Способ очистки L-пролина

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физикоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Каранкевич Елена Григорьевна Куваева Зоя Ивановна Микулич Авенирий Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ очистки -пролина, содержащего органические и неорганические примеси,включающий растворение -пролина, добавление активированного угля, фильтрование и выделение -пролина, отличающийся тем, что -пролин растворяют в воде, после фильтрования раствор концентрируют, добавляют н-бутиловый спирт при объемном соотношении водного раствора -пролина и н-бутилового спирта, равном 1(3,0-4,0), отгоняют азеотроп в количестве 20-30 от общего объема смеси, остаток охлаждают и оставляют для кристаллизации. Изобретение относится к способу очистки аминокислот, а именно -пролина, выделенного из сред микробиологического синтеза. Изобретение может быть использовано в химической, медицинской, пищевой промышленности и других отраслях производства. Известен способ очистки -пролина при помощи хлорэндановой кислоты 1, которая образует с -пролином нерастворимую в воде соль, что дает возможность отделить пролин от сопутствующих органических соединений, в том числе и от аминокислот. Используя данный способ, возможно получение продукта, пригодного для использования в качестве пищевых добавок. Однако предложенный способ характеризуется большим количеством стадий и низким выходом целевого продукта, а также использованием агрессивных и ядовитых веществ соляной кислоты и пиридина. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ очистки -пролина, предложенный в 2. Согласно этому способу-пролин, содержащий 8 органических и неорганических примесей, растворяют в смеси воды и этилового спирта при весовых соотношениях -пролинводаэтиловый спирт 1(0,2-1,7)(3-7), добавляют активированный уголь и выделяют -пролин осаждением ацетоном при весовом соотношении водно-спиртового раствора -пролина и ацетона 1(0,6-1,5) при температуре 18-20 С. Смесь при охлаждении выдерживают 6-20 ч. Выход целевого продукта составляет 89 . 12831 1 2010.02.28 Невозможность эффективной очистки технических кристаллов -пролина, содержащих более 8 примесей, а также длительный период выдерживания от 6 до 20 ч при охлаждении ограничивают применимость указанного способа. Недостатками рассматриваемого способа являются также использование легковоспламеняемого ацетона для выделения -пролина и летучесть используемых растворителей на стадии фильтрации нагретых водно-спиртовых растворов 3. Задача изобретения - повышение выхода -пролина, возможность эффективной очистки кристаллов -пролина с содержанием органических и неорганических примесей более 8 , а также замена легковоспламеняемого реагента. Поставленная задача решается тем, что в способе очистки -пролина, содержащего органические и неорганические примеси, включающем растворение -пролина, добавление активированного угля, фильтрование и выделение конечного продукта, -пролин растворяют в воде, после фильтрования раствор концентрируют, добавляют н-бутиловый спирт при объемном соотношении водного раствора -пролина и н-бутилового спирта,равном 1(3,0-4,0), отгоняют азеотроп в количестве 20-30 от общего объема смеси, остаток охлаждают и оставляют для кристаллизации. Предложенный метод очистки технических кристаллов пролина, полученных из сред микробного синтеза, с содержанием пролина 80 , заключается в следующем. Сначала растворяют технические кристаллы пролина в воде и очищают углем при перемешивании. После фильтрации раствор концентрируют до 600-800 г/л, затем добавляют н-бутиловый спирт и отгонкой азеотропа удаляют излишки влаги, то есть концентрируют раствор до начала кристаллизации. Кристаллизуют при охлаждении в течение 2-4 ч. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Растворяют 100 г технических кристаллов -пролина с содержанием основного вещества 88 в 100 мл воды. Затем добавляют 8 г угля активированного и выдерживают 10 мин при температуре 60 С и перемешивании. Осветленный горячий раствор отфильтровывают, фильтрат упаривают до концентрации 800 г/л по основному веществу и добавляют н-бутанол в количестве 450 мл. Отгоняют азеотроп н-бутанол/вода в количестве 145 мл, что составляет 26 от общего объема раствора. После отгонки азеотропа раствор оставляют для кристаллизации при 5 С в течение 2-4 ч. Полученные кристаллы отделяют фильтрованием и получают 80,1 г -пролина. Выход составляет 91 . Чистота полученного -пролина 99,5 . Хроматографически однородный продукт. Удельное вращение 20(с 4,2)-85,0. Пример 2. В 130 мл дистиллированной воды растворяют 110 г технических кристаллов-пролина с содержанием основного вещества 91,4 . Добавляют 10 г угля активированного, выдерживают 10 минут при 60 С и при перемешивании. Осветленный фильтрат концентрируют до 600 г/л, добавляют н-бутиловый спирт в количестве 500 мл из соотношения водный раствор -пролинан-бутанол 13. Отгоняют азеотроп объемом 200 мл,что составляет 30 от общего объема смеси, затем раствор оставляют кристаллизоваться на 2 ч при 5 С. Масса полученных кристаллов -пролина 93,5 г. Выход составляет 93 . Хроматографически однородный продукт. Чистота содержание основного вещества 99,3 . Пример 3. В 100 мл воды растворяют 110 г технических кристаллов -пролина с содержанием основного вещества 91,4 . Добавляют 7 г активированного угля, нагревают до 60 С и оставляют на 10 мин при перемешивании. Раствор фильтруют горячим. Фильтрат упаривают до концентрации 800 г/л раствора -пролина и добавляют н-бутиловый спирт в количестве 500 мл. Смесь без отгона азеотропа оставляют на кристаллизацию при 5 С в течение 4 ч. Полученный продукт имеет высокий показатель чистоты - 99,9 . Однако 2 12831 1 2010.02.28 выход составляет только 78 за счет увеличения объема маточного раствора, так как не было отгонки азеотропа. Хроматографически однородный продукт. Удельное вращение 20(4,2)-85,3. Пример 4. В 130 мл воды растворяют 125 г технических кристаллов -пролина с содержанием основного вещества 80 . Добавляют 10 г активированного угля, нагревают до 60 С и при перемешивании выдерживают 10 мин. После фильтрации раствор концентрируют до 800 г/л и добавляют н-бутанол в количестве 625 мл (соотношение водный раствор-пролинан-бутиловый спирт 15). Отгоняют азеотроп объемом 210 мл (28 от общего объема смеси). Раствор оставляют кристаллизоваться на 2 ч при 5 С. Выход составляет 92,5 . Хроматографически однородный продукт. Чистота образца 99,2 . Выход и чистота продукта на уровне примеров 1 и 2, поэтому увеличенный расход спирта не оправдан. Пример 5. Растворяют в 130 мл воды 110 г технических кристаллов -пролина с содержанием основного вещества 91,4 . Добавляют 10 г активированного угля, нагревают до 60 С и при перемешивании выдерживают 10 мин. После фильтрации раствор концентрируют до 800 г/л и добавляют н-бутанол в количестве 400 мл (соотношение водный раствор-пролина н-бутиловый спирт 12,4). Отгоняют азеотроп в количестве 28 от общего объема смеси (160 мл). Раствор оставляют кристаллизоваться на 2 ч при 5 С. Выход составляет только 84 . Хроматографически однородный продукт. Чистота образца-пролина 98 . Пример 6. Растворяют 110 г технических кристаллов -пролина с содержанием -пролина 91,4 в 130 мл дистиллированной воды. Добавляют 10 г активированного угля, нагревают до 60 С и при перемешивании выдерживают 10 мин. После фильтрации раствор концентрируют до 800 г/л и добавляют н-бутанол в количестве 500 мл (соотношение водный раствор-пролинан-бутиловый спирт 14). Отгоняют азеотроп в количестве 16 от общего объема смеси (100 мл). Раствор оставляют на кристаллизацию на 2 ч при 5-10 С. Масса полученных кристаллов 81,4 г. Выход составляет 81 . Хроматографически однородный продукт. Чистота образца 99,5 . Пример 7. Растворяют 110 г технических кристаллов -пролина с содержанием -пролина 91,4 в 130 мл дистиллированной воды. Добавляют 7 г активированного угля, нагревают до 60 С и при перемешивании выдерживают 10 мин. После фильтрации раствор концентрируют до 800 г/л и добавляют н-бутанол в количестве 500 мл. Отгоняют азеотроп в количестве 36 от общего объема смеси (225 мл). Раствор оставляют на кристаллизацию на 4 ч при 5-10 С. Выход составляет 93 . Хроматографически однородный продукт. Чистота продукта снижается до 96 . Данные примеров 1-7 представлены в таблице.примера 1 2 3 4 5 6 7 12831 1 2010.02.28 Преимущества предложенного способа очистки -пролина заключаются в повышении выхода -пролина до 93 , возможности очистки технических кристаллов, содержащих до 20 органических и неорганических примесей, а также отказ от легковоспламеняющегося реагента - ацетона. Источники информации 1. Патент США 3598838, НКИ 260-326. 3, 1971. 2. А.с. СССР 960163, МПК 3 С 07 С 99/12, А 61 31/185 (прототип). 3. Справочник по технике безопасности. - М. Энергоатомиздат, 1985. - С. 701. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4