用铁—盐酸还原法制备L—半胱氨酸

_雹E珊 2002年第3期 工艺·试验{Technology＆Testing) 用铁一盐酸还原法制蚤 L一半胱萄酸 张殷全 梁锡雄 林 弁 (广州大学生物与化学工程学院化学系，510405) 摘要 采用正交试验洼对 L一胱氨酸的铁一盐酸还原条件进行了探索。发现在 75℃和 4 mol／L盐酸浓度下，L一肮氨 酸与 1／3量的还原铁粉反应 2 h，便可得到产率为 5)0％的 L一半胱氨酸盐酸盐。此洼简单易行，便于推广。 关键词 L一半胱氨酸 L一胱氨酸 化学还原法 氨基酸 有机台成 L一半胱 氨酸是 一种具有 多种生理 功能的氨基 酸，目前已广泛应用于医药、食品添加剂和化妆品等 行业中，国际市场上的需求量已超过2 000 t／a。L一半 胱氨酸的生产方法主要是以 L一胱氨酸(毛发水解产 物)为原料的有机电解还原法，由于资金和技术等原 因，国内电解合成 L一半胱氨酸的工厂还很少，产量 也很低。一些厂家只好将大量的 L一胱氨酸以 lO万 元／t的廉价 出口到 日本和欧洲 等地，而这些 国家将 它们电解还原为I 一半胱氨酸后，却以 100—500万元 ，／l的高价 出售。为了改变这 种状况，除建 立大型 电 解合成厂和发展有关产品外，还应发挥中小企业和社 队企业的作用，这就需要用简单易行的化学还原法代 替电解还原法来生产 L一半胱氨酸 化学还原法以 往一般是用锡一盐酸法，该法需要通A硫化氢来除 锡，它会造成环境污染和操作麻烦等同题，而且成本 又高，无法与电解法竞争。本文提出的铁一盐酸法却 没有上述缺点，可望在小规模生产的水平上能与电解 法竞争。 本法采用正交试验选取最佳反应条件。首先将 L一胱氨酸原料量与还原铁粉用量的比例固定在 3：1 (物质的量比)，然后用正交表 k安排试验。3因素 3 水平分别为：A一反应时间(2，3，4 h)，B一盐酸浓度 (2，3，4 tool／L)，c一反应温度(55，65，75℃)。共进行 了9次试验，并以产率为评价指标，其统计结果已列 于表 从表中可以看 出最佳反应条件：反应时间为 2 h，反应温度为 75℃，盐酸浓度为4 mol／L。在此条件 下可得到90％高产率的 L一半胱氨酸，而锝一盐酸法 的产率只在 80％左右。由于撮佳条件均处于边界水 平，于是继续进行了增加反应温度(85℃)和盐酸旅度 (5 tool／L)的试验，但均未取得满意的结果(产率下降 到60％左右)。因此上述边界水平被确定为实际撮 佳反应条件。反应完毕后，可通过重结晶法除去铁离 子，干燥后的撮终产品为无水 L一半胱氨酸盐酸盐 (游离的L一半胱氨酸易被空气氧化为 L一胱氨酸)。 Ⅱ 塞堕壑坌 在装有电动搅拌器，温度计和回流冷凝管的三颈 瓶中加入 6 3 g L一胱氨酸和125 mL4 maUL盐酸 ，搅 Study 011 preparation and Properties of Environment Protected Type Iron and Steel blackening Liquid at Normal Temperature Chen Tongyun Gu Xupeng (Institute of Chemical Engineering＆Environment，Anhui University of Technolgy Ma’anshan 243002) Abstract A normal temperature environment protected type iron and steel blackfning liquid was prep~-d with As 81"- ITlOr plate 8erve as matefi~．Major factors affecting the blackening quality were discussed．Optimum mix—ratio of blacken— ing liquid WEI．$made． Keywords Normal temperature blackening，Additive 维普资讯 http://www.cqvip.com 工艺·试验{Technology＆Testing} 2002年第3期_墨冒圃 拌加热。待 温度升 至 75℃时，再加入还 原铁 粉 2．1 g，继续回流 2 h。抽滤，将滤液蒸馏除水，冷却得 绿色结晶。用盐酸水溶液进行重结晶，得无色细柱状 结晶(L一半胱氨酸盐酸盐水合物)。真空干燥后得 白色结晶(L一半胱氨酸盐酸盐)，熔点为 174．8～ 177．7℃(文献值为 175～178℃)。且产品通过下列鉴 别试验 ： (1)取 0．1％试样液5 mL，加吡啶0．5 mL和 1％茚 三酮试液l mL，加热5 rain，应呈紫到紫褐色。 (2)取 0．1％试样液10 mL，加氢氧化钠溶液2 mL 及亚硝基氰化钠溶液数滴，应呈紫红色。 产品经中山大学测试中心测定其红外光谱 ，谱图 与文献一致。 日 蓝堕堕墨!壹! 表 L一半胱氨醚爿备的正交试验殛结果分析 参考文献 1 陈敏元 现代化工 ，1994(11)：40 2 Greentain J P，Wiley，1961：1901 3 Windholz M，Budavari S，eta1．Tbe Meek Index， 10th Ed．口New York：Meek，1983：400 4 凌关庭，王亦芸，唐述潮 ．食品添加剂手册 (下)．化学工业出版社 ，1989,'502 Preparation of L—Cystein by Reduction of Fe—HCI System Zhang Yinquan Hang X~iong Lin Yan ‘Guangzhou University，Guangzhou，510405) Abstract Rd ucing condition of L—cystein by Fe—HCI system was explorated hv rhombic expcrment designing．Un- der 75℃ Cand 4 N HC1．L—cystine reac【ed with 1／3 weight of matted iron powder for 2 h．then obtained 90％ yield of L—cystein‘HC1 This method could be carried out and extended conveniendy Keywords L—eystein，L—cystine，Chemecal reduction，Amino acid，Organic synthesis 一 47 — 维普资讯 http://www.cqvip.com