L—肉毒碱的合成与应用

2001年 12月 第 26卷第 4期 青 避 化 工 Guizhou Chemica]Industry · I5 L一肉毒碱的合成与应用 张红 素 (四川省化工研究设计院，成都市，610041) 摘 要 舟绍了L一肉毒碱的合成方法和应用情况。 关键词 L一肉毒碱 合成 应用 中图分类号 0623-626 Ho H ＼ ／ L一肉毒碱[(CH3)3N CH2——c__C~COO一] 是具有广泛生理活性的化台物，最基本的功能是运 载长链脂肪酸．通过线粒体内膜进入线粒体基质，进 行口一氧化 一，从而产生能量。肌肉细胞特别是心 脏肌肉细胞就依靠着这种作用机制，才获得能量源 泉。它与心肌代谢密切相关，并被认为是人体所岿 需的营养物质。 L一肉毒碱为白色结晶或类白色结晶性粉末， 无臭、无味，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于丙酮、乙 醚、苯等．吸湿性极强L21。 2 合成工艺路 线 L一肉毒碱的合成方法，其文献报道较多，有生 物发酵法 J，有以甘露糖醇为起始原料的方法[ ， 也有以环氧氯丙烷为起始原料的方法【5l。但前二 者因原料来源受限，建议采用以环氧氯丙烷为起始 原料的合成方法 以环氧氯丙烷合成 L一肉毒碱的工艺路线主要 有两条： 一 是以环氧氯丙烷为起始原料．用 D一(+)酒 石酸作拆分剂合成出(R)一3一氯 一2羟基丙基 一 N，N，N～三甲基氯化铵(L一季铵盐)．再经腈化、水 解制得 L一肉毒碱内盐 J。 二是以环氧氯丙烷和三甲胺盐酸盐反应制得季 铵盐 J¨，再与氰化钠反应制得3一氰基一2一羟基丙 基 一N．N，N一三甲基氯化铵(简称腈化物)，将此腈 化物用D一(+)樟脑 一口一磺酸进行拆分，得 L一腈 化物，再经水解制得 L 肉毒碱内盐。 其中，第二条工艺路线在拆分过程中，不需耗用 有机溶剂，对三废处理及安全生产较为有利，但所用 的拆分剂 D一(+)樟脑 一B 磺酸价格较高．成本 高，且操作较繁琐，影响产品收率的因素较多，因而 不适合工业化生产。 第一条工艺路线原料易得，价格较低，拆分剂可 回收套用 而且对中间体进行光学拆分后，使用所需 型的旋光体进行下步反应，可以提高产品的收率，降 低原料捎耗。该路线操作简便．成本低，工艺上无特 殊要求，实为一条可行的工业化路线。其化学反应 步骤如下： 2．1 季锼盐的制备 (1) COOH COOHN(CH3) 2(CH3)N+Ho— I H —! Ho_LH j H十 oH H寸 oH COOH C00H N(CH )1 N(CH3)3 4-C卜一CH，一 CH— C 一 ＼0／ ㈣ COO-N +(C H3)3 H "~ C 1 c0O—N (cH3)3 夫 l H OH 一# O 卜 H H 维普资讯 http://www.cqvip.com · l6 · 张虹素 I 一内毒碱的告成与应用 2oo1年 l2月 茅 26卷茅 4期 (3) (R) H OH 一 整胃肠功能等作用。 3．1 人和动物的营养素 1 L一肉毒碱为类维生素营养紊，相当于 B族维 生素，是脂肪代谢必需的生理活性物质。它是人类 和动物体内不可缺少的营养物质，存在于横纹肌和 肝脏组织中。动物体L一肉毒碱来源一是来自动物 性饲料中，经肠直接吸收；二是在动物体内肝、肾和 脑组织中生物合成。由于动物缺乏肉毒碱可引起多 种疾病，严重影响动物生长发育。通过动物试验表 明缺乏肉毒碱，主要能引起生长阻滞、脂肪肝、酮病、 糖尿病和心肌缺血等疾病。 3．1．1 对婴幼儿的营养作用 在一定条件下，L一肉毒碱对婴幼儿特别是那 些早产儿是必需的。婴幼儿需要 L一肉毒碱以完成 代谢过程，发育成长。但他们在生物合成 L一肉毒 碱的能力方面还未能完垒成长起来。在耍幼l儿体内 生物合成 L一肉毒碱的速度只是成人的2O％，所以 给婴幼儿服用一些 L一肉毒碱，可以补充他们体内 生物合成之不足。 3．1．2 对运动的营养作用【 最近的许多研究证明，在运动前服用 L一肉毒 碱，对运动是很有好处的。当未经训练的志愿者服 用 L一肉毒碱后，他们的动作有显著改善。L一肉毒 碱能使运动的动作充分发挥，而且在运动训练中也 有这样的作用。所以常常把 L一肉毒碱视为“训练 好成绩的因素”。给人补充以L一内毒碱，可最太限 度的增加需氧的能力、增太人的耐力、持久能力和抗 疲劳。 3．1．3 对老年人的营养作用 L一肉毒碱对心脏的营养作用有着特殊重要的 意义 ，因为心肌获得它所需的能量主要来 自脂肪酸 的氧化，补充一些 L一肉毒碱是强化心脏的一种方 法，从而增加心脏输出量。由于 L一肉毒碱对心脏 有这样的好处，故使得人们把 L一肉毒碱用于老年 人的营养品。补充一些L一肉毒碱对于那些代谢失 调的人是很有用的，所谓代谢失调是指分解代谢、合 成代谢比率较高的情况；在人的老化过程中，肌肉和 心脏的酶的活力是逐斯降低的，人体组织中氧化脂 肪酸所需的 L一肉毒碱的量也随着老龄化而减少。 3．2在饲料中的应用LB 由于 L一肉毒碱缺乏可以引起上述各种疾病， 为了防病、抗病，在动物饲料中补充 (下转第 19页) w +7二a ～～一一—一．_一～一一一一 ～√一一一时一===一r 、一 一一 ～～一 一．_～～一．一舯一 ～一 舯、一时一一，工 一用一一 维普资讯 http://www.cqvip.com 2001年 12月 第26器第4期 t 州 化 工 Guizhou Chemi~l Industry · 19 5 曾自雪，粱新荣．黄立林．脲醛树脂改性 牯结剂，1998 (3)：l7～20 (收藕 日期 2001—06—26) 作者简介 李 勇，男，讲师，1993年毕业于西南师范大学化学系 环境科学专业，同年分配到毒州民族学院化学系从事教学和 科研工作，发表论文数篇。 Study on the M odification of Urea Formaldehyde Resin Li Yong (Chemistry Depa~ment，Guizhou Nation University，Guiyang 550025) Abstract：In this paper，P—methylphenyl sulphonylamine was used tO modify urea formaldel"Iyde resin with low molar ratio．The results showed that the modified urea formaldehyde resin was of high cutting strength，little free formaldehyde and straightforward productive techniques． Key words；Urea formaldehyde resin，P—methylphenyl sulphonylamine，chemical modification (上接第 16页) L一肉毒碱是完全必要的。饲料 中添加 L一肉毒碱后，鱼、虾采食好，生长速度加快。 节约饲料和饲料蛋白质，减少脂肪肝的发病率，出塘 鱼耐长途运输。 1985年，在芝加哥召开的国际营养素会议上，L 一 肉毒碱被正式列为“特定条件下的必需营养素”。 L一肉毒碱在中国养殖业很有发展前途。 3．3 治疗缺血性心肌病【’J L一肉毒碱既不属于维生素类，也不是必需营 养素，而系脂肪酸代谢所必需的一种辅助因子。游 离长链脂肪酸转化为酰基肉毒碱及其进入线粒体基 质，需要几种以肉毒碱为辅助因子的酶。在进人产 生能量的三羧酸循环之前，这些化台物需先进行 口 一 氧化，缺乏L一肉毒碱时，游离脂肪酸积聚于细胞 内而产生对细胞的毒性，并且由于线粒体内脂肪酸 不能被利用而导致能量缺乏。 参考文献 1 张庭廷，等 L一肉毒碱缺乏与临床 国外医学，1992 (12)：24～27 2 U S Pharmacopeia Natiorta[Formulary,1990，l，USPXX 755 3 JP 93199890 4 I~rum PR a1．S nth e 0{L — earaltine Biotechr,d， 1993，(5O)：23～25 5 US 1964 3l35788 6 李 垒，等 ．L一肉毒碱的台成 中国医药工业 杂志， 1992，(23)：55～56 7 Vacl~GM et a1 j．Sports Med．Ph ．Fltrt~ ，1992，(4)： 32～ 34 8 刘万涵 ．L一内毒碱与疾病．饲料研究，1999，(8)：13～l4 9 Trovato GM et a1．Eump．J Clin lnve*t，1976，(6)：315～ 317 (收稿 日期2001—07—30) 作者简介： 张红素，工程师，1991年毕业于沈阳化工学院精细化工 系精细化工专业，现在I~l J rI省化工研究设计院从事新产品工 艺研究及分析工作。 Sy nthesis and Application of L—earnitine ZhangHongsu (Sichuan Provincial Chemical Industry＆ Research Planning Design Institute，Chengdu 610041) Abstract：A method of synthesis and application of earnitin are introduced． key words：L—carnitine，synthesis．application 维普资讯 http://www.cqvip.com