L-高半胱氨酸的合成

介绍

L-高半胱氨酸又被称为（S）-2-氨基-4-巯基丁酸，化学式为C4H9NO2S，外观为。它是一种含硫氨基酸，是蛋氨酸代谢的正常中间体。它在生物合成中作为蛋氨酸和半胱氨酸的前体。

图一 L-高半胱氨酸

合成

向装有机械搅拌器的1.5升圆底烧瓶中装入L-蛋氨酸（20 g，134 mmol）。用氩气冲洗反应烧瓶，用干冰-丙酮浴冷却至-780℃。在烧瓶中冷凝无水氨气，直至原料完全溶解。移除干冰浴，将金属钠（11g，483mmol）分批加入回流的氨溶液中。通过淬灭一小部分反应并通过TLC和HPLC分析来监测反应的进展。反应完成后，小心地去除任何可见的剩余钠金属，并分批加入乙酸铵（9.46g，130mmol）以淬灭反应混合物。氨在氩气流下蒸发过夜。将得到的L-高半胱氨酸固体用研钵和研杵研磨，不经纯化即可用于下一步[1]。

图二 L-高半胱氨酸的合成

在恒温控制的250mL玻璃反应器中，将10g（62mmol）OAHS置于140mL蒸馏水中。在机械搅拌下将溶液加热至35°C。反应介质的pH值为4.8。在加入酶之前，通过加入几滴三硫代碳酸钠溶液将pH值设置为6.5（在整个反应过程中加入的总量等于4.78g，即31mmol，溶解在20mL蒸馏水中）。取1mL反应介质样品（t=0）。制备10 mL蒸馏水溶液，其中含有400μL吡哆醛5′-磷酸盐（10 mmol/L）溶液和0.6 g酶（O-乙酰基-L-高丝氨酸巯基酶）。pH值的降低表明乙酸的形成，这表明反应已经开始。有必要将反应介质的pH值保持在6.5。为此，通过滴液漏斗缓慢加入三硫代碳酸钠溶液。在反应过程中取样（1mL）。当电位滴定分析表明OAHS转化为同型半胱氨酸的转化率为50%时，向反应介质中加入1.87 mL二硫化碳（31 mmol）。用1M氢氧化钠溶液将反应介质的pH值调节至10。然后将反应介质加热至50°C。通过电位分析观察到半胱氨酸的消失。然后使用盐酸溶液（2N）将反应介质的pH值降至5，干燥得到L-高半胱氨酸[2]。

图三 L-高半胱氨酸的合成2

参考文献

[1]MANNION ,James,C., et al.S-NITROSOMERCAPTO COMPOUNDS AND RELATED DERIVATIVES[P].WO2009US39351,2009-12-17.

[2]Fremy G ,Masselin A .Functionalised cyclic dithiocarbamate synthesis method[P].US201716473874,2023-05-09.