开题报告（阐述课题的目的、意义、研究现状、研究内容、研究方案、进度安排、预期结果、参考文献等）
- 论文研究的目的、意义
- 现实意义：
自然界中D-氨基酸含量远低于L-氨基酸, 其主要存在于微生物细胞壁中, 随着分析方法的发展, 相继在海洋动物、陆生动物、脊椎和无脊椎动物、种子植物和人体内发现了各种D-氨基酸. 研究表明白内障晶体混浊、早老呆痴病以及某些肾脏疾病等都与体内D-氨基酸含量有关, 因此D-氨基酸对研究某些疾病和衰老机制有重要意义. D-氨基酸构成蛋白质多肽通常不被或缓慢地被多肽酶水解, 已被用于合成beta;-内酰胺类抗生素和生理活性肽. 随着对D-氨基酸研究的深入, 其将在医药、农药和食品领域起着更重要的作用。谷氨酰胺是一种氨基酸，在人体血液中是含量最高的氨基酸，可在体内转化为其它氨基酸，故称为蛋白质合成中的中转物质，在应激或患病状态下，血液谷氨酰胺含量会迅速降低，达到耗竭水平，使人体因此而产生相关疾病或病程延长，所以又称为条件必须氨基酸。谷氨酰胺可作为药物、食品及饲料添加剂，市场需求量巨大，传统合成工艺中，大量使用二硫化碳，高度污染。
在研究和生产中， L-谷氨酰胺已经有了成熟的工艺可以生产。然而，D-谷氨酰胺的市场价值大却难以合成。目前所知，合成D-谷氨酰胺的方法是上用化学方法合成DL-谷氨酰胺。
即以廉价的DL-谷氨酸为原料,通过得到化学方法合成DL-谷氨酰胺，然后生物酶解得到D-谷氨酰胺。
本次的研究方法完全采用化学法，通过酯化、CBZ保护、氨解、酸化4步，从D-谷氨酸为起始物合成D-谷氨酰胺。此方法操作简便，合成收率高，只要控制低温反应，不会产生消旋体，也就不用进行手性拆分。此外，不使用剧毒试剂，无污染，绿色环保。
2、研究目的：
该课题重点在于应用已知的简单成熟反应，达到合成产物的目的。在4步合成过程中，要优化每一步的条件，如温度、pH等，探索出导致副产物产生的原因，以及如何避免，使此工艺路线符合实际生产。
- 研究现状
- 国内研究现状：
L-氨基酸易得、廉价, 以L-氨基酸为原料制备D-氨基酸是工业化生产D-氨基酸的主要方法. 首先用化学或生物方法使L-氨基酸消旋为DL-氨基酸. 所得DL-氨基酸可选用合适的拆分剂进行化学拆分获得D-氨基酸. 由于拆分剂选择难、价格昂贵, 产品收率不高、旋光常常不能满足要求等缺陷, 限制了化学拆分法的工业应用. 制备D-氨基酸比较理想的工业化方法是将上述DL-氨基酸进行生物拆分. 生物拆分主要有两种方法:
其一是将DL-氨基酸直接进行生物降解, 消除其中的L型对映体, 得到D-氨基酸; 其二是将DL-氨基酸进行酰化反应生成N-酰化-DL-氨基酸, 再用氨基酰化酶选择性地去酰化反应得到L-氨基酸, 分离得到N-酰化-D-氨基酸水解获得D-氨基酸; 也有文献报道用D-氨基酰化酶对N-酰化-DL-氨基酸选择性地去酰化反应直接得到D-氨基酸.
目前市售谷氨酰胺主要是L-谷氨酰胺, 而谷氨酰胺gamma; 位酰胺键的存在使得其很不稳定, 在酸、碱或加热的条件下容易分解成焦谷氨酸或谷氨酸, 所以很难将L-谷氨酰胺消旋成DL-谷氨酰胺, 也就无法用上述方法制备D-谷氨酰胺. 为解决这一问题, 本文采用廉价的DL-谷氨酸或L-谷氨酸为原料, 以邻苯二甲酰基作为保护基,将谷氨酸的alpha;-氨基保护起来使其分子内脱水生成环状谷氨酸酐后, 与氨水溶液反应生成中间产物邻苯二甲酰谷氨酰胺, 中间产物经水合肼脱除邻苯二甲酰基得到DL-谷氨酰胺. 再用Escherichia coli AS1.505 脱羧酶高效地脱除L-谷氨酰胺的羧基得到4-氨基丁酰胺和D-谷氨酸。
