[发明专利]硒代蛋氨酸的制备方法

说明书

本发明提供一种硒代蛋氨酸的制备方法。所述硒代蛋氨酸包括L‑硒代蛋氨酸、D‑硒代蛋氨酸和DL‑硒代蛋氨酸，其制备方法包括如下步骤：步骤一、硒粉、碱及水合肼反应；步骤二、加入碳酸氢盐；步骤三、制备甲硒醇；步骤四、硒代蛋氨酸的制备。本发明提供的一种硒代蛋氨酸的制备方法原料廉价易得、反应条件温和、工艺步骤简单、产品收率高、生产成本低的绿色、环保、安全、高效、适合工业化生产。

技术领域

本发明属于硒代蛋氨酸领域，尤其涉及一种硒代蛋氨酸的制备方法。

背景技术

1982年，我国“营养学报”上首次公开披露：我国有72％地区属于缺硒或低硒地区，2/3的人口存在不同程度的硒摄入不足。因此，人们不得不采用外界补硒来满足人体和动物对硒的需求。

目前，补硒产品有无机和有机两种形态，无机态的硒主要以亚硒酸钠(Na₂SeO₃)为主。无机硒有许多不足，如利用率低、毒性大，易发生中毒。有机态硒主要L-硒代蛋氨酸为主，具有吸收率高、生物活性强、生物学效价高和抗氧化性能。目前，合成L-硒代蛋氨酸可以由生物发酵和化学合成得到，前者主要是以无机硒亚硒酸钠为原料，通过生物发酵，将无机硒转化为L-硒代蛋氨酸，该方法存在的主要问题是：①产品硒含量很低，目前只有0.03％-0.1％；②产品的形态、纯度不稳定，质量不易被控制；③生产工艺复杂；④生产效率低、投资规模大；⑤在发酵过程中，无机硒转化率低，大部分未转化的无机硒以废水形式排出，对环境造成严重污染。化学合成法制备L-硒代蛋氨酸主要有以下几种方法：

(1)液氨法(徐碧辉.硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用,武汉:华中理工大出版社,1994.50)：采用Se-苄基硒代高半胱氨酸通过Na/NH3(液)还原切除苄基再甲基化得到目标产品，总收率达84％。该方法反应条件苛刻、使用金属钠和液氨、需要特殊反应装置；原料无工业品、来源受限，且制备困难。

(2)甲硒基丙醛法(董国臣.甲硒基丙醛法制备硒代蛋氨酸.中国专利:ZL02104260.8,2002-09-18)：是生产蛋氨酸的海因法移植而来，以丙烯醛和甲硒醇为原料，经加成、环合、水解、酸化得到目标产品。需要用剧毒的氰化钠，工艺复杂。该方法反应步骤长，原料甲硒醇来源受限，且制备难度大、低沸点易挥发、恶臭，同时使用极度剧毒物氰化钠，在安全、环保和职业健康方面风险巨大。

(3)氨基丁内酯法(宋连卿等.硒代蛋氨酸的合成.郑州粮食学院学报，1999,20(4):62～64)：分别从γ-丁内酯出发，经过溴化、氨基化制备α-氨基-γ-丁酸内酯，硒粉出发经水合肼或硼氢化钠还原、碘甲烷或硫酸二甲酯甲基化制备二甲基二硒醚，然后二甲基二硒醚经还原、与α-氨基-γ-丁酸内酯开环、水解、酸化等9个步骤制得目标产物，总收率约33％，该工艺使用较为便宜的γ-丁内酯为起始原料，得到的是D、L-硒代蛋氨酸混合物，分离困难，而且该合成路线需要在接近溴的沸点的温度下加入剧毒的液体溴，操作难度大，设备要求高。

(4)甲基锂法(T.Koch,O.Buchardt,Synthesis,Synthesis,1993,1993(11):1065-1067)：即从蛋氨酸出发经过7步反应得到目标化合物，总收率不到30％，工艺中使用安全性极低的化学试剂甲基锂和三丁氧基硼，且价格高昂、反应需在苛刻的无水无氧条件，对设备和操作的要求非常高，难以实现规模化生产。

(5)二甲基二硒醚法(冉学光.一种动物营养添加剂氨基酸-硒代蛋氨酸的合成方法.中国专利：CN101073378A)：以二甲基二硒醚和硼氢化钠反应，然后和4-溴-α-氨基酸酯反应，经水解得硒代蛋氨酸。方法虽然描述简单，但未说明二甲基二硒醚和4-溴-α-氨基酸酯的来源，且两者均没有工业品出售，制备过程复杂。同时，二甲基二硒醚与硼氢化钠反应生成甲硒醇负离子过程中，有甲硒化氢恶臭气体产生，在安全、环境和职业健康方面存在极大风险。