[发明专利]一种具有光学活性的蒜氨酸的合成方法及其反应装置

说明书

技术领域

本发明属于化学合成制备领域，具体涉及一种具有光学活性的蒜氨酸的合成方法及其反应装置。

背景技术

蒜氨酸是一种从大蒜中发现并提取的物质，具有广泛的生物活性：对金葡菌、结核杆菌、脑膜炎双球菌等常见致病菌有强大的杀灭作用，对真菌感染、原虫病等微生物感染性疾病同样有显著疗效；此外在降血脂、提高人体免疫力、抗衰老、抗癌防癌等方面也有很好效果。目前蒜氨酸类保健产品在国外主要用于预防心肌梗死、脑梗死和降血脂等用途。鉴于蒜氨酸在防治心脑血管疾病方面的出色疗效，国外医药保健学界均对该产品寄予厚望，认为其有望成为继“银杏热”之后又一种世界性抗心脑血管疾病的植物新药产品。据悉，国际市场上每克蒜氨酸按含量高低售价在12万～1万多美元。目前美国、德国、加拿大、瑞士和日本等西方国家市场上均有各自蒜氨酸类保健产品销售，平均价格为每盒（瓶）40～50美元。

目前制备蒜氨酸的方法主要有两种：一种为提取法，一般采用先低温冷冻，而后再离心、过柱分离纯化的方法得到。此方法的优点在于产品具有全天然性，但缺点是大蒜中蒜氨酸的含量少，分离成本高，效率较低。另一种方法为化学合成法，实质为一种半合成方法，主要以半胱氨酸与烯丙基溴为原料，经复分解反应、氧化还原反应得到蒜氨酸产品。该法简单方便、成本较低、效率高，但也存在以下问题：1）所得到产物为消旋体；2）烯丙基溴的反应活性较大，容易生成烯丙基醇等副产物，造成分离困难；3）反应生成的溴化钠和分离过程产生的氯化钠难以分离，造成资源浪费等；4）溴的资源相对短缺，烯丙基溴价格偏高。鉴于上述原因，有必要对现有的蒜氨酸合成方法进行改进。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种具有光学活性的蒜氨酸的合成方法。

本发明的另一目的在于提供一种合成具有光学活性的蒜氨酸的反应装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有光学活性的蒜氨酸的合成方法，包括以下步骤：

步骤一，在通入氮气或氦气后，将半胱氨酸水溶液、碱和烯丙基氯在搅拌的条件下加入反应器，在-5～10℃搅拌反应0.5～3小时，得到脱氧蒜氨酸水溶液；反应完全后继续搅拌1～3小时，然后将脱氧蒜氨酸水溶液真空浓缩，再用酸调节pH值至5.2～5.5，最后静置沉淀，得到脱氧蒜氨酸产品；

步骤二，将步骤一得到的脱氧蒜氨酸产品配制成水溶液，然后加入双氧水，在-5～10℃搅拌反应5～20小时，再在室温搅拌0.3～1小时，最后将反应液真空浓缩至干，得到蒜氨酸粗品；

步骤三，将步骤二得到的蒜氨酸粗品溶于混合溶剂中，-5～5℃结晶，然后过滤、取结晶体，得到所述具有光学活性的蒜氨酸；其中所述的混合溶剂为乙醇、甲醇或乙酸中的一种，与水和丙酮的混合溶液，三者体积比为（0.5～20）：100：（3～20）。

本发明合成方法中使用烯丙基氯替代目前研究中普遍采用的烯丙基溴以达到降低原料的反应活性、提高反应选择性、降低分离的难度和成本等目的。

本发明在得到蒜氨酸粗品后，利用构型不同的蒜氨酸在混合溶剂中溶解度的差异进行纯化：消旋体蒜氨酸易溶于水，不溶于丙酮、乙醇、甲醇和乙酸，本发明通过采用丙酮、水、乙醇等溶剂组合，改变不同构型消旋体蒜氨酸在溶剂中的溶解度，利用两种构型蒜氨酸的溶解度的差别，通过结晶的方法，并选择适当的结晶温度，使消旋体蒜氨酸分离，得到单一成分的光学蒜氨酸。

优选的，步骤一中所述的烯丙基氯、半胱氨酸水溶液中的半胱氨酸和碱的摩尔比为（1～1.2）：1：（1～1.5）。

优选的，步骤一中所述的碱为氨水、碳酸氢钠、氢氧化钠及其水溶液中的一种。

优选的，步骤一中所述氮气或氦气流量为0.5～50L/min。

优选的，步骤一中所述的搅拌转速均为50～2000转/分钟；步骤一中所述的酸为盐酸、醋酸或硫酸；步骤一中将脱氧蒜氨酸水溶液进行真空浓缩至原溶液浓度的三倍，浓缩液冷却至室温再调节pH值；步骤一中静置沉淀的时间为10～12小时，所得的沉淀经过滤和干燥得到脱氧蒜氨酸产品。

本发明所述的室温是指20～35℃。

优选的，步骤一中脱氧蒜氨酸水溶液进行真空浓缩前先加入有机溶剂进行萃取；所述的有机溶剂为乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷或石油醚中的一种。

进行萃取的目的是为了去除杂质。

优选的，步骤一和步骤二通过TLC跟踪反应；步骤一和步骤二的真空浓缩温度为50～80℃；步骤一和步骤二中采用冰浴调节反应温度。