一種氨基酸·α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氨基酸.α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]α -酮戊二酸亦稱α -氧化戊二酸。系通過轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)與谷氨酸有密切關(guān)系的具有代表性的α-酮酸。在生物學上，由假單胞菌屬(Pseudomonase)和沙雷氏菌屬(Serratia)的發(fā)酵，從葡萄糖經(jīng)過酮葡糖酸而大量合成。在生物體內(nèi)，由三羧酸循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)而起作用，也是異檸檬酸去氫酶的作用，使異檸檬酸氧化脫羧，再由α-酮戊二酸脫氫酶的作用被氧化成為琥珀酰CoA。也可通過谷氨酸脫氫酶，由谷氨酸氧化脫氨生成。另夕卜，α -酮戊二酸也是氨基轉(zhuǎn)移中的氨基受體。因此，α -酮戊二酸是人體的重要成分。
[0003]國內(nèi)現(xiàn)有酮戊二酸生產(chǎn)工藝普遍存在廢水量大，操作工藝復雜，批生產(chǎn)量小等缺點，嚴重制約了產(chǎn)品的規(guī)?；б?。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以大量減少廢水的產(chǎn)生，能耗少，安全性高的氨基酸.α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種氨基酸.α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝，其包括步驟如下:
(1)縮合反應(yīng)
在反應(yīng)釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，攪拌后降溫至25°C以下，然后開始滴加定量的甲醇鈉-甲醇溶液進行縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制25-40°C范圍內(nèi)，1.5-2.5小時滴完甲醇鈉溶液，滴完保溫I小時后，再向合成釜中加入一定量的水和鹽酸，進行攪拌，水洗后靜止分層，將下層合成反應(yīng)液通過視鏡觀察裝桶裝到堿解崗位待用；
(2)堿解反應(yīng)
在搪瓷堿解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，攪拌情況下打開夾套循環(huán)水進行冷卻至25°C，開始滴加預(yù)先配好的定量NaOH水溶液，進行堿解反應(yīng)，生成α -二氯戊二酸鈉；
(3)羰基化反應(yīng)
將堿解釜中的反應(yīng)液移一半到搪瓷配料釜中，在配料釜中投入定量的小蘇打攪拌使之溶解，然后將溶解好的小蘇打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再將高位槽中的小蘇打溶液滴加到堿解反應(yīng)釜中進行羰基化反應(yīng)，反應(yīng)2小時后，再把定量的無水氯化鈣投入堿解釜中進行置換反應(yīng)；
(4)酸化反應(yīng)
在酸化釜中先加入一定量的去離子水，將計量的鈣鹽投入酸化釜中攪拌，打開夾套蒸汽閥進行加熱升溫到60°C，然后將預(yù)先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中進行酸化反應(yīng)，2小時內(nèi)滴完稀酸并降溫至40°C以下，然后打開釜底部閥將物料放入地面抽濾槽中抽濾，濾液用真空抽入酸化釜中；
將少量活性炭投入裝有酸化液的酸化釜中，升溫到40°C攪拌I小時，然后在0.1-0.2MPa壓力下將脫色酸化液經(jīng)壓濾器壓濾得到澄清透明的酸化液；
(5)濃縮結(jié)晶
將酸化液中間槽中的酸化液用泵打到陰陽離子交換中除去重金屬離子和氯離子及硫酸根離子等陰陽離子，然后將經(jīng)陰陽離子交換處理的合格酸化液用真空吸入濃縮釜中，然后進行冷卻直到釜中大量結(jié)晶析出后開啟放料，用離心機離心甩水得α-酮戊二酸濕品(送烘房進行干燥)，離心出來的母液待下批酸化時套用；
(6)氨基酸α-酮戊酸生產(chǎn)工藝過程
將氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二維混合機中先進行混合，然后將混合料用超微粉機進行粉碎；將粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中進行成鹽反應(yīng)，混配釜中預(yù)投入一定量的環(huán)已烷溶劑作為反應(yīng)稀釋劑，物料升至40°C保溫，反應(yīng)5小時后，進行冷卻到室溫放料，將物料直接放到離心機中去甩濾，濾液環(huán)己烷常壓蒸餾回收成鹽崗位套用；得到谷氨酰胺.α-酮戊二酸濕成品，送到烘房進行干燥，后經(jīng)旋壓篩過篩后包裝得到成品。本發(fā)明采用異噁唑和乙酸乙酯以及乙醇為主要合成原料，原料價格低廉、易得，反應(yīng)物反應(yīng)溫和易于控制；氫化反應(yīng)過程中采用多相氫氧化鉀為催化劑，降低反應(yīng)溫度和壓力，提高產(chǎn)品純度和質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)采用二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯等為原料，以甲醇鈉-甲醇溶液為催化劑，降低了反應(yīng)溫度和縮短了反應(yīng)時間；
(2)該方法采用羰基化和酸化反應(yīng)，合并了水解工藝，簡化生產(chǎn)操作步驟；
(3)置換過程中采用氧化鈣作為置換劑，大大減少了反應(yīng)水量，用水量減少為原有工藝的一半。
【具體實施方式】
實施例
[0007](I)縮合反應(yīng)
在反應(yīng)釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，攪拌后打開夾套循環(huán)水進行冷卻到25°C以下，開始滴加定量的甲醇鈉-甲醇溶液(催化劑)進行縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制25-40°C范圍內(nèi)，約2小時滴完甲醇鈉溶液，滴完保溫I小時后，再向合成釜中加入一定量的水和鹽酸，進行攪拌，水洗后靜止分層，將下層合成反應(yīng)液通過視鏡觀察裝桶裝到堿解崗位待用。然后將上層水層(含CH30H)收集后外銷。
[0008](2)堿解反應(yīng)
在搪瓷堿解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，攪拌情況下打開夾套循環(huán)水進行冷卻至25°C，開始滴加預(yù)先配好的定量NaOH水溶液，進行堿解反應(yīng)，生成α -二氯戊二酸鈉。
[0009](3)羰基化反應(yīng)
將堿解釜中的反應(yīng)液移一半到搪瓷配料釜中。在配料釜中投入定量的小蘇打攪拌使之溶解，然后將溶解好的小蘇打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再將高位槽中的小蘇打溶液滴加到堿解反應(yīng)釜中進行羰基化反應(yīng)，打開夾套蒸汽(夾套蒸汽加熱壓力為< 0.3MPa)閥對反應(yīng)液進行加熱升溫到回流狀態(tài)，進行回流反應(yīng)2小時后，先關(guān)閉夾套蒸汽閥，再把定量的無水氯化鈣投入堿解釜中進行置換反應(yīng)，I小時后打開反應(yīng)釜底部閥趁勢放料到地面抽濾槽中，進行負壓抽濾，將濾液用真空抽到中間緩沖鍋中含甲醇廢水收集外銷。得到的(鈣鹽)濾餅用離心機甩干后送酸化崗位待用。
[0010](4)酸化反應(yīng)
在酸化釜中先加入一定量的去離子水，將計量的鈣鹽投入酸化釜中攪拌，打開夾套蒸汽閥進行加熱升溫到60°C (夾套蒸汽加熱壓力為< 0.3MPa)，然后將預(yù)先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中進行酸化反應(yīng)，2小時內(nèi)滴完稀酸，再關(guān)閥夾套蒸汽閥，開啟夾套冷卻水閥進行冷卻到40°C以下，然后打開釜底部閥將物料放入地面抽濾槽中抽濾，濾液用真空抽入酸化釜中。用離心機甩干后的CaS04包裝后賣給石膏粉廠。
[0011]將少量活性炭投入裝有酸化液的酸化釜中，打開酸化釜夾套蒸汽閥(夾套蒸汽加熱壓力為彡0.3MPa)，升溫到40°C攪拌I小時，然后打開酸化釜上空壓閥，控制在0.1-0.2MPa壓力將脫色酸化液經(jīng)壓濾器壓濾得到澄清透明的酸化液，接受在地面的酸化液中間槽中存放(活性炭濾渣送固廢站處理)。
[0012](5)濃縮結(jié)晶
將酸化液中間槽中的酸化液用泵打到陰陽離子交換中除去重金屬離子和氯離子及硫酸根離子等陰陽離子，然后將經(jīng)陰陽離子交換處理的合格酸化液用真空吸入濃縮釜中，打開夾套蒸汽閥進行加熱，再打開真空泵進行減壓濃縮脫水(夾套蒸汽加熱壓力為(0.3MPa)，減壓濃縮結(jié)束后，關(guān)閉夾套蒸汽閥，打開夾套冷卻水閥進行冷卻直到釜中大量結(jié)晶析出后開啟放料，用離心機離心甩水得α -酮戊二酸濕品(送烘房進行干燥)，離心出來的母液待下批酸化時套用。
[0013](6)氨基酸α -酮戊酸生產(chǎn)工藝過程
將氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二維混合機中先進行混合，然后將混合料用超微粉機進行粉碎；將粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中進行成鹽反應(yīng)，混配釜中預(yù)投入一定量的環(huán)已烷溶劑作為反應(yīng)稀釋劑，打開夾套蒸汽閥(夾套蒸汽加熱壓力為< 0.3MPa)，物料升至40°C保溫，反應(yīng)5小時后，打開夾套冷卻水閥進行冷卻到室溫放料，打開釜底部放料閥將物料直接放到離心機中去甩濾，濾液環(huán)己烷常壓蒸餾(80°C)回收成鹽崗位套用；得到谷氨酰胺.α -酮戊二酸濕成品，送到烘房進行干燥，后經(jīng)旋壓篩過篩后包裝得到成品。
【主權(quán)項】
1.一種氨基酸.α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于:包括步驟如下: (1)縮合反應(yīng) 在反應(yīng)釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，攪拌后降溫至25°C以下，然后開始滴加定量的甲醇鈉-甲醇溶液進行縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制25-40°C范圍內(nèi)，1.5-2.5小時滴完甲醇鈉溶液，滴完保溫I小時后，再向合成釜中加入一定量的水和鹽酸，進行攪拌，水洗后靜止分層，將下層合成反應(yīng)液通過視鏡觀察裝桶裝到堿解崗位待用； (2)堿解反應(yīng) 在搪瓷堿解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，攪拌情況下打開夾套循環(huán)水進行冷卻至25°C，開始滴加預(yù)先配好的定量NaOH水溶液，進行堿解反應(yīng)，生成α -二氯戊二酸鈉； (3)羰基化反應(yīng) 將堿解釜中的反應(yīng)液移一半到搪瓷配料釜中，在配料釜中投入定量的小蘇打攪拌使之溶解，然后將溶解好的小蘇打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再將高位槽中的小蘇打溶液滴加到堿解反應(yīng)釜中進行羰基化反應(yīng)，反應(yīng)2小時后，再把定量的無水氯化鈣投入堿解釜中進行置換反應(yīng)； (4)酸化反應(yīng) 在酸化釜中先加入一定量的去離子水，將計量的鈣鹽投入酸化釜中攪拌，打開夾套蒸汽閥進行加熱升溫到60°C，然后將預(yù)先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中進行酸化反應(yīng)，2小時內(nèi)滴完稀酸并降溫至40°C以下，然后打開釜底部閥將物料放入地面抽濾槽中抽濾，濾液用真空抽入酸化釜中； 將少量活性炭投入裝有酸化液的酸化釜中，升溫到40°C攪拌I小時，然后在.0.1-0.2MPa壓力下將脫色酸化液經(jīng)壓濾器壓濾得到澄清透明的酸化液； (5)濃縮結(jié)晶 將酸化液中間槽中的酸化液用泵打到陰陽離子交換中除去重金屬離子和氯離子及硫酸根離子等陰陽離子，然后將經(jīng)陰陽離子交換處理的合格酸化液用真空吸入濃縮釜中，然后進行冷卻直到釜中大量結(jié)晶析出后開啟放料，用離心機離心甩水得α-酮戊二酸濕品(送烘房進行干燥)，離心出來的母液待下批酸化時套用； (6)氨基酸α-酮戊酸生產(chǎn)工藝過程 將氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二維混合機中先進行混合，然后將混合料用超微粉機進行粉碎；將粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中進行成鹽反應(yīng)，混配釜中預(yù)投入一定量的環(huán)已烷溶劑作為反應(yīng)稀釋劑，物料升至40°C保溫，反應(yīng)5小時后，進行冷卻到室溫放料，將物料直接放到離心機中去甩濾，濾液環(huán)己烷常壓蒸餾回收成鹽崗位套用；得到谷氨酰胺.α-酮戊二酸濕成品，送到烘房進行干燥，后經(jīng)旋壓篩過篩后包裝得到成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氨基酸?α酮戊二酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：以二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯等為原料,甲醇鈉-甲醇溶液做催化劑，經(jīng)縮合、堿解、羰基化和酸化反應(yīng)后濃縮結(jié)晶為α-酮戊二酸,最后將氨基酸和α-酮戊二酸混合經(jīng)成鹽反應(yīng)后最終得到氨基酸?α酮戊二酸。本發(fā)明工藝降低了反應(yīng)溫度和縮短了反應(yīng)時間，簡化了生產(chǎn)操作步驟，大大減少了反應(yīng)水量，用水量減少為原有工藝的一半。
【IPC分類】C07C237-06, C07C51-41, C07C231-12, C07C59-347
【公開號】CN104860837
【申請?zhí)枴緾N201510178628
【發(fā)明人】陶雪松, 周長凱, 陶建偉
【申請人】南通恒盛精細化工有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月16日