L-脯氨酸(簡(jiǎn)稱脯氨酸)是人體合成蛋白質(zhì)的十八種氨基酸之一，常溫下為無(wú)色至白色晶體或結(jié)晶性粉末，微臭，味微甜，極易溶于水，難溶于乙醇，不溶于乙醚和正丁醇。氨基酸是含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱，氨基酸在人體中的存在，不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料，而且為促進(jìn)生長(zhǎng)，進(jìn)行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

基本概述

中文名稱:L-脯氨酸

英文名稱:L(-)-Proline

CAS號(hào):147-85-3

分子式:C5H9NO2

分子量:115.1305

物性數(shù)據(jù)

1. 性狀：無(wú)色結(jié)晶

2. 密度（g/mL,20℃）：1.186

3. 熔點(diǎn)（oC）：221

4. 比旋光度（o）：-85o

5. 溶解性：易溶于水和乙醇，不溶于丁醇及乙醚。

合成方法

1. 明膠、干酪素之類蛋白質(zhì)的水解物，用離子交換樹(shù)脂處理，再用*或雷因克特鹽(Reineckeatesalt)處理中性氨基酸部分，僅使L-脯氨酸沉淀，*用無(wú)水乙醇 加異丙醇重結(jié)晶而得。由嗜乙酰乙酸棒桿菌(Corynebacteriumacetoacidophilum)XQ-3(由無(wú)錫輕工大學(xué)中央研究所選育)以氯化銨 為氮源經(jīng)發(fā)酵而得。產(chǎn)酸率約60g/L。

2. L-脯氨酸有兩種制法。 一是直接發(fā)酵法， 利用葡萄糖和黃色短桿菌變異株或谷氨酸棒桿菌野生株，經(jīng)微生物發(fā)酵獲得L-脯氨酸； 二是化學(xué)合成法，以谷氨酸為原料， 與無(wú)水乙醇在硫酸催化下發(fā)生酯化， 并加入三乙醇胺將氨基硫酸鹽游離出來(lái)，得谷氨酸-δ-乙酯。 再用金屬還原劑 硼氫化鉀還原谷氨酸-δ-乙酯，得脯氨酸粗品， *對(duì)其分離純化可得粗制脯氨酸。小試工藝酯化 稱取L-谷氨酸147g, 投入三頸瓶中， 加入無(wú)水乙醇1L， 攪拌冷卻至0℃, 再滴加H2SO4 80ml, 于0-5℃攪拌反應(yīng)1h, 室溫繼續(xù)反應(yīng)1h, 反應(yīng)全部變清。 在20℃下滴加三乙胺至pH為8-8.5, 析出白色結(jié)晶，在室溫下再攪拌1h, 靜置冷卻5℃過(guò)濾， 取結(jié)晶， 用95%乙醇洗滌， 抽干后真空干燥，得谷氨酸-δ-乙酯約141g。熔點(diǎn)178-180℃, 收率80%-83%。 [α]32D+29.8 (C=1g/ml 10% HCl)。還原 在三頸瓶中投入谷氨酸-δ-乙酯175g， 加入蒸餾水875ml, 攪拌冷卻至5℃, 再分次加入KBH4 53.9g, 約1h加完， 室溫再反應(yīng)1h, 保溫50℃反應(yīng)3h。冷卻至0℃， 加入6mol/L HCl調(diào)至pH4, 過(guò)濾取濾液， 即得粗品L-脯氨酸水溶液。 分離純化離子交換樹(shù)脂-氧化鋁柱色譜分離法 將粗品L-脯氨酸水溶液，以4ml/min的流速進(jìn)入裝入732-H+型樹(shù)脂交換柱中(1g 酸投料需10ml樹(shù)脂）。 先用蒸餾水沖洗至中性，再用1mol/L氨水洗脫， 收集含L-脯氨酸段的洗脫液（用硅膠G薄層色譜控制）。 將洗脫液減壓濃縮至干， 再用少量水溶解后，將其進(jìn)入中性氧化鋁色譜柱中，再以60%乙醇水溶液洗脫（還是用硅膠G薄層色譜控制）。 收集的洗脫液減壓濃縮至干，再以無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次， 稍冷后再加入無(wú)水乙醚，冷卻過(guò)濾取結(jié)晶， 真空干燥， 得L-脯氨酸。熔點(diǎn)220-222℃（分解），收率28%左右。 [α]24D-82.4 (C=1g/ml, H2O)。 五氯酚沉淀解吸分離法成鹽 將粗品制脯氨酸水溶液置于反應(yīng)瓶中， 加熱至50℃時(shí)滴加五氯酚乙醇溶液 (0.111mol/70ml乙醇)， 并保溫?cái)嚢?h后， 讓冷卻至0℃， 過(guò)濾取結(jié)晶， 用少量冰水洗滌， 抽干， 干燥后得復(fù)鹽，熔點(diǎn)240-242℃， 沉淀率95%。解析 將復(fù)鹽38.4g, 投入三頸瓶中， 加入蒸餾水200ml, 氨水20ml， 室溫?cái)嚢?h, 冷卻至0℃后過(guò)濾取濾液，將濾液減壓濃縮， 加入蒸餾水100ml, 過(guò)濾取濾液， 加入活性炭脫色。乙醚提取， 分出水層， 繼續(xù)濃縮至干， 用無(wú)水乙醇脫色數(shù)次， 再加少量無(wú)水乙醇濕潤(rùn)， 加入2倍量無(wú)水乙醚， 冷卻結(jié)晶，過(guò)濾取結(jié)晶， 真空干燥， 得L-脯氨酸成品。放大生產(chǎn)工藝酯化 將L-谷氨酸15kg, 無(wú)水乙醇100L投入200L反應(yīng)罐中， 冷卻至0℃，攪拌條件下滴加濃H2SO4 8.1L, 保持0℃， 攪拌反應(yīng)1h, 再保溫25℃攪拌反應(yīng)1h后，加入三乙胺使pH為8.0-8.5。 攪拌1h, 出現(xiàn)白色沉淀。 冷卻至5℃， 過(guò)濾取沉淀， 用50L95%乙醇洗滌， 沉淀于50℃真空干燥， 得L-谷氨酸-δ-乙酯。還原 將所得L-谷氨酸-δ-乙酯投入100L反應(yīng)罐中， 加水70L， 攪拌冷卻至5℃, 于1h內(nèi)分次加完4.3kg KBH4， 加熱保溫200℃， 攪拌反應(yīng)1h, 再升溫50℃， 攪拌反應(yīng)3-4h, 冷卻至0℃， 以6mol/L的HCl調(diào)pH至4.0, 過(guò)濾取濾液得L-脯氨酸粗品溶液。 沉淀 將L-脯氨酸粗品溶液投入100L反應(yīng)罐中，加熱至50℃， 在不斷攪拌下緩緩加入7L 1.5mol/L的五氯酚乙醇溶液，保溫50℃反應(yīng)5h后， 冷卻至0℃析出結(jié)晶， 過(guò)濾取結(jié)晶， 抽干， 得復(fù)鹽。解析、精制 將復(fù)鹽投入100L反應(yīng)罐內(nèi)， 加入3%氨水20L， 室溫?cái)嚢璺磻?yīng)7-8h后， 降溫至0℃過(guò)濾，沉淀用少量冰水洗滌， 抽干， 洗液和濾液合并， 再減壓濃縮至干， 用10L去離子水 攪拌溶解，過(guò)濾取濾液， 并加入0.5%活性炭， 加熱70℃攪拌脫色1h， 過(guò)濾取濾液， 讓其冷卻至0℃， 加等體積乙醚萃取， 分出水層， 減壓濃縮至干，加10L無(wú)水乙醇脫水3次， 抽干， 沉淀加2L無(wú)水乙醇攪勻，再加10L乙醚，冷卻至0℃， 過(guò)濾取沉淀， 真空抽乙醚， 80℃烘干， 得L-脯氨酸成品。

3. 以明膠為原料用酸水解后經(jīng)離子交換樹(shù)脂柱層析而得。

4. 煙草：BU，22；FC，21。

主要用途

1. 用于生化研究，醫(yī)藥上用于營(yíng)養(yǎng)不良 、蛋白質(zhì)缺乏癥、腸胃疾病、燙傷及術(shù)后蛋白質(zhì)的補(bǔ)充等。2. 營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。風(fēng)味劑，與糖共熱發(fā)生氨基-羰基反應(yīng)，可生成特殊的香味物質(zhì)。按我國(guó)GB 2760-86規(guī)定可用作香料。3. 用于氨基酸注射劑、復(fù)合氨基酸輸液、食品添加劑 、營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)液等。4. 醫(yī)藥原料及食品添加劑。5. 脯氨酸本身具有手性，因此在一些天然產(chǎn)物的全合成中，常用作手性先導(dǎo)試劑；同時(shí)，作為一種具有光學(xué)活性的輔助劑，脯氨酸在不對(duì)稱全合成中發(fā)揮著重要的作用[1]。不對(duì)稱催化 在以脯氨酸為手性催化劑時(shí)，羰基化合物可以發(fā)生不對(duì)稱Michael反應(yīng)，產(chǎn)物為β-羥基醛(或酮) (式1)[2~4]。在L-脯氨酸催化下，亞硝基化合物可與羰基化合物發(fā)生α-胺氧化反應(yīng)  (式2)[5,6]。L-脯氨酸同樣可以催化不對(duì)稱Diels-Alder反應(yīng) (式3)[7]。此外，作為不對(duì)稱合成的手性催化劑，L-脯氨酸還可催化Aldol[8~10]、α-氨基化[11,12]、α-烷基化[13]等反應(yīng)。催化碳-碳和碳-氮的合成 除了可以作為手性催化劑催化不對(duì)稱合成，脯氨酸還可以作為銅的配體，催化碳-碳鍵 (式4)[14]、碳-氮鍵 (式5)[15]的形成。肽鍵的形成 L-脯氨酸與其它氨基酸類似，同樣可以形成肽鍵 (式6)[16]，并且由于L-脯氨酸分子中氨基與羧基處于順式結(jié)構(gòu)，有利于環(huán)肽的形成。

折疊