DL-肉碱(维生素Bt,3-羟基-4-三甲基铵基丁酸盐)是一种由氨基酸赖氨酸和蛋氨酸生物合成的季铵化合物。在活细胞中,它对于将脂肪酸从细胞溶质转运至线粒体以产生代谢能的过程至关重要。DL-肉碱存在两种立体异构体:L-肉碱为生物学活性形式,而D-肉碱则无生物学活性。
制备方法 步骤1首先,采用表氯醇+氢氰酸→CHBN的合成(参照日本特开2002-241357)。在带有搅拌器、温度计和蛇形冷凝管的3L可拆分式烧瓶中加入274.93g(2.97mol)表氯醇、1271.3g水和191.75g(1.35mol)硫酸钠。在温水浴中,一边搅拌一边将72.3g氰化氢(2.70mol)在内部温度50~60℃下加入反应液中,持续1小时。随后,在相同温度下熟化6小时。冷却后,用1L醋酸乙酯进行抽提,并减压浓缩有机层以获得粗产物CHBN。经GC分析纯度为80.9%,收率为62.5%。通过简单蒸馏进一步纯化上述抽提的CHBN(粗产物),得到纯净品187.51g。
步骤2收集步骤1中制得的纯净CHBN 16g(134mmol),在130℃下加热2小时。冷却后,加入84g、20mM pH=7.5磷酸缓冲液84g,并滴加实施例5制备的J-1菌株溶液,在冰浴中于2℃开始反应。3小时后CHBN转化率达到100%,生成了18.3g CHBA(收率99.3%)。
步骤3在步骤2合成的纯化品CHBA 1.84g(13.4mmol)中加入至10.2g纯水中,再加入3.15g(16.0mmol)30%三甲基胺水溶液,在30℃下开始反应。经过4小时,CHBA的转化率达到100%,生成了2.48g Car-酰胺(收率94.0%)、0.071g HCAm(收率5.2%)。
步骤4在步骤3反应结束液13.20g(含Car-酰胺2.45g)中加入2.68g(20.0mmol)30%NaOH溶液,在50℃下开始水解反应。5小时后,Car-酰胺的转化率达到100%,反应完成。用HCl溶液将体系pH调整至中性,并通过旋转蒸发减压除去水分。接着加入10ml乙醇,并共沸去除水分,操作共进行三次。析出的白色固体再加入10ml乙醇,充分搅拌后抽滤。滤液中的DL-肉碱(Car)定量分析生成了1.94g Car(收率96.6%),同时得到0.03g CB(相对于Car为1.5wt%)。