在过去的一个多世纪时间里,氨基酸的生产制备方法一直都是研究热点之一.目前,L-苯丙氨酸的生产方法的研究已经比较成熟,主要有直接发酵法,酶法及化学合成法.但是D-苯丙氨酸属于非天然氨基酸很难从天然产物中获得,也无法通过直接发酵的方式制备,而化学合成生产工艺复杂,对设备要求很高很难大规模生产.随着D-苯丙氨酸在轻工业,医药,农药,食品等领域的应用的不断拓展,市场需求量也将随之不断地增加,所以寻找工艺简单,原料廉价易得的D-苯丙氨酸的制备方法成为化学工作者研究的方向之一.目前制备D-苯丙氨酸的方法归纳起来主要有拆分法,生物法以及不对称化学合成法,其中不对称法合成特别是不对称催化氢化法已经显示出广阔的前景.
1)拆分法
外消旋苯丙氨酸是由L-苯丙氨酸和D-苯丙氨酸等量混合的化合物,它们物理化学性质基本相同,只是彼此旋光性相反.因此,用一般的物理方法难以把外消旋体分离成单一构型的苯丙氨酸,必须用特殊的方法分离.以3,5-二硝基苯甲酰基取代的β-环糊精为固定相,采用手性薄层色谱法对D,L-氨基酸拆分,实验发现由于苯环结构的存在苯丙氨酸与手性固定相作用强烈,使外消旋苯丙氨酸出现不同的物理特性,因此获得比较好的拆分效果.但该方法使用的拆分剂价格较高,消耗大,拆分效率不高,因此难以备大规模生产使用.将青霉素酰化酶固定化,然后对外消旋苯丙氨酸衍生物N-苯乙酰-D,L-苯丙氨酸进行拆分得到粗品N-苯乙酰-D-苯丙氨酸,经水解脱去保护基,再利用阳离子树脂交换脱盐处理得到D-苯丙氨酸,光学纯度91.4%,产率67%.该法同样存在效率低,能耗大,产率低,产物光学纯度低等不足之处.也有相关文献报道,用化学试剂二氧杂磷杂环己烷类化合物拆分外消旋苯丙氨酸,但是拆分率不足36%.
2)生物法
生物法由于反应条件相对温和,有高度的立体选择性等特点一直在氨基酸生产领域受到广泛关注和高度重视.也有许多文献报道利用生物法生产D-苯丙氨酸的研究.从两种特殊细菌中诱导产生D构型氨基酸酰化酶,利用这种酶可将N-乙酰-D-苯丙氨酸转化为D-苯丙氨酸,最高产率可达83.1%,所得产物的光学纯度等未见报道.此法虽然可行但是仅限于实验室研究,还不具备工业生产条件.据相关报道日本中原生化公司通过基因工程手段将D-海因酶和N-氨甲酰氨基因重组到大肠杆菌中并成功表达,并提取粗酶进行固定化来生产D-苯丙氨酸,取得了不错的实验效果.目前日本中原生化等公司通过基因工程的方法又进行了菌种的改良,但是在D-苯丙氨酸生产上依然存在底物浓度低,转化时间长,转化率不高等缺点.
3)不对称合成法
不对称合成泛指利用特殊的化学试剂,溶剂,催化剂或物理因素等将潜手性单元转化成手性单元,从而产生不等量的立体异构产物的一类反应.不对称合成反应在近年来发展十分迅速,成果显著,成为有机化学中研究最活跃的领域之一,利用这一方法合成苯丙氨酸的报道也有许多.1988年报道了以D-樟脑与甘氨酸持丁醋缩合的D-樟脑酮亚胺为手性合成子,通过不对称合成的方法,对映选择合成了D-苯丙氨酸,产物光学纯度和ee值达95%,产率达到92.7%.但是此法反应条件要求较苛刻,能耗高,成本较高,只适合实验室小量合成研究.另一种有效的不对称合成α-氨基酸的方法是利用铑催化串联的1,4-加成质子化(Michael型的加成反应)催化α,β-脱氢氨基酸.利用有机金属试剂在铑催化剂和手性膦配体存在条件下对酰氨基丙烯酸酯进行反应,得到相应的α-手性氨基酸衍生物.苯丙氨酸衍生物的ee值为89.5%且为L构型.该方法操作简单,但是反应使用过多的铑催化剂和手性膦配体,成本过高且产物光学纯度不高,还只停留在实验室研究阶段,未见生产报道使用该法.
产品链接: CAS No. 673-06-3››联系我们可以获取更多内容.
如有产品相关项目调研或推广服务, 请致函联系我们