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离子交换法提取D-对羟基苯甘氨酸

离子交换法提取D-对羟基苯甘氨酸 2011年12月04日 来源： [摘要]研究了离子交换树脂提取D-对羟基苯甘氨酸的方法，包括树脂的筛选，吸附条件和洗脱条件的确定。

D-对羟基苯甘氨酸(D-HPG)作为羟氨苄青霉素的前体 ，其需求量越来越大。目前的生产工艺是化学合成的5-对羟基苯海固(5-HPH)为底物，在D-海固水解酶和N-氨甲酰-D-氨基酸水解酶的共同作用下，直接生成D_对羟基苯甘氨酸，对于这方面的研究时有报道。而对其提取工艺则鲜有报道，传统工艺是将反应液浓缩至一定的体积，调pH至5.0，过滤，干燥，得产品，其缺点是耗能大，杂质含量高，收率低。本文采用廉价的离子交换树脂来分离D-对羟基苯甘氨酸，取得了良好的效果。

关键词： 离子交换树脂 D-对羟基苯甘氨酸

1 实验部分

1．1 实验材料与设备：树脂由华东理工大学华震科技贸易公司提供；酶反应液由南京化工大学生物技术研究所提供；其他试剂为市售分析纯产品。

1．2 实验方法

1．2．1 D-HPG和5-HPH含量的测定：D-HPG和5-HPH含量的测定见文献（4、5）。

1．2．2 树脂对D-HPG的静态吸附：取一定质量浓度、一定体积的D-HPG溶液，加入1 g湿树脂，在一定温度下振荡2 h，测定溶液中D-PG的质量浓度。

2 结果与讨论

2．1 树脂的筛选

选用7种树脂进行静态吸附，比较其对底物D-对羟基苯海因和D-对羟基苯甘氨酸的吸附量。实验结果见表1。从表l可以看出，对D-HPG和5-HPH的吸附量差异最大的树脂是732(Na-)树脂，因此很容易将二者分离开来。而且该树脂的成本较低，有利于降低D-HPG的生产成本，所 选用732(Na )树脂。

2．2 吸附条件的选择

2．2．1 pH值对732(Na )树脂的交换容量的影响.测定不同pH值下732(Na )树脂对D-HPG的吸附量。溶液的pH越低越有利于树脂的交换。这是因为D-HPG是中陛氨基酸，在酸性条件下带正电荷，与强酸性阳离子作用，根据离子交换原理．酸性越大．越有利于反应的进行，交换量也就越大。不过，酶转化液的pH为中性偏碱，如果酸陛越大，混入转化液的杂质就会越多，所以pH值选择为4.0

2．2．2 温度对交换量的影响

测定不同温度下732(Na )树脂对D-HPG的吸附量。交换的最适温度为35℃。但在整个温度范围内，树脂交换容量的变化不大．因此在工业化生产中可在室温下进行

2．2．3 初始质量浓度对交换容量的影响

配制不同质量浓度的底物，在pH 4.0，温度35℃下进行实验。底物质量浓度越大，树脂的交换容量就越大。当底物的质量浓度高于l3g／L时，树脂交换容量的变化就不大了，达到一定的平衡。又由于酶转化液的质量浓度为20g／L左右，因此选择上柱质量浓度为20g／L。

2．2．4 交换曲线

将质量浓度为20 g／L，pH-4．0的D-HPG溶液通入装有52 g湿树脂的离子交换柱中．流量分别为1．0 mL／min、2．0 mL／min、2．5 mL／min。测定流出液的D—HPG的质量浓度，直至树脂达到饱和为止，绘制交换曲线。流量的变化导致交换曲线的变化，当流量为2．0 mL／min时，整个离子交换柱的交换动态过程达到最佳，交换容量也达到最大。

3 洗脱条件的选择

对不同的洗脱剂进行实验，发现碱性物质是最佳的洗脱剂，NH·HO和NaOH具有同样的效果。当用NH·HO作为洗脱剂时会增加溶液中的杂离子，同时对工作环境的污染也比较大．所以选择NaOH作为洗脱剂。又因D-HPG的溶解度较小，如NaOH的浓度过大会造成结柱现象，给操作带来很大的困难，故确定其浓度为0．2 mol／L，流量为0．4 。

5 结论

5．1 732(Na )树脂是较理想的树脂，对D-HPG和5-HPH有较大的差异性吸附，有利于去杂。

5．2 20 g／L的D-HPG溶液，t=35 C，流量为2．0mL／min，pH=4．0为最佳的上柱条件。

5．3 洗脱剂为0．2 mol／L NaOH，流速为0．4 mL／min，洗脱率达98 。

5．4 离子交换法提取工艺的收率较传统工艺的收率有了很大的提高，可实现工业化。

参考文献

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