一种酮基蛋氨酸及其衍生物的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种酮基蛋氨酸及其衍生物的制备方法及应用。该制备方法，是将丙酮酸或者丙酮酸衍生物，甲醛和硫醇在催化剂下通过一步反应生成酮基蛋氨酸或者其衍生物。所制得的酮基蛋氨酸或者其衍生物可进一步在制备蛋氨酸及其衍生物、羟基蛋氨酸及其衍生物中应用。本发明专利技术独创性的一步法合成酮基蛋氨酸及其衍生物，能够在常温常压下进行反应，转化效率高，并避免使用剧毒物质氢氰酸，非常适于工业化生产，具有巨大的产业价值。具有巨大的产业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种酮基蛋氨酸及其衍生物的制备方法及应用


[0001]本申请涉及生化合成
，尤其涉及一种酮基蛋氨酸及其衍生物的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]蛋氨酸又名甲硫氨酸，化学名为2
‑
氨基
‑4‑
甲巯基丁酸，是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸。蛋氨酸广泛用于医药、食品、饲料和化妆品等领域，例如蛋氨酸能维持机体生长发育和氮平衡，促进人体代谢，因此能用于肝脏保护、心肌保护、抗抑郁症、降血压、防毒祛毒等多个医疗用途。又如，蛋氨酸是畜禽合成动物蛋白必需的最重要的氨基酸之一，可作为蛋白质饲料的强化剂和弥补氨基酸平衡的营养添加剂，用于饲料行业中。因此，市场上对蛋氨酸有广泛的需求。
[0003]目前制备蛋氨酸的方法包括生物发酵法和化学合成法，化学合成法有氰醇法，海因法等。氰醇法主要用于生产液体蛋氨酸，利用甲硫醇和丙烯醛反应生成3
‑
甲硫基代丙醛，与氰化氢进一步反应生成甲硫基丁氰醇，甲硫基丁氰醇经水解能制得蛋氨酸或者蛋氨酸羟基类似物。海因法主要用于生产固体蛋氨酸，是利用氰化氢和氢氧化钠得到的氰化钠开始，再进一步制得海因衍生物，再一步制得蛋氨酸钠，最后可制得蛋氨酸。由此两种方法可看出，其制备方法中都要用到剧毒物质氢氰酸。

技术实现思路

[0004]本申请创造性地提出一步法合成酮基蛋氨酸及其衍生物，能至少部分地解决上述存在的问题。
[0005]本专利技术目的之一是提供一种酮基蛋氨酸及其衍生物的制备方法，通过将丙酮酸或者丙酮酸衍生物，甲醛和甲硫醇在催化剂下反应生成酮基蛋氨酸或者酮基蛋氨酸衍生物。
[0006]本专利技术目的之二是提供一种蛋氨酸或蛋氨酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：1)将丙酮酸或者丙酮酸衍生物，甲醛和甲硫醇在催化剂下反应生成酮基蛋氨酸或者酮基蛋氨酸衍生物；2)将所述酮基蛋氨酸或酮基蛋氨酸衍生物进行生物转化或化学反应得到蛋氨酸或其衍生物。
[0007]本专利技术目的之三是提供一种羟基蛋氨酸或其衍生物的制备方法，包括以下步骤：1)将丙酮酸或者丙酮酸衍生物，甲醛和甲硫醇在催化剂下反应生成酮基蛋氨酸或者酮基蛋氨酸衍生物；2)将所述酮基蛋氨酸或其衍生物进行化学反应或者生物转化得到羟基蛋氨酸或其衍生物。
[0008]本专利技术独创性的一步法合成酮基蛋氨酸及其衍生物，能够在常温常压下进行反应，转化效率高，并避免使用剧毒物质氢氰酸，非常适于工业化生产，具有巨大的产业价值。
附图说明
[0009]图1为实施例3反应产物HPLC图谱。
具体实施方式
[0010]在本公开中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。同时，为了更好地理解本公开，下面提供相关术语的定义和解释。
[0011]也应理解本文使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，并不意欲是限制性的。
[0012]如本文使用的和除非另作说明，术语“蛋氨酸”是指具有结构的化合物，蛋氨酸衍生物包括但不限于蛋氨酸的酯、酰胺、盐等。
[0013]术语“酮基蛋氨酸”是指蛋氨酸中的氨基被羰基取代，具有结构的化合物，酮基蛋氨酸衍生物包括但不限于酮基蛋氨酸的酯、酰胺、盐等。
[0014]术语“羟基蛋氨酸”是指蛋氨酸中的氨基被羟基取代，具有结构的化合物，羟基蛋氨酸衍生物包括但不限于羟基蛋氨酸的酯、酰胺、盐等。
[0015]术语“丙酮酸”是指具有结构的化合物，丙酮酸衍生物包括但不限于丙酮酸酯、丙酮酸盐等。
[0016]术语“生物基碳”旨在意指获自生物来源而非石油基来源的碳。化石基碳基本上不含
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C，这是因为化石基碳龄远远超过
14
C的5,730年半衰期，因此，组合物中
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C的存在和水平提供了起源于除化石燃料以外的来源的碳量的直接量度，即，组合物中生物基碳的水平。
[0017]术语“生物转化”，指使用活的有机体(常为微生物，例如细菌和酵母)进行的化学反应。
[0018]除非具体陈述，术语“第一”、“第二”不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个对象与另一对象。
[0019]如本文使用的和除非另作说明，术语“大约”指的是可测量的值诸如量、时间期间等时，表示包括从给定值
±
10％的变化，更优选
±
5％，甚至更优选
±
1％，和还要更优选
±
0.1％的变化，只要这种变化适于实施公开的方法。
[0020]如上所述，本专利技术的目的之一在于提供一种合成酮基蛋氨酸及其衍生物的方法，安全环保，适用于工业化生产。
[0021]本专利技术的一些实施方式公开了酮基蛋氨酸及其衍生物的一步合成法，将丙酮酸或者丙酮酸衍生物，甲醛和甲硫醇在第一催化剂下反应生成酮基蛋氨酸或者酮基蛋氨酸衍生物。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述丙酮酸或者丙酮酸衍生物、甲醛和硫醇的摩尔比为1：1：1
‑
3，例如1：1：2或1：1：3；可选地，所述丙酮酸或者丙酮酸衍生物、甲醛、催化剂和硫醇的摩尔比为1：1：1
‑
3：1
‑
3，例如1：1：1：2或1：1：3：3
[0023]本专利技术提供的制备方法，第一催化剂存在目的主要是催化羟醛反应(Aldol reaction)。根据本专利技术的一些实施方式，上述第一催化剂选自碱性催化剂或两性配体催化剂，所述碱性催化剂包括有机胺、无机碱。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，有机胺包括但不限于二甲胺，二乙胺，三乙胺等；无
机碱，包括但不限于NaHCO3，Na2CO3，CaCO3，NaOH等；两性配体催化剂，包括但不限于氨基酸型两性膦配体等。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，其中，第一催化反应的温度为0至400℃之间，压力为0.5至100个大气压之间。本专利技术对于反应条件并不苛刻，可在0至400℃之间，例如大约400℃、大约300℃、大约200℃、大约100℃、大约70℃、大约40℃、大约25℃、大约10℃或大约0℃，0.5至100个大气压之间均可反应。例如，可在常温(25℃左右)常压(一个大气压左右)下完成反应。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，其中，丙酮酸或者丙酮酸衍生物通过化学或生物法制得。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，其中，丙酮酸或者丙酮酸衍生物通过生物法制得，丙酮酸或者丙酮酸衍生物中
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C/
12
C的比例大于0。当
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C/
12
C的比例大于0时，意味着丙酮酸或者丙酮酸衍生物中存在
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C，具有生物基碳。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，其中，丙酮酸或者丙酮酸衍生物是通过葡萄糖发酵制得。
[0029]另一方面，本专利技术还提供蛋氨酸或蛋氨酸衍生物的制备方法，通过将酮基蛋氨酸或酮基蛋氨酸衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
pastoris)；可选地，所述发酵温度为20
‑
40℃。9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述化学反应是通过将酮基蛋氨酸或酮基蛋氨酸衍生物、氢气和氨气在第二催化剂下进行第二催化反应；可选地，所述第二催化剂选自金属催化剂；可选地，所述第二催化剂选自钯碳催化剂、镍催化剂、铜催化剂、钴催化剂或铂催化剂；可选地，所述第二催化反应温度为40
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300℃；可选地，所述第二催化反应温度为大约40℃，大约60，大约100℃，大约200℃或大约300℃；可选地，所述第二催化反应压力为1
‑
100个大气压，可选地，所述第二催化反应压力为大约1个大气压、大约10个大气压、大约40个大气压、大约50个大气压、大约70个大气压或大约100个大气压。10.一种羟基蛋氨酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，通过权利要求1
‑
6任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科春，王吉龙，
申请(专利权)人：张科春，
类型：发明
国别省市：