DL-苯丙氨酸的合成和拆分
酶法拆分技术研究
酶法拆分技术研究作者：刘正威来源：《管理观察》2009年第13期摘要：生物酶法具有转化率及光学纯度高、成本低、反应条件温和、环境污染小等绿色工艺优点，随着生物技术的不断发展，酶法拆分越来越广泛应用于手性药物的制备中。
关键词：酶手性药物拆分法在有机药物合成及天然药物中，有许多具有手性碳或手性中心，因而具有光学异构体。
结构特异性药物是作用于受体、酶、蛋白质、离予通道等作用机制，在结构及电性效应上与这些物质互补，而产生激动或拮抗作用，表现出不同的生理效应。
因此，光学异构体往往在生物活性上具有较大的差异。
但目前临床应用的合成药物约有500多种为外消旋体，而单一对映体的疗效高、副作用低，服用的剂量小，更符合临床应用要求。
近几年手性药的年增长率已经超过20%，2005年全世界上市的新药中约有60%为具有手性的单一对映体药物。
因此，手性药物的开发已非常重要。
手性药物的制备可采用不对称合成方法、生物酶法或经化学合一成方法先制备药物的消旋体，然后再进行拆分而制得。
消旋体药物的拆分有多种方法，传统拆分方法是采用手性拆分剂与不同对映体一形成盐或复合物，根据其在溶剂中的不同溶解性进行分离，或采用物理方法进行诱导析晶分离得到有效的单旋体。
该方法具有拆分效，效率低，光学纯度差，另一单旋体需要消旋化后进行再拆分，操作繁琐，配套设备多、拆分剂及溶剂的消耗量较大，拆分成本较高。
近年来上市的手性药物不断增长，手性药物的制备和拆分技术也有较，大的发展，如液相酶法、固相酶法、不对称转换法、包结法等拆分技术，均较传统的拆分方法拆分效率高，且光学纯度好，拆分成本低，对环境友好。
酶是一种高活性、高特异性和高立体选择性的催化剂，可催化多种化学反应。
由于生物酶有很高的对映体选择性，利用生物酶作催化剂拆分手性药物，具有选择性定向、拆分效率高、光学纯度好的优点，可得到光学纯度很高的单对映体药物，这一方法优越。
酶法拆分有液相酶法和固相酶法两种，液相酶法是经微物发酵产生生物酶，直接利用其酶液进行拆分。
苯丙氨酸衍生物的色谱手性拆分——采用分子印迹聚合物作为色谱固定相
苯 丙 氨 酸 衍 生物 的 色谱 手 性 拆分
采用 分子 印迹 聚 合物 作 为色 谱 固定 相
李 萍 林保平 ， 溶嚣 袁春伟 ， 胡 ，
【 东南大学 生物 医学工程系 吴健雄实验室 ． １ 江苏 南京 ２０ ９ ； ．东南 大学 化学化工系，江苏 南京 ２０ ９ ） １０ ６ ２ １０ ６
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第 ２ 卷 第 ３期 ｌ
２ ０ 年 ５月 ０２
分 析 测 试 学 报 ｆ Ｎ Ｃ Ｓ ［ Ｕ Ｂ Ｏ Ｊｕ ａ ｏｌｓ ＇ Ｘ［ Ｅ Ｈ Ｘ Ｅ Ａ （ｏｒ ｌｆ ｎｔ ｎ ｎ ｖｌ Ｅ ｎ ｍｍｅｔ Ａ ｓ Ｍ ｓ
Ｖ ２ Ｎ ３ ｌ ｏ Ｍａ ２ ０ ０２
近年 来 ， － 手｝ 生物质 的拆 分 越来 越 受到 重视 ，而 国 内 、 掀起 的分 子 印 迹技术 为 手 － 子 的分离 外 ｝ 生分 提供 了一 条 新颖且 有 效 的途径 －］ 分 子印迹 技 术是 将待分 离 、检 测 的物 质为模 板分 子 ，固定在高 ７ 。 交联 度 的聚合 物 中 ，除去模板 分子 后 ， 聚合 物 的网络结 构 中 留下 了记 录模 板分 子 立体构 型 的空穴 ， 在 且空 穴 中可与模 板分 子结 合 的反应 基 团精 确 排列 其 中 ， 高 聚物对 模 板分 子具有 高 度 的特 异 识别 能 使 力 。 本研 究 以苯丙 氨酸 衍生 物 为模板 分子 ， 甲基 丙烯 酸为 功 能单 体 ， 丙烯 酸 丁二 酯 为交 联剂 ， 二 采用 分子 印迹 技术合 成对 其具 有高选 择性 的分子 印迹 聚合物 （ ｏ ｃｌ ｐｉｔｇｐｌ ｅ． Ｐ ， ｍ ｌ ｕａ ｉ ｒ ｉ ｏｙ ｒ ＭＩ） 并制 ｅ ｒｍ ｎｎ ｍ 成手 性 色谱 固定 相 ；研究 了流 动相 极性 、 品浓度及 色谱 柱温 度对 分 离度 的影 响 ， 观 察 Ｍ／ 样 并 Ｐ的微
苯丙氨酸衍生物分子印迹聚合物的制备及手性拆分研究
性物质的化学及物理性质的极其相似， 决定其检测 和分离是化 学 工 作研 究 者 的难 题 。手 性 技 术 工 业 通 常采用 生物 酶拆 分 、 化学 拆 分 等方法 ，但 步骤 复 杂， 且适用 范围窄。近几年来， 分子 印迹技术为手 性 分子 的分离 提供 了一条 新颖 且有 效的途 径 ， 已 并 在 分离提纯 、 疫 分 析 等 领域 ， 示 出广 泛 的应 用 免 显 前景ｌ 。采用分子 印迹技术合成制备手性色谱 ｌ “Ｊ 固定相 ，因为 其 特 异选 择 性 和 产业 化 后 的 价 格低 廉等优点 ， 成为手性物质拆分研究 的热点。 分子印迹技术是 以待分离 、 检测的物质为模板 分子 ， 预定性地制备对其具有高度选择性的功能性 高分 子材料 。其 制 作 步骤 为 ： １以待 拆 分 的单 一 （） 对映体或其 它难分离 、 检测的分子为模 板， 与可聚 合的功能性单体 以共价键 或非共价键形成稳定的 配合物 ；２ 加入交联剂及引发剂 ， （） 合成刚性且 交联度高的聚合物 ；３ 用恰 当的溶剂洗脱除去高 （） 聚物 中的模 板分 子 ， 物 中留 下 了与模 板 分子空 聚合
作者简介 ： 李
一
萍 （９４一） 女 ， １７ ． 研究生
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第 ２ 卷第 ２期 １ ２０ 年 ３月 ０２
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２０ ０ ２—３
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第 ｆ２ ３月 ２ １ ２０卷第 ２期 ｉ 年
分析试验室
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D-氨基酰化酶拆分D,L-苯丙氨酸制备D-苯丙氨酸
氨基 酸和生物资源 ２ ０ ， （ ） ３ ３ ０８３ １ ： ０ ６— ８
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Ｄ一氨基酰化酶拆 分 Ｄ， 苯丙氨 酸制备 Ｄ一 Ｌ一 苯丙氨 酸
闫 博 ， 占锋 朱
Ｄ ＷＳ一 １钠度计 、Ｈ ５ Ｐ Ｓ一３ Ｂ酸 度计 、 Ｓ一 Ａ熔 点 ＷＲ ２
仪 均为 上海精 密科 学仪 器有 限公 司产 品 。
１ ２ 乙酰 一Ｄ． ． Ｌ一苯 丙氨 酸 的 制 备
逐渐增 多 。Ｄ一 基酸 酰化 酶 可 以直 接水 解 乙酰 一 氨 Ｄ一 氨基 酸 而得到 Ｄ一氨 基 酸 ， 水 解 的 乙酰 一Ｌ一 未
件 温和 ， 境友 好 、 环 能耗 低 ， 收率 高等 优点 ， 制备 Ｄ 是
一
这种 方法 工 艺 简 单 、 率 较 高 、 品 光 学 纯 度 收 产 高， 具有 很好 的发 展 前 景 。本 文进 行 了 以 Ｄ， Ｌ一苯 丙氨 酸 为原料 经 Ｄ一氨基 酰化酶 制备 Ｄ一苯丙 氨 酸
定 时取 样 ， 品迅 速煮 沸灭 酶活 ， 样 用纸 层析 法检 测 Ｄ
一
苯丙 氨酸 的含 量 。
叫 Ｎ—Ａ ｙ —Ｄ—ａ ｉｏａｉ ｍ ｄ ｈｄｏ ｓ 的研 究 ｃｌ ｍ ｎ ｃ ａ ｉｏ ｙ ｒ ａｅ） ｄ ｌ
８ ） 自 日本 天野 酶制 品株式 会社 ， 乙酰 一Ｄ， １购 以 Ｌ一
苯 丙氨 酸为 底物 时 的酶 活 为 １０×１ Ｕ ・ ‘。Ｄ， ． ０ ｇ。
Ｌ一苯丙 氨 酸购 自安 徽 恒 锐 新 科 技 有 限公 司 ， ０ １ Ｄ ６ 强 酸性 阳离 子交换 树 脂购 自天津 市 和成科技 有 限公 司， 其它 试剂 均 为市售 分析 纯试 剂 。 ＷＺ Ｚ一２ 自动 指示 旋 光仪 、２ Ｎ分 光光 度 计 、 Ｂ ７２
苯丙氨酸的生产工艺研究
河北科技大学硕士学位论文苯丙氨酸的生产工艺研究姓名：张朝晖申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘守信20100501摘要摘要目前，国内外苯丙氨酸的生产方法主要有生物法和化学法。
其中生物法的缺点是发酵产物浓度低，生产周期长，工艺管理要求严格并且这种方法只适合于合成天然的L-苯丙氨酸。
化学法则存在污染严重，路线长，拆分困难等问题。
D-苯丙氨酸的生产主要是作为制备L-苯丙氨酸的副产物，目前也有报道发酵法生产D-苯丙氨酸的文章出现，但未见规模生产。
鉴于此，我们根据多年的研究提出了一条新的苯丙氨酸生产工艺路线，首先以丙二酸二乙酯和氯化苄为原料，在碱性条件下合成苄基丙二酸二乙酯，再以亚硝酸酯为肟化剂，乙醇钠为碱，对苄基丙二酸二乙酯进行肟化，得到α-苯丙酮肟酸酯。
最后对α-苯丙酮肟酸乙酯进行了还原，得到DL-苯丙氨酸或其衍生物。
产品再经生物拆分即可得到单一构型的苯丙氨酸。
在第一步反应中，我们用超细微复合碳酸盐代替传统的醇钠，进行反应，从而解决了传统方法易生成二取代物及对设备腐蚀严重的问题，并且工艺过程大为简单，收率可达83%以上。
在第二步反应中，肟化和羧酯的脱去一步完成，减少了反应步骤，提高了收率，此外我们通过工艺研究，解决了亚硝酸酯难易工业化的问题，得到了较好的工艺条件，反应温度为0℃，反应时间为9小时，在20升的放大实验中，收率稳定在90%以上。
在最后的还原步骤中，我们首次采用非晶态镍作为催化剂，硼氢化钠为还原剂，催化还原了碳氮双键，得到了混旋的苯丙氨酸，收率在85%以上，并对非晶态镍的催化机理进行了初步的研究。
另外，我们研究了锌/醋酸体系和催化加氢对α-苯丙酮肟酸乙酯的还原方法，收率均可达90%以上。
关键词苯丙氨酸；肟化；硼氢化钠；非晶态镍；催化加氢I河北科技大学硕士学位论文AbstractAt present, there are two major methods to produce L-phenylalanine, one is the biotransformation and the other is chemical method. The former has some disadvantages, such as a lower concentration of the fermentation product, a long time in a cycle-period of product, and more strict requirements for process control; what’s more, this method is only suitable for the sysnthsis of natural L-phenylalanine. As for the chemical method, its disadvantages including serious pollutions, long route and tedious procedure of chemical resolution.The D-phenylalanine is mainly as a by-product of producing L-phenylalanine. Although there are some reports about producing D-phenylalanine by fermentation method, it is no large scale.Here, a new procedure to produce Phenylalanine was developed in large scale. First, diethyl malonate and benzyl chloride as starting materials were used to produce diethyl benzyl malonate under basic condition. Then it reacted with ethyl nitrited to give α-benzene pyruvic acid oximide ethyl in the presence of sodium ethylate. At last, the production above was reduced to give DL-phenylalanine or derivatives of DL-phenylalanine. The optical purity compound L- and D-phenylalanein is obtained by biocatalysts resolution.In the first step, superfine compound carbonate was instead of sodium ethoxide which was used in traditional method. By this way, the problems caused by sodium ethoxide could be solved, such as di-replacement, serious corrosion to the apparatus and danger. More important , a far more simple procedure was got,meanwhile the yield was over 83%. In the second step, the oximation and the leaving of carboxylester were completed in one step that, shorted the procedures and improved yields. In addition, a large scale produced was realized and a better condition was got by optimized the reaction conditions,that the reaction tempreture was 0℃, reacted for 9 hours. The yields were up to 90% in a 20L reactor. At last, the oximes above was reduced by NaBH4/amorphous Ni to give DL-phenylalanine, yield up to 85% and studied the catalysis mechanism of amorphous Ni. What’ more, ethyl N-acetyl-3- phenylalanine（ethyl phenylalanine）was got by reducing α-benzene pyruvic acid oximide ethyl reduced with Zn/acetic acid system or catalytic hydrogenation, and the yields were up to 90%.Key Words phenylalanine；oxime；sodium borohydride；amorphous nickel；catalytic hydrogenationII第1章绪论第1章绪论1.1 引言氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质，是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位，与生物的生命活动有着密切的关系。
L-苯丙氨酸的制备应用及发展
苯丙氨酸的应用及发展刘浩鹏河北化工医药职业技术学院石化30901班18号摘要L-苯丙氨酸是人体必需但自身无法合成的八大氨基酸之一，也是一种重要的医药和食用化学品中间体。
在医药行业主要用于生产氨基酸输液和合成氨基酸类药物；在食品行业主要用于合成甜味剂阿斯巴甜。
其中合成阿斯巴甜是L-苯丙氨酸目前的主要用途，在其消费构成中约占90%。
关键词L-苯丙氨酸应用发展前景第一章L-苯丙氨酸的生产工艺1.1理化性能L一苯丙氨酸(L一Phenyl习a苗ne)又名L一苯基一a一氨基丙酸，为白色结晶粉末。
有苦味。
熔点:283℃(分解)。
在自然界中广泛存在于卵、乳和动物蛋白中，含量5%~6%，植物性蛋白质中约含1%。
L一苯丙氨酸可溶于水，在水中的溶解度为3%，难溶于乙醇、乙醚，在10耐水中的溶解度为51℃:4·49。
100℃:109。
旋光度一34.5(25℃)。
苯丙氨酸有外消旋DL 一型，L型和D型。
其中最重要的是L一苯丙氨酸。
[1]1.2生产工艺[1]~[5]1.2.1提取法此法是使脱脂大豆在盐酸存在下水解，除去酸性氨基酸后，再用树脂吸附苯丙酮酸和酪氨酸，用溶剂将苯丙氮酸溶出，利用溶剂差从氨基酸中分出，此法由于提纯难度大，产物收率不高。
其提取方法很多，主要有锌盐沉淀法、等电点中和法、有机溶剂萃取法、活性炭吸附提取以及离子交换法。
在这些方法中，最为重要的是离子交换法。
离子交换法所用的离子交换树脂为高分子产品，在其分子结构中高分子聚合物骨架十分稳定，可逆交换反应在树脂上可以反复进行，使用寿命长，因此离子交换法是一种目前较为普遍的氨基酸提取方法。
可以选用阳离子型离子交换树脂对体系中的L一苯丙氨酸进行吸附提取。
1.2.2发酵法20世纪60年代日本中山公司用糖质发酵制苯丙氨酸获得成功，并由协合发酵公司实现了工业化生产。
20世纪70年代用糖质发酵的发酵液苯丙氨酸浓度可达42.6%。
用苯丙酮酸为原料，经发酵法制得的工艺是首先用氯化节与co合成苯丙酮酸，再使L一天冬氨酸与苯丙酮酸在固定床反应器内用固定化细胞提取，进行离子交换、提浓得产品，选用的菌株能使L 一苯丙氨酸的转化率不小于90%。
DL-苯丙氨酸的合成和拆分
Ｃｏ”．Ｉｎ ｅｎｄ，Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９８．８％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ７０．３％ｙｉｅｌｄ． Ｄ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ Ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９６％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ６３％ｙｉｅｌｄ．
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ａｃｔｉｖｅ ｓａｌｔ ｗｉｔｈ Ｌ（＋）·ｔａｒｔａｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｍｅｔｈａｎ０１．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｌｔ ｒｅａｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｑｕｅｏｕｓ
ＮａＯＨ，ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ（ｅ．ｅ．２５８．９％）ａｎｄ Ｄ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ
浙江人学倾Ｉ一学位论文
质）的分解，从而抑制羧肽酶（脑啡肽的降解酶）的活性，因而有出色的镇疼作 用№Ｉ。目前市场价格远高于Ｌ．苯丙氨酸。临床实验已表明．它对一批长期用各种 疗法无效的肌肉疼、关节疼、腰腿疼患者疗效显著，并且无副作用，因而具有镇 疼作用，专家们估计它有可能取代阿司匹林ｆ７＿８ｌ。苯丙氨酸结构式如下：
浙江人学坝Ｉ‘学位论殳
课题就是在这一背景下开展的。 单一手性化合物的获得方法有三种：１）手性源合成法：以手性物质为原料合
成其他手性化合物。这种方法是有机化学家最常用的方法。但是由于天然手性物 质的种类有限，要合成多种多样的目的产物会遇到很大困难，而且步骤繁多的合 成路线也使得最终产物成本十分高昂。２）不对称合成法：是在催化剂或酶的作 用下合成得到单一对映体化合物的方法。化学不对称合成和生物不对称合成近 ２０年来取得了长足进展，并且已丌始进入工业化生产。但是化学不对称合成高 旋光收率（如ｅｅ９０％以上）的反应仍然有限，所得产物的旋光纯度对于大多数实际 应用来说仍不够高。生物不对称合成具有很高的对映选择性，反应介质通常为缓 冲水溶液，反应条件温和，但对底物的要求高，反应慢，产物分离因难，因而在 应用上也受到…定的限制。３）＃ｂＮ旋体拆分法：是在手性助剂的作用下，将外消 旋体拆分为纯对映体，这种方法已被广‘泛使用。掘统计，大约有６５％的非天然 手性药物是由外消旋体或中Ｉｔ日Ｊ产物的拆分得到的【３】。
酶法拆分D,L-苯丙氨酸制备D-苯丙氨酸
２０ ０７年第 １ ５卷 第 １ ， ９～ ２ 期 ６ ７
合 成 化 学
Ｃ ｉｅｅＪ ｕｎ ｌｏ ｙ ｔｅｉ ｈ ｍｉ ｒ ｈｎ ｓ ｏ ｒａ ｆ ｎｈ ｔ Ｃ ｅ ｓ ｙ Ｓ ｃ ｔ
Ｖｏ ． ５ ，２ ０７ １１ ０
Ｎｏ １．６ ． ９～７ ２
・
研 究简报 ・
酶 法拆 分 Ｄ，一 丙 氨酸 制 备 Ｄ 苯 丙 氨 酸 Ｌ苯 一
黄冠 华 ，夏仕 文
（ ．中国科学 院 成都有机化学研究所 ， １ 四川 成都 ６０ ４ ； ．中国科学院 研究生 院 ， １０ １ ２ 北京 １０ ３ ） ００ ９
摘要 ： 固定化青霉 素酰化酶 （Ｐ ． ０ 存在下 ， 在 Ｉ Ａ７ ） ５ 通过 Ⅳ－ 乙酰－ Ｌ苯丙氨酸 （ ） 苯 Ｄ，－ ２ 的选择性水解完成 了酶法拆 分 Ｄ，． Ｌ苯丙氨 酸（ ） １ 制备 Ｄ 苯 丙 氨酸 （ ） ． ５ 的过程 。选 择性 水解 的较 适 宜反 应条 件 为 ： ．３ ｇ ２２ ８ ，ｍ（ ）： ２ ｍ
病） 抑制剂 的关键 中间体等。由于 ５是非天然氨 基酸， 前 尚无法通过发酵法生产 ， 目 主要通过拆分
ａ ｙ ａ ｅ；ｅ ｚ ｍｅ ｒ ｓ ｌ ｔｏ ｃ ｌｓ ｎ ｙ ｅｏｕ ｎ ｉ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｌ苯丙氨酸 （ ）ｌ ． ３ Ｅ 又称 ． ｉ 氨基 ． 苯丙氨酸 ， 是人和动物必需的氨基酸。生物体 内不能 自身合 成 ３ 必须从外界摄取。Ｄ 苯丙氨酸（ ） ， ． ５ 能增强人
（ 格 列 那 ） 生 产 原 料 ， ＨＶ 蛋 白酶 （ 滋 钠 的 作 Ｉ 艾
（ Ａ７０ ＝ １ ｐ ． ， ３ Ｉ － ） ６： ， Ｈ７０ 于 ０℃反 应 ５ｈ产物为 Ⅳ苯 乙酰．－ Ｐ ５ ， ． Ｄ苯丙氨 酸（ ） Ｌ苯丙 氨酸（ ， ４和 － ３ 收率 ６ ％ ， ３ 光
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浙江人学坝Ｉ‘学位论殳
课题就是在这一背景下开展的。 单一手性化合物的获得方法有三种：１）手性源合成法：以手性物质为原料合
成其他手性化合物。这种方法是有机化学家最常用的方法。但是由于天然手性物 质的种类有限，要合成多种多样的目的产物会遇到很大困难，而且步骤繁多的合 成路线也使得最终产物成本十分高昂。２）不对称合成法：是在催化剂或酶的作 用下合成得到单一对映体化合物的方法。化学不对称合成和生物不对称合成近 ２０年来取得了长足进展，并且已丌始进入工业化生产。但是化学不对称合成高 旋光收率（如ｅｅ９０％以上）的反应仍然有限，所得产物的旋光纯度对于大多数实际 应用来说仍不够高。生物不对称合成具有很高的对映选择性，反应介质通常为缓 冲水溶液，反应条件温和，但对底物的要求高，反应慢，产物分离因难，因而在 应用上也受到…定的限制。３）＃ｂＮ旋体拆分法：是在手性助剂的作用下，将外消 旋体拆分为纯对映体，这种方法已被广‘泛使用。掘统计，大约有６５％的非天然 手性药物是由外消旋体或中Ｉｔ日Ｊ产物的拆分得到的【３】。
ＣＨ２ＣＨＣＯＯＨ
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英文名：ｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ，缩写为Ｐｈｅ 分子式：ＣｇＨｌｌＮ０２ 分子量：１６５ １９
苯丙氨酸为无色至白色片状晶体或结晶性粉末。有特殊气味和苦味。约在 ２７１—２７３℃熔化并分解。Ｌ－苯丙氨酸和Ｄ－苯丙氨酸的熔点为２８３—２８４℃（分解）。 １０％水溶液的ｐＨ值为５．４－６．０。在受热、光照、空气中稳定。与葡萄糖一起加热 则着色。碱性下不稳定。溶于水（３９／１００ｍｌ，２５＂Ｃ）。难溶于乙醇、稀无机酸和 碱性溶液。Ｌ－苯丙氨酸的旋光度为－３５。（Ｃ＝２，水），Ｄ一苯丙氨酸的旋光度为
ａｃｔｉｖｅ ｓａｌｔ ｗｉｔｈ Ｌ（＋）·ｔａｒｔａｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｍｅｔｈａｎ０１．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｌｔ ｒｅａｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｑｕｅｏｕｓ
ＮａＯＨ，ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ（ｅ．ｅ．２５８．９％）ａｎｄ Ｄ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ
本文以苯丙氨酸为研究对象，先采用化学合成法合成苯丙氨酸，然后再对 其进行手性拆分，得到旋光纯态的Ｌ一苯丙氨酸和Ｄ．苯丙氨酸。
化学合成法以甘氢酸为起始原料，在氯化亚砜作用下与乙醇酯化反应生成 甘氨酸乙酯，再与苯甲醛作川生成Ｓｃｈｉｆｆ碱一苯亚甲氨基乙酸乙酯。然后，利用 ｎ．亚甲基的氢原子的活泼性，使之在相转移催化剂的作用下，分别与溴化苄或 氯化苄进行烷基化反应。最后，在浓盐酸的作用下水解得到ＤＬ．苯丙氨酸。以氯 化苄为反应原料时单程总收率可达５２．３％。
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质）的分解，从而抑制羧肽酶（脑啡肽的降解酶）的活性，因而有出色的镇疼作 用№Ｉ。目前市场价格远高于Ｌ．苯丙氨酸。临床实验已表明．它对一批长期用各种 疗法无效的肌肉疼、关节疼、腰腿疼患者疗效显著，并且无副作用，因而具有镇 疼作用，专家们估计它有可能取代阿司匹林ｆ７＿８ｌ。苯丙氨酸结构式如下：
酶促拆分法利用氨基酰化酶能立体专一的水解氨基酸的特点，选择性地水解 Ｎ－乙酰－Ｌ－氨基酸得到Ｌ．苯丙氨酸，经分离后再水解Ｎ．乙酰．Ｄ．苯丙氨酸得到Ｄ． 苯丙氨酸。研究中分别考察了ｐＨ值、温度、酶用量、底物和钻离子浓度对反应 的影响。在最优化条件下得到％ｅ．ｅ．＝９８．８％的Ｌ．苯丙氨酸，收率７０．３％：％ ｅ．ｅ．＝９６％ｆ１７，ｊ Ｄ一苯丙氨酸，收率６３％。
１．２．１发酵法
发酵法培养基有糖质的和非糖质的两种。由于使用的菌种及原料不同，最 终发酵液中Ｐｈｅ的含量相差很大。要想获得苯丙氨酸的高收率，主要需选择高产 菌株及合理调节代谢过程。发酵结果表明，在筛选过的菌种中，产氨黄杆菌 ＡＴ３９４０的糖质发酵最好，Ｌ－Ｐｈｅ含量可达４２．６９／Ｌ。发酵法因原科便宜，可以
浙江大学 硕士学位论文 DL-苯丙氨酸的合成和拆分 姓名：俞一军 申请学位级别：硕士 专业：化学工艺 指导教师：许文松
2002.3.1
浙江大学颂上学位论文
摘
要ｉ野
Ｙ≤２３５９ ０
苯丙氨酸又称ａ．氨基．０．苯丙酸，其种类有外消旋ＤＬ．型、Ｌ．型、Ｄ－型。 Ｌ．苯丙氨酸是人和动物必需的氨基酸之一，还是合成抗病毒和抗癌药物及新型甜 味剂的原料，Ｄ．苯丙氨酸能增强人体的免疫功能，具有出色的镇疼作用。
Ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｍｉｎｏａｃｙｌａｓｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ａｎｄ
Ｔｈｅ ｒａｃｅｍｉｃ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ ｏｆ Ｌ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐＨ ｖａｌｕｅ）ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｃｅｍｉｃ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｆｒｏｍ
ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｔｈｅｏｒｙ．
／本文考察了两种拆分方法：手性试剂拆分法和酶促拆分法。手性试剂拆分法
是选择某种手性试剂，如Ｌ（＋）－酒石酸，将其与苯丙氨酸乙酯在甲醇中成盐， 得到（一）－苯丙氨酸－（＋）．酒石酸沉淀和溶于甲醇的（＋）．苯丙氨酸．（＋） 一滔石酸，两者经分离后在碱性条件下水解除去Ｌ（＋）．酒石酸，可得到％ｅ．ｅ’ ＝７０％的Ｄ－苯丙氨酸，收率４１．２％，％ｅ．ｅ．＝５８．９％的Ｌ．苯丙氨酸，收率３３．９％。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ
ａｒｎｉｎｏａｃｙｌａｓｅ ｒａｃｅｍｉｃ
ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃａｔａｌｙｓｔ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ
２塑望查堂ຫໍສະໝຸດ ：！：兰竺堡兰一——第一章文献综述
１．１概述
手性异构体（对映体）的存在是自然界的一种普遍现象，生命界中普遍存 在的糖为Ｄ型，氨基酸为Ｌ型，蛋白质和ＤＮＡ的螺旋构象又都是右旋的。在医 药化学领域中这一点尤为突出，已知药物中约有３０％－－４０％是手性的…。分子 结构互为镜像但不能重合的两个化合物称为对映体，由相等数目的对映体分子组 成外消旋体。对映体的分子式完全相同，物理和化学性质大都相同，只是原子或 原子团在空间的取向不同，它们彼此不能重合的性质称为手性。手性药物（ｃｈｉｒａｌ ｄｒｕｇ）是指有药理活性作用的对映纯化合物。生命体内许多内源性化合物，包括 可与药物发生药动学和药效学相互作用的天然大分子都具有手性，不同手性的药 物作用于生物体时，它们所起的作用是不同的，在活性、代谢过程及毒性等方面 往往存在着显著差异。最著名的例子是“反应停”（酞胺哌啶酮，ｔｈａｌｉｄｏｍｉｄｅ）， 此药在５０年代作为镇静剂用于消除孕妇早期妊娠反应，但不久就发现服用此药 的孕妇生出的婴儿出现畸形，经研究发现其右旋物具有镇静作用而左旋物具有致 畸作用。再如抗哮喘药“沙丁胺醇”中的有效成分光学纯化合物“左沙丁胺醇” 的使用剂量仅为原来的２５％。这样看来，化学合成药生产中采用“手性合成” 技术生产的单一异构体不仅可以消除或减轻原有消旋体药物的副作用。还能降低 使用剂量，提高疗效。１９９２年美国食品药品管理局（ＦＤＡ）规定，今后凡研制 具有不对称中心的药物，必须给出手性拆分的结果，欧共体也采取了相应的措施。 故开发手性合成技术生产光学纯药已成为国际制药工业的共识。
氨基酸广泛应用于营养食品、饲料添加剂、医药等领域，通过化学合成法 得到的是外消旋混合物，以往人们认为生命物质只存在Ｌ一氨基酸（ＬＡ），并将 ＬＡ冠以“天然”，而Ｄ一氨基酸（ＤＡ）就成了“非天然”，然而随着分析方法的 发展，人们相继地在海洋动物、陆生动物、种子植物和人体中发现了各种ＤＡ［４１， 从而意ｔ｝｛到ＤＡ与ＬＡ一样，作为医药、农药和食品的重要组成起着重要作用， 所以氨基酸的光学拆分一直受到人们的关注。
Ｃｏ”．Ｉｎ ｅｎｄ，Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９８．８％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ７０．３％ｙｉｅｌｄ． Ｄ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ Ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９６％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ６３％ｙｉｅｌｄ．
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＋３５。（Ｃ＝２，水）。［９１
１．２苯丙氨酸合成路线论述
自１８７９年Ｓｃｈｏｌｚｅ和Ｂａｒｈｉｅｒｉ首先发现并从羽扇豆中分离得到苯丙氨酸后， 苯丙氨酸的制备方法不断得到改进。Ｌ．苯丙氨酸可由发酵法、酶法、化学合成法 得到。ＤＬ－苯丙氨酸只能经化学合成法得到，经旋光分离得到Ｌ．苯丙氨酸和Ｄ． 苯丙氨酸。而利用不对称合成可直接制备出光学纯的Ｌ．Ｐｈｅ和Ｄ．Ｐｈｅ。
本文还考察了Ｌ－苯丙氨酸在不同ｐＨ和温度下旋光度的变化，发现只有在温
度和碱性强度都较高的情况下，Ｌ一苯丙氨酸消旋化程度才比较高。 、——、；／，
捌关键司词：：苯苯丙丙氨藏酸相、相转转移移催催化化、根蹴涮、坼氨分基、酰氨基化酰酶化、酶、消消旋旋化化
浙江大学坝』：学位论文
ＡＢ ＳＴＲＡＣＴ
Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ，ａ—ａｍｉｎｏ一０·ｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐｉｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｉｎｃｌｕｄｅ ＤＬ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ， Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ，Ｄ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ，ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ．Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｎｅｗ ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｗｅｅｔｅｎｅｒ．Ｄ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｈａｓ ａｎａｌｇｅｓｉｃ
＾“Ｖｒ西－
ｇｌｙｃｉｎｅ．Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌ ｓｔｅｐｓ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｌｄｉｍｉｎａｔｉｏｎ，ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｙｉｅｌｄ ｈａｓ ｒｅａｃｈｅｄ ５２．３％．
Ａ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ＤＬ—ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｖｉａ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ