[发明专利]一种L－茶氨酸的改进合成方法

说明书

发明领域

本发明涉及有机化学和药物化学领域，具体而言，本发明涉及茶叶的特征氨基酸即L-茶氨酸的改进合成方法。

背景技术

L-茶氨酸(L-theanine)为存在于自然界茶叶的特征氨基酸且均为L型，化学名为：N-乙基-L-谷氨酰胺(N-ethyl-L-glutamine)，美国化学文摘登记号CAS：[3081-61-6]，纯品为白色针状结晶，熔点：217-218℃(分解)，比旋度：[α]²⁰_D：+7.7-+8.5°(5％，H₂O)。

其结构式如下：

由于茶叶中含L-茶氨酸仅为2％，要想从茶叶中得到和批量生产纯度高的L-茶氨酸，是很困难的。为满足市场需要，用化学合成法制备L-茶氨酸具有经济意义。

早在1942年以色列人N.Lichtenstein(J.Am.Chem.Soc.，1942，64，1021-1022)首次在实验室中用吡咯烷酮酸和33％乙胺水溶液反应(37℃，20天)，得到茶氨酸，该方法收率很低。1950年，日本的酒户弥二郎(日本农业化学会志，1950，23：269)提出以L-谷氨酸-γ-乙酯为原料，用氯甲酸苄酯保护氨基后，与乙胺水溶液反应，再用Pd/C催化还原成L-茶氨酸，使用贵金属钯作催化剂，生产成本高。

1951年，日本的桥爪斌(日本农业化学会志，1951，25：25-26)改进了合成方法，即用L-吡咯烷酮酸与纯乙胺而不是乙胺水溶液，于28-32℃放置反应14-28天，使茶氨酸的收率提高到43.2％。

1964年，T. Furuyama(Bull.Chem.Soc.Japan，1964，37，1078)采用二硫化碳保护氨基而合成了茶氨酸。

1965年，N.Lichtenstein改用谷氨酸乙醛为原料，用Pd/C还原成茶氨酸，并申请了以色列专利(Israeli，23768，1965)。

1966年，Y.Yamada等(Bull.Chem.Soc.Japan，1966，39，1999-2000)曾将L-吡咯烷酮酸先成铜盐，再与无水乙胺在70℃反应7天的方法合成茶氨酸，将收率提高，但反应时间太长。

1997年，凌关庭等(食品添加剂手册，化学工业出版社，1997，136-137)在书中指出，采用L-谷氨酸加热脱水生成吡咯烷酮酸，然后再与无水乙胺在高压下加热而得茶氨酸，但未见详细过程和数据。

涉及到L-茶氨酸的保护氨基合成方法还有专利文献如：JP570491A，JP9263573A，Jp11116542A，JP2000-36383A以及王三永等(精细化工，2001，4，223-224)发表的文章。

我们在L-茶氨酸的实验和中试过程中，发现空气中氧气存在，导致胺化反应发生副反应或使生成物氧化，色泽变差，为了使产品达到一定纯度(≥98.5％)要多次重结晶，但是以减少收率为代价，因此改善反应环境防止氧化副反应是关键的改进合成方法。

发明目的

本发明目的是提供一种L-茶氨酸的生产合成方法，以市场有售的原料，使L-茶氨酸具有工业化生产的特点，且保持L-构型，以价格较低、品质优良的产品提供人们食用和保健、医药用途。

发明内容

本发明提供了改进的L-茶氨酸合成方法，其中反应不用保护基，不用充氮气等惰性气体；在一定压力和温度下，将反应时间缩短，提高收率，并经中等规模生产验证。

技术方案改进之一：

将L-吡咯烷酮酸(市售，四川绵竹市鹏发生化有限责任公司生产)投料后，用干燥乙胺气体将密闭反应釜内的空气排尽后(而不用惰性气体排空)与无水乙胺进行中等压力反应；

反应式如下：

L-吡咯烷酮酸              无水乙胺                       L-茶氨酸

其特点是：在中等压力和一定温度下，由于在排尽反应釜内的空气，形成一个胺化反应的友好环境，避免可能发生的氧化反应，对保障产品色泽、比旋度、收率均有良好的效果。

技术方案改进之二：

将L-吡咯烷酮酸与无水乙胺在抗氧化剂(例如：喹啉、乙氧喹啉、氢醌、维生素C、槲皮素或叔丁基对羟基茴香醚，或者它们的混合物)存在下中温加压进行氨化反应，其中抗氧化剂的用量为L-吡咯烷酮酸的0.5-3(重量)％。生产的加压条件是0.4-5.9MPa，反应温度控制在30-59℃之间。

技术方案改进之三：