Способ получения -кетоглутаровой кислоты

(54) СПОСОБ ПО РОБОЙ КИСЛОТ 1 (57) Изобрете 1 биотехнологииК -кетоглута и можс.т быт 1 биологической тся к областия полученияоты ( о 4 -КГК)цо в микрокой промышлен 1 ие отцос 1 и касаетс олой кисл спользова Ц Х 11"ПЧ Е Г микробнои касает" Ез л ги етоглутаоторая ся сп ровои медицине, мышленнос- . можев пищти,ой и химической изобретения п ощение цр ПОВЫШЕЦЕ ВЫцесса полученн хода и у рс 4 -КГК,Способ заФ 1 льтрат ку 1рабатывают бным углем, Фраствор проКУ"8 в Л ся в следующем,ой жидкости обом и активированлюча ьтураль сцтоцит ильтрую и полученныи атионитонцентричерез Элюат ускаю 1111 РМЕф ") "." -1 СОЙ 1 АЛИСТИЧЕСЕ1 Г ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И РТНРЫТИЯМПРИ ПОЧТ СССР ИСАНИЕ И(71) Институт биохимии и ф 1м 11 крооргаццэ 11 ов И СССР ц Эментальный завод бцохимичеспаратов Л Латв.ССР(56,) Патент Япоц 11 Еф 45-209кл, 36(2) ) 24, 1970,Лвторское с 1 гцдетельстно9 136976, кл, С 12 Р 750,Л УЧГ Л ИЕ ьКЕ обрете 111 е относится еской промышлеццост особов вылелеция с 4кислоты, (оЬ -КГК), быть использована 80146099 ности и в медицине, Целью изобретения является повышение выхода препа 1рата и упрощение процесса полученияК -КГК. Изобретение позноляет повы"ить выход чистой (99."100%) К -КГКо 55-65%, Для этого фильтрат культуральной жидкости обрабатывают активированным углем и бентоцитом дляудаления окрашивающих примесей исульфат " ионон, затем кятионитомКУ"2"8 (Л форма) для удаления неорганических катионов. Элюаты концент"рируют, осаждают сС -КГК в видемонокалиевой соли в интервале рП 3,13,3 с последующим переводом ее всвободную кислоту добавлением сернойкислоты в эквивалентном количестве,экстрагируют о 4 -КГК смесью ацетонас этилацетатом и крцсталлизуют добавлением петролейцого эфира (т,кип.70-100 С),руют до содержания сухих веществ 20-24% вес/об затем добавляют 40%- ный раствор КОН в интервале рИ 3,1- 3,3, сиона концентрируют до содержания сухих веществ 32-33% ц охлаждают. Кристаллы отфильтровывают, промывают небольшим количеством воды и этанола и сушат, Получают техническую мо нокалиевую соль Ы,-КГК с содержанием основного вещества 78-81% и выходом 66-73% (н пересчете ца 100%-ное вещество)Технический продукт раст" воряют н воде, добавляют разбавленную (1:1) серную кислоту в количестве, эквивалентном содержанию основного вещества, Эатем раствор упари3 146вают да минимального объема, добав"ляют ацетон, этилацетат и прокален"ный сульфат магния. Выдерживают1"2 ч и Фильтруют, Полученный раст"вор охлажцают и к нему при перемешивании добавляют холодный петролейный.эир, Кристаллизуют е -КГК при 46 С в течение 24-28.ч, Получают чис"тую е -КГК с содержанием основноговещества 99-100 и выходом 82-89, При титровании концентрированныхводных растворов (3-4 М). синтетической Ы "КГК растворами КОНсоответст"вующей малярной концентрации намибыло найдено, что расход КОН экви"валентен образованию монокалиевойсали при рН 3, 1-3,2При величинеРН 2,1, отвечающей рИ Ы "КГ(.лишь6 ОХ кислоты превращается в со 11 рпри рН 2,6 и 2,9-3,0 соответсщвенно80 и 90-95 , При концентрации о -КГК2 М ( 300 г/л) монокалиевая соль.была выделена с выходом. 76,44 , Осаж. дается эта соль из водных. растворовбез кристаллизационной. воды.Метоцом АР-спектраскопий.установлено что манокалиевая. соль-КГК и водных растворах не образует лактол и в значительно мень,шей. степени, чем сама о 8 -.КГК подвер".жена. процессу гидратации, Степеньгидратации ее при рН. 3,2 составляет9 Ж (мольных) и при разбавлении(0,5"2 М) практически не меняется,что обеспечивает, высокий стабильныйвыход монокалиевой соли, При меньшихзначениях рН (2,1; 2,6 и 2,9"3,0)количество ги 1 ратной формы е -КГКсоставляЕт 2315 и 11(мольных)соответственно, Несмотря на то, что,при рН 2,9-3,0 Ы -1(ГК содержит всего 113 гидратной формы и на 90-953превращается в монокалиевую соль,последняя в этих условиях плохо.кристаллизуется (несколько суток),ивыход ее снижается до 50 , так какналичие свободной кислоты препятст.вует полному осаждению соли.При значениях рН больших, чем3,3, содержание гидратной формы,уменьшается и становится исчезающемалым уже при рН,4,5-5,0 вблизи рКа -КГК ( 4,7 ед,рН). Выход монокалиевой соли в этом случае снижаетсяза счет.образования .более раствори- .мой дикалиевой солие 0998-КГК известна в свободном виде,но кристаллизуют ее. из органическихрастворителей, так как в водных растворах она подвержена таутомернымпревращениям, Однако прямая экстрак"ция о -КГК из подкисленной. культуральной жидкости органическими растворителями, например диэтиловым эфиром, этилацетатом, циклогексанономне позволяет получить чистую с "1(ГК,поскольку в культуральной жидкостивсегда присутствуют другие органические вещества, экстрагирующиеся вместе с-КГК, К тому же степень экстракции зависит от концентрации о -КГКи от посторонних примесей,оС -КГК иэ культуральной жидкостивыделена в виде водорастворимой монокалиевой соли, что позволило изба"виться от органических примесей,за исключением пировиноградной кислоты. (ПВК),. ПВК является побочным про"дуктом микробиологического синтеза25 юС "КГК иобразуется наряду с ней всоотношении 61 и менее. Но в усло"виях получения монокалиевой солиМ "КГК ПВК самоконденсируется в неидентифицированный продукт кислогоЗ 0 характера с более. высокой молекулярной массой и соосаждается (1.2-14 )с,монокалиевой солью Ы -КГК, Однакопри добавлении. серной кислоты вэквивалентном количестве по отноше",нию к.монокалиевой соли о "КГК проЭБ дукт самоконденсации ПВК не перехо"Эдит в свободную кислоту и не экст-.рагируется ацетонам и зтилацетономвместе с М -КГК, Подкисление. серной,а не соляной кислотой,.приводит кобразованию сульфата калия, которыйнерастворим в органических растворителях.Применение бентонита наряду сактивированным.углем для абесцвечи 4 В вания фильтрата культуральной жидкости привело к удалению большейчасти сульфат-иона,. содержащегосяв культуральной жидкости до 8 .г/л:Способ .иллюстрируется следующими6 О примерами,П р и м е р 1, К фильтрату культуральной жидкости. (объем 200 мл),полученной выращиванием дрожжейСапйЫа 11.ро 1 уйса 579 (ВКИ У)36 Уагхоьл.а (СапйЫа 1 дро 1 усхса) ВКМУв минеральной среде с жидким парафинам и содержащей 40,00 г/лф "КГК и 6,10 г/л ПВК, добавляют,2 объемных каждого компонента. Пере- Найдеяо,: С 41,14; 41,19; Н 4,13;мешивают, оставляют на 2-3 ч и филь,11, Вычислено для С 1,О труют. Фильтрат пропускают через С 41, 10, Н 4, 14, Т,пл, 109-1 10 С,катионит КУ-8 (Н+ форма), который 5 Общий выход чистой ос -КГК составпромывают дистиллированной,водой ляет 65,12(от исходного),, до рН3,0, Кислый элюат упари- П р и м е р 2. Аналогично примеовают при 60-70 С до содержания су" ру 1 осаждают монокалиевую сольхих веществ 2024 мас, ./об. (рефрак- К-КГК, но при рН 3, 2 и получаюттометрический метод), затем при пе 8,87 г технической моцокалиевой соли .ремешивании приливают 40 "ный раст"-КГК с содержанием основного вещевор КОН до рН 3, 1 и снова упаривают ства 81,43 , (эцзцматический метод),до содержания сухих веществ 32-33 в содержание ПВК 2,80 . Выход монокаохлаждают и кристаллнзуют монокалие- лиевой соли составляет 71 66 ИО3вую соль Ы -КГК, Кристаллы отфильт 5 технической соли получают 5 10 г)ровьвают, промывают на Фильтре 1" Ы. -КГК с содержанием основного веще"2 мл холодной воды, затем 10 мл эта- ства 99,85% и выходом 88,87 . Эле"ноля и высушивают. Получают 9 ф 22 гмецтцый анализ, Найдено,Е: С 41,09технической монокалиевой соли оС -КГК 41,15, Н 4,12, 4,10, Тпл. 109-111 С,с содержанием основного вещества 20 Общий выход чистой , "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 сольлиевой соли составляет 73,28(в пе- о(, -КГК, но при .рН 3, 3 и получаютресчете на 100 .-ное вещество), 25 8,56 г технической моцокалневой солиТехническую соль растворяют в . мЕ "КГК.с содержанием оановного ве100 мл воды и к раствору добавляют щества.78,.16(эцзиматический метод),2,35 мл разбавленной (11 об,/об,) , содержание ПВК 3,70 , Выход монокасерной. кислоты (плотцость 1,465 г/см, лиевой соли составляет.66,3 ., Из3содержание 835,7 г/л), Раствор Упа-. 30 технической. сали получают 4,43 гривают при пониженном давлении до .ь."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 К -КГК составдобавляют 5"6 мл ацетона, переме- ляет 54,80(от исходного),шивают до однородной суспензии, Таким образом, согласно предлаприливают 18-20 мл этилацетата, , гаемому способу получают чистуювновь перемешивают и вносят 2 г про Ы -КГК (99-100 ) с выходом 55" 65каленного сульфата магния, сушат без дополнительной перекристаллиза"1-2. ч, периодически взбалтывая, От- ции, Для получения чистой о -КГЕ .тех"Фильтровывают осадок, емкость про-., 40 цический,продукт дважды перекристалмывают дважды пс 5-6 мл этилацетата лизовывают,и Фильтруют через тот же фильтр припониженном давлении, Полученный Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яраствор охлаждают.и к нему при интенсивном перемешивании добавляют 80-Способ получения"кетоглутаро 4 ющ90 мл холодного петролейного эфира .вой кислоты, включающий очистку кульс т,кип, 70-100 С, Кристаллизуют туральной .жидкости путем обработкио 4М,.-КГК в течение 24-48 ч при 4-.6 С ее на катионите в Н форме и обеспериодически перемешивая. Кристаллы цвечивацие, концентрирование раство"отфильтровывают, промывают ца фильт- ра с последующим выделением и крисре 8-. 10 мл петролейного эфира ; су 50таллиз ацией целен о го пр одук та, о т"шат до постояццого веса сначала в личающийс я тем, что, свакууме 2-3 чзатем в сушильном, целью повышения выхода препараташкафу.при температуре не вьппе 100 С, и Упрощения процесса получения, обесПолучают 5, 21 г Ы, -КГК с содержанием цвечивание проводят перед обработосновного вещества 100,82% (энэи кой культуральнсй жидкости на катиоматический метод), Выход оС -КГК сос- ните, в качестве культуряльцой жидтавляет 88,91 (в пересчете на моно- кости используют фильтра, полученкалиевую соль), Элементный анализ; ный.при культивировании дрлжей60998 Составитель В, ВарламовТехред М.Ходанич Корректор Л.Патей Редактор Н.КозловаВ Заказ 768 Тираж 354 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 7 14 Тагою,а (СапйЫа), 11 ро 1 уС 1 са ВКМ ,7-24020 на минеральной среде с жидкими парафинами, а вьцеление осу/ ,Уществляют путем добавления гидрокси да калия с установлением рН 3,1- 3,3 и йолучением монокалиевой соли с -кетоглутаровой кислоты, ее выделеийем и последующим переводом в свободную кислоту путем добавлениясерной кислоты в эквивалентном коли-честве, концентрирование раствора,проведение. процесса зкстракции смесью ацетона, и.этилацетата, отделение целевой фракции, ее обезвоживащ"ние, при этом кристаллизацию осущест"впяют петролейным эфиром.