[发明专利]从氨基酸的碱金属盐的水溶液中分离氨基酸和亚氨基二羧酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及广泛用作食品添加剂、医药、农药等原料的氨基酸的提纯方法，具体涉及一种从氨基酸的碱金属盐的水溶液中分离氨基酸和亚氨基二羧酸的方法。

背景技术

甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸等氨基酸的制备方法采用施特雷克(Strecker)法，在Strecker方法中，获得碱金属盐形式的氨基酸，如甘氨腈水解得到甘氨酸钠水溶液。

由所得的氨基酸的碱金属盐的水溶液制备氨基酸的方法(脱盐)，大多是采用酸中和氨基酸的碱金属盐的水溶液，之后再通过结晶方法回收氨基酸。如中国专利CN1962611B公开了一种羟基乙腈法制备甘氨酸的工艺，将羟基乙腈、氨水混合反应，得到氨基乙腈的氨水溶液，向得到的氨化液中直接加入无机碱，得到含甘氨酸盐的碱解液，再将碱解液脱氨后用无机酸中和、脱色，脱色液经过浓缩分步结晶和重结晶得到甘氨酸和无机盐。此方法的缺点是：如在中和甘氨酸的钠盐过程中，中和产生的诸如硫酸钠和氯化钠等无机盐的溶解度与甘氨酸非常相似，不能通过一级结晶充分回收甘氨酸，而需要通过反复调节pH值来进行逐步结晶，或者调节温度来进行逐步结晶。然而，这些方法的操作都非常烦杂，不易把握，而且生产效率低下，并且工业实施很困难。

目前，有文献提出，采用阳离子交换树脂对氨基酸的碱金属盐水溶液中的碱金属离子进行阳离子交换(脱盐)，从而得到氨基酸水溶液，阳离子交换树脂可以采用强酸性和弱酸性的，优选弱酸性。

另一方面，在利用Strecker法制备氨基酸时，要求以高纯度同时分离并回收作为副产物的亚氨基二羧酸和作为产物的氨基酸。但在上述传统技术中，利用结晶法提纯氨基酸并不能同时得到亚氨基二羧酸。

另外，在申请号为200580014618.2的发明专利中公开了一种从氨基酸的碱金属盐的水溶液中提纯氨基酸的方法，包括用含有阳离子交换树脂的移动床式连续离子交换装置对氨基酸的碱金属盐的水溶液进行脱盐提纯处理，以得到粗氨基酸的水溶液，再利用弱碱性阴离子交换树脂从所得的粗氨基酸的水溶液中吸附除去作为共存的副产物的亚氨基二羧酸，上述所用的阳离子交换树脂可以是强酸性也可以是弱酸性，但优选弱酸性；所述的氨基酸优选为甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸。

但是本申请的发明人在实际生产过程中发现，无论是采用强酸性阳离子交换树脂还是弱酸性阳离子交换树脂的移动床式连续离子交换装置对氨基酸的碱金属盐的水溶液进行脱盐提纯处理，最终分离得到的氨基酸均会产生包晶现象，以甘氨酸为例，因甘氨酸与亚氨基二乙酸一钠盐溶解度非常接近，且其溶解度随温度变化情况也很相似，当甘氨酸浓缩到大于20％以后，亚氨基二乙酸一钠盐会随着甘氨酸一起结晶出来，出现包晶现象(包晶现象是在物质结晶过程中，晶体中包夹着其它晶体，这样从而导致结晶出来的物质纯度不高)。

另外，本申请的发明人还发现，当采用弱酸性阳离子交换树脂的移动床式连续离子交换装置对氨基酸的碱金属盐的水溶液进行脱盐提纯处理，得到粗氨基酸水溶液，粗氨基酸水溶液然后采用弱碱性阴离子交换树脂从所得的粗氨基酸的水溶液中吸附除去作为共存的副产物的亚氨基二羧酸的方法并不能实现，因为弱酸性阳离子连续交换后，得到的粗氨基酸水溶液中含有的是副产物亚氨基二羧酸的酸式盐(如亚氨基二乙酸氢钠)，并不是亚氨基二羧酸。因为，工业上常用的弱酸性阳离子的pH值为3-6，甘氨酸的等电点为5.97，丙氨酸的等电点为6.0，蛋氨酸的等电点为5.74，而亚氨基二羧酸的等电点为1.9-2.3，如采用弱酸性阳离子交换树脂进行连续离子交换得到含有氨基酸和亚氨基二羧酸的粗氨基酸水溶液，即实现了弱酸制强酸，违背了“强酸制弱酸”的化学规律。

基于上述原因和现有技术，本发明提供了一种氨基酸的提纯方法，从氨基酸的碱金属盐的水溶液中分离氨基酸和亚氨基二羧酸。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从氨基酸的碱金属盐的水溶液中分离提纯氨基酸和亚氨基二羧酸的方法，该方法避免了“包晶现象”的产生，提高了氨基酸的收率，同时高纯度分离提纯氨基酸和作为副产物的亚氨基二羧酸。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种从氨基酸的碱金属盐的水溶液中分离氨基酸和亚氨基二羧酸的方法，所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸中的一种或多种，包括如下进行的步骤：

(1)阳离子交换步骤：含有氨基酸碱金属盐的水溶液，采用阳离子交换树脂进行连续离子交换，以得到粗氨基酸的水溶液；所述粗氨基酸的水溶液还包含作为共存的副产物亚氨基二羧酸的碱金属酸式盐；