SK282923B6 - Spôsob výroby kyseliny L-asparágovej - Google Patents
Spôsob výroby kyseliny L-asparágovej Download PDFInfo
- Publication number
- SK282923B6 SK282923B6 SK1763-98A SK176398A SK282923B6 SK 282923 B6 SK282923 B6 SK 282923B6 SK 176398 A SK176398 A SK 176398A SK 282923 B6 SK282923 B6 SK 282923B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- acid
- ammonia
- process according
- aspartic acid
- water
- Prior art date
Links
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 38
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims abstract description 54
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims abstract description 27
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 108700016171 Aspartate ammonia-lyases Proteins 0.000 claims description 14
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 10
- 239000001729 Ammonium fumarate Substances 0.000 claims description 8
- 235000019297 ammonium fumarate Nutrition 0.000 claims description 8
- CKKXWJDFFQPBQL-SEPHDYHBSA-N azane;(e)-but-2-enedioic acid Chemical compound N.N.OC(=O)\C=C\C(O)=O CKKXWJDFFQPBQL-SEPHDYHBSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 claims description 4
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 3
- YEOCBTKAGVNPMO-JIZZDEOASA-N diazanium;(2s)-2-aminobutanedioate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CC([O-])=O YEOCBTKAGVNPMO-JIZZDEOASA-N 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 22
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 2
- NLVWBYNKMPGKRG-TYYBGVCCSA-N azanium;(e)-4-hydroxy-4-oxobut-2-enoate Chemical compound [NH4+].OC(=O)\C=C\C([O-])=O NLVWBYNKMPGKRG-TYYBGVCCSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- BFXUWDKAQDARCA-DKWTVANSSA-N (2s)-2-aminobutanedioic acid;azane Chemical compound [NH4+].OC(=O)[C@@H](N)CC([O-])=O BFXUWDKAQDARCA-DKWTVANSSA-N 0.000 description 3
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010011485 Aspartame Proteins 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241001331845 Equus asinus x caballus Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000588915 Klebsiella aerogenes Species 0.000 description 1
- 241000191936 Micrococcus sp. Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 241000589540 Pseudomonas fluorescens Species 0.000 description 1
- 241000607715 Serratia marcescens Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000008122 artificial sweetener Substances 0.000 description 1
- 235000021311 artificial sweeteners Nutrition 0.000 description 1
- 239000000605 aspartame Substances 0.000 description 1
- IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N aspartame Chemical compound OC(=O)C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(=O)OC)CC1=CC=CC=C1 IAOZJIPTCAWIRG-QWRGUYRKSA-N 0.000 description 1
- 229960003438 aspartame Drugs 0.000 description 1
- 235000010357 aspartame Nutrition 0.000 description 1
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 bromine ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/20—Aspartic acid; Asparagine
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Spôsob výroby kyseliny L-asparágovej pomocou enzýmovej katalytickej reakcie kyseliny fumarovej s amoniakom, pri ktorom sa amoniak ostávajúci po prebehnutej reakcii odstraňuje z reakčnej zmesi, kyselina L-asparágová sa vyzráža prídavkom kyseliny octovej alebo kyseliny mravčej, pričom sa z materského lúhu prídavkom kyseliny fumarovej uvoľní kyselina mravčia a kyselina octová a potom sa odštiepený amoniak, uvoľnená kyselina mravčia alebo octová a fumaran amónny používajú v nasledujúcich cykloch.ŕ
Description
Oblasť techniky
Kyselina L-asparágová je esenciálna východisková látka pre najrôznejšie aditiva vo farmaceutickom priemysle a v potravinárskom sektore. Kyselina L-asparágová sa napríklad používa na výrobu umelého sladidla, napríklad aspartámu.
Doterajší stav techniky
O výrobe kyseliny L-asparágovej je preto už napísaných veľa chemických a enzýmových postupov. Podľa enzýmových variantov sa kyselina L-asparágová spravidla získa enzýmovou adíciou amoniaku na kyseline fumarovej s nasledujúcim vyzrážaním z takto získaného roztoku L-aspartátu amónneho.
Vyzrážanie kyseliny L-asparágovej sa môže vykonať napríklad prídavkom anorganickej kyseliny, ako je kyselina sírová, kyselina chlorovodíková alebo iné kyseliny, ako napríklad kyselina p-toluénsulfónová.
Pritom je však nevýhodné, že dochádza k veľkej strate amoniaku a odstraňuje sa veľké množstvo odpadových vôd s vysokou koncentráciou amónnych solí z použitých kyselín. Z týchto dôvodov sa hľadala možnosť zmenšiť alebo úplne zabrániť vzniku problematiky odpadovej vody.
Podľa US 4 560 653 sa vykonáva vyzrážanie kyseliny L-asparágovej napríklad prídavkom kyseliny maleínovej. Po oddelení kyseliny L-asparágovej sa zostávajúci materský lúh podrobí izomerizácii, pri ktorej sa kyselina maleínová izomeruje pomocou katalyzátora obsahujúceho ióny brómu na kyselinu fumarovú, následne sa čistí a obnovuje sa enzýmovou reakciou.
Aby sa obišla izomerizácia, hľadali sa ďalšie vhodné prídavky na vyzrážanie kyseliny L-asparágovej.
V japonskom zverejnenom patentovom spise JP 08-33493 (Chem. Abstracts 1223: 315 167) sa opisuje použitie kyseliny fumarovej, pripadne soli kyseliny fumarovej ako zrážacieho činidla. Nevýhoda tohto postupového variantu spočíva v zhoršenej rozpustnosti kyseliny fumarovej vo vode, pričom sa pri spracovaní materského lúhu buď musí oddestilovať veľké množstvo vody, alebo je potrebný veľmi zriedený roztok s veľkým reakčným objemom.
Podstata vynálezu
Úlohou vynálezu je preto nájsť spôsob, ktorý zabraňuje terajším problémom pri vyzrážaní kyseliny L-asparágovej a vedie ku kyseline L-asparágovej s vysokými výťažkami a vysokou čistotou.
Nečakane bola táto úloha vyriešená použitím kyseliny mravčej alebo kyseliny octovej ako zrážacieho činidla a pri cirkulácii všetkých reakčných pochodov.
Predmetom vynálezu je preto zlepšený spôsob výroby kyseliny L-asparágovej pomocou enzýmovej katalytickej reakcie kyseliny fumarovej s amoniakom, charakterizovaný tým, že
a) kyselina fumarová v inertnom rozpúšťadle v prítomnosti aspartázy alebo mikroorganizmov produkujúcich aspartázu reaguje s amoniakom na L-aspartát amónny, následne
b) sa z reakčnej zmesi oddelí amoniak a
c) z ostávajúcej reakčnej zmesi sa pridaním kyseliny mravčej alebo kyseliny octovej vyzráža kyselina L-asparágová, potom sa oddelí, perie a suší,
d) z materského lúhu obsahujúceho mravčan, prípadne acetát amónny a zmiešaného s pracou vodou sa prídavkom kyseliny fumarovej uvoľňuje kyselina mravčia, prípadne kyselina octová,
e) po filtrácii takto získaného roztoku obsahujúceho fumaran amónny sa filtrát, prípadne spolu s čerstvou kyselinou mravčou, prípadne kyselinou octovou, pridáva znovu do kroku c) na vyzrážanie kyseliny L-asparágovej a
f) ostávajúci fumaran amónny sa zmieša s amoniakom z kroku b) a ako adukt sa pridáva do kroku a).
Pri spôsobe podľa vynálezu sa kyselina L-asparágová vyzráža pomocou kyseliny mravčej alebo kyseliny octovej. Reakčné produkty sa podľa vynálezu všetky vedú v cykle.
Prvý krok spôsobu podľa vynálezu zahŕňa enzýmovú reakciu kyseliny fumarovej s amoniakom. Reakcia pritom nastáva v inertnom rozpúšťadle. Ako inertné rozpúšťadlo je vhodná voda, zmes voda/etanol alebo zmes voda/acetón a podobne. Prednostne sa používa voda. Kyselina fumarová sa pritom môže použiť v koncentráciách až k hranici rozpustnosti, preto získame buď roztok, alebo suspenziu. V tomto roztoku, prípadne suspenzii, je amoniak plynný, tekutý alebo v podobe 10 až 35 hmotn. percentného roztoku, čím sa zvýši teplota až na 60 °C a pH nastaví medzi 7 a 9.
Prednostne sa používa vodný roztok s 20 až 30 hmotn. % amoniaku. Do takto získaného systému, prednostne roztoku, sa potom pri teplote 20 až 60 °C, prednostne pri 30 až 50 °C, zamieša enzým aspartáza alebo mikroorganizmus produkujúci aspartázu. Tento prípravok enzýmu, resp. mikroorganizmu produkujúceho aspartázu je výhodný, keď sa prídavkom amoniaku získa roztok, pretože v prípade suspenzie je potrebné viacej enzýmu vplyvom adsorpcie enzýmu a tým podmienenej straty aktivity. Na takmer kvantitatívnu reakciu po 24 až 30 hodinách je potrebná enzýmová aktivita 30 až 50 1U na mol kyseliny fumarovej. Mikroorganizmy produkujúce aspartázu sú napríklad Pseudomonas fluorescens, Protens vulgeris, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Bacterium succimum, Bacillus subtilis, Aerobacter aerogenes, Micrococcus sp., Escherichia coli a podobne.
Ďalšie vhodné mikroorganizmy produkujúce aspartázu sú napríklad opísané v US 3 791 926 a US 3 198 712.
Pri spôsobe podľa vynálezu sa ďalej môžu použiť čistené syntetické aspartázy. Enzým, prípadne mikroorganizmus produkujúci aspartázu, sa môže pridať v tekutej alebo imobilizovanej podobe, ako je napríklad opísané v EP 0 127 940.
Po úplnej reakcii, pričom koniec reakcie sa môže napríklad zistiť fotometrický, nastáva podľa kroku b) oddelením amoniaku destiláciou alebo stripovaním.
Krok b) môže nastať pri bežnom tlaku alebo pri redukovanom tlaku a pri teplotách 30 až 110 °C, prednostne pri teplotách 40 až 90 °C. Prebytočný amoniak sa pritom z reakčnej zmesi oddelí pomocou rýchlych destilačných metód. Podľa destilačnej metódy sa pritom pracuje pri bežnom tlaku alebo pri redukovanom tlaku medzi 80 až 200 mbar. Takto získaný amoniakový destilát sa znovu používa pri nasledujúcom postupovom kroku, kroku f), prípadne ako adukt v nasledujúcej ďalšej enzýmovej reakcii.
Po oddelení amoniaku sa v kroku c) vyzráža kyselina L-asparágová.
Potom sa k roztoku L-aspartátu monoamónneho, získaného odstránením amoniaku, pridá kyselina mravčia alebo kyselina octová v molámom pomere L-aspartátu monoamónneho ku kyseline mravčej, prípadne kyseline octovej 1 : 0,8 až 2, prednostne 1 : 1 až 1,2. Prednostne sa používa ako zrážacie činidlo kyselina mravčia. Hodnota pH je pri zrážaní medzi 4 a 6.
Od druhého reakčného cyklu sa k roztoku L-aspartátu monoamónneho pridáva ako zrážacie činidlo filtrát fumara nu amónneho, ktorý obsahuje uvoľnenú kyselinu mravčiu, prípadne kyselinu octovú, obsiahnuté z nasledujúceho kroku e). Na dosiahnutie požadovaného molového pomeru medzi aspartátom a zrážacím činidlom sa filtrát môže doplniť kyselinou mravčou, prípadne kyselinou octovou.
Reakčná teplota je medzi 0 a 95 °C, prednostne 20 a 90 °C, najmä prednostne medzi 40 a 70 °C. Kryštalizovaná kyselina L-asparágová sa potom z reakčnej zmesi odfiltruje, napríklad absorpčnou filtráciou alebo odstredením. Prednostne sa kyselina L-asparágová oddelí odstredením. Filtračná teplota j c medzi 10 a 70 °C, prednostne medzi 15 a 50 °C. Odfiltrované kryštály kyseliny L-asparágovej sa potom perú, prednostne vodou a sušia sa. Na základe veľmi dobrej rozpustnosti mravčanu, prípadne acetátu amónneho je na pranie čerstvo kryštalizovanej kyseliny L-asparágovcj potrebné iba málo pracej vody. Kyselina L-asparágová sa týmto môže prať aj pri nízkych teplotách. Ak obsahuje kyselina L-asparágová vplyvom použitia kyseliny filmárovej ako zrážacieho činidla mravčan amónny, sú potrebné vyššie teploty prania a vyššie množstvo pracej vody.
Ak sa zmieša ostávajúci filtrát, obsiahnutý po oddelení kyseliny L-asparágovej, a pracia voda ostávajúca po praní, pripadne sa až polovica odparí, premiešajú sa s kyselinou íúmarovou a zohrejú sa na opätovné uvoľnenie kyseliny mravčej, prípadne kyseliny octovej v závislosti od zvolenej destilačnej metódy pri redukovanom tlaku alebo bežnom tlaku až na teplotu varu.
Prednostne sa kyselina fumarová pridáva pri teplote maximálne 100 °C, prednostne pri teplote maximálne 70 °C. Destilačná voda sa pritom oddestiluje s malým podielom, 1 až 5 mol. % kyseliny mravčej, prípadne kyseliny octovej.
Ostávajúci roztok sa filtruje, prípadne odstred’uje a filtrát fumaranu amónneho, obsahujúci veľký podiel kyseliny mravčej, prípadne kyseliny octovej sa znovu použije od druhého cyklu v kroku c) na vyzrážanie kyseliny L-asparágovej.
Popritom sa prípadne doplní množstvo oddestilované pri uvoľnení kyseliny prídavkom čerstvej kyseliny mravčej, prípadne kyseliny octovej.
Ostávajúci pevný fumaran amónny sa oproti tomu zmieša s amoniakom oddestilovaným v kroku b) a pridáva sa od druhého cyklu k enzýmkatalytickej reakcii ako adukt v kroku a). Súčasne sa doplní chýbajúce množstvo amoniaku prídavkom amoniaku, prednostne vo forme 10 až 35 hmotn. percentného roztoku, takže sa znovu hodnota pH nastaví medzi 7 až 9.
Eventuálne prítomný mravčan amónny enzýmovú reakciu neruší. Spôsobom podľa vynálezu sa získa kyselina L-asparágová s výťažkom cez 80 %, až k 95 % a obsahom cez 99,5 %.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Spôsob podľa vynálezu, jednotlivé jeho kroky, sú zrejmé z obrázka, na ktorom je schematicky znázornené vedenie reakčných produktov.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
900 ml (955 g) reakčného roztoku kyseliny L-asparágovej (DSM-Chemie Linz), obsahujúceho 240,6 g (1,80 mol) kyseliny L-asparágovej, vyrobenej reakciou 210 g (1,8 mol) kyseliny fumarovej a 406 ml 25 hmotn. percentného roztoku amoniaku (366 g) v 420 ml H2O v prítomnosti 0,15 ml roztoku aspartázy (1000 lU/ml) bolo oddestilované pri 75 °C a tlaku 150 mbar pomocou 526 g NH4OH. Kal bol zriedený na 955 g destilovanou vodou. Odsal sa zvyšok enzýmov a pri 85 °C bolo pridaných 82,8 g (1,8 mol) kyseliny mravčej. Získalo sa 251,9 g pevnej látky (Fl) a 744 g materského lúhu 1 (Mula 1). Materský lúh (Mula 1) sa ochladil na teplotu okolia a oddelila sa pritom vyzrážaná pevná látka.
Pritom sa získalo 51,7 g pevnej látky (Fl .1) a 678,5 g materského lúhu (Mula 1.1).
Obe množstvá pevnej látky sa zriedili 250 ml H2O, zahriali sa na reflux a ochladili na teplotu okolia a vyzrážaná pevná látka sa oddelila od materského lúhu.
Mula 2: 191 g
F2: 288,0 g (s 30,1 % H2O)
F2 sa znovu zriedilo 250 ml H2O, znovu sa zahrialo na teplotu refluxu a následne sa ochladilo na teplotu okolia. Mula 3: 244 g
F3: 286,3 (s 33,5 % H2O)
F3 bolo sušené pri 70 °C a vo vákuu, čim sa získalo
195,2 g kyseliny L-asparágovej (s 0,1 % H2O).
Na spracovanie materského lúhu boli všetky šarže (Mula 1, 1.1, 2 a 3) spojené a pri 70 °C a 150 mbar bolo oddestilovaných 525 ml H2O. Ku kalu (565 g) sa pridalo 210 g (1,8 mol) kyseliny fumarovej a zahrialo sa na teplotu varu (102 °C), čím sa rozpustila všetka pevná látka.
Následne sa vykonala vákuová destilácia pri 100 mbar a pomere refluxu 5:1.
Destilát 1: 100 g
48,5 °C
46.8 °C
48,5 °C
48.8 °C
Destilát 2: 102 g teplota kalu teplota na hlave teplota kalu teplota na hlave
Pri totálnom poklese bola destilácia dlhšia. Celkom sa získalo 1823 g destilátu. Ostávajúci kal bol ochladený na teplotu okolia a bola odsatá vyzrážaná pevná látka. Mula 4: 543,8 g
F4: 360g(18%H2O)
F4 (zodpovedá 2,1 mol kyseliny fumarovej) potom bolo rozpustených v 441 g destilovanej vody, zmiešané s 353,5 g (2,1 mol) 25 percentného amoniaku (pH 9,3) a reagovalo v prítomnosti 0,15 g aspartázy 24 hodín pri 50 °C v skriňovej sušiarni.
Pritom bol dosiahnutý obrat 99,1 %.
Príklad 2
Reakčný cyklus 1
Prvý cyklus bol vykonaný analogicky s príkladom 1. Bolo znovu získaných 195 g kyseliny L-asparágovej (0,1 % H2O).
Obsah kyseliny mravčej bol 0,1 %, obsah kyseliny fumarovej bol 0,3 %, na spracovanie materských lúhov boli znovu všetky šarže spojené a destilované pri teplote 70 °C a tlaku 150 mbar, 525 g.
K 565 g kalu bolo znovu pridané 210 g (1,8 mol) kyseliny fumarovej, zmes sa zahriala na teplotu varu (102 °C), ochladila sa na 10 °C a oddelila sa vyzrážaná usadenina.
Získalo sa 369 g Mula 4. Pevná látka (F4) bola vypraná 100 ml destilovanej vody na nuču.
F4: 367,8 g (32,6 % H2O) pracia voda (W4): 115 g
Reakčný cyklus 2
K 367 g F4 sa pridalo 450 g destilovanej vody a
238,2 g (3,4 mol) 25 percentnej čpavkovej vody a v prítomnosti 0,13 g aspartázy pri pH 8,7 a 50 °C sa ponechalo 72 hodín reagovať v skriňovej sušiarni.
Následne bol takto získaný reakčný roztok (1050 g, 945 ml) koncentrovaný pri 70 °C a tlaku 150 mbar na polovicu.
587,5 g destilátu
450 g kalu (enzýmový zvyšok bol odfiltrovaný, pH 5,4).
Kal sa zahrial na 80 °C a čo možno najrýchlejšie bol pridaný ku zmesi z Mula 4 a W4 z reakčného cyklu 1 a 14 g (17 %) čerstvej kyseliny mravčej. Pritom sa zmes ochladila na 10 °C. Následne bola odstredená vyzrážaná pevná látka (F5) a vykonané pranie 200 ml vody (W5). Mula 5: 606 g
W5: 203 g
F5: 262,4 g (40,4 % H2O)
F5 bolo sušené pri 75 °C vo vákuu. Bolo získaných
154,2 g kyseliny L-asparágovej (obsah 0,1 % kyseliny mravčej, 0,3 % kyseliny fumarovej).
Mula 5 a W5 (791 g) boli spojené a pri teplote 70 °C a tlaku 150 mbar boli skoncentrované.
Ostávajúci kal (500 g) sa ohrial na 80 °C a pomaly sa pridávalo 210 g (1,8 mol) kyseliny fumarovej, vykonával sa ohrev na reflux (105 °C), zriedenie 300 ml destilovanej vody a vznikol roztok a následne sa ochladil na teplotu okolia. Vyzrážaná pevná látka (F6) bola odstredená a vypraná.
Mula 6: 634g
W6: 104g
F6: 296 g (12,3 %H
Reakčný cyklus 3
K F6 z reakčného cyklu 2 bolo pridaných 587 g čpavkového destilátu z reakčného cyklu 2 a 177 g (2,52 mol) čerstvého čpavku a bolo ponechané reagovať v prítomnosti 0,2 ml enzýmu pri 50 °C 24 hodín v skriňovej sušiarni. Obrat bol 98,4 %. Takto získaný reakčný roztok (1015 g) bol koncentrovaný pri teplote 70 °C a tlaku 150 mbar na polovicu. Destilát bol 481 g.
Ostávajúci kal sa po odfiltrovaní zvyšku enzýmov zahrial na teplotu 65 °C a pomaly sa k nemu pridávalo 638 g zmesi z Muly 6 a W6.
Zmes bola následne 2 hodiny miešaná pri teplote 65 °C, ochladená na teplotu 10 °C, bola odstredená pevná látka (F7) a bolo vykonané pranie 200 ml vody (W7).
Mula 7: 1019 g
W7: 200 g
F7: 168 g (7,7 % H2O)
F7 bolo sušené pri teplote 75 °C vo vákuu. Bolo získaných 154,2 g kyseliny L-asparágovej.
Mula 7 a W7 boli spojené a koncentrované pri teplote 70 °C a tlaku 150 mbar. 504,6 g kalu potom bolo zahriatych na 70 °C, bolo k nemu pridaných 210 g (1,8 mol) kyseliny fumarovej a 100 ml vody a 2 hodiny miešané, ochladené na teplotu okolia a vyzrážaná pevná látka (F8) odstredená a praná (W8).
Mula 8: 337 g
W8: 196,4 g
F8: 404 g (18,5% H2O)
Reakčný cyklus 4
K 404 g F8 bolo pridaných 481 g čpavkového destilátu z cyklu 3 a 177 g čerstvého amoniaku a bolo ponechané 24 hodín reagovať s 0,2 ml enzýmu pri pH 8,7 a teplote 50 °C. Obrat predstavoval 98,7 %.
Postup pri spracovaní nastáva analogicky s cyklami 1 až 3. Bolo získaných 315 g kyseliny L-asparágovej.
Následne bol analogicky s reakčnými cyklami 1 až 4 vykonaný cyklus 5. Bilancia piatich cyklov je zrejmá z tabuľky 1.
Tabuľka 1
| 1. cyklus | FS (mol) 1,80 | NH<FS (mol) 1,80 | NHj (mol) 4,32 | AS (mol) 1,80 | L-asp. (mol) 1,46 | L-asp. výťažok (%) 81,50 | pH u L-asp. zrazenina 5,5 |
| 2. cyklus | 1,80 | 1,85 | 3,40 | 0,30 | 1.15 | 64,40 | 5.3 |
| 3. cyklus | 1,60 | 1,95 | 2,50 | 0,00 | 1,10 | 62,60 | 5,0 |
| 4. cyklw | 1,60 | 2.47 | 3,00 | 1.80 | 2,36 | 131,80 | 4.4 |
| 5. cyklus | 1,80 | 1.64 | 3,00 | 0,00 | 1.81 | 100,80 | 4,4 |
| súčet | 9,00 | 9,91 | 16,22 | 3,90 | 7,89 | 68,56 |
V tabuľke 1 znamená FS kyselina fumarová, NH4FS mravčan amónny, AS kyselina mravčia, L-asp. kyselina asparágová.
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob výroby kyseliny L-asparágovej pomocou enzýmovej katalytickej reakcie kyseliny fumarovej s amoniakom, vyznačujúci sa tým, žea) kyselina fumarová v inertnom rozpúšťadle za prítomnosti aspartázy alebo mikroorganizmov produkujúcich aspartázu reaguje s amoniakom na L-aspartát amónny, následneb) sa z reakčnej zmesi oddelí amoniak ac) zo zostávajúcej reakčnej zmesi sa prídavkom kyseliny mravčej alebo kyseliny octovej vyzráža kyselina L-asparágová, potom sa oddelí, perie a suší,d) z materského lúhu obsahujúceho mravčan, prípadne acetát amónny a zmiešaného s pracou vodou sa prídavkom kyseliny fumarovej uvoľňuje kyselina mravčia, prípadne kyselina octová,e) po filtrácii takto získaného roztoku obsahujúceho fumaran amónny sa filtrát, prípadne spoločne s čerstvou kyselinou mravčou, prípadne kyselinou octovou pridáva znovu do kroku c) na vyzrážame kyseliny L-asparágovej af) ostávajúci fumaran amónny sa zmieša s amoniakom z kroku b) a jeho adukt sa pridáva do kroku a).
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa ako rozpúšťadlo v kroku a) používa voda, zmes voda/etanol alebo zmes voda/acetón.
- 3. Spôsob podľa nároku Lvyznačujúci sa t ý m , že sa krok a) vykonáva pri hodnote pH medzi 7 a 9.
- 4. Spôsob podľa nároku Lvyznačujúci sa t ý m , že sa amoniak v kroku b) oddestiluje pri teplote 30 a 110 °C a vonkajšom tlaku alebo pri redukovanom tlaku.
- 5. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že sa oddestilovanie amoniaku v kroku b) vykonáva stripovaním alebo tenkovrstvovým odparovaním.
- 6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa krok c) vykonáva pri hodnote pH medzí 4 a 6.
- 7. Spôsob podľa nároku Lvyznačujúci sa t ý m , že sa krok c) vykonáva pri teplote medzi 0 a 95 °C.
- 8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa prídavok kyseliny fumarovej v kroku d) vykonáva pri teplote maximálne 100 °C, prednostne pri teplote maximálne 70 °C.
- 9. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa zmes získaná v kroku f) z fumaranu amónneho a amoniaku z kroku b) doplní amoniakom až na dosiahnutie hodnoty pH medzi 7 a 9 a použije sa ako adukt v kroku a).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0219197A AT407050B (de) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Verfahren zur herstellung von l-asparaginsäure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK176398A3 SK176398A3 (en) | 1999-07-12 |
| SK282923B6 true SK282923B6 (sk) | 2003-01-09 |
Family
ID=3529668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1763-98A SK282923B6 (sk) | 1997-12-29 | 1998-12-18 | Spôsob výroby kyseliny L-asparágovej |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5952206A (sk) |
| EP (1) | EP0931838B1 (sk) |
| AT (2) | AT407050B (sk) |
| CZ (1) | CZ412598A3 (sk) |
| DE (1) | DE59803064D1 (sk) |
| DK (1) | DK0931838T3 (sk) |
| ES (1) | ES2172081T3 (sk) |
| HR (1) | HRP980643B1 (sk) |
| HU (1) | HU221639B1 (sk) |
| PT (1) | PT931838E (sk) |
| SK (1) | SK282923B6 (sk) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408755B (de) * | 1998-05-22 | 2002-03-25 | Dsm Fine Chem Austria Gmbh | Verfahren zur herstellung von l-asparaginsäure |
| AU2002246094A1 (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-04 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing D-pantothenic acid and/or salts thereof as an additive for animal feed |
| DE10108223A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-10-10 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von D-Pantothensäure und/oder deren Salze als Zusatz zu Tierfuttermitteln |
| DE10108225A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-10-10 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von D-Pantothensäure und/oder deren Salze als Zusatz zu Tierfuttermitteln |
| WO2002066664A2 (de) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von d-pantothensäure und/oder salze als zusatz zu tierfuttermitteln |
| DE102004027022A1 (de) * | 2004-06-02 | 2006-01-05 | Basf Ag | Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak und Wasser aus Lactam-haltigen Gemischen |
| CN110016137A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-16 | 河北协同环保科技股份有限公司 | 一种天冬氨酸制备过程产生母液的处理方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5626196A (en) * | 1979-08-10 | 1981-03-13 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Preparation of l-aspartic acid |
| US4560653A (en) * | 1983-06-06 | 1985-12-24 | W. R. Grace & Co. | Process for preparing L-aspartic acid |
| JPS59232088A (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-26 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Ｌ−アスパラギン酸の製法 |
| JP2664648B2 (ja) * | 1994-05-20 | 1997-10-15 | 株式会社日本触媒 | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
| JP2804005B2 (ja) * | 1994-05-20 | 1998-09-24 | 株式会社日本触媒 | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
| CN1145639A (zh) * | 1994-12-09 | 1997-03-19 | 三菱化学株式会社 | L-天冬氨酸的制造方法 |
-
1997
- 1997-12-29 AT AT0219197A patent/AT407050B/de not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-12-14 CZ CZ984125A patent/CZ412598A3/cs unknown
- 1998-12-18 SK SK1763-98A patent/SK282923B6/sk unknown
- 1998-12-22 EP EP98124397A patent/EP0931838B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-22 DK DK98124397T patent/DK0931838T3/da active
- 1998-12-22 PT PT98124397T patent/PT931838E/pt unknown
- 1998-12-22 ES ES98124397T patent/ES2172081T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-22 AT AT98124397T patent/ATE213270T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-12-22 DE DE59803064T patent/DE59803064D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-28 HU HU9803026A patent/HU221639B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-12-29 US US09/222,350 patent/US5952206A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-29 HR HR980643A patent/HRP980643B1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0931838A2 (de) | 1999-07-28 |
| DK0931838T3 (da) | 2002-04-02 |
| CZ412598A3 (cs) | 1999-07-14 |
| SK176398A3 (en) | 1999-07-12 |
| HU9803026D0 (en) | 1999-02-01 |
| ATA219197A (de) | 2000-04-15 |
| PT931838E (pt) | 2002-05-31 |
| ES2172081T3 (es) | 2002-09-16 |
| ATE213270T1 (de) | 2002-02-15 |
| HRP980643B1 (en) | 2001-08-31 |
| US5952206A (en) | 1999-09-14 |
| HUP9803026A2 (hu) | 2001-11-28 |
| EP0931838A3 (de) | 1999-11-24 |
| DE59803064D1 (de) | 2002-03-21 |
| HU221639B1 (hu) | 2002-12-28 |
| HRP980643A2 (en) | 1999-10-31 |
| EP0931838B1 (de) | 2002-02-13 |
| AT407050B (de) | 2000-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5541090A (en) | Process for production of L-aspartic acid | |
| EP0861826B1 (en) | Method for purifying branched chain amino acids | |
| SK176398A3 (en) | Process for the production of l-aspartic acid | |
| WO2002076934A2 (en) | Purification of 2-nitro-4-methylsulphonylbenzoic acid | |
| AU2002249384A1 (en) | Purification of 2-nitro-4-methylsulphonylbenzoic acid | |
| CA1215069A (en) | Method of isolating l-trytophan | |
| JP3528205B2 (ja) | Ｌ−３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンの製造方法 | |
| US5530160A (en) | Process for the preparation of L-aspartic acid from ammonium aspartate | |
| US5488155A (en) | Preparation of L-aspartic acid | |
| KR940000810B1 (ko) | 결정상태의 글루타민산을 제조하는 방법 | |
| US6258572B1 (en) | Process for preparing L-aspartic acid | |
| JP2798886B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| US4582928A (en) | Process for producing optically active phenylalanine | |
| JP2804005B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| EP0140713A2 (en) | Method for production and recovery of L-Phenylalanine | |
| SK5499A3 (en) | Process for the preparation of the disodium salt of z-l-aspartic acid from fumaric acid | |
| JP2951785B2 (ja) | Ｌ−フェニルアラニンの晶析方法 | |
| US4922011A (en) | Method for purifying aspartic acid | |
| KR20030071868A (ko) | 거울상이성질체-풍부 아미노산의 제조 방법 | |
| JPH09163993A (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| KR20000053467A (ko) | 1,3-비스(아미노페녹시 벤젠) 재결정화 방법 | |
| JPH061775A (ja) | ３，６−ビス［（４−ヒドロキシフェニル）メチル−２，５−ジケトピペラジンの精製法 | |
| JPH0336824B2 (sk) | ||
| JPH09163994A (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| RO106763B1 (ro) | Mediu de cultura, destinat producției de vaccinuri de uz veterinar si procedeu de preparare |