Способ получения кристаллического L-триптофана

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО Ь-ТРИПТОФАНА(71) Заявитель Институт физико-органической химии Академии наук Беларуси(ВУ) и Трольский биохимический завод (ПА)Способ получения Ь-триптофана из культуральной жидкости, включающий отделение биомассы, экстракцию полинонидтнафталинсульфокислотой в среде несмешивающегося с водой органического растворителя, последующую реэкстракцию водным раствором ам миака И КРИСТЗЛЛИЗВЦИЮ, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО ЭКСТРЗКЦШО ПРОВОДЯТ С ИСПОЛЪЗОВЗ нием в качестве эксграгента ЫН-форвш пол(73) Патентообладатель Институт физико-органической хшиии Академии наук Бела руси (ВТ), Трипольский биохимический завод (ПА)иновшлнафташинсудгьфокислоты при мольном соотношении Ьтриптофан/экстрагент 0,250,70 при рН 10-1,5, а реэкстракцшо проводят при рН 11,0 - 11,5.Изобретение относится к получению аминокислот, в частности к способу получения 1,д триптофана из технических растворов, котороеможет быть использовано в микробиологической промыппленности.Известен способ получения гтриптофана из техъшческих растворов путем сорбцшг его на ионите на основе м-фенилендиашша и формальдещда с УДЕЛЪЕЪПИ объемом 3,0 - 3,9 мл/г, элюции 4 - 5 Х, раствором аммиака, упарки эшоата и кристаллизации 1 1. Этот способ ддштелен во времени, требует значительного расхода реаген тов и сопровождается значительными производственными стоками.Ближайшим аналогом является способ получения кристаллического Ьдтриптофана из культуральной жидкости (КЖ), включающий отделение биомассы, экстракцию полгшонплнафталинсульфокислшой в среде несмешиваюЩегося с водой органического неполярного растворителя, последующую реэксгракцшо водным раствором ащшака и кристаллизашпо 2 .Однако, этот способ вследствие необходимости использования экстрагенте в кислой форметребует регенерации последнею с использованием кислоты и воды для промывки, что увеличивает расход реагентов, производственные стоки и способствует коррозии оборудования. Кроме того, получаемые по этому способу технические кристаллы обладают повышенной зольностью.Задачей изобретения является получение кристаллического Ъ-триптофана с улучшенным качеством, уменьшение расхода реагентов и количества промьппленньтх стоков, упрощение процесса.Поставленная задача достигается тем, что в способе получения кристаллического Ь-триптофава из культуральной жидкости, включающем отделее биомассы, экстракцию полинонилнафталинсудтъфокищоюй в среде несмещивающегося с водой органического неполярного растворителя, последующую реэкстракцшо водным раствором аммиака и кристаллизацию, экстракцию проводят с использованием в качествеэкстрагента НЕ-формы потшнонидшафгашшСУЛЬФОШСЛШЪЕ при мольном соотношении Ьтриптофан/экстрагент 0,25 - 0,70 при рН 1,0 - 1,5, а реэкстракцию проводят при рН 11,0 - 11,5, причем отделение биомассы производят путем ультрафильтрации.Новизна изобретения - использоваьше в каче стве экстрагента ЫНЕЪ-форьвьт пошшонилнафгалинсудгьфокислоты.заявляемый способ прост в осуществлении,использование полинонилнафталинсульфокис лоты в ЫН-форме исюпочает необходимость регенерации кислотой, снижает расход реагентов и воды на отмывку экстрагента, уменьшает производственные стоки и повьпиает сохранность оборудования. Получаемый кристаллический продукт обладает незначительной зольностью.Способ осуществляется следующим образом.В качестве экстрагента используют растворМН- - формы полинонилнафталинсульфокислоты, полученной путем нейтрализации полинонилнафталинсульфокислоты,синтезированной согласно А.с. Не 1319512, раствором аммиака. 1000 мл культуральной жидкости (КЖ) , полученной в результате ферментации с использованием штамма Вс. завала ВНИИгенетика-Ш, с концентрацией Ь-триптофана 8 г/л и биомассой 15 г/л ультрафилътруют на полиакрилонитрильных мембранах при рН 2,5 - 3,5. Содержание Ь-триптофана в ультрафильтрованной жидкости 7,52 г/л. Выход по Ь-триптофану 98,7. Далее ультрафильтрованную КЖ помещают в делительную воронку объемом 2 литра, снабженную пропеллерной мешалкой. Затем в делительную воронку добавляют октановыйраствор ЫН-форвш потшнонидшафталхшсутгьфокислоты с концентрацией 0,15 моль/л. Экстракцию проводят двухступенчато при перемешивании. Объемные отношения УКЖ/Уэкстр 3,0/1,0 на первой ступени и 2,3/10 на второй ступени экстракции. Мольное отношение Ь-триптофана к экстрагенту (С) на 1-ой и 2-ой ступенях экстракции составляет 0,70 и 0,25 соответственно, рН экстракции равно 1,5. Степень извлечения Ь-трпптофана из КЖ составляет 93,9.После разделения фаз органическую фазу обрабатывают 12,5 раствором аммиака в объемном отношении Удар/Чьими 2,0/10(экстрагент посленатервой ступени экстракции) И Уэкстр/Уаммиак (ПОСЛЕ ВТОРОЙ СТУпени экстракции). рнредкстрашш 11,5. Степеш реэкстраюпш 98,2 и 97,0 соответственно. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 93,2. Содержание Ь-триптофана в ашшачных эшоатах 23,9 и 19,4 г/л. Далее объединенный элюат объемом 335 мл с содержанием Ь-триптофана 21,85 г/ л уваривают под вакуумом при 6 ОС до содержания 60 г/ л. Затем охлаждают и проводят кристаллизацию при 0-5 С в течение 18-20 часов. выпавшие кристаллы отделяют на фильтре и промывают охлажденным спиртом. Сушку кристаллов проводят при 55 С в течение б часов. Выход кристаллического Ь-триптофана 65. Степень чистоты 96,0. Зольность 038. Экстрагент без дополнительной обработки возвращают на следующую стадию экстракции. Маточные растворы после кристаллизации также подвергают кристаллизации. Выход кристаллического Ь-триптофана из маточных растворов 64. Степень чистоты 94,5 . Суммарный выход кристаллического Ь-триптофана от КЖ 80. Маточники после 2-ой кристаллизации направляют на экстракцию.Процесс проводят аналогично примеру 1. В качестве экстрагента используют октановыйраствор Н-формы полинонилнафталинсульфокислоты с концентрацией 0,15 моль/л. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ь-триптофан/экстратент а 10,70, вторая при ат 0,25 и при рН 1,5. Степень извлечения Ь-триптофана 93,2. Степень реэкстракции Ь-триптофана из экстрагента раствором 12,5 аммиака составляет 98 при рН реэкстракции 11,5. Зольность сухих веществ элюатов составляет 6,8. Суммарная степень извлечения 1.триптофана из КЖ 92,4. Степень чистоты полученных кристаллов 94,0. Зольность 035. Экстрагент перед возвращением на следующую стадию экстракции регенерируют и промывают водой. Регенерация экстрагентаосуществляется двойной обработкой его 1,0 н раствором минеральной кислоты (соляная, серная, азотная) при объемных отношениях Уакстд/укислота 1,0. ПРОМЪШЭЮТ ЭКСТРЕгент водой также дважды при тех же объемных отношениях.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ь-триптофан/экстрагент СЕРОЛО и вторая ступень экстракции ап 0,15 при рН 1,5. Степень извлечения Ь-триптофана составляет 96,7. Степень резкстракции Ъ-триптофана из экстрагента раствором 12,5 аммиака составляет 98 при рН реэкстракции 11,5. Суммарная степень извлечения триптофана из КЖ 96,0. Степень чистоггы полученных кристаллов 90,0. При мольном отношении Ъ-триптофан/экстрагент менее 0,25 чистота кристаллов уменьшается.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ь-тршттофан/экстрагент а 108 О вторая ступень ап 0.40 при рН 1,5. Степень извлечения Ьтршггофана 87,2. Степень реэкстракции Ь-тршггофана из экстрагента раствором 12,5 ашшака составляет 98,0 при рН реэкстракции 11,5. Суммарная степень извлечения триптофана из КЖ 86,5. Степень чистоты полученных кристаллов 97,0. При мольном отношении Ь-трипшфан/экстрагент более 0,70 уменьшается степень извлечения Ь-триптофана.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольном отношении Ь-триптофан/экстрагент аг 070,вторая при ап 0,25 и рН 1,5. Степень извлечения Ъ-триптофана 93,9. Степень реэкстракции Ь-тршттофаиа из экстрагента раствором 2,5 амвшака составляет 90,0 при рН реэкстракшаи 10,5. Суммарная степень извлечения Ь-трипюфана из КЖ 89,0. Степень чистоты полученных кристаллов 96,0. При рН резкогракции менее 11,0 уменьшается суммарный выход Ь-триптофана из КЖ.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольном отношении Ь-триптофан/экстрагент а 1070 вторая при ад 0,25 и при рН 0,7. Степень извлечения по двум ступеням 89,0. Степень реэкстракции Ъ-триптофана из экстрагента раствором 12,5 аммиака составляет 98,0 при рН реэкстракпш 11,5. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 88,2. Степень чистоты полученных кристаллов 96,0. При экстракции Ь-триптофана при рН менее 1,0 уменьшается степень извлечения Ь-триптофана.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ъ-триптофан/экстрагент СП 0,70, вторая при ап 0,25 и при рН 2,0. Степень извлечения по двум ступеням 88,3.Степень реэкстракции Ь-триптофана из экстрагента раствором 12,5 аммиака составляет 98,0 при рН реэкстракции 11,5. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 87,4. Степень чистоты полученных кристаллов 9 б,0. При экстракции при рН более чем 1,5 степень извлечения Ь-триптофана уменьшается.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольном отношении Ь-триптофан/экстрагент Сг 1050 И при рН 1,5, вторая при ап 0,З 0 и при рН 1,0. Степень извлечения Ъ-триптофана по двум ступеням 94,4. Степень реэкстракции Ь-триптофана из экстрагенте раствором 12,5 аммиака составляет 98,0 при рН реэксгракции 11,5. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 93,6. Степень чистоты полученных кристаллов 96,0.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ь-триптофан/экстрагент щ 0,70, вторая при 010,25 и при рН 1,5. Степень извлечения Ь-триптофана 93,9. Степень реэкстракции Ь-триптофана из экстрагента раствором 5,0 аммиака составляет 97,5 при рН реэкстракции 11,0. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 92,7. Степень чистоты полученных кристаллов 96,0.Процесс проводят аналогично примеру 1. Первая ступень экстракции проводится при мольных отношениях Ь-триптофан/зкстрагент а 10,70, вторая 0,25 и при рН 1,0. Степень извлечения по двум ступеням 93,5. Степень реэкстракции Ъ-триптофана из зкстрагента раствором 12,5 аммиака составляет 98,0 при рН реэкстракции 11,5. Суммарная степень извлечения Ь-триптофана из КЖ 92,8. Степень чистоты полученных кристаллов 96,0.В таблице 1 приводятся данные по влиянию органического растворителя экстрагента на основные параметры извлечения Ъ-триптофана из КЖ и качество конечного продукта.В таблице 2 представлены данные основных технологических параметров выделения 1 тртштофана по предлагаемому и известному способам. Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет уменьшить количество стадий процесса и стоков, а также улучшить качество продукта.Таблица 1 Влияние органического растворителя экстрагента на суммарную степень извлеченияЬ-триптофана из КЖ Ед , степень реэкстракции Ер и степень чистоты получаемых кристаллов В. Условия эксперимента в соответствии с опытом.Таблица 2 Основные технологические параметры процесса выделения Ь-триптофаиа и характеристика конечного продукта. Условия эксперимента в соответствии с опытом 1.Сухие вещества Кристаллический эшоатов Ь-т - то п ан 5Заказ 1428 Тираж 20 экз. Государственное патентное ведомство Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.