DL-谷氨酸的制备与有关研究

概述

DL-谷氨酸（DL-Glutamic acid）是谷氨酸的外消旋混合物，化学式为C₅H₉NO₄，分子量147.13，常温下其性状一般为白色结晶粉末状，易溶于水。其钠盐是在食品工业中的重要产品，是味精的主要成分，具有增强食物鲜味的特性。在乙醇-水混合溶剂体系中，基于L-半胱氨酸(L-Cys)自组装膜(SAMs)可以实现对外消旋谷氨酸的手性识别，通过多次选择性结晶作用，可以分离出纯D-谷氨酸晶体，实现对DL-谷氨酸的手性拆分[1]。

制备方法

化学领域公开了一种制备DL-谷氨酸的方法，以L-谷氨酸作为原料，去离子水作为溶剂，有机醛作为催化剂，脱水并消旋得到DL-焦谷氨酸，再在酸性条件下水解得DL-谷氨酸，调节反应液pH至等电点，得DL-谷氨酸产品。该方法避免使用大量的有机酸或则是大量的工业液碱，降低了环保压力，在脱水时使用水杨醛可以降低消旋温度，采用水溶液体系中反应避免了固体高温直接脱水导致的大量的谷氨酸炭化，产品收率可达90%以上[2]。

定性及定量研究

许多氨基酸分子的平动，转动及振动均落在太赫兹(THz)波段， 通过其在THz波段的特征指纹峰, 可以对氨基酸进行定性及定量研究。研究人员利用太赫兹时域光谱技术测量了DL-谷氨酸及其一水合物在0.5-3.0 THz的室温太赫兹吸收谱，发现二者的太赫兹特征峰存在明显差异。基于DL-谷氨酸一水合物特征吸收峰(1.24 THz)在不同样品浓度下吸收幅度的变化，对二者的混合样品进行定量分析，并对定量解析式进行了反推验证。最后，基于密度泛函理论对DL-谷氨酸及其一水合物进行了量化模拟，在理论数据与实验峰匹配情况下，对实验所得THz吸收峰的来源进行了讨论归纳。研究结果表明，DL-谷氨酸及其一水合物的THz特征峰 (<2.80 THz)来源于分子间作用模式，其余吸收峰来源于分子间与分子内的共同作用模式[3]。

参考文献

[1]周心慧,王海水等.利用L-半胱氨酸自组装膜和混合溶剂协同作用手性拆分DL-谷氨酸[J].高等学校化学学报, 2017.DOI:CNKI:SUN:GDXH.0.2017-06-025.

[2]席日新,刘涛.一种制备dl谷氨酸的方法:CN 201610507283[P].

[3]郑转平,刘榆杭,曾方,等.基于太赫兹光谱的DL-谷氨酸及其一水合物的定性及定量研究[J].物理学报, 2023, 72(8):7.DOI:10.7498/aps.72.20222314.