N-乙酰-D-苯丙氨酸是一种重要的氨基酸衍生物，其应用领域涵盖了从合成到催化剂开发等多个方面。本文将探讨这一化合物的主要应用及其在相关领域中的重要性。
简介：
N-乙酰-D-苯丙氨酸，英文名称：N-acetyl-D-phenylalanine，CAS：10172-89-1，分子式：C11H13NO3。N-乙酰-D-苯丙氨酸是一种由 D-苯丙氨酸衍生的合成氨基酸。其独特的结构，具有两个苯基，是通过 Friedel-Crafts 反应实现的。这种合成化合物是肽和蛋白质合成的重要构建块。有趣的是，N-乙酰-D-苯丙氨酸表现出一种有趣的特性：它能够与水分子相互作用，形成超分子复合物。这些复合物可以被固定并用作各种化学反应的催化剂。这些催化过程的效率受碳源和底物浓度等因素的影响，凸显了 N-乙酰-D-苯丙氨酸的分子结构和催化活性之间的复杂关系。
N-乙酰-d-苯丙氨酸用途
（1）合成中的关键作用
多项研究表明，N-乙酰-D-苯丙氨酸是制备D-苯丙氨酸的重要中间体。何丹等人根据氨基酰化酶能立体专一水解L-氨基酰化物的特点，利用米曲霉氨基酰化酶对消旋苯丙氨酸进行了拆分。在米曲霉氨基酰化酶选择性的作用于底物N-乙酰-L-苯丙氨酸，得到L-苯丙氨酸后，通过732阳离子树脂和结晶法分别将L-苯丙氨酸和N-乙酰-D-苯丙氨酸分离，N-乙酰-D-苯丙氨酸通过酸水解脱去乙酰基得到D-苯丙氨酸，拆分得到光学纯度为98％的L-苯丙氨酸(收率84.8％)和光学纯度为92.3％的D-苯丙氨酸(收率89.5％)。
（2）拆分剂作用
在拆分剂的研究中，N-乙酰-D-苯丙氨酸作为拆分剂在分离四氢罂粟碱外消旋体中表现出优良的效果。通过结晶方法，N-乙酰-D-苯丙氨酸的使用可以有效提高R型四氢罂粟碱的含量，表明其在立体选择性分离中的潜力。这为拆分剂的选择提供了新的思路，特别是在复杂化合物的手性拆分中具有实际应用意义。
王保成等人以四氢罂粟碱外消旋体为原料,N-乙酰-L-亮氨酸、D-2-(2,4-二氯苯氧基)丙酸、N-乙酰-D-苯丙氨酸,N-乙酰-D-亮氨酸为拆分剂,通过结晶方法,拆分制备R-四氢罂粟碱,R型含量大于98%。
（3）制备光学活性聚酰亚胺
Petr Sysel等人报道的两种类型的线性聚酰亚胺基于 4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐和 1,2-二氨基环己烷对映体或 4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐和 2,2'-二氨基-1,1'-联萘对映异构体。由 4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐和 4,4',4"-三氨基三苯甲烷制备胺封端超支化聚 (酰胺酸-酰亚胺)，并用手性选择剂N-乙酰基-修饰其端基。D-苯丙氨酸或N-乙酰基-L-苯丙氨酸。这些聚合物在高性能材料领域有广泛应用，特别是在电子和材料科学中，光学活性聚合物能够提供优良的电气和机械性能。
（4）肽和蛋白质合成
N-乙酰-D-苯丙氨酸可以作为构建块，用于合成具有特定功能的肽和蛋白质。这为蛋白质工程和药物设计提供了新的工具。
（5）氨酰酶催化性能研究
在氨酰酶的催化性能研究中，N-乙酰-D-苯丙氨酸作为底物之一，展现了显著的立体特异性。这为酶的底物特异性研究和酶催化反应的优化提供了重要数据。
A A Hambardzumyan等人底物特异性的研究表明，亚美红球菌AM6.1菌株的D-氨酰基酶对N-乙酰基氨基酸的D-立体异构体表现出绝对的立体特异性。该酶与N-乙酰基-D-甲硫氨酸以及芳香族和疏水性N-乙酰基氨基酸反应最活跃，与碱性底物的相互作用较弱。它实际上不与酸性和亲水性的N-乙酰基氨基酸反应。A A Hambardzumyan等人用N-乙酰基-D-亮氨酸显示对D-氨酰基酶的底物抑制（Ks = 35.5±28。3 mM）和N-乙酰基-DL-酪氨酸（K s = 15.8±4.5 mM）。观察到产物乙酸对酶的竞争性抑制（K i = 104.7±21.7 mM，K m = 2.5±0.5 mM，V max = 25.1±1.5 U / mg）
（6）EGFR-TKI耐药性研究
表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI）获得性耐药仍然是表皮生长因子受体（EGFR）突变在肺腺癌临床治疗中的主要障碍。Na Li等人采用基于液相色谱-质谱 (LCsingle bondMS) 的代谢组学分析了 EGFR-TKI 未治疗组 (n=30) 和 EGFR-TKI 耐药组 (n=18) 的 PE。多元统计分析显示两组之间存在显著差异。共鉴定出34种在PE中存在显著差异的代谢物，其中N-乙酰-d-苯丙氨酸的含量低于EGFR-TKI未治疗组。此外，3-羟基苯乙酸和N-乙酰-d-苯丙氨酸在受试者工作特征分析中显示出最高的AUC值，分别为0.934和0.929。通过LC单键MS代谢组学，研究确定了PE中的潜在生物标志物，区分EGFR-TKI耐药患者和未治疗患者，以及获得性EGFR-TKI耐药的潜在机制；从而为获得性EGFR-TKI耐药提供了新的见解。
（7）神经学应用
Kenneth Blum等人提出将 D-苯丙氨酸和 N-乙酰-L-半胱氨酸 (NAC)（两种从未一起使用过的物质）结合起来，是治疗奖赏缺陷综合症 (RDS) 的重要进步。解释这一前提的一种方法是回顾(KB) 和 Gerald Kozlowski (Blum & Kozlowski 1989) 共同开发的大脑奖励级联 (BRC)。BRC 强调了所提出的 D-苯丙氨酸和 NAC 组合的作用机制:
在神经学研究中，N-乙酰-D-苯丙氨酸与其他化合物如N-乙酰-L-半胱氨酸的结合被提出用于治疗奖赏缺陷综合症（RDS）。这种组合可能通过促进多巴胺释放和稳定大脑奖赏回路中的多巴胺水平，从而对治疗相关疾病产生积极影响。
（8）催化剂开发
N-乙酰-D-苯丙氨酸可以自组装形成具有催化活性的超分子复合物。这些催化剂在有机合成中具有潜在的应用价值。
N-乙酰-D-苯丙氨酸潜在的健康益处
虽然目前关于N-乙酰-D-苯丙氨酸的直接健康益处的研究相对较少，但基于其结构相似性以及L-异构体的已知特性，我们可以进行一些推测和探索：
N-乙酰-D-苯丙氨酸作为D-苯丙氨酸的衍生物，可能在某些生理过程中发挥独特的作用。然而，我们必须谨慎对待，因为D-氨基酸在生物体内的代谢和功能往往与L-氨基酸不同。值得注意的是，L-异构体N-乙酰-L-苯丙氨酸已被鉴定为一种潜在的尿毒症毒素。 这意味着，如果肾脏功能受损，过量的N-乙酰-L-苯丙氨酸可能导致一系列健康问题，包括心血管疾病和神经功能障碍。因此，我们有理由推测，D-异构体也可能具有一定的毒性，尤其是当其在体内积累到较高浓度时。
此外，N-乙酰-L-苯丙氨酸在苯丙酮尿症患者的尿液中大量存在。 这种遗传性疾病导致苯丙氨酸代谢异常，可能与N-乙酰-L-苯丙氨酸的积累有关。这提示我们，N-乙酰-D-苯丙氨酸的代谢可能也与某些遗传性疾病或代谢紊乱有关。N-乙酰-D-苯丙氨酸的衍生物，如阿伐兰碱，已被批准用作抗抑郁药。 这表明，D-异构体可能具有一些独特的药理学性质。然而，阿伐兰碱是DL-混合物，其药理作用可能与纯的D-异构体不同。
结论
N-乙酰-D-苯丙氨酸在多个领域中展现了广泛的应用潜力。从合成中间体、拆分剂到催化剂开发，其多样化的应用不仅推动了科学研究的进步，也促进了实际生产中的应用。未来，随着研究的深入，N-乙酰-D-苯丙氨酸的应用领域可能会进一步扩展，为各个领域带来更多创新和发展。
参考：
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