DL-肉碱的制备方法和应用

背景及概述^[4]

DL-肉碱（维生素Bt，3‑羟基‑4‑三甲基铵基‑丁酸盐）是由氨基酸赖氨酸和蛋氨酸生物合成的季铵化合物。在活细胞中，在用于产生代谢 能的脂质降解过程中需要其将脂肪酸从细胞溶质转运至线粒体中。其被用作营养补充剂。DL-肉碱存在两种立体异构体。生物学活性形式是 L‑肉碱，而其对映异构体（D‑肉碱）是生物学非活性的。

制备^[1]

步骤1、表氯醇+氢氰酸→CHBN的合成(参照日本特开2002‑241357)

在3L带搅拌器、温度计、蛇形冷凝管(Dimroth condenser)的可拆分式烧 瓶中加入表氯醇274.93g(2.97mol)、水1271.3g、硫酸钠191.75g(1.35mol)， 在温水浴中，一边搅拌，一边在内部温度50～60℃下用1小时将72.3g氰化氢 (2.70mol)直接供于反应液中。然后，在内部温度50～60℃下熟化6小时。用 水浴冷却反应液后，用1L醋酸乙酯进行1次抽提。在减压下浓缩有机层，获得 CHBN的粗产物249.33g。GC分析的结果为：纯度80.9％，收率62.5％。通过简 单蒸馏纯化上述抽提后的CHBN(粗产物)，获得纯化品187.51g。

步骤2、CHBN(步骤1)→CHBA的合成

收集步骤1中合成的纯化体CHBN：16g(134mmol)，在130℃下加热2 小时。冷却后，加入84g 20mM的磷酸缓冲液(pH＝7.5)84g，滴加200μL实施 例5中制备的J‑1菌，冰浴下，在2℃下开始反应。3小时后CHBN的转化率达到 100％，确认生成了18.3gCHBA(收率99.3％)。

收集上述反应结束液50.1g(含CHBA 9.20g)，加入硅藻土5g，用旋转蒸 发器在40℃下干固。将残渣加到30g硅胶上，以400g乙酸乙酯为载液洗出。将 洗脱用的乙酸乙酯溶液用旋转蒸发器干燥固化，获得7.27g CHBA的白色固体 (分离收率79％)。

步骤3、CHBA(纯化品)的季铵化反应

在步骤2中合成的纯化品CHBA：1.84g(13.4mmol)中加纯水至10.2g， 加入3.15g(16.0mmol)30％三甲基胺水溶液，在30℃下开始反应。4小时后 CHBA的转化率达到100％，确认生成了2.48g Car‑酰胺(收率94.0％)、0.071g HCAm(收率5.2％)。

步骤4、Car‑酰胺(步骤3水溶液)的水解反应

在步骤3的反应结束液13.20g(含Car‑酰胺2.45g)中加入2.68g (20.0mmol)30％NaOH溶液，在50℃下开始反应。5小时后Car‑酰胺的转化率 达到100％，反应结束。用HCl溶液将体系内中和后，用旋转蒸发器减压除去 水，接着加入10ml乙醇，再将水共沸除去。该通过乙醇来共沸除去水的操作共 计进行3次，析出的白色固体中再加入10ml乙醇，充分搅拌。不溶的白色固体 为NaCl，对其进行抽滤，对滤液中的DL-肉碱（Car）定量，可知生成了1.94g Car(收率96.6 ％)、0.03g CB(相对于Car为1.5wt％)。

应用^[2-3]

应用一、

CN202010905598.4公开了一种促进杂交鳜摄食人工饲料的复合添加剂，其特征在于，按重量份计份的原料配比包括：DL-肉碱15～25份、磷虾粉15～25份、L-苏氨酸5～12份、L-组氨酸5～12份、L-精氨酸5～12份、5-呈味核苷酸二钠3份、蚯蚓粉3份、玉米胚芽粉3份和猪血粉3份，将上述原料按物理混合即为促进杂交鳜摄食人工饲料的复合添加剂。在杂交鳜鱼中目前还很少有关促摄饵物质的研究，本发明提供一种杂交鳜促摄食效果较好的复合添加剂，复合添加剂效果优于商品添加剂，可以作为一种实用添加剂进行推广应用于杂交鳜的驯食；本申请配制的复合添加剂，与其他商品添加剂、单体添加剂或几种单体添加剂相比较，对杂交鳜摄食效果产生了显著的效果，鳜鱼驯化率高达92.46％。

应用二、

CN201711372773.2公开了一种草鱼护肝专用的饲料添加剂，该饲料添加剂的原料重量组份配方如下：胆汁酸20-30、DL-肉碱10-15、维生素C-20-30、黄芪多糖20-30、姜黄素20-30；该饲料添加剂添加量小，添加比例为0.1-0.2%，一般预防用量为0.1%即可；耐高温，经过高温膨化制粒后，有效成分持有量仍在95%以上，适合草鱼膨化料使用效果互配，协同增效，以胆汁酸和肉碱促进肝脏脂肪转运和氧化供能，以黄芪多糖、姜黄素和维生素C提高肝脏的抗氧化和免疫功能，维护肝脏健康；可明显降低肝体比，提高增重率，降低饲料系数，大大提高养殖效益。

参考文献

[1] [中国发明,中国发明授权] CN200780041539.X 甜菜碱的制造方法

[2] CN202010905598.4一种促进杂交鳜摄食人工饲料的复合添加剂

[3] CN201711372773.2一种草鱼护肝专用的饲料添加剂

[4] [中国发明,中国发明授权] CN201180031820.1 一种用于生产肉毒碱的方法