專利名稱：一種纈氨酸拆分方法
技術領域：
本發明涉及一種手性化合物的拆分方法，特別涉及纈氨酸的拆分方法。
技術背景-
纈氨酸(Valine,簡稱Val)化學名為2-氨基-3-甲基丁酸，是一種支鏈氨基酸，在纈氨酸 的兩種旋光異構體中，L-纈氨酸是一種人體必須氨基酸，廣泛用于食品、飲料及飼料添加劑 的應用，還可以用于制備各種氨基酸注射液并廣泛用于改善手術前后病人的營養狀況及對大 面積燒創傷、嚴重感染、嚴重肝部疾病，腎功能不全患者的營養支持治療。而D-纈氨酸則是 一種重要的手性中間體，廣泛應用于主要用于生產新型廣譜抗生素、D-纈氨醇、多肽合成過 程的纈氨酸保護劑。其本身也是一種重要的有機手性源，主要應用于手性藥物、手性添加劑、 手性助劑等領域，在某些手性化合物的不對稱合成過程中具有很大的、不可替代的作用。
目前，L-纈氨酸主要采用生物發酵法制備，D-纈氨酸的制備主要有誘導結晶法、微生物 不對稱轉換法和化學拆分法幾種。
1965年Susellln Tatsumi等報道，在飽和或超飽和的外消旋纈氨酸(DL-Val)鹽酸鹽溶 液中加入晶種，可以結晶出D-纈氨酸鹽酸鹽，中和后得D-纈氨酸，光學純度為93%，收率 低于10%。 1988年NohiraHiroyuki等在DL-蛋氨酸鹽酸鹽，DL-丙氨酸鹽酸鹽和磺酸存在下， 通過誘導結晶，讓D-纈氨酸鹽酸鹽優先從溶液中析出；他還在對二甲苯磺酸存在下進行誘導 結晶，得到D-纈氨酸，光學純度為89.8 %。然而，采用誘導結晶法制備D-纈氨酸時，結晶 周期長、收率低、光學純度也不高，不適合工業生產。微生物不對稱轉換法有大量報道，目 前常見的為海因法，其中最有代表性的是M，Battilotti和U，Barberini用放射形土壤桿菌 所產生的酶催化水解DL-5-異丙基海因.該菌富含海因水解酶和氨甲酞水解酶，在它的催化 下，可以直接從反應液中分離出D-纈氨酸，產率為60%。該方法的缺點是反應的前體DL-5-異丙基海因須用劇毒的氫氰酸制備，而且收率也不太高，距工業化生產還有一定距離。化學 拆分法是一種古老而又年輕的方法。用化學拆分方法拆分、制備D-纈氨酸國外僅有少量報道。 1934年D F Holmes用薄荷醇合成的手性試劑L-薄荷醇氧基乙酰氯與DL-纈氨酸生成非對 映體酰胺，通過分級結晶將其分開，酰胺在乙醇水溶液中與HBr反應得光學活性D-纈氨酸。 所用手性拆分劑合成需四步完成，整個拆分工藝過程比較繁瑣，產品的光學純度和收率也沒 有報導。1984年Tadashi shiraiwa在含有L-苯丙氨酸和DL-纈氨酸的堿性溶液中用HC1調pH 值至5.5，沉淀出L-苯丙氨酸和D-纈氨酸加合物，加合物溶于水后用活性炭吸附除去L-苯丙 氨酸得到D-纈氨酸，其產率為49-63% ，光學純度為84-100%，產物的收率和光學純度都不 夠高。
中國發明專利03132137.2公開了一種化學拆分法制備D-纈氨酸和L一纈氨酸的方法，該 發明公開了以稀鹽酸作為溶劑，分別以手性拆分劑二苯甲酰D—酒石酸(D-DBTA)和二苯 甲酰L一酒石酸(L-DBTA)對外消旋纈氨酸(DL-Val)進行拆分，在此發明公開的技術方案 中，DL-Val分別和拆分劑形成D-Val D-DBTA鹽和L-Val . L-DBTA鹽，再分別在乙醇中與
堿性試劑中和即可分別得到D-Val與D-DBTA鹽和L-Val與L-DBTA鹽，再將D-DBTA鹽或L-DBTA鹽分別用稀酸中和即可回收得到手性拆分劑DBTA。該方法所用拆分劑原料較易獲 得，拆分劑可以回收利用，且所用溶劑成本較低，對環境污染較小。然而，在該發明公開的 技術方案中雖然公開了手性拆分劑可以通過稀酸中和的方法進行回收，但沒有公開具體的回 收工藝與收率，我們發現，采用稀酸中和的方法回收的手性拆分劑D-DBTA或L-DBTA收率 很低，回收率只有30%左右，而手性拆分劑的價格十分昂貴，手性拆分劑的回收率決定了 D-纈氨酸和L-纈氨酸的成本，過低的拆分劑回收率使得生產D-纈氨酸和L-纈氨酸的成本過 高，影響了這種方法的推廣使用。
發明內容
為克服現有技術中的缺陷，本發明提供了一種新的纈氨酸化學拆分方法，按照以下工藝 步驟進行操作
(1) 將外消旋纈氨酸(DL-Val)溶于溶劑稀酸中，待完全溶解后按DL-Val與加 入手性拆分劑摩爾比為1: 0.5 1: 2.5的比例加入手性拆分劑D-DBTA或 L-DBTA，在60 100。C下反應1 4h，冷卻至2(TC以下，過濾得到濾餅即 D-Val D-DBTA鹽或L-Val L-DBTA鹽，濾液保留。
(2) 將步驟(1)得到的濾餅加入到稀鹽酸溶液中，升溫至75 10(TC反應1 4 小時，攪拌并緩慢冷卻至2(TC以下，過濾得到手性拆分劑D-DBTA或 L-DBTA。濾液蒸干后溶于水和/或低級醇溶劑中，用堿中和調pH至5.5 6.5， 將析出晶體過濾、干燥即得D-Val或L-Val。
(3) 將步驟(1)所得到的濾液蒸千后溶解于水和/或低級醇溶劑中用堿中和調pH 至5.5 6.5，將析出晶體過濾、干燥得到相應的L-Val或D-Val。
工藝路線圖如圖1或者圖2所示
所述的步驟(1)所用溶劑稀酸為稀強酸，優選為稀鹽酸或稀硫酸，所述稀酸的濃度為 0.1 lmol/L，所述的溶劑稀酸中氫離子與DL-Val的摩爾比為0.5 l: 1。
所述的步驟(2)所用的稀鹽酸優選濃度為0.5 6mol/L，特別優選為0.5 3mol所述的 稀鹽酸與D-DBTA或L—DBTA的摩爾比1~6: 1。
所述的步驟(2)和步驟(3)中的低級醇為d C4的脂肪醇，優選甲醇、乙醇、正丙醇、 異丙醇、正丁醇、異丁醇中的一種或幾種，所述的溶劑特別優選水與甲醇或乙醇的混和溶劑， 水與醇的體積比優選為0 5: 5，所述歩驟(2)和歩驟(3)中所用的堿可以包括但不僅限 于氨氣、氨水、三乙胺、碳酸銨、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或幾種。 優選氨水、三乙胺、5 40%重量百分比的氫氧化鈉溶液中的一種或幾種。
采用本發明所述的工藝方法拆分DL—纈氨酸時D-Val和L-Val的收率均可達到70%以 上，光學純度大于98%，并且與現有技術相比，由于在步驟(2)中采用了用稀鹽酸處理纈 氨酸與手性拆分劑所成鹽的方法預回收了手性拆分劑DBTA，從而使手性拆分劑的回收率也 達到75 90%，大大提高了整個拆分工藝方法的經濟性，使其更適用于工業化生產。
圖1是本發明提供的纈氨酸化學拆分方法中以D-DBTA為拆分劑的工藝路線2是本發明提供的纈氨酸化學拆分方法中以L-DBTA為拆分劑的工藝路線圖
具體實施例方式
外消旋纈氨酸(DL-Val)，購自上海康達氨基酸廠，含量>99%，比旋度0° 。 本發明所述實施例中比旋度參照中國藥典2005版檢測方法。 實施例l-l
(1) 取23.4g DL-Val溶于1mol/L稀鹽酸150ml中，加入38g D-DBTA，升溫至90°C ，反 應2h，冷卻至15。C,過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取歩驟(1)所得結晶濕品，加入lmol/L稀鹽酸200ml，升溫至IOO'C，反應3小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到D-DBTA34g留待套用，濾液蒸干后加入體積 比為6: 4的乙醇水溶液50ml溶解，滴加氨水調pH=5.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.8g，所得D-Val含量98.8X。比旋度-27° 。
(3) 歩驟(1)所得濾液蒸干，加入6: 4的乙醇水溶液50ml溶解，滴加中和至pH:5.5 將析出品體過濾得到12g，測得L-Val含量98.5X，比旋度+ 26.9° 。
實施例1-2
(1) 取23.4g DL-Val溶于lmol/L稀鹽酸200ml中，加入42g L-DBTA，升溫至90°C ，反 應2h，冷卻至15'C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入lmol/L稀鹽酸200ml，升溫至10(TC，反應3小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到L-DBTA38g留待套用，濾液蒸干后加入體積 比為6: 4的乙醇水溶液50ml溶解，滴加氨水調pH=5.5，將析出晶體過濾得到L-Val 9.2g，所得L-Val含量98.7X。比旋度+27° 。
(3) 歩驟(1)所得濾液蒸干，加入7: 3的丁醇水溶液50ml溶解，滴加中和至pH二5.5 將析出晶體過濾得到11.5g，測得D-Val含量98.6M,比旋度-26.9° 。
實施例2-1
(1) 取23.4g DL-Val溶于0.5mol/L稀硫酸200ml中，加入70gD-DBTA，升溫至90°C ，反 應2h,冷卻至15'C,過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入2mol/L稀鹽酸150ml，升溫至95。C,反應6小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到D-DBTA65g留待套用，濾液蒸干后加入體積 比為6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加氨水調pH=5.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.5g。所得D-Val含量98.7M，比旋度-27.1° 。
(3) 步驟(1)所得濾液蒸干，加入6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加中和至pH-5.5 將析出晶體過濾得到llg，測得L-Val含量98.7X,比旋度+27° 。
實施例2-2
(1) 取23.4g DL-Val溶于0.3mol/L稀硫酸300ml中，加入50g L-DBTA,升溫至90°C，反 應2h，冷卻至15'C,過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取歩驟(1)所得結晶濕品，加入2mol/L稀鹽酸150ml，升溫至95。C，反應6小時， 攪拌，冷卻至15。C過濾，濾餅烘干得到L-DBTA45g留待套用，濾液蒸干后加入體積
5比為6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加氨水調pH = 5.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.5g。所得L-Val含量98.6X,比旋度+27.2° 。 (3)步驟(1)所得濾液蒸干，加入6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加中和至pH二5.5 將析出晶體過濾得到ll.lg，測得D-Val含量98.9W，比旋度-27.1° 。 實施例3-1
(1) 取23.4gDL-Val溶于0.3mol/L稀鹽酸400ml中，加入70gD-DBTA,升溫至90。C，反 應2h，冷卻至15"C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入4mol/L稀鹽酸100ml，升溫至85'C，反應6小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到D-DBTA65g留待套用，濾液蒸干后加入體積 比為6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加氨水調pH=5.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.5g。所得D-Val含量98.7X，比旋度-27.T 。
(3) 步驟(1)所得濾液蒸干，加入6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加中和至pH二5.5 將析出晶體過濾得到11.3g，測得L-Val含量98.7M，比旋度+ 26.9° 。
實施例3-2
(1) 取23.4g DL-Val溶于0.3mol/L稀鹽酸350ml中，加入80g L-DBTA，升溫至90°C ，反 應2h，冷卻至15'C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入4mol/L稀鹽酸100ml，升溫至85。C，反應6小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘千得到L-DBTA75g留待套用，濾液蒸干后加入體積 比為6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加氨水調pH=5.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.5g。所得L-Val含量98.7X，比旋度+ 27.1° 。
(3) 步驟(1)所得濾液蒸干，加入6: 4的甲醇水溶液60ml溶解，滴加中和至pH二5.5 將析出晶體過濾得到11.3g，測得D-Val含量98.7X，比旋度-27° 。
實施例4-1
(1) 取23.4gDL-Val溶于0.1mol/L稀硫酸500ml中，加入140gD-DBTA，升溫至100。C， 反應1.5h，冷卻至15'C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入6mol/L稀鹽酸80ml，升溫至75°C，反應6小時，攪 拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到D-DBTA135g留待套用，濾液蒸干后加入體積比 為9: 1的乙醇水溶液100ml溶解，滴加30WNaOH溶液調pH二5.5，將析出晶體過 濾得到D-Val 8.6g。所得D-Val含量98.8X，比旋度-26.5° 。
(3) 步驟(l)所得濾液蒸干，加入9: l的乙醇水溶液100ml溶解，滴加中和至pH-5.5 將析出晶體過濾得到11.5g，測得L-Val含量98.7M，比旋度+26.7° 。
實施例4-2
(1) 取23.4g DL-Val溶于O.lmol/L稀鹽酸1000ml中，加入100g L-DBTA，升溫至IOO'C ，
反應i.5h，冷卻至i5t;，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入6mol/L稀鹽酸80ml，升溫至75i:，反應1小時，攪 拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到L-DBTA135g留待套用，濾液蒸干后加入體積比為9: 1的乙醇水溶液100ml溶解，滴加30XNaOH溶液調pH-5.5，將析出晶體過 濾得到L-Val 8.6g。所得D-Val含量98.7X，比旋度+26.9° 。 (3)步驟(1)所得濾液蒸干，加入9: 1的乙醇水溶液100ml溶解，滴加中和至pH二5.5 將析出晶體過濾得到11.5g，測得D-Val含量98.5X，比旋度-27° 。 實施例5-1
(1) 取23.4gDL-Val溶于0.3mol/L稀硫酸300ml中，加入40gD-DBTA，升溫至80。C，反 應4h，冷卻至15。C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入2mol/L稀鹽酸200ml，升溫至80"C，反應1小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘干得到D-DBTA135g留待套用，濾液蒸干后加入甲醇 120ml溶解，滴加10XNaOH溶液調pH二6.5，將析出晶體過濾得到D-Val 8.6g。所得 D-Val含量98.8W，比旋度-28° 。
(3) 步驟(l)所得濾液蒸干，加入甲醇120ml溶解，滴加10XNaOH溶液中和至pH:5.5 將析出晶體過濾得到11.5g，測得L-Val含量98.9X，比旋度+27.8° 。
實施例5-2
(1) 取23.4g DL-Val溶于0.1mol/L稀鹽酸1000ml中，加入40gL-DBTA，升溫至80°C ， 反應4h，冷卻至15'C，過濾得到結晶濕品，濾液保留。
(2) 取步驟(1)所得結晶濕品，加入2mol/L稀鹽酸200ml，升溫至80'C，反應3小時， 攪拌，冷卻至15'C過濾，濾餅烘千得到L-DBTA135g留待套用，濾液蒸干后加入甲醇 120ml溶解，滴加10^NaOH溶液調pH二6.5，將析出晶體過濾得到L-Val 8.6g。所得 L-Val含量98.8X，比旋度+26.8° 。
(3) 步驟(1)所得濾液蒸干，加入甲醇120ml溶解，滴加10^NaOH溶液中和至pH-5.5 將析出晶體過濾得到11.5g，測得D-Val含量98.7X，比旋度-26.9° 。
權利要求
1、一種外消旋纈氨酸化學拆分方法，其特征再于按照以下工藝步驟進行操作(1)將外消旋纈氨酸(DL-Val)溶于溶劑稀酸中，待完全溶解后按DL-Val與加入手性拆分劑摩爾比為1∶0.5～1∶2.5的比例加入手性拆分劑D-DBTA或L-DBTA，在60～100℃下反應1～4h，冷卻至20℃以下，過濾得到濾餅即D-Val·D-DBTA鹽或L-Val·L-DBTA鹽，濾液保留。(2)將步驟(1)得到的濾餅加入到稀鹽酸溶液中，升溫至75～100℃反應1～4小時，攪拌并緩慢冷卻至20℃以下，過濾得到手性拆分劑D-DBTA或L-DBTA。濾液蒸干后溶于水和/或低級醇溶劑中，用堿中和調pH至5.5～6.5，將析出晶體過濾、干燥即得D-Val或L-Val工藝路線為
2.如權利要求1所述的拆分方法，其特征是按照以下步驟操作(3) 將步驟(1)所得到的濾液蒸干后溶解于水和/或低級醇溶劑中用堿中和調pH至 5.5 6.5，將析出晶體過濾、干燥得到相應的L-Val或D-Val。
3.如權利要求1或2所述的拆分方法，其特征是，所述的步驟(1)所用溶劑稀酸為稀強酸， 所述稀酸的濃度為0.1 lmol/L，所述的溶劑稀酸中氫離子DL-Val的摩爾比為0.5 1: 1。
4.如權利要求3所述的拆分方法，其特征是所述的溶劑稀酸為稀鹽酸和/或稀硫酸。
5.如權利要求1至4中任一所述的拆分方法，其特征是所述的步驟(2)中所述的稀鹽酸優 選濃度為0.5 6mol/L，所述的稀鹽酸與D-DBTA或L一DBTA的摩爾比1 6: 1。
6.如權利要求1至5中任一所述的拆分方法，其特征是其特征是所述的步驟(2)中所述的 稀鹽酸優選濃度為0.5 3mol/L。
7.如權利要求1至6中任一所述的拆分方法，其特征是所述的步驟(2)和歩驟(3)中所 述水與醇的體積比優選為0 5: 5，溶劑優選為水與甲醇或乙醇的混合溶劑。
8.如權利要求1至7中任一所述的拆分方法，其特征是所述的步驟(2)和步驟(3)所用 的堿為氨氣、氨水、三乙胺、碳酸銨、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀。
9.如權利要求8所述的拆分方法，其特征是所述的步驟(2)和步驟(3)所用的堿優選為 氨水、三乙胺、5 40%重量百分比的氫氧化鈉溶液中的一種或幾種。
全文摘要
一種新的纈氨酸化學拆分方法，采用手性拆分劑二苯甲酰-L-酒石酸(L-DBTA)或二苯甲酰-D-酒石酸(D-DBTA)，工藝如下將外消旋纈氨酸(DL-Val)溶于溶劑稀酸中，升溫至完全溶解后按外消旋氨基酸與加入手性拆分劑摩爾比為1∶0.5～1∶2.5的比例加入手性拆分劑，60～100℃下反應1～4h，冷卻至室溫或更低，過濾得到濾餅；再將濾餅加入到稀鹽酸溶液中，升溫至75～100℃反應1～4小時，攪拌并緩慢冷卻至室溫或更低，過濾得到手性拆分劑濾液蒸干后溶于水和/或低級醇溶劑中，調pH至5.5～6.5，將析出晶體過濾、干燥即得D-Val或L-Val。
文檔編號C07C229/00GK101659622SQ200810054278
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月25日 優先權日2008年8月25日
發明者李建發, 洋 羅 申請人:天津金耀集團有限公司