[发明专利]一种N-乙酰-L-半胱氨酸的电渗析提取方法

说明书

本发明属于氨基酸生产技术领域，公开了一种N‑乙酰‑L‑半胱氨酸的电渗析的提取方法。本发明采用陶瓷膜分离、电渗析脱盐、活性炭脱色、膜浓缩、减压蒸发浓缩结晶及重结晶工艺的组合，有效实现了N‑乙酰‑L‑半胱氨酸的清洁高效生产；该工艺的关键点为用电渗析取代了离子交换，有机溶剂萃取等传统脱盐浓缩提取工艺；大大提高了产品提取率，提高了产品纯度，同时减少了原有工艺的酸碱用量和水耗，降低了后续工艺的活性炭用量，大大减少了环境污染。

技术领域

本发明属于氨基酸衍生物生产技术领域，特别涉及一种N-乙酰-L-半胱氨酸的电渗析提取方法，在医药，化妆品和生化原料提纯领域有重要应用。

技术背景

N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)是半胱氨酸的乙酰化衍生物，具有极高的药用价值，其分子含有巯基，能使黏蛋白肽键中的二硫键断裂，广泛应用于呼吸道疾病的治疗，亦可制成滴眼液，用于治疗各种角膜炎。同时，N-乙酰-L-半胱氨酸的巯基可以与氧化基团作用，可用于治疗、防止或延缓由于氧化损伤或化疗过程中的脱发；可参加各种重要代谢，能促进谷胱甘肽的合成，维持细胞的还原态；还能作为抑制剂抑制由于癌变引起的组织、细胞坏死；亦可治疗外部损伤以及中枢神经系统、视觉组织损伤和由于类酯过氧化造成神经系统紊乱的帕金森症。N-乙酰-L-半胱氨酸作为药物助剂、原料药、合成药原料和中间体，在生产抗艾滋病、抗癌类药、化妆品等方面的应用极为广泛，极具实用价值。

在N-乙酰-L-半胱氨酸的工业生产中，N-乙酰-L-半胱氨酸的分离纯化过程极具复杂性，成本较高，通常其分离纯化成本占到总成本的一半以上。传统的分离方法有沉淀法和离子交换法等，但是，溶剂沉淀或萃取法往往需采用大量有毒易燃易爆溶剂(甲醇，乙醇等等)，需要耗费大量能源来回收试剂，并且产生大量废水、废气，严重污染环境；而离子交换树脂法需反复进行离子交换，然后洗脱，再生，操作麻烦，且收率不高，树脂易破碎，并且消耗大量阴阳离子树脂，成本高，该过程还产生大量的废酸碱液，亦会严重造成环境影响。

近年来，随着生化分离技术的不断进步，各种先进的分离设备和方法在生产中扮演着越来越重要的角色，特别是电渗析脱盐技术的应用发展，使各种生化分离方法大大改观。现有技术中，已有电渗析膜分离技术用于氨基酸及其衍生产品的分离精制的先例，但应用电渗析技术从电解反应液中分离提取N-乙酰-L-半胱氨酸的方法还未见报道。本课题组提出过一种由L-胱氨酸电化学合成N-乙酰-L-半胱氨酸的方法，具体步骤为：先将L-胱氨酸乙酰化，得到N,N’-二乙酰-L-胱氨酸，再将N,N’-二乙酰-L-胱氨酸电解还原，得到N-乙酰-L-半胱氨酸。继而针对上述方法，希望进一步研发出一种离子膜电渗析法提纯N-乙酰-L-半胱氨酸的方法，能够有效避免传统的分离方法的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用电渗析方式从电解反应液中分离提取N-乙酰-L-半胱氨酸的方法，以克服传统分离方式成本高，操作复杂，提取率低，易造成环境污染的不足。通过电渗析法提取N-乙酰-L-半胱氨酸的工艺与目前传统提取工艺相比，产品纯度和产率都明显提高，运行成本大大降低，且该工艺绿色环保，符合国家绿色经济的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种N-乙酰-L-半胱氨酸的电渗析提取方法，包括以下步骤：首先，将电解反应液通过陶瓷滤膜，彻底去除固体杂质，得到过滤清液；接着，将得到的过滤清液经连续电渗析设备分离无机盐；再用反渗透膜预浓缩，减压蒸发浓缩，结晶等步骤制得粗品，粗品经重结晶后得到高纯度的N-乙酰-L-半胱氨酸产品。

上述N-乙酰-L-半胱氨酸的电渗析提取方法，具体由以下步骤组成：

A、陶瓷膜过滤：将电解反应液经陶瓷膜过滤，去除电解反应液中的固体杂质，得到含N-乙酰-L-半胱氨酸的陶滤澄清液，所述陶滤澄清液的电导率为10000～100000μS/cm；所述陶瓷膜过滤的具体条件为：陶瓷膜孔径为100-500nm，操作压差为0.15-0.40MPa，膜面流速为2.0-4.0m/s；