甘氨酸作为一种重要医药中间体 , 可用以制备 各种有效药剂 , 例如治疗巴金森氏病的特效药“L-多 巴”(L-DoPa)的主要中间体即甘氨酸 , L-多巴对治疗 肌力衰弱的假肥大性营养失调症有特效 。 甘氨酸还 可用于合成 DL-苯丙氨酸 及 L-苏氨酸 等重要 氨基 酸 。甘氨酸常作为制酸剂和解毒剂 , 30 %甘氨酸与 70 %碳酸钙的复合调剂 , 可治疗神经性胃酸过多 ;甘 氨酸与阿斯匹林 、扑热息痛等反应制得的药物 , 不仅 可提高药物的溶解度 , 增加药效 , 还有效抑制了药物 产生的副作用 。
基本上无公害 。 但有两个问题有待解决 :一是除去
反应中生成的氯化铵很困难 , 精制成本高 ;二是作为
催化剂的乌洛托品难以回收循环使用 , 造成原料的
极大浪费 , 使生产成本增加 。
目前除去反应中生成的氯化铵的主要方法有 :
(a)大量添加甲醇或乙醇 , 使甘氨酸从浓缩液中逐步
析出 , (b)加 入 碳 酸 铅 , 将 NH4Cl 分 解 为 NH3 和
此外 , 国外牛羊的饲料配方中均有甘氨酸 , 国内 牛羊的饲养业尚未普通采用 , 所以甘氨酸在这个领 域中的应用有待于进一步的开发 。 1 .5 其他
甘氨酸还可用作有机合成的溶剂 , 生化试剂 , 化 肥工业中脱二氧化碳溶剂 , 制备氟氨基酸类新型表 面活性剂 。甘氨酸与高级脂肪酸盐可复配制备高档 洗涤剂 , 甘氨酸在日用化工中也得到广泛应用 , 用以 配制染发剂 、清洁用品 、化妆品等 。
加剂的甘氨酸就达 104 t 以上 。 在日本 , 市售的食盐
1 .2 食品
中一般添加 5 %的甘氨酸以改善口味 。 在味精中加
食品工业是使用甘氨酸的最大产业 , 以日本有 入甘氨酸可以改善口味 、延长保存期和节约用粮 , 具
机合成公司为例 , 每年约生产甘氨酸 4 ×103 t , 其中 有一举三得的功效 。日本作为一个味精大国 , 市场
工业结晶研究 。
指标可达到美国药典和英国药典的标准要求 , 但是 除了军队系统的个别药厂外 , 国内基本上没有一家 药厂被批准生产用于临床的甘氨酸 。 我国每年有大 量的甘氨酸原料外销欧美和日本 , 同时又大量进口 药用甘氨酸 , 甚至还发现某些进口的药用甘氨酸本 来就是国内生产的 , 这固然有法规和产业政策等方 面的问题 , 但对国内的甘氨酸生产厂家来说 , 技术和 硬件设施上也存在不足之处 。 1 .1 .2 合成药物
氨基酸和生物资源
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能接受 。最近国内已有一步 法合成 99 %甘 氨酸的 工艺问世[ 3] 。 如果迅速将该工艺实现工业化 , 降低 成本 , 全国的 草甘膦 生产 厂肯 定会优 先考 虑采 用 99 %甘氨酸作为生产草甘膦的原料 。 1 .4 饲料
甘氨酸用在饲料添加剂中不仅可以增加饲料的 营养成分 , 还可以防止饲料氧化变质 , 延长饲料保鲜 期。 1 .4 .1 营养补充剂和抗氧剂
由甘氨 酸 为 起始 原 料 合 成 的膦 制 剂 草 甘 膦
(glyphosate)是一种高效低残毒除草剂 。 由于其具有 广谱非选择性的特点 , 深受广大用户的欢迎 。 它最 早于 1971 年由美国孟山都公司开发成功 , 在美国曾 被评为优秀农药 , 发展速度很快 , 全世界生产能力已 达 105 t 以上 , 每年增长速度达 10 %。
2 .5 ×103 t 用于食品加工 。
上很少有 99 .5 %的味精出售 , 一般都是 90 %的味精
1 .2 .1 调味品
和 10 %的甘氨酸的混合物 。 著名的日本酱菜在制
把甘氨酸添加于食品中可以增加食品中氨基酸 作过程中也不可缺少甘氨酸 。
的含量 , 提高营养成分 ;同时它还可用作调味品 , 配
甘氨酸(glycine), 又名氨基乙酸或乙氨酸 , 分子 式为 C2H5N02 。 早在 1820 年勃拉克诺己从明胶中分 离得到甘氨酸 , 因为它是具有特殊甜味的结晶体 , 故 又被称为胶糖[ 1] 。 1848 年 , 瑞 典的化学 家 Berzelius 将其命名为甘氨酸 。 固态的甘氨酸为白色单斜晶系 或六方晶系的晶体或白色结晶粉末 , 无臭 , 无毒 , 相 对密度 1 .1607 , 熔点 232 ～ 236 ℃(分解), 易溶于水 , 难溶于乙醇 、丙酮和乙醚 , 微溶于吡啶 , 可与盐酸反 应生成盐酸盐 。
植物生长调节剂增甘膦(GLYPHOSINE)也是由 美国孟山都公司于 1970 年开发的产品 。 它由甘氨 酸与三氯化磷 、甲醛反应而成 。 把它施于植物叶面 , 具有脱叶催熟作用 , 例如甘蔗喷洒增甘膦后 , 可提高 含糖 量 , 棉花 开花期喷洒增 甘膦后 , 7 天之 内可使 70 %～ 90 %棉花脱叶 , 从而提高棉花产量 。
2 甘氨酸的生产方法[ 1] 甘氨酸的工业生产方法主要有三种 :天然蛋白
质水解法 、氯乙酸氨解法和 Stercker 法 。 目前国内普 遍采用氯乙酸氨解法 , 国外则以 Stercker 法为主 。 2 .1 水解法
以明胶或蚕丝等天然蛋白质为原料 , 经水解 、分 离 、精制过滤 、干燥而得产品 。 此法因蛋白质原料消 耗大 , 发展受到限制 , 现已被合成法所取代 。 2 .2 氯乙酸氨解法
品 , 用于糖果和饼干的制作 。
1 .1 .3 保健品及试剂
1 .2 .2 添加剂
在保健品和生化试剂领域中 , 甘氨酸在医治蛋
甘氨酸可用作食品抗氧化剂及防腐剂 , 以延长
白质稀缺方面 , 起着不可取代的作用 , 具有较大的使 食品保质期 。据统计资料表明 , 在美国 , 用作食品添
用价值的甘氨酸衍生物详见表 1 。
甘氨酸虽可作为食品添加剂 , 但国内尚无食品 级甘氨酸的行业标准 , 所以一些饮料厂只能从国外 进口 , 而国内有大量的符合国外食品级标准的甘氨 酸出口 。 所以当务之急是迅速制定食品级甘氨酸的 行业标准 , 建立若干个有一定规模 、一定实力的生产 基地 , 这样不仅能扩大国内甘氨酸应用领域 , 而且也 可增强我国甘氨酸工业的竞争力 。 1 .3 农药 1 .3 .1 草甘膦[ 2]
甘氨酸是孵化 10 周内鸡雏用饲料中不可缺少 的成分 。根据全国机械化养鸡场的总规模 , 每年估 算需耗甘氨酸 1 .3 ×103 t , 目前国内采用的鸡饲料配 方中均无甘氨酸 , 而泰国等却普遍使用[ 4] 。 1 .4 .2 宠物罐头
国外生产宠物罐头是一门很大的产业 , 甘氨酸 添加量是十分惊人的 , 国外有一家宠物罐头饲料的 生产商 , 曾一次向我国订购甘氨酸 350 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。宠物饲料 生产是一个劳动力密集的产业 , 很适合中国的国情 , 可惜国内尚未对此产业给予足够的重视 。
Key words:biodegradable polymer ;nanoparticles ;drug delivery systems
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宋彦梅 , 等 .甘氨酸的应用及生产技术
的新药凯西莱(硫普罗宁)在合成过程中所用的甘氨 制清凉饮料 、含醇钦料及糖精去苦剂 ;单独作为甜味
酸的比重超过了已上市的其他合成药 。
本文拟对国内外甘氨酸生产技术状况 、市场与 应用情况做一简要综述 。
1 甘氨酸的应用 1 .1 医药 1 .1 .1 氨基酸液
甘氨酸是人体必需的氨基酸 , 在各种氨基酸输 液的配方中 , 基本上都使用甘氨酸 。同时它还可用 作金霉素缓冲剂 。目前国内生产的甘氨酸主要质量
收稿日期 :2002 -11 -15 作者简介 :宋彦梅(1978 -), 女 , 天津大学化工学院研究 生, 主要从事
Abstract :Biodegradable polymeric nanoparticles hold great potential application in drug delivery systems .This review presents the most outstanding contributions in the field .It contains surface characterization and drug release as well as delivery of peptides and proteins using nanoparticles .
氨基酸和生物资源 Amino Acids &Biotic Resources 2003, 25(2):55～ 60
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甘氨酸的应用及生产技术
宋彦梅 , 尹秋响 , 王静康
(天津大学化工学院 , 天津 300072)
摘要 :论述了甘氨酸的性质 、应用 、合成工艺及结晶 研究的进展 , 并对国内外甘氨酸的生产现状和应用前 景进行了分析 。 关键词 :甘氨酸 ;应用 ;生产 ;结晶 中图分类号 :TQ922 文献标识码 :A 文献编号 :1006-8376(2003)02 -0055-06
表 1 作为营养保健品和生化试剂的甘氨酸衍生 物
名 称
主要制备工艺
功 用
马尿 酸 甘氨 酸钠 甘氨 酸铜 甘氨 酸锌 碱式 甘氨酸铝
甘氨酸与苯甲酸反应 甘氨酸与纯碱中和后醇析 甘氨酸溶液与碱式碳酸铜反应 甘氨酸与碳酸锌反应 甘氨酸与氢氧化铝反应
营养培养基 营养添加剂 治疗缺铜症 治疗锌缺乏症 代替氢氧化铝配制制剂
由于甘氨酸的特殊结构 , 在新药合成中具有不 可代替的作用 。卫生部最近批准上市的恢复肝功能
Biodegradable Polymeric Nanoparticles as Drug Delivery Systems
HU Xing , ZOU Guo -lin (College of Life Sciences , Wuhan University , Wuhan 430072 , China)
甘氨 酰甘氨酸
甘氨酸缩合而制得
左缓冲 剂 , 用 于血 液 保存 作 稳定 剂 , 用 于保存细胞色素 C