305-84-0/L-肌肽的制備和應(yīng)用

背景及概述^[1]

L-肌肽(CAS：305-84-0，Carnosine)是由俄國(guó)科學(xué)家Gulewitsh與Amiradzibi于1900年首次在牛肉中檢測(cè)到，在哺乳動(dòng)物的大腦，肌肉和其他有神經(jīng)分布的組織中廣泛存在，在動(dòng)物體內(nèi)的濃度約為1-20mmol/L，其化學(xué)名稱(chēng)為：β-丙氨酰-L-組氨酸。

制備^[1-2]

報(bào)道一、

A)制備肼解反應(yīng)液，在1000ml的四口反應(yīng)瓶中，投入作為中間體的鄰苯二甲酰?L?肌肽50g(0.14mol)、水200ml、水合肼(質(zhì)量百分比濃度為80％)10.8g(0.17mol)，加熱至回流反應(yīng)1.0h，加入乙酸調(diào)節(jié)物料pH至5.5，過(guò)濾除去副產(chǎn)物，得到肼解反應(yīng)液；

B)制備L?肌肽，向由步驟A)得到的肼解反應(yīng)液中加入100ml二氯甲烷及苯甲醛9.6g(0.09mol)，室溫下攪拌12h后，物料靜置分層，分去二氯甲烷層，水層用50ml二氯甲烷洗滌兩次后加入活性炭3g及25ml氨水(18％)，60℃下脫色0.5h，過(guò)濾除活性炭，脫色液真空濃縮至有固體析出，加入甲醇300ml結(jié)晶，攪拌2.0h后過(guò)濾，濾餅在100℃下干燥6h后得L?肌肽產(chǎn)品28.6g。產(chǎn)品中未檢出肼殘留。

報(bào)道二、

1）制備鄰苯二甲酰-β-丙氨酸(II)

在2000ml反應(yīng)瓶中，加入1000g甲苯，69.1gβ-丙氨酸(0.776mol)，114.9g鄰苯二甲酸酐(0.776mol)和6.5g三乙胺(0.064mol)，升溫回流，分去反應(yīng)生成的水分，當(dāng)分水器中沒(méi)有明顯的水分出現(xiàn)，反應(yīng)結(jié)束，常壓回收甲苯，出現(xiàn)大量白色固體后用減壓回收，料溫不超125℃，然后加入800g水，加熱至90℃，固體全部溶解，保溫?cái)嚢?5min，然后冷卻至10℃，過(guò)濾，干燥得產(chǎn)物(II)167.5g，收率為98.5％，HPLC＞99.5。

2）制備鄰苯二甲酰-β-丙氨酰氯(III)。

在2000ml反應(yīng)瓶中，加入1000g二氯乙烷，155.4g鄰苯二甲酰-β-丙氨酸(0.709mol)，73.6g三光氣(0.248mol)，慢慢升溫至70℃，保溫2.5h(反應(yīng)生成的氯化氫氣體用水吸收，得到的氯化氫溶液可作其他用途)，物料呈透明液體，然后減壓回收二氯乙烷，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)固體用新鮮的二氯乙烷溶解，減壓回收以除去殘留的氯化氫氣體，干燥得產(chǎn)物(III)167.5g，收率為99.4％，加入1000g氯仿，室溫下攪拌溶解，得到淡黃色透明液體，用于下面縮合反應(yīng)。

3）制備L-組氨酸三甲基硅烷保護(hù)物(IV)。

在1000ml反應(yīng)瓶中，加入100gL-組氨酸(0.645mol)，312g六甲基二硅胺烷(1.934mol)，0。2ml硫酸，慢慢升溫回流，回流溫度達(dá)到128℃(反應(yīng)生成的氨氣用水吸收，得到的氨水溶液可作其他用途)，此時(shí)物料呈無(wú)色透明液體，然后減壓回收六甲基二硅胺烷至盡，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)殘液用新鮮的二甲苯洗滌，減壓回收至盡，得到產(chǎn)物(IV)，加入600g氯仿，室溫下攪拌溶解，得到淡黃色透明液體，用于下面縮合反應(yīng)。

4）制備L-肌肽粗品(I)。

在2000ml反應(yīng)瓶中，加入產(chǎn)物(IV)的氯仿溶液，降溫至0～5℃，滴加產(chǎn)物(III)的氯仿溶液，滴加溫度不超過(guò)15℃，滴加結(jié)束，物料在0～15℃，保溫8～12h，保溫結(jié)束后得到產(chǎn)物(V)。加入1000g水，攪拌15min，靜止分去氯仿層(氯仿蒸餾后可回用)，得到產(chǎn)物(VI)。將27.5g一水氫氧化鋰(0.655mol)，室溫下攪拌0.5h，得到產(chǎn)物(VII)。加入46.8ml80％水合肼(0.773mol)，升溫回流，保溫1.5h，趁熱加熱63ml醋酸，回流攪拌15min，然后冷卻至10～20℃，過(guò)濾，濾餅用適量水洗滌，合并濾液和洗滌液，投入2000ml反應(yīng)瓶中，加入116ml25％氨水，3g活性炭，加熱至60℃，保溫0.5h，過(guò)濾，濾液減壓濃縮至漿狀，加入1000ml無(wú)水甲醇，攪拌2h，冷卻至10～20℃，過(guò)濾，濾餅用100ml無(wú)水甲醇洗滌，干燥，得L-肌肽(I)140.6g，收率為96.5％，HPLC＞98％。

5）制備L-肌肽成品。

在1000ml反應(yīng)瓶中，加入140.6gL-肌肽粗品(I)，600g水，60ml25％氨水，攪拌溶解，加入5g活性炭，加熱至50℃，保溫0.5h，過(guò)濾，濾液減壓濃縮至固體析出，加入1000ml無(wú)水甲醇，攪拌2h，冷卻至10～20℃，過(guò)濾，濾餅用100ml無(wú)水甲醇洗滌，干燥，得L-肌肽成品133.6g，收率為95％，HPLC＞99.5％。

應(yīng)用^[2-3]

L-肌肽的化學(xué)本質(zhì)是β-丙氨酸和L-組氨酸通過(guò)肌肽合成酶的作用而成的。肌肽由于其具有抗氧化性、自由基清除作用、與過(guò)渡金屬螯合、神經(jīng)保護(hù)、促進(jìn)傷口愈合和抗衰老等作用，所以在醫(yī)藥、保健、衛(wèi)生等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

1、肌肽在食品工業(yè)中的應(yīng)用

食品中油脂的主要成分是各種脂肪酸甘油酯的混合物，由于不飽和脂肪酸甘油酯在貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生自由基反應(yīng)，產(chǎn)生過(guò)氧化物及具有臭味的醛或碳鏈較短的羧酸，所以食用含有脂肪過(guò)氧化物的食品，就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)人們身體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化，誘發(fā)各種病癥。因此經(jīng)常在食品加工與貯藏過(guò)程中使用丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒(méi)食子酸丙酯等來(lái)防止脂肪的過(guò)氧化，但在食品加工的加熱工序中其功效會(huì)降低，而且具有一定的毒性。L-肌肽不僅可以有效抑制脂肪氧化，而且安全性高，并具有保健功能。因此，L-肌肽是一種有應(yīng)用價(jià)值的、理想的食品抗氧化劑。

2、肌肽在醫(yī)藥與保健方面的應(yīng)用

1）肌肽與抗氧化

肌肽不僅可以利用組氨酸殘基上的咪唑環(huán)N原子和肽鍵N原子對(duì)金屬離子進(jìn)行螯合，抑制由于金屬離子引起的脂肪氧化，而且肌肽側(cè)鏈上的組氨酸具有捕捉羥基自由基和過(guò)氧化自由基的能力，可起到抑制非金屬離子引起的脂肪氧化作用，因此，肌肽作為一種多功能的抗氧化活性物質(zhì)能夠穩(wěn)定地保護(hù)細(xì)胞膜，是一種水溶性的自由基清除劑，能夠阻止細(xì)胞膜的過(guò)氧化反應(yīng)。與其它的生物類(lèi)抗氧化劑如VC等相比，肌肽的抗氧化能力更強(qiáng)。肌肽除了具有抑制細(xì)胞膜的過(guò)氧化過(guò)程，還能抑制細(xì)胞內(nèi)的其它一系列的過(guò)氧化反應(yīng)，即肌肽能夠抑制生物體內(nèi)整個(gè)過(guò)氧化鏈中的每一步氧化反應(yīng)。而VC等抗氧化劑的作用是阻止自由基進(jìn)入組織，即他們只能阻止細(xì)胞膜的液體過(guò)氧化過(guò)程，對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入細(xì)胞之后的自由基就無(wú)能為力。

2）肌肽與胃潰瘍

消化性潰瘍是全球性的慢性消化系統(tǒng)疾病，目前對(duì)于引起潰瘍的具體因素還不是很清楚，但病理學(xué)認(rèn)為是攻擊性因子(如胃酸、胃蛋白酶的分泌、幽門(mén)螺桿菌感染)與預(yù)防或細(xì)胞保護(hù)性因子(粘液分泌、重碳酸鹽分泌、前列腺素的產(chǎn)生)失衡所致。胃的自然保護(hù)機(jī)制是:形成一層厚的胃粘膜，起著防御屏障的功能，用來(lái)保護(hù)內(nèi)層的細(xì)胞。粘膜的持續(xù)分泌能保護(hù)胃，但是過(guò)多的分泌則會(huì)引起胃潰瘍。研究發(fā)現(xiàn)，鋅-肌肽和食物一起服用可有效的起到預(yù)防潰瘍的作用，它可以有效地保持胃的完整性及其自然保護(hù)機(jī)制，這是由于肌肽具有抗氧化性、使膜穩(wěn)定化、調(diào)節(jié)免疫和修復(fù)組織的藥理特性。據(jù)臨床試驗(yàn)顯示，服用鋅-肌肽八周以后，70%的用藥患者明顯的改善，通過(guò)胃鏡檢發(fā)現(xiàn)65%的胃潰瘍得到改善。

3）肌肽與免疫調(diào)節(jié)

免疫反應(yīng)是一種維持自體動(dòng)態(tài)平衡的生理功能，是由活性生物體內(nèi)的生理活性物質(zhì)調(diào)節(jié)的。免疫調(diào)節(jié)劑是指治療免疫功能紊亂所引起的一類(lèi)疾病，用于恢復(fù)免疫反應(yīng)，抑制其不正常低落或壓抑其過(guò)速反應(yīng)。目前已有的多種免疫體調(diào)節(jié)劑大都是用化學(xué)合成的方法合成的，具有一定的毒副作用。研究證明，肌肽具有免疫調(diào)節(jié)功能，而且是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一用于免疫調(diào)節(jié)的生理活性物質(zhì)，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治療各種免疫疾病和非正常免疫引起的疾病，如血清疾病，紅斑狼瘡，各類(lèi)風(fēng)濕等。此外，肌肽對(duì)傷口愈合、初期老年白內(nèi)障(cataract)、未成熟白內(nèi)障、宮頸糜爛、肝紊亂、心肌機(jī)能不全等疾病均有一定的治療作用。

參考文獻(xiàn)

[1]CN201110151849.5L-肌肽制備中的脫色方法

[2]CN201110286445.7L-肌肽的制備方法

[3]CN200810024360.XL-肌肽的合成方法

[4]吳長(zhǎng)增,宋曉平.L-肌肽的合成與應(yīng)用[J].許昌學(xué)院學(xué)報(bào),2009,28(05):110-113。