【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于旋光异构体，具体涉及一种基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法。
技术介绍
1、氨基酸是组成蛋白质的基本单元，由于氨基酸结构与功能的多样性，其广泛应用于医药、食品及化妆品等领域，大多数氨基酸都存在d型和l型两种对映异构体，两种异构体的功能多数情况下是不同或完全相反的，如何高效获得光学纯的氨基酸对映体对工业生产等具有重要意义。在工业生产中，使用价格低廉的手性氨基酸消旋制备外消旋体，再经拆分获得单一立体异构体是制备光学纯氨基酸的常用方法。
2、中国专利cn101575624 a公开一种微生物酶消旋生产dl-丙氨酸的方法，包括以下步骤：配制培养基，用氨水或硫酸调整培养基ph值到8，分装入烧瓶中，将保存在斜面上的微生物用接种环挑取一环接入上述培养基中，使用旋转震荡器，在30℃、110rpm下培养24小时，合并上述细胞培养液，加入到底物溶液中，维持反应温度30℃，ph值7，反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度，待比旋光度为零时，继续反应，并升温至60-100℃，加入活性碳脱色30分钟，抽滤，用旋转薄膜蒸发器真空浓缩结晶，得dl-丙氨酸精制品。
3、中国专利cn1569815a公开一种氨基酸消旋方法，将l-氨基酸溶于有机酸溶剂中，加入有机酸酐，加热发生酰化，生成消旋的酰胺基羧酸，经脱酰基处理生成dl-氨基酸。
4、上述专利中涉及的氨基酸消旋工艺具有反应操作条件严苛、产物不稳定、适用性差等缺点。以水杨醛作催化剂在有机酸中进行消旋反应，丙氨酸、苯丙氨酸等均可完全消旋，但在非均相条件下
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，操作简单，且使用的聚乙烯醇接枝型消旋催化剂可以多次重复使用，成本低廉。
2、本专利技术所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，包括如下步骤：
3、（1）氨基酸、naoh和水混合，得到氨基酸碱性水溶液；
4、（2）步骤（1）得到的氨基酸碱性水溶液中加入金属盐、聚乙烯醇接枝型消旋催化剂和金属络合剂进行消旋反应，即得；
5、步骤（2）中聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的结构式如下：
6、
7、式中，n＝12-22，m＝3-5。
8、步骤（1）中氨基酸为l-脯氨酸、l-缬氨酸、l-赖氨酸、l-天门冬酰胺、l-丝氨酸、l-组氨酸、l-精氨酸、l-亮氨酸、l-甲硫氨酸、l-色氨酸、l-天冬氨酸、l-谷氨酸、l-谷氨酰胺、l-苏氨酸、l-酪氨酸、l-苯丙氨酸、l-丙氨酸或l-异亮氨酸中的一种。
9、步骤（1）中氨基酸与naoh的摩尔比为1:1.1-1.2。
10、步骤（1）中氨基酸碱性水溶液中氨基酸的质量浓度为5-10%。
11、步骤（2）中金属盐为铜的硫酸盐、铜的盐酸盐、锌的硫酸盐、锌的盐酸盐、铝的硫酸盐、铝的盐酸盐、铁的硫酸盐或铁的盐酸盐中的一种。
12、步骤（2）中金属盐与步骤（1）的氨基酸的摩尔比为0.04-0.08:1。
13、步骤（2）中聚乙烯醇接枝型消旋催化剂与步骤（1）的氨基酸的配比为10-20:1，其中，聚乙烯醇接枝型消旋催化剂以g计，氨基酸以mol计。
14、步骤（2）中金属络合剂为n,n-二甲基乙二胺（dmeda）。
15、步骤（2）中金属络合剂与步骤（1）的氨基酸的摩尔比为0.04-0.08:1。
16、步骤（2）中消旋反应温度为25-40℃，消旋反应时间为2-4h。
17、聚乙烯醇接枝型消旋催化剂是将水杨醛基团接枝到低分子量的聚乙烯醇上制得，其中，聚乙烯醇的分子量小于2000。
18、聚乙烯醇接枝型消旋催化剂是参考chae, a., g. murali, s.y. lee, et al.,highly oxidation‐resistant and self‐healable mxene‐based hydrogels forwearable strain sensor. [j]advanced functional materials, 2023. 33(24)中的方法制备，具体的制备方法为：将1g聚乙烯醇加入到10ml二甲基亚砜（dmso）中，在80℃加热至聚乙烯醇完全溶解；冷却至室温后，在混合物中加入75mg 2-羟基对苯二甲醛和25mg对甲基苯磺酸；将得到的溶液加热到80℃，氮气保护下反应12h；反应结束后，将混合物冷却至室温，并在丙酮中沉淀两次；最后，将沉淀物在45℃真空干燥30min，即得。
19、本专利技术的反应原理如下（以l-丙氨酸为例）：
20、
21、其中，m为金属离子。
22、本专利技术将水杨醛基团接枝到聚乙烯醇上可以有效的与氨基酸发生反应形成亚胺结构，并与水相中的金属离子和金属络合剂形成络合物，金属络合剂的引入增强了络合物的稳定性，进一步促进了氨基酸消旋反应；在金属离子配位作用下氨基酸α-c的h酸性增强，h极易失去，h与碱反应后使得氨基酸中的α-c带负电，带负电的α-c从溶液中重新获得h+，重新得到的h+与α-c的结合方式不同，形成了两种不同的对映体，两种对映体各占50%，从而实现碱性条件下的消旋反应。由于聚乙烯醇是非离子型水溶性大分子，以其为骨架接枝水杨醛基团制备的消旋催化剂适应用于大多数天然与非天然氨基酸的消旋反应，但聚乙烯醇加入到水中达到一定量时，会导致水溶液变粘从而影响氨基酸的消旋效果，因此聚乙烯醇接枝水杨醛基团制备的消旋催化剂仅适用于底物浓度较低的氨基酸消旋反应。
23、本专利技术采用含有羟基的聚乙烯醇和含有氨基的n,n-二甲基乙二胺协同使用形成羟基-氨基亲水体系大大提高了络合物的水溶性，促进了消旋反应进行，提高了消旋反应速率。
24、本专利技术不仅适用于l-氨基酸的消旋，还适用于d-氨基酸的消旋。
25、本专利技术的有益效果如下：
26、本专利技术避免了水相中的水杨醛产生乳化、沉淀等问题，操作简单；且使用的聚乙烯醇为非离子型水溶性大分子，通过聚乙烯醇接枝水杨醛基团所制备的消旋催化剂可适用于大多数的天然氨基酸和非天然氨基酸，适用性更强，底物种类更多；氨基酸消旋过程中使用的聚乙烯醇接枝型消旋催化剂成本低廉，还可以多次重复使用。
27、本专利技术制备得到的反应液采用手性萃取工艺进行氨基酸拆分分离的反应中，聚乙烯醇接枝型消旋催化剂不会进入有机相，仍留在水相中便于回收利用。
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1.一种基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸为L-脯氨酸、L-缬氨酸、L-赖氨酸、L-天门冬酰胺、L-丝氨酸、L-组氨酸、L-精氨酸、L-亮氨酸、L-甲硫氨酸、L-色氨酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-苏氨酸、L-酪氨酸、L-苯丙氨酸、L-丙氨酸或L-异亮氨酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸与NaOH的摩尔比为1:1.1-1.2。
4.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸碱性水溶液中氨基酸的质量浓度为5-10%。
5.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中金属盐为铜的硫酸盐、铜的盐酸盐、锌的硫酸盐、锌的盐酸盐、铝的硫酸盐、铝的盐酸盐、铁的硫酸盐或铁的盐酸盐中的一种。
6.根据权利要求1所述的基
7.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中聚乙烯醇接枝型消旋催化剂与步骤（1）的氨基酸的配比为10-20:1，其中，聚乙烯醇接枝型消旋催化剂以g计，氨基酸以mol计。
8.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中金属络合剂为N,N-二甲基乙二胺。
9.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中金属络合剂与步骤（1）的氨基酸的摩尔比为0.04-0.08:1。
10.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中消旋反应温度为25-40℃，消旋反应时间为2-4h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸为l-脯氨酸、l-缬氨酸、l-赖氨酸、l-天门冬酰胺、l-丝氨酸、l-组氨酸、l-精氨酸、l-亮氨酸、l-甲硫氨酸、l-色氨酸、l-天冬氨酸、l-谷氨酸、l-谷氨酰胺、l-苏氨酸、l-酪氨酸、l-苯丙氨酸、l-丙氨酸或l-异亮氨酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸与naoh的摩尔比为1:1.1-1.2。
4.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（1）中氨基酸碱性水溶液中氨基酸的质量浓度为5-10%。
5.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇接枝型消旋催化剂的氨基酸消旋方法，其特征在于步骤（2）中金属盐为铜的硫酸盐、铜的盐酸盐、锌的硫酸盐、锌的盐酸盐、铝的硫酸盐、...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄昊飞，王笑笑，高秀珍，马钦元，孟志鹏，王保举，耿雪丽，左村村，王鸣，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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