阅读说明：本技术 一种r-3-氨基丁酸生产方法 (Production method of R-3-aminobutyric acid ) 是由 陈艳辉 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种R-3-氨基丁酸生产方法,包括以下步骤：S1,制备R-3-氨基丁酸粗料；S2,将制备的粗料进行超滤处理；S3,再对S2步骤中的产物进行纳滤；S4,再将S3步骤中的产物进行脱色处理；S5,然后将S4步骤中的产物进行浓缩处理；S6,再对S5步骤中处理的产物进行结晶；S7,然后对结晶体进行离心处理；S8,再对S7步骤处理的产物进行干燥处理；S9,最后将干燥后的产物进行包装,在S1步骤中制备R-3-氨基丁酸粗料时,首先挑选合适的种子进行培养。本发明添加磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和氨水来调节容易的PH,以及调节溶液的温度,从而得出在一定温度和PH数值的催化条件下,可以得到最大催化效果,得到产品的最大转化率,有利于企业大规模生产需要。(The invention discloses a production method of R-3-aminobutyric acid, which comprises the following steps: s1, preparing a R-3-aminobutyric acid coarse material; s2, performing ultrafiltration treatment on the prepared coarse material; s3, nano-filtering the product obtained in the step S2; s4, decoloring the product obtained in the step S3; s5, concentrating the product obtained in the step S4; s6, crystallizing the product processed in the step S5; s7, centrifuging the crystals; s8, drying the product processed in the step S7; s9, finally packaging the dried product, and when preparing the R-3-aminobutyric acid coarse material in the S1 step, firstly selecting proper seeds for culturing. The invention adds the monopotassium phosphate, the dipotassium phosphate and the ammonia water to adjust the easy PH and adjust the temperature of the solution, thereby obtaining the maximum catalytic effect under the catalytic condition of certain temperature and PH value, obtaining the maximum conversion rate of the product and being beneficial to the large-scale production requirement of enterprises.)

一种R-3-氨基丁酸生产方法

技术领域

本发明涉及医药生产技术领域，尤其涉及一种R-3-氨基丁酸生产方法。

背景技术

R-3-氨基丁酸(R-3-aminobutyricacid)，CAS：3775-73-3，主要作为医药中间体R-3-氨基丁醇的前体物。R-3-氨基丁醇 (R-3-amino-1-butanol)，CAS：61477-40-5，是一种用于治疗艾滋病药物度鲁特韦(Dolutegravir)的关键中间体。度鲁特韦是人类免疫缺陷病毒类型I(HIV-1)整合酶抑制药，其化学合成所需原料较多，R-3- 氨基丁酸是其重要原料之一。R-3-氨基丁酸的分子结构式如式(I)所示：

目前，在制备R-3-氨基丁酸时，主要采用的是酶催化法，利用酶进行催化制备，然而酶在催化反应时，需要严格控制反应的条件，例如需要严格控制反应的温度和PH，因为酶对温度和PH非常敏感，温度和PH的变化轻者影响酶的催化效率，严重的会导致酶的失活，为了满足企业的生产需要，得到高转化率的R-3-氨基丁酸制备方法，急切需要知道酶催化制备R-3-氨基丁酸的最佳温度和PH的方法，为此我们提出了一种R-3-氨基丁酸生产方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种 R-3-氨基丁酸生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种R-3-氨基丁酸生产方法，包括以下步骤：

S1，制备R-3-氨基丁酸粗料；

S2，将制备的粗料进行超滤处理；

S3，再对S2步骤中的产物进行纳滤；

S4，再将S3步骤中的产物进行脱色处理；

S5，然后将S4步骤中的产物进行浓缩处理；

S6，再对S5步骤中处理的产物进行结晶；

S7，然后对结晶体进行离心处理；

S8，再对S7步骤处理的产物进行干燥处理；

S9，最后将干燥后的产物进行包装。

优选的，在S1步骤中制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

优选的，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

优选的，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节 PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在32℃-46℃，PH控制在8.3-9.7。

优选的，在转化结束后，将转化液过管膜或中空膜、纳滤膜过滤，除去菌体、蛋白及其他杂质，得膜过滤清液。

优选的，在脱色操作中需要用到脱色罐，在使用时将膜过滤清液转入脱色罐中，加定量的活性炭脱色一定时间，然后脱炭的脱色液。

优选的，在蒸发浓缩过程中需要用到蒸发器，将脱色液转入蒸发器中进行蒸发得到产品浓缩液。

优选的，在结晶操作中需要用到结晶罐，将产品浓缩液加入结晶罐中，控制温度继续蒸发至一定浓度范围，开始降温结晶。

优选的，离心、干燥和包装操作中需要用到离心机，将结晶完毕的料液经离心机离心，收集湿产品结晶，湿产品结晶经过干燥设备得到干燥产品，再取样送检，检测合格的干燥产品，混合后包装的成品，而不合格的产品则进行返工处理。

本发明提出的通过添加磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和氨水来调节容易的PH，以及调节溶液的温度，从而得出在一定温度和PH数值的催化条件下，可以得到最大催化效果，得到产品的最大转化率，有利于企业大规模生产需要。

附图说明

图1为本发明提出的一种R-3-氨基丁酸生产方法的流程结构示意图；

图2为本发明提出的一种R-3-氨基丁酸生产方法细化的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在32℃，PH控制在8.3。

实施例二

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在34℃，PH控制在8.5。

实施例三

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在36℃，PH控制在8.7。

实施例四

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在38℃，PH控制在8.9。

实施例五

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在40℃，PH控制在9.1。

本实施例六

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在42℃，PH控制在9.3。

本实施例七

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在44℃，PH控制在9.5。

本实施例八

本实施例中，在制备R-3-氨基丁酸粗料时，首先挑选合适的种子进行培养，种子先在摇瓶中培养过夜，然后转入种子罐中继续培养至OD到规定范围，从而得到种子液。

本实施例中，在发酵操作中，将备好的蛋白胨、酵母膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾原料投入到装有一定量水的发酵罐中，由于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾溶液显弱酸性，使得溶液的PH为5.3-6.6，在搅拌条件下用氨水调节PH至工艺规定范围，所述通过氨水调节溶液的PH为8.7-10.2，待发酵罐和管路蒸汽灭菌完毕后，将培养好的种子液转入发酵罐中继续培养，培养至OD不再上升或上升很慢时，停止培养并用管膜收集得到酶浓缩液。

本实施例中，在转化操作时，在搅拌条件下，将底物加入到装有一定量水的转化罐中，升温至规定范围，待底物完全溶解后，用氨水调节PH至规定范围，然后加入其他原料和酶浓缩液开始转化，转化过程控制温度和PH，待转化至底物含量小于规定范围时，停止转化，在转化过程中，温度控制在45℃，PH控制在9.7。

通过上述各个实施例中对温度和PH的调节，检测得出如下各个条件下的转化率：

温度/℃	32	34	36	38	40	42	44	46
									PH	8.3	8.5	8.7	8.9	9.1	9.3	9.5	9.7
转化率/％	96.4	97.3	98.6	99.87	99.32	98.4	97.1	96.6

综上所述，从表格中我们可以清楚的得出，在温度为38摄氏度， PH值为8.9的催化条件下，酶的催化效率最高，产品的转化率可以达到99.87％，而且通过添加磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，其中的磷酸根离子和钾离子都为生物培养离子，在改变溶液的PH时，不会对酶的活性造成影响，因此本发明通过添加这些原料进行培养催化，具有较高的转化率，有利于工业化生产需要。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。