分鐘向連續(xù) 縮合反應(yīng)器中加入15公斤所述粗制未脫色的L-天冬氨酸，在240°C 士2t:下經(jīng)連續(xù)縮聚反 應(yīng)40分鐘，期間反應(yīng)器充N2保護，每小時得到610公斤無水聚天冬氨酸，副產(chǎn)水蒸氣排除， 產(chǎn)品粘均分子量為8500。 實施例3
使用如下方法制備聚天冬氨酸
1) 以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨 的摩爾比為1:1 ;大腸桿菌的用量為原料總重量的5%。;發(fā)酵溫度為4(TC，發(fā)酵溫度為24小 時；
2) 以步驟l)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，用螺旋加料器、每分鐘向連續(xù) 縮合反應(yīng)器中加入15公斤所述粗制未脫色的L-天冬氨酸，在19(TC 士2t:下經(jīng)連續(xù)縮聚反 應(yīng)20分鐘，期間反應(yīng)器充N2保護，每小時得到650公斤無水聚天冬氨酸，副產(chǎn)水蒸氣排除， 產(chǎn)品粘均分子量為6000。
權(quán)利要求
一種利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，包括以下步驟1)以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨的摩爾比為1:1；大腸桿菌的用量為原料總重量的3~5‰；發(fā)酵溫度為36~40℃，發(fā)酵時間為24小時；2)以步驟1)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，在180~250℃下經(jīng)連續(xù)縮聚反應(yīng)10~60分鐘，合成聚天冬氨酸。
2. 權(quán)利要求1所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于步驟2)所述的 連續(xù)縮聚反應(yīng)溫度為220 240°C。
3. 權(quán)利要求1所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于步驟2)所述的 連續(xù)縮聚反應(yīng)時間為20 40分鐘。
4. 權(quán)利要求1所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于步驟2)所述的 連續(xù)縮聚反應(yīng)的溫度利用熱油加熱達到。
5. 權(quán)利要求4所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于所述熱油最高 加熱溫度為320°C。
6. 權(quán)利要求1所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于在所述的連續(xù) 縮聚反應(yīng)中，向反應(yīng)器中通入惰性氣體進行保護。
7. 權(quán)利要求6所述的利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于所述的惰性氣 體為N2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用富馬酸合成聚天冬氨酸的方法，包括以下步驟1)以富馬酸和氨為原料，以大腸桿菌為催化劑發(fā)酵合成L-天冬氨酸，其中富馬酸和氨的摩爾比為1:1；大腸桿菌的用量為原料總重量的3~5‰；發(fā)酵溫度為36~40℃，發(fā)酵溫度為24小時；2)以步驟1)制得的粗制未曾脫色的L-天冬氨酸為原料，在180~250℃下經(jīng)連續(xù)縮聚反應(yīng)10~60分鐘，合成聚天冬氨酸。本發(fā)明所述的方法能夠?qū)崿F(xiàn)聚天冬氨酸生產(chǎn)的大型化、經(jīng)濟化。
文檔編號C12P13/20GK101787121SQ20101013437
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者徐賓朋, 李立仁, 趙厚發(fā) 申請人:安徽科寶生物工程有限公司