甘氨酰甘氨酸合成研究畢業(yè)設(shè)計(jì)ppt

1、甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸的合成研究的合成研究設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)人 * * * *指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 * * * * 專業(yè)專業(yè) 制藥工程制藥工程研究目的研究目的 國內(nèi)外有關(guān)甘氨酰甘氨酸的生產(chǎn)工國內(nèi)外有關(guān)甘氨酰甘氨酸的生產(chǎn)工藝雖然有很多，但其中仍然存在許多藝雖然有很多，但其中仍然存在許多不足之處，我們基于文獻(xiàn)中的先關(guān)資不足之處，我們基于文獻(xiàn)中的先關(guān)資料，設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，通過控制料，設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，通過控制實(shí)驗(yàn)的溶劑、催化劑及相關(guān)的反應(yīng)條實(shí)驗(yàn)的溶劑、催化劑及相關(guān)的反應(yīng)條件來控制其反應(yīng)，以達(dá)到最佳的產(chǎn)率件來控制其反應(yīng)，以達(dá)到最佳的產(chǎn)率及純度。及純度。產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹 甘氨酰甘氨酸，其分子式為甘氨酰甘氨酸

2、，其分子式為NH2CH2CONHCH2COOH，分子量大小，分子量大小為為132.12，又稱雙甘肽，或雙甘氨肽，其，又稱雙甘肽，或雙甘氨肽，其英文名英文名diglycine，N-glycylglycine，gly-gly。其物理性質(zhì)為：白色結(jié)晶固體粉末，。其物理性質(zhì)為：白色結(jié)晶固體粉末，微溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚，溶于熱水。微溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚，溶于熱水。其熔點(diǎn)為其熔點(diǎn)為2622641。甘氨酰甘氨酸還。甘氨酰甘氨酸還可以與鹽酸形成鹽酸鹽，他的分子式為可以與鹽酸形成鹽酸鹽，他的分子式為C4H8N2O3.HCl.H2O(鹽酸鹽酸-N-甘氨酰甘氨甘氨酰甘氨酸酸)，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為214216。產(chǎn)

3、品介紹產(chǎn)品介紹 甘氨酰甘氨酸，可以用來做雙甘氨肽二肽酶的底物，來合甘氨酰甘氨酸，可以用來做雙甘氨肽二肽酶的底物，來合成多肽，是植物細(xì)胞色素成多肽，是植物細(xì)胞色素C的輔料，在動(dòng)植物培養(yǎng)合成及的輔料，在動(dòng)植物培養(yǎng)合成及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，可以用于研究生物能量代謝，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，可以用于研究生物能量代謝，或者應(yīng)用在冷凍切割的掃描電鏡技術(shù)上，是一種常見的二或者應(yīng)用在冷凍切割的掃描電鏡技術(shù)上，是一種常見的二肽化合物，也可以和谷氨酰對(duì)硝基苯胺在肽化合物，也可以和谷氨酰對(duì)硝基苯胺在GGT作用下生成作用下生成對(duì)硝基苯胺和對(duì)硝基苯胺和-谷氨酰雙肽，制作谷氨酰基轉(zhuǎn)肽酶試劑盒谷氨酰雙肽，制作谷氨?；D(zhuǎn)

4、肽酶試劑盒來用于測(cè)定人體血清中谷氨?；D(zhuǎn)移酶的活性；合成的來用于測(cè)定人體血清中谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶的活性；合成的N-芳?；绷螋驶拾滨８拾彼嵫苌飳?duì)小麥生長具有促進(jìn)芳?；绷螋驶拾滨８拾彼嵫苌飳?duì)小麥生長具有促進(jìn)作用；合成一種新的作用；合成一種新的SOD模擬帶功能基的長鏈銅（模擬帶功能基的長鏈銅（I）氨）氨基酸衍生物基酸衍生物IV；與稀土元素形成配合物，研究稀土與肽配；與稀土元素形成配合物，研究稀土與肽配合物有利于探索稀土元素生物效應(yīng)及代謝作用。由于它的合物有利于探索稀土元素生物效應(yīng)及代謝作用。由于它的一些優(yōu)良特性，化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性及生理活性和反應(yīng)活一些優(yōu)良特性，化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性及生理活性和

5、反應(yīng)活性，因此，其應(yīng)用十分廣泛。性，因此，其應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)今現(xiàn)狀當(dāng)今現(xiàn)狀 目前，關(guān)于甘氨酰甘氨酸的合成的目前，關(guān)于甘氨酰甘氨酸的合成的報(bào)道非常少，一般都用甘氨酸為原料，報(bào)道非常少，一般都用甘氨酸為原料，進(jìn)行縮合而合成。魏太保，顧生玖等進(jìn)行縮合而合成。魏太保，顧生玖等人以甘氨酸為原料，脫水縮合合成中人以甘氨酸為原料，脫水縮合合成中間體間體2,5-哌嗪二酮，再在氫氧化鈉堿性哌嗪二酮，再在氫氧化鈉堿性條件下堿化水解得其二肽甘氨酰甘氨條件下堿化水解得其二肽甘氨酰甘氨酸鈉鹽，最后用鹽酸中和，即可得最酸鈉鹽，最后用鹽酸中和，即可得最終產(chǎn)物，需要用相關(guān)方式對(duì)其純度進(jìn)終產(chǎn)物，需要用相關(guān)方式對(duì)其純度進(jìn)行精確純

6、化。行精確純化。合成機(jī)理合成機(jī)理 首先，甘油的沸點(diǎn)為首先，甘油的沸點(diǎn)為290 ,在在175180 不會(huì)沸不會(huì)沸騰，因此是一種高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑騰，因此是一種高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑, 由于甘油能與由于甘油能與水分子形成很強(qiáng)烈的氫鍵水分子形成很強(qiáng)烈的氫鍵, 因此具有很強(qiáng)烈的吸因此具有很強(qiáng)烈的吸水性水性. 現(xiàn)利用甘油這一性質(zhì)現(xiàn)利用甘油這一性質(zhì), 在甘油為溶劑的條件在甘油為溶劑的條件下，甘氨酸于下，甘氨酸于175左右很容易脫二水環(huán)合左右很容易脫二水環(huán)合, 生成生成相應(yīng)的雜環(huán)化合物相應(yīng)的雜環(huán)化合物2,5-哌嗪二酮哌嗪二酮. 另外，其中間產(chǎn)另外，其中間產(chǎn)物物2,5-哌嗪二酮為片狀或針狀結(jié)晶。熔點(diǎn)哌嗪二酮為片狀或針狀結(jié)

7、晶。熔點(diǎn)311-312（分解），（分解），260升華。溶于熱水，具弱堿升華。溶于熱水，具弱堿性。常用作生化試劑。再將性。常用作生化試劑。再將2,5-哌嗪二酮在堿性哌嗪二酮在堿性溶液中堿化開環(huán)水解再酸化即可。溶液中堿化開環(huán)水解再酸化即可。 合成機(jī)理合成機(jī)理OOHNH2+OHONH2165-175NHHNOONaOHHClH2NCH2CNHCH2CH2ONaOOH2NCH2CNHCH2CH2OHOO文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述 1 2,5-哌嗪二酮中間產(chǎn)物法合成甘氨酰甘氨哌嗪二酮中間產(chǎn)物法合成甘氨酰甘氨酸酸 魏太保，顧生玖等人以甘氨酸為原料，魏太保，顧生玖等人以甘氨酸為原料，脫水縮合合成中間體脫水縮合合成中間

8、體2,5-哌嗪二酮，再在哌嗪二酮，再在氫氧化鈉堿性條件下堿化水解得其二肽甘氫氧化鈉堿性條件下堿化水解得其二肽甘氨酰甘氨酸鈉鹽，最后用鹽酸中和，即可氨酰甘氨酸鈉鹽，最后用鹽酸中和，即可得最終產(chǎn)物，需要用相關(guān)方式對(duì)其純度進(jìn)得最終產(chǎn)物，需要用相關(guān)方式對(duì)其純度進(jìn)行精確純化。以下稱方案行精確純化。以下稱方案1。 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述 氯乙酰甘氨酸中間產(chǎn)物法氯乙酰甘氨酸中間產(chǎn)物法 （李瑞萍等人在（李瑞萍等人在稀土雜志上發(fā)表的文章：稀土雜志上發(fā)表的文章：Yb3%2b與甘氨與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）。以下稱方案稱方案2。 1.3.3 鄰苯二甲酰亞胺及鄰苯二甲酰亞胺及

9、N-羥甲基鄰苯二甲羥甲基鄰苯二甲酰亞胺、酰亞胺、N-鄰苯二甲酰甘氨酸中間體合成鄰苯二甲酰甘氨酸中間體合成法（廣西大學(xué)研究生衣志偉）以下稱方案法（廣西大學(xué)研究生衣志偉）以下稱方案3。方案選擇方案選擇選擇選擇1法，原因如下：法，原因如下： 方案方案1過程簡單易懂，原材料甘氨酸為最簡單過程簡單易懂，原材料甘氨酸為最簡單的天然氨基酸，原材料易得，綠色無污染，的天然氨基酸，原材料易得，綠色無污染，且過程中無需毒性較強(qiáng)及污染性較強(qiáng)的物質(zhì)，且過程中無需毒性較強(qiáng)及污染性較強(qiáng)的物質(zhì)，故選擇此過程故選擇此過程 方案方案2由于由于氯乙酰氯有毒，對(duì)皮膚眼睛都由于由于氯乙酰氯有毒，對(duì)皮膚眼睛都有很強(qiáng)烈的刺激性，故本實(shí)驗(yàn)

10、不采用這種方有很強(qiáng)烈的刺激性，故本實(shí)驗(yàn)不采用這種方法，由于現(xiàn)代工業(yè)追求綠色無毒，故工業(yè)不法，由于現(xiàn)代工業(yè)追求綠色無毒，故工業(yè)不支持使用此種方法支持使用此種方法 方案方案3由于過程中包含甘氨酸縮合，其過程簡由于過程中包含甘氨酸縮合，其過程簡單，反應(yīng)很容易不完全，生成過多的副產(chǎn)物。單，反應(yīng)很容易不完全，生成過多的副產(chǎn)物。 中間產(chǎn)物生成方案中間產(chǎn)物生成方案 雖然方法眾多，但是利用甘氨酸縮合后環(huán)化直接雖然方法眾多，但是利用甘氨酸縮合后環(huán)化直接可得可得2,5-哌嗪二酮最經(jīng)濟(jì)最實(shí)用。哌嗪二酮最經(jīng)濟(jì)最實(shí)用。 反應(yīng)過程中的溶劑用甘油而不用乙二胺，原因接反應(yīng)過程中的溶劑用甘油而不用乙二胺，原因接觸其蒸氣引起觸其

11、蒸氣引起結(jié)膜炎結(jié)膜炎、支氣管炎、支氣管炎、肺炎肺炎或或肺水腫肺水腫，并可發(fā)生接觸性皮炎。可有并可發(fā)生接觸性皮炎?？捎懈胃巍⒛I腎損害。皮膚和損害。皮膚和眼直接接觸其液體可致灼傷，可引起職業(yè)性眼直接接觸其液體可致灼傷，可引起職業(yè)性哮喘哮喘。對(duì)對(duì)環(huán)境環(huán)境有危害，對(duì)水體可造成污染。本品易燃，有危害，對(duì)水體可造成污染。本品易燃，具強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性，可致人體灼傷。而甘油具強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性，可致人體灼傷。而甘油又名丙三醇，是一種無色、無臭、味甘的粘稠液又名丙三醇，是一種無色、無臭、味甘的粘稠液體，常用做化妝品的保濕補(bǔ)水劑，所以其無毒無體，常用做化妝品的保濕補(bǔ)水劑，所以其無毒無公害。所以，其反應(yīng)溶劑選擇甘

12、油即丙三醇。丙公害。所以，其反應(yīng)溶劑選擇甘油即丙三醇。丙三醇同時(shí)可做反應(yīng)的催化劑。三醇同時(shí)可做反應(yīng)的催化劑。提純過程提純過程 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，要經(jīng)過低溫并抽濾，即可得哌嗪所以，要經(jīng)過低溫并抽濾，即可得哌嗪二酮固體；二酮固體； 其次，由于抽濾后的固體并不純凈，所其次，由于抽濾后的固體并不純凈，所以利用以利用2,5-哌嗪二酮的物理性質(zhì)，其再常哌嗪二酮的物理性質(zhì)，其再常溫水中不溶解，而在熱水中易溶，所以溫水中不溶解，而在熱水中易溶，所以用水進(jìn)行重結(jié)晶即可得較純凈的中間產(chǎn)用水進(jìn)行重結(jié)晶即可得較純凈的中間產(chǎn)物。物。 最終試驗(yàn)最終試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

13、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 化學(xué)樓化學(xué)樓522 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：甘氨酰甘氨酸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：甘氨酰甘氨酸的合成的合成 具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟 2,5-哌嗪二酮粗品的制備哌嗪二酮粗品的制備 向裝有磁力攪拌器、溫度計(jì)、回流裝置向裝有磁力攪拌器、溫度計(jì)、回流裝置的的100ml三口燒瓶中加入三口燒瓶中加入15ml的甘油，將的甘油，將6g甘氨酸固體研細(xì)，在攪拌下降其加入到三口燒甘氨酸固體研細(xì)，在攪拌下降其加入到三口燒瓶中，待其混合完全，加熱至瓶中，待其混合完全，加熱至175180，并攪拌反應(yīng)回流并攪拌反應(yīng)回流50min，然后冷卻，至室溫后，然后冷卻，至室溫后，向燒瓶中加入向燒瓶中加入6ml蒸餾水，放

14、入冰箱中蒸餾水，放入冰箱中12h后，后，抽濾，由于反應(yīng)過程采用甘油作為溶劑，所以抽濾，由于反應(yīng)過程采用甘油作為溶劑，所以抽濾過程較慢，抽濾結(jié)束后，用抽濾過程較慢，抽濾結(jié)束后，用50%的乙醇洗的乙醇洗滌，將抽濾得到的固體轉(zhuǎn)移到表面皿中，放入滌，將抽濾得到的固體轉(zhuǎn)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。 具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟 2,5-哌嗪二酮的精制哌嗪二酮的精制重結(jié)晶重結(jié)晶 將得到的干燥的將得到的干燥的2,5-哌嗪二酮倒入一定量哌嗪二酮倒入一定量的蒸餾水中，加熱至沸騰，觀察其是否完全溶的蒸餾水中，加熱至沸騰，觀察其是否完全溶解，若未完全溶解，則

15、向其中繼續(xù)加入蒸餾水；解，若未完全溶解，則向其中繼續(xù)加入蒸餾水；若已經(jīng)完全溶解，則繼續(xù)加熱蒸去多余的水分，若已經(jīng)完全溶解，則繼續(xù)加熱蒸去多余的水分，至有少量晶體析出時(shí)向其中加入一至二滴蒸餾至有少量晶體析出時(shí)向其中加入一至二滴蒸餾水后停止加熱。將溶液冷卻至室溫，放入冰箱水后停止加熱。將溶液冷卻至室溫，放入冰箱中冷藏中冷藏12小時(shí)，抽濾，用小時(shí)，抽濾，用50%的乙醇洗滌，干的乙醇洗滌，干燥，得到較為純凈的精制燥，得到較為純凈的精制2,5-哌嗪二酮。稱量哌嗪二酮。稱量2,5-哌嗪二酮的質(zhì)量，得其質(zhì)量為哌嗪二酮的質(zhì)量，得其質(zhì)量為3.58g，其，其收率為收率為78.51%。測(cè)其熔點(diǎn)為。測(cè)其熔點(diǎn)為3013

16、02，其，其文獻(xiàn)值為文獻(xiàn)值為300302。具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟 2,5-哌嗪二酮堿化開環(huán)哌嗪二酮堿化開環(huán) 首先，配置首先，配置50ml1mol/L的氫的氫氧化鈉溶液，將氧化鈉溶液，將25ml該溶液加入該溶液加入100ml圓底燒瓶中，在攪拌下向其圓底燒瓶中，在攪拌下向其中加中加3.58g2,5-哌嗪二酮室溫?cái)嚢柽哙憾覝財(cái)嚢柚寥咳芙?。該過程需要時(shí)間大約至全部溶解。該過程需要時(shí)間大約30分鐘左右，注意一定要全部溶解，分鐘左右，注意一定要全部溶解，否則堿化開環(huán)不完全將會(huì)影響最終否則堿化開環(huán)不完全將會(huì)影響最終產(chǎn)物的產(chǎn)率。產(chǎn)物的產(chǎn)率。具體實(shí)驗(yàn)步驟具體實(shí)驗(yàn)步驟 酸化生成最終產(chǎn)物酸化生成最終產(chǎn)物 配

17、置配置30ml2mol/L的的HCl溶液，將溶液，將13ml的的鹽酸溶液緩慢加入到上述鹽酸溶液緩慢加入到上述3.4.3反應(yīng)的原地?zé)磻?yīng)的原地?zé)恐?，并一直攪拌，同時(shí)調(diào)節(jié)瓶中，并一直攪拌，同時(shí)調(diào)節(jié)pH至至6.0左右，左右，將反應(yīng)中的裝置裝入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上進(jìn)行減將反應(yīng)中的裝置裝入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上進(jìn)行減壓濃縮至壓濃縮至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，抽濾，并用，抽濾，并用70%的的乙醇洗滌，知道洗滌的濾液中無氯離子為止，乙醇洗滌，知道洗滌的濾液中無氯離子為止，氯離子的檢測(cè)方法：將短時(shí)間內(nèi)接到的濾液中氯離子的檢測(cè)方法：將短時(shí)間內(nèi)

18、接到的濾液中滴入一滴硝酸銀溶液，若無絮狀沉淀產(chǎn)生則可滴入一滴硝酸銀溶液，若無絮狀沉淀產(chǎn)生則可停止洗滌，將得到的固體轉(zhuǎn)移至表面皿中，放停止洗滌，將得到的固體轉(zhuǎn)移至表面皿中，放入干燥箱中干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物甘氨酰甘氨酸。入干燥箱中干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物甘氨酰甘氨酸。產(chǎn)品鑒定產(chǎn)品鑒定 用毛細(xì)管法和顯微熔點(diǎn)儀測(cè)得：產(chǎn)用毛細(xì)管法和顯微熔點(diǎn)儀測(cè)得：產(chǎn)品品mp：218260，文獻(xiàn)中甘氨，文獻(xiàn)中甘氨酰甘氨酸的熔點(diǎn)為酰甘氨酸的熔點(diǎn)為262264，其鹽酸鹽的熔點(diǎn)為點(diǎn)其鹽酸鹽的熔點(diǎn)為點(diǎn)214216，所以，其熔點(diǎn)的真實(shí)值符合文獻(xiàn)要所以，其熔點(diǎn)的真實(shí)值符合文獻(xiàn)要求。求。 產(chǎn)品鑒定產(chǎn)品鑒定紅外圖譜紅外圖譜 4000300020

19、00100000.00E+0001.00E+0082.00E+0083.00E+0084.00E+0085.00E+008BA B3525cm-13525cm-1左右沒有伯胺左右沒有伯胺-NH2-NH2的吸收峰，這的吸收峰，這說明說明N N上的上的H H已經(jīng)被已經(jīng)被ClCl所取代，所取代，1407cm-11407cm-1上上的峰為亞甲基的峰為亞甲基-CH2-CH2-的吸收峰，的吸收峰，3130 cm-13130 cm-1附近寬而散的峰為附近寬而散的峰為-COOH-COOH的吸收峰，的吸收峰，1721cm-11721cm-1上的峰為上的峰為C=0C=0的吸收峰，的吸收峰，1499cm-11499cm-1上的峰為仲酰胺的吸收峰，上的峰為