合成高純2-酮酸鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種合成高純2-酮酸鹽的方法，該方法是將醛類化合物和甘氨酸原料在L-蘇氨酸醛縮酶和L-蘇氨酸脫氨酶復合酶的催化作用下進行酶催化反應，生成2-酮酸產物；所得2-酮酸產物經層析分離提純后，采用堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽調節(jié)pH到適當值，再依次進行活性炭脫色、濃縮結晶、真空干燥，即得2-酮酸鹽；該制備方法操作簡單、反應條件溫和，采用水相體系，無污染，生產成本低，制得的2-酮酸鹽產率高、純度高。
【專利說明】合成高純2-酮酸鹽的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型生物法合成2-酮酸及分離純化得到醫(yī)藥級酮酸鹽的方法， 屬于生物合成領域。

【背景技術】
[0002] 2-酮酸鹽主要用于生化試劑、體外診斷、化妝品添加成分，另外還是重要的醫(yī)藥中 間體，主要用于健身減肥膳食補充劑。由2-丁酮酸等配置的試劑盒被廣泛應用于〇-羥丁 酸脫氫酶的檢測，并作為心肌梗死、貧血、白血病、肝硬化等病癥的診斷依據。丙酮酸鈉是測 定乳酸脫氫酶的底物，主要用于肝功能試驗中谷-丙轉氨酶活力測定。2-戊酮酸鈉主要用 于低血鈣、蕁麻疹、血管神經性水腫等過敏疾患。
[0003] 這些化合物現在主要是化學法合成，專利CN103073411A公布的是：草酸酯類在超 低溫無水條件下，以四氫呋喃為溶劑加入乙基溴化鎂反應。產物再通過減壓精餾純化，乙酸 乙酯萃取，大量的堿金屬氫氧化物的甲醇溶液中降溫結晶得到丁酮酸鹽。在其中使用大量 的有機溶劑，其回收率低，后處理步驟工序多，難度大。再者化學法收率低，成本高，不適宜 于工業(yè)化生產。目前，生物法方面雖然有相關文獻報道生物發(fā)酵提取丙酮酸，但是主要目的 集中在基因表達和酶的發(fā)酵、提取方面。專利CN101205181A公布的是雙膜二步發(fā)酵提取分 離丙酮酸鈉，其發(fā)酵液經超濾膜過濾除去殘余菌體、蛋白質、糖類、色素，再經薄膜濃縮后加 入大量90%的乙醇沉淀得到的結晶粉經甲醇清洗后干燥篩分得成品。整個過程對設備要求 嚴苛，提取的收率比較低，特別是后期的純化過程使用大量的有機溶劑，其回收率低，企業(yè) 后處理步驟工序多，難度大。


【發(fā)明內容】

[0004] 針對現有化學方法合成酮酸鹽的方法存在收率低，提純難，并且有機溶劑使用量 大、回收困難，造成成本高，環(huán)境污染，同時化學方法處理步驟繁瑣，不利于工業(yè)生產等一系 列的缺陷；本發(fā)明的目的是在于提供一種操作簡單、反應條件溫和，成本低，高產率制備高 純度2-酮酸鹽的方法。
[0005] 本發(fā)明提供了一種合成高純2-酮酸鹽的方法，該方法是在反應液中，具有式1結 構的醛類化合物和甘氨酸原料在L-蘇氨酸醛縮酶和L-蘇氨酸脫氨酶復合酶的催化作用 下，于pH為6. 0?8. 0,溫度為20?40°C的條件下進行酶催化反應，生成具有式2結構的 2_酮酸產物；所得2-酮酸產物經層析分離提純后，采用堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽調 節(jié)pH至4. 0?8. 0,再依次進行活性炭脫色、濃縮結晶、真空干燥，即得具有式3結構的2-酮 酸鹽；所述的L-蘇氨酸醛縮酶和L-蘇氨酸脫氨酶復合酶中L-蘇氨酸醛縮酶與L-蘇氨酸 脫氨酶的總活力比為3?4:2?3 ;
[0006]
[0007] 其中，

【權利要求】
1. 合成高純2-酮酸鹽的方法，其特征在于，在反應液中，具有式1結構的醛類化合物 和甘氨酸原料在L-蘇氨酸醛縮酶和L-蘇氨酸脫氨酶復合酶的催化作用下，于pH為6. O? 8. 0,溫度為20?40°C的條件下進行酶催化反應，生成具有式2結構的2-酮酸產物；所 得2-酮酸產物經層析分離提純后，采用堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽調節(jié)pH至4. 0? 8. 0,再依次進行活性炭脫色、濃縮結晶、真空干燥，即得具有式3結構的2-酮酸鹽；所述的 L-蘇氨酸醛縮酶和L-蘇氨酸脫氨酶復合酶中L-蘇氨酸醛縮酶與L-蘇氨酸脫氨酶的總活 力比為3?4:2?3 ;
其中， R為C1?C4的脂肪烴基； M為堿金屬離子。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，R為C1?C4的直鏈烷烴基或直鏈取代烷烴 基、烯烴基或取代烯烴基、炔基或取代炔基中一種。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，L-蘇氨酸醛縮酶相對醛類化合物的加入量 為30000U/mol?80000U/mol，L-蘇氨酸脫氨酶相對醛類化合物的加入量為20000U/mol? 60000U/mol。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，醛類化合物在反應液中的質量百分比濃度 為2%?6%，醛類化合物與甘氨酸的摩爾比為1:1?1. 05。
5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的堿金屬碳酸鹽為Na2CO3或K2CO 3 ;所 述的堿金屬碳酸氫鹽為NaHCO3或KHC03。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的活性炭脫色是將提純和調節(jié)pH后的 2_酮酸產物維持溫度在20?40°C范圍內，加入活性炭進行吸附0. 5?I. Oh。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的活性炭為木質活性炭；所述活性炭的 使用量為所述2-酮酸產物體積的3. 0?5. 0%。。
8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酶催化反應以反應液中甘氨酸殘留 量低于0. 2wt%為反應終點。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的真空干燥是在真空度大于0. 09MPa， 溫度在60?80°C范圍內的條件下進行。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的層析分離是通過離子交換樹脂或吸 附樹脂進行分離。
【文檔編號】C12P7/40GK104372035SQ201410552490
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權日:2014年10月17日
【發(fā)明者】許崗, 曾紅宇, 王勝鋒, 帥得利 申請人:湖南寶利士生物技術有限公司