5-氨基戊酸盐酸盐的应用

背景及概述^[1][2]

尼龙是一种非常重要的工程材料，其单体聚酰胺多由石油化学法生产。因此，生物衍生化学品作为环境友好型材料有巨大的潜能去替代化石原料。5-氨基戊酸盐酸盐作为一种生物衍生化学品可用于合成尼龙5的戊内酰胺。除此之外，5-氨基戊酸作为一种C5平台化合物还可用于合成戊二酸、戊二醇、5-戊酸等。目前已报道的5-氨基戊酸的生物合成途径主要有三种：酶催化途径，全细胞催化途径和发酵途径。

通过酶催化途径得到的5-氨基戊酸转化液为pH7.8的NH4HCO3溶液，转化液中还含有少量的底物赖氨酸和产物5-氨基戊酸；用全细胞催化的方法得到的5-氨基戊酸转化液中含有大约14g/L的磷酸盐缓冲溶液，大约2g/L的硫酸盐，剩余少量的赖氨酸和葡萄糖；由发酵法得到的5-氨基戊酸发酵液中含有大约10g/L的磷酸盐，大约16g/L的硫酸盐，少量剩余的葡萄糖和赖氨酸；利用分离γ-氨基丁酸的方法，通过离子交换树脂分离5-氨基戊酸，其方法要经过絮凝过滤除菌体，大孔吸附树脂脱色，最后通过离子交换树脂分离5-氨基戊酸。

其给出的方法较模糊，而且没有给出回收率和纯度等数据。但是，不管由何种途径得到的5-氨基戊酸转化液中都含有大量的盐离子，离子交换树脂会吸附盐离子，这极大地降低离子交换树脂对目标产物的吸附，并影响目标产物的纯度。

结构

制备^[1-3]

方法1：一种利用大孔吸附树脂分离纯化5-氨基戊酸的方法，包括如下步骤：

1）将5-氨基戊酸转化液通过预处理好的大孔吸附树脂柱进行吸附；

2）达到吸附平衡后，用纯水洗脱大孔吸附树脂柱，直到没有物质洗脱下来后，换用盐酸进行洗脱；

3）将步骤2）中纯水洗脱液进行减压浓缩后再经乙醇重结晶，得到5-氨基戊酸；将盐酸洗脱液进行减压浓缩得到5-氨基戊酸盐酸盐酸和L-赖氨酸盐酸盐的混合物。

方法2：5-氨基戊酸的生产方法是以1，5-戊二胺为底物，通过氨基转移酶和γ-氨基丁醛脱氢酶将所述1，5-戊二胺转化为5-氨基戊酸。所述氨基转移酶的氨基酸序列为如下1)或2)的蛋白质：

1)由序列表中序列13所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

2)将序列表中序列13所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由1)衍生的蛋白质；

所述γ-氨基丁醛脱氢酶的氨基酸序列为如下3)或4)的蛋白质：

3)由序列表中序列14所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

4)将序列表中序列14所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由3)衍生的蛋白质。上述方法中，所述5-氨基戊酸的生产方法为将1，5-戊二胺、氨基转移酶、γ-氨基丁醛脱氢酶、磷酸吡哆醛、α-酮戊二酸、NAD+和缓冲液混匀，得到反应体系，反应，得到5-氨基戊酸。

方法3：一种利用L-赖氨酸2-单加氧酶和δ-戊酰胺水解酶催化制备5-氨基戊酸的方法，是对含L-赖氨酸2-单加氧酶DavB和δ-戊酰胺水解酶DavA的工程菌细胞悬液中蛋白进行分离纯化，分别得到L-赖氨酸2-单加氧酶DavB和δ-戊酰胺水解酶DavA，然后将其作为催化剂与L-赖氨酸水溶液混合，使混合物中L-赖氨酸的浓度为20~40克/升，DavA蛋白浓度为0.1~1.0克/升，DavB蛋白浓度为0.1~1.0克/升；然后在30~42℃、pH6.5~7.5条件下，并以180转/分钟振荡催化反应，得到含5-氨基戊酸的转化液。本发明解决了全细胞催化副产物多，分离纯化难度大的问题，具有反应液组成简单，产物浓度高，便于提取分离等优势，适于推广和工业化生产。

应用^[4]

5-氨基戊酸盐酸盐(5-aminovalericacid)是一种典型的末端氨基酸，可以用作生产新型奇数尼龙，如尼龙-5，尼龙-6，5和尼龙-5，5。相比于市场中常见的偶数尼龙，如尼龙6、尼龙-6，6和尼龙-10，10，奇数尼龙还具有极好的铁电、热电、压电与介电性能，可用于生产电子类产品，因此具有广泛的应用前景(梁子材，1992)。另外，5-氨基戊酸也是一种重要的C5平台化合物，可用于戊二酸、1，5-戊二醇和5-羟基戊酸等重要化合物的合成。

主要参考资料

[1] CN201710478632.2一种利用大孔吸附树脂分离纯化5-氨基戊酸的方法

[2] CN201710152661.X5-氨基戊酸的生物转化方法

[3] CN201310241389.4一种利用L-赖氨酸2-单加氧酶和δ-戊酰胺水解酶催化制备5-氨基戊酸的方法

[4] CN201710152661.X5-氨基戊酸的生物转化方法