[发明专利]一种合成β-氨基丙酸钙及D-泛酸钙的方法

说明书

本发明涉及生物化工领域，公开了一种合成β‑氨基丙酸钙及D‑泛酸钙的方法，该方法利用丙烯腈与液氨反应制备β‑氨基丙腈；利用腈水解酶催化β‑氨基丙腈水解生成β‑氨基丙酸，然后与钙化剂反应合成β‑氨基丙酸钙，再与D‑泛内酯进行酰化反应，过滤干燥得到D‑泛酸钙。本发明所述合成方法无需使用强碱对β‑氨基丙腈进行水解，也不需要使用离子交换树脂进行β‑氨基丙酸的提取，有效减少了副产物盐的生成，技术简便易行，容易放大和实现连续生产，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种合成β-氨基丙酸钙以及D-泛酸钙的方法。

背景技术

D-泛酸钙(又称维生素B5)是重要的维生素，是人体和动物体内辅酶A的成分之一，在体内的蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢中发挥着重要作用，被广泛用于医药、食品和饲料行业中。

在医药行业，D-泛酸钙被用于治疗维生素B缺乏症、周围神经炎和手术后的肠绞痛，其复方制剂还可用于治疗胃肠道疾病、呼吸道疾病、皮肤疾病、精神不振和神经衰弱等。另外，由于D-泛酸钙有补充人体维生素和改善食品风味的效果，在食品加工领域经常会添加一定量的D-泛酸钙，一方面可以改善食品风味，另一方面还可以促进营养的吸收。在饲料行业，虽然很多家禽家畜自身具有合成泛酸的能力，但是远不能满足自身生长的需要。当动物缺乏泛酸时，会引起皮肤、粘膜病变和肠道、呼吸道疾病，导致生长发育迟缓、适应能力降低、家禽产蛋量降低。因此，D-泛酸钙作为饲料添加剂在饲料行业的需求量巨大。据统计，目前全球市场的D-泛酸钙大约有70％用于饲料行业，20％用于医药行业，10％作为食品饮料添加剂。

虽然目前已有多个专利文献公开了D-泛酸钙合成的方法(CN1765877A，CN101948402A，CN101801915A和CN105669481A)，但是这些方法均需要强碱和高温来水解β-氨基丙腈合成β-氨基丙酸，反应条件比较苛刻，而且需要大量的酸进行中和，产生大量难以处理的无机盐废弃物。同时还需要利用离子交换树脂来分离提取产物β-氨基丙酸，虽然离子交换树脂可以再生，但是成本仍然比较高，而且产生大量废水和无机盐，不利于工业应用。近年来，生物催化法由于反应条件温和、选择性好、得率高、副产物少等优点，越来越受到学术界和工业界的广泛关注。专利文献CN 104195193A公开了利用腈水解酶水解β-氨基丙腈制备β-氨基丙酸的方法，较好地克服了化学法水解的缺陷，但是在产品的回收中仍然使用离子交换树脂，成本较高，收率较低，废水排放多。

发明内容

1、发明目的。

本发明的目的在于，提供一种工艺简单、产率高、安全环保的D-泛酸钙合成方法，以解决D-泛酸钙合成过程的现有技术方案中所存在的以下问题：(1)需要强碱和高温水解β-氨基丙腈制备β-氨基丙酸，反应条件苛刻，需要大量酸中和，产生大量盐废弃物造成环境污染的问题；(2)需要利用离子交换树脂进行β-氨基丙酸的分离提取，成本高，收率低的问题。

2、本发明所采用的技术方案。

一种合成β-氨基丙酸钙的方法，其步骤包括：

(1)将丙烯腈和液氨加入高压反应釜内，加热并维持一定压力进行反应，反应结束后，将反应液冷却并进行减压蒸馏，得到β-氨基丙腈；

(2)利用腈水解酶催化β-氨基丙腈水解合成β-氨基丙酸，反应结束后除去催化剂，调节反应液pH值至6.0左右，浓缩干燥，得到含有产物β-氨基丙酸和缓冲盐的固体混合物；

(3)往步骤(2)的固体混合物中加入醇类溶剂，充分混匀，然后加入钙化剂，加热搅拌回流反应，过滤得到β-氨基丙酸钙的醇溶液。

优选的，还包括步骤(4)，将β-氨基丙酸钙的醇溶液浓缩干燥，得到β-氨基丙酸钙。