介紹

L-高半胱氨酸又被稱為（S）-2-氨基-4-巰基丁酸，化學(xué)式為C4H9NO2S，外觀為。它是一種含硫氨基酸，是蛋氨酸代謝的正常中間體。它在生物合成中作為蛋氨酸和半胱氨酸的前體。

圖一 L-高半胱氨酸

合成

向裝有機(jī)械攪拌器的1.5升圓底燒瓶中裝入L-蛋氨酸（20 g，134 mmol）。用氬氣沖洗反應(yīng)燒瓶，用干冰-丙酮浴冷卻至-780℃。在燒瓶中冷凝無(wú)水氨氣，直至原料完全溶解。移除干冰浴，將金屬鈉（11g，483mmol）分批加入回流的氨溶液中。通過(guò)淬滅一小部分反應(yīng)并通過(guò)TLC和HPLC分析來(lái)監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)展。反應(yīng)完成后，小心地去除任何可見(jiàn)的剩余鈉金屬，并分批加入乙酸銨（9.46g，130mmol）以淬滅反應(yīng)混合物。氨在氬氣流下蒸發(fā)過(guò)夜。將得到的L-高半胱氨酸固體用研缽和研杵研磨，不經(jīng)純化即可用于下一步[1]。

圖二 L-高半胱氨酸的合成

在恒溫控制的250mL玻璃反應(yīng)器中，將10g（62mmol）OAHS置于140mL蒸餾水中。在機(jī)械攪拌下將溶液加熱至35°C。反應(yīng)介質(zhì)的pH值為4.8。在加入酶之前，通過(guò)加入幾滴三硫代碳酸鈉溶液將pH值設(shè)置為6.5（在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中加入的總量等于4.78g，即31mmol，溶解在20mL蒸餾水中）。取1mL反應(yīng)介質(zhì)樣品（t=0）。制備10 mL蒸餾水溶液，其中含有400μL吡哆醛5′-磷酸鹽（10 mmol/L）溶液和0.6 g酶（O-乙酰基-L-高絲氨酸巰基酶）。pH值的降低表明乙酸的形成，這表明反應(yīng)已經(jīng)開(kāi)始。有必要將反應(yīng)介質(zhì)的pH值保持在6.5。為此，通過(guò)滴液漏斗緩慢加入三硫代碳酸鈉溶液。在反應(yīng)過(guò)程中取樣（1mL）。當(dāng)電位滴定分析表明OAHS轉(zhuǎn)化為同型半胱氨酸的轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，向反應(yīng)介質(zhì)中加入1.87 mL二硫化碳（31 mmol）。用1M氫氧化鈉溶液將反應(yīng)介質(zhì)的pH值調(diào)節(jié)至10。然后將反應(yīng)介質(zhì)加熱至50°C。通過(guò)電位分析觀察到半胱氨酸的消失。然后使用鹽酸溶液（2N）將反應(yīng)介質(zhì)的pH值降至5，干燥得到L-高半胱氨酸[2]。

圖三 L-高半胱氨酸的合成2

參考文獻(xiàn)

[1]MANNION ,James,C., et al.S-NITROSOMERCAPTO COMPOUNDS AND RELATED DERIVATIVES[P].WO2009US39351,2009-12-17.

[2]Fremy G ,Masselin A .Functionalised cyclic dithiocarbamate synthesis method[P].US201716473874,2023-05-09.