年产1000公斤 Fmoc-L-丙氨酰-L-丙氨酸的工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

肽是涉及生物体内多种细胞功能的生物活性物质。生物体内已发现几百种肽，它们能直接介入血细胞、脑和神经细胞、肌肉细胞、生殖细胞、内分泌细胞、皮肤细胞的新陈代谢，参与细胞的生长、发育、生理功能以及分裂增殖各个环节。活性肽，与营养、荷尔蒙、酵素抑制、调节免疫、抗菌、抗病毒、抗氧化有非常紧密关系。肽和蛋白质一样，都是由氨基酸单体组成。各个氨基酸之间通过一个氨基酸的羧基同另一个氨基酸的氨基以酰胺键 (也叫肽键)结合连接成肽链 ，由两个氨基酸连成的叫二肽， 三个氨基酸连成的叫三肽，并依次类推下去。其中二肽是最简单的肽。肽链中的每一个氨基酸部分称为氨基酸残基，肽链的自由氨基一端称为肽链的氨基末端或 n端。另一端则称为羧基末端或c端(当然并非所有的天然蛋白质和多肽的碳链都有自由的n端或c端)。

肽的合成一般采用逐步缩合的定向合成方法，即多肽的合成都是从二肽的合成开始。其合成中所用溶剂常为无水溶剂，一般要求介电常数较小的溶剂，常用试剂包括缩合试剂、保护基试剂及其原料、保护基的脱除试剂、分析鉴定用的试剂等。

二肽是一种化合物，是天然氨基酸即阿尔法氨基酸（氨基连在羧基的碳上）中的氨基于羧基脱水缩合而成的。二肽是由两个氨基酸之间由肽键连接组成。例如：丙谷二肽由l-丙氨酸和l-谷氨酸缩合而成；肌肽由β-丙氨酸和l-组氨酸组成；环（组氨酸-脯氨酸）二肽由l-组氨酸和l-脯氨酸环合而成。二肽具有一些特殊的生理功能：肌肽，又名β-丙氨酰-l-组氨酸，是由b-丙氨酸和l-组氨酸构成的二肽化合物，广泛存在于肌肉细胞和脑部组织细胞。研究结果表明肌肽在细胞内具有一定的抗氧化能力，可清除在氧化应激过程中脂肪酸过度氧化形成的活性氧自由基(ros)以及α，β不饱和醛。鹅肌肽是由β-丙氨酸和甲基-l-组氨酸构成的一种水溶性二肽化合物。广泛存在于脊椎动物的骨骼肌组织和脑组织中，在酸性条件下(ph3.0)能够稳定存在。鹅肌肽与肌肽在结构和生物学功能上相近，在食品工业中已用作天然的抗氧化剂，在医药领域作为抗氧化和抗衰老保健品使用。阿斯巴甜( l-天冬氨酰-l-苯丙氨酸甲酯)是为数不多的具有甜味的二肽类衍生物，甜度是蔗糖的200倍左右，比蔗糖所含热量少。使人感到甜味所需的阿巴甜用量非常少，以至于可忽略其所含的热量，所以阿斯巴甜被广泛用作蔗糖的替代品。

目前，二肽常用的制备方法包括天然提取法、化学合成法及化学-酶转化法。其中化学合成法是利用氨基酸作为原料，通过化学方法人工构建肽键制备二肽的方法，主要包括以下步骤：（1）保护除了肽键所需的官能团以外的其他所有的活性官能团；（2）激活保护的氨基酸中游离的羧基；（3）将激活的氨基酸与另一种已保护的氨基酸连接； （4）去除二肽中所有的保护基团。化学合成法的优势在于通过选择合适的保护基团和激活剂能够合成多种二肽，且反应产率较高。同时，根据已知二肽的性质和功能，通过改变氨基酸上连接的结构，可以合成出天然无法获取的具有特殊结构的二肽，从而开发出特殊用途的药物及功能食品。因此，化学合成法是制备商品化二肽的主要方法。

2. 研究内容和预期目标

在查阅文献的基础上,以dcc缩合法生产fmoc-l-丙氨酰-l-丙氨酸，并对年产1000公斤fmoc-l-丙氨酰-l-丙氨酸的生产工艺过程进行详细设计。具体研究内容如下：

（1）在预设合成路线的基础上，选择具体合成条件，以dcc缩合法合成fmoc-l-丙氨酰-l-丙氨酸。预设的合成路线如下：

3. 研究的方法与步骤

合成路线：将fmoc-l-丙氨酸与dcc溶于无水四氢呋喃,冰水浴搅拌.冷凝回流2h,将温度调至25℃,继续搅拌并冷凝回流16h后停止反应。

将反应液中的白色沉淀过滤掉,将滤液在85℃减压蒸馏,所得产物溶于乙腈,加入l-丙氨酸,滴加naoh水溶液,调节ph值使其成弱碱性,55℃冷凝回流并搅拌反应6h。

用盐酸酸化得到白色沉淀,过滤后用乙酸乙酯重结晶。

4. 参考文献

[1] 张佳, 陈峙, 丁现帅. 氨基酸酯类药物中间体的合成和纯化研究[j]. 广东化工, 2017, 44(5): 56-88.

[2] de castro p p, rimulo i m r, de almeida a m, et al. brnsted acid-catalyzed epimerization-free preparation of dual-protected amino acid derivatives[j]. acs omega, 2017, 2: 2967-2976.

[3] 周大军. 化工工艺制图[m]. 北京: 化学工业出版社, 2005.

5. 计划与进度安排

2022-3-2～2022-3-13 查阅文献，熟悉相关的专业知识及技能，完成文献翻译工作。并与指导教师进行学习和探讨，确定设计的初步方案，完成开题报告；

20 2022-3-16～2022-5-16 查找资料，完成工艺流程的设计，进行系统的物料衡算及热量衡算，对主体及附属设备进行设计，确定设备类型及尺寸等；

2022-5-17～2022-5-31 完成工艺流程图、设备图、布置图等的绘制，完成设计说明书；提交设计说明书查重；

2022-6-1～2022-6-12 修改设计说明书及图纸，制作答辩ppt，准备答辩。