本發明涉及化合物的提取技術領域。
背景技術:
胍丁胺(胍基丁胺)是一個多重生物學功能的物質,通過刺激釋放下丘腦的荷爾蒙來工作,能夠促進黃體激素和生長激素,胍丁胺有多重好處,能夠提高身體耐久度,對運動員和健美愛好者有一定好處并能使其滿意,同時能夠加快身體恢復,提高肌肉量,減少肥胖油脂,提高身體性能,對追求身體充滿活力和尋求各個年齡階段健康的生活方式有幫助,胍基丁胺還可以通過兩種途徑來提高一氧化氮的含量,刺激釋放一氧化氮和抑制一氧化氮酶的合成(一氧化氮酶會消耗一氧化氮)。
有資料顯示,在中樞神經系統,胍基丁胺能增強阿片類藥物的鎮痛效果,減緩耐藥性的發生和改善急性嗎啡停藥綜合征,此外胍基丁胺還能促進記憶的鞏固。在心血管系統,胍基丁胺能夠降低心率,平均動脈壓、左室壓、外周血管阻力和心指數等,同時胍基丁胺還能增加胃酸和胃蛋白酶的分泌,使粘膜厚度變薄,惡化應激引起的粘膜病變等。同時有研究表明,胍丁胺還有明確的抑制腫瘤細胞增殖的作用,且其抑制腫瘤細胞增殖的作用具有瘤細胞株特異性。
現階段,市場上主要通過化學合成法獲得胍基丁胺,主要原料有1,4-丁二胺、O-甲基異脲硫酸鹽、硫酸、醇等,反應過程能耗高,收率低,雜質多,安全隱患大,對環境有一定污染;同時也有采用1,4-二溴丁烷與鄰苯二甲酰亞胺鉀為原料,經取代、胺解、和胍基化三步反應制得硫酸胍基丁胺的報道,此路線反應條件溫和,但副反應較多,且操作繁瑣,氣味難聞,反應過程使用較多溶劑,不符合清潔高效的生產需求。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是提供一種提取胍丁胺的方法,該方法能夠快速處理獲得胍丁胺粗品,相對傳統的化學合成法,有效減少了化學反應中間工藝過程,減少了中間體副反應和過程中的雜質,廢溶媒、廢氣的產生,同時,產能效率高,成本低,操作簡便,產品質量好,減少了產品中雜質,提高了產品質量和收率,創造了良好的經濟效益。
為解決上述技術問題,本發明所采取的技術方案是:一種提取胍丁胺的方法,包括以下步驟:
(1)采用原料為精氨酸,在精氨酸脫羧酶(arginine decarboxylase,ADC)作用下產生的含有胍丁胺的生物酶轉化料液進行凍融處理,使精氨酸脫羧酶失去生物活性;
(2)取滅活后的生物酶轉化料液進行高速離心,分離出菌體和蛋白類物質,得到離心清液;
(3)將離心清液過膜系統,去除菌體殘片和大分子物質,得到過膜透析清液;
(4)將過膜透析清液進行濃縮,活性炭脫色后調節pH進行溶媒結晶,過濾得胍丁胺粗品。
優選的,步驟(1)中,精氨酸脫羧酶為來自細菌的精氨酸脫羧酶或植物源性的精氨酸脫羧酶。
優選的,步驟(1)中,凍融處理,依次采用-20℃~5℃、-30℃~10℃、-35℃~20℃的凍融處理方案。
進一步優選的,步驟(1)中,凍融處理,在第一次溶解后采用過濾的方式分離出部分菌體。
優選的,步驟(2)中,取滅活后的生物酶轉化料液加入絡合劑或絮凝劑后,進行離心。
進一步優選的,所用絡合劑或絮凝劑有:巰基乙胺、聚丙烯酰胺、巰基乙酸、硫脲或EDTA(乙二胺四乙酸)。
優選的,步驟(2)中,高速離心采用碟式離心機或管式離心機,離心轉速在12000~15000轉/分。
優選的,步驟(2)中,高速離心采用層疊式離心機,離心轉速在15000轉/分。
優選的,步驟(3)中,膜系統為陶濾膜和超濾膜。
進一步優選的,步驟(3)中,陶濾膜孔徑為20-100μm;超濾采用二級超濾,一級膜孔徑8000-10000道爾頓,二級膜孔徑3000-5000道爾頓。
步驟(3)中,超濾,二級膜孔徑也可以為1500-3000道爾頓;
二級超濾后獲得過膜透析清液,過膜透析清液透光率在97%以上。
優選的,步驟(4)中,pH為3.0-7.0。
優選的,步驟(4)中,將過膜透析清液濃縮至過膜透析清液原體積的20-50%后,加入過膜透析清液中胍丁胺質量0.5%-3%的藥用活性炭進行吸附脫色。
優選的,步驟(4)中,溶媒為甲醇、乙醇或異丙醇,溶媒用量為調節pH后的過膜透析清液體積的1.2-4.5倍。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明方法能夠快速處理獲得胍丁胺粗品,相對傳統的化學合成法,有效減少了化學反應中間工藝過程,減少了中間體副反應和過程中的雜質,廢溶媒、廢氣的產生,同時,產能效率高,成本低,操作簡便,產品質量好,減少了產品中雜質,提高了產品質量和收率,創造了良好的經濟效益。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1
(1)采用原料為精氨酸,在精氨酸脫羧酶(精氨酸脫羧酶為來自細菌的精氨酸脫羧酶)作用下產生的含有胍丁胺105kg的生物酶轉化料液500L置于凍干機分布管內,進行凍融處理,快速降溫至-20℃保溫1小時,快速升溫至5℃,將分布管中的液體直接放入離心機內,甩濾分離出部分菌體;將甩濾出的液體再次平均導入凍干機分布管內,快速降溫至-30℃保溫1小時后再升溫至10℃、以同樣的方式降溫至-35℃再回溫至20℃。
(2)將回溫的生物酶轉化料液(凍融滅活),加入生物酶轉化料液質量2%的絡合劑,攪拌1小時后緩慢放入碟式離心機內,離心轉速在12000~15000轉/分,分離出菌體,連續采出清液,得離心清液470L。
(3)將上述清液470L進行陶濾,陶濾膜孔徑為20-100μm;超濾采用二級超濾,一級膜孔徑8000-10000道爾頓,二級膜孔徑3000-5000道爾頓,二級超濾,結束后,用50L純化水洗滌膜系統,得過膜透析清液500L,檢測胍丁胺含量193g/L,收率92.3%,過膜透析清液透光率在97%以上。
(4)取上述過膜透析清液500L濃縮至過膜透析清液原體積的50%后,加入3kg活性炭吸附脫色,過濾后,調節pH至5.0,向所得料液中加入500L異丙醇析出晶體,過濾得胍丁胺粗品,真空65℃干燥后,檢測水分0.26%,折純90.22kg,收率93.5%。
實施例2
(1)采用原料為精氨酸,在精氨酸脫羧酶(精氨酸脫羧酶為來自植物源性的精氨酸脫羧酶)作用下產生的含有胍丁胺的生物酶轉化料液進行凍融處理,使精氨酸脫羧酶失去生物活性。將凍干機分布管80支降溫至-20℃,向每支分布管中加入5L生物酶轉化料液,恒溫-20℃保溫1小時,快速升溫至5℃,將分布管中的液體直接放入離心機內,甩濾分離出部分菌體共計4.6kg;將甩濾出的液體再次平均導入分布管內,快速降溫至-30℃保溫1小時后再升溫至10℃、以同樣的方式降溫至-35℃再回溫至20℃。
(2)將回溫的生物酶轉化料液(凍融滅活),加入回溫的生物酶轉化料液質量3%的絡合劑,攪拌1小時后緩慢放入碟式離心機內,離心轉速在12000~15000轉/分,分離出菌體,連續采出清液,得離心清液355L。
(3)將上述清液355L進行陶濾,陶濾膜孔徑為20-100μm;超濾采用二級超濾,一級膜孔徑8000-10000道爾頓,二級膜孔徑3000-5000道爾頓,二級超濾,結束后,用50L純化水洗滌膜系統,得過膜透析清液400L,檢測胍丁胺含量190.2g/L,收率90.5%,過膜透析清液透光率在97%以上。
(4)取上述過膜透析清液400L濃縮至過膜透析清液原體積的40%,加入2kg活性炭吸附脫色,過濾后,調節pH至6.0,向所得料液中加入體積分數95%的乙醇500L析出晶體,過濾得胍丁胺粗品,折純69.3kg,收率91.2%。
實施例3
(1)采用原料為精氨酸,在精氨酸脫羧酶(精氨酸脫羧酶為來自細菌的精氨酸脫羧酶)作用下產生的含有胍丁胺的生物酶轉化料液800L置于凍干機分布管內,進行凍融處理,快速降溫至-20℃保溫1小時,快速升溫至5℃,將分布管中的液體直接放入離心機內,甩濾分離出部分菌體;將甩濾出的液體再次平均導入分布管內,快速降溫至-30℃保溫1小時后再升溫至10℃、以同樣的方式降溫至-35℃再回溫至20℃。
(2)將回溫的生物酶轉化料液(凍融滅活),加入回溫的生物酶轉化料液質量2.5%的絮凝劑,攪拌1小時后緩慢放入管式離心機內,離心轉速在12000~15000轉/分,分離出菌體,連續采出清液,得離心清液760L。
(3)將上述離心清液760L進行陶濾,陶濾膜孔徑為20-100μm;超濾采用二級超濾,一級膜孔徑8000-10000道爾頓,二級膜孔徑3000-5000道爾頓,二級超濾,結束后,用50L純化水洗滌膜系統,得過膜透析清液805L,檢測胍丁胺含量184.34g/L,收率92.3%,過膜透析清液透光率在97%以上。
(4)取上述過膜透析清液400L濃縮至過膜透析清液原體積的50%,加入2kg活性炭吸附脫色,過濾后,調節pH至4.5,向所得料液中加入體積分數95%的乙醇500L析出晶體,過濾得胍丁胺粗品,真空60℃干燥后,檢測水分0.3%,得胍丁胺粗品折純67.1kg,收率91.0%。