合成雙甘氨肽的方法及其部分性質研究

摘要：雙甘氨肽是一種生化試劑，在生物研究及醫藥上用作血液保存和蛋白質藥物細胞色素C水針劑的穩定劑，可用來測定雙甘氨肽二肽酶的底物，及合成多肽。目前對于雙甘氨肽的合成方法并不多,通過查閱文獻專利，我們找到了一種可用于工業生產的合成工藝。并且對其與Ni2+互相作用進行了研究。
關鍵詞：雙甘氨肽，556-50-3，合成方法，研究
 
前言
 
雙甘氨肽(L-Glycylglycine)，又名N-甘氨酰甘氨酸、一縮二氨基乙酸、甘氨酰甘氨酸或甘勝，結構式：分子式：C4H8N2O3，CAS號：556-50-3。雙甘氨肽為白色葉狀結晶，熔點為260～262℃(分解)。25℃時水中溶解度為13.4g/100mL，易溶于熱水，難溶于醇，不溶于醚。
 
一種雙甘氨肽的合成方法
 
 1、中間體2，5-哌嗪二酮的制備。
 
將30mL甘油加人100mL裝有回流冷凝器的燒瓶中，在攪拌下加入研細的甘氨酸12g，于175～180℃攪拌50min。冷卻至室溫，加人12mL蒸餾水，放人冰箱中過夜。抽濾，用50％乙醇洗滌，得粗品2，5-哌嗪二酮。用水重結晶即得純品。
 
 2、生成雙甘氨肽。
 
在250mL圓底燒瓶中，加人50mL 1mol/L的氫氧化鈉溶液，在攪拌下加人5g2，5-哌嗪二酮，室溫攪拌到2，5-哌嗪二酮全部溶解，然后加入2mol/L鹽酸25mL，調節pH為6.0，減壓濃縮至20mL左右，加人30mL 95％乙醇，在冰箱中放置過夜，抽濾，用70％的乙醇洗滌，直到洗滌液中無氯離子為止，得甘氨酰甘氨酸。
本發明所采用的方法簡便易行，且產率較高。通過利用甘油是一種高沸點(沸點為290℃)溶劑，能與水分子形成很強的氫鍵，故具有強烈的吸水性。利用這一性質，甘氨酸在甘油中于175～180℃很容易脫水環合，生成相應的中間產物2，5-哌嗪二酮，進而有效的保護了甘氨酸的氮端。本發明所需的材料試劑價廉且易得，并且工藝路線短，收率高，而且不易污染環境，適合于工業化生產。
 
Ni2＋與雙甘氨肽相互作用的理論研究
 
       雙甘氨肽在氣態中以中性形式存在, 兩性離子在氣態中不穩定. 但是, 兩性離子能在金屬離子作用下穩定存在. 因此, 我們也考慮了雙甘氨肽兩性離子與金屬離子的作用. 對于兩性離子, 在已有的類似工作中, 只有2CO－與金屬離子的作用已被研究。經優化得到的單重態、三重態和五重態的結構都極為相似, 在I和II中Ni2＋離子都分別與雙甘氨肽分子中的兩個氧原子(一個是羧基氧原子, 一個為羰基氧原子)和一個末端氮原子(α-氨基氮原子)相連. 比較I和II可知, II是來源于I中的OH 基繞C—O鍵旋轉180°所至. 因此氫鍵的強度可以通過對它們能量比較而得出.III和IV都是Ni2＋離子分別與雙甘氨肽分子中羰基氧原子和NH2上N原子相互作用形成的, 其不同點也主要在于氫鍵位置: III 中的氫鍵是由NH基上的H與COOH基上的O形成, 而IV中的氫鍵是COOH中的O和H作用形成.V和VI是Ni2＋離子分別與雙甘氨肽分子中的兩個氧原子一個是羧基氧原子, 一個是羰基氧原子)和一個肽鍵中的 N (NH 基中的 N)原子相連. 其中VI來源于V的COOH基中的OH基繞C—O鍵旋轉180°而成, 其最大的不同點在于 V 中存在氫鍵而 VI 中不存在氫鍵.另外, VI 的三重態結構中的 Ni—N 鍵已斷裂, 這與單重態和五重態明顯不同. VII 和 VIII 中的雙甘氨肽是兩性離子, 同時金屬離子作用于羧酸基團, 氫鍵存在于雙甘氨肽分子中的3NH＋上的氫原子和羰基上的氧原子,VII 和 VIII 互為順反異構體。