Hintergrund und Überblick
Asparaginsäure (Asp) ist eine wichtige saure Aminosäure, die in der Lebensmittel-, Medizin- und Chemieindustrie weit verbreitet ist. In der Lebensmittelindustrie dient Asparaginsäure als Nahrungsergänzungsmittel für viele Lebensmittel und wird auch bei der Synthese des Süßungsmittels Aspartam verwendet. In der Medizin kann es als Leberfunktionsförderer, Ammoniak-Entgifter und Mittel zur Erholung von Müdigkeit eingesetzt werden und ist außerdem ein wichtiger Rohstoff für die Synthese von Alanin und ein häufiges pharmazeutisches Zwischenprodukt. In der chemischen Industrie kann es zur Synthese des Polymers Polyasparaginsäure verwendet werden.
Anwendungen
Asparaginsäure wird häufig in Aminosäureinfusionen und Nahrungsergänzungsmitteln verwendet und hat breite Anwendungsaussichten in den Bereichen Pharmazie, Lebensmittel und chemische Synthese. Als Träger von K+ und Mg2+ kann Asparaginsäure Elektrolyte zum Myokard transportieren und dadurch die Kontraktilität des Myokards verbessern. Es kann auch den Sauerstoffverbrauch senken und so bei koronaren Durchblutungsstörungen und Hypoxie eine schützende Wirkung auf das Myokard haben. Daher kann es zur Synthese von Magnesiumkaliumaspartat (Viaracetam) verwendet werden, das zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen, Tachykardie, Herzinsuffizienz, Myokardinfarkt, Angina pectoris, Hepatitis und Zirrhose eingesetzt werden kann. Amino-substituierte Derivate der Asparaginsäure spielen eine wichtige Rolle in Arzneimitteln und Tierfutter. Beispielsweise ist N-methyl-asparaginsäure (NMA) ein neuartiger Futterzusatzstoff, der die Wachstumsleistung von Schweinen deutlich verbessert und die Nährstoffaufnahme fördert. Eine weitere wichtige Verwendung von Asparaginsäure ist die Herstellung von D-Asparaginsäure über L-Aspartat- -Decarboxylase. D-Asparaginsäure ist ein wichtiges Arzneimittel-Prodrug, Zwischenprodukt und auch ein funktionelles Nahrungsergänzungsmittel.
Vorbereitung
Lösen Sie 150 g L-Asparaginsäure in NaOH und stellen Sie den pH-Wert auf 8,5 ein, um eine 1 l wässrige Lösung von Natrium-L{4}}aspartat herzustellen. Fügen Sie 0,2 g gereinigtes razemisches Aspartat-Enzym (Gesamtaktivität 3200 U) zu der obigen Lösung hinzu. Halten Sie die Temperatur bei 37 Grad und rühren Sie die Reaktion um. Nehmen Sie kontinuierlich Proben aus dem Reaktionssystem und messen Sie die optische Drehung mit einem Polarimeter. Nach 14 Stunden erreicht die optische Drehung Null, was anzeigt, dass die Reaktion abgeschlossen ist. Die Reaktionslösung wurde durch eine Mikrofiltrationsmembran filtriert, um die Enzyme zu entfernen. Die Mischung wurde auf 80 Grad erhitzt und zur Entfärbung wurde 1 g Aktivkohle zugegeben. Nachdem diese Temperatur eine Stunde lang aufrechterhalten wurde, wurde die Lösung erneut filtriert. Das Filtrat wurde auf 40 Grad abgekühlt und mit Schwefelsäure versetzt, um den pH-Wert auf 2,8 einzustellen (die Temperatur stieg während dieses Vorgangs weiter an). Die Lösung wurde dann mit Kühlwasser unter langsamem Rühren auf unter 30 Grad abgekühlt. Die Probe wurde dann mit dem doppelten Volumen Wasser gewaschen und getrocknet, um 131,2 g weiße Asparaginsäure zu erhalten. Das Produkt hatte eine optische Drehung von Null und eine Reinheit von 99,5 %.