L-θειογλουταμικό οξύείναι μια φυσική ένωση προϊόντος που μετατρέπεται από πρόδρομες ουσίες που μοιάζουν με γλυκοζινολικά στα λαχανικά γιαγιά, όπως το λάχανο, τα χόρτα μουστάρδας και το μπρόκολο. Έχει μια ποικιλία επιπτώσεων στην υγεία και χρησιμοποιείται ευρέως για την πρόληψη χρόνιων ασθενειών όπως ο καρκίνος, οι καρδιαγγειακές παθήσεις και ο διαβήτης. Βρίσκεται ευρέως σε σταυρανθή φυτά, όπως το λάχανο, το κουνουπίδι και το λάχανο. Έχει πολλές φαρμακολογικές δράσεις, όπως αντικαρκινικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιοξειδωτικές, νευροπροστατευτικές κ.λπ. Ως εκ τούτου, η συνθετική μέθοδος του L-θειογλουταμινικού οξέος έχει τραβήξει μεγάλη προσοχή.
Επί του παρόντος, οι μέθοδοι για τη σύνθεση του L-θειογλουταμικού οξέος μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: βιολογική ζύμωση και χημική σύνθεση. Αυτές οι δύο μέθοδοι περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω.
Μέθοδος βιολογικής ζύμωσης L-Sulforaphane:
Η μέθοδος βιολογικής ζύμωσης είναι μια μέθοδος σύνθεσης ενώσεων με μικροοργανισμούς. Μέσω της διαλογής βακτηριακών στελεχών και της βελτιστοποίησης των συνθηκών καλλιέργειας, οι μικροοργανισμοί μπορούν να παράγουν L-θειογλουταμικό οξύ κατά τη διαδικασία της ζύμωσης. Τώρα έχει βρεθεί ότι πολλά στελέχη μπορούν να συνθέσουν L-θειογλουταμικό οξύ, όπως το Escherichia coli, το Streptococcus thermophilus και ούτω καθεξής. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος για τη σύνθεση L-θειογλουταμικού οξέος από στελέχη που αντιπροσωπεύονται από το Escherichia coli είναι η πιο κοινή. Τα συγκεκριμένα βήματα είναι τα εξής:
1. Απομονώστε τα στελέχη που παράγουν L-θειογλουταμικό, όπως το Escherichia coli, από το έδαφος ή τον φυτικό ιστό.
2. Υιοθετήστε κατάλληλο μέσο και συνθήκες καλλιέργειας, όπως θερμοκρασία, τιμή pH, χρόνος καλλιέργειας, κ.λπ., για την καλλιέργεια Escherichia coli.
3. Συγκομίστε τον ζωμό ζύμωσης Escherichia coli, πραγματοποιήστε ορισμένη επεξεργασία και καθαρισμό και λάβετε L-θειογλουταμικό οξύ.
Μέθοδος χημικής σύνθεσης L-Sulforaphane:
Η μέθοδος χημικής σύνθεσης είναι η χρήση της μεθόδου χημικής μοριακής αντίδρασης για τη σύνθεση L-θειογλουταμικού οξέος μέσω διαφορετικών συνθετικών οδών. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι χημικής σύνθεσης χωρίζονται κυρίως σε τέσσερις τύπους: μέθοδος άλατος χολίνης, μέθοδος χλωριούχου σουλφουρυλίου, μέθοδος αναγωγής καρβονυλίου και μέθοδος θειικής αγαρόζης.
1. Μέθοδος αλατιού χολίνης:
Αυτή η μέθοδος είναι μια από τις ευρέως χρησιμοποιούμενες συνθετικές μεθόδους. Προχωρήστε ως εξής:
① Πρώτον, η L-μεθειονίνη και η χολίνη αντιδρούν υπό όξινες συνθήκες για να δημιουργήσουν ένα σπάνιο υποκατάστατο αζώτου του L-θειογλουταμικού οξέος.
② Θέρμανση και υδρόλυση υποκατάστατων αζώτου σε L-θειογλουταμικό οξύ υπό αλκαλικές συνθήκες.
Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι η αντίδραση είναι απλή και εύκολη στην κυριαρχία, αλλά η απόδοση είναι χαμηλή.
2. Μέθοδος σουλφονυλοχλωριδίου:
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί αντίδραση ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης για τη σύνθεση L-θειογλουταμικού οξέος. Προχωρήστε ως εξής:
① Αντίδραση L-μεθειονίνης και σουλφονυλοχλωριδίου υπό αλκαλικές συνθήκες για να ληφθεί σουλφινικό L-θειογλουταμικό οξύ.
② Το σουλφινικό υδρολύεται υπό αλκαλικές συνθήκες για να παραχθεί L-θειογλουταμικό οξύ.
Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι η αντίδραση είναι εύκολο να ελεγχθεί και η απόδοση είναι υψηλή, αλλά χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί τοξικό σουλφονυλοχλωρίδιο.
3. Μέθοδος αναγωγής καρβονυλίου:
Η μέθοδος είναι να χρησιμοποιηθεί αντίδραση αναγωγής για τη σύνθεση L-θειογλουταμικού οξέος. Προχωρήστε ως εξής:
① Η L-μεθειονίνη αντιδρά με την ακετονιμίνη για να δημιουργήσει πυριδίνη πυριμιδίνη{-2-εν-4-μία και πυριμιδίνη πυριμιδίνη-2-εν-4-ένα-5-θειικό ταυτόχρονα
②Πυριμιδίνη πυριμιδίνη-2-εν-4-ένα-5-θειικό ανάγεται για να ληφθεί L-θειογλουταμικό οξύ.
4. Μέθοδος θειικής αγαρόζης: Αυτή η μέθοδος είναι η αντίδραση της L-μεθειονίνης και της θειικής αγαρόζης υπό όξινες συνθήκες για τη δημιουργία L-θειογλουταμικού οξέος. Λόγω της καλής καταλυτικής δράσης του θειικού, η αποτελεσματικότητα και η εκλεκτικότητα της αντίδρασης βελτιώνονται. Υψηλότερο, αλλά πιο δυσκίνητο στη λειτουργία.
Στην επιστημονική έρευνα, η ανίχνευση της L-σουλφοραφάνης είναι πολύ σημαντική. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος θειικής αγαρόζης είναι μια από τις κλασικές μεθόδους ανίχνευσης. Η μέθοδος θειικής αγαρόζης και τα στάδια της θα περιγραφούν λεπτομερώς παρακάτω.
Πειραματική αρχή
Η μέθοδος θειικής αγαρόζης βασίζεται στον σχηματισμό ενός κίτρινου συμπλόκου L-θειογαλακτοπικρίνης και θειικού βαρίου, ενός άλατος που σχηματίζεται υπό όξινες συνθήκες, χρησιμοποιώντας αγαρόζη ως ικρίωμα για τον διαχωρισμό της L- Η μέθοδος της σουλφοραφάνης. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι υπό όξινες συνθήκες, το κίτρινο σύμπλοκο που σχηματίζεται από την αντίδραση θειικού βαρίου και L-σουλφοραφάνης δεν είναι εύκολα διαλυτό στο νερό και κατακρημνίζεται σε αγαρόζη, έτσι ώστε να διαχωριστεί και να ανιχνευθεί η L-σουλφοραφάνη.
Πειραματικά βήματα:
Βήμα 1: Παρασκευάστε το εναιώρημα αγαρόζης-θειικού βαρίου
Ζυγίστε την κατάλληλη ποσότητα αγαρόζης και θειικού βαρίου, προσθέστε μια ορισμένη ποσότητα απεσταγμένου νερού μετά την ανάμειξη και ανακατέψτε καλά, θερμάνετε μέχρι να διαλυθεί ή να αναμιχθεί ομοιόμορφα, διηθήστε το εναιώρημα με ένα φίλτρο με μέγεθος πόρων 0.22 μ. στη συνέχεια βράστε για 3 με 5 λεπτά. Όταν το εναιώρημα κρυώσει κάτω από τους 50 βαθμούς αλλά εξακολουθεί να μην στερεοποιείται, αδειάστε το διάλυμα σε ένα τρυβλίο Petri και τοποθετήστε το σε θερμοκρασία δωματίου μέχρι να στερεοποιηθεί.
Βήμα 2: Προετοιμασία και επεξεργασία δειγμάτων:
Ζυγίστε το δείγμα ή το πρότυπο που πρόκειται να εξεταστεί, προσθέστε αρκετό {{0}}.0Διάλυμα πυροφωσφορικού νατρίου 1 M για διάλυση, προσθέστε αντίστοιχο όγκο χλωροφορμίου για εκχύλιση, φυγοκεντρήστε για 10-15 λεπτά , αφαιρέστε το υγρό της ανώτερης στιβάδας, εξατμίστε το χλωροφόρμιο για να συλλέξετε το υπόλειμμα, προσθέστε 2 mL νερού και 2 mL πυκνού υδροχλωρικού οξέος, εκχυλίστηκε ξανά με χλωροφόρμιο, φυγοκεντρήθηκε και ελήφθη η ανώτερη στιβάδα. Πάρτε 24 mL του άνω υγρού, προσθέστε 0,2 mL διαλύματος νιτρικού χαλκού 2 τοις εκατό και 0,4 mL διαλύματος νιτρικού μολύβδου 5 τοις εκατό, εκχυλίστε μία φορά με χλωροφόρμιο, φυγοκεντρήστε και πάρτε το ανώτερο υγρό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πειραματικό δείγμα για δοκιμή.
Βήμα 3: Πείραμα εκ νέου ανάλυσης:
Τα δείγματα προστέθηκαν στο εναιώρημα αγαρόζης-θειικού βαρίου και θερμάνθηκαν σε υδατόλουτρο για να στερεοποιηθούν στους 80 βαθμούς για 2 ώρες. Αφού στερεοποιηθεί το δείγμα, το εναιώρημα αγαρόζης-θειικού βαρίου ψύχεται σε θερμοκρασία δωματίου και το σύμπλοκο αγαρόζης-θειικού βαρίου-δείγματος διαλύεται υπό τις ρυθμιστικές συνθήκες κιτρικού οξέος και άλατος αμμωνίου. Τέλος, ξεπλύνετε με νερό διαδοχικά και επιθεωρήστε οπτικά το χρώμα του συμπλέγματος στη σφαίρα της αγαρόζης.
Βήμα 4: Ανάλυση αποτελεσμάτων:
Μετρήστε την απορρόφηση του διηθήματος μετά την εκ νέου ανάλυση για να δημιουργήσετε μια τυπική καμπύλη, λαμβάνοντας έτσι την περιεκτικότητα σε L-σουλφοραφάνη.
Η μέθοδος θειικής αγαρόζης είναι μια κλασική μέθοδος διαχωρισμού και ανίχνευσης L-σουλφοραφάνης. Μέσω μιας σειράς βημάτων, η L-σουλφοραφάνη μπορεί να διαχωριστεί και να ανιχνευθεί το περιεχόμενό της. Η μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα της απλότητας, της υψηλής ευαισθησίας και των ακριβών αποτελεσμάτων και χρησιμοποιείται συνήθως για την ανίχνευση της L-σουλφοραφάνης σε τρόφιμα, καλλυντικά και φαρμακευτικά προϊόντα.
Περίληψη: Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, η μέθοδος σύνθεσης L-θειογλουταμινικού οξέος βελτιστοποιείται και βελτιώνεται συνεχώς. Ταυτόχρονα, η μέθοδος βιολογικής ζύμωσης και η μέθοδος χημικής σύνθεσης έχουν επίσης τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, και ποια μέθοδος θα χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από την πραγματική κατάσταση.