一種制備l-焦谷氨酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括：L-谷氨酸在乙醇體系中，加入適量脫水催化劑，升溫至88～100℃進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)后過濾、濃縮、析晶，抽濾出晶體得L-焦谷氨酸精品。本發(fā)明方法屬于封閉工藝，操作簡單、配比適當(dāng)，脫水生成的L-焦谷氨酸溶于乙醇，未脫水的L-谷氨酸不溶于乙醇，通過過濾直接除去未反應(yīng)的L-谷氨酸，結(jié)晶得到高純度的L-焦谷氨酸，純度達(dá)到99.5%以上，收率達(dá)到85%以上；加入了脫水催化劑濃硫酸，加速了脫水反應(yīng)的進(jìn)行，且在較低的反應(yīng)溫度下反應(yīng)避免使L-焦谷氨酸產(chǎn)生消旋化，濃硫酸存在于抽濾出的母液中，可以和未脫水的L-谷氨酸一并返回繼續(xù)下一批配料，成本較低，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種制備L-焦谷氨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備L-焦谷氨酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]L-焦谷氨酸，英文名:L-Pyroglutamic acid,化學(xué)名:L_2-吡咯燒酮_5_羧酸。L-焦谷氨酸可以用作生化試劑，主要用于外消旋胺的拆分。目前，L-焦谷氨酸被用于日化領(lǐng)域的化妝品保濕劑。
[0003]市場上焦谷氨酸的合成主要以谷氨酸為原料經(jīng)脫水制得。馮大炎在《化學(xué)世界》雜志中報(bào)道的L-焦谷氨酸的合成是以谷氨酸為原料進(jìn)行脫水環(huán)合而得，產(chǎn)率一般在75.3~63.3%，該合成方法對L-谷氨酸脫水反應(yīng)溫度和時(shí)間有嚴(yán)格要求，需控制在150°C左右并維持45分，溫度若高于160°C，將會(huì)使L-焦谷氨酸產(chǎn)生消旋化，使旋光度測定值下降；但當(dāng)脫水反應(yīng)溫度低于140°C，則又會(huì)使L-谷氨酸脫水不完全，結(jié)果有難溶于水的L-谷氨酸殘留，同樣使旋光度測值下降。專利200810046505.6報(bào)道了焦谷氨酸醇及其中間體的化學(xué)合成方法，公開了谷氨酸制備焦谷氨酸的過程，包括將谷氨酸加入反應(yīng)罐中，加熱油浴至220~290°C，在130~180°C保溫條件下反應(yīng)40~70分鐘攪拌脫水，放入冷水中冷卻，過濾得到焦谷氨酸粗品；粗品加水于40~70°C飽和，冷卻40~70°C結(jié)晶，濾出晶體洗滌，干燥的道焦谷氨酸精品。但上述兩種方法對L-谷氨酸脫水溫度有很高的要求，制備工藝復(fù)雜，易引入其他雜質(zhì)不易清除，不適于工業(yè)生產(chǎn)。發(fā)明201010214563.2報(bào)道了一種制備L-焦谷氨酸鎂的方法，公開了 L-谷氨酸脫水制備L-焦谷氨酸的方法，需要通過陽離子交換樹脂柱分離L-焦谷氨酸和未焦化的L-谷氨酸，離子交換法提取會(huì)帶來的大量的污水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種制備L-焦谷氨酸的方法。`
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括:L_谷氨酸在乙醇體系中，加入適量脫水催化劑，升溫至88~100°C進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)后過濾、濃縮、析晶，抽濾出晶體得L-焦谷氨酸精品。
[0007]所述的L-谷氨酸和乙醇的摩爾體積比(mol: ml)為1: 400~1000，優(yōu)選
I: 500~700 ;所述的L-谷氨酸和和脫水催化劑的摩爾體積比(mol: ml)為1:1~3，優(yōu)選為1:1~2。
[0008]所述的脫水催化劑為濃硫酸，所述的濃硫酸優(yōu)選為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的濃硫酸；所述的乙醇為無水乙醇。
[0009]所述的脫水反應(yīng)的溫度優(yōu)選為88~95°C ;所述的脫水反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為3~6小時(shí)，優(yōu)選4小時(shí)。
[0010]具體的，所述的反應(yīng)液趁熱過濾得到L-焦谷氨酸乙醇溶液，以防止L-焦谷氨酸析出；所述的L-焦谷氨酸乙醇濾液減壓濃縮至飽和，濃縮溫度為55~65°C。
[0011]具體的，L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至20~30°C，盡可能多的析出L-焦谷氨酸酸結(jié)晶，抽濾得到L-焦谷氨酸晶體。
[0012]進(jìn)一步的，L-焦谷氨酸晶體在50~65°C烘干得L-焦谷氨酸精品。
[0013]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、本發(fā)明方法屬于封閉工藝，L-谷氨酸在乙醇體系中進(jìn)行脫水反應(yīng)，整個(gè)工藝過程只有L-焦谷氨酸分離出來，未脫水的L-谷氨酸和催化劑硫酸一直在乙醇體系中循環(huán)利用，L-焦谷氨酸的收率可以達(dá)到85%以上。
[0015]2、本發(fā)明方法操作簡單、配比適當(dāng)，脫水生成的L-焦谷氨酸溶于乙醇，未脫水的L-谷氨酸不溶于乙醇，可以通過過濾直接除去未反應(yīng)的L-谷氨酸，并通過濾液析晶得到高純度的L-焦谷氨酸，純度能達(dá)到99.5%以上，而不需要采用陳舊的離子交換提取方法，可以降低離子交換法提取帶來的大量的污水。
[0016]3、本發(fā)明方法加入了脫水催化劑濃硫酸，加速了脫水反應(yīng)的進(jìn)行，且在較低的反應(yīng)溫度下反應(yīng)避免使L-焦谷氨酸產(chǎn)生消旋化；濃硫酸存在于抽濾出的母液中，可以和未脫水的L-谷氨酸一并返回繼續(xù)下一批配料，成本較低，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】[0017]實(shí)施例1
[0018]一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括:在1000L三口燒瓶中加入L-谷氨酸147g，無水乙醇500ml，濃硫酸2ml，升溫至90°C，在90°C溫度下維持4小時(shí)進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液趁熱過濾，L-焦谷氨酸乙醇濾液在溫度55°C下減壓濃縮至飽和，L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至20°C，析出大量結(jié)晶，抽濾出L-焦谷氨酸晶體，在溫度55°C下烘干得L-焦谷氨酸精品115g，收率89.1%。
[0019]實(shí)施例2
[0020]一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括:在2000L三口燒瓶中加入L-谷氨酸294g，無水乙醇1200ml，濃硫酸2ml，升溫至92°C，在92°C溫度下維持5小時(shí)進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液趁熱過濾，L-焦谷氨酸乙醇濾液在溫度60°C下減壓濃縮至飽和，L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至20°C，析出大量結(jié)晶，抽濾出L-焦谷氨酸晶體，在溫度60°C下烘干得L-焦谷氨酸精品233g，收率90.3%。
[0021]實(shí)施例3
[0022]一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括:在2000L三口燒瓶中加入L-谷氨酸221g，無水乙醇900ml，濃硫酸2.3ml，升溫至95°C，在95°C溫度下維持3小時(shí)進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液趁熱過濾，L-焦谷氨酸乙醇濾液在溫度55°C下減壓濃縮至飽和，L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至25°C，析出大量結(jié)晶，抽濾出L-焦谷氨酸晶體，在溫度55°C下烘干得L-焦谷氨酸精品175g，收率90.2%。
[0023]實(shí)施例4
[0024]一種制備L-焦谷氨酸的方法，包括:在2000L三口燒瓶中加入L-谷氨酸294g，無水乙醇1400ml，濃硫酸4ml，升溫至88°C，在88°C溫度下維持4小時(shí)進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液趁熱過濾，L-焦谷氨酸乙醇濾液在溫度65°C下減壓濃縮至飽和，L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至20°C，析出大量結(jié)晶，抽濾出L-焦谷氨酸晶體，在溫度65°C下烘干得L-焦谷氨酸精品231g，收率89.5%。
[0025]表1實(shí)施例1-4產(chǎn)物的檢測結(jié)果
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于包括:L-谷氨酸在乙醇體系中，加入適量脫水催化劑，升溫至88~100°C進(jìn)行脫水反應(yīng)，反應(yīng)后過濾、濃縮、析晶，抽濾出晶體得L-焦谷氣酸精品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的L-谷氨酸和乙醇的摩爾體積比為1: 400~1000，所述的L-谷氨酸和和脫水催化劑的摩爾體積比為I: I ~3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的L-谷氨酸和乙醇的摩爾體積比為1: 500~700 ;所述的L-谷氨酸和和脫水催化劑的摩爾體積比1:1~2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的脫水催化劑為濃硫酸；所述的乙醇為無水乙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的脫水反應(yīng)的溫度為 88 ~95°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的脫水反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為3~6小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于所述的脫水反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于反應(yīng)液趁熱過濾得到L-焦谷氨酸乙醇溶液，所述的L-焦谷氨酸乙醇濾液減壓濃縮至飽和，濃縮溫度為55~65。。。`
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于L-焦谷氨酸乙醇濃縮液冷卻至20~30°C，析出L-焦谷氨酸酸結(jié)晶，抽濾得到L-焦谷氨酸晶體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備L-焦谷氨酸的方法，其特征在于L-焦谷氨酸晶體在50~65°C烘干得L-焦谷氨酸精品。
【文檔編號(hào)】C07D207/28GK103664729SQ201310732457
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】席日新 申請人:宜興市前成生物有限公司