甘氨酰甘氨酸合成研究毕业设计ppt

1、甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸的合成研究的合成研究设计人设计人 * * * *指导老师指导老师 * * * * 专业专业 制药工程制药工程研究目的研究目的 国内外有关甘氨酰甘氨酸的生产工国内外有关甘氨酰甘氨酸的生产工艺虽然有很多，但其中仍然存在许多艺虽然有很多，但其中仍然存在许多不足之处，我们基于文献中的先关资不足之处，我们基于文献中的先关资料，设计出一个实验过程，通过控制料，设计出一个实验过程，通过控制实验的溶剂、催化剂及相关的反应条实验的溶剂、催化剂及相关的反应条件来控制其反应，以达到最佳的产率件来控制其反应，以达到最佳的产率及纯度。及纯度。产品介绍产品介绍 甘氨酰甘氨酸，其分子式为甘氨酰甘氨酸

2、，其分子式为NH2CH2CONHCH2COOH，分子量大小，分子量大小为为132.12，又称双甘肽，或双甘氨肽，其，又称双甘肽，或双甘氨肽，其英文名英文名diglycine，N-glycylglycine，gly-gly。其物理性质为：白色结晶固体粉末，。其物理性质为：白色结晶固体粉末，微溶于乙醇，几乎不溶于乙醚，溶于热水。微溶于乙醇，几乎不溶于乙醚，溶于热水。其熔点为其熔点为2622641。甘氨酰甘氨酸还。甘氨酰甘氨酸还可以与盐酸形成盐酸盐，他的分子式为可以与盐酸形成盐酸盐，他的分子式为C4H8N2O3.HCl.H2O(盐酸盐酸-N-甘氨酰甘氨甘氨酰甘氨酸酸)，熔点为，熔点为214216。产

3、品介绍产品介绍 甘氨酰甘氨酸，可以用来做双甘氨肽二肽酶的底物，来合甘氨酰甘氨酸，可以用来做双甘氨肽二肽酶的底物，来合成多肽，是植物细胞色素成多肽，是植物细胞色素C的辅料，在动植物培养合成及的辅料，在动植物培养合成及医学领域具有广泛的应用，可以用于研究生物能量代谢，医学领域具有广泛的应用，可以用于研究生物能量代谢，或者应用在冷冻切割的扫描电镜技术上，是一种常见的二或者应用在冷冻切割的扫描电镜技术上，是一种常见的二肽化合物，也可以和谷氨酰对硝基苯胺在肽化合物，也可以和谷氨酰对硝基苯胺在GGT作用下生成作用下生成对硝基苯胺和对硝基苯胺和-谷氨酰双肽，制作谷氨酰基转肽酶试剂盒谷氨酰双肽，制作谷氨酰基转

4、肽酶试剂盒来用于测定人体血清中谷氨酰基转移酶的活性；合成的来用于测定人体血清中谷氨酰基转移酶的活性；合成的N-芳酰基氨硫羰基甘氨酰甘氨酸衍生物对小麦生长具有促进芳酰基氨硫羰基甘氨酰甘氨酸衍生物对小麦生长具有促进作用；合成一种新的作用；合成一种新的SOD模拟带功能基的长链铜（模拟带功能基的长链铜（I）氨）氨基酸衍生物基酸衍生物IV；与稀土元素形成配合物，研究稀土与肽配；与稀土元素形成配合物，研究稀土与肽配合物有利于探索稀土元素生物效应及代谢作用。由于它的合物有利于探索稀土元素生物效应及代谢作用。由于它的一些优良特性，化合物结构的优异性及生理活性和反应活一些优良特性，化合物结构的优异性及生理活性和

5、反应活性，因此，其应用十分广泛。性，因此，其应用十分广泛。当今现状当今现状 目前，关于甘氨酰甘氨酸的合成的目前，关于甘氨酰甘氨酸的合成的报道非常少，一般都用甘氨酸为原料，报道非常少，一般都用甘氨酸为原料，进行缩合而合成。魏太保，顾生玖等进行缩合而合成。魏太保，顾生玖等人以甘氨酸为原料，脱水缩合合成中人以甘氨酸为原料，脱水缩合合成中间体间体2,5-哌嗪二酮，再在氢氧化钠碱性哌嗪二酮，再在氢氧化钠碱性条件下碱化水解得其二肽甘氨酰甘氨条件下碱化水解得其二肽甘氨酰甘氨酸钠盐，最后用盐酸中和，即可得最酸钠盐，最后用盐酸中和，即可得最终产物，需要用相关方式对其纯度进终产物，需要用相关方式对其纯度进行精确纯

6、化。行精确纯化。合成机理合成机理 首先，甘油的沸点为首先，甘油的沸点为290 ,在在175180 不会沸不会沸腾，因此是一种高沸点有机溶剂腾，因此是一种高沸点有机溶剂, 由于甘油能与由于甘油能与水分子形成很强烈的氢键水分子形成很强烈的氢键, 因此具有很强烈的吸因此具有很强烈的吸水性水性. 现利用甘油这一性质现利用甘油这一性质, 在甘油为溶剂的条件在甘油为溶剂的条件下，甘氨酸于下，甘氨酸于175左右很容易脱二水环合左右很容易脱二水环合, 生成生成相应的杂环化合物相应的杂环化合物2,5-哌嗪二酮哌嗪二酮. 另外，其中间产另外，其中间产物物2,5-哌嗪二酮为片状或针状结晶。熔点哌嗪二酮为片状或针状结

7、晶。熔点311-312（分解），（分解），260升华。溶于热水，具弱碱升华。溶于热水，具弱碱性。常用作生化试剂。再将性。常用作生化试剂。再将2,5-哌嗪二酮在碱性哌嗪二酮在碱性溶液中碱化开环水解再酸化即可。溶液中碱化开环水解再酸化即可。 合成机理合成机理OOHNH2+OHONH2165-175NHHNOONaOHHClH2NCH2CNHCH2CH2ONaOOH2NCH2CNHCH2CH2OHOO文献综述文献综述 1 2,5-哌嗪二酮中间产物法合成甘氨酰甘氨哌嗪二酮中间产物法合成甘氨酰甘氨酸酸 魏太保，顾生玖等人以甘氨酸为原料，魏太保，顾生玖等人以甘氨酸为原料，脱水缩合合成中间体脱水缩合合成中间

8、体2,5-哌嗪二酮，再在哌嗪二酮，再在氢氧化钠碱性条件下碱化水解得其二肽甘氢氧化钠碱性条件下碱化水解得其二肽甘氨酰甘氨酸钠盐，最后用盐酸中和，即可氨酰甘氨酸钠盐，最后用盐酸中和，即可得最终产物，需要用相关方式对其纯度进得最终产物，需要用相关方式对其纯度进行精确纯化。以下称方案行精确纯化。以下称方案1。 文献综述文献综述 氯乙酰甘氨酸中间产物法氯乙酰甘氨酸中间产物法 （李瑞萍等人在（李瑞萍等人在稀土杂志上发表的文章：稀土杂志上发表的文章：Yb3%2b与甘氨与甘氨酰甘氨酸配合物的合成及其表征酰甘氨酸配合物的合成及其表征 ）。以下）。以下称方案称方案2。 1.3.3 邻苯二甲酰亚胺及邻苯二甲酰亚胺及

9、N-羟甲基邻苯二甲羟甲基邻苯二甲酰亚胺、酰亚胺、N-邻苯二甲酰甘氨酸中间体合成邻苯二甲酰甘氨酸中间体合成法（广西大学研究生衣志伟）以下称方案法（广西大学研究生衣志伟）以下称方案3。方案选择方案选择选择选择1法，原因如下：法，原因如下： 方案方案1过程简单易懂，原材料甘氨酸为最简单过程简单易懂，原材料甘氨酸为最简单的天然氨基酸，原材料易得，绿色无污染，的天然氨基酸，原材料易得，绿色无污染，且过程中无需毒性较强及污染性较强的物质，且过程中无需毒性较强及污染性较强的物质，故选择此过程故选择此过程 方案方案2由于由于氯乙酰氯有毒，对皮肤眼睛都由于由于氯乙酰氯有毒，对皮肤眼睛都有很强烈的刺激性，故本实验

10、不采用这种方有很强烈的刺激性，故本实验不采用这种方法，由于现代工业追求绿色无毒，故工业不法，由于现代工业追求绿色无毒，故工业不支持使用此种方法支持使用此种方法 方案方案3由于过程中包含甘氨酸缩合，其过程简由于过程中包含甘氨酸缩合，其过程简单，反应很容易不完全，生成过多的副产物。单，反应很容易不完全，生成过多的副产物。 中间产物生成方案中间产物生成方案 虽然方法众多，但是利用甘氨酸缩合后环化直接虽然方法众多，但是利用甘氨酸缩合后环化直接可得可得2,5-哌嗪二酮最经济最实用。哌嗪二酮最经济最实用。 反应过程中的溶剂用甘油而不用乙二胺，原因接反应过程中的溶剂用甘油而不用乙二胺，原因接触其蒸气引起触其

11、蒸气引起结膜炎结膜炎、支气管炎、支气管炎、肺炎肺炎或或肺水肿肺水肿，并可发生接触性皮炎。可有并可发生接触性皮炎。可有肝肝、肾肾损害。皮肤和损害。皮肤和眼直接接触其液体可致灼伤，可引起职业性眼直接接触其液体可致灼伤，可引起职业性哮喘哮喘。对对环境环境有危害，对水体可造成污染。本品易燃，有危害，对水体可造成污染。本品易燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。而甘油具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。而甘油又名丙三醇，是一种无色、无臭、味甘的粘稠液又名丙三醇，是一种无色、无臭、味甘的粘稠液体，常用做化妆品的保湿补水剂，所以其无毒无体，常用做化妆品的保湿补水剂，所以其无毒无公害。所以，其反应溶剂选择甘

12、油即丙三醇。丙公害。所以，其反应溶剂选择甘油即丙三醇。丙三醇同时可做反应的催化剂。三醇同时可做反应的催化剂。提纯过程提纯过程 首先，知道哌嗪二酮在甘油中不易溶解，首先，知道哌嗪二酮在甘油中不易溶解，所以，要经过低温并抽滤，即可得哌嗪所以，要经过低温并抽滤，即可得哌嗪二酮固体；二酮固体； 其次，由于抽滤后的固体并不纯净，所其次，由于抽滤后的固体并不纯净，所以利用以利用2,5-哌嗪二酮的物理性质，其再常哌嗪二酮的物理性质，其再常温水中不溶解，而在热水中易溶，所以温水中不溶解，而在热水中易溶，所以用水进行重结晶即可得较纯净的中间产用水进行重结晶即可得较纯净的中间产物。物。 最终试验最终试验 实验地点

13、实验地点 化学楼化学楼522 实验设计内容：甘氨酰甘氨酸实验设计内容：甘氨酰甘氨酸的合成的合成 具体实验步骤具体实验步骤具体实验步骤具体实验步骤 2,5-哌嗪二酮粗品的制备哌嗪二酮粗品的制备 向装有磁力搅拌器、温度计、回流装置向装有磁力搅拌器、温度计、回流装置的的100ml三口烧瓶中加入三口烧瓶中加入15ml的甘油，将的甘油，将6g甘氨酸固体研细，在搅拌下降其加入到三口烧甘氨酸固体研细，在搅拌下降其加入到三口烧瓶中，待其混合完全，加热至瓶中，待其混合完全，加热至175180，并搅拌反应回流并搅拌反应回流50min，然后冷却，至室温后，然后冷却，至室温后，向烧瓶中加入向烧瓶中加入6ml蒸馏水，放

14、入冰箱中蒸馏水，放入冰箱中12h后，后，抽滤，由于反应过程采用甘油作为溶剂，所以抽滤，由于反应过程采用甘油作为溶剂，所以抽滤过程较慢，抽滤结束后，用抽滤过程较慢，抽滤结束后，用50%的乙醇洗的乙醇洗涤，将抽滤得到的固体转移到表面皿中，放入涤，将抽滤得到的固体转移到表面皿中，放入干燥箱中干燥，得到粗品干燥箱中干燥，得到粗品2,5-哌嗪二酮。哌嗪二酮。 具体实验步骤具体实验步骤 2,5-哌嗪二酮的精制哌嗪二酮的精制重结晶重结晶 将得到的干燥的将得到的干燥的2,5-哌嗪二酮倒入一定量哌嗪二酮倒入一定量的蒸馏水中，加热至沸腾，观察其是否完全溶的蒸馏水中，加热至沸腾，观察其是否完全溶解，若未完全溶解，则

15、向其中继续加入蒸馏水；解，若未完全溶解，则向其中继续加入蒸馏水；若已经完全溶解，则继续加热蒸去多余的水分，若已经完全溶解，则继续加热蒸去多余的水分，至有少量晶体析出时向其中加入一至二滴蒸馏至有少量晶体析出时向其中加入一至二滴蒸馏水后停止加热。将溶液冷却至室温，放入冰箱水后停止加热。将溶液冷却至室温，放入冰箱中冷藏中冷藏12小时，抽滤，用小时，抽滤，用50%的乙醇洗涤，干的乙醇洗涤，干燥，得到较为纯净的精制燥，得到较为纯净的精制2,5-哌嗪二酮。称量哌嗪二酮。称量2,5-哌嗪二酮的质量，得其质量为哌嗪二酮的质量，得其质量为3.58g，其，其收率为收率为78.51%。测其熔点为。测其熔点为3013

16、02，其，其文献值为文献值为300302。具体实验步骤具体实验步骤 2,5-哌嗪二酮碱化开环哌嗪二酮碱化开环 首先，配置首先，配置50ml1mol/L的氢的氢氧化钠溶液，将氧化钠溶液，将25ml该溶液加入该溶液加入100ml圆底烧瓶中，在搅拌下向其圆底烧瓶中，在搅拌下向其中加中加3.58g2,5-哌嗪二酮室温搅拌哌嗪二酮室温搅拌至全部溶解。该过程需要时间大约至全部溶解。该过程需要时间大约30分钟左右，注意一定要全部溶解，分钟左右，注意一定要全部溶解，否则碱化开环不完全将会影响最终否则碱化开环不完全将会影响最终产物的产率。产物的产率。具体实验步骤具体实验步骤 酸化生成最终产物酸化生成最终产物 配

17、置配置30ml2mol/L的的HCl溶液，将溶液，将13ml的的盐酸溶液缓慢加入到上述盐酸溶液缓慢加入到上述3.4.3反应的原地烧反应的原地烧瓶中，并一直搅拌，同时调节瓶中，并一直搅拌，同时调节pH至至6.0左右，左右，将反应中的装置装入真空旋转蒸发器上进行减将反应中的装置装入真空旋转蒸发器上进行减压浓缩至压浓缩至10ml左右，向其中加入左右，向其中加入15ml 95%的的乙醇，在冰箱中放置乙醇，在冰箱中放置12h，抽滤，并用，抽滤，并用70%的的乙醇洗涤，知道洗涤的滤液中无氯离子为止，乙醇洗涤，知道洗涤的滤液中无氯离子为止，氯离子的检测方法：将短时间内接到的滤液中氯离子的检测方法：将短时间内

18、接到的滤液中滴入一滴硝酸银溶液，若无絮状沉淀产生则可滴入一滴硝酸银溶液，若无絮状沉淀产生则可停止洗涤，将得到的固体转移至表面皿中，放停止洗涤，将得到的固体转移至表面皿中，放入干燥箱中干燥，得到目标产物甘氨酰甘氨酸。入干燥箱中干燥，得到目标产物甘氨酰甘氨酸。产品鉴定产品鉴定 用毛细管法和显微熔点仪测得：产用毛细管法和显微熔点仪测得：产品品mp：218260，文献中甘氨，文献中甘氨酰甘氨酸的熔点为酰甘氨酸的熔点为262264，其盐酸盐的熔点为点其盐酸盐的熔点为点214216，所以，其熔点的真实值符合文献要所以，其熔点的真实值符合文献要求。求。 产品鉴定产品鉴定红外图谱红外图谱 4000300020

19、00100000.00E+0001.00E+0082.00E+0083.00E+0084.00E+0085.00E+008BA B3525cm-13525cm-1左右没有伯胺左右没有伯胺-NH2-NH2的吸收峰，这的吸收峰，这说明说明N N上的上的H H已经被已经被ClCl所取代，所取代，1407cm-11407cm-1上上的峰为亚甲基的峰为亚甲基-CH2-CH2-的吸收峰，的吸收峰，3130 cm-13130 cm-1附近宽而散的峰为附近宽而散的峰为-COOH-COOH的吸收峰，的吸收峰，1721cm-11721cm-1上的峰为上的峰为C=0C=0的吸收峰，的吸收峰，1499cm-11499cm-1上的峰为仲酰胺的吸收峰，上的峰为