Способ разделения смеси пролина с валином, или пролина с лейцином, или пролина с оксипролином

 

Описывается способ разделения смеси пролина и валина, лейцина или оксипролина путем пропускания через слой сорбента и элюирования, при этом в качестве сорбента используют анионит АВ-17-2П в ОН-форме, а смесь пропускают со скоростью 2 м/ч, получая на выходе сконцентрированный раствор пролина, и элюируют остаточный пролин дистиллированной или деионизированной водой с той же скоростью, а сорбированный анионитом валин, лейцин или оксипролин элюируют 1 М соляной кислотой со скоростью 2 м/ч. Технический результат - упрощение процесса. 1 табл.

Изобретение относится к способам выделения индивидуальных аминокислот из смеси и может быть использовано в химической, медицинской, пищевой и других отраслях производства.

Известны способы выделения аминокислот в условиях центрифугирования с добавлением органического растворителя, не смешивающегося с водой, например н-бутанола (патент Японии N 63-203652, кл. C 07 C 99/12, 23.08.88), обработкой водно-этилового раствора L-пролина, содержащего органические и неорганические примеси, активированным углем и выделением пролина ацетоном с дальнейшим охлаждением смеси. Известны также способы разделения смесей аминокислот, основанном на хроматографическом разделении компонентов в колонках с ионообменными смолами (aвторское свидетельство СССР, N 960163, кл. C 07 C 99/12, 23.09.82, N 35).

Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу является способ выделения L-пролина от сопутствующих аминокислот пропусканием раствора через сульфокатионит КУ-2-8 в H+-форме (aвторское свидетельство СССР, N 639862, кл. C 07 C 99/12, 30.12.78, N 48).

Недостатком этого способа является сложность предварительной подготовки растворов перед пропусканием через сульфокатионит.

Значительное упрощение разделения смеси валина и пролина достигается использованием в качестве сорбента анионита АВ-17-2П в ОН-форме. Предпочтение анионита обусловлено возможностью использовать различия в значениях pK констант протолиза функциональных групп.

Данные таблицы свидетельствуют, что pK₂ пролина существенно превышает соответствующие значения pK₂ валина, лейцина и оксипролина, что позволяет последним более селективно удерживаться анионитом в виде анионов. Пролин в рассматриваемом примере находится в основном в цвиттерионной форме, слабо удерживается анионитом и легко десорбируется водой.

Пример 1. 140 мл раствора с концентрацией пролина 11.4 г/л и валина 7.2 г/л пропускают со скоростью 2 мл/мин через колонку диаметром 0.64, заполненную 5 г анионита АВ-17-2П в ОН-форме, высота слоя сорбента 62 см, объем 20 мл. Первые 80 мл вытекающего из колонки раствора, не содержащие аминокислот, отбрасывают. Последующие 60 мл, содержащие пролин в концентрации 14 г/л, собирают. Далее через колонку пропускают 55 мл дистиллированной воды со скоростью 2 м/ч. Первые 15 мл вытекающего из колонки раствора содержат как пролин (16 г/л), так и валин (3.6 г/л) и направляются на следующий цикл разделения в смеси с исходным раствором. Последующие 40 мл раствора, содержащие пролин в концентрации 8.5 г/л и валин в концентрации 0.8 г/л, объединяют с содержащим пролин раствором, полученным на стадии сорбции. Далее проводят десорбцию валина 60 мл соляной кислоты со скоростью 1 м/ч. Первые 15 мл вытекающего из колонки раствора отбрасывают. Последующие 60 мл с содержанием валина 16 г/л, пролина 3.9 г/л собирают. Затем пропускают 60 мл воды со скоростью 2 м/ч. Регенерация сорбента производится последовательным пропусканием 60 мл 1 М NaOH и 60 мл дистиллированной воды со скоростью 2 м/ч.

В результате проведения разделения получается: а) 100 мл раствора, содержащего в качестве продукта пролин в концентрации 11.88 г/л и примесь валина - 0.28 г/л. После сушки получается 1.23 г препарата, содержащего 98% пролина.

б) 60 мл раствора, содержащего в качестве продукта валин в концентрации 16.0 г/л и пролин - 3.9 г/л. В результате сушки получается 1.19 г препарата, содержащего 80% валина. Выход аминокислот составляет: пролина - 98%, валина - 98%.

Полученные в результате разделения пролин с примесью валина и валин с примесью пролина могут быть использованы в пищевой промышленности без дополнительной доочистки. Чистые препараты пролина и валина, полученные по предлагаемому способу в результате варьирования объемов сорбируемых фракций, могут быть применены в ряде областей медицины и использованы в тонких химических экспериментах.

Пример 2. 240 мл раствора с концентрацией пролина 12.0 г/л и концентрацией лейцина 6 г/л, pH~6.5 пропускают со скоростью 2 мл/мин через колонку, заполненную 20 мл макропористого анионита АВ-17-2П в ОН-форме. Первые 60 мл раствора (V/V₀= 3) после пропускания через колонку не содержат аминокислот и отбрасываются. Последующие 80 мл содержат чистый пролин, проскок лейцина не наблюдается. При дальнейшем пропускании смеси аминокислот до полного насыщения колонки (40 мл) на выходе из колонки появляется не только пролин, но и лейцин. Отмывка анионита водой после сорбции позволяет извлечь, пролин (2 V/V₀), затем при обработке смолы 0.5 М HCl десорбируется лейцин.

Пример 3. 120 мл раствора с концентрацией пролина 10 г/л и концентрацией оксипролина 4 г/л и нейтральной величины pH (6-7) пропускают со скоростью 2 мл/мин через колонку, содержащую 20 мл макропористого анионита в ОН-форме. Вначале процесса происходит сорбция обеих аминокислот ионитом и первые 3 объема (60 мл) не содержат целевых продуктов и отбрасываются. При дальнейшем пропускании 60 мл смеси на выходе из колонки содержится чистый пролин, по-прежнему оксипролин удерживается смолой. Для извлечения пролина с колонки в качестве элюата используется вода (40 мл). Оксипролин десорбируетоя 0.5 М HCl (40 мл).

Формула изобретения

Способ разделения смеси пролина с валиком, или пролина с лейцином, или пролина с оксипролином путем пропускания через слой сорбента и элюирования, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют анионит АВ-17-2П в ОН-форме, а смесь пропускают со скоростью 2 м/ч, получая на выходе сконцентрированный раствор пролина, и элюируют остаточный пролин дистиллированной или деионизированной водой с той же скоростью, а сорбированный анионитом валин, лейцин или оксипролин элюируют 1 М соляной кислотой со скоростю 2 м/ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.12.2004        БИ: 34/2004