D-色氨酸合成工艺的研究

作     者：刘蕗 

作者单位：广东工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谭竹钧;孙建民

授予年度：2016年

学科分类：081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：合成 N-乙酰-DL-色氨酸 DL-色氨酸 拆分 D-色氨酸 

摘      要：D-色氨酸可以作为饲料添加剂和非营养性甜味剂,它还是一种有低过敏性和抗药性的优点的非蛋白活性的氨基酸,所以在饲料行业和医药行业都有很大的市场和应用价值。D-色氨酸的拆分和合成国外很早有报道,国内对其拆分和合成的研究不是很多,所以,研究出一条更经济和高效的制备D-色氨酸路线是非常有价值的。本文以吲哚为起始原料,依次合成了芦竹碱、乙酰氨基丙二酸二乙酯、3-吲哚甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯、N-乙酰-DL色氨酸、DL-色氨酸,最后对DL-色氨酸拆分得到最终产物D-色氨酸,并对各个反应进行优化设计以便得到更优的反应参数。合成芦竹碱的最佳工艺条件为：n(吲哚)：n(多聚甲醛)：n(二甲胺水溶液)：n(冰醋酸)=1.0：1.2：1.1：2.5时,在55℃反应3h得到的芦竹碱产率最高为98.0%。合成肟基丙二酸二乙酯(DEOM)的最佳工艺为：n(丙二酸二乙酯)：n(NaNO2):n(水)：n(冰醋酸)=1.0：1.25：0.3：1.75时,40℃反应6h得到的DEOM产率最高,是92.3%。合成乙酰氨基丙二酸二乙酯(DEAM)的最佳工艺是:n (DEOM):n (冰醋酸)：n(乙酸酐)：n(锌粉)=1.0：3.0：3.0：2.8,在65℃反应4h得到的乙酰氨基丙二酸二乙酯产率最高为86.6%。合成3-吲哚甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯的最佳工艺为：n(芦竹碱)：n(乙酰氨基丙二酸二乙酯)：n(氢氧化钾)=1.0：1.2：0.2在溶剂甲苯中100℃反应8h产率最高是93.7%。合成N-乙酰-DL色氨酸的最佳工艺为：3-吲哚甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯在乙醇溶剂中,用4%(W/W)的甲醇钠溶液在78℃水解6h得到的产率最高是87.5%。合成DL-色氨酸的最佳工艺条件为：在100℃时,用10%(W/W)的氢氧化钾溶液中水解8h,得到的产率最高,是96.5%。拆分DL-色氨酸的最佳工艺条件为：n(DL-色氨酸)：n(D-樟脑磺酸)=l：1时,在70%(V/V)的甲醇水溶液中,常温水解5h,产物的产率为70.4%,光学纯度98.4%。水解D-色氨酸-D-樟脑磺酸的最佳工艺为：在水中用1mol/L的三乙胺中和D-色氨酸-D-樟脑磺酸至PH到5.9,再室温搅拌反应7h,产物产率为87.2%,光学纯度为97.4%。