氨基酸類(lèi)藥物及其制備工藝實(shí)用教案

1、第1頁(yè)/共95頁(yè)第一頁(yè)，共96頁(yè)。氨基酸（amino acide）：生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。是含有一個(gè)堿性氨基和一個(gè)酸性羧基的有機(jī)化合物。蛋白質(zhì)在生命(shngmng)活動(dòng)中功能各異源于組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其排列方式和空間結(jié)構(gòu)不同。定義(dngy)氨基酸蛋白質(zhì)多肽動(dòng)態(tài)平衡代謝性疾病(jbng)第2頁(yè)/共95頁(yè)第二頁(yè)，共96頁(yè)。中文名稱(chēng)英文名稱(chēng)符號(hào)與縮寫(xiě)分子量側(cè)鏈結(jié)構(gòu)類(lèi)型丙氨酸AlanineA或Ala89.079CH3-脂肪族類(lèi)精氨酸ArginineR或Arg174.188HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-堿性氨基酸類(lèi)天冬酰胺Asparagi

2、neN或Asn132.104H2N-CO-CH2-酰胺類(lèi)天冬氨酸AsparticacidD或Asp133.089HOOC-CH2-酸性氨基酸類(lèi)半胱氨酸CysteineC或Cys121.145HS-CH2-含硫類(lèi)谷氨酰胺GlutamineQ或Gln146.131H2N-CO-(CH2)2-酰胺類(lèi)谷氨酸GlutamicacidE或Glu147.116HOOC-(CH2)2-酸性氨基酸類(lèi)甘氨酸GlycineG或Gly75.052H-脂肪族類(lèi)組氨酸HistidineH或His155.141N=CH-NH-CH=C-CH2-|_|堿性氨基酸類(lèi)異亮氨酸IsoleucineI或Ile131.160CH3-C

3、H2-CH(CH3)-脂肪族類(lèi)亮氨酸LeucineL或Leu131.160(CH3)2-CH-CH2-脂肪族類(lèi)賴(lài)氨酸LysineK或Lys146.17H2N-(CH2)4-堿性氨基酸類(lèi)蛋氨酸MethionineM或Met149.199CH3-S-(CH2)2-含硫類(lèi)苯丙氨酸PhenylalanineF或Phe165.177Phenyl-CH2-芳香族類(lèi)脯氨酸ProlineP或Pro115.117-N-(CH2)3-CH-|_|亞氨基酸絲氨酸SerineS或Ser105.078HO-CH2-羥基類(lèi)蘇氨酸ThreonineT或Thr119.105CH3-CH(OH)-羥基類(lèi)色氨酸Tryptopha

4、nW或Trp204.213Phenyl-NH-CH=C-CH2-|_|芳香族類(lèi)酪氨酸TyrosineY或Tyr181.1764-OH-Phenyl-CH2-芳香族類(lèi)纈氨酸ValineV或Val117.133CH3-CH(CH2)-脂肪族類(lèi)第3頁(yè)/共95頁(yè)第三頁(yè)，共96頁(yè)。u呈無(wú)色晶體，形態(tài)各異。u熔點(diǎn)高，并在熔融是分解(fnji)。u易溶于酸堿溶液，一般不溶于有機(jī)溶劑，在水中各不相同u親水：精，組，賴(lài)氨酸等。u疏水：胱，酪氨酸等氨基酸的理化(lhu)性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)(wl (wl xngzh)xngzh)各種氨基酸溶解度堿書(shū)中表各種氨基酸溶解度堿書(shū)中表21-221-2第4頁(yè)/共95頁(yè)第四頁(yè)

5、，共96頁(yè)。u 氨基(nj)酸的氨基(nj)具有伯胺氨基(nj)的一切性質(zhì)（如與亞硝酸反應(yīng)、?；?、烴基化、形成席夫堿、脫氨）u 羧基具有羧酸羧基的性質(zhì)（如成鹽成堿、成酰氯、脫羧、疊氮化）u 氨基(nj)酸還有一部分是兩者共同參加的反應(yīng)（茚三酮反應(yīng)、成肽反應(yīng)）氨基酸的理化(lhu)性質(zhì)第5頁(yè)/共95頁(yè)第五頁(yè)，共96頁(yè)。特殊基團(tuán)(j tun)反應(yīng)：酪氨酸的酚羥基可產(chǎn)生米倫反應(yīng)與福林-達(dá)尼斯反應(yīng)；精氨酸的胍基產(chǎn)生坂口反應(yīng)；色氨酸的吲哚基與芳醛產(chǎn)生紅色反應(yīng)；組氨酸的咪唑基產(chǎn)生Pauly反應(yīng)；苯丙氨酸硝化后于堿性條件下產(chǎn)生桔黃色反應(yīng)；胱氨酸及半胱氨酸經(jīng)酸或堿破壞后可與醋酸鉛產(chǎn)生鉛黑反應(yīng)； 半胱氨酸在堿性

6、條件下與亞硝基鐵氰化鈉反應(yīng)生成紫紅色化合物。氨基酸的理化(lhu)性質(zhì)第6頁(yè)/共95頁(yè)第六頁(yè)，共96頁(yè)。氨基酸的理化(lhu)性質(zhì)兩性?xún)尚?lingxng)(lingxng)物物質(zhì)及等電點(diǎn)質(zhì)及等電點(diǎn)氨基酸分子同時(shí)含有氨基和羧基(suj)，即可帶正電也可帶負(fù)電，也可同時(shí)帶電，為兩性電解質(zhì)。氨基酸帶何種電荷主要取決于溶液的pH值。若在一定的pH值環(huán)境下氨基酸所帶的正負(fù)電荷數(shù)相同，凈電荷為零，此時(shí)的pH值稱(chēng)為：等電點(diǎn)（pI）。pHpI,氨基酸帶負(fù)電。pHpI,氨基酸帶正電。pH=pI,氨基酸溶解度最低，易于結(jié)晶和沉淀。第7頁(yè)/共95頁(yè)第七頁(yè)，共96頁(yè)。氨基酸在不同pH狀態(tài)下的解離狀況氨基酸的理化(l

7、hu)性質(zhì)第8頁(yè)/共95頁(yè)第八頁(yè)，共96頁(yè)。旋光性旋光性由于氨基酸空間的排列位置不同(btn)，有兩種構(gòu)型：D型和L型，組成蛋白質(zhì)的氨基酸，都屬L型。20種氨基酸，除甘氨酸外，其它氨基酸的-碳原子均為不對(duì)稱(chēng)碳原子?？梢杂辛Ⅲw異構(gòu)、有旋光性。從蛋白酶促水解得到的-氨基酸，都屬于L-型，但在生物體中(如細(xì)菌)也含有D-型氨基酸。氨基酸的理化(lhu)性質(zhì)第9頁(yè)/共95頁(yè)第九頁(yè)，共96頁(yè)。 構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都沒(méi)有(miyu)光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(5急劇減弱，堿性條件下無(wú)效。在一定范圍(fnwi)內(nèi)與溫度成正比（5060度最佳）重結(jié)晶是指溶質(zhì)以晶體裝態(tài)從溶液中析出的過(guò)程。主要是利用氨

8、基酸的兩性電解質(zhì)特性，通過(guò)調(diào)節(jié)(tioji)pH值，使目的氨基酸處于等電點(diǎn)而析出結(jié)晶。干燥(gnzo)第78頁(yè)/共95頁(yè)第七十八頁(yè)，共96頁(yè)。重結(jié)晶：是指溶質(zhì)以晶體裝態(tài)從溶液中析出(xch)的過(guò)程。主要是利用氨基酸的兩性電解質(zhì)特性，通過(guò)調(diào)節(jié)pH值，使目的氨基酸處于等電點(diǎn)而析出(xch)結(jié)晶。第79頁(yè)/共95頁(yè)第七十九頁(yè)，共96頁(yè)。第80頁(yè)/共95頁(yè)第八十頁(yè)，共96頁(yè)。胱氨酸是由兩個(gè)分子半胱氨酸脫氫氧化而成，含有兩個(gè)氨基(nj)，兩個(gè)羧基，一個(gè)二硫鍵。純品為六角形白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，難溶于水和有機(jī)溶劑，易溶于酸，堿。熔點(diǎn)約為260攝氏度。pI.胱氨酸制備(zhbi)工藝第81頁(yè)/共95頁(yè)第八十

9、一頁(yè)，共96頁(yè)。原理： 豬毛經(jīng)鹽酸水解，后用氫氧化鈉(qn yn hu n)中和至等電點(diǎn)使胱氨酸結(jié)晶析出，而后反復(fù)溶解，脫色，中和及再結(jié)晶，得精制胱氨酸。路線(xiàn)(lxin)：胱氨酸制備(zhbi)工藝第82頁(yè)/共95頁(yè)第八十二頁(yè)，共96頁(yè)。工藝過(guò)程水解： 取干凈的豬毛置于兩倍量10 mol/L鹽酸中預(yù)熱至80攝氏度，期間間歇攪拌，使溫度均勻。在內(nèi)升溫至110117水解7h（自100時(shí)計(jì)）后出料,玻璃布過(guò)濾,收集濾液。中和： 用3040%氫氧化鈉溶液(rngy)調(diào)至，繼續(xù)攪拌15分鐘，復(fù)測(cè)pH值，靜置36h，滌綸布濾取沉淀，離心甩干得L-胱氨酸粗品。胱氨酸制備(zhbi)工藝第83頁(yè)/共95頁(yè)第八

10、十三頁(yè)，共96頁(yè)。粗制： 稱(chēng)取適量胱氨酸粗品I，加入鹽酸及水，加熱，攪拌(jiobn)溶解30分鐘，再加入適量活性炭脫色，升溫至約90攝氏度，保溫30分鐘后過(guò)濾。攪拌(jiobn)下加入30%氫氧化鈉溶液至pH為時(shí)停止，凈值是結(jié)晶析出，過(guò)濾得沉淀，離心甩干，得胱氨酸粗品2。精制： 取適量粗品2，加入鹽酸并加熱，同時(shí)加入活性炭，繼續(xù)升溫值85攝氏度，攪拌(jiobn)30分鐘，脫色。過(guò)濾，的澄清溶液，加水后，加熱同時(shí)加入氨水，中和至等電點(diǎn)，結(jié)晶。蒸餾水洗后干燥。胱氨酸制備(zhbi)工藝第84頁(yè)/共95頁(yè)第八十四頁(yè)，共96頁(yè)。異亮氨酸制備(zhbi)工藝 異亮氨酸：2-氨基(nj)-3-甲基戊酸

11、，在乙醇中形成菱形葉片狀或片狀晶體，無(wú)臭，味微苦，熔點(diǎn)為285286攝氏度，溶于熱醋酸，微溶于水，幾乎不溶于乙醇或乙醚。第85頁(yè)/共95頁(yè)第八十五頁(yè)，共96頁(yè)。原理(yunl)： 以淀粉水解還原糖為碳源，以硫酸銨、尿素為氮源，通過(guò)菌種發(fā)酵生產(chǎn)異亮氨酸，然后在經(jīng)過(guò)一系列步驟從發(fā)酵液中分離，純化異亮氨酸。路線(xiàn)(lxin)：異亮氨酸制備(zhbi)工藝第86頁(yè)/共95頁(yè)第八十六頁(yè)，共96頁(yè)。工藝過(guò)程菌種培養(yǎng)：配制適合的培養(yǎng)基，接種一環(huán)牛肉膏斜面菌種，搖床30培養(yǎng)（沖程7cm，頻率105次min）16h。經(jīng)逐級(jí)放大。發(fā)酵： 配制發(fā)酵液，并高壓滅菌。冷卻后按一定比例接種菌種，同期發(fā)酵1小時(shí)(xiosh)

12、，同時(shí)補(bǔ)加尿素，氨水。異亮氨酸制備(zhbi)工藝第87頁(yè)/共95頁(yè)第八十七頁(yè)，共96頁(yè)。工藝過(guò)程除菌體，酸化： 發(fā)酵液100度加熱10分鐘。冷卻后過(guò)濾，濾液加草酸調(diào)節(jié)(tioji)pH至，過(guò)濾除沉淀。分離，濃縮： 濾液流經(jīng)陽(yáng)離子交換柱，用水平衡后，用氨水洗脫并分布收集。洗脫液經(jīng)經(jīng)減壓蒸發(fā)濃縮至粘稠狀，加去離子水，再濃縮。異亮氨酸制備(zhbi)工藝第88頁(yè)/共95頁(yè)第八十八頁(yè)，共96頁(yè)。工藝過(guò)程脫色，濃縮，中和： 濃縮液加水?dāng)嚢瑁{(diào)節(jié)pH值，加入適量活性炭脫色1小時(shí)，過(guò)濾，并加壓蒸發(fā)濃縮，用氨水調(diào)至等電點(diǎn)，結(jié)晶析出。精制： 重復(fù)上述步驟，溶解，析出數(shù)次，最后(zuhu)結(jié)晶，經(jīng)去離子水清洗后

13、，干燥。異亮氨酸制備(zhbi)工藝第89頁(yè)/共95頁(yè)第八十九頁(yè)，共96頁(yè)。天冬氨酸制備(zhbi)工藝 天冬氨酸：-氨基丁二酸（氨基琥珀酸），白色菱形葉片狀晶體，熔點(diǎn)(rngdin)為269271攝氏度，溶于水及鹽酸，不溶于乙醇或乙醚。在堿性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。第90頁(yè)/共95頁(yè)第九十頁(yè)，共96頁(yè)。原理： 先培養(yǎng)產(chǎn)天冬氨酸酶的大腸桿菌(d chn n jn)細(xì)胞，然后將細(xì)胞固定化制備生物反應(yīng)堆，用此生物反應(yīng)堆催化延胡索酸和銨鹽生產(chǎn)L-天冬氨酸。路線(xiàn)(lxin)：天冬氨酸制備(zhbi)工藝延胡索酸延胡索酸NH3固定化天冬氨酸酶轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化液轉(zhuǎn)化液L-Asp粗品粗品分離L-Asp精品

14、精品純化第91頁(yè)/共95頁(yè)第九十一頁(yè)，共96頁(yè)。工藝過(guò)程菌種培養(yǎng)：先在斜面培養(yǎng)大腸桿菌，再接種到搖瓶中，并逐級(jí)放大培養(yǎng)。調(diào)節(jié)pH后收集菌體。細(xì)胞固定： 取濕菌體重懸于生理鹽水中，40度保溫(bown)，加入適量明膠及戊二醛，充分?jǐn)嚢瑁?度放置過(guò)夜。分成小塊，浸于戊二醛溶液中放置過(guò)夜，蒸餾水洗滌，過(guò)濾得含門(mén)冬氨酸酶的固定化菌種。天冬氨酸制備(zhbi)工藝第92頁(yè)/共95頁(yè)第九十二頁(yè)，共96頁(yè)。生物反應(yīng)堆的制備： 將含有天冬氨酸酶的固定化菌裝入反應(yīng)器，職稱(chēng)反應(yīng)堆。轉(zhuǎn)化反應(yīng)： 將保溫37度的延胡索酸銨底物按一定流速流過(guò)反應(yīng)堆，收集轉(zhuǎn)化液。純化： 過(guò)濾轉(zhuǎn)化液，調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn)，濾取結(jié)晶，冷水(lngshu)洗滌，干燥得粗品。后經(jīng)活性炭脫色，過(guò)濾重結(jié)晶得精品L-天冬氨酸。天冬氨酸制備(zhbi)工藝第93頁(yè)/共95頁(yè)第九十三頁(yè)，共96頁(yè)。小結(jié)(xioji)氨基酸的臨床應(yīng)用(yngyng)？氨基酸的制備方法有哪些？氨基酸分離的方法？了解胱氨酸和異亮氨酸的制備工藝原理。第94頁(yè)/共95頁(yè)第九十四頁(yè)，共96頁(yè)。感謝您的觀(guān)看(gunkn)！第95頁(yè)/共95頁(yè)第九十五頁(yè)，共96頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirn