一种优化的茶氨酸化学合成方法简报

2022-01-21阎守和EricMignoletMarcMeurens

茶业通报 2021年4期

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。