酶法制备D-苯丙氨酸文献综述
2020-06-04 20:32:41
1.D-苯丙氨酸的概况
1.1 D-苯丙氨酸的简介
苯丙氨酸学名: 2-氨基-3-苯基丙酸,Phenylalanine,具有L-苯丙氨酸和D-苯丙氨酸两种对映体和一个消旋体DL-Phe[1]。化学合成方法制备的苯丙氨酸,有手性碳,但D型和L型是混合的,因此没有旋光现象。而生物合成则因为酶是有手性的,所以其产物也有手性。自然界中的氨基酸通常都是L型的。
D-苯丙氨酸(英文名:D-phenylalanine,简称d-phe),分子式C9H11NO2,分子量为165.19。是一种重要的非天然氨基酸,是人体所必需的氨基酸之一,但不参与蛋白质的合成,其结构式如下:
D-苯丙氨酸 D-Phe外观为白色、无味、结晶性粉末;存放在密封容器内,并放在阴凉,干燥处。储存的地方必须远离氧化剂。熔点为273-276#176;C,溶于水、稀无机酸和碱性氢氧化物溶液中,微溶于甲醇,不溶于乙醇、乙醚;分解点为285℃;比旋光度[α]25D 35#176;(0.5-2.0 mg/ml,H2O);[α]25D 7.1#176;(0.5-2.0 mg/ml,5 mol/L HCl) [2]。
1.2 D-苯丙氨酸的应用
在医药领域的用途广泛,它是杆菌肽、真菌孢肽、短杆菌肽S、多粘菌素B等多肽类抗生素的重要前体,也是降血糖药物、抗肿瘤药物和艾滋病病毒蛋白酶抑制剂的合成前体。临床上用作抑郁症和帕金森病的辅助治疗。D-Phe是一种重要的医药中间体,已用于合成多种药物,如那格列奈、奥曲肽和茚地那韦等[3]。韩济生等研究发现,给家兔脑室内注射肽酶抑制剂D-苯丙氨酸200微克,可延长指针镇痛的过程,加强指针镇痛效应[4]。近年来,许多大公司以D-苯丙氨酸作为原料开发了一系列最新的抗肿瘤药物如百士欣等和糖尿病治疗药物,其中那格列那已经显示了广阔的应用前景,将成为D-苯丙氨酸重要的下游产品。其在食品、化妆品、生化试剂领域也有应用价值。
1.3 D-苯丙氨酸生产的发展现状
在医药行业,抗肿瘤药物同抗艾滋病药、脑血管药和减肥药一道并称为四大明星药物和医药行业的支柱产业,与四大明星药物相关的生物医药企业的业绩均表现出色。由于D-苯丙氨酸为以上几种明星药物的合成原料药和中间体,所以以上几个非常先进成熟的主流药物的快速发展势必带动D-苯丙氨酸的飞速发展。估计全球D-苯丙氨酸的总需求量在800-1000t/a,目前日本在D-氨基酸的生产上处于领先地位。国内仅有少数几家生产企业批量生产,大多采用化学拆分法生产,其产品质量和制造成本都缺乏与国外大公司竞争的能力。随着D-苯丙氨酸的消费量日益增加,市场需求正日益扩大,改进合成工艺以降低成本,提高产品质量显得越来越紧迫。开发D-苯丙氨酸的低成本、高品质制备方法,选择较好的新工艺路线,有着重要意义,同时具有良好的经济效益和社会效益。
2. D-苯丙氨酸的制备