黄锁义，王麟生 ，赵海峰 ，王昭松
(I．华东师范大学化学系，上海200062；
2．右江民族医学院化学教研室，广西百533000)
摘要：综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性，包括化学拆分法、不对称合成法、结晶法、微生物法、酶法、配位萃取法、膜拆分法以及谱法等制备方法，还介绍了手性氨基酸作为手物的生物活性作用，并对其研究的前景进行了展望。参考文献42篇。 关键词：手性；氨基酸；制备；拆分；生物活性
中图分类号：0629．71 文献标识码：A
随着人们对手性氨基酸的深入研究，发现有些物质的D－(－)－异构体和电视机转盘L－(＋)－异构体在生 物体中的活性差异很大。对这一问题的探讨，有助于了解生命过程中药物作用的化学基础与生物基础。本文综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性作用，并展望了其研
究的前景。
1 手性氨基酸化合物的制备方法
I．I 化学拆分法
DL-对羟基苯甘氨酸可用化学拆分剂进行拆分，常用的拆分剂有溴化樟脑磺酸a－苯基乙胺，酒石酸，脱氢枞胺等。Yamada S．等用溴化樟脑磺酸(d－BCS)作为拆分剂，对DL-对羟基苯甘氧酸进行拆分，D－对羟基苯甘氨酸的收率可达92％。但此法反应步骤长、收率低，关键是选择使用周期长、回收容易的拆分剂。严兆明等应用嗜热菌蛋白酶通过酶促由DL-苯丙氨酸－I－C与Z－L－广丙氨酸合成Z－L-Ala－L－Phe－OMe(1－C)二肽，藉此达到消旋苯丙氨酸的拆分，然后将二肽用嗜热菌蛋白酶在N－甲基吗啉缓冲溶液中进行酶促水解反应，从而获得L－苯丙氨酸。
Umemura等开发了由麦芽假丝酵母不对称降解DL-丙氨酸生产制备D－丙氨酸的实用工艺。最适降解条件为3O摄氏度、pH6.0、通风量1.0vvm和振荡(1200r／min)。此工艺在200g／仿古建筑施工L DL-丙氨酸规模下，L－丙氨酸在40h内完全降解，剩余的D－丙氨酸可很容易地
从反应混合液中分离出来，最终可得99．0％的化学纯和99．9％旋光纯度的D－丙氨酸90gcn1069。
Yokoaeki等以醛为原料，经Bucherer反应合成DL-5－取代乙内酰脲，然后用恶臭假单胞菌的二氢嘧啶酶催化选择性水解为N－氨甲酰D－氨基酸，再经化学法或酶法脱氨甲酰基得D－氨基酸，拆分DL-5－对羟基苯乙内酰胺生产D－对羟基苯甘酸，由30 g／L DL-5氨－对羟基苯乙内酰胺生产D－对羟基苯甘氨酸，收率达92％。
李叶芝等人以新手性拆分试剂R(－)四氢噻唑－2－硫酮4-羧酸[hdpe成品排水沟
简称R(－)TIEA]对DL-氨基酸酯进行手性拆分，其方法是：取DL-氨基酸酯(2mmo1)溶于10ml乙酸乙酯，滴入10ml含1 mmolR(－)TTCA的乙酸乙酯溶液，搅拌反应30～60min，有大量白沉淀或者粘稠油状物析出，分离出固体或油状物，即为R(－)TTCA－氨基酸酯铵盐1a-1f，滤液先后以10ml1．50mol／L NaOH和饱和食盐水(3×5m1)洗涤，有机层用无水Na2S04干燥，蒸发除去溶剂，得光活性氨基酸酯2a-2f，其光学纯度为35．4％ ～75．8％。取R(-)TTCA氨基酸铵酯盐1a一1f人造细胞
加入1.5moL／L NaOH溶液10ml，使盐分解，用乙酸乙酯(3 x 10m1)萃取，分离出光学活性氨基酸酯3a-3f，其光学纯度为39．5％ ～69．1％ ，萃取后的液体加入稀盐酸调pH=1，用乙酸乙酯萃取可回收R(-)TTCAA，回收率81．0％～85．0％。 Hmby等人通过对含氟药物DL-3－氟酪氨酸氢溴酸盐三氟乙酰化后，再用羧肽酶水解，拆分得光学活性的L－3－氟酪氨酸。Kenneth L．KirK发展的方法经由酪氨酸羧基、氨基保护后，在其苯环上3－位直接硝化，硝化后的产物以Pt02作催化剂高压加氢还原成3－位氨基的衍生物，再重氮化、光照下发生氟代反应。最后，氟代完成后的产物水解除去保护基后即得到光学纯的L－3一F一酪氨酸。
1．2 不对称合成法
双不对称合成为高纯度物质的合成提供了一条有益的思路。苏贵发等人在手性相转移催化条件下，邻苯二甲酰亚胺钾与手性a－溴代丙酸龙脑酯的Gabriel反应制取光学活性丙氨酸，观察到显著的双不对称诱导效应。此外，用手性苯丙氨醇作为亚胺底物的手性胺，同一系列醛合成亚胺底物，亚胺底物与三甲硅基氰作用后，得到手性a一氨基酸，改变底物醛可以合成一系列光学纯手性a一氨基酸 。陈继俊等研究了在手性双季铵盐相转移催化剂碘化1，8一双[N一苄基一(3s，4S)一3，4一二羟基四氢吡咯]一3，6二氧辛烷(PTC1)存在下，二苯亚甲氨基乙酸乙酯的不对称烃基化反应，合成2一氨基一3一苯基丙酸、2一氨基一3一(4－氯苯基)丙酸、2－氨基一3一(4一溴苯基)丙酸、2一氨基一3一(4一硝基苯基)丙酸和2－氨基－4－戊烯酸等5个光学活性的a氨基酸。
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1．3 结晶法
以价廉易得的硫酸作为拆分剂，以低级羧酸、醇、酮中的一种或几种按一定比例混合作为溶剂，对DL-对羟基苯甘氨酸进行拆分。文健等报道用L－苯丙氨酸与DL-氨基酸，如丙氨酸、a－氨基丁酸、缬氨酸、正缬氨酸、亮氨酸和蛋氨酸形成1：1mol的盐，经结晶拆分可以得到相应的D一氨基酸。庞秀言等人将丙氨酸的消旋混合物，用接种晶体析解法，在DL－a－丙氨酸的乙醇－水饱和溶剂中加入L－丙氨酸晶种，通过冷却恒温结果，得到了L－丙氨酸晶体。DL-蛋氨酸可以从L－苯丙氨酸的加合物形成得以拆分，从此化合物中，可获取75％光学纯的D一蛋氨酸。Kimihim等人指出用反式一(±)－2，2－环乙烷二羧酐酰化可得出非对映体酰胺。此酰胺分步结晶后水解可得光学活性的D或L型蛋氨酸。
1．4 微生物法
Yokozeki等人以醛为原料，经Bucherer反应合成DL-5－对羟基苯乙内酰脲，然后用恶臭假单胞菌(p-putida)的二氢嘧啶酶催化选择性水解为N－氨甲酰－D－对羟基苯甘氨酸，再经化学或酶法脱氨甲酰基得D－对羟基苯甘氨酸，收率达92％。许激扬、吴梧桐等采用乙二醛、苯酚和尿素为原料合成底物DL-5－对羟基苯乙内酰脲，以沟槽假单包菌(Pseudomo
nas striata)CPU1628或放线形土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter)CPU1211为酶源，将DL-5一对羟基苯乙内酰脲转化为D－对羟基苯甘氨酸，产率分别为86％和80％。南开大学化学系曾以粘红酵母Rhodotorula glutinis As2．102，1001－20－6R和深红酵母Rhodotorula rubra AS2．279为出发菌株，经紫外诱变筛选得到一株苯丙氨酸解氨酶高活力菌株Rh．glutinis NC06，在最适转化条件下，肉桂酸转化率达57％，每升转化液生成L-苯丙氨酸11．54g。
1．5 酶法
由于底物、反应条件和所用酶的不同，酶法合成的效率有较大的差别。姜忠义等人用N一乙酰－苯丙氨酸酯类衍生物为底物，以氨基酰化酶为催化剂进行L－厂苯丙氨酸的制备，结果达到很高的纯度。Gokhale等筛选了125株Pseudomonas菌株，获得了能分泌水解DL一苯乙内酰脲的乙内酰脲酶的Pseudomonas desmolyficum菌株NC／M2112。酶解生成D－N一氨甲酰基苯甘氨酸的适宜条件为pH9．5、温度30℃，24h内可将27．0g／L的D一苯乙内酰脲完全转化为26．5g／L的D－N一氨甲酰基苯甘氨酸，收率可达90％。进一步经化学转化后可得收率为80％的苯甘氨酸。DL-5一苯乙内酰脲转化为D一苯甘氨酸的总收率为65
％一68％。DSM公司(Geleen，荷兰)采用恶臭假单胞菌－L氨肽酶拆分DL一氨基酸酰胺生产半合成青霉素和头孢菌素类抗生素的重要侧链的D－苯甘氨酸和D－对羟基苯甘氨酸。森口等人分离出D－酰化氨基酸，光学拆分得DA。古井等人报道用门冬氨酸－B一脱羧酶仅转入化DL－门冬氨酸的L型异构体为L－丙氨酸，从而获得残留的D－门冬氨酸。Mirviss等利用胰凝乳蛋白酶能高选择性地催化L－苯丙氨酸甲酯水解反应的特性，采用琼脂糖凝胶固定化的胰凝乳蛋白酶从外消旋的DL-苯丙氨酸甲酯成功地拆分出L－苯丙氨酸。刘立建等人用酶活力为2．5mg／g多孔硅球固定化胰凝乳蛋白酶可拆分DL-苯丙氨酸甲酯得L－苯丙氨酸，拆分收率92．3％，光学纯度96．2％ 。采用a－糜蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶对2－氟苯丙氨酸、3－氟苯丙氨酸、4－氟苯丙氨酸、2－氯苯丙氨酸、3－氯苯丙氨酸、4－溴苯丙氨酸、3－硝基苯丙氨酸等7种消旋苯环取代苯丙氨酸类氨基酸进行拆分得到D－和L－型氨基酸。王燕等分析了固定化米曲霉拆分DL-丙氨酸的动力学特性，通过问歇反应器的实验数据处理，获得了酶促反应的动力学参数，提出的模型能较好地描述固定化菌体连续拆分DL-丙氨酸过程。王淑豪等人在固定床反应器中采用固定化米曲霉菌体光学拆分DL-蛋氨酸，底物浓度为200和400mmol／L时，L－蛋氨酸的转化率分别为93％和78％。利用氨基酰化水解酶拆分混旋蛋氨酸可制得左旋蛋氨酸，利用麴霉属酰基化酶可将N－2酰基－DL－蛋氨酸拆分成L－蛋氨酸。
1．6 配位萃取法
Takeuchi等人曾运用配位萃取拆分技术以N－烷基化－L－脯氨酸(或N－烷基化－L－羟脯氨酸)与Cu2＋ 的配合物作萃取剂，以正丁醇等有机试剂作稀释剂萃取拆分亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸等中性氨基酸；又以N－十二烷基－L－羟脯氨酸的Cu2＋配合物作萃取剂，正丁醇作稀释剂，多级逆流连续萃取拆分外消旋缬氨酸，得到的两对映体的光学纯度达到99．5％ 以上。赵平等人应用手性溶剂萃体的分配行为。考察了在含有配位金属离子和N－n－烷基化氨基酸的两相系统中被拆分后苯丙氨酸对映体的分配行为。结果显示：温度和浓度对萃取拆分的影响不大，而有机溶剂和配位离子对萃取拆分效果的影响较大。
1．7 膜拆分法
龙远德等人将氨基取代的β－CD分子共价键合于聚乙烯醇上，制得带有β－CD基团的聚合物膜，并用此膜拆分了某些消旋氨基酸，发现氨酸、酪氨酸的分离规律为D－异构体的量大于Ｌ－异构体的量，苯丙氨酸的则与之相反。手性冠醚通过液体膜可作为氨基酸及胺类对映体选择性的中间媒介。几乎所有的氨基酸都可通过它们的对映体形式分离，其中大
空间位阻基团的氨基酸会有较高的光学拆分率。龙远德等人制备了一种新型光学分离膜即带有L－脯氨酸手性选择了的交联聚乙烯醇膜，并用于DL-氨基酸的拆分，考察了DL－酪氨酸、DL－苯丙氨酸和DL－氨酸通过膜的对映体选择渗透性能。发现Ｌ－氨基酸优先透过膜，消旋氨基酸的机理，在DL-氨基酸的对映体选择性膜透过中，对映体选择吸附起着重要的作用。由此可见，拆分取得了良好的效果。
1．8 谱法
1．8．1手性毛细管谱法 林丙承使用手性的Chirasie-Val固定相对丙氨酸及其二肽、三肽的对映体进行气相谱分离。翟翠萍等人使用OV－225－t－丁基酸胺手性固定相分离了硒蛋氨酸对映体。阮宗琴等人将负电性磺丁基－β－环糊精手性添加剂应用于毛细管电泳(毛细管电动谱)氨基酸对映体的拆分研究中，对8种氨基酸对映体与9－芴甲基氧基甲酰氯(FMDC－C1)生成的衍生物进行了分离，其中成功地拆分了DL－去甲亮氨酸)、DL-去甲缬氨酸、DL-亮氨酸、DL－异亮氨酸和DL-苏氨酸。
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