1. Synthesis o syrffactyddion Amino Acid Cadwyn Sengl -:
Daw'r deunyddiau crai ar gyfer eu synthesis o wahanol asidau amino asidig, sylfaenol neu niwtral megis asid aspartig, asid glutamig, arginin, alanin, glycin, leucine, proline, serine, a chynhyrchion hydrolysis protein. Gellir cysylltu pennau hydroffobig, fel asidau brasterog neu alcyl cloridau, â'r grŵp amino, -grŵp COOH, neu grŵp cadwyn ochr yr asid amino. Os yw asidau brasterog neu halidau alcyl yn adweithio â'r grŵp amino, cynhyrchir deilliadau asid amino alcyl N-acyl neu N{- cyfatebol; os yw aminau brasterog neu alcoholau brasterog yn cyddwyso â grwpiau carbocsyl, deilliadau asid amino N-alkyl neu O-alcyl ester. Mae gwahanol ddulliau adweithio yn cynhyrchu gwahanol fathau o gynhyrchion; felly, mae gwlychwyr asid amino yn arddangos amrywiaeth mewn strwythur cemegol a phriodweddau ffisicocemegol a biolegol. Defnyddir dulliau cemegol, dulliau synthesis ensymatig, neu ddulliau synthesis chemo-i gyd i syntheseiddio syrffactyddion asid amino. Oherwydd llif proses ac offer cymharol syml y dulliau cemegol, a'r deunyddiau crai sydd ar gael yn rhwydd, daeth dulliau cemegol yn fwyfwy gweithredol yn y 1970au ar ôl i Bondi eu defnyddio i syntheseiddio asid acylglutamig N- ym 1909, a dyma'r prif ddull a ddefnyddir yn ddomestig ac yn rhyngwladol.
1.1 N-Syrffactyddion Asid Amino Acyl
N-Arwynebyddion asid amino acyl yw'r syrffactyddion asid amino pwysicaf o hyd.
Dulliau synthetig o syrffactyddion asid amino N-acyl:
(1) Dull uniongyrchol:Mae synthesis uniongyrchol o ddeunyddiau crai asid brasterog yn cynnwys synthesis catalyzed ensymau a chyddwysiad dadhydradu. Mae synthesis wedi'i gataleiddio gan ensymau wedi'i gyfyngu gan gyfradd trosi isel, amser adwaith hir, a pharatoadau ensymau drud; tra bod anwedd dadhydradu wedi'i gyfyngu gan amodau adwaith llym, gofynion offer uchel, a defnydd uchel o ynni, ac mae angen ei wella.
(2) Dull synthesis anuniongyrchol:Mae hyn yn cynnwys hydrolysis nitrilau brasterog, ayleiddiad anhydridau asid brasterog, a charbonyliad amidau.
① Dull ayliad acyl clorid brasterog: Dull anwedd Shorton-Baumann, lle mae asid brasterog acyl cloridau yn disodli asidau brasterog mewn hydoddiannau alcalïaidd, yw'r dull synthesis a ddefnyddir fwyaf mewn labordai neu ddiwydiant. Mae ganddo fanteision megis gofynion offer cymharol isel, deunyddiau crai rhad sydd ar gael yn hawdd, amodau adwaith ysgafn, a thrin sgil-gynhyrchion yn hawdd. Mae ymchwil pellach ar y gweill ar sut i leihau hydrolysis ayl clorid a symleiddio'r broses o brosesu cynnyrch. Mae'r dull hwn yn cael ei gwblhau'n bennaf trwy bedwar cam fel y dangosir isod: acylation, anwedd, asideiddio, a ffurfio halen:
Acylation: R1COOH + PCl3 → R1COCl
Anwedd: HOOCCHR2NH2 + R1COCl → NaOOCCHR2NHCOR1
Asideiddio: NaOOCCHR2NHCOR1 + HCl → HOOCCHR2NHCOR1
Ffurfiant halen: HOOCCHR2NHCOR1 + NaOH → NaOOCCHR2NHCOR1
② Acylation Nitrilau Brasterog: Cynigiwyd y broses acylation o nitrilau brasterog ym 1955. Mae cynnyrch adwaith a detholusrwydd yn fwy na 95%, ond oherwydd y gofynion offer uchel a chynhyrchu sylweddau gwenwynig iawn HCN a NaCN yn ystod yr adwaith, nid yw wedi'i ddiwydiannu. Mae hafaliad yr adwaith fel a ganlyn: CH3NH2+CH2O+HCN→CH3NHCH2CN+RCOCl→RCON(CH3)CH2COOH
③ Asyleiddiad Anhydridau Asid Brasterog: Cynigiodd Thompsons et al y broses acyliad o anhydridau asid brasterog a halwynau asid amino. yn y 1960au. Mae'r anhydrid yn adweithio â'r halen asid amino mewn dŵr uwchlaw ei bwynt toddi (heb fod yn fwy na 100 gradd). Nid oes angen catalydd na rheoli cyfaint dŵr, ond mae'r defnydd mawr o anhydridau asid brasterog yn arwain at gostau uchel ac anawsterau gwahanu, felly nid yw wedi'i ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu diwydiannol ar raddfa fawr.
④ Mae'r broses adwaith carbonylation amide, a gynigir gan Beller et al., yn cynnig manteision megis costau deunydd crai isel, dim defnydd o acyl cloridau, dim sgil-gynhyrchion (gan osgoi llygredd amgylcheddol), economi atom uchel, a chynnyrch o fwy na 90%. Fodd bynnag, mae'r adwaith hwn yn gofyn am-bwysedd uchel, sy'n gofyn am offer soffistigedig, ac mae gan y catalydd, y cymhlyg carbonyl cobalt [Co2(CO)8], weithgarwch isel, sy'n gwneud diwydiannu yn anodd.
1.2 N- syrffactyddion asid amino alcyl
Mae'r rhain yn cael eu syntheseiddio'n bennaf trwy adeiladu strwythurau asid amino o aminau aliffatig a chyfansoddion acrylig, gan ddefnyddio deunyddiau crai fel acrylate methyl, acrylonitrile, asid acrylig, neu -propiolactone.
① Er enghraifft, mae laurylamine (C12H25NH2) yn cael ei doddi yn gyntaf ar 60-70 gradd, ac yna mae 1.0-2.0 môl o acrylate methyl yn cael ei ychwanegu'n araf wrth ei droi. Mae hafaliad yr adwaith fel a ganlyn: CH2=CHCOOCH3 + C12H25NH2 → C12H25NH(CH2CH2COOCH3)n
② Mae'r dull acrylonitrile yn fwy darbodus na'r dull methyl acrylate, ond mae'r gofynion adwaith yn uwch, felly mae ymchwil gyfyngedig arno. Adroddwyd bod ansawdd cynnyrch y dull hwn yn wael ac yn ansefydlog.
③ Mae asid acrylig ac aminau aliffatig yn cael eu cymysgu'n uniongyrchol a'u gwresogi ar 110-120 gradd o dan amodau rhydd o doddydd i syntheseiddio N-alcyl- -asid aminopropionig. Mae'r dull hwn yn syml ac yn gyflym, ond mae gludedd y system yn uchel, a gall adweithiau polymerization neu ffurfio cyfansoddion imine ddigwydd, gan wneud gwahanu'n anodd.
④ Mae adwaith -propiolactone ag aminau aliffatig yn cynhyrchu cymysgedd o ddau gynnyrch: asid amino N-alcyl a syrffactydd asid amino N-acyl.
1.3 Esters Asid Amino
Mae syrffactyddion ester asid amino yn cael eu paratoi gan esterification catalytig o alcoholau brasterog ag asidau amino [4]. Yn wahanol i N-acyl a N- syrffactyddion asid amino amino, mae esterau asid amino yn ffurfio bondiau ester yn yr adwaith synthesis, gan amddiffyn y grŵp carbocsyl yn effeithiol. Felly, mae ganddynt ddwy swyddogaeth arbennig:
① Mewn adweithiau bondio peptid, gallant atal adweithiau ochr a achosir gan actifadu grwpiau carboxyl nad oes angen eu hadweithio pan fydd y grŵp carboxyl yn cael ei actifadu gan ddulliau penodol;
② Gallant atal grŵp amino y gydran amino rhag ffurfio halen mewnol gyda'r grŵp carboxyl a'i ryddhau'n llwyr, gan hwyluso'r adwaith gyda'r grŵp carboxyl i ffurfio bond peptid. Ym 1906, astudiodd Fischer y dull o esterification asid amino gyntaf. Mae'r rhan fwyaf o ymchwil yn canolbwyntio ar gatalyddion yr adwaith. Mae'r catalyddion wedi esblygu o'r catalyddion asid anorganig cychwynnol i gatalydd asid Lewis, yna i catalysis trosglwyddo cam, catalysis asid solet, catalysis rhidyll moleciwlaidd, catalysis resin cyfnewid ïon, ac ati, tra bod yr asiantau esterifying wedi esblygu o'r alcoholau cychwynnol i hydrocarbonau halogenaidd, alcenau, ac ati. gwneud yr adwaith esterification yn fwy helaeth a'r amodau'n fwy perffaith. Fodd bynnag, oherwydd nodweddion penodol grwpiau asid amino a hydoddedd toddyddion organig, mae angen amodau adwaith mwy llym ar wahanu a phuro cynhyrchion, gan gyfyngu ar gymhwyso adweithiau esterification cyffredin.
Yn gyffredinol, mae esterification asid amino yn dilyn dau lwybr:
① esterification uniongyrchol o asidau amino rhad ac am ddim;
② esterification ar ôl amddiffyn y grŵp amino, ac yna cael gwared ar y grŵp diogelu. Mae'r cyntaf yn symlach ond mae ganddo gynnyrch is ac mae'n anaddas ar gyfer asidau amino sy'n sensitif i asidau a gwres; mae'r olaf yn fwy cymhleth ond mae ganddo gynnyrch uwch ac mae'n addas ar gyfer pob asid amino oherwydd ei amodau mwynach. Mae catalyddion yn cynnwys catalyddion nwyol fel hydrogen clorid, catalyddion hylif fel thionyl clorid ac asid clorosulfonig, catalyddion hylif ïonig, a chatalyddion solet fel asid toluensulfonic p-, triphosgene, resinau, a zeolites. Yn ogystal, mae catalysis ensymau a-catalysis â chymorth microdon.
2. Asid Amino-Math o Werffactyddion Gemini
Dulliau synthetig: syntheseiddio cadwyni sengl yn gyntaf ac yna eu cysylltu â gemini; syntheseiddio dwy gadwyn hydroffobig yn gyntaf ac yna ychwanegu grŵp hydroffilig; syntheseiddio dau grŵp hydroffilig yn gyntaf ac yna ychwanegu cadwyn hydroffobig.
2.1 Dull Cyplu Cadwyn Sengl: Yn gyntaf, syntheseiddio syrffactyddion asid amino cadwyn sengl, yna eu cysylltu â chysylltydd i ffurfio syrffactydd gemini math asid amino.
2.2 Dwbl-Dull Swyddogaethol Cadwyn: Yn gyntaf, cysylltwch dwy gadwyn hydroffobig â chysylltydd, yna syntheseiddio syrffactydd math gemini asid amino trwy garbocsyleiddiad. Defnyddir diamines yn aml fel cysylltwyr.
2.3 Dwbl Deuhydroffilig-Dull Ffurfio Cadwyn: Cysylltwch ddau grŵp pen asid amino hydroffilig â chysylltydd, yna cyflwynwch ddau grŵp hydroffobig i syntheseiddio syrffactydd gemini math asid amino. Mae diamines hefyd yn cael eu defnyddio'n gyffredin fel cysylltwyr.