[发明专利]一种制备D-谷氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品添加剂和医药领域，具体涉及一种制备D-谷氨酸的方法。

背景技术

D-谷氨酸是重要的手性中间体，在新药研究、有机合成、多肽合成以及其酯类衍生物新材料合成等领域的作用正引起人们越来越多的关注。

目前D-谷氨酸主要以L-谷氨酸为原料进行制备，主要有以下几种生产方法：

1、采用L-谷氨酸消旋制备DL-谷氨酸，再通过L-谷氨酸脱羧酶拆分取得D-谷氨酸。

2、采用L-谷氨酸消旋制备DL-谷氨酸，DL-谷氨酸和酸酐制备N-乙酰-DL-谷氨酸，再通过酰化水解酶（猪肾酰化酶）来拆分取得N-乙酰-D-谷氨酸，最后水解制得D-谷氨酸。该制备方法酶法拆分在38℃需要保温40h。

3、采用L-谷氨酸消旋制备DL-谷氨酸，再通过L-谷氨酸-γ-乙酯诱导结晶制备D-谷氨酸。

4、采用L-谷氨酸为原料，经过酯化、消旋、拆分、水解等反应制得D-谷氨酸，使L-2，3-二苯甲酰酒石酸（L-DBTA）与DL-谷氨酸γ-乙酯在水溶液中于65～70℃反应形成非对映体盐，冷却到0～5℃，D-谷氨酸·L-DBTA盐析出，过滤后再经水解得到D-谷氨酸。

上述4种制备D-谷氨酸的方法，制备的D-谷氨酸的手性纯度最高只能达到99.0%，第3种方法只能达到98%；上述方法相对于起始的L-谷氨酸理论上只有50%的收率；而且不易获得合适的化学拆分剂，不适于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备D-谷氨酸的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种制备D-谷氨酸的方法，以L-谷氨酸为原料，经酯化、消旋、拆分、水解、离子交换制得，包括以下步骤：

（1）L-谷氨酸和甲醇在催化剂氯化氢作用下反应2～5h得到L-谷氨酸-γ-甲酯；

（2）L-谷氨酸-γ-甲酯溶于丁酸，加入拆分剂D-酒石酸、消旋催化剂水杨醛，升温至80～90℃，反应6～10小时后得到D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐；

（3）D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐在酸性水溶液中加热水解，水解液通过阳离子交换树脂柱分离，最终得到D-谷氨酸。

步骤（1）中，L-谷氨酸和甲醇的反应温度为25℃，反应时间优选为3h。

反应完成后用液氨调整PH至5-6，过滤、浓缩得到D-谷氨酸-γ-甲酯。通入液氨调整pH的过程中控制温度≤10℃。

所述的L-谷氨酸和甲醇的摩尔体积比为1：400～600mol/ml，优选1：500mol/ml；所述的L-谷氨酸和氯化氢的摩尔比为1：0.5～1，优选1：0.8～0.9。

所述的甲醇的纯度为99%以上。

步骤（2）中，反应温度优选为80℃，反应时间优选为8h。反应结束后反应溶液冷却至25℃析出D-谷氨酸-D-酒石酸盐。L-谷氨酸-γ-甲酯在水杨醛催化作用下转变成外消旋体DL-谷氨酸-γ-甲酯，和D-酒石酸作用生成非对映体盐L-谷氨酸酯-D-酒石酸盐和D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐，D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐在溶液中溶解度较小，先从溶液中析出。

所述的L-谷氨酸-γ-甲酯和D-酒石酸的摩尔比为1：0.8～1.2。所述的消旋催化剂水杨醛的量为催化量。所述的丁酸的纯度为98%。

步骤（3）中，所述的阳离子交换树脂为732阳离子交换树脂，洗脱剂是氨水。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明制备D-谷氨酸的方法，D-谷氨酸的实际收率可以达到80%以上，手性纯度可以达到99.5%以上；

2、本发明制备D-谷氨酸的方法，采用D-酒石酸作为拆分剂，容易得到，可以回用，成本可以大幅度降低，适于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

一种制备D-谷氨酸的方法，包括以下步骤：

（1）在1000ml三口烧瓶中加入L-谷氨酸147g、甲醇500ml、30g氯化氢，25℃反应3小时；反应结束后，反应液冰浴冷却至0℃，控制温度≤10℃，通入液氨调整PH至5-6，过滤去除氯化铵后减压浓缩得到L-谷氨酸-γ-甲酯160g；

（2）在3000ml三口烧瓶中加入L-谷氨酸-γ-甲酯160g、丁酸1000ml、拆分剂D-酒石酸151g、消旋催化剂水杨醛10ml，升温至85℃反应8小时，反应结束后反应液冷却至25℃，析出D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐，抽滤取得D-谷氨酸酯-D-酒石酸盐285g；