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1、维普资讯 http:/第 24卷 第 1期赤峰学院学报 (自然科学版 )VoI24 No12008年 1月JournalofChifengUniversity(NaturalScienceEdition)Jan2008左旋肉碱的合成方法姜琳琳(济宁学院 化学系，山东 济宁 273155)摘 要：左旋肉碱广泛应用于食品、饲料、医疗等领域，其合成方法主要有：消旋体拆分法，右旋肉碱的再利用方法，纯化学方法和生物化学方法关键词：左旋肉碱；消旋体拆分法；生物化学中图分类号：06293文献标识码：A文章编号：1673260X(2008)01A-003902由于左旋肉碱广泛应用于食品、饲料、医疗等领域，当前
2、，世界上许多国家都在研究左旋肉碱的生产方法，并取得了一定的进展左旋肉碱在食物中的含量【gkg)食品名称 牛肉 猪肉鸡肉酵母牛奶肉碱含量0640-30007500240020食物名称花生 花椰菜卷心菜 桔子汁 菠菜叶肉碱含量0001 0001000可见，在动物肌肉中左旋肉碱的含量相对较丰富，早期的左旋肉碱往往是从肉浸膏中分离出来但由于左旋肉碱的绝对含量较少，且有结构类似物的存在，难以分离，因而提取纯化的步骤较多，得率低，不适合工业化生产1 消旋体拆分肉碱最初是以混旋的形式出现的，美国专利3135788和 4070394是两种典型的制备混旋肉碱的方法，后来人们发现了右旋肉碱所产生的不利影响，开始对
3、混旋物进行拆分11 化学拆分美国专利 3151149报道了使用 D f+)一樟脑一l0一磺酸进行拆分，但此方法要使用AgN03以除去 cl一，因而成本高，收率低(小于 50)，纯度低(Ag+存在)，生产条件苛1(AgC1见光使生产容器变黑1李全等人研究了左旋肉碱盐酸盐新的合成方法，以氯乙酸乙酯为起始原料，经过格氏反应，还原，铵化，水解及拆分等五步反应，合成了产物，优点是避开了有毒的氰化物和氯化汞，且无需离子交换树脂，操作安全，简便2112 生物拆分利用微生物争一降解右旋肉碱的能力生产左旋肉碱Charles在此方面作了很多工作，选育出降解右旋肉碱有特效的菌株，经过 25C，44h的培养，右旋肉碱
4、全部消失，左旋肉碱剩下38t3J，由此可见，尽管纯度很高，但得率实在太低 2 右旋肉碱的再利用通过消旋处理得到的右旋肉碱在以前是作为废物处理的，但 Giannessi发明了一个专利，从右旋肉碱出发，经酰化，酸水解，内酯化，水解，再通过离子交换柱，将 MeS02C加上，然后在 Na2C03水溶液中搅拌得到左旋肉碱【4J21 从脱氢肉碱出发在由40单位的肉碱脱氢酶，NAD+2mM，甲酸脱氢酶 40单位，HCO2NH4150mM，磷酸 50mM(pH75)，氯霉素 6mg50ml组成的混合液中以一定的速度加入脱氢肉碱盐酸盐 08M，甲酸 08M加完料后将温度调整到 30C，加入 2M NH40H将
5、pH调整到 70经过 70h，获得 l03g左旋 肉碱，得率高达96t但这种方法必须利用昂贵的辅酶 NADH，只适合于实验室操作22 从巴豆甜菜碱出发巴豆甜菜碱是生物合成 L一肉碱的前体物质微生物中的细菌、放线菌、酵母菌和霉菌都有能水解合成 L一肉碱的菌株，目前国内外研究者最多在国内，江苏省微生物研究所的研究结果为：酶转化产 L一肉碱 5gl，转化率 40，由于可以利用拆分废物作原料，大大降低了成本I61这是一种很有潜力的方法2-3 从 一丁基甜菜碱出发j9 维普资讯 http:/丁基甜菜碱是合成 L一肉碱 的直接前体，可以用酶法羟化而制得，但由于丁基甜菜碱价格昂贵，因此，限制了这种方法的大规
6、模生产3 纯化学方法Kitamura报导，35M的氯乙酰乙酸乙酯醇溶液在 Ru(OCOCH3)2和 RuX2fx=cl，Br)的催化下，反应条件为 10MPa，100，通人氢气，5min后反应结束，得到光学纯度为 97lf左旋肉碱中问体，这种方法简便，快速，纯度高，但反应条件苛刻用Mccarthy发明了一种更简单的方法，就是以(s) 3一羟丁酸内酯为原料，只经过两步反应，直接得到左旋肉碱，光学纯度高达 95rs1Choong以很容易获得的原料 CH2CO和 C13CCHO出发，经过一系列反应得到左旋肉碱的立体专一性的中间体914 生物化学方法用生物方法得到能合成左旋肉碱的具有立体专一性的中间产
7、物刘红霞利用四种不同的酵母对乙酰乙酸乙酯进行还原实验发现：所需反应条件温和；反应物质简单；操作简单；立体选择性高，光学纯度分别为 831、837、935、988to1周炳南对 C1CH2COCH2COO fCH2)nH的各种醇的酯进行了深入研究，找到了一条 4一氯代 一B酮酸不同链长的酯与酵母还原产物光学活性的关系曲线从这条 曲线我们可以发现：随着醇链的增长 R型成份增加 【n】Bare作了这方面的详细工作，他用自由状态下的酵母细胞进行单相的生物转化，6h后 90的氯乙酰乙酸辛酯被还原用自由状态下的酵母细胞进行双相生物转化，48h后氯乙酰乙酸辛酯还原率是 85t21Aravamudan报导，节
8、杆菌(Arthrobacter spATCC19140) 和 棒 状 杆 菌(Corynebacterium equiIFO一3730)也具有专一还原性，可分别得到光学纯度为 69和 97的左旋 肉碱的中间 Charles在他的一篇专利 中【“1提出，有22种酵母菌和 25种真菌具有此种还原功能，在另篇专利中【26】，他明确提出，在这些微生物中起作用的是 L一13一羟 基酰基辅酶 A 还原酶 ECI1135参考文献：1刘武肉碱的生物学新功用生命的化学，1991，11(4)：17182周建鸿，等肉碱与婴儿配方食品国外医学卫生学分册，1994，21(4)：2902933郑九芳人体必需营养素一L一肉
9、碱中国食品添力口卉4，1995(1)：59624王明鹏，等饲料中添加肉毒碱可节约蛋白质的探讨中国饲料，1996(7)：21-235张海燕，等左旋肉碱的研究及应用中国食品添加剂1997(2)：476杨秀芳，等酶联荧光法测定血浆中游离肉毒碱上海医科大学学报，1993，20(6)：4354387肖萍，等L一肉硷的营养保健作用食品工业，1997(3)：238李全，等左旋肉毒碱盐酸盐新的合成方法中国药物化学杂志，1995，5(4)：276-2779CharlessJeta1PCT INT APPL，1985；WO 8504：90010Giannessieta1CANPATAPPL1994；CA211898 11Souppeeta1EuRIPATAPPL1986，EP240423 12孙志浩等工一肉碱制备和应用研究的概况食品与发酵工业，1996(2)：64-6813KitamuraM etakAPracticalAsymmetricofCarnitneTetrahedronLeters，1988；29(13)：15551556【14Mccarthy1995；USPATENT547310427ChoongESNew Method forthd Preparationof(R)一CamitneTetrahedron：Asynmmtry，1995，6(5)：】063-106640