本发明专利技术涉及一种甘氨酰‑L‑谷氨酰胺的工业化制备方法，属于有机合成技术领域，先将氯乙酰氯和L‑谷氨酰胺在低温和碱性条件进行酰化反应，分相后得到N‑氯乙酰‑L‑谷氨酰胺水溶液，然后采用电渗析对该水溶液进行处理，向处理得到的水溶液中通入氨气进行带压氨解，经浓缩、结晶、过滤干燥得甘氨酰‑L‑谷氨酰胺粗品；最后将甘氨酰‑L‑谷氨酰胺粗品溶于水后采用WA‑30树脂纯化，结晶制得高纯度的甘氨酰‑L‑谷氨酰胺。本发明专利技术提高了产品的收率和质量，简化了工艺步骤，实现了一锅法制备二肽粗品，产生的工业三废较少，工艺操作简便，适用于大型的工业化生产，其制备的产品甘氨酰‑L‑谷氨酰胺质量可满足注射级原料的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法
本专利技术涉及一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，属于有机合成
技术介绍
甘氨酰-L-谷氨酰胺(Glycyl-L-glutamine)属于一种人工合成的二肽类氨基酸，它是复方氨基酸(15)双肽(2)注射液的主要成分之一。甘氨酰-L-谷氨酰胺主要用于提供谷氨酰胺，以促进蛋白质合成。相比L-谷氨酰胺，其水中溶解性和热稳定性更好。甘氨酰-L-谷氨酰胺在体内作为氮源运输的载体，可清除氨等代谢废物，为蛋白质和DNA的合成提供氮源，对细胞内蛋白质的稳定性有着非常重要的作用。随着医疗技术的快速发展，多肽类氨基酸将会在临床上的应用不断增多。目前，甘氨酰-L-谷氨酰胺的制备方法主要有以下几种：一、以N-苄氧羰基甘氨酸和L-谷氨酰胺为起始原料，先将N-苄氧羰基甘氨酸与N-羟基丁二酰亚胺(HOSU)在N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)作用下制成活性酯，再与L-谷氨酰胺缩合生产带保护基的二肽中间体，最后经钯催化氢化脱保护基制得产品(EP0311057B1,1994)。该方法使用的原料及催化剂价格昂贵，物料成本较高，且使用的DCC较难除去，较难制得高纯度产品，且钯炭氢化反应设备要求苛刻。二、将邻苯二甲酸酐和甘氨酸在熔融状态下制备邻苯二甲酰甘氨酸，然后采用活性酯或混酐法缩合，再进行肼解得到最终产品(CN200410066112，2004)。该方法工艺路线繁琐，同样存在生产成本高问题，且使用三乙胺、水合肼及多种有机化合物较难处理，不利于环保。三、WO2012014809(A1)公开了二肽类氨基酸的一种新型合成方法，其包括Gly-Gln的合成，将L-谷氨酰胺和四丁基氢氧化膦溶液混合，减压加热蒸发去除水分，发生脱水缩合制得L-谷氨酰胺的离子液体(L-Gln-TBP)，将甘氨酸甲酯盐酸盐加入到L-Gln-TBP中，从而形成Gly-Gln。该方法工艺简单，避免使用多种有机试剂，但该方法还不成熟，收率太低，不能实现工业化生产。四、以氯乙酰氯为起始原料，与L-谷氨酰胺酰化反应制得N-氯乙酰-L-谷氨酰胺粗品，对中间体进行精制，氨水和碳酸铵作为氨解剂反应制得产品(EP0678501，1997)。第一步氯乙酰-L-谷氨酰胺制备时，因结晶固体颗粒细小，导致结晶体系粘稠，较难将水分过滤掉，干燥易出现融化现象；第二步在氨水中进行氨解反应，氨活性低反应时间长，较难控制水解杂质甘氨酰-L-谷氨酸产生，且引入大量铵盐，回收能耗高。该方法虽原料廉价易得，但工艺总收率较低，产生工业三废多，生产工序繁琐，生产周期较长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，所用原料廉价易得，工艺操作简单，使用的有机溶剂种类单一，易于回收再利用，绿色环保，所得产品纯度高、满足注射级原料的要求，适用于工业化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，先将氯乙酰氯和L-谷氨酰胺在低温和碱性条件进行酰化反应，分相后得到N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液，然后采用电渗析膜分离技术对N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液进行处理，对处理得到的N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液通入氨气进行带压氨解，经浓缩、结晶、过滤和干燥得到甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品；最后将甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品溶于水后采用WA-30树脂纯化，结晶制得高纯度的甘氨酰-L-谷氨酰胺，具体反应式如下：本专利技术技术方案的进一步改进在于包括以下步骤：(1)甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品的制备：将L-谷氨酰胺加入到纯化水和甲苯的混合溶剂中，低温搅拌下同时滴加氯乙酰氯的甲苯溶液和碱水，滴加过程控制反应混合物的pH，滴加完毕后继续搅拌进行酰化反应，反应结束静置0.5h后分相，得到的水相用酸调pH后进行电渗析处理，控制淡水电导率低于10ms/cm作为终点，得到N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液；向所述N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液中加入有机溶剂，通入氨气在一定温度下进行带压氨解反应2～3h，反应结束后减压浓缩至无水分蒸出，向剩余物中加入纯化水，加热至55℃搅拌完全溶清后缓慢流加有机溶剂，流加结束后继续保温搅拌0.5h，降温至20～25℃析晶，保温搅拌3～4h，析晶反应结束后离心、过滤、洗涤得到湿产品，将得到的湿产品进行真空干燥后得到甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品；(2)甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品的精制：将步骤(1)得到的甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品溶于纯化水中，溶清后加入WA-30树脂室温搅拌2～3h，过滤回收树脂，所得滤液经减压浓缩至干，向剩余物中加纯化水溶解，完全溶清后微孔过滤，过滤结束后加纯化水洗液冲洗容器和管路，洗液微孔过滤后与滤液合并，搅拌升温至40～45℃流加有机溶剂，流加结束后保温搅拌20min，降温至20～25℃，保温搅拌进行析晶反应1h，析晶反应结束后离心、过滤、洗涤得到湿产品，所述湿产品经真空干燥得到高纯度的甘氨酰-L-谷氨酰胺。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中L-谷氨酰胺与氯乙酰氯的摩尔比为1:1.05～1:1.50。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中的碱水为NaOH水溶液，滴加氯乙酰氯的甲苯溶液和碱水时控制温度为8～12℃，滴加过程反应混合物的pH控制为10.0～11.0；酰化反应的温度为0～5℃，时间为0.5～1h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中调pH所用酸为盐酸或硫酸，酸溶液浓度0.5～3mol/L；电渗析处理使用膜为均相离子交换膜，淡水的pH控制7.5～8.0。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中向N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液中加入的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基-2-咪唑啉酮和N-甲基吡咯烷酮中的一种，有机溶剂用量为N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液重量的1/20。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中氨解反应压力为0.6～0.8Mpa，反应温度为38～42℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(1)中向剩余物中加入其质量1.5～2.0倍的纯化水，析晶有机溶剂为甲醇，纯化水与甲醇的体积比为1:2。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(2)中溶解甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品的纯化水用量为甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品质量的10倍；WA-30树脂用量为甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品质量的3.0～4.0倍。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤(2)中溶解剩余物的纯化水和纯化水洗液的总用量为甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品质量的3倍；析晶有机溶剂为甲醇，甲醇用量与纯化水的总体积比为2:1。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术的制备方法采用电渗析膜分离技术，并结合WA-30树脂纯化提高了产品的收率和质量，简化了工艺步骤，实现了一锅法制备二肽粗品，产生的工业三废较少，工艺操作简便，适用于大型的工业化生产，其制备的产品甘氨酰-L-谷氨酰胺质量高，可满足注射级原料的要求。本专利技术所用的主原料氯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，其特征在于：先将氯乙酰氯和L-谷氨酰胺在低温和碱性条件进行酰化反应，分相后得到N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液，然后采用电渗析膜分离技术对N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液进行处理，对处理得到的N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液通入氨气进行带压氨解，经浓缩、结晶、过滤和干燥得到甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品；最后将甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品溶于水后采用WA-30树脂纯化，结晶制得高纯度的甘氨酰-L-谷氨酰胺。/n
【技术特征摘要】
1.一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，其特征在于：先将氯乙酰氯和L-谷氨酰胺在低温和碱性条件进行酰化反应，分相后得到N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液，然后采用电渗析膜分离技术对N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液进行处理，对处理得到的N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液通入氨气进行带压氨解，经浓缩、结晶、过滤和干燥得到甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品；最后将甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品溶于水后采用WA-30树脂纯化，结晶制得高纯度的甘氨酰-L-谷氨酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品的制备：将L-谷氨酰胺加入到纯化水和甲苯的混合溶剂中，低温搅拌下同时滴加氯乙酰氯的甲苯溶液和碱水，滴加过程控制反应混合物的pH，滴加完毕后继续搅拌进行酰化反应，反应结束静置0.5h后分相，得到的水相用酸调pH后进行电渗析处理，控制淡水电导率低于10ms/cm作为终点，得到N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液；向所述N-氯乙酰-L-谷氨酰胺水溶液中加入有机溶剂，通入氨气在一定温度下进行带压氨解反应2～3h，反应结束后减压浓缩至无水分蒸出，向剩余物中加入纯化水，加热至55℃搅拌完全溶清后缓慢流加有机溶剂，流加结束后继续保温搅拌0.5h，降温至20～25℃析晶，保温搅拌3～4h，析晶反应结束后离心、过滤、洗涤得到湿产品，将得到的湿产品进行真空干燥后得到甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品；
(2)甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品的精制：将步骤（1）得到的甘氨酰-L-谷氨酰胺粗品溶于纯化水中，溶清后加入WA-30树脂室温搅拌2～3h，过滤回收树脂，所得滤液经减压浓缩至干，向剩余物中加纯化水溶解，完全溶清后微孔过滤，过滤结束后加纯化水洗液冲洗容器和管路，洗液微孔过滤后与滤液合并，搅拌升温至40～45℃流加有机溶剂，流加结束后保温搅拌20min，降温至20～25℃，保温搅拌进行析晶反应1h，析晶反应结束后离心、过滤、洗涤得到湿产品，所述湿产品经真空干燥得到高纯度的甘氨酰-L-谷氨酰胺。
3.根据权利要求2所述的一种甘氨酰-L-谷氨酰胺的工业化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辑，马福民，张晓彩，赵翠然，程瑶，齐晓林，李强，啜振华，李婷婷，
申请(专利权)人：河北一品制药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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