l-异亮氨酸结晶工艺的研究

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1、科研训练论文（题目：L－异亮氨酸结晶工艺的研究学生姓名：张光辉学号：200720515059学院：化工学院班级：制药工程07-1班二〇一一年四月L－异亮氨酸结晶工艺的研究摘要：L-异亮氨酸属中性氨基酸，是人体8种必需氨基酸之一，与L-缬氨酸、L-亮氨酸统称为支链氨基酸，因其特殊的结构和功能，在人体生命代谢中具有特别重要的地位。异亮氨酸是一种不能由哺乳动物组织合成的必需氨基酸，这种氨基酸的一个特征是它们的主要作用就是整合成为蛋白质和酶，有助于维持这种大分子的三级结构。L-异亮氨酸目前我国的生产远远不能满足本国的需要，国际上其生产主要有日本垄

2、断。而且我国所生产的产品存在着质量问题，如结晶产品粒度小、晶形差等问题。因此在前人提取分离研究的基础上继续开展L-异亮氨酸纯化的结晶方法，为最终实现我国L-异亮氨酸工业化的低消耗、低成本、高效率，建立起具有竞争力的生产体系以及对我国氨基酸行业的发展有极其重要的意义。关键词：L-异亮氨酸；支链氨基酸；结晶；晶形一、L-异亮氨酸的理化性质名称：L-异亮氨酸（L-Isoleucine）化学名：L-2-氨基-3-甲基戊酸或α-氨基-β-甲基戊酸别名：L-异白氨酸分子式：C6H13NO2结构式：分子量：131.16解离常数：pKCOOH=2.36，

3、PkNH3=9.68，pI=6.02比旋光度：[α]D20=+41.1°（C=4.6mol/LHCl），温度系数=-0.09呈味性：略有苦味溶解性：溶于水，微溶于热乙醇，溶于稀无机酸和碱性溶液。不溶于冷乙醇和乙醚。也不溶于其它有机溶剂。在水中溶解度随温度升高而增大。性状：白色结晶小片或结晶性粉末。升华温度为168~170℃。约于284℃熔化并分解。10%水溶液的pH为5.5~7.0。化学性能稳定。在食品烹调，加工受热时几乎无损失。二、L-异亮氨酸的用途（一）、食品方面早在1936年，Rose等人根据动物营养试验结果，正式L-异亮氨酸为人和

4、动物体营养必须氨基酸之一[5]。人体缺乏L-异亮氨酸，将导致食欲不振、体质下降、贫血及其它功能障碍。一般作为营养增补剂用于缺乏L-异亮氨酸的食品强化，以提高其营养价值。可强化各种食品，如小麦粉、麦谷蛋白、花生粉、马铃薯等所含异亮氨酸为限制氨基酸，宜予强化。人体每天最低需要量约为0.7g[6.7]。（二）、医药方面在医药上，L-异亮氨酸除用于配制各种符合氨基酸之际，除营养型氨基酸输液外，特别应用于高支链氨基酸输液（如3H输液等）及口服液（如肝安干糖浆等），对维持人、婴儿、儿童的生长发育有重要作用，对治疗肝昏迷、肾脏病、肌肉萎缩等症有显著疗效

5、。酪氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丝氨酸和精氨酸五肽有阻止前列腺癌细胞发展和转移的能力，因而其用量逐年增长[8，9]。支链氨基酸是唯一在肝外代谢的氨基酸，主要在骨骼肌，约占骨骸肌蛋白质的必需氨基酸的35%，是体内主要供能的氨基酸。支链氨基酸的作用有:①节省肌肉消耗，减少负氮平衡。由于支链氨基酸主要在骨骸肌中进行分解代谢，当机体受到创伤、严重感染、烧伤等疾病时，体内代谢处于高分解状态，特别是肌肉蛋白质大量分解产生支链氨基酸作为维持机体能量的主要来源而被大量消耗。血浆出现支链氨基酸水平下降，人体逐渐消瘦，这种现象被人们称作“自我食人肉”现象。因此，

6、对类似上述高分解代谢的疾病要在给予高能量的同时，注意支链氨基酸的补充。②支链氨基酸在肝性脑病的治疗中起重要作用。肝硬化或肝性脑病的病人在氨基酸代谢方面的特点是血浆支链氨基酸含量下降，芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)含量升高。芳香族氨基酸进入脑组织后能释放一种抑制性神经递质，这种神经递质抑制大脑皮层而出现肝性脑病的肝昏迷。而恰恰是支链氨基酸和芳香族氨基酸是由一个载体转运通过血脑屏障，二者竞相与载体结合，当支链氨基酸浓度高时，抑制芳香族氨基酸进入脑组织。因此，临床上用支链氨基酸治疗肝昏迷。人们常常用支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值来衡量支链氨基

7、酸与芳香族氨基酸的多少，正常人的比值是3.0一3.5，而肝硬化伴肝昏迷患者常常降低到1.5以下，在给予病人支链氨基酸后，肝昏迷很快缓解，这是其它抗昏迷药物不可能办到的。（二）、饲料方面L-异亮氨酸作为畜禽必需氨基酸对动物有特殊营养作用，主要是由于其具有特殊的生理功能如：调节蛋白质代谢，增强免疫机能，改善泌乳性能，氧化功能，神经调节功能，所以作为支链氨基酸的研究倍受关注。三、L-异亮氨酸的市场状况鉴于L-异亮氨酸生产的高难度，L-异亮氨酸一直是氨基酸市场上的高价氨基酸，国内生产量不能满足市场的需求量。1990年前，我国年需量为40吨，全部依

8、赖进口，主要来自日本味之素公司和协和发酵公司。1990年前，我国L-异亮氨酸年需求量则上升到150吨；1996年为止，24种国内外常用氨基酸原料药已部分实现了国产化，但L-异亮氨酸绝大部分仍依