化合物简介
苏氨酸（Threonine）是一种必需的氨基酸，为白色斜方晶系或结晶性粉末，微甜。因结构与苏糖相似而得名。主要用于医药、化学试剂、营养强化剂，可以强化乳制品，具有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果。L-苏氨酸是一种饲料的原料。
基本信息
中文名称
DL-苏氨酸
英文名称
DL-Threonine
中文别名
H-DL-THR-OH、2-氨基-3-羟基丁酸、DL-α-氨基-β-羟基丁酸、莱菔子炒提取物、DL-异赤丝藻氨基酸、DL-A-氨基-Β-羟基丁酸、DL-2-氨基-3-羟基丁酸、(±)-2-氨基-3-羟基丁酸
英文别名
DL-Theronine、rac-Threonine、Radish Seed、DL-Threonicne、DL-Threonine、allothreonine、DL-Threonin、dl-tthreonine、THREONINE,DL、THREONINE
CAS号
80-68-2
分子式
C4H9NO3
分子量
119.119
精确质量
119.058
PSA
83.55
LOGP
-0.5206
编号系统
MDL号
MFCD00063722
物化性质
外观与性状
白色结晶粉末
密度
1.307g/cm3
沸点
345.8ºC at 760 mmHg
熔点
244°C (dec.)(lit.)
闪点
162.9ºC
折射率
1.507
水溶解性
200 g/L (25 ºC)
储存条件
Store at RT.
安全信息
安全说明
S24/25
危险类别码
R36/37/38
WGK Germany
3
海关编码
29225000
危险品标志
Xi
生产方法及用途
生产方法
1化学合成法
(1)巴豆酸为原料合成将3L甲醇、640g(2mol)乙酸贡和172g(2mol)巴豆醛加入5L的烧瓶中,搅拌并温热反应液10min至乙酸汞溶解,然后于室温下静置48h。过滤出沉淀,并用600ml甲醇分两次洗涤,晾干得625-650g加成物。将此物溶解于360g(3mol)溴化钾和2L水的溶液中,在光照和搅拌下,于20-40min内滴加320g(2mol)溴、360g(3mol)溴化钾和600mL水的混合液。静置10-15min后亚硫酸氢钠除去过量的溴。将该溶液用300mL乙醚提一次,以除去少量催泪性物质。然后用400mL40%的氢溴酸酸化,再用48L乙醚提取6次。合并乙醚提取液,用少量冷水洗涤,用无水硫酸钠干燥。蒸去乙醚得350-370g2-溴-3-甲氧基丁酸。将上述产品175g和2L浓氨水加入高压釜,在90-100℃下反应6h反应物减压浓缩至浆状,加入水后再减压浓缩至浆状。浆状物加入丙酮中搅匀后放置1-2天,待物料完全结晶。取结晶,并溶于1L-85%-90%的甲酸中。此溶液加热至45℃,在搅拌情况下,10min内加入350g醋酐。反应放热使温度升至70-80℃,保温15min,然后减压蒸发至干。将残留物溶于尽可能少的热水中,然后于冰箱中冷却过夜分离结晶、晾干,用150mL热水重结晶1次,得25g N-甲酰基-O-甲基苏氨酸,母液还可浓缩结晶。将上述产品25g和360mL恒沸氢嗅酸一起加热回流2h。然后减压压缩,并加水溶解所有残留物,再次减压压缩。用450mL无水乙醇溶解胶状残留物,加入过量的浓氨水中和。冷却过夜,滤出结晶,并溶于3倍体积的热水,再加入7倍体积的无水乙醇,冷冻过夜,滤出结晶,用180mL无水乙醇分2次洗涤,再用乙醚洗涤。得苏氨酸18-20g,熔点234-235℃,产率85%-90%。
(2)以甘氨酸为原料合成。甘氨酸铜与乙醛进行缩合反应生成DL-苏氨酸,该法工艺简单,又可生成较多的苏体,还可与别体分离。有关在甘氨酸(Ⅰ)的水溶液中加入碳酸铜或硫酸铜,使其生成甘氨酸铜(Ⅱ)。在甲醇中和碱性催化剂(如KOH)存在下加入过量的乙醛,使其缩合反应生成苏氨酸铜(Ⅲ)的乙醛加成物。再将苏氨酸铜盐溶于氨水中,利用阳离子交换树脂法脱铜,流出液浓缩后,再加入甲醇,使其析出结晶,然后再以含水甲醇进行重结晶,可得含苏体在90%以上的DL-苏氨酸(Ⅳ)。对氨基酸铜的收率约为60%,
(3)以乙酰乙酸乙酯为原料合成。乙酰乙酸乙酯(Ⅰ)与苯基叠氮氯作用,得到苯基叠氮乙酰乙酸乙酯(Ⅱ)。然后将其置于乙酸、乙酸酐中,用锌还原α-乙酰氨基乙酰乙酸乙酯(Ⅲ)。再将其以氧化铂为催化剂,加压还原生成α-乙酰氨基-β羟基丁酸乙酯(Ⅳ)。最后将其水解得到产物。此时产物中别体苏氨酸占80%-85%,可将其置于苯中,以(CH3CO)2SOCL2反应,再将得到的产物(Ⅴ)加热水解,即可得83.2%的DL-苏氨酸。总收率约为57.2%.2发酵法以果糖或葡萄糖的氨基酸为培养基。经由大肠杆菌、黄色短杆菌、谷氨酸杆菌或钝齿棒杆菌等诱变而来的苏氨酸产生菌发酵后精制得L-苏氨酸。Mizukami等用KY8366生产菌,在含有12%葡萄糖的2L发酵罐中培养72h,可积累L-苏氨酸28g/L;Furukawa等用H-4290生产菌,在2L发酵罐中连续流加60%的葡萄糖,可积累L-苏氨酸58g/L;Furnckaw等用H-4578生产菌。在2L发酵罐中连续流加60%的葡萄糖,发酵75h产酸率达76g/L;国内张炳荣等用ET-1生产菌,摇瓶生产,产均率为20-25g/L,6000L发酵罐产酸率可达20g/L以上。
(1)巴豆酸为原料合成将3L甲醇、640g(2mol)乙酸贡和172g(2mol)巴豆醛加入5L的烧瓶中,搅拌并温热反应液10min至乙酸汞溶解,然后于室温下静置48h。过滤出沉淀,并用600ml甲醇分两次洗涤,晾干得625-650g加成物。将此物溶解于360g(3mol)溴化钾和2L水的溶液中,在光照和搅拌下,于20-40min内滴加320g(2mol)溴、360g(3mol)溴化钾和600mL水的混合液。静置10-15min后亚硫酸氢钠除去过量的溴。将该溶液用300mL乙醚提一次,以除去少量催泪性物质。然后用400mL40%的氢溴酸酸化,再用48L乙醚提取6次。合并乙醚提取液,用少量冷水洗涤,用无水硫酸钠干燥。蒸去乙醚得350-370g2-溴-3-甲氧基丁酸。将上述产品175g和2L浓氨水加入高压釜,在90-100℃下反应6h反应物减压浓缩至浆状,加入水后再减压浓缩至浆状。浆状物加入丙酮中搅匀后放置1-2天,待物料完全结晶。取结晶,并溶于1L-85%-90%的甲酸中。此溶液加热至45℃,在搅拌情况下,10min内加入350g醋酐。反应放热使温度升至70-80℃,保温15min,然后减压蒸发至干。将残留物溶于尽可能少的热水中,然后于冰箱中冷却过夜分离结晶、晾干,用150mL热水重结晶1次,得25g N-甲酰基-O-甲基苏氨酸,母液还可浓缩结晶。将上述产品25g和360mL恒沸氢嗅酸一起加热回流2h。然后减压压缩,并加水溶解所有残留物,再次减压压缩。用450mL无水乙醇溶解胶状残留物,加入过量的浓氨水中和。冷却过夜,滤出结晶,并溶于3倍体积的热水,再加入7倍体积的无水乙醇,冷冻过夜,滤出结晶,用180mL无水乙醇分2次洗涤,再用乙醚洗涤。得苏氨酸18-20g,熔点234-235℃,产率85%-90%。
(2)以甘氨酸为原料合成。甘氨酸铜与乙醛进行缩合反应生成DL-苏氨酸,该法工艺简单,又可生成较多的苏体,还可与别体分离。有关在甘氨酸(Ⅰ)的水溶液中加入碳酸铜或硫酸铜,使其生成甘氨酸铜(Ⅱ)。在甲醇中和碱性催化剂(如KOH)存在下加入过量的乙醛,使其缩合反应生成苏氨酸铜(Ⅲ)的乙醛加成物。再将苏氨酸铜盐溶于氨水中,利用阳离子交换树脂法脱铜,流出液浓缩后,再加入甲醇,使其析出结晶,然后再以含水甲醇进行重结晶,可得含苏体在90%以上的DL-苏氨酸(Ⅳ)。对氨基酸铜的收率约为60%,
(3)以乙酰乙酸乙酯为原料合成。乙酰乙酸乙酯(Ⅰ)与苯基叠氮氯作用,得到苯基叠氮乙酰乙酸乙酯(Ⅱ)。然后将其置于乙酸、乙酸酐中,用锌还原α-乙酰氨基乙酰乙酸乙酯(Ⅲ)。再将其以氧化铂为催化剂,加压还原生成α-乙酰氨基-β羟基丁酸乙酯(Ⅳ)。最后将其水解得到产物。此时产物中别体苏氨酸占80%-85%,可将其置于苯中,以(CH3CO)2SOCL2反应,再将得到的产物(Ⅴ)加热水解,即可得83.2%的DL-苏氨酸。总收率约为57.2%.2发酵法以果糖或葡萄糖的氨基酸为培养基。经由大肠杆菌、黄色短杆菌、谷氨酸杆菌或钝齿棒杆菌等诱变而来的苏氨酸产生菌发酵后精制得L-苏氨酸。Mizukami等用KY8366生产菌,在含有12%葡萄糖的2L发酵罐中培养72h,可积累L-苏氨酸28g/L;Furukawa等用H-4290生产菌,在2L发酵罐中连续流加60%的葡萄糖,可积累L-苏氨酸58g/L;Furnckaw等用H-4578生产菌。在2L发酵罐中连续流加60%的葡萄糖,发酵75h产酸率达76g/L;国内张炳荣等用ET-1生产菌,摇瓶生产,产均率为20-25g/L,6000L发酵罐产酸率可达20g/L以上。
用途
L-苏氨酸([72-19-5])为必需氨基酸,DL-苏氨酸的生理效用为L-苏氨酸二分之
一,缺乏时易患食欲不振、脂肪肝等症、苏美氨酸在高等动物体内不能合成,必需由体外供给。谷类蛋白质除需补充L-赖氨酸外,其次即为L-苏氨酸。这是由于L-苏氨酸的含量虽较多,但在蛋白质中苏氨酸与肽的结合很难水解。不易消化吸收所致。作为营养增补剂,为发挥最佳使用交果,可与甘氨酸共用于白米,与甘氨酸及缬氨酸共用于小麦粉,与甘氨酸和蛋氨酸共用大麦、燕麦,与甘氨酸和色氨酸共用于玉米。与葡萄共热易产生焦香和巧克力的香味。有增香作用。亦用于折分制得L-苏氨酸而配制氨基酸输液和综合氨基酸制剂。
一,缺乏时易患食欲不振、脂肪肝等症、苏美氨酸在高等动物体内不能合成,必需由体外供给。谷类蛋白质除需补充L-赖氨酸外,其次即为L-苏氨酸。这是由于L-苏氨酸的含量虽较多,但在蛋白质中苏氨酸与肽的结合很难水解。不易消化吸收所致。作为营养增补剂,为发挥最佳使用交果,可与甘氨酸共用于白米,与甘氨酸及缬氨酸共用于小麦粉,与甘氨酸和蛋氨酸共用大麦、燕麦,与甘氨酸和色氨酸共用于玉米。与葡萄共热易产生焦香和巧克力的香味。有增香作用。亦用于折分制得L-苏氨酸而配制氨基酸输液和综合氨基酸制剂。
