一种四氢嘧啶的提取工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，具体涉及一种四氢嘧啶物质的提取工艺。
【背景技术】
[0002]四氢嘧啶是一种渗透性补偿性溶质，广泛存在于一种中度嗜盐菌中，其化学名称为(s)-2-甲基-1，4，5，6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸，分子式C6HltlN2O2，分子量142.16，在细胞内积聚可以平衡细胞的渗透压，并且在高温，干燥，冷冻等环境下，对酶、DNA、细胞膜和整个细胞提供保护作用，用于化妆品中，对胰岛细胞起免疫作用，能产生热蛋白，保护膜的完整性，减少皮肤因紫外线照射形成的晒斑，当前全球的供应量约10吨，主要在德国，价格约3万/公斤，产值约3亿元，市场前景非常广阔。从这种菌中提取四氢嘧啶，一般是通过乙醇法提取，但这种方法费时费力，而且不易用于大量生产。
[0003]专利申请号:201110097221.1，名称为“四氢嘧啶及羟基四氢嘧啶的膜技术提取方法”的专利文献中公开了一种单纯用膜提取四氢嘧啶的方法，此种方法虽然工艺简单，但这种菌体溶液含盐量高，溶液中含有一定量的蛋白，胶体等，这些物质在初期用膜处理很容易堵塞膜，给膜的清洗带来一定的麻烦，严重时会损害膜的寿命，而且仅采用膜提取四氢嘧啶物质，使四氢嘧啶物质的纯度受到一定的限制，得不到高纯度的四氢嘧啶溶液。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种四氢嘧啶的提取工艺。
[0005]本发明所述工艺，主要包括以下步骤:
⑴预处理:将含有四氢嘧啶物质的菌体溶液放入离心机中离心，将得到的菌体放置于干燥机中进行干燥，将干燥后的菌体用粉碎机粉碎至200目以下；
⑵溶出:将含有四氢嘧啶物质的粉碎菌体按固液比1:5-15加入去离子水进行溶解，搅拌，使四氢嘧啶物质溶出，静置，除去上层漂浮的菌体碎片，得到含四氢嘧啶物质的溶液；⑶脱色:将上述⑵得到的溶液先用硅藻土过滤，得到过滤液按溶液质量的1_3%(质量百分比)加入粉末活性炭脱色，脱色温度50-70°C，脱色时间20-30min ;或者将上述⑵得到的溶液直接按溶液质量的1-3% (质量百分比)加入粉末活性炭脱色，脱色温度50-70°C，脱色时间 20-30min ；
⑷电渗析脱盐:将上述脱色液进行电渗析脱盐，得到含四氢嘧啶物质的电渗析液；
(5)浓缩:将上述含四氢嘧啶物质的电渗析液进行浓缩，得到浓缩液；
(6)离子交换:将上述浓缩液经阳阴离子交换树脂精制，得到离子交换液；
(7)浓缩、冷冻结晶:将上述得到的离子交换液真空浓缩，放入冷冻干燥机中冷冻结晶，得到四氢嘧啶晶体。
[0006]上述步骤⑵中的除去上层漂浮的菌体碎片的方法可以采用机械捞出的方法，也可以采用滤布过滤的方法。
[0007]上述步骤⑶中直接加入活性炭脱色的溶液，过滤时采用硅藻土涂层的方式过滤； 上述步骤⑷中的电渗析膜采用的是截留分子量为200的纳滤膜；
上述步骤(6)中的离子交换树脂，阳树脂采用凝胶型树脂，阴树脂采用大孔型树脂。
[0008]试验证明，分别采用两种不同类型的阴阳树脂，凝胶型阳树脂可以去除溶液中较小的钠离子，大孔型阴树脂内部有大量的微孔，能起到进一步提纯的作用。
[0009]由于本发明采用菌体破碎预处理方法，能使四氢嘧啶物质较大程度的溶出，而且采用活性炭脱色，离子交换树脂提纯，使活性炭脱色在去除色素的同时，能将溶液中的大部分蛋白、胶体等杂质去除，这很大程度上减轻了后续处理负荷，仅使用一步电渗析膜脱盐工艺，就能得到高纯度的四氢嘧啶晶体，大大简化了生产工艺。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
⑴预处理:取含有四氢嘧啶物质的菌体溶液15L，放入高倍离心机中离心，将得到的菌体放置于干燥机中80°C进行干燥，将干燥后的菌体用粉碎机粉碎至200目以下，得到粉碎后的菌体1000g。
[0011]⑵溶出:将粉碎后的菌体按固液比1:10加入高纯水进行溶解，充分搅拌，使四氢嘧啶物质充分溶出，静置，用滤网捞出上层漂浮的菌体碎片，得到含四氢嘧啶物质的溶液。
[0012]⑶脱色:将上述⑵得到的溶液按溶液干物的2%加入粉末活性炭脱色，脱色温度50°C，脱色时间30min，得到过滤脱色液，脱色液透光91.8%。
[0013]⑷电渗析脱盐:将脱色液经过电渗析膜，电压32mpa，电流6A，温度:40°C，得到含四氢嘧啶物质的电渗析液，电渗析液电导506us/cm。
[0014](5)浓缩:将上述电渗析液真空浓缩至四氢嘧啶物质含量6g/l，得浓缩液。
[0015](6)离子交换:将上述浓缩液经001*7和D301离子交换树脂交换，得到离交液。离交液电导17us/cm，透光100%。
[0016](7)浓缩、冷冻结晶:将上述得到的离交液真空浓缩至58g/l，放入冷冻干燥机中冷冻结晶，得到四氢嘧啶晶体54.6g，纯度为98.3%。
[0017]实施例2
⑴预处理:取含有四氢嘧啶物质的菌体溶液15L，放入高倍离心机中离心，将得到的菌体放置于干燥机中80°C进行干燥，将干燥后的菌体用粉碎机粉碎至200目以下，得到粉碎后的菌体1000g。
[0018]⑵溶出:将粉碎后的菌体按固液比1:8加入高纯水进行溶解，充分搅拌，使四氢嘧啶物质充分溶出，静置，用滤布滤出上层漂浮的菌体碎片，得到含四氢嘧啶物质的溶液。
[0019]⑶脱色:将上述⑵得到的溶液用25%浓度的硅藻土溶液涂层后过滤，过滤液按溶液质量的1.5%加入粉末活性炭脱色，脱色温度60°C，脱色时间20min，得到过滤脱色液，脱色液透光90.2%。
[0020]⑷电渗析脱盐:将脱色液经过电渗析膜，电压35mpa，电流6A，温度:40°C，得到含四氢嘧啶物质的电渗析液，电渗析液电导809us/cm。
[0021](5)浓缩:将上述电渗析液真空浓缩至四氢嘧啶物质含量6g/l，得浓缩液。
[0022](6)离子交换:将上述浓缩液经001*7和D296离子交换树脂交换，得到离交液。离交液电导35us/cm，透光100%。
[0023](7)浓缩、冷冻结晶:将上述得到的离交液真空浓缩至58g/l，放入冷冻干燥机中冷冻结晶，得到四氢嘧啶晶体48.8g，纯度为97.5%。
[0024]实施例3
⑴预处理:取含有四氢嘧啶物质的菌体溶液15L，放入高倍离心机中离心，将得到的菌体放置于干燥机中80°C进行干燥，将干燥后的菌体用粉碎机粉碎至200目以下，得到粉碎后的菌体1000g。
[0025]⑵溶出:将粉碎后的菌体按固液比1:15加入高纯水进行溶解，充分搅拌，使四氢嘧啶物质充分溶出，静置，用滤网捞出上层漂浮的菌体碎片，得到含四氢嘧啶物质的溶液。
[0026]⑶脱色:将上述⑵得到的溶液按溶液质量的3%加入粉末活性炭脱色，脱色温度600C，脱色时间30min，娃藻土涂层过滤，得到过滤脱色液，脱色液透光90.8%。
[0027]⑷电渗析脱盐:将脱色液经过电渗析膜，电压34mpa，电流6A，温度:40°C，得到含四氢嘧啶物质的电渗析液，电渗析液电导466us/cm。
[0028](5)浓缩:将上述电渗析液真空浓缩至四氢嘧啶物质含量6g/l，得浓缩液。
[0029](6)离子交换:将上述浓缩液经001*7和D296离子交换树脂交换，得到离交液。离交液电导15us/cm，透光100%。
[0030](7)浓缩、冷冻结晶:将上述得到的离交液真空浓缩至58g/l，放入冷冻干燥机中冷冻结晶，得到四氢嘧啶晶体56.8g，纯度为98.6%。
【主权项】
1.一种四氢嘧啶的提取工艺，其特征在于，主要包括以下步骤: ⑴预处理:将含有四氢嘧啶物质的菌体溶液放入离心机中离心，将得到的菌体放置于干燥机中进行干燥，将干燥后的菌体用粉碎机粉碎至200目以下； ⑵溶出:将含有四氢嘧啶物质的粉碎菌体按固液比1:5-15加入去离子水进行溶解，搅拌，使四氢嘧啶物质溶出，静置，除去上层漂浮的菌体碎片，得到含四氢嘧啶物质的溶液； ⑶脱色:将所述步骤⑵得到的溶液先用硅藻土过滤，然后按滤液质量的1-3%加入粉末活性炭脱色，脱色温度50-70°C，脱色时间20-30min ;或者将所述步骤⑵得到的溶液直接按溶液质量的1-3%加入粉末活性炭脱色，脱色温度50-70°C，脱色时间20-30min ； ⑷电渗析脱盐:将步骤⑶脱色后的溶液进行电渗析脱盐，得到含四氢嘧啶物质的电渗析液； (5)浓缩:将步骤⑷所述电渗析液进行浓缩，得到浓缩液； (6)离子交换:将步骤(5)所述浓缩液经阳阴离子交换树脂精制，得到离子交换液； (7)浓缩、冷冻结晶:将步骤(6)所述离子交换液真空浓缩，放入冷冻干燥机中冷冻结晶，得到四氢嘧啶晶体。
2.如权利要求1所述工艺，其特征在于，步骤⑵中的除去上层漂浮的菌体碎片的方法为采用机械捞出的方法，或采用滤布过滤的方法。
3.如权利要求1所述工艺，其特征在于，步骤⑶中的直接加入活性炭脱色的溶液液，过滤时采用硅藻土涂层的方式过滤。
4.如权利要求1所述工艺，其特征在于，步骤⑷中的电渗析膜采用的是截留分子量为200的纳滤膜。
5.如权利要求1所述工艺，其特征在于，步骤(6)中的离子交换树脂，阳树脂采用凝胶型树脂，阴树脂采用大孔型树脂。
【专利摘要】本发明提供了一种四氢嘧啶的提取工艺，主要包括预处理、四氢嘧啶溶出、脱色、电渗析脱盐、浓缩、离子交换、浓缩、冷冻结晶等步骤。由于本发明采用菌体破碎预处理方法，能使四氢嘧啶物质较大程度的溶出，而且采用活性炭脱色，离子交换树脂提纯，使活性炭脱色在去除色素的同时，能将溶液中的大部分蛋白、胶体等杂质去除，这很大程度上减轻了后续处理负荷，仅使用一步电渗析膜脱盐工艺，就能得到高纯度的四氢嘧啶晶体，大大简化了生产工艺。
【IPC分类】C07D239-06
【公开号】CN104557729
【申请号】CN201410754792
【发明人】孙鲁, 邱学良, 曹玉华, 王关斌, 李毅, 邵竞峰, 梁学超, 周娟, 黄伟红, 姜希生
【申请人】山东福田药业有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月11日