L—組氨酸甲酯二鹽酸鹽合成及應用

周龍新

摘 要：以四種極性物質L-組氨酸，L-組氨酸一水合鹽酸鹽，甲醇，氯化鈉，硫酸（98%）為原料合成L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽，并通過元素分析、紅外光譜對化合物的組成和機構進行了表征。反應條件溫和，產率較高，同時也討論了影響反應的因素，以及比較兩種方法合成的優缺點。

關鍵詞：L-組氨酸；合成；反應因素

1 L-組氨酸的簡介

L-組氨酸學名：2-氨基-3-咪唑基丙酸。一種含有咪唑基側鏈的堿性及極性的α氨基酸。L-組氨酸是蛋白質合成的編碼氨基酸，哺乳動物的必需氨基酸和生糖氨基酸。其側鏈是弱堿性的咪唑基。天然蛋白質中尚未發現D-組氨酸。符號：H。組氨酸對成人為非必需氨酸，但對幼兒卻為必需氨基酸。在慢性尿毒癥患者的膳食中添加少量的組氨酸，氨基酸結合進入血紅蛋白的速度增加，腎原性貧血減輕，所以組氨酸也是尿毒癥患者的必需氨酸。在組氨酸脫羧酶的作用下，組氨酸脫羧形成組胺。組胺具有很強的血管舒張作用，并與多種變態反應及發炎有關。此外，組胺會刺激胃蛋白酶與胃酸。

2 本課題研究的主要內容和意義

L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽是一種醫藥與生物化工的重要的合成體，它的合成和檢測具有很重要的意義。本論文主要通過L-組氨酸（L-組氨酸鹽） 甲醇、氯化鈉、硫酸在冰浴條件下進行反應，從而制得L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽。并對其結構進行熔點測定和紅外表征，以確定其結構，為后面的化工產品合成提供原料。

3 L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽的合成

L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽的合成方法：

反應式如圖1：

實驗方法：

在250ml的三口燒瓶中加入23.38g的NaCl（0.4ml），在常壓漏斗中加入21.6ml的濃硫酸（0.4ml98%）室溫下，通過滴加濃硫酸與NaCl反映生成HCl氣體。

在另一個250ml的三口燒瓶中加入L-組氨酸3.15g（0.02mol，155.16g/mol）和60ml的甲醇（無水甲醇，用無水硫酸鈉除水，無水硫酸銅檢驗是否除水完全）。

先通25分鐘的HCl氣體，使甲醇中的HCl氣體達到飽和。然后加熱至65℃，懸浮物開始慢慢溶解，溶解完全后10min后有沉淀產生。此后，保持平均每分鐘甲醇中鼓5到6個泡，每一小時正常鼓泡15min。使甲醇中的HCl氣體始終處于一個相對飽和的狀態（當發現無論是否有HCl氣體產生，燒瓶內同通氣的玻璃管都沒有倒吸的現象）。同時每1小時點板一次。

展開劑的配置：按正丁醇與濃氨水2比1的比例配置，試驗中為正丁醇20滴，濃氨水10滴，氨水略微多一點。

顯示劑的配置：本實驗所需的顯示劑為0.1%茚三酮無水丙酮溶液，稱取0.05g的茚三酮固體，溶于50ml經過用無水硫酸鈉除水過的丙酮中，存放于滴瓶中。

展開劑與顯示劑按照10比1的比例混合作為本次試驗的展開劑，試驗中是向點缸中滴3滴茚三酮無水丙酮溶液。

反應3小時后，提取適當反應液點板如圖2。

反應8小時后，提取適當反應液點板情況如圖3。

結論，在反應4小時后，反應液中的原料（L-組氨酸）與甲醇的酯化已經達到平衡。

后處理：試驗中，我們在8小時后向燒瓶中加入18.5ml乙酸乙酯，攪拌半小時之后再加入少量的乙酸乙酯，繼續攪拌半小時后過濾。然后用異丙醚洗滌濾餅，在空氣中自然干燥。測的熔點為206℃，計算產率為70%，比旋光度為+9.48（20℃），測的紅外圖如圖4。

圖中3200cm-1，3210cm-1處為N-H伸縮振動峰，3100cm-1處寬峰為-OH伸縮振動峰，2100cm-1處為C=N伸縮振動峰，1760cm-1處為C=O伸縮振動峰。與標準紅外譜圖對比說明該產物就是目標產物。

4 結果

在用兩種不同的原料合成L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽時，都能得到目標產物，產率都在70%或以上，觀察看見得到的目標產物為白色的粉末狀固體，測的其熔點與文獻上所述一致，并用紅外檢測驗證，結果說明兩種原料合成的產品都是我們的目標產物。在反應結束后的后處理中，我們對比兩種處理方法，一是采用普通過濾，該方法過濾時間比較長，但得到的產品的效果比較好。另外才用抽濾，該方法所需的時間比較短，在實驗室比較容易操作，但得到的產品的效果較普通過濾稍差。

5 展望

L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽是一種醫藥與生物化工的重要合成體，它的合成和檢測具有很重要的意義。本文在一定條件下合成了L-組氨酸甲酯二鹽酸鹽，并且得到的產率比較高，一般在70%左右，所以從這一方面而言，這個反應還是不錯的，由于做實驗時間有限現只能得到70%或以上的產率。如果在原反應條件的基礎上有所改善，可以得到相對更高的產率。從整體考慮，該實驗有很高的可操作性，得到產率高，產物純度高。若應用于工業生產中將有很高的實際應用效果。

參考文獻

[1]曾向潮，徐石海，李毅，等.N-（2-吡咯甲?；┌被峒柞サ暮铣蒣J].有機化學，2004，24（7）：802-805.