Способ получения @ -кетоглутаровой кислоты

Способ получения @ -кетоглутаровой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобротс-;11ие относится к области биотехнологии и касается получения ci -кетоглутаропоГ кислоты ( of -КГК) и мож.т быть тспользопаио в микробиологической и химической промышленности и в медчп ине. Целью изобретения является повышение выхода препарата и упрощетгие процесса получения oi. -КГК . Изобретение позволяет повысить , выход чистой (99-100%) об -КГК до 55-65. Для этого фильтрат культуральной жидкости обрабатыиают активированным углем и бентонитом для удаления окрашипаюших примесей, .и сульфат - ионов, затем катионитом КУ-2-8 (И форма) для удаления неорганических катионом. Элюаты концентрируют , осаждают oi -КГК в виде монокалиевой соли в интервале рИ 3,1- 3,3 с последующим переводом ее п свободную кислоту добавлением серной кислоты в эквивалентном количестве, экстрагируют оС -КГК смесью ацетона с этилацетатом и кристаллизуют добавлением петролеГпюго эфира (т,кип. 70-100 С). ю

Ь""" " .", СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и датогском свидстельстам

ГОСУДДРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И РТНРЫТИЯМ

ПРИ П<т-!Т СССР (46) 07, 02, 91, Бюл. К 5 (21) 4072640/ 3 (22) 27,05,86 (71) Институт биохимии и физиологии мтткрооргаттттттттотт АЛ СССР и Экспери" менталт.ный завод биохимических препаратов ЛЛ Латв.СС! (72) Г. Б.Х!еттских, f!. Г. Термхитарова, Л.О.Раминя и Г,Я,Карклинь (53) 663,15 (088,8) (56.) Патент Яттотттттт 45-20954, т<л ф 36 (2) !) 24, 1970.

Авторское c:ø äåòåëüñòíî СССР

1369?76, кл. С 12 Р 7/50, 1985. (54) СI!ОСОБ ПОЛУт!Е!!И!! .т . -КЕТОГЛУТА 1 ОБОИ КИСЛОТ!)! (57) Изобретение относится к области биотехнологии тт касттется получения

К -кетоглутароной кислоты (o4 -КГК) и может быть использовано в микробиологической и хттмической промышлен!

Изобрететите относится к микробиологической промышленности и касается способов выделения оС -кетоглутаровой кислоты, (0т. -КГК), которая может быть исполъзоватта в медицине, в пищевой и химической промътшленности. . Цель изобретения — повышен;:е вы хода и упрощение процесса получения

oC - КГК.

Способ заключается в следующем.

Фильтрат культуральной жидкости обрабатывают бетттонитом и активированным углем, фильтруют и полученный раствор про тускают через катионит ..

КУ-2-8 н ff !ирме, Элюат концентри„SU, 1460998 А f (5!)5 С 12 Р 7/50//С 07 С 51/41 ности и в медицине, Целью изобретения является повышение выхода препа1 рата и упрощение процесса полу. ения

К -КГК . Изобретение позволяет повысить выход чистой (99."100%) М -КГК до 55-65%, Для этого фильтрат культуральной жидкости обрабатывают активированным углем и бентонитом для удаления окрашивающих примесей. и сульфат - ионов, затем ктттттонитом

КУ-2-8 (Л форма) для удаления неорганических катионов. Элюатьт концентрируют, осаждают с -КГК в виде монокалиевой соли в интервале рП 3,13,3 с последующим ттсреводом ее в свободную кислоту добавлением серной кислоты в эквивалентном количестве, экстрагируют с -КГК смесью ацетона с этилацетатом и кристаллизуют добавлением петролейного эфира (т.кип.

70-100 С), руют до содержания сухих вещцеств

20-24% вес/об., затем добавляют 40%ный раствор КОН в интервале рН 3,13,3, снова концентрируют до содержания сухих веществ 32-33% и охлаждают.

Кристаллы отфильтровывают, промывают небольшим количеством воды и этанола и сушат. Получают техническую мо- i нокалиевую соль„- -КГК с содержанием основного вещества 78-81% и выходом

66-73% (в пересчете на 100%-ное вещество) ° Технический продукт растворяют в воде, добавляют разбавленную (1:1) серную кислоту в количестве, эквивалентном соттержанию основного вещества, Эатем раствор упари3 146 вают да минимального объема, добавляют ацетон, этилацетат и прокален" ный сульфат магния. Выдерживают

1"2 ч и фильтруют, Полученный раст" вар охлаждают и к нему при перемешивании добавляют холодный петролейный. эфир, Кристаллизуют ю .-КГК при 46 С в течение 24-28.ч, Получают чис" тую CL -КГК с садержанием основного вещества 99-100 и выходом 82-89 (в пересчете" на манокалиевую соль), Общий выход о4 -КГК составляет 55-652 (ат .исходного), . При титровании концентрированных водных растворов (3-4 11), синтетической Ы -КГК растворами КОН..соответст" вующей малярной концентрации нами было найдено, что расход КОН экви" валентен образованию монокалиевой сали при рН 3, 1-3,2. При величине

РН 2,1 отвечающей рИ Ы "KT$.лишь 6G% кислоты превращается в со 1.р при рН 2,6 и 2,9-3,0 соответсгвенно

80 и 90-95, При концентрации О -КГК

2М (300 г/л) монокалиевая соль была выделена с выходом. 76,44 ., Осаж. дается эта соль из водных. растворов без кристаллизационной, воды.

Методом IINP""cïaêòðoñêoïèé.ócòaнавлено„ что манокалиевая. соль

-КГК. в водных растворах не образует лактол и в значительно мень,шей. степени, чем сама aC -.КГК подвер жена. процессу гидратации, Степень гидратации ее при рН. 3,2 составляет

9Х (мольных) и при разбавлении . (0,5"2N) практически не меняется, что обеспечивает, высокий стабильный выход монокалиевой соли, При меньших значениях рН (2,1; 2,6 и 2,9"3 0) количество ги 1ратной формы о -КГК составляЕт 23„15 и 11 (мольных) соответственна. Несмотря на то, что, при рН 2,9-3,0 Ы -1(ГК содержит всего 11Е гидратной формы и на 90-95Х превращается в монокалиевую соль, последняя в этих условиях плохо. кристаллизуется (несколько суток).и выход ее снижается до 50Х так как наличие свободной кислоты препятст.вует полному осаждению соли.

При значениях рН больших, чем

3,3, содержание гидратной формы ,уменьшается и становится исчезающе малым å при рН,4,5-5,0 вблизи рК а -КГК (4,7 ед.рН). Выход монокалиевой сали в этом случае снижается за счет.образования .более раствори- . мой дикалиевай соли.

0998 4 -КГК известна в свободном виде, но кристаллизуют ее. из органических растворителей, так как в водных растворах она подвержена таутомерным превращениям, Однако прямая экстрак" ция о -КГК из подкисленной. культу ральной жидкости органическими растворителями, например диэтиловым эфи рам, этилацетатом, циклогексаноном не позволяет получить чистую К "КГК, . поскольку в культуральной жидкости всегда присутствуют другие органические вещества, экстрагирующиеся вместе с -КГК, К тому же степень экстракции зависит от концентрации о -КГК и от посторонних примесей, oL -КГК иэ культуральной жидкости выделена в виде вадорастваримой монокалиевой соли, что позволило изба" виться от органических примесей, за исключением пиравинограднай кисло ты. (ПВК),. ПВК является побочным продуктом микробиологическога синтеза

26 oL "КГК и образуется наряду с ней в соотношении 6:1 и менее. Но в условиях получения монокалиевай соли е4 "КГК ПВК самоконденсируется в не идентифицированный продукт кислого

З0 характера с более. высокой молекулярной массой и соасаждается (1.2-14 ) с,монокалиевой солью оС --КГК. Однако при добавлении. серной кислоты в эквивалентном количестве по отноше" .нию к.монакалиевой соли ос "КГК про- .

ЭБ дукт самоконденсации ПВК не перехо" дит в свободную кислоту и не экст-. рагируется ацетонам.и зтилацетоном вместе с oL -КГК. Подкисление. серной, а не соляной кислотой,.приводит к образованию сульфата келия, который нерастворим в органических раство рителях.

Применение бентонита наряду с активированным.углем для абесцвечи4В вания фильтрата культуральной жидкости привело к удалению большей части сульфат-иона,. содержащегося в культуральной жидкости до 8 .г/л:

Способ .иллюстрируется следующими

6О примерами, Пример 1, К фильтрату культуральной жидкости. (объем 200 мл), полученной выращиванием дрожжей

Candida lipolytica 579 (ВКИ Y-2402) . Б jYarrowià (Candida lipolytica) ВКМ

-Y-2402) в минеральной среде с жидким парафином и содержащей 40,00 г/л d. -КГК и 6,10 г/л ПВК, добавляют .бентонит и активированный уголь по

5 1460998 6 ,2 объемных каждого компонента. Пере- Найдено, : С 41,14; 41,19; Н 4,13; мешивают, оставляют на 2-3 ч и филь- 4,11, Вычислено для С !1,О - : труют. Фильтрат пропускают через, С 41, 10, Н 4, 14, Т.пл, 1 09-1 10 С, катионит КУ-2-8 (Н+ форма), который > Общий выход чистой оС -КГК составпромывают дистиллированной, водой . ляет 65,12 (от исходного),, до рН « 3,0, Кислый элюат упари- Пример 2. Аналогично примео вают при 60-70 С до содержания су- ру 1 осаждают монокалиевую соль хих веществ 20 24 мас. /об. (Рефрак« К-КГК, но при РН 3,2 и получают тометрический метод), затем при пе- 10 8,87 г технической монокалиевой соли . ремешивании приливают 40 -ный раст", -КГК с содержанием основного вещевор КОН до РН 3,1 и снова упаривают ства 81,43 . (энзнматический метод), до содержания сухих веществ 32-33, содержание IIBK 2 80 . Выход монокадхлаждают и кРисталлизУют монокалие- лиевой соли составляет 71 66 э вУю соль Ы -КГК, КРисталлы отфильт- !5 технической соли получают 5 10 r

Ровывают, пРомывают на фильтре -1" о -К1 К с содержанием основного веще2 мл холодной воды, затем 10 мл эта- ства 99,85 и выходом 88,87, членоля н высушивают. Получают 9,22 г . ментный анализ Н„йдено j: техническОй монокалиевой соли О КГК 41 15 Н 4 12 4 10 T. содержание cHODHorо BBGjGGTB8 20 Общий выход чистой g "кГк состав"

80,12 . (энзиматический метод), содержание ПВК 2,30 (в пределах энзи- П р и м.е р 3 Аналогично примематического метода). Выход монока» ру 1 осаждают монокалиевую соль лиевой соли составляет 73,28 (a ne Ы„ -КГК, но при .рН 3,3 и получают ресчете на 100 .-ное вещество), 25 8,56 г технической монокалневой соли

Техническую соль растворяют в . з "КГК с содержанием оановного ве»

100 мл воды и к раствору добавляют щества.78,.16 (энэиматический метод), 2,35 мл разбавленной (1:1 об,/об.), содержание ПВК 3,70, Выход монокасерной. кислоты (плотность 1,465 r/cM, лиевой соли составляет.66,37, Hg у содержание 835)7 г/л), Раствор упа-. 30 технической. соли получают 4,43 r ривают при пониженном давлении до :о .-КГК с содержанием основного вещеминимального .объема 1,5 мл (вязкий ства 98,96 и выходом 82,61 . сироп с кристаллами солей), К сиропу Общий выход чистой еС -КГК составдобавляют 5-6 мл ацетона, переме- ляет 54,80 (от исходного). шивают до однородной суспенэии, Таким образом, согласно предлаприливают 18-20 мл этилацетата, . гаемомч способу получают чистую вновь перемешивают и вносят 2 r про о -КГК (99-100 ) с выходом 55" 65 ! каленного сульфата магния, сушат беэ дополнительной перекристаллиза1-2. ч, периодически взбалтывая, От- ции. цля получения чистой оС -И К техфильтровывают Осадок, емкость про-., 40 нический.продукт дважды перекристалмывают дважды пс 5-6 мл этилацетата лизовывают, и фильтруют через тот же фильтр при пониженном давлении, Полученный Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я раствор охлаждают.и к нему при интенсивном перемешивании добавляют 80- Способ получения < -кетоглутаро° 45

90 мл холодного петролейного эфира вой кислоты, включающий очистку кульс т. кип. 70-100 С, Кристаллизуют туральной .жидкости путем обработки о 4.

Я, .-КГК в течение 24-48 ч при 4-.6 С> ее на катионите в Н форме и обес периодически перемешивая. Кристаллы цвечивание, концентрирование раство" отфильтровывают, промывают на фильт- ра с последующим выделением и крисре 8-. 10 мл петролейного эфира .. cy50 таллиэацией целен Ого пр одукта, о т" шат до постоянного веса сначала в л ичающийс я тем, что, с вакууме 2-3 ч„затем в сушильном . целью повышения выхода препарата шкафу.при температуре не вьппе 100 С. и Упрощения процесса получения, обесПолучают 5,21 г с -КГК с содержанием цвечивание проводят перед обработосновного вещества 100,82% (энэи- 55 кой культуральнсй жидкости на катиоматический метод), Выход c(, -КГК СОС» HHT6ó В Качестве культурэльпой жидтавляет 88,91 .(в пересчете на моно- кости используют фильтра, полученкалиевую соль), Элементный анализ ный. при культинировации др iëòей

60998

Составитель В. Варламов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Патей

Редактор Н.Козлова

° Ф

Заказ 768 Тираж 354 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 10l

7 14

Yarrowia (Candida) 11ро1уС1са ВКМ ,7-2402D на минеральной среде с жидкими парафинами, а вьiцеление осу/ / ществляют путем добавления гидрокси да калия с установлением рН 3,13,3 и йолучением .монокалиевой соли

-кетоглутаровой кислоты, ее выделеийем и последующим переводом в свободную кислоту путем добавления серной..кислоты в эквивалентном количестве, концентрирование раствора, проведение. процесса зкстракции. смесью ацетона, и.этилацетата, отделение целевой фракции, ее обезвожива " ние, при этом кристаллизацию осущест" вляют петролейным эфиром.