制造还原型谷胱甘肽的方法技术

通过使用由隔膜相互隔离的阴极槽和阳极槽将氧化型谷胱甘肽电解还原而制造还原型谷胱甘肽的方法来制造还原型谷胱甘肽，所述方法包括使用通过添加碱将pH调节至高于3.0且不超过7.0的氧化型谷胱甘肽水溶液作为阴极槽内的溶液，其中氧化型谷胱甘肽本身也充当导电剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】通过使用由隔膜相互隔离的阴极槽和阳极槽将氧化型谷胱甘肽电解还原而来制造还原型谷胱甘肽，所述方法包括使用通过添加碱将pH调节至高于3.0且不超过7.0的氧化型谷胱甘肽水溶液作为阴极槽内的溶液，其中氧化型谷胱甘肽本身也充当导电剂。【专利说明】
本专利技术涉及一种通过将氧化型谷胱甘肽电解还原而。
技术介绍
作为将二硫化物化合物电解还原的方法，已知使用由两种以上特定金属组成的合金作为阴极的方法(专利文献I)。另外，作为通过将作为一种二硫化物化合物的L-胱氨酸电解还原而制造L-半胱氨酸的方法，已知使用阳离子交换膜作为隔膜并使用通过向阴极侧电解槽添加无机酸如盐酸等而酸化的L-胱氨酸溶液的方法(专利文献2)。作为通过将氧化型谷胱甘肽电解还原而，还已知使用通过向阴极侧电解槽添加无机酸如浓盐酸等而酸化的氧化型谷胱甘肽水溶液的方法(专利文献3)。然而，二硫化物化合物的上述电解还原方法需要使用昂贵的电极。当在专利文献2中所述的L-胱氨酸电解还原条件下电解还原氧化型谷胱甘肽时，不能以充分的收率制造还原型谷胱甘肽，因为与L-半胱氨酸相比，其在强酸性和高温下不稳定。与专利文献2中所述的方法类似，专利文献3中所述的方法还使用通过添加无机酸而强酸化至pH为0.6-1.0的氧化型谷胱甘肽水溶液，且因此其与阴极腐蚀和还原型谷胱甘肽分解的问题相关。为了使得在强酸性下还原型谷胱甘肽的分解最小化，需要降低电流密度。然而，在这种情况下，单位电极面积的还原效率降低，且因此，除非增大电极面积，否则不能实现还原型谷胱甘肽的有效制造。也就是说，通过将用无机酸强酸化的氧化型谷胱甘肽水溶液电解还原而以工业规模制造还原型谷胱甘肽需要对应于离子交换膜和电极的尺寸的巨大的电解还原设施，以及能够抗腐蚀的特殊 电极。因此，就制造效率和设施来说，通过常规电解还原很难说是现实的方法。为了实施可在工业规模实施的良好还原效率的电解，期望使用具有高浓度的氧化型谷胱甘肽溶液。专利文献4描述了利用氧化型谷胱甘肽的过饱和的电解还原方法，其中通过使用高浓度氧化型谷胱甘肽通过该方法提高电解还原的效率，从而就制造效率和设施来说，可进行现实的电解还原。然而，当在过饱和区域中电解还原氧化型谷胱甘肽时，谷胱甘肽因施加电压、搅拌、飞沫干燥冲击等而快速结晶并析出，并且析出的谷胱甘肽晶体可能阻塞电解槽。另外，因为其为酸性区域中的电解还原，所以阴极腐蚀是不可避免的。对于氧化型谷胱甘肽的工业电解还原，重要的是，使用高浓度氧化型谷胱甘肽溶液，同时避免阴极腐蚀并且不使氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽结晶而继续电解还原。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平8-41671号公报专利文献2:日本特开昭59-9184号公报专利文献3:日本特开昭52-131528号公报专利文献4:国际公开第2010/140625号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的问题在通过将氧化型谷胱甘肽电解还原而中，要求提高还原效率以将电极和离子交换膜的必要面积减至现实尺寸，同时抑制阴极腐蚀、还原型谷胱甘肽分解和谷胱甘肽结晶。解决问题的手段本专利技术涉及以下(1)-(6)中所述的方法。(I) 一种通过使用由隔膜相互隔离的阴极槽和阳极槽将氧化型谷胱甘肽电解还原而，所述方法包括使用通过添加碱将PH调节至高于3.0且不超过7.0的氧化型谷胱甘肽水溶液作为阴极槽内的溶液。 (2)根据上述(I)的方法，其中，所述碱为钠或钾的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐。(3)根据上述⑴或(2)的方法，其中，所述氧化型谷胱甘肽水溶液不含有中性盐作为导电剂。(4)根据上述(I)至(3)中任一项的方法，其中，氧化型谷胱甘肽水溶液的浓度不小于20g/L。 (5)根据上述(I)至⑷中任一项的方法,其中，所述电解还原在0.l-30A/dm2的电流密度下进行。(6) 一种制造还原型谷胱甘肽晶体的方法，所述方法包括对通过根据上述(I)至(5)中任一项的方法制造的还原型谷胱甘肽溶液进行1)ρΗ调节或者2)通过使所述溶液通过离子交换柱而除去阳离子，然后进行结晶。专利技术效果本专利技术可以以工业规模有效地制造还原型谷胱甘肽。【专利附图】【附图说明】图1示出氧化型谷胱甘肽在各pH下的溶解度，其中，纵轴示出氧化型谷胱甘肽在25°C下在水中的溶解度(g/L)，并且横轴示出pH。图2示出阴极槽溶液中氧化型谷胱甘肽的浓度与电解还原速率之间的关系，其中，纵轴示出阴极槽溶液中氧化型谷胱甘肽的浓度(g/L)，并且横轴示出电解还原时间(小时)。【具体实施方式】本专利技术的方法为，在通过使用由隔膜相互隔离的阴极槽和阳极槽将氧化型谷胱甘肽电解还原而中，包括使用通过添加碱将PH调节至高于3.0且不超过7.0的氧化型谷胱甘肽水溶液作为阴极槽内的溶液的方法。碱的实例包括能够中和氧化型谷胱甘肽水溶液的碱，优选含有碱金属离子如钠、钾等，碱土金属离子如钙等，铵离子，咪唑Itr离子和_离子的碱，更优选含有碱金属离子的碱，特别优选含有钠和钾的阳离子的碱。上述含有阳离子的碱可具有任何形式如氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐等形式，并且调节PH的方法不受限制并且可通过已知方法调节pH。氧化型谷胱甘肽水溶液的pH优选高于3.0且不超过7.0,更优选pH4.0-7.0，特别优选pH5.0-7.0,因为通过电解还原制造的还原型谷胱甘肽在强酸性和碱性下分解。尽管氧化型谷胱甘肽在环境温度(25°C )的水中在等电点下的饱和溶解度不超过20g/L，但溶解度通过增大pH而变高(图1)。当阴极槽中氧化型谷胱甘肽的浓度较高时，导电性更加提高，并且更平滑地将氧化型谷胱甘肽供给至电极表面，且因此电解还原效率变高。本专利技术的方法，通过将氧化型谷胱甘肽水溶液的PH调节至高于氧化型谷胱甘肽的等电点下的PH以制备高浓度氧化型谷胱甘肽水溶液，可以有效地进行电解还原而不会由电解还原时的通电等的冲击而造成结晶。此外，因为可在弱酸性至中性下进行电解还原，所以可抑制由酸造成的电极溶解。因为使用通过将碱添加至氧化型谷胱甘肽水溶液中而制造的氧化型谷胱甘肽盐本身作为导电剂可提高该溶液的导电性，所以溶液的电阻低，且因此水溶液的温度不会变高。也就是说，可抑制阴极槽中的还原型谷胱甘肽的分解。因为氧化型谷胱甘肽盐本身变成导电剂，所以不必添加无机盐如中性盐(例如硫酸钠等)作为导电剂，因此在电解还原反应完成之后，只要仅除去用于调节PH的碱即可，且除去本身是容易的。如上所述，因为通过将通过添加碱而将调节至高于3.0且不超过7.0的pH的阴极槽中的氧化型谷胱甘肽水溶液电解还原，可以在抑制还原型谷胱甘肽的分解的同时提高其制造效率，所以可减小隔膜和电极的尺寸，且因此可经济地制造还原型谷胱甘肽。在本专利技术的方法中，因为将通过添加碱而调节至高于3.0且不超过7.0的pH的氧化型谷胱甘肽水溶液用作阴极槽的水溶液，所以其也是使用具有高浓度但处于不饱和状态的氧化型谷胱甘肽水溶液作为阴极槽溶液的方法。尽管氧化型谷胱甘肽水溶液的浓度不受限制，但其为20g/L以上、优选100g/L以上、更优选200g/L以上、进一步优选300g/L以上、最优选400g/L以上。本专利技术中的阳极 槽的溶液不受特别限制，只要其为导电性水溶液即可，且可提及无机酸溶液如盐酸和硫酸、有机酸溶液如乙酸和丙酸、溶解有除酸以外的导电剂的溶液等。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福元健太，城野光隆，
申请(专利权)人：协和发酵生化株式会社，
类型：
国别省市：