2-甲基-2-羟基丙酸的用途与合成

理化性质

2-甲基-2-羟基丙酸别名2-甲基乳酸、2-羟基异丁酸、2-羟基-2-甲基丙酸、α-羟基异丁酸、 2-甲基乳酸等，外文名2-hydroxyisobutyric acid。该化合物的分子式为C₄H₈O₃，分子量104.1，熔点76-80°C(lit.)，属亲水物质，水中溶解度为1900 g/l (22 c)，溶于甲醇、乙醚和热苯，微溶于冷苯。纯净化合物为白色至灰白色结晶粉末，化学品分类中属于刺激性物品，对于眼睛、呼吸系统和皮肤均具有一定的刺激性。

用途

1）2-甲基-2-羟基丙酸可用作在线循环伏安法分离金属离子的电解质。

2）用作合成聚合物的结构单元。

3）2-甲基-2-羟基丙酸共轭碱基 2-羟基丁酸用于分解代谢 L-苏氨酸以及合成谷胱甘肽。

4）2-甲基-2-羟基丙酸还被用作非糖尿病受试者早期检测胰岛素抵抗的指标。

合成

2-甲基-2-羟基丙酸最早的合成方法依托于化学途径，但是，化学方法生产具有成本高、生成条件苛刻、污染大等缺点，随着合成生物学、分子生物学和代谢工程学等迅速发展，利用生物转化的方法生产2-甲基-2-羟基丙酸成为可能。以重组大肠杆菌为宿主，构建了bktB、hbd、icmA、icmB和lesB等5个基因的表达载体pEnBHTI，以葡萄糖降解产生的乙酰CoA为前体，经过4步代谢途径，以期能够合成2-羟基异丁酸。实验结果发现，含有pEnBHTI的大肠杆菌能够以葡萄糖为碳源获得3-羟基丁酸，未检测到明显的2-甲基-2-羟基丙酸积累，提示bktB、hbd和tesB成功表达，但是icmAB表达量可能较低，或是tesB对2-羟基异丁酰辅酶A的催化活性较低，导致以重组大肠杆菌为宿主未能获得产物。在此基础上，以嗜水气单胞菌为宿主，利用其脂肪酸氧化过程中产生的羟基丁酰辅酶A为前体，通过构建icmA和icmB的表达载体pMCSV12，在嗜水气单胞菌单胞菌中构建2-羟基异丁酸的生物合成途径。对重组菌株进行摇瓶培养，发现其能够合成微量的目标产物；进而采用不同的脂肪酸碳源、两步法发酵等对培养条件进行优化，最终获得了46 mg/L的产量，这为微生物法合成2-甲基-2-羟基丙酸提供了初步的研究基础[1]。

参考文献

[1]郑伟涛.2-羟基异丁酸的微生物法合成研究[D].北京化工大学,2014.DOI:10.7666/d.y2744018.