1. 研究目的与意义
随着社会经济的不断发展，生物行业已成为新生产业。谷氨酸，是一种酸性氨基酸 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L－谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。 谷氨酸可应用于下游产品开发、食品业、日用化妆品、医药行业。在医药行业中，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨酸被人体的吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠（钾）注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等。 谷氨酸-5-甲酯-1-叔丁酯盐酸盐也是由谷氨酸为主要原料合成新技术，随着科学的进步，研究的深入，谷氨酸新的应用领域将越来越广。
2. 课题关键问题和重难点
本课题将通过以谷氨酸为起始原料，主要解决现有合成方法存在操作难度大的技术问题。 目前迫切需要解决的问题包括：（1）操作技术的掌控；（2）谷氨酸在催化作用下的影响；（3）PH值的控制；（4）制备麻烦，受温度和试剂用量影响比较大。
目前迫切需要解决的难点包括：（1）催化剂用量难以控制制备麻烦；（2）受温度和试剂用量影响比较大.本课题要在前人研究的基础上，对于谷氨酸合成的新技术，不同合成方法要选择节约成本，找出最合适的合成方法。
3. 国内外研究现状（文献综述）
谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。
谷氨酸可应用于下游产品开发、食品业、日用化妆品、医药行业。
1.下游产品开发 将有一定反应活性的双功能基试剂氯乙醇和L谷氨酸直接酯化保护羧基，用三光气活化成其相应的N羧酸酐，可直接得到侧链具有一定反应活性的聚L氯乙基谷氨酸酯。 谷氨酸的结构中有一个氨基和两个羧基，在光气的作用下，羧基和氨基会形成环状N羧酸酐，由于羧基也较为活泼，可能会参与成环反应，因此在成环反应之前，通常用苄醇将羧基进行保护，这样得到的聚合物的侧链活性极低，一般需经进一步氢化脱苄或胺解脱苄，才能得到有反应活性的侧链，我们选用双功能基试剂氯乙醇作保护基因，在聚合之后可直接得到有反应活性的侧链，可有效地简化合成路线。 侧链酯化过程是一个可逆反应，随着体系内水含量的不断增加，反应速度会降低，导致产率不高。在形成谷氨酸苄酯时，采用分子筛脱水，操作大大简化。新型的聚合氨基酸，含有氨基的药物或靶向基因，可以方便的接入聚谷氨酸的分子中，形成大分子前药或靶向大分子载体，接入特异性的基因，可进行特殊的分离或提纯，这一聚合物在医药领域会有很广泛的应用前景。谷氨酸可生产许多重要下游产品如L谷氨酸钠、L苏氨酸、聚谷氨酸等。 2.食品业氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。构成蛋白质的氨基酸主要有20多种。在食品工业中应用较多的氨基酸有谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、苏氨酸、精氨酸、缬氨酸、色氨酸、丙氨酸等。各种氨基酸都有自己独特的呈味效应，其中应用较多的有谷氨酸钠和甘氨酸。 谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。在食品中浓度为0.2%-0.5%，每人每天允许摄入量(ADl)为0120微克/千克(以谷氨酸计)。在食品加工中一般用量为0.21.5克/公斤。 甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。 3.日用化妆品等 谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营养功能，并能扩张血管，增强血液循环，有生发防脱发功效。用于皮肤，对治疗皱纹有疗效。 谷氨酸为天然植物成分，由世界上最先进的生物酶工程技术制取，以护发生发、护肤类化妆品为日用化妆品的发展方向，用谷氨酸合成生物表面活性剂具有大的市场。 聚谷氨酸是一种出色的环保塑料，可用于食品包装、一次性餐具及其它工业用途，可在自然界迅速降解，不污染环境。 4.医药行业 谷氨酸还可用于医药，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨酸被人体的吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠（钾）注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等。随着科学的进步，研究的深入，谷氨酸新的应用领域将越来越广。
4. 研究方案
首先，由谷氨酸为起始原料，同甲醇反应，以乙酰氯为催化剂制得H-Glu(OMe)-OH，将H-Glu(OMe)-OH同Z-osu，加Na2CO3反应制得Z-Glu(OMe)-OH，然后Z-Glu(OMe)-OH同CH2Cl2反应，滴加浓H2SO4，通入异丁烯反应两天制得Z-Glu(OMe)-otbu，再将Z-Glu(OMe)-otbu同钯碳，甲醇反应制得H-Glu(OMe)-otbu，最后将H-Glu(OMe)-otbu同乙醚，加入盐酸合成谷氨酸-5-甲酯-1-叔丁酯盐酸盐。
5. 工作计划
根据毕业论文的安排，具体进度如下： 2022年12月20日：了解公司情况，熟悉一下环境； 2022年12月25日：在吉尔多肽公司进行安全教育培训课程； 2022年12月26日2022年1月4日：通过访问期刊网、查阅相关文献书籍和与导师的交流，完成开题报告与方案设计； 2022年1月4日2022年4月1日：进入滨海吉尔多肽有限公司，这段期间主要熟 悉并掌握谷氨酸-5-甲酯-1-叔丁酯盐酸盐合成的思路方法； 2022年4月3日：期中小结，报告初步研究成果、过程以及下一步所要研究的主要问题； 2022年 4月 4 日5月1日：清理实验过程，确定实验流程方案； 2022年5月5日：开始着手毕业论文，整理相关数据，分析结果； 2022年5月底：毕业论文答辩。 每个星期联系一次导师，实验数据在实验期间经常记录保存。
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