D-焦谷氨基酸应用与制备

焦谷氨酸，分子式：C₅H₇N0₃，分子量：129.11，英文名：Pyroglutamic acid，系统命名：2-pyrrolidone-5-carboxylic acid。无色结晶，溶于水、醇、丙酮和冰醋酸，不溶于醚。L-焦谷氨酸熔点：160～163℃，[α]_D²⁰= -11.70^o(c=4, H20)，D-焦谷氨酸熔点：158～160℃，[α]_D²⁰= +11.70^o (c=4，H20)，焦谷氨酸是一种具有多种生理活性的特殊天然氨基酸，它存在于多种具有生物活性的天然肽的N-末端。其中L-焦谷氨酸得到了尤为广泛的研究和应用。在医药和成研究方面，可以作为不对称合成的手性源及合成中间体，其药理研究也引起了人们的重视。此外，其在生物学、精细化工等相关领域研究中亦有重要地位。^[1]

应用

D-焦谷氨酸可用于合成杀虫剂、药物制剂、化妆品制剂以及食品中应用的甜味剂，在不对称合成领域，同L-焦谷氨酸一样，D-焦谷氨酸也是一种重要的手性源及合成中间体，此外，在医药领域也有重要应用，主要表现在以下一些方面：

(1) D-焦谷氮酸精氨酸盐能预防电休克和东莨菪碱引起的记忆缺失；

(2) D-焦谷氨酸还可改善健康人抑郁症患者、慢性脑血管病患者和乙醇中毒者的记忆能力。对脑老化病人的记忆定位、社会交际，生活自理能力和情绪也有一定的改善作用；

(3) D-焦谷氨酸用于合成三肽衍生物，作为蛋白酶抑制剂，用于治疗炎症、出血过敏症、胰腺炎、溃疡；

(4) D-焦谷氨酸衍生物用于治疗老年性痴呆、智力发育迟缓、大脑动脉硬化；

(5) 用于合成治疗神经衰弱的药物。

此外，D-焦谷氨酸还是一种重要的手性拆分剂，在手性药物拆分中的应用也极为重要。比如，D-焦谷氨酸可用于拆分制备D-苯丙氨酸酯、光学纯的咪唑类化合物及一些重要的药物中间体。^[1]

制备方法

D-焦谷氨酸的制各方法，文献报道主要有以下一些方法；

以L-谷氨酸为起始原料先制D-谷氨酸：将L-谷氨酸放入烧杯中，边搅拌边加热。当温度达到130℃ 左右时，谷氨酸逐渐融熔，并开始脱水环化。温度升至150℃～160℃ 左右时。继续加热。温度也不太上升，直至脱水大体完全为止。此后温度很快上升至190℃ 左右。保温1h后，趁热小心倾入冷水中，得DL-焦谷氨酸，用2N盐酸加热水解 ，即得DL-谷氨酸。用优先结晶法拆分，可得D-谷氨酸。D-谷氨酸经提纯后的比旋光度[α]D20达到 -31~32o。再将D-谷氨酸加热焦化。严格控制温度为150±5℃，并时时取样，用茚三酮检验至阴性为止。小心馈入泠水中，用活性炭脱色，精制，得D-焦谷氨酸。^[2]

(2) 郑嘉鸿所用方法和上边路线相似：以L-谷氨酸为原料，使用化学法消旋得到DL-谷氨酸。通过优先结晶法得到D-谷氨酸，再以D-谷氨酸为原料在较高温度下脱水得到D-焦谷氨酸。^[3]

上述两种方法都是以D-谷氨酸为原料，在较高温度下脱水制备D-焦谷氨酸．由于温度高，容易产生部分消旋化，D-焦谷氨酸的纯度不能保证，吴刘洋开发了新的制备工艺：^[1]

参考文献

[1] 吴刘洋. 几种D-型氨基酸的制备研究[D]. 东南大学, 2007, 23-29.

[2] 廖晓垣. D-焦谷氨酸的研制[J]. 氨基酸和生物资源, 1998, 20(3): 44-46.

[3] Chia-Hong Cheng,Shau-Wei Tsai, D-Pyroglutamic Acid Production from L-Glutamic Acidby Suecessive Racemization, Resolution and Dehydration[J]. J. Chin. Inst. Chem. Engrs. 2000, 31(2): 177.