一种氨基酸·α酮戊二酸的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氨基酸.α酮戊二酸的生产工艺。
【背景技术】
[0002]α -酮戊二酸亦称α -氧化戊二酸。系通过转氨基反应与谷氨酸有密切关系的具有代表性的α-酮酸。在生物学上，由假单胞菌属(Pseudomonase)和沙雷氏菌属(Serratia)的发酵，从葡萄糖经过酮葡糖酸而大量合成。在生物体内，由三羧酸循环中的重要环节而起作用，也是异柠檬酸去氢酶的作用，使异柠檬酸氧化脱羧，再由α-酮戊二酸脱氢酶的作用被氧化成为琥珀酰CoA。也可通过谷氨酸脱氢酶，由谷氨酸氧化脱氨生成。另夕卜，α -酮戊二酸也是氨基转移中的氨基受体。因此，α -酮戊二酸是人体的重要成分。
[0003]国内现有酮戊二酸生产工艺普遍存在废水量大，操作工艺复杂，批生产量小等缺点，严重制约了产品的规模化效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可以大量减少废水的产生，能耗少，安全性高的氨基酸.α酮戊二酸的生产工艺。
[0005]本发明采用的技术方案是:
一种氨基酸.α酮戊二酸的生产工艺，其包括步骤如下:
(1)缩合反应
在反应釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，搅拌后降温至25°C以下，然后开始滴加定量的甲醇钠-甲醇溶液进行缩合反应，反应温度控制25-40°C范围内，1.5-2.5小时滴完甲醇钠溶液，滴完保温I小时后，再向合成釜中加入一定量的水和盐酸，进行搅拌，水洗后静止分层，将下层合成反应液通过视镜观察装桶装到碱解岗位待用；
(2)碱解反应
在搪瓷碱解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，搅拌情况下打开夹套循环水进行冷却至25°C，开始滴加预先配好的定量NaOH水溶液，进行碱解反应，生成α -二氯戊二酸钠；
(3)羰基化反应
将碱解釜中的反应液移一半到搪瓷配料釜中，在配料釜中投入定量的小苏打搅拌使之溶解，然后将溶解好的小苏打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再将高位槽中的小苏打溶液滴加到碱解反应釜中进行羰基化反应，反应2小时后，再把定量的无水氯化钙投入碱解釜中进行置换反应；
(4)酸化反应
在酸化釜中先加入一定量的去离子水，将计量的钙盐投入酸化釜中搅拌，打开夹套蒸汽阀进行加热升温到60°C，然后将预先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中进行酸化反应，2小时内滴完稀酸并降温至40°C以下，然后打开釜底部阀将物料放入地面抽滤槽中抽滤，滤液用真空抽入酸化釜中；
将少量活性炭投入装有酸化液的酸化釜中，升温到40°C搅拌I小时，然后在0.1-0.2MPa压力下将脱色酸化液经压滤器压滤得到澄清透明的酸化液；
(5)浓缩结晶
将酸化液中间槽中的酸化液用泵打到阴阳离子交换中除去重金属离子和氯离子及硫酸根离子等阴阳离子，然后将经阴阳离子交换处理的合格酸化液用真空吸入浓缩釜中，然后进行冷却直到釜中大量结晶析出后开启放料，用离心机离心甩水得α-酮戊二酸湿品(送烘房进行干燥)，离心出来的母液待下批酸化时套用；
(6)氨基酸α-酮戊酸生产工艺过程
将氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二维混合机中先进行混合，然后将混合料用超微粉机进行粉碎；将粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中进行成盐反应，混配釜中预投入一定量的环已烷溶剂作为反应稀释剂，物料升至40°C保温，反应5小时后，进行冷却到室温放料，将物料直接放到离心机中去甩滤，滤液环己烷常压蒸馏回收成盐岗位套用；得到谷氨酰胺.α-酮戊二酸湿成品，送到烘房进行干燥，后经旋压筛过筛后包装得到成品。本发明采用异噁唑和乙酸乙酯以及乙醇为主要合成原料，原料价格低廉、易得，反应物反应温和易于控制；氢化反应过程中采用多相氢氧化钾为催化剂，降低反应温度和压力，提高产品纯度和质量。
[0006]本发明的优点是:
(1)采用二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯等为原料，以甲醇钠-甲醇溶液为催化剂，降低了反应温度和缩短了反应时间；
(2)该方法采用羰基化和酸化反应，合并了水解工艺，简化生产操作步骤；
(3)置换过程中采用氧化钙作为置换剂，大大减少了反应水量，用水量减少为原有工艺的一半。
【具体实施方式】
实施例
[0007](I)缩合反应
在反应釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，搅拌后打开夹套循环水进行冷却到25°C以下，开始滴加定量的甲醇钠-甲醇溶液(催化剂)进行缩合反应，反应温度控制25-40°C范围内，约2小时滴完甲醇钠溶液，滴完保温I小时后，再向合成釜中加入一定量的水和盐酸，进行搅拌，水洗后静止分层，将下层合成反应液通过视镜观察装桶装到碱解岗位待用。然后将上层水层(含CH30H)收集后外销。
[0008](2)碱解反应
在搪瓷碱解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，搅拌情况下打开夹套循环水进行冷却至25°C，开始滴加预先配好的定量NaOH水溶液，进行碱解反应，生成α -二氯戊二酸钠。
[0009](3)羰基化反应
将碱解釜中的反应液移一半到搪瓷配料釜中。在配料釜中投入定量的小苏打搅拌使之溶解，然后将溶解好的小苏打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再将高位槽中的小苏打溶液滴加到碱解反应釜中进行羰基化反应，打开夹套蒸汽(夹套蒸汽加热压力为< 0.3MPa)阀对反应液进行加热升温到回流状态，进行回流反应2小时后，先关闭夹套蒸汽阀，再把定量的无水氯化钙投入碱解釜中进行置换反应，I小时后打开反应釜底部阀趁势放料到地面抽滤槽中，进行负压抽滤，将滤液用真空抽到中间缓冲锅中含甲醇废水收集外销。得到的(钙盐)滤饼用离心机甩干后送酸化岗位待用。
[0010](4)酸化反应
在酸化釜中先加入一定量的去离子水，将计量的钙盐投入酸化釜中搅拌，打开夹套蒸汽阀进行加热升温到60°C (夹套蒸汽加热压力为< 0.3MPa)，然后将预先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中进行酸化反应，2小时内滴完稀酸，再关阀夹套蒸汽阀，开启夹套冷却水阀进行冷却到40°C以下，然后打开釜底部阀将物料放入地面抽滤槽中抽滤，滤液用真空抽入酸化釜中。用离心机甩干后的CaS04包装后卖给石膏粉厂。
[0011]将少量活性炭投入装有酸化液的酸化釜中，打开酸化釜夹套蒸汽阀(夹套蒸汽加热压力为彡0.3MPa)，升温到40°C搅拌I小时，然后打开酸化釜上空压阀，控制在0.1-0.2MPa压力将脱色酸化液经压滤器压滤得到澄清透明的酸化液，接受在地面的酸化液中间槽中存放(活性炭滤渣送固废站处理)。
[0012](5)浓缩结晶
将酸化液中间槽中的酸化液用泵打到阴阳离子交换中除去重金属离子和氯离子及硫酸根离子等阴阳离子，然后将经阴阳离子交换处理的合格酸化液用真空吸入浓缩釜中，打开夹套蒸汽阀进行加热，再打开真空泵进行减压浓缩脱水(夹套蒸汽加热压力为(0.3MPa)，减压浓缩结束后，关闭夹套蒸汽阀，打开夹套冷却水阀进行冷却直到釜中大量结晶析出后开启放料，用离心机离心甩水得α -酮戊二酸湿品(送烘房进行干燥)，离心出来的母液待下批酸化时套用。
[0013](6)氨基酸α -酮戊酸生产工艺过程
将氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二维混合机中先进行混合，然后将混合料用超微粉机进行粉碎；将粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中进行成盐反应，混配釜中预投入一定量的环已烷溶剂作为反应稀释剂，打开夹套蒸汽阀(夹套蒸汽加热压力为< 0.3MPa)，物料升至40°C保温，反应5小时后，打开夹套冷却水阀进行冷却到室温放料，打开釜底部放料阀将物料直接放到离心机中去甩滤，滤液环己烷常压蒸馏(80°C)回收成盐岗位套用；得到谷氨酰胺.α -酮戊二酸湿成品，送到烘房进行干燥，后经旋压筛过筛后包装得到成品。
【主权项】
1.一种氨基酸.α酮戊二酸的生产工艺，其特征在于:包括步骤如下: (1)缩合反应 在反应釜中先投入二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯，搅拌后降温至25°C以下，然后开始滴加定量的甲醇钠-甲醇溶液进行缩合反应，反应温度控制25-40°C范围内，1.5-2.5小时滴完甲醇钠溶液，滴完保温I小时后，再向合成釜中加入一定量的水和盐酸，进行搅拌，水洗后静止分层，将下层合成反应液通过视镜观察装桶装到碱解岗位待用； (2)碱解反应 在搪瓷碱解釜中先用真空抽入一定量的合成液和定量的水，搅拌情况下打开夹套循环水进行冷却至25°C，开始滴加预先配好的定量NaOH水溶液，进行碱解反应，生成α -二氯戊二酸钠； (3)羰基化反应 将碱解釜中的反应液移一半到搪瓷配料釜中，在配料釜中投入定量的小苏打搅拌使之溶解，然后将溶解好的小苏打溶液用真空抽到聚丙烯高位槽中，再将高位槽中的小苏打溶液滴加到碱解反应釜中进行羰基化反应，反应2小时后，再把定量的无水氯化钙投入碱解釜中进行置换反应； (4)酸化反应 在酸化釜中先加入一定量的去离子水，将计量的钙盐投入酸化釜中搅拌，打开夹套蒸汽阀进行加热升温到60°C，然后将预先配制好的稀硫酸滴加到酸化釜中进行酸化反应，2小时内滴完稀酸并降温至40°C以下，然后打开釜底部阀将物料放入地面抽滤槽中抽滤，滤液用真空抽入酸化釜中； 将少量活性炭投入装有酸化液的酸化釜中，升温到40°C搅拌I小时，然后在.0.1-0.2MPa压力下将脱色酸化液经压滤器压滤得到澄清透明的酸化液； (5)浓缩结晶 将酸化液中间槽中的酸化液用泵打到阴阳离子交换中除去重金属离子和氯离子及硫酸根离子等阴阳离子，然后将经阴阳离子交换处理的合格酸化液用真空吸入浓缩釜中，然后进行冷却直到釜中大量结晶析出后开启放料，用离心机离心甩水得α-酮戊二酸湿品(送烘房进行干燥)，离心出来的母液待下批酸化时套用； (6)氨基酸α-酮戊酸生产工艺过程 将氨基酸(谷氨酰胺)和烘干的α -酮戊二酸按比例在二维混合机中先进行混合，然后将混合料用超微粉机进行粉碎；将粉碎好的定量的L-谷氨酰胺和α -酮戊二酸投入搪瓷釜中进行成盐反应，混配釜中预投入一定量的环已烷溶剂作为反应稀释剂，物料升至40°C保温，反应5小时后，进行冷却到室温放料，将物料直接放到离心机中去甩滤，滤液环己烷常压蒸馏回收成盐岗位套用；得到谷氨酰胺.α-酮戊二酸湿成品，送到烘房进行干燥，后经旋压筛过筛后包装得到成品。
【专利摘要】本发明公开了一种氨基酸?α酮戊二酸的生产工艺，其特征在于：以二氯乙酸甲酯和丙烯酸甲酯等为原料,甲醇钠-甲醇溶液做催化剂，经缩合、碱解、羰基化和酸化反应后浓缩结晶为α-酮戊二酸,最后将氨基酸和α-酮戊二酸混合经成盐反应后最终得到氨基酸?α酮戊二酸。本发明工艺降低了反应温度和缩短了反应时间，简化了生产操作步骤，大大减少了反应水量，用水量减少为原有工艺的一半。
【IPC分类】C07C237-06, C07C51-41, C07C231-12, C07C59-347
【公开号】CN104860837
【申请号】CN201510178628
【发明人】陶雪松, 周长凯, 陶建伟
【申请人】南通恒盛精细化工有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月16日