一种茶氨酸的合成工艺的制作方法

本发明涉及聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种茶氨酸的合成工艺。

背景技术：

1、茶氨酸(l-theanine)是茶叶中特有的氨基酸，占氨基酸的50％，其结构式为：ch3ch2nhcoch2ch2ch(nh2)cooh。它是茶叶中最主要的呈味物质。茶氨酸是一种安全、无毒、具有多种生理功能的天然食品添加剂。

2、有研究表明，l-茶氨酸是一种安全，有效，无任何副作用的兴奋促进剂，是咖啡因的优良替代品。l-茶氨酸提神，使思维敏捷，集中注意力，提高学习能力、降低血压、减少肌肉张力疼痛、解消疲劳、调节心情、松驰精神的功效。无咖啡因的紧张和恶心等副作用。利用茶氨酸的特殊生理功能，开发出功能性保健药物，这将对解决人们的亚健康状态起到一定的作用。

3、目前l-茶氨酸的合成方法主要包括氯甲酸苄酯保护氨基、吡咯烷酮酸法、邻苯二甲酸酐法等保护氨基的方法合成。这些合成方法不同程度地存在生产成本高、反应速度慢、选择性差、收率低等缺点；采用上述方法，在合成过程中会产生少量d-型产物，用化学方法不能除去，影响产品质量。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种茶氨酸的合成工艺。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、一种茶氨酸的合成工艺，包括以下步骤：

4、(1)称取l-谷氨酸和乙醇混合，充分搅拌后，加入催化剂，光照下搅拌反应2-4h后，过滤出催化剂，然后将滤液减压干燥，得到l-谷氨酸乙酯；

5、(2)将l-谷氨酸乙酯再次混合至乙醇内，充分搅拌后，得到混合液a；称取乙酰丙酮和三乙胺混合并充分搅拌，得到混合液b；将混合液b逐滴加入至混合液a内，在此过程中逐渐升温至55-60℃，滴加完毕后，保温搅拌0.5-1h，冷却至室温后，得到混合液c；

6、(3)向混合液c内逐滴地加入一乙胺水溶液，在室温下搅拌反应5-10h，反应结束后，升温至35-45℃，蒸除乙胺，即得到混合液d；

7、(4)先向混合液d内滴加冰醋酸，搅拌0.5-1h后，再持续加入丙酮直至析出的晶体不再增加为止，过滤出固体晶体，使用丙酮洗涤三次，干燥，得到l-茶氨酸。

8、优选地，步骤(1)中的催化剂是在载体zif-67的基础上原位负载锆酸钪钽，得到的负载型催化剂zif-67@锆酸钪钽。

9、优选地，步骤(1)中，催化剂的加入量是l-谷氨酸质量的2％-10％。

10、优选地，步骤(1)中，光照为碘钨灯，功率为150-350w。

11、优选地，步骤(1)中，l-谷氨酸和乙醇的质量体积比为10g:(120-200)ml。

12、优选地，步骤(2)的混合液a中，l-谷氨酸乙酯和乙醇的质量体积比为10g:(20-40)ml。

13、优选地，步骤(2)的混合液b中，乙酰丙酮和三乙胺的质量比为1.3-1.5:1.2-1.8。

14、优选地，步骤(2)中，混合液b和混合液a的质量比为1:10-20。

15、优选地，步骤(3)中，一乙胺水溶液的质量分数为60％-80％，混合液c和一乙胺水溶液的体积比为1:2-4。

16、优选地，步骤(4)中，冰醋酸和混合液d的质量体积比为(1.1-1.5)g:50ml。

17、优选地，步骤(1)中的催化剂的制备方法包括：

18、s1、称取五氯化钽(tacl5)、三氯化钪(sccl3)和八水合氧氯化锆(zrocl2·8h2o)混合在去离子水内，充分搅拌形成均匀的混合液e；

19、s2、向混合液e内逐滴地加入氢氧化钠(naoh)溶液，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续搅拌1h，得到混合液f；

20、s3、向混合液f内加入zif-67粉末材料，充分搅匀后，得到混合液g；

21、s4、将混合液g转移至聚四氟乙烯为内衬的反应釜内，将反应釜密封后，置于烘箱保温处理，处理结束后，自然冷却至室温，将反应液过滤并收集固体，洗涤、干燥后，得到催化剂zif-67@锆酸钪钽。

22、优选地，所述s1中，五氯化钽、三氯化钪、氯氧化锆和去离子水的质量体积比是(1.4-1.8)g:(0.9-1.3)g:(3.2-4.6)g:(30-50)ml。

23、优选地，所述s2中，氢氧化钠溶液的质量分数为10％-20％。

24、优选地，所述s2中，氢氧化钠溶液和混合液e的体积比是1:2-6。

25、优选地，所述s2中，滴加时间为20-40min，搅拌的温度为25-35℃。

26、优选地，所述s3中，zif-67粉末材料为二甲基咪唑钴材料，分子式为co(c4h6n2)，属于mof材料。

27、优选地，所述s3中，zif-67粉末材料和混合液f的质量体积比是1g：(10-20)ml。

28、优选地，所述s4中，烘箱内的温度为200-300℃，处理时间是3-10h。

29、优选地，所述s4中，洗涤是使用纯水洗涤至洗涤液呈中性，干燥为真空干燥。

30、本发明的有益效果为：

31、1、本发明公开了一种茶氨酸的新型合成工艺，使用l-谷氨酸作为原料，在催化的作用下和乙醇反应得到l-谷氨酸乙酯；之后先与乙酰丙酮反应以保护氨基，再与一乙胺进行酰胺化反应，得到席夫碱化合物；最后在冰醋酸的作用下脱去氨基保护基，即得到产物茶氨酸。通过本发明的合成工艺得到的茶氨酸不仅产率高而且纯度也很高。

32、2、本发明在合成茶氨酸的过程中发现，第一步l-谷氨酸和乙醇的反应过程中，常常有大量的d-型产物的产生，而d-型产物很难与l-型产物较难分离，这较大程度影响到本发明目标产物l-茶氨酸的纯度。因此，本发明对于第一步l-谷氨酸和乙醇的反应过程进行了优化处理，使用了自制的催化剂zif-67@锆酸钪钽替换掉常规的浓硫酸，发现不仅较大程度降低了d-型产物的产生，而且反应过程更加环保，产物也更加易于分离。

33、3、本发明所制备的催化剂zif-67@锆酸钪钽是以mof材料zif-67作为基体，在其结构上进行原位反应，生成锆酸钪钽以负载在其表面。该负载型催化剂不仅催化效率高、副反应较少，而且更加绿色环保，且可多次重复使用。

技术特征：

1.一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，步骤(1)中，催化剂的加入量是l-谷氨酸质量的2％-10％；l-谷氨酸和乙醇的质量体积比为10g:(120-200)ml。

3.根据权利要求1所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，步骤(2)的混合液a中，l-谷氨酸乙酯和乙醇的质量体积比为10g:(20-40)ml；混合液b中，乙酰丙酮和三乙胺的质量比为1.3-1.5:1.2-1.8；混合液b和混合液a的质量比为1:10-20。

4.根据权利要求1所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，步骤(3)中，一乙胺水溶液的质量分数为60％-80％，混合液c和一乙胺水溶液的体积比为1:2-4。

5.根据权利要求1所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，步骤(4)中，冰醋酸和混合液d的质量体积比为(1.1-1.5)g:50ml。

6.根据权利要求1所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，步骤(1)中的催化剂的制备方法包括：

7.根据权利要求6所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，所述s1中，五氯化钽、三氯化钪、氯氧化锆和去离子水的质量体积比是(1.4-1.8)g:(0.9-1.3)g:(3.2-4.6)g:(30-50)ml。

8.根据权利要求6所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，所述s2中，氢氧化钠溶液的质量分数为10％-20％；氢氧化钠溶液和混合液e的体积比是1:2-6；滴加时间为20-40min，搅拌的温度为25-35℃。

9.根据权利要求6所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，所述s3中，zif-67粉末材料和混合液f的质量体积比是1g：(10-20)ml。

10.根据权利要求6所述的一种茶氨酸的合成工艺，其特征在于，所述s4中，烘箱内的温度为200-300℃，处理时间是3-10h；洗涤是使用纯水洗涤至洗涤液呈中性，干燥为真空干燥。

技术总结本发明涉及一种茶氨酸的合成工艺，包括以下步骤：(1)制备L‑谷氨酸乙酯；(2)将L‑谷氨酸乙酯、乙酰丙酮和三乙胺混合反应；(3)加入一乙胺水溶液，蒸除乙胺，反应得到混合液D；(4)滴加冰醋酸，再持续加入丙酮直至析出的晶体不再增加为止，过滤出固体晶体，使用丙酮洗涤三次，干燥，得到L‑茶氨酸。本发明公开了一种茶氨酸的新型合成工艺，使用L‑谷氨酸作为原料，在催化的作用下和乙醇反应得到L‑谷氨酸乙酯；之后先与乙酰丙酮反应以保护氨基，再与一乙胺进行酰胺化反应，得到席夫碱化合物；最后在冰醋酸的作用下脱去氨基保护基，即得到产物茶氨酸。通过本发明的合成工艺得到的茶氨酸不仅产率高而且纯度也很高。技术研发人员：冯亚楠,贾成林,于文达,孟鹏,赵鹏,郭金,王宝兴,何江汇,胡学建,邵天成受保护的技术使用者：信联电子材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12