一种dl-亮氨酸的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种DL-亮氨酸的制备方法。本发明方法先通过乙醇、乙酰乙酰胺、乙醇钠和异丁基溴的反应，反应液先蒸馏回收乙醇，蒸馏残留物热溶、过滤、冷却析出结晶，得2-异丁基乙酰乙酰胺；再将2-异丁基乙酰乙酰胺与次氯酸钠反应，反应液先蒸馏回收三氯甲烷，蒸馏残留液再与对甲苯磺酸反应，反应液过滤、冷却析出结晶，得亮氨酸对甲苯磺酸；亮氨酸对甲苯磺酸先与氢氧化钠反应，再调节pH为6～6.5便可获得DL-亮氨酸。本发明化学合成反应条件温和，对设备要求低，生产周期短，投资少、成本较低；产率较高、副产物少、可大量生产，有利于工业化；乙酰乙酰胺可由双乙烯酮制备，原料易得。
【专利说明】一种DL-亮氨酸的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，具体涉及一种DL-亮氨酸的制备方法。
【背景技术】
[0002]亮氨酸是构成蛋白质的基本单位，在生物体内具有特殊的生理功能，参与细胞中多种化合物代谢，是生物体不可缺少的营养成分。亮氨酸属于支链氨基酸，是水产动物必需的10种氨基酸之一，为20种氨基酸中唯一的生酮氨基酸，是畜禽体内不能合成而必须从饲料中获得的必需氨基酸。近年来，动物的营养研究日益深入，对亮氨酸的认识更为全面。
[0003]亮氨酸在动物体内不能由其他物质合成或转换，但亮氨酸在调节氨基酸和蛋白质代谢方面起着重要作用。如亮氨酸的代谢产物(6-羟基-(6-甲基丁酸盐，作为一种体内产生的绿色天然活性成分，能显著提高畜禽的免疫力，促进生长降低死亡率；日粮中亮氨酸可以影响动物机体内的激素水平，给泌乳大鼠补充亮氨酸，可显著提高血浆促乳素水平，其对蛋白质的合成和分解、泌乳等生理生化过程也具有调节作用。
[0004]亮氨酸作为畜禽的必需氨基酸，除用于合成蛋白质外，在特殊生理时期可氧化供能，调动骨骼肌的蛋白质周转，改善动物的泌乳性能，增强免疫机能，调节神经和内分泌等作用，其在畜牧生产上的应用不断扩大。
[0005]目前关于亮氨酸的制备方法主要有酸解提取法和发酵法，但酸解提取法对环境污染严重，消耗大量的酸碱，而亮氨酸的发酵法工业化生产，设备投资大，生产周期长。为了促进畜牧业的快速发展，必须解决亮氨酸的工业化生产，使亮氨酸在畜禽生产中得到更好的推广应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种DL-亮氨酸的制备方法。
[0007]本发明所采取的技术方案是:
一种DL-亮氨酸的制备方法，包含以下步骤:
1)2-异丁基乙酰乙酰胺的制备:在反应器内，依次加入无水乙醇、乙酰乙酰胺、乙醇钠和异丁基溴，在50~65°C反应完全，蒸馏回收乙醇，收集蒸馏残留物，并用水加热溶解，过滤，滤液冷却，析出结晶，将结晶水洗、烘干得2-异丁基乙酰乙酰胺；
2)亮氨酸对甲苯磺酸的制备:在反应容器内，加入2-异丁基乙酰乙酰胺和水，再加入次氯酸钠溶液，在30~40°C反应完全，蒸馏回收副产物三氯甲烷，收集蒸馏残留液，并加入对甲苯磺酸，加热反应完全，反应液过滤，滤液冷却，析出结晶，将结晶水洗、干燥得亮氨酸对甲苯磺酸；
3)DL-亮氨酸的制备:取亮氨酸对甲苯磺酸，用水加热溶解完全，加入氢氧化钠，混匀，调节pH为6~6.5，冷却，析出结晶，将结晶水洗、烘干得DL-亮氨酸。
[0008]进一步的，步骤I)中所加入的无水乙醇、乙醇钠和异丁基溴的摩尔量分别为乙酰乙酰胺的4~4.5倍、0.9~1.1倍、0.9~1.1倍。[0009]进一步的，步骤2)中所加入的水、次氯酸钠和对甲苯磺酸的摩尔量分别为2-异丁基乙酰乙酰胺的16~17倍、3~3.3倍、0.9~1.1倍。
[0010]进一步的，步骤3)中所所加入的水、氢氧化钠分别为亮氨酸对甲苯磺酸的30~35倍、0.9~1.0倍。
[0011]本发明的有益效果是:
本发明原料易得，乙酰乙酰胺可由双乙烯酮制备，产率较高，副产物少，可大量生产，有利于工业化；与现有技术相比，本发明化学合成反应条件温和，对设备要求低，生产周期短，投资较小，成本较低。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
I) 2-异丁基乙酰乙酰胺的制备
在反应器内，依次加入4mol无水乙醇、Imol乙酰乙酰胺、0.9mol乙醇钠和0.9mol异丁基溴，控制反应温度为50°C，搅拌反应完全，蒸馏回收乙醇，用水加热溶解蒸馏残留物，过滤，滤液冷却，析出2-异丁基乙酰乙酰胺，烘干得该化合物130g。
[0013]2) DL-亮氨酸的制备
在反应容器内，加入0.5mol 2-异丁基乙酰乙酰胺和8mol水,再加入1.5mol次氯酸钠溶液，在30°C反应完全。然后蒸馏回收三氯甲烷，在蒸馏残液中加入0.5mol对甲苯磺酸，加热溶解后，反应液过滤，滤液冷却，析出结晶，水洗，干燥得亮氨酸对甲苯磺酸。取0.4mol亮氨酸对甲苯磺酸，加入12mol水加热溶解,加入约0.4mol氢氧化钠,搅拌调节pH为6~
6.5，冷至室温，结晶析出，水洗、烘干得DL-亮氨酸50.2g，经过HPLC检测，获得产物纯度为98.84%，检测氮含量为10.60%，熔点为293~295。。。
[0014]实施例2
I) 2-异丁基乙酰乙酰胺的制备
在反应器内，依次加入4.3mol无水乙醇、Imol乙酰乙酰胺、1.0mol乙醇钠和1.0mol异丁基溴，控制反应温度为60°C，搅拌反应完全，蒸馏回收乙醇，用水加热溶解蒸馏残留物，过滤，滤液冷却，析出2-异丁基乙酰乙酰胺，烘干得该化合物143g。
[0015]2) DL-亮氨酸的制备
在反应容器内，加入0.5mol 2-异丁基乙酰乙酰胺和8.3mol水,再加入1.35mol次氯酸钠溶液，在35°C反应完全。然后蒸馏回收三氯甲烷，在蒸馏残液中加入0.45mol对甲苯磺酸，加热溶解后，反应液过滤，滤液冷却，析出结晶，水洗，干燥得亮氨酸对甲苯磺酸。取
0.4mol亮氨酸对甲苯磺酸,加入12mol水加热溶解,加入约0.36mol氢氧化钠,搅拌调节pH为6~6.5，冷至室温，结晶析出，水洗、烘干得DL-亮氨酸46.8g，经过HPLC检测，获得产物纯度为98.38%，检测氮含量为10.55%，熔点为293~295。。。
[0016]实施例3
I) 2-异丁基乙酰乙酰胺的制备
在反应器内，依次加入4.5mol无水乙醇、Imol乙酰乙酰胺、1.1mol乙醇钠和1.1mol异丁基溴，控制反应温度为65°C，搅拌反应完全，蒸馏回收乙醇，用水加热溶解蒸馏残留物，过滤，滤液冷却，析出2-异丁基乙酰乙酰胺，烘干得该化合物144g。[0017]2) DL-亮氨酸的制备
在反应容器内，加入0.5mol 2-异丁基乙酰乙酰胺和8.5mol水,再加入1.65mol次氯酸钠溶液，在40°C反应完全。然后蒸馏回收三氯甲烷，在蒸馏残液中加入0.45mol对甲苯磺酸，加热溶解后，反应液过滤，滤液冷却，析出结晶，水洗，干燥得亮氨酸对甲苯磺酸。取
0.4mol亮氨酸对甲苯磺酸，加入12mol水加热溶解，加入约0.38mol氢氧化钠溶液，搅拌调节pH为6~6.5，冷至室温，结晶析出，水洗、烘干得DL-亮氨酸48.6g，经过HPLC检测，获得产物纯度为98.57%，检测氮含`量为10.57%，熔点为293~295°C。
【权利要求】
1.一种DL-亮氨酸的制备方法，其特征在于:包含以下步骤: 1)2-异丁基乙酰乙酰胺的制备:在反应器内，依次加入无水乙醇、乙酰乙酰胺、乙醇钠和异丁基溴，在50~65°C反应完全，蒸馏回收乙醇，收集蒸馏残留物，并用水加热溶解，过滤，滤液冷却，析出结晶，将结晶水洗、烘干得2-异丁基乙酰乙酰胺； 2)亮氨酸对甲苯磺酸的制备:在反应容器内，加入2-异丁基乙酰乙酰胺和水，再加入次氯酸钠溶液，在30~40°C反应完全，蒸馏回收副产物三氯甲烷，收集蒸馏残留液，并加入对甲苯磺酸，加热反应完全，反应液过滤，滤液冷却，析出结晶，将结晶水洗、干燥得亮氨酸对甲苯磺酸； 3 ) DL-亮氨酸的制备:取亮氨酸对甲苯磺酸，用水加热溶解完全，加入氢氧化钠，混匀，调节pH为6~6.5，冷却，析出结晶，将结晶水洗、烘干得DL-亮氨酸。
2.根据权利要求1所述的一种DL-亮氨酸的制备方法，其特征在于:步骤I)中所加入的无水乙醇、乙醇钠和异丁基溴的摩尔量分别为乙酰乙酰胺的4~4.5倍、0.9~1.1倍、0.9 ~1.1 倍。
3.根据权利要求1所述的一种DL-亮氨酸的制备方法，其特征在于:步骤2)中所加入的水、次氯酸钠和对甲苯磺酸的摩尔量分别为2-异丁基乙酰乙酰胺的16~17倍、3~3.3倍、0.9~1.1倍。
4.根据权利要求1所述的一种D L-亮氨酸的制备方法，其特征在于:步骤3)中所所加入的水、氢氧化钠的摩尔量分别为亮氨酸对甲苯磺酸的30~35倍、0.9~1.0倍。
【文档编号】C07C227/18GK103709054SQ201310715061
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】吴春丽, 高均勇, 付志欢, 舒绪刚, 段静娜, 樊明智 申请人:广州天科生物科技有限公司, 仲恺农业工程学院