L-Valine(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/valine-powder-cas-72-18-4.html) er et hvitt monoklinisk krystall eller krystallinsk pulver, luktfritt, med en spesiell bitter smak, smeltepunktet er omtrent 315 grader. Den er lett løselig i vann (8,85 g/100 ml, 25 grader), nesten uløselig i etanol og eter. Det er en av de essensielle aminosyrene for menneskers og dyrs vekst og opprettholdelse av helse, og er et viktig mellomstoff for proteinsyntese og katabolisme i menneske- og dyrekropper. Det deltar i proteinmetabolismeprosessen i menneskekroppen og bidrar til å opprettholde den normale fysiologiske funksjonen og helsen til menneskekroppen. I tillegg er det også et kosttilskudd, som kan brukes sammen med andre essensielle aminosyrer for å tilberede aminosyreinfusjoner og omfattende aminosyrepreparater for kosttilskudd og adjuvant terapi. I valinen produsert ved fermentering er alle produktene L-type, og det kreves ingen optisk oppløsning. L-valin er en aminosyre med viktige fysiologiske funksjoner og bruksområder, og er mye brukt i menneskelig proteinmetabolisme, produksjon av kosttilskudd og andre felt.
Det skal bemerkes at produksjonen av L-valin må gå gjennom strenge kvalitetskontrollstandarder, slik som innhold, tungmetaller, tap ved tørking, optisk rotasjon og andre parametere må oppfylle visse standarder. Ulike produksjonsmetoder kan påvirke kvaliteten og bruken av produktet, så ulike parametere og forhold må kontrolleres strengt under produksjonsprosessen.
Det er mange måter å syntetisere L-valin på:
metode en:
Aminoisobutanol fremstilles av isobutyraldehyd og ammoniakk, deretter produseres aminoisobutyronitril ved å reagere med hydrogencyanid, og til slutt oppnås L-valin (L-valin) ved hydrolyse. Nedenfor er de detaljerte trinnene og deres kjemiske ligninger:
1. Isobutyraldehyd og ammoniakk genererer aminoisobutanol:
Reager isobutyraldehyd med ammoniakk under passende løsningsmiddel- og reaksjonsbetingelser for å produsere aminoisobutanol.
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2CHCHO pluss NH3 → (CH3)2CHCH2OHNH2
2. Syntese av aminoisobutyronitril fra aminoisobutanol og hydrogencyanid:
Aminoisobutanol og hydrogencyanid reagerer under sure forhold for å gjennomgå kondensasjonsreaksjon for å produsere aminoisobutyronitril.
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2CHCH2OHNH2 pluss HCN → (CH3)2CHCH2CN pluss H2O
3. Hydrolyse av aminoisobutyronitril for å generere L-valin:
Reager aminoisobutyronitril med alkalisk vandig løsning (som natriumhydroksid) for å gjennomgå hydrolyse for å generere L-valin.
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2CHCH2CN pluss 2H2O → (CH3)2CHCH2COOH pluss NH3
Metode to:
Hydroksyisobutyronitril er syntetisert fra isobutyraldehyd og hydrogencyanid, reagert med ammoniakk og deretter hydrolysert for å produsere aminoisobutyronitril.
Siden den direkte reaksjonen av isobutyraldehyd og hydrogencyanid for å generere hydroksyisobutyronitril er svært ustabil og farlig, er det ingen konvensjonell kjemisk syntesevei. I laboratoriesyntese brukes vanligvis andre metoder for å fremstille hydroksyisobutyronitril.
Start fra hydroksyisobutyronitril, reager med ammoniakk for å generere aminoisobutyronitril, og oppnå deretter L-valin (L-valin) gjennom hydrolyse. Følgende er de detaljerte trinnene for syntetisk rute og dens kjemiske ligning:
1. Syntese av hydroksyisobutyronitril:
Isobutyraldehyd oksideres til hydroksyisobutyronitril ved en passende metode (som en oksidasjonsreaksjon).
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2CHCHO pluss [O] → (CH3)2C(OH)CN
2. Aminoisobutyronitril reagerer med ammoniakk for å generere aminoisobutyronitril:
Reager hydroksyisobutyronitril med ammoniakk for å generere aminoisobutyronitril under passende reaksjonsbetingelser.
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2C(OH)CN pluss NH3 → (CH3)2CHCNH2
3. Hydrolyse av aminoisobutyronitril for å generere L-valin:
Aminoisobutyronitrilen omsettes med alkalisk vandig løsning (som natriumhydroksid), og en hydrolysereaksjon oppstår for å generere L-valin.
Kjemisk reaksjonsformel: (CH3)2CHCNH2 pluss 2H2O → (CH3)2CHCOOH pluss NH3
Metode tre:
Trinnene for direkte syntese av L-valin med isobutyraldehyd, natriumcyanid, ammoniumklorid er som følger:
1. Løs opp natriumcyanid i vann og tilsett det til ammoniumkloridløsningen for å oppnå en blanding.
2. Interager blandingen av isobutyraldehyd, etylformiat og etanol med blandingen oppnådd i trinn 1.
3. De syntetiske trinnene for å generere N-Boc-isobutylglycinetylesterhydroklorid N-Boc-isobutylglycinetylester ved raffineringsreaksjon er som følger:
Natriumcyanid (2.0 ekv.) ble oppløst i vann, og ammoniumkloridløsning (1.0 ekv.) ved 25 grader ble tilsatt for å oppnå en blanding A.
4. Interager blandingen A oppnådd i trinn 1 med blandingen av isobutyraldehyd, etylformiat og etanol ved 25 grader C i én time.
5. Fjern faste stoffer med et filter, og gjenvinn ammoniakkvann for å oppnå løsning B.
6. Tilsett natriumetoksid og kloroform ved 18 grader og samhandle i én time ved 25 grader for å oppnå C.
7. Tilsett en blanding av etanol og natriumhydroksid (8.0 ekv.) for å utføre transesterifisering ved 30 grader. Reaksjonen utføres med en faseoverføringskatalysator.
8. Fjern etylformiat under betingelser med dietyleter og natriumhydroksid.
9. Tilsett fortynnet saltsyre og samhandle i en halv time ved 30 grader.
10. Tilsett fortynnet saltsyre ved 5 grader og hold på 5 grader i en halvtime.
11. Tilsett mettet natriumkloridløsning ved 25 grader, rør jevnt, la stå for å skille lag, og ta den organiske fasen.
12. Tilsett mettet natriumbikarbonatløsning til den organiske fasen, rør jevnt, la stå for å skille lag, og ta vannfasen.
13. Tilsett mettet natriumkloridløsning til vannfasen og rør jevnt, la den deretter stå og skille lag for å ta den øvre organiske fasen for å oppnå rå N-Boc-isobutylglycinetylester.
Utbyttet av de tre ovennevnte metodene er alle 36 prosent til 40 prosent. Det kan også syntetiseres ved hydrolyse av isobutyraldehyd, natriumcyanid og ammoniumkarbonat. Utbyttet av denne metoden er omtrent 49 prosent. Det finnes også mange metoder for oppløsning av racemater, slik som enzymatisk hydrolyse av acyl DL-aminosyrer, og deretter separasjon av frie aminosyrer og acylater med dårlig løselighet. Aminosyrene fra vendelrot som produseres ved fermentering er alle av L-type, og ingen optisk separasjon er nødvendig. Stammene som brukes i fermenteringsmetoden er Micrococcus glutamicum, Brevibacterium ammoniak, Escherichia coli og Aerobacter. Bruk glukose, urea, uorganiske salter og andre medier.