α酮戊二酸的制备课件.pptx

1、酮戊二酸的制备酮戊二酸的制备目录DIRECTORY一、研究背景.04二、合成方法.05三、实验部分.08四、数据分析.10目录DIRECTORY五、影响因素讨论.13六、小结.14七、参考文献.15一、研究背景 -酮戊二酸(-ketoglutarate，-KG)是三羧酸循环(TCA循环)的重要中间代谢产物之一，也是重要的有机合成中间体。参与氨基酸、糖类、蛋白质以及脂肪代谢等重要生理过程。在微生物细胞的碳氮代谢调控中起着重要作用。由于-酮戊二酸在细胞代谢上的重要性，其被广泛应用于医药、饲料和食品等领域。由于-KG特殊的化学性质，被广泛用于化学合成行业。二、合成方法 目前，-酮戊二酸的主要合成方法

2、有微生物发酵法5-6和化学合成法。合成-酮酸的传统方法有以下几种7：酰基氰化物水解法：草酸类乙酯水解法：以-叠氮苯乙酸类为起始原料的反应：N-溴-氰基胺类化合物为起始原料的反应：本次实验通过Claisen酯缩合方法合成草酰丁二酸三乙酯。首先，丁二酸二乙酯在乙醇钠的作用下失去氢，生成烯醇负离子，烯醇负离子对草酸二乙酯发生亲核加成，在消除乙氧负离子生成草酰丁二酸三乙酯钠盐，然后再盐酸酸化作用下，得到草酰丁二酸三乙酯。以草酰丁二酸三乙酯为原料，在酸性条件下回流，按负离子机理，草酰丁二酸三乙酯发生脱羧反应生成-酮戊二酸。三、实验部分（1）实验药品 金属钠2.3g（0.1mol）;草酸二乙酯14.6g(

3、13.7ml);丁二酸二乙酯17.4g（16.9ml）;无水乙醇（35.6ml）;无水乙醚（65ml）;无水甲苯；乙醚；浓盐酸；无水硫酸钠；（2）仪器及设备 设备：红外光谱仪 X-4显微熔点仪 装置图：（3）实验步骤无水乙醇与金属钠在加热回流条件下制备乙醇钠，用甲苯除去多余乙醇加乙醚溶解乙醇钠后，再依次加入草酸二乙酯与丁二酸二乙酯，放置12h用乙醚萃取，合并水层后加浓盐酸酸化，收集油层合并，用无水硫酸钠干燥草酰琥珀酸三乙酯用浓盐酸酸化后，加水回流4h，减压蒸馏蒸馏至无馏分为止，趁热将剩余物倒入蒸发皿，冷却结晶得到产品-酮戊二酸四、数据分析表1 实验用量实验次数钠草酸二乙酯丁二酸二乙酯第二步中间

4、产物用量12.3g13.7mL17.0mL18.0g22.3g13.7mL16.9mL25.0g表2 产率计算产物理论产量/g实验产量/g实验产率/121212草酰琥珀酸三乙酯27.419.624.571.589.4-酮戊二酸12.010.75.508.9245.883.41、产率计算、产率计算注：第二次实验草酰琥珀酸三乙酯产量按含杂质20计算2 2、红外图谱分析、红外图谱分析五、影响因素讨论n 实验药品用量乙醇用量酸用量n 无水处理仪器无水处理试剂无水处理n 温度控制乙醇钠的制备蒸除乙醚减压蒸除水n 时间控制Claisen酯缩合酸化回流脱羧六、小结 基于两次实验，对实验方案提出如下建议：1.

5、钠的摩尔量不能高于丁二酸二乙酯和草酸二乙酯，且制备醇钠的后期可适当提高反应温度缩短反应时间；2.蒸除乙醇时要到后期在滴加甲苯，这样可以节省甲苯；3.中间产物乙醚溶液进行乙醚蒸除时，应先常压蒸除大部分乙醚后在进行减压蒸馏除去剩余的乙醚和乙醇；4.草酰丁二酸三乙酯在酸性条件下进行水解脱羧时，要加上剧烈搅拌；5.-酮戊二酸水溶液减压蒸除水时外界加热温度不能高于120。七、参考文献1 Wolfe AJ.The acetate switchJ.MicrobiolMolBiol Rev,2005,69(1):1250.2 许传芹.-酮戊二酸对酒精性肝病的干预作用及其相关机制研究D.杭州：浙江大学，2012

6、.3 梁楠.光滑球拟酵母内乙酰辅酶A水平调控对其碳代谢流的影响D.无锡：江南大学，2008.4 Simpson KJ,Venkatesan S,Peters TJ.Effect of chronic alcohol feeding with a low-fat diet on acetyl-CoA carboxylase and fatty-acid synthase activities in rat-liverJ.BiochemSoc Trans,1989,17(6):1116.5 Chernyavskaya O G,Shishkanova NV,IlchenkoA P,etal.Synt

7、hesis ofa-ketoglutaric acid by Yarrowialipolyticayeastgrown on ethanolJ.Applied Microbiology and Biotechnology,2000,53(2):152158.6 LiuL,Hossain G S,Shin H,etal.One-step production of alpha-ketoglutaric acid from glutamic acid with an engineered L-amino acid deaminase from Proteus mirabilisJ.Journal Of Biotechnology,2013,164(1):97-104.7 祝馨怡,苏桂琴,张伟强等.-酮酸、-酮酸酯及-酮酰胺的合成进展J.合成化学,2001,(05):390-396.8 向纪明.-酮酸的应用及合成研究进展J.安康学院学报,2011,(05):1-5+9.9 姚映钦.有机化学实验（第三版）M.武汉：武汉理工大学出版社，2011.