Способ выделения гистидина

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физикоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Куваева Зоя Ивановна Агабалаев Александр Андреевич Микулич Авенерий Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ выделения гистидина из водного раствора, при котором осуществляют экстракцию гистидина раствором аммонийной соли полинонилнафталинсульфокислоты в не смешивающемся с водой неполярном органическом растворителе, содержащем 5-50 об.высшего спирта с 6-13 атомами углерода, при 0,5-6, затем проводят реэкстракцию раствором аммиака. Изобретение относится к микробиологической и медицинской промышленности и касается способа выделения аминокислоты гистидина. Известны способы выделения гистидина твердофазными катионитами 1, 2. Согласно данным способам гистидин выделяется из водных сред твердофазными катионитами с последующей реэкстракцией различными элюентами. Для повторного использования катиониты промывают и регенерируют. Этот процесс многостадиен, производственный цикл требует большого количества времени, сопровождается значительными производственными стоками. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ выделения аминокислот, описанный в 3. Аминокислота выделяется из водного раствора различными амино- и сульфоэкстрагентами, в том числе диалкилнафталинсульфокислотой, в среде не смешивающегося с водой органического неполярного растворителя, при различныхс последующей реэкстракцией из органической фазы водным раствором щелочи или вытеснением газовым потоком. Основным недостатком способа прототипа следует считать необходимость стадии регенерации экстрагента с использованием кислоты и воды для ее отмывки, что увеличивает расход реагентов, производственные стоки и способствует коррозии оборудования. Задачей изобретения является разработка более эффективного способа выделения гистидина с сокращением производственных стоков. Поставленная задача решается способом выделения гистидина из водного раствора,при котором осуществляют экстракцию гистидина раствором аммонийной соли полино 14123 1 2011.02.28 нилнафталинсульфокислоты в не смешивающемся с водой неполярном органическом растворителе, содержащем 5-50 об.высшего спирта с 6-13 атомами углерода, при 0,5-6,затем проводят реэкстракцию раствором аммиака. Заявляемый способ исключает необходимость регенерации экстрагента с использованием кислоты, снижает расход реагентов и воды на его отмывку, уменьшает производственные стоки и повышает сохранность оборудования. Добавка высшего спирта уменьшает время разделения фаз при экстракции и реэкстракции, что приводит к увеличению производительности процесса. Верхний и нижний пределы содержания высшего спирта в смеси с не смешивающемся с водой неполярным органическим растворителем обусловлены тем, что при более высоком (выше 50 об. ) и более низком (менее 5 об. ) процентном содержании высшего спирта в экстрагенте система склонна к образованию устойчивых эмульсий с водной фазой, что приводит к увеличению времени расслоения фаз. Верхняя границаэкстракции определяется тем, что при более высоких значениях( 6) экстракция гистидина значительно уменьшается, нижняя (0,5) - уменьшением сохранности оборудования. Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 100 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 1 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 13 мл 0,3 н раствора аммонийной соли полинонилнафталинсульфокислоты(4) в октане с 10 об.октанола. Экстракцию ведут при 1,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 13 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 96 . Пример 2. 60 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 2 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 15 мл 0,2 н раствора 4 -формы полинонилнафталинсульфокислоты в гептане с 5 об.нонанола. Экстракцию ведут при 0,5 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 15 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 94 . Пример 3. 100 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 8 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 50 мл 0,3 н раствора 4 -формы полинонилнафталинсульфокислоты в октане с 15 об.деканола. Экстракцию ведут при 6,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 50 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 78 . Пример 4. 100 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 8 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 100 мл 0,3 н 4-формы полинонилнафталинсульфокислоты в декане с 10 об.нонанола. Экстракцию ведут при 0,5 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 100 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 95 . 2 14123 1 2011.02.28 Пример 5. 120 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 6 г/л на фоне 0,01 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 120 мл 0,2 н 4-формы полинонилнафталинсульфокислоты в нонане с 50 об.изотридеканола. Экстракцию ведут при рН 4,0 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 120 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 90 . Пример 6. 100 мл модельного раствора гистидина с концентрацией 6 г/л на фоне 0,1 М раствора хлорида аммония помещают в делительную воронку с пропеллерной мешалкой. Туда же добавляют 85 мл 0,3 н раствора 4-формы полинонилнафталинсульфокислоты в октане с 35 об.октанола. Экстракцию ведут при 1,5 и при перемешивании в течение 10-15 мин. После разделения фаз к органической фазе добавляют 85 мл 25 -ного аммиака и перемешивают в течение 10-15 мин. После разделения фаз в водной фазе определяют концентрацию гистидина фотометрическим методом. Степень извлечения составляет 96 . Основные операции при выделении аминокислоты по способу-прототипу и при выделении гистидина по заявляемому способу приведены в таблице. Способ выделения аминокислоты Способ-прототип Экстракция Реэкстракция Регенерация Промывка Заявляемый способ Экстракция Реэкстракция Количество стоков на 1 л экстрагента, мл Скорость разделения фаз при отсутствии внешних сил Как видно из приведенных данных, заявляемый способ исключает необходимость регенерации экстрагента с использованием кислоты (регенерация происходит автоматически на стадии реэкстракции), снижает расход реагентов и воды на его отмывку, уменьшает производственные стоки и повышает сохранность оборудования. Добавка высшего спирта уменьшает время разделения фаз при экстракции и реэкстракции, что приводит к увеличению производительности процесса. Источники информации 1. Патент 1442350, МПК 010707, 1968. 2. Патент 62273961, МПК 407 233/6401 39/2607 233/0001 39/26,1987. 3. Патент 4661606, МПК 407 209/2007 99/2207 101/02, 1987. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3