[发明专利]一种半胱氨酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种半胱氨酸的制备方法。本发明的制备方法包括以下步骤：1)在双极膜电渗析装置的极液贮存罐中加入极水溶液，酸室贮存罐加入纯水，碱室贮存罐中加入半胱氨酸盐酸盐水溶液；2)接通电源，启动各室驱动泵开启循环回路，向膜堆施加电压电流，在酸室贮存罐内电导率为200～396ms/cm时换水，当碱室内电导率降到0.3～30ms/cm时断电，取出碱室料液；3)将上述碱室料液进行后处理，即可。本发明的制备方法首次将双极膜电渗析系统应用于半胱氨酸的生产，可大大降低产品中半胱氨酸氯离子含量、节省成本和环保。

技术领域

本发明涉及一种半胱氨酸的制备方法。

背景技术

L-半胱氨酸是一种生物体内常见的氨基酸，是人体非必需氨基酸之一，学名2-氨基-3-巯基丙酸，可与胱氨酸互相转化。L-半胱氨酸由于能参与细胞内还原过程和肝脏的磷脂代谢，可作为护肝药品，是一种氨基酸类解毒药，还有它的衍生物也能应用于医药领域。除此之外，由于它还具有美白、抗氧化等功能，因此也广泛用于化妆品等其他领域。随着L-半胱氨酸需求量的不断增长，需要合适的生产工艺来提高生产效率及品质来满足需求。

电渗析技术是在离子交换法的基础上发展起来的一种分离方法，是膜分离技术的一种，它的工作原理是将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成淡化和浓缩两个系统，在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性(其实质是反扩散)，一部分水淡化，一部分水浓缩，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯过程。

电渗析的膜分为合金膜(异相膜)、均相膜(阴阳离子膜)、双极膜等。双极膜是由阴离子交换树脂层、阳离子交换树脂层和中间催化层组成。在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H₂O解离成H⁺和OH^-并分别通过阳膜和阴膜，作为H⁺和OH^-离子源，双极膜能将水直接离解成H⁺和OH^-，从而实现对无机盐的劈裂式分解，制得相应的酸和碱。不同的膜根据用途可以选择组成不同的隔室与膜堆，从而应用到不同的用途中。例如，利用电渗析装置将海水脱盐处理(参见李卜义，王建友，浓海水处理及综合利用技术的新进展[J]化工进展2014(11)；孙炳、陈超核、王宏，非饮用简易海水淡化技术与应用[J]《实验室研究与探索》2011(6))，不仅能得到高品质的淡化水，还能得到可回收利用的酸碱，达到绿色环保工艺要求。

氨基酸分子结构中由于同时有氨基和羧基，它在不同的pH下带不同的电荷，因此可通过调节氨基酸溶液的pH改变它在电场作用下的迁移方向。也有文献(参见双极膜电渗析技术处理氨基酸废水的研究太原理工大学硕士学位论文；范爱勇氨基酸发酵液电渗析脱盐的研究中国海洋大学硕士学位论文)报道了利用电渗析装置将氨基酸废水脱盐处理的工艺，回收高价值的氨基酸。电渗析技术在氨基酸领域的应用主要是分离、纯化(陈艳、张爱萍、岳明珠，电渗析技术在氨基酸生产中的应用[J]水处理技术2011(11))，从简单的二室、三室单极膜系统发展到多隔室双极膜电渗析系统，实现了在常温、无相变的条件下分离物质，并且不产生污染物，是一种绿色环保工艺。

现有的L-半胱氨酸的制备方法(具体参见CN201410258617)采用常规釜式反应器中进行，放热量大，控温难度较大，并且产品中含盐量高，需额外用大量纯水或乙醇淋洗控制氯化物含量，产品中氯化物含量越低，淋洗的溶剂消耗量越大，即使这样，产品氯化物含量只能做到400～2000ppm标准。

因此本领域急需一种成本低、更环保、产品品质更高的半胱氨酸的制备方法。

发明内容