γ-氨基丁酸(GABA),化学名称4-氨基丁酸,别名氨酪酸、哌啶酸,广泛存在于动植物体内。在植物如豆属、参属及中草药的种子、根茎和组织液中均可发现其存在。动物体内,GABA几乎仅存在于神经组织中,脑组织含量约为0.1~0.6mg/g,黑质区域浓度最高。
γ-氨基丁酸是重要的抑制性神经递质之一,参与多种代谢活动,具有很高的生理活性。
来源分布γ-氨基丁酸是一种天然活性成分,广泛存在于动植物体内。在植物中,如豆属、参属及中草药的种子、根茎和组织液均含有此物质;动物体内,GABA主要集中在神经组织中,脑组织含量约为0.1~0.6mg/g,黑质区域浓度最高。
生理作用γ-氨基丁酸是一种强神经抑制性氨基酸,具有镇静、催眠、抗惊厥和降血压等生理作用。作为抑制性神经递质(Inhibitory Neurotransmitter),它能够减少动物的活动,降低能量消耗。当其作用于细胞中的γ-氨基丁酸受体时,后者是一个氯离子通道。受体被激活后,氯离子通道开放,增加细胞膜对氯离子通透性,使氯离子流入神经细胞内,导致细胞膜超极化,抑制神经元激动,从而减少动物的运动量。
制备通常由吡咯烷酮开环制得。具体步骤如下:将生石灰用蒸馏水消化成石灰乳后,抽入水解反应釜中加入吡咯烷酮,升温至125~130℃,保持压力在0.29MPa,保温反应10-14小时。反应结束后降温至30℃出料过滤,并用蒸馏水洗涤。滤液加碳酸氢铵直至无钙离子检出后,再加入活性炭于80℃保温脱色30分钟,在60℃过滤并用水洗,合并洗液和滤液后在60℃减压浓缩析晶,加入乙醇冷却、过滤、干燥即可得成品。此方法收率可达85%以上。
发酵法使用大肠杆菌作为菌种。发酵培养基含麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、硫酸镁及氯化钠等,并以豆油为消沫剂(用量约为0.1%)。在提炼过程中,利用大肠杆菌脱羧酶的作用,将L-谷氨酸转化为γ-氨酪酸,在水溶液中能解离成阳离子的特性,采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂进行离子交换,用氨水洗脱、提取,再经树脂纯化、浓缩结晶干燥后即得成品。
另一种合成法:以邻苯二甲酰亚胺钾和γ-氯丁腈为原料,在加热条件下反应,并用硫酸处理生成物精制而得到GABA。
化学性质白色片状或针状结晶,微臭,具有潮解性;极易溶于水,微溶于热乙醇,不溶于冷乙醇、乙醚和苯;分解点为202℃;LD50(大鼠,腹腔)为5400mg/kg。
用途 生产方法中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
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4-(甲基氨基)丁酸 | 4-(methylamino)butyric acid | 1119-48-8 | C5H11NO2 | 117.148 |
琥珀半醛 | Succinic semialdehyde | 692-29-5 | C4H6O3 | 102.09 |
β-丙氨酸 | 3-amino propanoic acid | 107-95-9 | C3H7NO2 | 89.0941 |
4-氨基丁酸乙酯 | ethyl 4-aminobutyrate | 5959-36-4 | C6H13NO2 | 131.175 |
4-氨基-1-丁醇 | 4-Aminobutanol | 13325-10-5 | C4H11NO | 89.1374 |
4-氨基丁醛 | 4-aminobutyraldehyde | 4390-05-0 | C4H9NO | 87.1216 |
丁二酸 | succinic acid | 110-15-6 | C4H6O4 | 118.089 |
γ-胍丁酸 | 4-guanidinobutyric acid | 463-00-3 | C5H11N3O2 | 145.161 |
3-氰基丙酸 | 3-cyanopropanoic acid | 16051-87-9 | C4H5NO2 | 99.0892 |
4-溴丁酸 | bromobutyric acid | 2623-87-2 | C4H7BrO2 | 167.002 |
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
4-氨基丁酸甲酯 | methyl 4-aminobutyrate | 3251-07-8 | C5H11NO2 | 117.148 |
4-(二甲基氨基)丁酸 | 4-dimethylamino-butyric acid | 693-11-8 | C6H13NO2 | 131.175 |
4-甲酰氨基丁酸 | N-formyl-γ-aminobutyric acid | 26727-21-9 | C5H9NO3 | 131.131 |
4-氨基-3-羟基丁酸 | DL-4-amino-3-hydroxybutyric acid | 924-49-2 | C4H9NO3 | 119.12 |
4-叠氮丁酸 | 4-azidobutanoic acid | 54447-68-6 | C4H7N3O2 | 129.118 |
2-羟基-4-氨基丁酸 | 4-amino-2-hydroxybutyric acid | 13477-53-7 | C4H9NO3 | 119.12 |
—— | (S)-4-amino-2-hydroxybutanoic acid | —— | C4H9NO3 | 119.12 |
(2R)-4-氨基-2-羟基丁酸 | (R)-β-hydroxy-4-aminobutyric acid | 31771-40-1 | C4H9NO3 | 119.12 |
琥珀半醛 | Succinic semialdehyde | 692-29-5 | C4H6O3 | 102.09 |
4-羟基丁酸 | 4-hydroxybutanoic acid | 591-81-1 | C4H8O3 | 104.106 |
—— | 4-isothiocyanatobutyric acid | 4374-71-4 | C5H7NO2S | 145.182 |
—— | 4-(Pentylazaniumyl)butanoate | —— | C9H19NO2 | 173.25 |
β-丙氨酸 | 3-amino propanoic acid | 107-95-9 | C3H7NO2 | 89.0941 |
4-氨基丁酸乙酯 | ethyl 4-aminobutyrate | 5959-36-4 | C6H13NO2 | 131.175 |
4-氨基-1-丁醇 | 4-Aminobutanol | 13325-10-5 | C4H11NO | 89.1374 |
丁二酸 | succinic acid | 110-15-6 | C4H6O4 | 118.089 |
γ-胍丁酸 | 4-guanidinobutyric acid | 463-00-3 | C5H11N3O2 | 145.161 |
—— | γ-aminobutyric acid propyl ester | —— | C7H15NO2 | 145.202 |