L-valīns(saite:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/valine-powder-cas-72-18-4.html) ir balts monoklīnisks kristāls vai kristālisks pulveris, bez smaržas, ar īpašu rūgtu garšu, kušanas temperatūra ir aptuveni 315 grādi. Tas viegli šķīst ūdenī (8,85 g/100 ml, 25 grādi), gandrīz nešķīst etanolā un ēterī. Tā ir viena no neaizstājamajām aminoskābēm cilvēku un dzīvnieku augšanai un veselības uzturēšanai, kā arī svarīga starpviela olbaltumvielu sintēzei un katabolismam cilvēku un dzīvnieku organismā. Tas piedalās olbaltumvielu vielmaiņas procesā cilvēka organismā un palīdz uzturēt normālu cilvēka ķermeņa fizioloģisko darbību un veselību. Turklāt tas ir arī uztura bagātinātājs, ko var izmantot kopā ar citām neaizvietojamām aminoskābēm, lai pagatavotu aminoskābju uzlējumus un visaptverošus aminoskābju preparātus uztura bagātinātājiem un adjuvantu terapijai. Fermentācijas ceļā iegūtajā valīnā visi produkti ir L tipa, un nav nepieciešama optiskā izšķirtspēja. L-valīns ir aminoskābe ar svarīgām fizioloģiskām funkcijām un lietojumiem, un to plaši izmanto cilvēka olbaltumvielu metabolismā, uztura bagātinātāju ražošanā un citās jomās.
Jāņem vērā, ka L-valīna ražošanai ir jāiziet stingri kvalitātes pārbaudes standarti, piemēram, saturam, smagajiem metāliem, žūšanas zudumiem, optiskajai rotācijai un citiem parametriem jāatbilst noteiktiem standartiem. Dažādas ražošanas metodes var ietekmēt produkta kvalitāti un izmantošanu, tāpēc ražošanas procesā ir stingri jākontrolē dažādi parametri un apstākļi.
Ir daudz veidu, kā sintezēt L-valīnu:
pirmā metode:
Aminoizobutanolu pagatavo no izobutiraldehīda un amonjaka, pēc tam, reaģējot ar ūdeņraža cianīdu, iegūst aminoizobutironitrilu, un visbeidzot hidrolīzes ceļā iegūst L-valīnu (L-valīnu). Tālāk ir sniegtas detalizētas darbības un to ķīmiskie vienādojumi:
1. Izobutiraldehīds un amonjaks rada aminoizobutanolu:
Izobutiraldehīdam reaģēt ar amonjaku atbilstošos šķīdinātāja un reakcijas apstākļos, lai iegūtu aminoizobutanolu.
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2CHCHO plus NH3 → (CH3)2CHCH2OHNH2
2. Aminoizobutironitrila sintēze no aminoizobutanola un ūdeņraža cianīda:
Aminoizobutanols un ciānūdeņradis reaģē skābos apstākļos, veicot kondensācijas reakciju, veidojot aminoizobutironitrilu.
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2CHCH2OHNH2 plus HCN → (CH3)2CHCH2CN plus H2O
3. Aminoizobutironitrila hidrolīze, lai iegūtu L-valīnu:
Reaģējiet aminoizobutironitrilu ar sārmainu ūdens šķīdumu (piemēram, nātrija hidroksīdu), lai veiktu hidrolīzi, veidojot L-valīnu.
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2CHCH2CN plus 2H2O → (CH3)2CHCH2COOH plus NH3
Otrā metode:
Hidroksiizobutironitrilu sintezē no izobutiraldehīda un ūdeņraža cianīda, reaģē ar amonjaku un pēc tam hidrolizē, iegūstot aminoizobutironitrilu.
Tā kā izobutiraldehīda un ūdeņraža cianīda tiešā reakcija, lai iegūtu hidroksiizobutironitrilu, ir ļoti nestabila un bīstama, nav tradicionāla ķīmiskās sintēzes ceļa. Laboratorijas sintēzē parasti izmanto citas metodes, lai iegūtu hidroksiizobutironitrilu.
Sākot no hidroksiizobutironitrila, reaģējiet ar amonjaku, lai iegūtu aminoizobutironitrilu, un pēc tam hidrolīzes ceļā iegūstiet L-valīnu (L-valīnu). Tālāk ir sniegti detalizēti sintētiskā ceļa soļi un tā ķīmiskais vienādojums:
1. Hidroksiizobutironitrila sintēze:
Izobutiraldehīds tiek oksidēts par hidroksiizobutironitrilu ar atbilstošu metodi (piemēram, oksidācijas reakciju).
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2CHCHO plus [O] → (CH3)2C(OH)CN
2. Aminoizobutironitrils reaģē ar amonjaku, veidojot aminoizobutironitrilu:
Reaģējiet hidroksiizobutironitrilu ar amonjaku, lai piemērotos reakcijas apstākļos iegūtu aminoizobutironitrilu.
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2C(OH)CN plus NH3 → (CH3)2CHCNH2
3. Aminoizobutironitrila hidrolīze, lai iegūtu L-valīnu:
Aminoizobutironitrils tiek reaģēts ar sārmainu ūdens šķīdumu (piemēram, nātrija hidroksīdu), un notiek hidrolīzes reakcija, veidojot L-valīnu.
Ķīmiskās reakcijas formula: (CH3)2CHCNH2 plus 2H2O → (CH3)2CHCOOH plus NH3
Trešā metode:
L-valīna tiešās sintēzes soļi ar izobutiraldehīdu, nātrija cianīdu un amonija hlorīdu ir šādi:
1. Izšķīdiniet nātrija cianīdu ūdenī un pievienojiet to amonija hlorīda šķīdumam, lai iegūtu maisījumu.
2. Mijiedarbojieties izobutiraldehīda, etilformiāta un etanola maisījumu ar 1. darbībā iegūto maisījumu.
3. Sintētiskie soļi N-Boc-izobutilglicīna etilestera hidrohlorīda N-Boc-izobutilglicīna etilestera iegūšanai rafinēšanas reakcijā ir šādi:
Nātrija cianīds (2.0 ekv.) tika izšķīdināts ūdenī un pievienots amonija hlorīda šķīdums (1.{3}} ekv.) 25 grādu temperatūrā, lai iegūtu maisījumu A.
4. Mijiedarbojiet maisījumu A, kas iegūts 1. darbībā, ar izobutiraldehīda, etilformiāta un etanola maisījumu 25 °C temperatūrā vienu stundu.
5. Noņemiet cietās vielas ar filtru un atgūstiet amonjaka ūdeni, lai iegūtu šķīdumu B.
6. Pievienojiet nātrija etoksīdu un hloroformu 18 grādos un mijiedarbojieties vienu stundu 25 grādos, lai iegūtu C.
7. Pievienojiet etanola un nātrija hidroksīda maisījumu (8.0 ekv.), lai veiktu pāresterificēšanu 30 grādu temperatūrā. Reakciju veic ar fāzes pārneses katalizatoru.
8. Atdala etilformiātu dietilētera un nātrija hidroksīda apstākļos.
9. Pievienojiet atšķaidītu sālsskābi un mijiedarbojieties pusstundu 30 grādu temperatūrā.
10. Pievienojiet 5 grādu atšķaidītu sālsskābi un pusstundu uzturiet 5 grādu temperatūrā.
11. Pievienojiet piesātinātu nātrija hlorīda šķīdumu pie 25 grādiem, vienmērīgi samaisiet, ļaujiet nostāvēties, lai atdalītos slāņi, un ņem organisko fāzi.
12. Organiskajai fāzei pievieno piesātinātu nātrija bikarbonāta šķīdumu, vienmērīgi samaisa, ļauj nostāvēties, lai atdalītos slāņi, un ņem ūdens fāzi.
13. Pievienojiet piesātinātu nātrija hlorīda šķīdumu ūdens fāzei un vienmērīgi samaisiet, pēc tam ļaujiet tai nostāvēties un atdaliet slāņus, lai iegūtu augšējo organisko fāzi, lai iegūtu neapstrādātu N-Boc-izobutilglicīna etilesteri.
Iepriekšminēto trīs metožu ienesīgums ir no 36 līdz 40 procentiem. To var sintezēt arī izobutiraldehīda, nātrija cianīda un amonija karbonāta hidrolīzē. Šīs metodes raža ir aptuveni 49 procenti. Ir arī daudzas metodes racemātu izšķiršanai, piemēram, acil-DL aminoskābju fermentatīvā hidrolīze un pēc tam brīvo aminoskābju un acilātu ar sliktu šķīdību atdalīšana. Visas baldriāna aminoskābes, kas iegūtas fermentācijas procesā, ir L tipa, un nav nepieciešama optiskā atdalīšana. Fermentācijas metodē izmantotie celmi ir Micrococcus glutamicum, Brevibacterium ammonia, Escherichia coli un Aerobacter. Izmantojiet glikozi, urīnvielu, neorganiskos sāļus un citas vides.