聚天冬氨酸合成
以马来酸酐与氨水为原料热缩聚法合成聚天冬氨酸
以马来酸酐与氨水为原料热缩聚法合成聚天冬氨酸作者：胡海云来源：《中国科技博览》2009年第01期[摘要]以马来酸酐与氨水为原料热缩聚法合成聚天冬氨酸（PASP）,采用正交法考察物料比、反应时间、干燥温度和脱水环化温度对收率和分子量的影响。
实验结果表明，该热缩聚法合成的最佳条件是：马来酸与氨水的加料摩尔比为1:1.3，干燥温度为180℃，干燥时间为1.5小时，脱水环化温度为210℃（对于9.81g马来酸）。
[关键词]聚天冬氨酸热缩催化聚合收率正交实验中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号: 1009-914X(2009)01(a)-0103-02聚天冬氨酸(Polyaspartic acid,PASP)是一种受到国内外重视的绿色阻垢剂，它不含磷，无毒，能生物降解，是一种具有生物活性的高分子材料。
PASP的应用范围很广，尤以相对分子量为4000-20000的应用更为广泛，在水溶液中能有效阻止难溶解盐类沉淀和结垢，延缓金属腐蚀，同时它也是生物可降解物质。
近年来，聚天冬氨酸也广泛用于工业水处理、农药、医药、日用化学品等行业。
目前PASP的合成过程主要分三个步骤:先由原料合成中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)，然后PSI 水解制取聚天冬氨酸或盐;最后是聚天冬氨酸或盐的分离与纯化。
PSI的合成是最关键的步骤，不同的合成方法和反应条件不仅影响PASP的产率和纯度，而且影响产物的结构和摩尔质量，进一步影响聚天冬氨酸的性质、性能和用途。
PSI的合成方法按原料不同分两类：一类是以生化产品L-天冬氨酸(L-ASP)为原料，直接进行热缩聚合。
另一类是使用化工产品C4二元酸，如马来酸酐、马来酸或富马酸作为基本原料与无机铵或有机胺类化合物进行化学反应生成DL-天冬氨酸( DL-ASP)，然后再进一步缩合聚合。
第一类方法阻垢缓释性能好，但成本较高，本实验是以常见化学试剂马来酸酐和氨水为主要原料，探讨并优化了一种工艺简单、成本低廉、信价比高的合成PASP方法。
水处理剂聚天冬氨酸的合成
水处理剂聚天冬氨酸的合成谢艳春(内蒙古伊泰煤制油有限责任公司,内蒙古准格尔旗 010300) 摘 要:本文介绍了具有较高阻垢活性、良好生物降解性、无毒性的被誉为绿色阻垢剂的聚天冬氨酸的合成。
以马来酸酐为原料固相熔融法合成聚天冬氨酸。
关键词:聚天冬氨酸;阻垢剂;合成 中图分类号:T Q085+.412 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0083—02 聚天冬氨酸(PASP)是一种水溶性氨基酸聚合物,相对分子量分布很宽。
除具有水溶性聚羧酸的性质外,还以其可贵的可生物降解性、无毒、无污染、不破坏环境的优良特性,受到人们越来越多的关注。
聚天冬氨酸作为水处理的新型绿色化学品,是一种从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无害的易生物降解的水处理药剂,它的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂。
使用后的PASP可高效、稳定地被微生物、真菌降解为对环境无害的终产物。
作为阻垢剂特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸钙、硫酸钙的成垢。
1 主要试剂和仪器设备1.1 主要试剂及规格顺丁烯二酸酐、碳酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、无水乙醇、乙二酸四乙酸二钠、无水氯化钙、无水碳酸氢钠、N,N-二甲基甲酰胺、无水氯化钾1.2 主要仪器设备T G328A电子分析天平、81-2型集热式恒温磁力搅拌器、磨口四口烧瓶、pHS-2C型精密酸度计、DGS20 2型电热干燥箱、Nexus670型傅立叶变换红外光谱仪。
2 聚天冬氨酸(PASP)的合成步骤 站控层的主要任务是:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像,声音等多媒体功能;具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
新型减水剂——聚天冬氨酸的合成及减水效果研究
新型减水剂——聚天冬氨酸的合成及减水效果研究摘要：减水剂是混凝土工程中使用量最大，且应用最广泛的一种外加剂，本论文通过化学方法合成了A、B、C三种不同分子量的聚天冬氨酸，探索将其作为一种减水剂进行了研究。
结果表明：聚天冬氨酸减水效果明显，对不同品种水泥和掺合料的适应性强，掺料饱和点低和合成工艺简单等优点，拥有作为新一代减水剂的诸多潜力。
关键词：聚天冬氨酸；减水剂；合成；适应性；胶凝材料0 引言如今聚羧酸系减水剂占据大部分减水剂市场，但是，其对不同水泥适应性较差[1]，给混凝土工程的统一性带来了较大繁琐，也导致成本的增加，所以，本文根据聚天门冬氨酸的特殊结构和多样化的性能，尝试将聚天冬氨酸作为一种新型的减水剂进行研究。
聚天门冬氨酸（Polyaspartic Acid缩写为PASP）是一种氨基酸的聚合物，绿色、无污、环保，属于生物高分子材料[2]，其分子量为一千至数十万，它是由聚琥珀酰亚胺（PSI）在碱性条件下断裂环内C-N，N原子与一个H原子相结合，而-C=O则可以与-OH结合形成羧酸基。
聚天冬氨酸的应用特别广泛，因其具有螯合钙、镁、铜、铁等多价金属离子，所以作为一种新型绿色水处理剂应用到工业循环冷却水处理领域中[3]；聚天冬氨酸可以富集氮，磷，钾及微量元素供给植物，所以可以作肥料增效剂；它可以与交联剂反应进一步合成超强吸水剂，所以可以将其应用到卫生领域，还可以作为洗涤剂等[4]。
聚天冬氨酸具有良好的发展前景[5]，但是，目前国内还没有应用于减水剂领域中的先例，所以本课题是聚天冬氨酸在一个全新领域的探索研究和应用前景展望。
1 试验原材料水泥：选择标准、冀东、金隅鼎鑫三种水泥作为研究，其性能符合 GB 175-2017《通用硅酸盐水泥》水：采用地下水，其性能符合JGJ 63-2011《混凝土用水标准》聚天冬氨酸：为试验室自己合成，其化学性能符合GB 8076-2008《混凝土外加剂》要求。
如表1-1，为合成聚天冬氨酸的原材。
聚天冬氨酸的生产及应用分析
聚天冬氨酸的生产及应用分析李峰1，李更辰2，邢振平1（1、石家庄开发区德赛化工有限公司；2、石家庄铁道大学材料科学与工程学院）摘要：论文综述了以L-天门冬氨酸为原料或以马来酸酐及其衍生物为原料生产聚天冬氨酸工艺，分析了聚天冬氨酸应用领域及市场需求，概括了国内外工业化生产规模及研究现状，比较了国内外产品差距，分析了国内聚天冬氨酸生产现状，指出国内提高聚天冬氨酸品质需要研究的方向。
关键词：聚天冬氨酸、水处理、阻垢、缓蚀1、聚天冬氨酸的产品意义聚天冬氨酸（Polyaspartic acid）是一种氨基酸的聚合物，天然存在于软体动物和蜗牛类的壳内[1]。
天门冬氨酸分子中的胺基和羧基缩合后形成酰胺键，构成大分子主链，另一个羧基则分布在主链的两侧。
在聚天冬氨酸大分子中含有丰富的酰胺键、羧基等活性基团。
酰胺键的化学稳定性较高，高温不易分解；另一方面酰胺键也是肽键，具有生物活性。
羧基在水中电离形成羧基负离子，它能与多种离子发生络合反应，使聚天冬氨酸在水溶液中具有很高的化学活性。
在聚天冬氨酸每个结构单元中，有4个氧原子和1个氮原子，氧和氮原子极易与水分子形成氢键，使其具有很好的亲水性和水溶性[2]。
聚天冬氨酸特殊的分子结构决定了它具有以下特征：⑴分散性低分子量的聚天冬氨酸具有很好的分散能力，能够分散水溶液中各种颗粒物质，如CaCO3、CaSO4、BaSO4、Fe2O3、粘土、Ca3（PO4）2等[2]。
⑵缓蚀性低分子量的聚天冬氨酸具有阻止碳钢、铜等腐蚀的能力，是一种良好的缓蚀剂，特别适用于防止采油管线中二氧化碳引起的腐蚀[2]。
⑶吸湿性聚天冬氨酸很容易潮解，有很强的吸水性，并能保持水份，大分子量的聚天冬氨酸可用作吸水树脂[2]。
⑷生物降解性聚天冬氨酸的类蛋白质结构决定了它有很好的生物可降解性。
根据OECD301B 标准，对聚天冬氨酸的生物降解性进行了研究。
结果证明，聚天冬氨酸10d内的降解率超过18.8%，28d内生物降解率达到73%，是易生物降解物质[2]。
聚天冬氨酸
100
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500
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93
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85
750
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30
2000
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20
聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性
碱度
（以碳 酸钙计）
PASP
/ ×10-6
back
聚天冬氨酸——制备
1、马来酸酐水相合成法 主要原料：马来酸酐、氨水、
O
NH4OH
O
O O
O
NH2 热 缩 聚
OH
NH2
O
NH NH
OM
O
mO
OM
n
O
O
NaOH
N
水解
m+n
O
该法所得产品分子量较低， 产率也偏低，并且在高温条 件下易导致产品颜色加深。
聚天冬氨酸——制备
2、马来酸酐无水合成法 本法以马来酸酐为原料，与无机铵类在其熔点
无磷、生物可降解绿色缓蚀阻垢剂聚天冬 氨酸和聚氧琥珀酸的开发。
聚天冬 氨酸
阻垢性能最好，并且具有非常好的生物相 容性和可生物降解性，还有一定的缓蚀作 用。
聚天冬氨酸------概述
二十世 纪八十 年代
二十世 纪九十 年代
聚天冬氨酸的开发与应用进展
第蒹蓠荤；背发酵科技通讯聚天冬氨酸的开发与应用进展汪多仁(中国石油吉林石化公司吉林132101)摘要：全文介绍了聚天冬氨酸的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。
对现工业化运行的主要天冬氨酸生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势。
并探讨了扩大应用范围等前景与市场需求。
关键词：聚天冬氨酸开发应用1理化性质聚天冬氨酸(简称P A SP)分子式C4H6N0，(C。
H sN O。
)C。
H s N O。
，具有类似蛋白质的酰胺键结构是一种可生物降解的绿色高分子化合物，与环境具有良好的生物相容性。
PA SP对环境没有毒性，将PA SP调节pH值为8，在活性污泥中，28d后降解83％，微生物降解后释放出的C O：量不低于葡萄糖，生物降解性非常好。
毒性：利用昆明种小鼠急性毒性实验、A m es 实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验研究PA SP 的一般毒性与致突变性，结果显示：PA SP既无毒性也无致突变作用。
这为安全使用提供了依据。
2工艺开发目前，研究比较多的P A SP的合成方法有4种：L一天冬氨酸的热缩聚合；L一天冬氨酸的催化聚合；马来酸酐(M A)与氨水先进行化学反应，然后进行缩合聚合；马来M A与铵盐或胺类物质反应并直接进行聚合。
2．1微波法例1将4．859聚丁二酰亚胺、2029N，N’一二甲基甲酰胺(D M F)放入100m l烧瓶中，搅拌使固体物料溶解，另外用少许蒸馏水将1．469的L一赖氨酸和O．49氢氧化钠分别溶解，然后混合，将混合液在搅拌下加入到聚丁二酰亚胺溶液中，然后将此混合均匀的溶液放人装有回流装置的微波炉中，在功率120W下加热2．5r ai n冷却至室温后，加入50m l无水甲醇析出产物，用约50m l无水甲醇洗涤3次，过滤、干燥得中间产物。
将中间产物I放人烧杯中，加入10m l水使之成为悬浮液，然后在室温及搅拌下滴加25m l 2m ol／L的氢氧化钠水溶液，控制体系pH值为11～12，直至反应体系成黄色澄清液体(约需1h)。
聚天冬氨酸的合成制备研究
２１ ０ ２年 ６月
广
州
化
工
Ｖｏ ． ０ ．１ １４ Ｎｏ １
Ｇｕａ ｇ ｈｏ ｅ ｃ ｌＩ ｕ ｔ ｎ ｚ ｕ Ｃｈ ｍｉａ ｎｄ ｓｒ ｙ
Ｊｎ ．０ ２ ｕ ｅ ２ １
聚 天 冬 氨 酸 的 合 成 制 备 研 究
梁 晓峰 ，曾宪光 ， 刘科财
称 重 Ｍ。 。 一 取 １ Ｓ 在 １０ ｍ ０ ｇＰ Ｉ ０ Ｌ烧 杯 中溶 于 ４ Ｌ ３ ３ ｏ／ 的 ０ ｍ ． ３ ｍ ＬＬ ＮＯ ａ Ｈ溶液中 ， 常温 下水解 １ｈ 用稀 盐酸 调节水 解产 物 的 ｐ 在 ， Ｈ
由表 ２可 见 ，为 １：１ １时 ， Ａ Ｐ分 子 量 最 大 ， 达 ８０ ； ｒ ． ＰＳ 可 ６ ０ 而 ｒ １： ． 为 １５时 ， Ａ Ｐ分 子 量 最 小 ， 为 ７ ０ 。 由 此 可 见 ， 对 ＰＳ 仅 ６０ ｒ
ＰＳ Ａ Ｐ分子量有较大 的影 响。ｒ Ｐ Ｓ 对 Ａ Ｐ产率有一 定影 响 ， ｒ 当 为 １： ． １２时 ，Ａ Ｐ产率最 高 可达 ９ ．４ ； ｒ １：１时 ， Ａ Ｐ ＰＳ ４ ０％ 而 为 Ｐ Ｓ 产率最低 ， 仅为 ８ ． １ 。实验结果 表明 ， ９３％ 选定 的最 佳的 ｒ １： 为
Ｔ ｂ ３ Ｖｉ ｏ ｉ ｖ １ ｇ ｌ ｃ ｌｒｗｅｇ ｔａ ｄ ｙｅ ｄ ａ ． ｓ ｓｔ ａ ｅ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｉｈ ｎ ｉｌ ｃ ｙ ．
ｅ ｅ ｔｏ ｆ ｃ ｆＰＡＳ ｏ ｌｍ ｅ ｚ ｔｏ ｅ ｅｒｔ ｒ Ｐ ｎ ｐｏｙ ｒ ａ ｉｎ ｔ ｍｐ ａ ｕ ｅ ｉ
ｓｎｈ ｓ ｅ ｅｅｎ Ｍａ ｉ Ａ ｈ ｄ ｄ ）： （ ｍ ｎｕ Ｃ ｒｏ ａ ）＝１： ． ， ｏｙ ｒ ａｏ ｍｐｒｔｒ １０ ｏ ｐ ｌ ｙ ｔｅｉ ｓ ｒ （ ｌ ｃ ｎ ｙ ｒ ｅ ｎ Ａ ｍｏｉｍ ａｂ ｎ ｔ ｓ ｗ ｅ ｉ ｅ １ ２ ｐ ｌ ｉ ｔ ｎｔ ｅａ ｅ ８ Ｃ， ｏ — ｍｅ ｚ ｉ ｅ ｕ ｙ
环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价
环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价I. 前言- 环境污染对人类健康和生态环境的危害- 发展环保型阻垢剂的重要性及其应用前景- 本文旨在研究聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂的合成及性能评价II. 合成聚天冬氨酸- 聚天冬氨酸的化学结构及合成方法- 实验步骤及条件- 反应机理III. 聚天冬氨酸的性能表征- IR、NMR、UV及荧光光谱表征- 热重分析及热稳定性测试- 石油和水中的分散性能测试- 阻垢性能测试IV. 对比实验与应用前景- 常规阻垢剂和聚天冬氨酸对比实验- 聚天冬氨酸的环保性能及应用前景V. 结论- 本文成功合成了聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂- 聚天冬氨酸具有优异的性能表现- 聚天冬氨酸作为一种新型环保阻垢剂，具有广泛的应用前景参考文献I. 前言环境污染已成为人们关注的焦点问题，不仅会影响人类的健康，还会对生态环境带来不良影响。
防止环境污染变得尤为重要，其中阻垢剂作为一项关键技术应用于工业生产领域中，已经成为必要的任务。
随着人工化进程的加快，阻垢剂的应用范围也在不断扩展，以保证生产效益和生态环境的协调发展。
阻垢剂是一种在工业和生活中用于防止污垢、沉淀和水垢在设备表面形成的化学物质。
在许多工业领域中，例如石油化工、电力、机械、动力、建筑材料等领域，都广泛使用了阻垢剂。
然而，传统的阻垢剂一般采用有害化学物质，对环境造成污染，被广泛应用之后对人体健康和生态环境构成了严重威胁。
因此，发展环保型阻垢剂已成为一个重要的趋势。
聚天冬氨酸是一种天然的无毒生物高分子，具有良好的柔软性、透水性和吸水性能。
在环保领域的研究和应用中，聚天冬氨酸的合成和性能评价尤为重要。
因此，本文旨在研究聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂的合成及性能评价。
本文将从合成聚天冬氨酸的方法、实验步骤、反应机理，以及聚天冬氨酸的性能表征，对其进行深入探究。
针对现有阻垢剂的应用现状进行对比实验，考察聚天冬氨酸作为阻垢剂的环保性能及其应用前景。
旨在提出聚天冬氨酸作为一种具有广泛应用前景的环保型阻垢剂推广使用，以便推动环境保护的发展和实践。
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聚天冬氨酸合成
聚天冬氨酸合成是指生物体内聚合多个天冬氨酸分子形成聚合物的过程。
在这
个过程中，天冬氨酸分子通过特定的酶催化反应，加入到聚天冬氨酸链的末端，从而不断延长聚合物的长度。
以下将详细解释聚天冬氨酸合成的各个方面。
1. 天冬氨酸的结构和性质
天冬氨酸是一种非必需氨基酸，是蛋白质的组成部分之一。
它的化学式为
C4H7NO4，具有两个手性中心，存在两种构型：L-天冬氨酸和D-天冬氨酸。
在生物体内，通常只有L-天冬氨酸参与蛋白质合成。
天冬氨酸是一种酸性氨基酸，它的侧链中含有一个羧基和一个氨基。
它的羧基
可与其他氨基酸的氨基反应，形成肽键，从而连接多个氨基酸分子，构成多肽
或蛋白质。
2. 聚天冬氨酸合成的酶催化反应
聚天冬氨酸合成的关键在于酶的催化作用。
在生物体内，有一种特定的酶被称
为聚天冬氨酸合成酶（Polyaspartate synthase），它能够催化天冬氨酸的聚
合反应。
聚天冬氨酸合成酶能够识别天冬氨酸分子的羧基和氨基，将新的天冬氨酸分子
加入到聚天冬氨酸链的末端，形成新的肽键。
这个过程是一个逐步的反应，每
次只加入一个天冬氨酸分子。
3. 聚天冬氨酸合成的生理功能
聚天冬氨酸在生物体内具有多种生理功能。
首先，它可以作为一种能量储存形式存在。
聚天冬氨酸链可以存储大量的能量，当需要时，可以通过水解反应将其分解成天冬氨酸分子，释放出能量供生物体使用。
此外，聚天冬氨酸还可以作为一种抗氧化剂。
它能够中和自由基，减少氧化反应的损伤。
这对维持细胞内的氧化还原平衡非常重要，有助于维持生物体的正常功能。
4. 聚天冬氨酸合成在工业和医学中的应用
聚天冬氨酸的合成不仅在生物体内发挥重要作用，还有一些工业和医学上的应用。
在工业上，聚天冬氨酸可以用作涂料、水处理剂和纺织品等领域的添加剂。
它具有优异的阻垢和抗腐蚀性能，可以提高产品的质量和性能。
在医学领域，聚天冬氨酸被研究用于药物传递系统。
由于其良好的生物相容性和可降解性，聚天冬氨酸可以作为一种载体，将药物包裹在内部，并在适当的条件下释放出来，实现药物的缓释和靶向输送。
结论
聚天冬氨酸合成是一种生物体内的重要合成反应，通过酶的催化作用，将天冬氨酸分子聚合成聚天冬氨酸链。
聚天冬氨酸在生物体内具有多种生理功能，并在工业和医学中有广泛的应用。
通过深入理解聚天冬氨酸合成的机制和应用，我们可以更好地利用和开发这一重要的生物合成过程。