[发明专利]一种硒代蛋氨酸的合成方法及装置

说明书

本发明属于化学转化领域，具体公开了一种硒代蛋氨酸的合成方法及装置。所述方法具体为将高丝氨酸、二氯亚砜、乙酸、盐酸(或氢溴酸)混合后在一定温度下搅拌反应，然后过滤收集滤渣为氯代高丝氨酸盐酸盐；将滤渣加入由硒粉、强碱性物质、吊白块混合后反应生成的溶液中，反应一定时间后过滤后获得中间产物二硒代高丝氨酸；将中间产物溶于强碱溶液中，加入三乙酰氧基硼氢化钠、碘甲烷反应，再加入无水乙醇，析出固体即为硒代蛋氨酸。本发明反应温和，安全可靠，且操作简单易行，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于化学转化领域，具体涉及一种硒代蛋氨酸的合成方法及装置。

背景技术

硒是人类不可或缺的微量营养素。有机硒类物质是最有效的补硒形式，其毒性较无机硒弱，且更适合人体吸收。硒代蛋氨酸是硒在机体中的主要生物活性形式，在机体中，硒代蛋氨酸通常非特异性地掺入蛋白质中代替甲硫氨酸，具有非常突出的补硒效果。中国和欧盟已经批准其作为饲料添加剂使用。虽然硒代蛋氨酸在植物中有较广泛的分布，然而含量偏低，采用从天然植物中提取获得并不现实。目前硒代蛋氨酸主要通过化学合成制备，但基本依然停留在实验室阶段，包括以下方式：(1)以蛋氨酸为原料，通过和硫酸二甲酯反应，水解后在盐酸催化下成环，最后再与甲硒醇钠加成开环、酸化生成硒代蛋氨酸。(2)先将α-胺基保护的天冬氨酸β-烷基酯还原生成α-胺基保护的高丝氨酸，然后在酸性条件下催化合环得到高丝氨酸的内酯；将内酯与M₂Se₂反应得到二硒代高丝氨酸；二硒代高丝氨酸经与还原剂反应后,再与甲基化试剂反应，得到α-胺基保护的硒代蛋氨酸；去保护后得到硒代蛋氨酸。(3)先进行高丝氨酸的N-酰化和环化反应后与甲硫醇反应，最后进行水解形成水解成硒代蛋氨酸。(4)用硫酸二乙酯或卤代烷基酸或其衍生酯烷基化蛋氨酸生成硫鎓盐，经过脱硫、关环后与甲基硒醇盐MeSeM加成开环，再酸化得到硒代蛋氨酸。(5)将硒和还原剂混合发生还原反应，并加入α-胺基保护的高丝氨酸内酯得到α-胺基保护的二硒代高胱氨酸，还原后再甲基化，最后去保护得到硒代蛋氨酸。(6)将甲硒醇钠与3，6-二-(2-氯乙基)-2,5-二酮哌嗪进行亲核取代反应，后在盐酸溶液中水解，得到L-硒代蛋氨酸。(7)向高丝氨酸中加入溴化氢的乙酸溶液后得到溴代L-(+)-高丝氨酸氢溴酸盐，再与甲硒醇钠反应得到L-(+)-硒代蛋氨酸。以上方法均能获得最终产物，但同时存在不足之处，例如说制备工艺复杂，反应条件苛刻，收率较低，大多都要用甲硒醇钠，其需要现制现用，气味大，污染强。(8)高丝氨酸在乙酸溴化氢溶液中反应后过滤得到溴代高丝氨酸固体，再将其加入由硼氢化钠与硒反应得到乙醇溶液中，在80℃左右持续反应一定时间，过滤得到中间产物二硒代高丝氨酸，最后再用硼氢化钠还原，滴加碘甲烷反应后得到产物硒代蛋氨酸(如图1所示)。该方法的优点是挥发性气体产生少，产物容易纯化，具有产业化潜力。

但该法同样存在需要克服的问题，主要面临三个问题表现在以下三方面：首先，制备溴代高丝氨酸，需要使用饱和的溴化氢乙酸溶液，试剂较贵，成本较高，而且挥发性强，使用不便：其次，使用硼氢化钠还原硒粉，在乙醇中进行，需要加热到80℃回流，较近乙醇的沸点，加之硼氢化钠为易燃易爆试剂，操作危险系数极高；另外，用硼氢化钠还原二硒代高丝氨酸时，面临溶液pH值可调区间非常小的困境，导致溶液使用大，溶液回收成本高的问题。原因在于溶液碱性强，硼氢化钠还原二硒代高丝氨酸反应无法启动，碱性太弱则二硒代高丝氨酸溶解性太低，溶剂使用量太大。

发明内容

针对上述问题，本文提出一种新制备工艺：以高丝氨酸为起始原料，经氯代反应后，再与由吊白块还原硒粉得到的二硒化钠溶液反应，过滤获得二硒代高丝氨酸，最后被三乙酰氧基硼氢化钠还原，与碘甲烷反应制备得到硒代蛋氨酸。该方法操作简便、反应温和，综合产率较高。

本发明的另一目的在于提供一种制备硒代蛋氨酸的新装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种硒代蛋氨酸的制备方法，包括以下步骤：