从猫豆中提取左旋多巴2.doc

一左旋多巴的理化性质1.结构式左旋多巴又称L-多巴（L-DOPA）化学名：L-3,4-二羟基苯丙氨酸（L-3，4-Dihydroxyl phenylalanin）2.物理常数名称化学式熔点沸点分子量密度比旋光度左旋多巴C9H11NO4295448.4 C197.191.468g/cm3-11.7 (c=5.3, 1N HCl)3.理化性质（1）具有临二酚结构，性质不稳定，极易被空气中的氧气氧化变质。（2）水溶液久置后，可变黄、红、紫，直至黑色。高温、水、光、碱、重金属可加速其变化。二左旋多巴的用途多巴的衍生物多巴胺是一种重要的神经递质，但多巴胺不能通过血脑屏障而进入脑组织，而L-DOPA可以通过血脑屏障，在脑组织中可脱羧形成多巴胺，可增加多巴胺含量而达到治疗帕金森氏病的功效。L-DOPA还有其他许多用途，可用来治疗腿多动综合症、肝昏迷、CO中毒、锰中毒和精神病、心力衰竭、溃疡病、脱毛症、调节人的性功能等。（1）抗帕金森病左旋多巴在脑内转变为多巴胺，补充纹状体中多巴胺的不足，因而具有抗帕金森病的疗效。用左旋多巴治疗后，约75%的患者获得较好疗效。治疗初期疗效更显（2）治疗肝昏迷用左旋多巴能在脑内转变去甲肾上腺素。使正常神经活动得以恢复，患者可由昏迷转为苏醒。因不能改善肝功能，作用只是暂时性的（3）保健美容人们发现L-DOPA有抗衰老的神奇功效。在日本有人利用酪氨酸酶将L-酪氨酸转化，经L-DOPA氧化形成黑色素，作为染发的商品出售。L-DOPA是一种在医药卫生、保健美容等诸方面有显著功效的氨基酸衍生物。 三左旋多巴的来源1.天然：蚕豆是少有的含有左旋多巴的普通食品。1913年就有人从蚕豆籽苗种豆荚中提取天然L-DOPA，1949年从野生植物藜豆中撮出L-DOPA。国内于1972年，从豆科植物藜豆种子中提取L-DOPA获得成功。从猫豆中提取L-DOPA的得率，从1.5%已提高到3.25%。但从植物中撮L-DOPA由于受到原料来源的限制，产量小，远不能满足市场需求。2.合成(1)L-DOPA的化学合成 1911年人们首次利用3，4-碳酰二氧苯甲醛为原料化学合成多巴，后来人们还利用胡椒醛、香草醛、儿茶酚、酪氨酸来合成L-DOPA。国内还有人用的D-麻黄碱拆分N-乙酰-3-（3，4-二甲氧基苯）-DL-丙氨酸来合成L-DOPA。（2）利用基因工程菌合成L-DOPA90年代初人们开始运用基因工程的手段获取TPL的基因片段，然后连接到不同的载体中让其在宿主细胞中高效表达。四国内外研究概况60年代末，国外一些学者开始致力于微生物酶法合成L-DOPA的研究。70年代初，日本学者Yamada等对微生物酶法合成L-DOPA进行了深入的研究，通过菌种选育及发酵条件的优化于1993年在味之素公司投入工业化生产。目前国外L-DOPA的产率超过100mg/ml。80年代后期，武汉大学的彭珍荣等在国内首先开展了微生物法合成L-DOPA的研究，但至今国内尚未有工业化的报道。虽然现在国内有多家制药厂生产L-DOPA及其药剂，但大都是从植物中提取的。为了获得纯净的符合标准的产品，必须有适宜的L-DOPA的提取方法。利用微生物发酵法生产L-DOPA，其最终发酵产物含有许多不溶和可溶性杂质，必须采用适当的方法除去这些杂质，分离出纯净的L-DOPA。从发酵液中提取L-DOPA的一般步骤为（1）离心去掉菌体等不溶物（2）采用适当方法除去一些可溶性杂质，有必要还需脱色（3）浓缩得到结晶，再采用一定的方法纯化，得到纯净的晶体。以L-酪氨酸为底物用微生物发酵法生产L-DOPA，最后的发酵产物为棕黑色液体，要从其中提取出纯净的L-DOPA，首先必须进行脱色，活性炭脱色法的人们广为使用脱色方法。但活性炭对各种天然氨基酸具有吸附作用，对芳香族氨基酸表现出最强的吸附力，吸附率达20%左右，因此在L-DOPA提取过程中用活性炭脱色损失较大。近来，有许多研究者研制和寻找新的替代活性炭的脱色剂。 （1）Hitoshi Enei等以活性炭层析法来分离纯化L-DOPA，他们将最终发酵产物的pH用浓盐酸调至1.0，然后酸洗，水洗，最后以氨水洗脱，洗脱液经浓缩后调pH至3.5，得到沉淀以酸碱法重结晶得到纯净L-DOPA，得率56%。（2）Tomohisa Nagsaki等最终发酵产物用10%HCI调pH至2.5；然后离心去掉菌体等不溶物，上清液经真空浓缩后，用乙酸乙酯洗两次，调pH至4.5，放置过夜得粗结晶，粗结晶用等电点沉淀法纯化两、三次，用热水溶化，重新结晶两次，获得较纯晶体，得率为50%。 （3）Katsuji haneda 等 等采用Dowex 50-4X（200-400目）H+-型树脂来分离L-DOPA。（4）Kaiser，A.等用硼酸复合物来提取L-DOPA。（5）Sealock R.R和Brenner.M.用铅复合物法来提取L-DOPA，但此方法步骤较多，且产品中可能有对人体有害的铅。（6）Blocker.P.等用液态离子交换。（7）Micker.D.等发现，在低于30的情况下，从过饱和的溶液中结晶出来的L-DOPA为针形晶体，比高于30情况下结晶出来的立方形晶体更纯，针形晶体在加热的情况下可变成立方体形晶体。（8）日本在L-DOPA的提取方面作了大量的研究，他们向反应液中添加L-DOPA的无水结晶，在25以下继续反应，无水结晶不断析出。反应在25以上可析出一水结晶，但向其中加入无水结晶时，析出无水结晶。五方案1.活性炭吸附法工艺流程 猫豆一粉碎一水提取一活性炭吸附一洗脱一 浓缩一精制一干燥得成品。2.提取方法与条件（1）提取液的制备 将干燥猫豆粉碎成40目细粉，用温水浸泡。同时搅拌数分钟。放置片刻，取上清液，反复用温水提取。直至提取液与三氯化铁不显蓝色为止。（2）活性炭吸附 将提取液以一定流速通过已经处理好的活性炭柱。并用三氯化铁试液检查，当试液显蓝色时应停止吸附。（3）洗脱 用pH23的80乙醇溶液 以一定流速进行洗脱，并用三氯化铁试液检查，至洗脱液不显蓝色为止。（4）浓缩 将洗脱液用减压浓缩至原体积 的 15，于 5放置过夜。过滤得左旋多巴租 品.。（5）精制 取租 品加 20倍蒸馏水。加 1VC搅拌加热至沸。加 5活性炭，继续加热 5min，趁热过滤 。于 5下放置过夜 。过滤干燥得成品。六影响因素(1)温度对提取率的影响 在提取过程中，温度是影响提取率的主要因素。浓缩时，温度过高会使粗品变黑。精制较困难从而导致提取率偏低，所以一般应控制在 5060范围内。(2)活性炭颗粒度的选择 活性炭颗粒度的选择非常重要，它直接影响到吸附能力和吸附效果 。颗粒太大表面积小，吸附力差，颗粒度太小或用活性炭粉末 ，洗脱很困难 ，并且容易起泡和洗脱液不下行。因此选择活性炭的颗粒度在 2O4O筛孔范围内。(3)乙醇浓度的选择 乙醇浓度的选择是关系到浓缩时间、提取周期长短的主要因素之一。乙醇浓度太低，浓缩时间长，提取周期长，耗能也多，也影响到左旋多巴的稳定性 。乙醇浓度太高，容易挥发 ，溶剂损耗大。所以。我们一般采用 80溶液作为冼脱剂。若用氨水作洗脱剂，主要是浓缩需要的时间较长，提取周期相应较长。七注意事项：（1）切不可在沸腾的溶液中加入活性炭，那样会有暴沸的危险。（2）用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，因为有色杂质虽可溶于沸腾