利用毛發(fā)制備胱氨酸設(shè)計.doc

利用毛發(fā)制備胱氨酸內(nèi)容摘要：L-胱氨酸是氨基酸的一種，是合成人體蛋白的基本單位之一。其廣泛存在于毛、發(fā)、骨、角之中。在毛發(fā)中的含量在14%-18%。根據(jù)L-胱氨酸的性質(zhì)及原材料的供給情況，目前工業(yè)上一般采取用濃酸酸解毛發(fā)的方式制取L-胱氨酸。關(guān)鍵詞：L-胱氨酸、人發(fā)、酸解、抽濾前言：L-胱氨酸是在1810年由Wollaston從膀胱結(jié)石中發(fā)現(xiàn)的。1832年，Berzelius將其命名為胱氨酸，它是一種含硫氨基酸，在蛋白質(zhì)中有少量存在，多含于頭發(fā)、指爪等的角蛋白中。L-胱氨酸化學(xué)式為HSCH2CH（NH2）COOH，為含硫-氨基酸之一，遇硝普鹽呈紫色（因SH而顯色），存在于許多蛋白質(zhì)、谷胱甘肽中，與Ag+，Hg+，Cu+等金屬離子可形成不溶性的硫醇鹽。半胱氨酸是屬于非必需氨基酸。在動物體內(nèi)是從蛋氨酸和絲氨酸經(jīng)過胱硫醚而合成。無機(jī)硫黃（來自硫酸鹽）導(dǎo)入到半胱氨酸，在植物和細(xì)菌中，從硫酸經(jīng)過3抇-磷酸腺苷-5抇-磷酸硫酸和亞硫酸還原生成的硫化氫通過和O-乙酰絲氨酸或絲氨酸反應(yīng)而生成。半胱氨酸的分解是在厭氧條件下通過脫硫氫酶的作用分解成丙酮酸和硫化氫和氨，或是通過轉(zhuǎn)氨基作用，經(jīng)由中間產(chǎn)物-巰基丙酮酸分解成為丙酮酸和硫黃，在氧化條化條件下，氧化成半胱氨酸亞硫酸后，可經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用分解成為丙酮酸與亞硫酸，以及由脫羧基作用分解成為亞牛磺酸、牛磺酸等。此外，半胱氨酸是不穩(wěn)定的化合物，容易氧化還原，與胱氨酸相互轉(zhuǎn)換。還可與有毒的芳香族化合物縮合成硫醚氨酸而起解毒作用。L-胱氨酸是一種營養(yǎng)增補(bǔ)劑。用于奶粉的母乳化。屬非必需氨基酸。對構(gòu)成皮膚和毛發(fā)是必需物質(zhì)，能促進(jìn)手術(shù)及外傷的治療。刺激造血功能，促進(jìn)白血球生成。 有促進(jìn)機(jī)體細(xì)胞氧化和還原功能，也可作化妝品的添加劑，能促進(jìn)傷口愈合，對防治皮膚過敏及治療濕疹等作用。正文：1. 實驗試劑與儀器:1.1儀器：燒杯 滴管 玻璃棒 藥匙 洗瓶 量筒 布氏漏斗、 三口燒瓶 球型冷凝管 電動攪拌器 電加熱套 鐵架臺 濾紙 PH試紙 。1.2藥品：人發(fā) 洗潔精 清水 蒸餾水 NAOH（30%） 鹽酸（36%,20ml） 活性炭（粗品質(zhì)量的5%） 2. 實驗原理與方法：2.1實驗原理:L-胱氨酸廣泛存在于人發(fā)、豬毛、羊毛、馬毛、羽毛等動物角蛋白質(zhì)中，是由兩個-疏基-氨基丙酸組成的含硫氨基酸。其形狀呈六角形板狀，為白色結(jié)晶或粉末，微溶于水，不溶于乙醇及其它有機(jī)溶劑，溶于無機(jī)酸和堿。PH=4.6，熔點260攝氏度左右。L-胱氨酸的結(jié)構(gòu)式為 HOOC-CH(NH2)-CH2SSCH2-CH(NH2)-COOH 角蛋白(人發(fā))鹽酸回流L-胱氨酸+其它氨基酸 角蛋白在鹽酸的作用下逐漸水解為小分子,水解液為各種氨基酸 的混合物。根據(jù)它們的等電點不同將其分離、提純（胱氨酸的 等電等是ph=5.02)，最終得到純的L-胱氨酸。 L胱氨酸的制備有很多方法，其中以毛發(fā)為原料，通過酸解提取發(fā)制備為國內(nèi)外生產(chǎn)廠家所采用，其原因是方便，經(jīng)濟(jì)。本實驗采用人毛發(fā)為原料經(jīng)濃鹽酸水解，再經(jīng)堿中和過濾后得道胱氨酸粗品，后經(jīng)酸溶，脫色，中和，過濾后得到白色晶體，即是L胱氨酸2.2實驗方法：（1）頭發(fā)的預(yù)處理：將頭發(fā)用熱水洗34次,用洗潔精洗直至洗凈(不必脫脂),然后曬干。（2）酸解：用工業(yè)純的濃鹽酸20mL,倒入三口燒瓶中,將裝有鹽酸的三口燒瓶放在電熱套上加熱至60,把10g洗凈曬干的頭發(fā)慢慢加入酸中,不斷攪拌,裝上回流冷凝管,保持反應(yīng)液微沸(溫度為110-114)?；亓?.5h后,若毛發(fā)溶解完全,取掉回流冷凝管,適當(dāng)提高溫度(低于200),將溶液中多余的鹽酸去。趁熱過濾,除去腐黑質(zhì)及其他雜質(zhì)。（3） 中和：將濾液熱至50左右，用36%的NAOH邊攪拌辦滴加達(dá)到4-5.后停止滴加，繼續(xù)攪拌15分鐘，靜置2h。（4） 脫色：往濾液里滴加15%的NAOH,PH維持在34之間,將其煮沸，再加入其質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的活性炭。脫色后進(jìn)行熱抽濾，抽濾得到的固體即為L-胱氨酸晶體。3. 結(jié)果與討論：3.1結(jié)果：實驗過程復(fù)雜，耗時較長，且經(jīng)驗不足，最終結(jié)果不理想，脫色后顏色為褐色，且沒有固體產(chǎn)物出現(xiàn)，原因脫色次數(shù)不足，正常的結(jié)果應(yīng)為白色晶體或粉末。3.2討論： 本次實驗沒有得到結(jié)果，造成這個結(jié)果的原因可能是投料過少，抽慮不徹底造成的，且在精制的過程中操作不當(dāng)，顏色差別也大。實驗是在具有理論知識的前提下進(jìn)行動手實施，是第一次自己設(shè)計的實驗，在本次試驗過程中，實驗藥品和儀器是老師提前準(zhǔn)備的，自己根據(jù)設(shè)計實驗的需要，選擇所需的實驗藥品和儀器進(jìn)行實驗。通過本次實驗，發(fā)現(xiàn)自己真正的獨立思考完成實驗的能力是不足的，實驗過程中需要耐心，大膽而細(xì)致的動手實驗，要不時認(rèn)真思考實驗的步驟及與實驗相關(guān)的知識方法。由于自己的經(jīng)驗不足，導(dǎo)致實驗結(jié)