引言：
合成L-硫代脯氨酸通常涉及一系列精确的化学步骤和反应条件。这些步骤包括使用甲醛和适当的氨基酸前体，在特定的温度和pH条件下进行反应。
简介：
L-硫代脯氨酸，又称L-噻唑烷-4-羧酸，分子式C4H7NO2S，分子量为133.17。L-硫代脯氨酸于1937年有S.Ratner，H.T.Clarke首次合成，不溶于醇，微溶于冷水，易溶于热水、酸、碱。硫代脯氨酸作为一种脯氨酸类似物，被证实具有抗衰老、保肝剂及解毒剂、抗肿瘤等作用，广泛用于食品添加剂及有机中间体的合成。它是合成匹多莫德的重要中间体。匹多莫德（PIDOTIMOD）是一种免疫调节剂，适用于免疫功能低下的患者，可预防急性感染、缩短疾病持续时间，并减轻疾病的严重程度，对非特异性和特异性免疫反应均有促进作用。
L-硫代脯氨酸的结构如下图所示：
合成：
利用生物酶法与化学法联合制备L-硫代脯氨酸，以L-丝氨酸为反应底物进行酶促反应，直接利用含L-半胱氨酸的酶促反应液直接制备L-硫代脯氨酸，无需使用L-半胱氨酸作为起始原料，省去了L-半胱氨酸制备提取复杂处理步骤，提高了产物收率，同时无需额外添加吡啶、碳酸钠或无机盐作为催化剂，便能实现较高的转化率，节约了生产成本。具体实验步骤如下：
（1）L-半胱氨酸酶促反应液的制备
将含有色氨酸合成酶基因工程大肠杆菌湿菌体（135g）加入到含90g/L L-丝氨酸的1000ml溶液中，接着依次加入0.8g磷酸吡哆醛和135g 40% NaHS。反应条件维持在pH8.0、37℃下进行酶促反应12小时。反应结束后，通过陶瓷膜过滤去除湿菌体，收集滤液，并利用高效液相色谱仪检测滤液中的氨基酸浓度，进行与标准对照物的比较，并采用外标法计算其浓度。结果表明，滤液中L-丝氨酸、L-半胱氨酸、L-胱氨酸浓度分别为1.84g/L、98.6g/L、1.95g/L。L-丝氨酸酶促转化率为97.6％。
（2）L-硫代脯氨酸的制备
取得到的滤液500ml后，调节其pH至1.0，并加入35g 37％甲醛。在30℃条件下搅拌反应3小时，得到L-硫代脯氨酸溶液，并测定产物浓度。结果显示，产物溶液中L-丝氨酸、L-硫代脯氨酸、L-半胱氨酸、L-胱氨酸的浓度分别为1.76g/L、105.6g/L、1.65g/L、3.24g/L，L-硫代脯氨酸的转化率为97.5%。
（3）L-硫代脯氨酸的提取纯化
将（2）所得L-硫代脯氨酸溶液泵送过阳离子交换柱(732钠型阳离子交换树脂)吸附，溶液中氨基酸几乎定量结合在树脂上，用1000ml水洗涤阳离子交换柱，再用800ml0.8N的HCl洗脱结合在树脂上的L-硫代脯氨酸，在此条件下，吸附在树脂上的L-胱氨酸极少被洗脱，收集洗脱液。将洗脱液调节pH至L-硫代脯氨酸等电点4.6，浓缩、过滤得到L-硫代脯氨酸粗品。将L-硫代脯氨酸粗品用乙醇溶液重结晶，得到目标产物，烘干，称量并检测产物成分。结果表明，L-硫代脯氨酸质量为45.6g，L-硫代脯氨酸的收率为84.2％，L-硫代脯氨酸HPLC纯度99.4％。
参考：
[1] 崔欣,李妙斯,陈敏,等. L-硫代脯氨酸膜对脯氨酸手性识别的电化学研究[C]. //第十届全国化学传感器学术会议论文集. 2008:168-169.
[2] 湖北远大生物技术有限公司. 一种制备L-硫代脯氨酸的方法. 2024-04-30.
[3] 王敦盖. L-脯氨酸促进铜催化硫代磷（膦）酸酯的合成方法研究[D]. 上海应用技术大学,2018.
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