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摘 要

谷氨酸和丙炔醇在浓硫酸催化作用下合成谷氨酸丙炔酯。本文分别研究了反应中反应温度，后处理时调节pH值的顺序及洗涤的顺序，对产物产率的影响。最终优化了反应条件，最佳条件加热反应4h，在加热前调节pH，重结晶处理后洗涤，产物产率更高。

关键词：谷氨酸，丙炔醇，酯化反应

Abstract: γ-propargyl-L-glutamate(PLG) was synthesized by the esterification between L-glutamic acid and propargyl alcohol under the catalysis of sulfuric acid. The reaction yield was further studied by changing temperature, pH, as well as post-washing process, and the reaction conditions were optimized. Finally, a simple and convenient method was constructed to synthesize PLG.

Keywords: L-glutamic acid, propargyl alcohol, esterification

目录

1 前言 4

2 实验部分 5

2.1实验仪器 5

2.2实验药品 5

2.3实验原理 5

2.4实验过程 6

2.4.1方法1 6

2.4.2方法2 6

3结果与讨论 7

3.1红外图谱 7

3.2核磁共振波谱 8

4 影响反应的因素 8

4.1是否加热对合成反应的影响 8

4．2调节pH 的时间对合成反应的影响 9

4.3洗涤的时间对合成反应的影响 9

结论 11

参考文献 12

致谢 13

1 前言

随着氨基酸（amino acid）的大量生产，新产品、新工艺的开发逐渐受到重视。其中氨基酸酯类衍生物的合成就是迅速发展的一个重要领域，它们在医药、化工、食品、农业等方面有着越来越广泛的运用，可作为药物中间体、食品添加剂、化妆品添加剂、矿物浮选剂和杀菌灭虫剂等，应用前景十分广阔。研究开发工艺可靠、成本合理的氨基酸酯及其衍生物的制备技术具有重要的意义。氨基酸含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸,组成蛋白质的氨基酸均为α-氨基酸^[1]。

本文合成的单体可合成一种聚(γ- 丙炔基-L- 谷氨酸酯) 嵌段共聚物。谷氨酸丙炔酯是侧链功能化多肽结合罗普的新单体。这些混合材料吸引越来越多仿生材料的兴趣，也在社会生活中越来越受关注^[2]。

碳水化合物在本质上是无处不在的,起着关键的作用在许多重要的生物过程包括受精,信息识别,免疫反应贺南洪-局部激素活动和炎症。合成谷氨酸丙炔酯即可以模拟碳水化合物正在接受因其潜在的生物医学的兴趣日益增强和生物技术药物传输等应用程序系统、矩阵,细胞培养,毒素抑制和病原体检测^[3]。

目前的氨基酸种类有限，侧基功能团更是有限。当我们理由醇酸酯化，在侧基上加入一个炔基后因而有利于对其进行各种功能化修饰。特别是，近几年发展的反应条件简单高效的叠氮-炔基“点击”化学的方法，也被广泛应用于聚氨基酸及其嵌段共聚物的合成与修饰^［4］。Hammond 等首先合成得到了侧基含有炔基的聚(γ-炔丙基-L-谷氨酸)(PPLG)，然后通过“点击”化学的方法将聚环氧乙烷高密度地接枝到其侧链上，后又利用该策略将不同性质的侧链或取代基修饰到聚氨基酸上，并系统研究了这些修饰对聚氨基酸或其共聚物性质的影响 ^［5］。

点击化学(Click Chemistry)^[6]是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家巴里•夏普莱斯提出的一种快速合成大量化合物的新方法，是继组合化学之后又一给传统有机合成化学带来重大革新的合成技术。它尤其强调开辟以碳-杂原子键（C-X-C）合成为基础的组合化学新方法，并借助这些反应（点击反应）来简单高效地获得分子多样性。其核心是利用一系列可靠的、模块化的反应生成含杂原子化合物。这些反应通常具有如下特征：所用原料易得；反应操作简单，条件温和，对氧、水不敏感；产物收率高、选择性好；产物易纯化、后处理简单^[7]。点击化学的概念对化学合成领域有很大的贡献，在药物开发和生物医用材料等的诸多领域中，它已经成为目前最为有用和吸引人的合成理念之一。

2 实验部分

2.1实验仪器

SZCL-4B智能磁力加热搅拌器 Sartorius电子天平

AVATAR360型红外光谱仪 AVANCE400核磁共振仪

离心机

100ml圆底烧瓶 50ml烧杯 100ml烧杯

滴管 离心管表面皿

2.2实验药品

谷氨酸 吉尔生化有限公司

丙炔醇 99.5% 山东西亚化学工业有限公司

浓硫酸 98% 上海博河精细化学品有限公司

碳酸氢钠 国药集团化学试剂有限公司

无水乙醇 99.7% 国药集团化学试剂有限公司

2.3实验原理

酯化反应一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸（常为浓硫酸）催化下加热回流反应。这个反应也称作费歇尔酯化反应。浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，它可以将羧酸的羰基质子化，增强羰基碳的亲电性，使反应速率加快；也可以除去反应的副产物水，提高酯的产率。

在酯化反应中，醇作为亲核试剂对羧基的羰基进行亲核攻击，在质子酸存在时，羰基碳更为缺电子而有利于醇与它发生亲核加成。如果没有酸的存在，酸与醇的酯化反应很难进行^[8]。

NaHCO₃ H₂SO₄=Na₂SO₄ H₂O CO₂↑

氨基酸在中性条件下的溶解度比在酸碱条件下要小很多，谷氨酸丙炔酯微溶与水，不溶于乙醇和甲醇。

2.4实验过程

2.4.1方法1

秤取4g的左旋的谷氨酸放置在100ml的烧瓶中，加入6ml的丙炔醇。在0℃的水浴中搅拌，并一滴一滴地缓慢加入1.6ml的浓硫酸（约需要30min）。在室温（实验室的温度5—15℃）下搅拌约24小时。混合物水浴加热至55℃，在此温度下继续搅拌4小时，然后将油性溶液冷却至室温。

用烧杯秤取5.4g的碳酸氢钠，并加入约20ml的蒸馏水，搅拌。将烧瓶中的油性液体一滴一滴地加入到烧杯中（当烧杯中的产物呈白色粘性的物质且搅拌不了时，可以加热至产物融化继续滴加油性液体），加完以后继续搅拌，并补加入适量的碳酸氢钠，使溶液的pH=7。加热使液体沸腾，加入适量的温水使液体中的物质完全溶解。在0℃使冷却结晶，固液分离。重结晶（固体取出放在烧杯中加入约15ml的蒸馏水，加热使其沸腾，加入适量的温水使液体中的物质完全溶解，在0℃使冷却结晶，固液分离）。取出固体加入乙醇溶液，洗涤3次风干，称重。

2.4.2方法2

秤取4g的左旋的谷氨酸放置在100ml的烧瓶中，加入6ml的丙炔醇。在0℃的水浴中搅拌，并一滴一滴地缓慢加入1.6ml的浓硫酸（约需要30min）。在室温（实验室的温度5—15℃）下搅拌约16小时。将其缓慢滴加到三乙胺（6.4mL）的异丙醇（24 mL）溶液中沉淀出来，并用过量的异丙醇洗两次。

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