Способ разделения смеси триптофана и фенилаланина

 

Изобретение относится к способам выделения индивидуальных аминокислот из их смесей и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической промышленности и сельском хозяйстве. Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности разделения смеси фенилаланина и триптофана при существенно сокращении продолжительности процесса и исключении дополнительной стадии регенерации ионита. Она достигается повышением скорости пропускания аминокислот через анионит АВ-17-2П в ОН-форме и применением в качестве элюента раствора гидроксида натрия, переводящего сорбент в исходную форму. Технический результат - улучшение разделения компонентов смеси в 2,4 раза и уменьшение времени проведения цикла разделения в 3 раза по сравнению с равновесным режимом проведения процесса.

Изобретение относится к способам выделения индивидуальных ароматических и гетероциклических аминокислот из их смесей и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой промышленности, сельском хозяйстве.

Известны способы выделения аминокислот, в основе которых лежит классическая ионообменная хроматография [А.с. СССР 644782, С 07 С 99/12, 1979, А. с. СССР 639862, С 07 С 99/12, 1978, А.с. СССР 979991, G 01 N 31/08, 1981, А. с. СССР 960163, С 07 С 99/12, 1982 ]. Недостатками этих способов являются использование для регенерации значительного количества вспомогательных реактивов, наличие стадии предварительной подготовки растворов аминокислот перед пропусканием через ионит, большое время проведения процесса разделения. Наиболее близок к данному изобретению способ разделения пролина с валином (лейцином, оксипролином) [ Патент РФ 2144530 от 16.07.97. ]. Недостатками этого способа является длительность проведения процесса, связанное с низкой скоростью протекания подвижной фазы через слой хроматографического носителя для установления сорбционного равновесия и необходимость регенерации сорбента после проведения каждого цикла разделения.

Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности разделения смеси фенилаланина и триптофана при существенном сокращении продолжительности процесса и исключении дополнительной стадии регенерации ионита.

Поставленная задача достигается пропусканием смеси фенилаланина и триптофана через колонну с анионитом АВ-17-2П [Иониты (каталог). Черкассы: Изд-во НИИТЭХИМ, 1975. 38 с.] в ОН-форме со скоростью 6 мл/мин, элюированием 0,1М раствором NaOH и фракционным выделением растворов фенилаланина и триптофана на выходе из колонны.

Использование в качестве элюента 0,1М раствора NaOH исключает необходимость регенерации сорбента, так как выделение аминокислот протекает с одновременным переводом ионита в ОН-форму. Предподчтительность выбора указанной скорости протекания подвижной фазы через слой хроматографического носителя обусловлена существованием области динамических сорбционных режимов, в которой повышение скорости пропускания элюента приводит к улучшению разделения компонентов смеси. Максимальное разделение аминокислот наблюдается при скорости пропускания элюента 6 мл/мин. При этом разрешение компонентов увеличивается в 2,4 раза по сравнению с равновесным режимом проведения процесса (скорость пропускания 2 мл/мин) и в 3 раза сокращается время цикла разделения. Дальнейшее увеличение скорости подачи подвижной фазы приводит к ухудшению разделения, так как объемы выхода компонентов приближаются к величине свободного объема колонки.

Пример. Разделение проводят при температуре 20^oС на колонне с высокоосновным анионитом АВ-17-2П в ОН-форме массой 3,0000 г; высота слоя сорбента 12 см. В колонну вводят искусственно приготовленную смесь, содержащую 0,3020 г фенилаланина и 0,1825 г триптофана марки ч.д.а., растворенных в 50 мл 0,01М раствора NaOH. В качестве элюента используют 0,1М раствор NaOH. На выходе из колонны собирают фракции по 25 мл, которые анализируют на содержание разделяемых аминокислот спектрофотометрически на приборе Specord M 40 кварцевых кюветах 1=1 см при 257 нм для фенилаланина и 279 нм для триптофана с учетом влияния аминокислот на аналитический сигнал друг друга. Максимальное разделение аминокислот наблюдается при скорости пропускания элюента 6 мл/мин. При этом разрешение компонентов увеличивается в 2,4 раза по сравнению с равновесным режимом проведения эксперимента (скорость пропускания 2 мл/мин) и в 3 раза сокращается время цикла разделения. Первые 75 мл вытекающего из колонки раствора, не содержащие аминокислот, отбрасывают. Последующие 300 мл, не содержащие триптофан и содержащие фенилаланин в концентрации 0,402 г/л, (что составляет 40% от исходного содержания данной аминокислоты в смеси) собирают. Далее 500 мл вытекающего из колонки раствора содержат как фенилаланин 0,360 г/л (60% от содежания в смеси), так и триптофан 0,166 г/л (45% от содержания в смеси) и направляются на следующий цикл разделения. Последующие 950 мл, не содержащие фенилаланин и содержащие триптофан в концентрации 0,106 г/л (55%), собирают. Таким образом в результате проведения цикла разделения получают три фракции: первая содержит только фенилаланин (0,1206 г) без примеси триптофана; вторая представляет собой смесь аминокислот; третья содержит только триптофан (0,101 г) без примеси фенилаланина. Степень чистоты полученных индивидуальных аминокислот достигает 95% (контроль осуществлялся методом ТСХ согласно [Шаршунова М., Шварц В., Михалец Ч. Тонкослойная хроматография в фармации и клинической биохимии. М.: Мир, 1980. Ч.1.295 с. 4.2. 621 с.]).

Формула изобретения

Способ разделения смеси фенилаланина и триптофана, включающий пропускание смеси через колонну с анионитом АВ-17-2П в ОН-форме со скоростью 6 мл/мин и элюирование 0,1М раствором NaOH, при этом на выходе из колонны фракционно выделяют раствор фенилаланина и раствор триптофана.