DL-苯丙氨酸的合成和用途

简介

DL-苯丙氨酸由Schulze和Barbier于1879年从羽扁豆分离出来并确立了其化学结构，由Erlenmeyer和Lipp用Strecker反应合成了DL-苯丙氨酸（简称DL-phe）。DL-苯丙氨酸是人体八种必需氨基酸之一，有着重要的生理功能。它e还是甜味二肽天冬酰苯丙氨酸甲酯的起始原料之一。目前，国外主要采取发酵法和酶法生产DL-苯丙氨酸。近年来，我国相继开展过化学合成法生产DL-苯丙氨酸[1]。

合成

图1 DL-苯丙氨酸合成路线

进行每升含有的发酵培养基的反应：蔗糖（90 g）、（NH4）2SO（10或26 g）K2HPO（0.5 g）、MgSO4（0.5 g）、MnSO4 H2O（0.01 g）、FeSO4·7H2O（0.01克）、生物素（30 mcg）、硫胺素（100 mcg）和异亮氨酸（250或500 mg）。将pH调节至7。使用CaCO3（30 g）作为缓释缓冲液。过滤灭菌硫胺素、生物素、异亮氨酸和FeSO4。分别对CaCO3进行高压灭菌。将含有20 ml培养基的摇瓶（500 ml）在30°C的旋转摇壶（250 rpm）上培养72小时。定期向混合物中加入苯丙酮酸盐。通过HPLC测定氨基酸，使用水PC18柱，流动相为33%乙腈，67%磷酸盐缓冲液pH 7.2，并使用正甲醛柱前衍生。最终得到目标产物DL-苯丙氨酸。合成路线如图1所示[2]。

图2 DL-苯丙氨酸合成路线

将氨基甲酸酯（1g）、MeOH（5mL）和浓HCl（25mL）的混合物回流6小时。通过蒸发至干分离盐酸盐。将产品溶解在H2O（10 mL）中。向混合物中加入1N氨溶液，直至pH值达到5。让氨基酸结晶24小时。得到标题化合物DL-苯丙氨酸。合成路线如图2所示。

用途

DL-苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一，常温下为白色结晶或结晶性粉末固体，减压升华，溶于水，难溶于甲醇、乙醇、乙醚。苯丙氨酸广泛用于医药和阿斯巴甜的主要原料。DL-苯丙氨酸在生物体内可被辅酶四氢生物喋呤不可逆地转化为L-酪氨酸(L-Tyrosine)，后继续分解，经转氨基生成少量苯丙酮酸，但先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷患者，苯丙氨酸不能羟化生成酪氨酸，苯丙酮酸生成就增多，在血和尿中出现苯丙酮酸，导致智力发育障碍，称为苯丙酮尿症(PKU)，故此类患者应忌食含苯丙氨酸的食品[1]。

参考文献

[1]张一竹，彭晓，汤家芳，余敦寿.DL-苯丙氨酸酶法拆分[J].氨基酸和生物资源，1999(02):22-23+27.

[2]Jaafar， Ihsan; et al. α-Isocyanatoacrylonitriles from alkylidene- or arylidenecyanoacetic acids; synthesis and reactions. Synthesis (1994)， (1)， 56-60.