L-4-硝基苯丙氨酸的合成研究

L-4-硝基苯丙氨酸为合成众多药物的中间体.采用釜式反应器,以混酸(浓硫酸与浓硝酸)为硝化试剂对L-苯丙氨酸进行硝化反应,制备得到了目标产物.在浓硫酸与浓硝酸的体积比为2:1,反应温度为0℃,反应时间为3 h的工艺条件下,该法制备L-4-硝基苯丙氨酸的收率达到65.2%.该法在反应过程中得到的副产物,经~1H-NMR和~(13)C-NMR鉴定了其结构,证明其为两分子间的缩合产物,据此推测了反应可能的机理.为了减少分子间的缩合反应,采用管式反应器对苯丙氨酸的硝化反应进行探索,并用正交实验法对反应条件进行了优化,结果表明,反应温度为50℃,反应时间为5 min,混酸中浓硫酸与浓硝酸体积比为2:1,收率可达80.9%.与釜式反应相比,管式反应器能够有效避免分子间缩合的副反应,并能加快反应速率,提高反应效率.     

DL-苯丙氨酸的酶法拆分研究

利用氨基酰化酶能立体专一地水解氨基酰化物的特点,选择性地水解N-乙酰-L-苯丙氨酸得到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、底物浓度和钴离子对反应的影响。在优选条件下(底物浓度为0.1mol·L-1,pH7.0,温度37℃,酶用量为w(酶)/w(底物)=1∶41.4,加入浓度为1×10-3mol/L的Co2+,将N-乙酰-D-苯丙氨酸用有机溶剂结晶和盐酸水解10h)得到光学纯度OP=98.8%的L-苯丙氨酸,收率70.3%;OP=96%的D-苯丙氨酸,收率63%。     

L-苯丙氨酸酶法制备中的动力学研究

为研究酶法生产L-苯丙氨酸工艺中影响收率的主要因素,提高L-苯丙氨酸的收率,对该反应过程的动力学进行了研究。研究中采用实验检测和动力学模拟的方法获取了转化反应中的主要动力学参数。研究这些参数和L-苯丙氨酸收率间的关系发现,达到L-苯丙氨酸最大收率的前提条件是草酰乙酸的浓度趋近于0。在此前提条件下,将苯丙酮酸的浓度选在0.10~0.15 mol/L,提高体系中酶活性,降低苯丙酮酸的降解常数,可以提高体系中L-苯丙氨酸的收率。以此规律为指导,构建了合适的基因工程菌,其转氨酶活性提高4.6倍,苯丙酮酸的降解常数降低到0.0158 h-1,选择c(苯丙酮酸)=0.137 mol/L充N2的条件下进行反应,其L-苯丙氨酸收率提高到90.2%。     

海因法合成DL-苯丙氨酸

对DL-苯丙氨酸合成方法进行改进。以水为溶剂,乙醇胺为催化剂,将苯甲醛与海因经Knoevenagel缩合反应制得亚苄基海因,收率为90.1%;m(亚苄基海因)∶m(反应体系总质量)=10∶1,在V(3 mol/LNaOH水溶液)∶V(甲醇)=1∶1,反应温度25℃下,以m(亚苄基海因)∶m(雷尼镍)=10∶1为催化剂,氢气压力200 kPa,反应20 h,获得苄基海因,收率为90.6%;经碱水解后得到DL-苯丙氨酸,收率为85.0%;三步反应总收率为69.4%。雷尼镍催化剂回收后,重复使用3次,反应收率无明显下降。     

DL-苯丙氨酸合成工艺改进

对DL-苯丙氨酸合成方法进行改进.以水为溶剂,乙醇胺为催化剂,将苯甲醛与海因经Knoevenagel缩合反应制得亚苄基海因,收率为90.1%;m(亚苄基海因):m(反应体系总质量)=10:1,在V(3moL/L NaOH水溶液):V(甲醇)=1:1,反应温度25℃下,以m(亚苄基海因):m(雷尼镍):10:1为催化剂,氢气压力为200kPa,反应20h,获得苄基海因,收率为90.6%;经碱水解后得到DL-苯丙氨酸,收率为85.0%;三步反应总收率为69.4%.雷尼镍催化剂回收后,重复使用3次,反应收率无明显下降.     

微波促L-苯丙氨酸消旋反应研究

介绍了微波促L-苯丙氨酸消旋反应是一种新的可适合于工业化的生产方法，具有对环境友好的优点。使用微波作为热源不仅可加速反应和节约能源，也可提高反应的收率和产品的纯度。本方法确定了在微波辐射下，以1．0mol／L氢氧化钠水溶液替代低级脂肪酸作为反应溶剂，用物质的量比为0．10的水杨醛为催化剂，L-苯丙氨酸可以快速消旋；在此务件下，消旋反应随微波辐射功率的提高而加快，在66％输出功率下反应已接近最大反应速率。从实验中得出微波促L-苯丙氨酸消旋的反应是一级不可逆反应。考察了此消旋反应的影响因素，同时讨论了微波作用下L-苯丙氨酸的消旋反应机理。     

L-苯丙氨醇的制备

以L-苯丙氨酸为原料，经甲酯化后用硼氢化钠作还原剂，在加入氯化锂的条件下还原得到L-苯丙氨醇。还原反应的最佳条件为NaBH4和L-苯丙氨酸甲酯的物质的量比2：1，20℃反应4h，收率达到81％。     

从酶转化液中分离提取L-苯丙氨酸的工艺研究

利用JK006阳离子交换树脂从酶转化液中分离提取L-苯丙氨酸,对吸附、除杂、洗脱再生等工艺进行研究。吸附损失率几乎为零,对L-苯丙氨酸的吸附量达到97.5g.kg-1湿树脂,L-苯丙氨酸洗脱收率达到94.5%,洗脱液浓度达到28~30g.L-,并对洗脱尾流和再生洗涤水进行了再利用,降低了成本,减少了污染。     

两相体系中胰酶拆分DL-苯丙氨酸

将ＤＬ－苯丙氨酸与甲醇酯化得ＤＬ－苯丙氨酸甲酯盐酸盐，在甲苯／水两相体系中用碳酸氢钠中和ＤＬ－苯丙氨酸甲酯盐酸盐得游离ＤＬ－苯丙氨酸甲酯，在甲苯／水两相体系中用胰酶拆分ＤＬ－苯丙氨酸甲酯得到Ｌ－苯丙氨酸和Ｄ－苯丙氨酸甲酯，取得了各步反应的最优条件，并将Ｄ－苯丙氨酸甲酯外消旋得到ＤＬ－苯丙氨酸甲酯继续用于拆分。拆分摩尔收率为６１．４％，所得Ｌ－苯丙氨酸粗品纯度为９２．２％，重结晶后为９８．６％，［α］２５Ｄ＝－３０．５°     

羟亚胺苯丙酸乙酯的还原研究

对羟亚胺苯丙酸乙酯换还原制备苯丙氨酸进行了研究,考察了催化剂、温度、溶剂、还原剂用量对该反应性能的影响,研究结果为:向体系中加入少量的纳非晶态镍,可以高效率地完成还原,收率>85%,以甲醇-水为溶剂时收率较优。