阎守和, Eric Mignolet, Marc Meurens
一种优化的茶氨酸化学合成方法简报
阎守和, Eric Mignolet, Marc Meurens
(Faculty of bioscience engineering, Université catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium)
L-茶氨酸,又称N-乙基-L-谷氨酰胺,是茶叶中一种特有的游离氨基酸,与茶叶的鲜爽味密切相关。近期,本课题组以L-PCA (Aldrich Chemie) 和乙胺(气-液)合成 L-茶氨酸后,取消乙醇结晶处理步骤,将L-茶氨酸溶解低温溶解后冷冻,升华干燥后得到纯度可达98%的茶氨酸。
茶氨酸;化学合成;L-PCA;乙胺
L-茶氨酸,又称N-乙基-L-谷氨酰胺,是茶叶中一种特有的游离氨基酸,它一般占茶叶干重的1%~2%,但占游离氨基酸总量的60%左右,与茶叶的鲜爽味密切相关。
在2003年我们课题组采用两种纯化学合成方法合成了茶氨酸,以L-谷氨酸为原料,在175℃~180℃的热作用下,分子内脱水生成了环化谷氨酸,即吡咯烷酮羧酸(D,L-pyrrolid
one-5-carboxylic acid,D,L-PCA)。经纯化后,将D,L-PCA和99%的乙胺(气-液)在预冷至-60℃的合成玻璃管混合并密封,28℃保温20天后。取出将多余乙胺挥发后,用84%乙醇(v/v)两次结晶,得到了D型和L型混合的茶氨酸,熔点为224℃,其晶型如图1A所示。此方法茶氨酸得率为37.4%,其中L-型占47.9%。同时,我们直接以L-PCA为底物和99%的乙胺经相同步骤直接合成了纯度为90.9%的L-茶氨酸,熔点为217℃~218℃,其扫描电镜图如图1B所示[1]。
最近,我们在上述2003年方法基础上进行了改进和优化。我们以L-PCA (Aldrich Chemie) 和99%的乙胺(气-液)按2003年方法合成 L-茶氨酸后,没有做84%乙醇结晶处理,而是将L-茶氨酸溶解在4℃冷水后立刻在-70℃冷冻,经冷冻升华干燥后得到茶氨酸。利用此法,L-茶氨酸产量高达98.48%,为菜花状白色粉末,与2003年直接以L-PCA为原料所得L-茶氨酸扫描电镜图相似(图1)。经Anton Paar MCP 200仪测得此L-茶氨酸的旋光度为+8.57°,进一步表明合成的茶氨酸是100%的L-异构体[1]。同时,我们使用JEOL ECX 400 MHz核磁共振波谱仪进行1H-NMR氢谱分析(图2),发现其波谱数据符合L-茶氨酸的结构。另外,我们通过元素分析,可知其分子中含有48.34%的碳元素、15.52%的氮元素、8.10%的氢元素和28.04%的氧元素,这与茶氨酸的分子式C7H14O3N2相符合。这样从若干方面证明所制产品是L-茶氨酸。
图 1 化学合成的茶氨酸扫描电镜图 (A:熔点为 224℃ D,L-型茶氨酸; B:熔点为 217℃~218℃ L-型茶氨酸)
图2 优化化学合成法所制L-茶氨酸的 1H-NMR 图谱
[1] YAN S H,DUFOUR J,MEURENS M.高纯度茶氨酸的合成与特性[J].茶叶科学,2003,23(2):99-104.
S571.1
B
1006-5768(2021)04-154-002
2021-08-24
阎守和(1938-),女,山西五台人,现居比利时,教授,研究方向:茶叶生物化学和近红外光谱应用技术开发,Email:shouheyan12@yahoo.com
(责任编辑:徐千懿)