一种有机合成的羧甲基赖氨酸分离纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学品的合成及其分离纯化领域，具体涉及一种合成羧甲基赖氨酸的 硅胶柱层析分离纯化方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，羧甲基赖氨酸成为食品加工安全研宄热点。由于准确检测不同种类食品 中羧甲基赖氨酸含量有一定难度，极大多数研宄都在关注羧甲基赖氨酸检测方法的建立与 验证，以及食品中羧甲基赖氨酸的形成原因、抑制方法、含量检测分析等。作为食品中广泛 存在的化合物，羧甲基赖氨酸毒理学评价工作一直没有开展，毒理学资料也相对比较缺乏。 目前，羧甲基赖氨酸的危害研宄主要集中在生理医学领域，且主要以人体内源性的羧甲基 赖氨酸或富含羧甲基赖氨酸的食品为对象，探讨它对人体各种慢性疾病的影响和健康效应 关系。然而，单纯游离态羧甲基赖氨酸的毒理学安全性评价未有文献报道，羧甲基赖氨酸毒 性大小以及是否具有生殖毒性、神经毒性、免疫毒性等却无从得知。羧甲基赖氨酸作为一种 潜在的有害物，其在食品中安全隐患越来越受到业内关注。因此有必要开展对羧甲基赖氨 酸各项毒理学安全评价工作。
[0003] 商业化羧甲基赖氨酸标准品价格昂贵，毒理学评价的体内动物实验用量大，实验 成本不可估量。基于文献报道的羧甲基赖氨酸合成方法已较为成熟，通过实验室化学合成 羧甲基赖氨酸，成为降低毒理学评价实验成本的有效途径。
[0004] 羧甲基赖氨酸合成方法虽已有多篇文献报道，但分离纯化是最终获得高纯度羧甲 基赖氨酸的关键步骤。目前文献报道的制备液相色谱、离子交换色谱分离纯化方法较繁琐， 效率低，探索快速、高效、低廉的分离纯化方法成为获得大量低成本高纯度羧甲基赖氨酸单 体的关键。
【发明内容】
[0005] 本发明对羧甲基赖氨酸分离纯化方法大胆创新，提出一种新的硅胶柱层析分离纯 化方法，使羧甲基赖氨酸的合成量提高到克级，大大提升羧甲基赖氨酸的纯化效率，降低实 验成本，为羧甲基赖氨酸各项毒理学评价工作的开展奠定基础。
[0006] 一种有机合成的羧甲基赖氨酸分离纯化方法，其特征在于：
[0007] A)还原胺化反应式I所示的化合物
[0008]
[0009] 以合成式II所示的化合物
[0010]
[0011] 在还原胺化反应过程中，乙醛酸为羰基供体，还原剂为NaBH3CN,溶剂为0. lmol/L 的Na2CO3水溶液，反应过程中使用氮气保护，反应温度控制在30~40°C，反应时间为15~ 25h ；
[0012] B)将式I和式II所示的化合物酯化得式III、IV所示的化合物
[0013]
[0014] 在酯化反应中，使用3mol/L的盐酸正丁醇溶液溶解，充分混匀后真空抽滤过 0. 45 μ m有机滤膜，取滤过液在60~70°C不断搅拌条件下反应2h，然后将反应液真空浓 缩；
[0015] C)将酯化反应后的混合物柱层析分离得到式IV所示的化合物
[0016]
[0017] 柱层析分离选用反相硅胶200~300目，54~75 μ m，湿法装柱，常压分离；
[0018] 采用二氯甲烷/甲醇体系进行梯度洗脱，使用二氯甲烷：甲醇=60:1、40:1、20:1 各洗脱1~2个柱体积，收集Rf值相同的组分；
[0019] D)将层析分离后Rf相同的组分收集，除去溶剂后水解浓缩干燥后得到式V所示 的化合物
[0020]
[0021] Rf = 0. 6 ；
[0022] 采用6mol/L的盐酸水溶液水解，水解温度为IKTC，水解时间为20~40h。
[0023] 所述酯化反应前使用37%的浓盐酸去除还原胺化反应中添加的过量NaBH3CN,然 后真空减压浓缩，回收溶剂至干。
[0024] 所述层析分离中使用的洗脱剂中添加有1%的氨水，并且在使用前添加适量的无 水硫酸钠干燥过滤。
[0025] 本发明的有益效果是：本发明一种新的硅胶柱层析分离纯化方法，使羧甲基赖氨 酸的合成量提高到克级，大大提升羧甲基赖氨酸的纯化效率，降低实验成本，为羧甲基赖氨 酸各项毒理学评价工作的开展奠定基础。
[0026] 附图
[0027] 图1是式IV所示化合物的一级质谱和二级质谱结构图；
[0028] 图2是式III与式IV所示化合物的薄层色谱（TLC)分离效果图；
[0029] 图3是式V所示化合物的结构表征H-NMR谱图；
[0030] 图4是式V所示化合物的结构表征1H-1H COSY谱图；
[0031] 图5是式V所示化合物的结构表征13C-1H HSQC谱图；
[0032] 图6是式V所示化合物的结构表征二级质谱图。
【具体实施方式】
[0033] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例详细描述本发明提供的技术 方案。
[0034] 本发明所述的一种有机合成的羧甲基赖氨酸分离纯化方法，其特征在于：
[0035] A)还原胺化反应式I所示的化合物
[0036]
[0037] 以合成式II所示的化合物
[0038]
[0039] 在还原胺化反应过程中，还原剂为NaBH3CN,溶剂为0. lmol/L的Na2CO3水溶液，反 应过程中使用氮气保护，反应温度控制在37 °C，反应时间为20h ;
[0040] 在这个过程中一个非限制性的合成路线实例如下：
[0041]
[0042] B)将式I和式II所示的化合物酯化得式III、IV所示的化合物
[0043]
[0044] 在酯化反应中，使用3mol/L的盐酸正丁醇溶液溶解，充分混匀后真空抽滤过 0. 45 μ m有机滤膜，取滤过液在65°C不断搅拌条件下反应2h，然后将反应液真空浓缩；
[0045] 在这个过程中非限制性的合成路线实例如下：
[0047] C)将酯化反应后的混合物柱层析分离得到式IV所示的化合物
[0048]
[0049] 柱层析分离选用反相硅胶200~300目，54~75 μ m，湿法装柱，常压分离；
[0050] 采用二氯甲烷/甲醇体系进行梯度洗脱，使用二氯甲烷：甲醇=60:1、40:1、20:1 各洗脱1~2个柱体积，收集Rf值相同的组分；
[0051] D)将柱层析分离后Rf相同的组分收集，除去溶剂后水解浓缩干燥后得到式V所 示的化合物
[0052]
[0053] Rf = 0. 6 ；
[0054] 采用6mol/L的盐酸水溶液水解，水解温度为110°C，水解时间为24h。
[00