阿斯巴甜生產工藝

1. 化學合成法

　　1）內酐法：一種是用芐氧羰基為保護基，先上保護基后脫水形成的內酐的方法；另一種是在甲酸、醋酸酐混合溶液中一步形成甲酰基天門冬氨酸酐的方法。后者在工業化生產中最為常見。內酐法是最早期的方法，反應中不可避免會產生β- 異構體，收率低。但近十年來，在反應體系、β- 異構體回收工藝方面有了較大的改進，加上輔助原料價廉易購，因此仍具有工業生產價值。內酐法可分為先酯化和后酯化兩種方法。內酐法的縮合反應通常在EtOAc/HAc 有機溶劑中進行，內酐中兩個羰基的存在，會產生α、β 兩種異構體，其中β- 異構體有苦味。兩種異構體的鹽酸鹽在水中溶解度相差90 倍以上，利用這個性質很容易將β- 異構體除去，再用弱堿調pH 至4.5－5.5，就得到α-APM。

　　2） 內酯法：天門冬氨酸以內酯的形式參與縮合反應的方法稱為內酯法，這種縮合反應只生成α- 異構體一種產物，具有很大的優越性。常見的內酯主要有：由L-Asp與Ac2O、HCOOH、Br3CCHO、HAc一鍋法合成的2- 三溴甲基-3-甲酰基-5- 氧-4- 噁唑乙酸；由N-Z-Asp、（－CHO－）n 合成的3-芐氧羰基-5 氧-4 噁唑乙酸；由N-Z-Asp、甲基乙基磺原酸酯、PBr3 合成的L-天冬氨酸硫代羰基酸酐（L-Asp-NTA），其中以L-Asp-NTA最具有代表性。合成時，首先將N-Z-Asp、甲基乙基磺原酸酯在45－50 ℃下于NaOH-CH3OH，介質中反應生成硫羰氧基甲酸乙酯，后者于25 ℃下與PBr3 反應得到穩定的衍生物L-Asp-NTA 晶體，得率高達90%，將L-Asp-NTA 與L-Phe·OMe·HCl 在25 ℃特定pH 值條件下縮合成高含量的α-APM，得率為63%

2. 酶合成法

　　酶合成法是使用合適的蛋白酶，將L-Asp（氨基已保護或未保護）與L-Phe·OMe 縮合在一起。除此之外的反應操作與化學合成法一樣。1979 年Isowa Y. 等用嗜熱菌蛋白酶（Thermolysinthermoase）成功地將L- 苯丙氨酸甲酯和N- 被護L- 天門冬氨酸合成α-阿斯巴甜前體，從此之后人們陸續開發出多種具有該功能的酶。木瓜蛋白酶在乙酸乙酯和水組成的兩相溶劑中催化N-芐氧羰基-L-天門冬氨酸-α-甲酯。內酞酶（Endepeptidase）可催化N- 苯甲酰基-L-天門冬氨酸-α- 甲酯與N- 苯丙氨酸甲酯反應，生成苯甲酰基-L-天門冬酰-L-苯丙氨酸甲酯。嗜熱脂肪芽胞桿菌（Bacillussteaarothermophilus）的中性蛋白酶在pH為6.4水溶液中將芐氧羰基-L-天門冬氨酸同苯丙氨酸甲酯鹽酸鹽反應生成N-芐氧羰基-L-天門冬酰-L-苯丙氨酸甲酯。

3.基因工程法

　　通過重組技術，前體化合物天門冬酰可以合成具有（L-天冬氨酸-L-苯丙氨酰）n 密碼的多聚體雙鏈DNA，在Hind Ⅲ限制性內切酶的切口處連接到pWT121 質粒上或用Eco RI 酶連接至pBGp120 質粒上，再轉入大腸桿菌K12 中，從寄主中獲得含有這一重復序列的大分子肽，提取后用胰凝蛋白酶或枯草桿菌蛋白酶切開得到Asp- Phe，再甲酯化合成α-APM。該方法目前還處于實驗階段。