本发明专利技术提供了一种Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ的制备方法。该发明专利技术以Ｎａ↑［１５］ＮＯ↓［２］和丙二酸二乙酯为原料，合成乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ。由得到的乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ合成Ｎ－乙酰－ＤＬ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ，再经过酶法拆分得到Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ。本发明专利技术的制备方法［１５］↑Ｎ原料的利用率高，提纯得到的产品Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ的光学纯度达９８．５％以上，化学纯度达９８％以上，产品中的［１５］↑Ｎ丰度达９８％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用稳定同位素标记的有机化合物的制备方法，尤其涉及一种L-丝氨酸-"N的制备方法。
技术介绍
氮-15 (简称15N，下同)是氮元素的稳定同位素，"N标记物可以用作示 踪剂，广泛应用于生物化学、医学、药物学、农业科学等领域，尤其对生命科 学研究有极为重要的意义。丝氨酸-"N可以用作示踪剂来研究生物体内新陈代 谢。食物中添加L-丝氨酸-"N注射可用来研究丝氨酸在动物体内的代谢途径(Shemin， D.， J. Biol. Chem.， 1945， 158: 297; Elwyn， D.， Sprinson, D. B.， J. Biol. Chem.， 1949， 178:475)，研究人体内L-丝氨酸代谢关系以及蛋白质的合成速率(Monica, C.， David, H., Rapid Commun. Mass. Spectrum., 1995, 9(8): 655-659;Stein， T. P., Settle, R. G.， Albina, J. A., Denpsey, D. T.， Melnick, G., J. Natr. 1986，116(9): 1651-1659)， L-丝氨酸-"N可以用来制备其它的15N标记氨基酸(Hsiao，H-Y.， Wei， T., Campbell, K., Biothechnology and Bioengineering, 1986, 28:857 867)。通过基因手段可以将L-丝氨酸-"N用于蛋白质的选择性标记(Waugh，David. S., J. Biomol. NMR.， 1996， 8(2): 184~192; Takashi, Y., Takanori, K.,Naoshi, D.， Jonathan, A., J. Biomol, NMR" 1998, 11(3): 295~306) 。 L-丝氨酸-"N的应用越来越广泛，市场前景良好。但此类产品产量小，对纯度和丰度要求高。采用生物的方法可以合成L-丝氨酸-"N，具有操作简单和产品光学纯度较高等特点，但"N丰度容易稀释。 现有技术有以甘氨酸-"N为底物，使用羟甲基转移酶合成L-丝氨酸-"N(J. P. G. Malthouse.， T. B. Fitzpatrick， J. J. Mline， et al, Journal of Peptide Science, 1997， 3: 361 366);或以L-丙氨酸-"N为底物，通过脱氢酶制备1^-丝氨酸-151^ (Kelly, Nicholas. M., O'Neill, Bridget. C., Probert, John., Reid， Gordon., Stephen, Rosamund" Tetrahedron Lett, 1994, 35(35): 6533-6566)。但由于上述技术中所采用的两种酶或是无商品的酶试剂可买，或是价格高不适宜用于生产，不是合 适的方法。使用化学的方法，具有"N丰度高和设备要求简单等特点，但是产 品是外销旋体的DL-丝氨酸-"N，需要拆分，才能得到L-丝氨酸-"N。如以马 尿酸乙酯-"N为原料合成DL-丝氨酸-"N (Stetten， D.， J. Biol. Chem., 1942， 144: 501)，拆分后，可以获得L-丝氨酸-"N。但该方法反应步骤多，合成时间长， 收率不高。如使用氨基酰化酶进行拆分，DL-丝氨酸-"N还需要转化为N-乙酰 -DL-丝氨酸-"N;而N-乙酰-DL-丝氨酸-"N的合成未见报道，通常由DL-丝氨 酸合成N-乙酰-DL-丝氨酸的收率不高(约为为31%, S. Akabori, T. T. Otani， R. Marshall, et al, Biochem. Biophys" 1959, 83: 1)。因此，需要探索收率较高的 N-乙酰-DL-丝氨酸-"N路线。采用氨基酰化酶拆分的方法，可以获得满意的光 学纯度，但未见用于N-乙酰-DL-丝氨酸-"N的拆分。以上合成方法，没有较为合适的制备L-丝氨酸-"N方法，需要探索新的L-丝氨酸-"N的合成路线，并对合成工艺进行提高。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是为了解决上述问题而提供一种L-丝氨酸-"N的制备方法。本专利技术的目的是这样实现的 一种L-丝氨酸-"N的制备方法，以Na"NCb 为同位素氮源合成N-乙酰-DL-丝氨酸-"N，将N-乙酰-DL-丝氨酸-"N经过酶拆 分合成L-丝氨酸-"N，具体步骤包括a、 以Na15N02和丙二酸二乙酯为原料，加入甲苯、水和醋酸进行反应， 制备出肟基丙二酸二乙酯-"N;b、 取步骤a所得肟基丙二酸二乙酯-"N加入乙酸和乙酸酐，采用还原的 方法制备出乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N;c、 取步骤b所得乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N加入甲醛在碱催化下进行反 应，制备出羟甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N;d、 取步骤c所得羟甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N加入酸进行脱羧反应， 制备出N-乙酰-DL-丝氨酸-"N;e、 取步骤d所得N-乙酰-DL-丝氨酸-"N加入氨基酰化酶进行拆分，经分 离提纯获得L-丝氨酸-"N产品。步骤a中所述的Na"N02与丙二酸二乙酯反应的摩尔比为0.5~10:1,反应温度为0 8(TC，反应时间为3 15小时，甲苯的加入体积为原料丙二酸二乙酯 体积的0.5 5倍，水的加入量为原料Na"N02质量的1%~10%，醋酸的加入摩 尔量为原料Na"N02摩尔量的1~10倍。步骤b中所述的乙酸的加入摩尔量为肟基丙二酸二乙酯-"N摩尔量的2 10 倍，乙酸酐的加入摩尔量为肟基丙二酸二乙酯-"N摩尔量的1~6倍；所述的还 原方法包括常规的催化加氢还原法和化学试剂还原法，还原反应的温度控制在 0 120°C，反应压力为常压 10MPa，反应时间为1 20小时。所述的催化加氢还原法中的催化剂选自含有钯、铂、钌、铼、镍及其混合 物的催化剂，所述的化学试剂还原法中的化学试剂选自锌、铁、镁、镍、镍铝 合金及其混合物的颗粒或粉末，化学试剂的加入摩尔量为肟基丙二酸二乙酯 -"N摩尔量的1~5倍。步骤c中所述的甲醛的加入摩尔量为乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N摩尔量的 1 8倍，碱的加入摩尔量为乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N摩尔量的1 10倍，反应 温度为-10 60。C。步骤c中所述的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧 化锶、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾及其混合物。步骤d中所述的酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、磷酸、盐酸及其混合物；酸的加入摩尔量为羟甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯-"N摩尔量的2~20倍，酸的 浓度为1 10mol/L，反应温度为30~100°C，反应时间为2 6小时。步骤e中所述的氨基酰化酶来源于动物内脏、米曲酶，进行拆分的条件为， 底物浓度0.01~lmol/L，酶用量0.1 4g/L，温度30 50。C， pH值4 9，时间8~48 小时。步骤e中所述的分离提纯包括将拆分反应后的溶液浓縮，用离子交换树 脂分离得到L-丝氨酸-"N粗产品，粗产品用活性炭在pH值3 8脱色，最后在 乙醇的水溶液中进行结晶，得到L-丝氨酸-"N纯产品。所述的乙醇的水溶液中水与乙醇的体积比为l本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ的制备方法，其特征在于，以Ｎａ［１５］↑ＮＯ↓［２］为同位素氮源合成Ｎ－乙酰－ＤＬ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ，将Ｎ－乙酰－ＤＬ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ经过酶拆分合成Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ，具体步骤包括：ａ、以Ｎａ［１５］↑ＮＯ↓［２］和丙二酸二乙酯为原料，加入甲苯、水和醋酸进行反应，制备出肟基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ；ｂ、取步骤ａ所得肟基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ加入乙酸和乙酸酐，采用还原的方法制备出乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ；ｃ、取步骤ｂ所得乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ加入甲醛在碱催化下进行反应，制备出羟甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ；ｄ、取步骤ｃ所得羟甲基乙酰氨基丙二酸二乙酯－［１５］↑Ｎ加入酸进行脱羧反应，制备出Ｎ－乙酰－ＤＬ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ；ｅ、取步骤ｄ所得Ｎ－乙酰－ＤＬ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ加入氨基酰化酶进行拆分，经分离提纯获得Ｌ－丝氨酸－［１５］↑Ｎ产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，卢伟京，杜晓宁，徐建飞，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。