合成高纯2-酮酸盐的方法

合成高纯2-酮酸盐的方法
【专利摘要】本发明公开了一种合成高纯2-酮酸盐的方法，该方法是将醛类化合物和甘氨酸原料在L-苏氨酸醛缩酶和L-苏氨酸脱氨酶复合酶的催化作用下进行酶催化反应，生成2-酮酸产物；所得2-酮酸产物经层析分离提纯后，采用碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐调节pH到适当值，再依次进行活性炭脱色、浓缩结晶、真空干燥，即得2-酮酸盐；该制备方法操作简单、反应条件温和，采用水相体系，无污染，生产成本低，制得的2-酮酸盐产率高、纯度高。
【专利说明】合成高纯2-酮酸盐的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型生物法合成2-酮酸及分离纯化得到医药级酮酸盐的方法， 属于生物合成领域。

【背景技术】
[0002] 2-酮酸盐主要用于生化试剂、体外诊断、化妆品添加成分，另外还是重要的医药中 间体，主要用于健身减肥膳食补充剂。由2-丁酮酸等配置的试剂盒被广泛应用于〇-羟丁 酸脱氢酶的检测，并作为心肌梗死、贫血、白血病、肝硬化等病症的诊断依据。丙酮酸钠是测 定乳酸脱氢酶的底物，主要用于肝功能试验中谷-丙转氨酶活力测定。2-戊酮酸钠主要用 于低血钙、荨麻疹、血管神经性水肿等过敏疾患。
[0003] 这些化合物现在主要是化学法合成，专利CN103073411A公布的是：草酸酯类在超 低温无水条件下，以四氢呋喃为溶剂加入乙基溴化镁反应。产物再通过减压精馏纯化，乙酸 乙酯萃取，大量的碱金属氢氧化物的甲醇溶液中降温结晶得到丁酮酸盐。在其中使用大量 的有机溶剂，其回收率低，后处理步骤工序多，难度大。再者化学法收率低，成本高，不适宜 于工业化生产。目前，生物法方面虽然有相关文献报道生物发酵提取丙酮酸，但是主要目的 集中在基因表达和酶的发酵、提取方面。专利CN101205181A公布的是双膜二步发酵提取分 离丙酮酸钠，其发酵液经超滤膜过滤除去残余菌体、蛋白质、糖类、色素，再经薄膜浓缩后加 入大量90%的乙醇沉淀得到的结晶粉经甲醇清洗后干燥筛分得成品。整个过程对设备要求 严苛，提取的收率比较低，特别是后期的纯化过程使用大量的有机溶剂，其回收率低，企业 后处理步骤工序多，难度大。


【发明内容】

[0004] 针对现有化学方法合成酮酸盐的方法存在收率低，提纯难，并且有机溶剂使用量 大、回收困难，造成成本高，环境污染，同时化学方法处理步骤繁琐，不利于工业生产等一系 列的缺陷；本发明的目的是在于提供一种操作简单、反应条件温和，成本低，高产率制备高 纯度2-酮酸盐的方法。
[0005] 本发明提供了一种合成高纯2-酮酸盐的方法，该方法是在反应液中，具有式1结 构的醛类化合物和甘氨酸原料在L-苏氨酸醛缩酶和L-苏氨酸脱氨酶复合酶的催化作用 下，于pH为6. 0?8. 0,温度为20?40°C的条件下进行酶催化反应，生成具有式2结构的 2_酮酸产物；所得2-酮酸产物经层析分离提纯后，采用碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐调 节pH至4. 0?8. 0,再依次进行活性炭脱色、浓缩结晶、真空干燥，即得具有式3结构的2-酮 酸盐；所述的L-苏氨酸醛缩酶和L-苏氨酸脱氨酶复合酶中L-苏氨酸醛缩酶与L-苏氨酸 脱氨酶的总活力比为3?4:2?3 ;
[0006]
[0007] 其中，

【权利要求】
1. 合成高纯2-酮酸盐的方法，其特征在于，在反应液中，具有式1结构的醛类化合物 和甘氨酸原料在L-苏氨酸醛缩酶和L-苏氨酸脱氨酶复合酶的催化作用下，于pH为6. O? 8. 0,温度为20?40°C的条件下进行酶催化反应，生成具有式2结构的2-酮酸产物；所 得2-酮酸产物经层析分离提纯后，采用碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐调节pH至4. 0? 8. 0,再依次进行活性炭脱色、浓缩结晶、真空干燥，即得具有式3结构的2-酮酸盐；所述的 L-苏氨酸醛缩酶和L-苏氨酸脱氨酶复合酶中L-苏氨酸醛缩酶与L-苏氨酸脱氨酶的总活 力比为3?4:2?3 ;
其中， R为C1?C4的脂肪烃基； M为碱金属离子。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，R为C1?C4的直链烷烃基或直链取代烷烃 基、烯烃基或取代烯烃基、炔基或取代炔基中一种。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，L-苏氨酸醛缩酶相对醛类化合物的加入量 为30000U/mol?80000U/mol，L-苏氨酸脱氨酶相对醛类化合物的加入量为20000U/mol? 60000U/mol。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，醛类化合物在反应液中的质量百分比浓度 为2%?6%，醛类化合物与甘氨酸的摩尔比为1:1?1. 05。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱金属碳酸盐为Na2CO3或K2CO 3 ;所 述的碱金属碳酸氢盐为NaHCO3或KHC03。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的活性炭脱色是将提纯和调节pH后的 2_酮酸产物维持温度在20?40°C范围内，加入活性炭进行吸附0. 5?I. Oh。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的活性炭为木质活性炭；所述活性炭的 使用量为所述2-酮酸产物体积的3. 0?5. 0%。。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酶催化反应以反应液中甘氨酸残留 量低于0. 2wt%为反应终点。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的真空干燥是在真空度大于0. 09MPa， 温度在60?80°C范围内的条件下进行。
10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的层析分离是通过离子交换树脂或吸 附树脂进行分离。
【文档编号】C12P7/40GK104372035SQ201410552490
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】许岗, 曾红宇, 王胜锋, 帅得利 申请人:湖南宝利士生物技术有限公司