L-苯甘氨酸的医药应用

L-苯甘氨酸，英文名为L-Phenylglycine，常温常压下为白色晶体状粉末。L-苯甘氨酸是一种氨基酸类衍生物，结构中含有一个游离的氨基和羧基单元，具有较大的极性，可用作手性有机合成中间体和医药化学合成原料，在手性有机功能分子的合成中有较好的应用，例如它可用于药物分子氨苄青霉素和头孢氨苄等的生产制备过程中。

图1 L-苯甘氨酸的性状图

结构性质

L-苯甘氨酸是一种氨基酸，它在结构上包含一个游离的氨基（NH2）和一个羧基（COOH）单元。这两个官能团使得L-苯甘氨酸具有较大的极性。L-苯甘氨酸的氨基团和羧基团带有相反的电荷，使得该分子在溶液中呈现出离子性，并且具有较大的极性。这种极性使得该化合物在水中具有良好的溶解性，因为水分子中的氧原子与氢原子呈现部分负电荷和部分正电荷，与其结构的带电部分相互作用。此外，该物质的极性还使其能够参与氢键形成，与其他分子或官能团进行相互作用。L-苯甘氨酸的羧基具有酸性，可以失去质子，生成负离子。而氨基具有碱性，可以接受质子，生成正离子。因此，L-苯甘氨酸可以作为一个具有两个离子化官能团的氨基酸，在适当的条件下可以同时呈现酸性和碱性。该物质是一个手性分子，存在L-和D-两种异构体，L-苯甘氨酸是天然存在于生物体内的形式，具有旋光性。这是由于它的立体中心（手性碳原子）处于L-构型。作为一种氨基酸，该化合物具有典型的氨基酸特性。它是蛋白质的组成单元之一，参与蛋白质的合成和结构稳定性。此外，L-苯甘氨酸还具有酸碱中性的侧链，可以在蛋白质结构中扮演特定的功能角色。这些物理化学性质对于该氨基酸衍生物在生物体内的结构和功能具有重要影响，并且对于其在药物、食品和化妆品等领域的应用也具有重要意义。

化学转化

图2 L-苯甘氨酸的氨基保护反应

往二氧六环/水的混合物(2∶1 , 30 mL)中加入氨基酸( 10 mmol)，然后再反应混合物中加入NaOH ( 1 M , 10 mL)。将反应混合物置于冰水浴中冷却，然后再加入二碳酸二叔丁酯(15.0 mmol)和饱和碳酸氢钠水溶液(10.0 mmol)。将所得的反应混合物在室温下搅拌反应过夜。反应结束后直接将反应混合物在真空中进行蒸发，然后用乙酸乙酯 ( 40 mL)稀释残渣，所得的溶液在冰浴中进行冷却。用1 M KHSO4水溶液酸化反应混合物至pH = 2.5 - 3。分离所得的有机层，然后用乙酸乙酯(20 mL × 2)萃取水相部分。将合并的有机层用水洗涤，用无水硫酸钠进行干燥，过滤除去干燥剂并将所得的滤液在真空下进行蒸干，所得的产物即为目标产物，无需进一步分离纯化即可得到投入下一步使用。[1]

医药应用

L-苯甘氨酸可用作有机合成与医药化学中间体，例如L-苯甘氨酸可用于药物分子氨苄青霉素和头孢氨苄的合成，氨苄青霉素是一种β-内酰胺类抗生素，可治疗多种细菌感染。适应症包含呼吸道感染、泌尿道感染、脑膜炎、沙门氏菌感染症，以及心内膜炎，也能用于预防新生儿的B群链球菌感染，可经由口服、肌肉注射以及静脉注射给药。头孢氨苄是一种半合成的代口服头孢霉素类抗生素药物，能抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破裂溶解，杀死细菌。头孢氨苄适用于敏感菌所致的急性扁桃体炎、咽峡炎、中耳炎、鼻窦炎、支气管炎、肺炎等呼吸道感染、尿路感染及皮肤软组织感染等。

参考文献

[1] Song, Xue; et al Organic Letters (2020), 22(19), 7617-7621.