[发明专利]一种制备高光学纯度D-胱氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及D-胱氨酸的生产，特别是一种以L-半胱氨酸为原料，采用不对称转换技术和氧化技术制备制备高光学纯度D-胱氨酸的方法。

背景技术

D-半胱氨酸是头孢米诺钠的关键手性中间体，同时也是大肠杆菌的强抑制剂和急性酒精中毒的缓解剂。目前，D-半胱氨酸的生产方法有以DL-半胱氨酸为原料的优先结晶法、化学拆分法、生物拆分法、不对称转换法。上述方法存在光学纯度低、工艺复杂、成本等问题。日本1989年率先报道以DL-半胱氨酸为原料，L-酒石酸为拆分剂，经由D-2, 2’-二甲基四氢噻唑-4-羧酸不对称转换制备D-半胱氨酸的方法（Bull. Chem. Soc. Jpn., 1989, 62, 109）。喻明军等在《应用化工》－2007－36－5－488，公开了一种在水杨醛存在下，L-半胱氨酸、L-酒石酸和丙酮在醋酸溶剂中反应形成D-2, 2’-二甲基四氢噻唑-4-羧酸酒石酸盐，然后水解为D-半胱氨酸的方法。由于该方法的D-2, 2’-二甲基四氢噻唑-4-羧酸酒石酸盐容易夹带L-2, 2’-二甲基四氢噻唑-4-羧酸酒石酸盐或L-半胱氨酸，导致所成盐的光学纯度不高，且D-半胱氨酸中夹带的L-酒石酸很难完全除去。

D-胱氨酸是D-半胱氨酸的二聚体，可利用成熟的电解还原技术制备D-半胱氨酸。以L-胱氨酸为原料，通过消旋、拆分制备D-胱氨酸，工艺复杂，收率低，很难用于D-胱氨酸的规模化生产。张奇等在公开号位CN101812488的中国专利申请文件公开了一个同时制备L-色氨酸和D-胱氨酸的方法。以高效表达色氨酸酶的重组枯草芽孢杆菌为生物催化剂，吲哚和DL-半胱氨酸为底物，通过酶法拆分将DL-半胱氨酸中的L-对映体转化为L-色氨酸，剩下的D-半胱氨酸通过空气氧化法转化为D-胱氨酸。该方法的主要缺点是L-半胱氨酸转化不完全导致制备的D-胱氨酸光学纯度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以L-半胱氨酸为原料，采用不对称转换技术和氧化技术，在酸性条件下生产高光学纯度D-胱氨酸的方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，即一种制备高光学纯度D-胱氨酸的方法，其特征在于，包括以下方法和步骤：

1). 在50～90℃下，原料L-半胱氨酸与丙酮、L-酒石酸在冰醋酸溶剂中进行反应，搅拌15～50分钟，使固体溶解，所述L-半胱氨酸、L-酒石酸、丙酮、冰醋酸的摩尔比为1：1：6～7：6～7；

2). 待步骤1）所述的固体完全溶解，加入水杨醛，继续搅拌8～16小时，所述水杨醛与原料L-半胱氨酸的摩尔比为1：10；

3). 将步骤2）所得到的反应液在冰水中冷却半个小时，过滤，并用乙酸乙酯洗涤2～3次，得到D-2, 2-二甲基四氢噻唑-4-羧酸·L-酒石酸盐白色固体；

4). 在30-60℃，减压或者常压的条件下，将步骤3）所得D-2，2-二甲基四氢噻唑4-羧酸·L-酒石酸盐在纯水中水解1-3小时，得到含有D-半胱氨酸、L-酒石酸和丙酮的水解液；

5). 步骤4)所得的水解液用氨水调pH值到3.5，使得L-酒石酸形成L-酒石酸氢铵沉淀，抽滤，将所述沉淀去除；

6). 步骤5)所得的抽滤液用氨水调pH值到5.0，加入双氧水，使D-半胱氨酸氧化成D-胱氨酸；

7). 将步骤6)所得的液体离心，所得固体用水洗涤2-3次，得到D-胱氨酸。

本发明由于上述结构，其优点是：与现有技术相比，采用不对称转换技术和氧化技术制备D-胱氨酸，具有收率高、化学纯度和光学纯度高的优点，操作条件容易控制，适合工业化生产。以此技术制备的D-胱氨酸，利用成熟的电解还原技术制备D-半胱氨酸盐酸盐，有效避免了D-半胱氨酸现有制备技术存在的生产成本高、生产周期长、产品质量差的缺点。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明的生产流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见附图1，图中的流程图即为本发明所公开的制备高光学纯度D-胱氨酸的方法，包括以下方法和步骤：

1). 在50～90℃下，原料L-半胱氨酸与丙酮、L-酒石酸在冰醋酸溶剂中进行反应，搅拌15～50分钟，使固体溶解，所述L-半胱氨酸、L-酒石酸、丙酮、冰醋酸的摩尔比为1：1：6～7：6～7；