N-乙酰-L-缬氨酸的合成是生物有机化学研究中的一个经典问题。随着对该化合物需求的不断增加,开发高效、经济的合成方法显得尤为重要。
简介:
L-缬氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸之一,属于支链氨基酸,也是人体必需的8种氨基酸和生糖氨基酸,与异亮氨酸和亮氨酸一起作用可以促进身体正常生长,修复组织,调节血糖,并提供机体所需要的能量。N-乙酰-L-缬氨酸是重要的精细有机化工中间体,广泛应用于医药、农药和化学工业等多个领域。氨基酸通常具有一个α-NH2基团,可与不同的乙酰化试剂发生反应。常用的乙酰化试剂包括乙酸、乙酰氯和乙酸酐。使用乙酸进行乙酰化时,需要在高温条件下进行反应,这可能导致氨基酸发生消旋现象;而乙酰氯的反应活性过高,容易发生水解,因此不适合在水溶液中使用。因此最常用的乙酰化试剂是乙酸酐,在微碱性的水溶液中与氨基酸反应生成乙酰氨基酸。
合成:
姚小平等人报道了以 L-缬氨酸为原料,乙酸酐为乙酰化试剂制备 N-乙酰-L-缬氨酸的工艺。工艺条件为:100 gL-缬氨酸,500 mL 水,90 mL 乙酸酐,温度 35 ℃ ,pH 8.0,反应时间 2 h。 随后用 37%浓盐酸中和至 pH 1.5,旋转蒸发,冷却结晶 12 h,得N-乙酰-L-色氨酸产品。母液浓缩回收利用。产品总收率为 122%。具体如下:
(1)L-缬氨酸的乙酰化
将250毫升的三口瓶放置于磁力搅拌恒温水浴锅中,加入10克L-缬氨酸和100毫升水。用pH计监测瓶中溶液的pH值,并调节水浴锅至设定温度。逐滴加入30%氢氧化钠溶液,调整pH至目标值。当pH稳定后,开始加入规定量的乙酸酐,同时继续滴加30%氢氧化钠以保持pH不变。整个乙酸酐的加入过程持续2小时,乙酸酐加入完毕后,再继续反应0.5小时。
(2)中和结晶
使用37%浓盐酸中和溶液至pH值为1.5。然后,采用旋转蒸发浓缩至70毫升,接着降温并搅拌以促使结晶。静置12小时后,进行抽滤,并用水清洗三次。最终,将滤饼在80℃下烘干,得到高纯度的N-乙酰-L-缬氨酸。母液则另行处理。
(3)回收母液中N-乙酰-L-缬氨酸
母液与洗水合并,旋转蒸发至出现结晶,缓缓降温,搅拌结晶,12h后抽滤,得N-乙酰-L-缬氨酸粗品,可用于下一批乙酰化时配料。
参考:
[1]姚小平,刘勋,王艳领.N-乙酰-L-缬氨酸的合成与分析[J].现代盐化工,2023,50(06):21-24+45.DOI:10.19465/j.cnki.2095-9710.2023.06.001.
N-乙酰-DL-丙氨酸是DL-丙氨酸的乙酰化产物,可广泛应用于医药、农药、化学工业等领域。本文将介绍两种制备N-乙酰-DL-丙氨酸的方法。
目前氨基酸的乙酰化技术主要采用碱法酰化。具体方法是将氨基酸溶解于氢氧化钠水溶液中,然后在一定的温度下加入乙酸酐,待酰化反应结束后将反应液进行浓缩,最后低温结晶得到产品。
另一种制备高纯度N-乙酰-DL-丙氨酸的方法是以N-乙酰-D-丙氨酸水溶液为原料,用碳酸钠调节pH值后,在真空下进行浓缩,析出白色固体。然后加入N-乙酰-D-丙氨酸的8倍质量的丙酸成混合液,加入N-乙酰-D-丙氨酸质量的1%的水杨醛,搅拌溶解,保温反应至消旋完毕。最后在真空下浓缩回收有机酸,加入N-乙酰-D-丙氨酸3倍质量的水,搅拌溶解后调节pH值,冷却降温,析出结晶,干燥后即可得到N-乙酰-DL-丙氨酸。
[1] [中国发明] CN200910228846.X N―乙酰氨基酸的制备方法
[2] CN200910228844.0高纯度N-乙酰-DL-氨基酸的制备方法
生物体感知体内各个基本营养物质的浓度一直备受关注,但很少有人研究氨基酸在生物体内的浓度感知机制。本文探讨了氨基酸浓度感知通路,并发现tRNA合成酶在其中起到重要作用。
之前的研究发现亮氨酸tRNA合成酶和谷氨酰胺tRNA合成酶分别激活mTORC1信号通路和细胞凋亡相关信号通路,但真正调节这两个通路的是亮氨酸和谷胺酰肽。这表明tRNA合成酶与氨基酸的调节有关。本课题组对此进行了研究,发现当细胞内某种氨基酸水平升高时,它会与对应的tRNA合成酶结合,生成活性中间体氨酰AMP。这种结合促进了氨基酸的tRNA合成酶与特定胞内蛋白质的相互作用,并将活性中间体修饰到与其相互作用的蛋白质的赖氨酸上。这种氨基酸修饰改变了蛋白质的性质,从而将氨基酸丰富程度的信息传递给细胞信号网络。
进一步研究发现,这种独特的氨基酸修饰受到去乙酰化酶的调节,证明它是一种可逆的蛋白质修饰。此外,这种氨基酸修饰的修饰率随着底物氨基酸浓度的提升而增加,进一步证实了它是一种有效感知氨基酸浓度的翻译后修饰。
1-(1-萘基)乙胺有两种构型,即(S)-(-)-1-(1-萘基)乙胺和(R)-1-(1-萘基)乙胺。其中(S)-(-)-1-(1-萘基)乙胺是拆分氨基酸乙酰化衍生物的高效拆分剂,而(R)-1-(1-萘基)乙胺不仅可以作为拆分剂,还是重要的医药中间体。
目前制备光学纯1-(1-萘基)乙胺的方法主要包括以下几类:(1)不对称合成;(2)化学拆分法;(3)生物拆分法。
固定化酶法拆分制备光学纯1-(1-萘基)乙胺的方法具有以下步骤:
①在5mL的正己烷溶剂中,加入5mg实例1制得的的交联酶聚集体、171.2mg的1-(1-萘基)乙胺消旋体(1.0mmol,以下简称为消旋体),将反应体系升温到40℃,在1.5h内向反应体系中加入5mL含有86mg乙酸乙烯酯(1.0mmol)的正己烷溶剂,滴完后在40℃的温度下再反应0.5h,得到(R)-1-(1-萘基)乙胺酯化物与(S)-(-)-1-(1-萘基)乙胺的混合物。
②将交联酶聚集体过滤分离后,减压蒸馏,得到浅黄色油状物。以石油醚和异丙醇(1∶1)为流动相,柱层析分离油状物,分别得到(R)1-(1-萘基)乙胺酯化物和83.0mg的(S)-(-)-1-(1-萘基)乙胺,收率为48.5%,e.e.值(对映体过量值)为99%。
[1][中国发明] CN201510068884.9 固定化酶法拆分制备光学纯1-(1-萘基)乙胺的方法