L-高瓜氨酸的应用

背景及概述^[1-2]

具有光学活性氨基酸被广泛应用于化工、制药、食品工业和农业。它们是许多医疗、维生素产品和食品中的生物活性成份，如L-瓜氨酸和L-高瓜氨酸。L-瓜氨酸是人体尿素循环的一个重要中间代谢物，有利尿作用，可同L-鸟氨酸、L-精氨酸等合用于治疗高氨血症。在体内代谢能产生内源性细胞舒张因子一氧化氮(NO)，具有扩张小动脉血管、参与免疫反应等生理功能，可用于男性性功能障碍、高血压和冠心病等多种疾病的治疗，有助于提高机体免疫能力，且在脑血流的调节中发挥重要作用。L-高瓜氨酸在结构上类似于L-瓜氨酸，用作医药中间体，可作为合成含高瓜氨酸多肽的原料，具有较高的经济附加值。目前关于两者的制备方法有化学法、提取法、发酵法和酶法，但化学法是唯一工业生产方法。如文献所述，该路线中使用了污染环境，不利于劳动保护的毒性气体H2S去除络合物中的铜离子，限制了该法在生产上的应用。为此，有必要寻找一条既能提高生产安全性，又能提高L-高瓜氨酸产品收率的合成方法。

应用 ^[2]

L-高瓜氨酸目前用作医药中间体，合成多肽的原料。

制备^[2-3]

方法1：L-高瓜氨酸的合成如下：以L-赖氨酸盐酸盐9.0 g(0.048 mol)与碳酸氢钠5g(0.059 mol)混合溶于60 mL水中，加入五水硫酸:铜14 g(0.056 mol)，搅拌下沸水浴中反应1 h，反应完毕，再向反应瓶内加入尿素24 g(0.4 mol)，回流

反应4 h，产生大量的蓝色沉淀，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤数次至洗液无色为止，将过滤所得固体60 ℃空气中干燥5 h，得到11.5 g蓝色固体L-瓜氨酸铜。将所得固体L-瓜氨酸铜溶于稀盐酸(0.5 mol/L，200 mL)中，加入二水合草酸5 g(0.04 mol)，搅拌下沸水浴中反应2 h，过滤，滤液加1 g活性炭煮沸脱色，过滤，将滤液减压浓缩至干，用水-乙醇重结晶后，干燥，得白色粉末5.0 g，总收率53.5%，熔点210～ 212 ℃。

方法2：L-高瓜氨酸的制备，其具体步骤为：

(1)L-赖氨酸铜的制备：L-赖氨酸盐酸盐9g(0.048mol)与碳酸氢钠5g(0.059mol)混合溶于60ml水中，加入五水硫酸铜14g(0.056mol)，搅拌下沸水浴中反应1h，反应完毕，再向反应瓶内加入尿素24g(0.4mol)，回流反应4h，产生大量的蓝色沉淀，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤数次至洗液无色为止，将过滤所得固体60℃空气中干燥5h，得到L-赖氨酸铜固体8.50g；

(2)L-瓜氨酸的制备：将上述所得固体L-赖氨酸铜悬浮在200ml水中，加入硫化亚铁3.5g(0.04mol)，搅拌下沸水浴中反应1h，过滤，滤液中加入1g活性炭煮沸脱色，过滤，滤液减压浓缩至干，得到白色固体6.3g，用水-乙醇重结晶后，干燥，得到L-高瓜氨酸白色粉末5.7g，总收率60.96％(以L-高瓜氨酸计)，m.p.210～212℃，[α]D20+27.3°(c＝1.8，1mol/L HCl)。

主要参考资料

[1] 几种新型药用氨基酸及衍生物的制备 

[2] L-瓜氨酸与L-高瓜氨酸的合成

[3] CN201010204407.8 一种光学活性瓜氨酸或高瓜氨酸的制备方法