背景及概述^[1][2]

由于手性中心的存在，硒代蛋氨基酸具有不同的構(gòu)型。不同構(gòu)型的硒代氨基酸其生理活性和生物可利用性存在很大差異。一般情況下，只有L-構(gòu)型的硒代氨基酸能被生命體組織所吸收利用，而D-構(gòu)型或消旋的硒代氨基酸則對(duì)人體可能產(chǎn)生較大的危害。常規(guī)化學(xué)合成法制備的硒代氨基酸一般為DL-外消旋型化合物，要想使其作為食品、飼料的添加劑及醫(yī)藥應(yīng)用必須為光學(xué)純L-硒代蛋氨酸。

DL-硒代蛋氨酸

應(yīng)用^[3]

DL-硒代蛋氨酸作為生命體中的一種天然有機(jī)硒源，目前正逐漸取代亞硒酸鈉等無機(jī)化合物，成為一種良好的補(bǔ)硒來源，也是制備其它含硒藥物的中間體，已成為硒類化合物的開發(fā)重點(diǎn)。

DL-硒代蛋氨酸是蛋氨酸中的S被Se所取代的一種含硒氨基酸，它對(duì)維持人體的生理功能，預(yù)防和治療某些疾病起著重要作用。DL-硒代蛋氨酸及其創(chuàng)新化合物在生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛深入，特別是在糖尿病防治中的應(yīng)用是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)問題。研究發(fā)現(xiàn)，DL-硒代蛋氨酸是人工生產(chǎn)的富硒天然食品中有機(jī)硒的存在形式之一。生產(chǎn)這些富硒天然食品常常受到條件的限制，而利用化學(xué)方法合成硒代蛋氨酸則不受自然條的限制，是生產(chǎn)補(bǔ)硒產(chǎn)品的有效途徑。DL-硒代蛋氨酸因其高效抗氧化性、低毒性、高吸收利用率等獨(dú)特的生物學(xué)效應(yīng)，具有其他有機(jī)硒化合物無法比擬的功效，被廣泛應(yīng)用在食品、飲料、保健品、治療胃腸疾病、治療糖尿病和阿爾茨海默癥藥物中。

制備^[2]

(1)二甲基二硒醚的合成：用濃度為20％氫氧化鈉溶液作還原反應(yīng)介質(zhì)，硒單質(zhì)和水合肼在溫度5～15℃還原反應(yīng)0.5～2小時(shí)生成二硒化鈉，所述硒單質(zhì)：氫氧化鈉：水合肼的摩爾比為1:1～1.99:0.1～0.49，再加入甲基化試劑和相轉(zhuǎn)移劑在功率密度為1～3w/L超聲波的作用下保持溫度在5～15℃反應(yīng)0.5～2h生成二甲基二硒醚，所述甲基化試劑為對(duì)甲基苯磺酸甲酯和/或甲基磺酸甲酯，且與硒單質(zhì)的摩爾比為0.5～2，所述相轉(zhuǎn)移劑為芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨中一種或幾種的組合，相轉(zhuǎn)移劑的摩爾數(shù)為以硒摩爾數(shù)計(jì)的0.5％～10％；采用對(duì)甲基苯磺酸甲酯和/或甲基磺酸甲酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳酸二甲酯或硫酸二甲酯，相比較無毒性，且化學(xué)性能穩(wěn)定，加入甲基化試劑的同時(shí)加入相轉(zhuǎn)移劑，可將水和有機(jī)溶劑兩相反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)無水操作，可加快二甲基二硒醚的生成時(shí)間，并加快反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)品收率，并在同時(shí)反應(yīng)的溶液加超聲波，可是加快反應(yīng)溶液的溶解速率，提高反應(yīng)效率，縮短反應(yīng)時(shí)間；

(2)二甲基二硒醚的提純：將步驟(1)合成的二甲基二硒醚和比例為1～2的二氯甲烷分1～4次混合成重相溶液，再對(duì)重相進(jìn)行蒸餾獲取提純的二甲基二硒醚，使二甲基二硒醚和與新的萃取劑接觸，可達(dá)較高萃取率，二甲基二硒醚的的產(chǎn)率可高達(dá)95％以上；

(3)DL-硒代蛋氨酸鈉鹽粗品的合成：用含堿金屬碳酸鹽的醇類溶劑作為還原反應(yīng)介質(zhì)，所述含堿金屬碳酸鹽的醇類溶劑是指含有碳酸鉀或/和碳酸鈉的甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇一種或幾種的組合，步驟(2)提純的二甲基二硒醚與水合肼和催化劑在溫度為5～15℃反應(yīng)0.5～2h生成甲硒醇鈉，水合肼與二甲基二硒醚的摩爾比為1～2，再將甲硒醇鈉、以及圖甲硒醇鈉的摩爾比為1～1.5的α-氨基-γ-丁內(nèi)酯氫溴酸鹽加熱至60～65℃回流反應(yīng)6h后加入以DL-硒代蛋氨酸計(jì)摩爾比為0.5～500的水進(jìn)行水解，并調(diào)節(jié)其pH值5～6，脫水得到DL-硒代蛋氨酸鈉鹽粗品，其中，所述催化劑包括碳粉和/或氯化鐵，且與二甲基二硒醚的摩爾比為0.05～0.1；

(4)DL-硒代蛋氨酸鈉鹽粗品的提純：將步驟(3)合成的DL-硒代蛋氨酸鈉鹽粗品完全溶解于以DL-硒代蛋氨酸計(jì)摩爾比為0.5～500的水，再加入堿金屬氫氧化物(氫氧化鉀和/或碳酸鈉)中和后脫色、酸化、冷卻結(jié)晶分離獲得高純度DL-硒代蛋氨酸，所述中和后的pH值為6.5～9，酸化后的pH值為5～6，冷卻結(jié)晶的溫度為-20～5℃，時(shí)間為0.5～12h。

通過本方法提供的DL-硒代蛋氨酸制備方法制備的DL-硒代蛋氨酸中硒的收率達(dá)到大于或等于80％，DL-硒代蛋氨酸含量大于或等于99.5％，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

主要參考資料

[1] 胡鵬, 占秀安, 郄彥昭, 王永俠, & 趙茹茜. (2010). 母種豬飼糧添加dl-硒代蛋氨酸對(duì)后代乳豬胰臟硒含量、抗氧化能力、消化酶活性以及gsh—px mrna表達(dá)的影響. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 22(5), 1361-1366.

[2] 胡鵬, 占秀安, 郄彥昭, 王永俠, & 趙茹茜. (2010). 母種豬飼糧添加dl-硒代蛋氨酸對(duì)后代乳豬胰臟硒含量、抗氧化能力、消化酶活性以及gsh-px mrna表達(dá)的影響. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)(05), 238-243.

[3] 丁麗軍, 胡成云, 劉學(xué), 崔衛(wèi)波, & 張雨梅. (2012). 硒代蛋氨酸對(duì)大鼠的兩代繁殖毒性試驗(yàn). 中國(guó)獸醫(yī)雜志(01), 22-24.