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昆布氨酸是海藻昆布中一种广泛存在的天然活性物质-非蛋白质氨基酸。其作为一种副作用小、降压疗效好的降压药物,拥有极为广阔的市场和研究应用前景。由于海藻昆布中的昆布氨酸含量微少,且目前分离纯化工艺尚不成熟,因此无法实现工业化生产以满足广大的市场需求。针对此问题,本课题以化学合成法为基础,探究完整高效的昆布氨酸生产工艺,为产业化奠定基础。研究内容如下:1.昆布氨酸合成工艺的优化:首先,以赖氨酸为底物,镍离子与赖氨酸的α-NH2相连生成赖氨酸镍。利用响应面优化赖氨酸镍的合成方法,研究确定了最佳赖氨酸镍合成条件:反应液的pH=10.15,温度47℃,反应4.2h。利用原子吸收分光光度计建立标准曲线,计算赖氨酸镍产率为89.23%,络合比(Ni2+:赖氨酸)为2。产率相对于未优化的合成路线提高了约10%。红外谱图结果证明Ni2+与赖氨酸的C=O键和N键相连。其次,将赖氨酸镍与碳酸二甲酯(DMC)发生甲基化反应生成昆布氨酸。硅胶柱分离纯化,利用核磁共振(NMR)、质谱(MS)、紫外及高效液相等手段分析,NMR及MS的数据确认合成的甲基化化合物为昆布氨酸。2.昆布氨酸合成后处理工艺的探究:选用D001x7型号的离子交换树脂分离纯化昆布氨酸,利用响应面法优化吸附条件,邻苯二甲醛(OPA)柱前衍生,HPLC定量分析计算树脂吸附量。最终确定采用动静态结合的方式吸附昆布氨酸粗品水溶液:在30℃条件下恒温震荡40min,之后转移至层析柱中,恒定流速0.7ml/min。解吸:pH6.6柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液→p H7.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液→pH10.0氨水-氯化铵缓冲液顺序洗脱。利用核磁共振(NMR)、液质联用(LC-MS)和熔点测定仪分析,确认分离纯化得到的化合物为昆布氨酸。通过计算可知,该纯化工艺将分离产率至64%,相比硅胶柱的分离产率约提高14%。3.昆布氨酸纯品的降压活性的评价:选用自发性高血压大鼠,随机分组试验探索不同剂量、作用周期及给药时间对血压的影响。试验表明不论剂量大小,昆布氨酸均表现出降压活性。其中高剂量(4.0mg/(kg·d))给药时降压疗效最明显,单次给药实验表明在给药后0.5h内昆布氨酸可以起到立即降压的作用。随着用药周期延长,降压效果愈加显著。本研究显著改善了昆布氨酸的合成工艺,所用原子吸收分光光度法使赖氨酸镍产率的计算更为准确。本课题中新建立的粗品预处理方法-水提醇沉法结合钠型的D001 7型强酸性阳离子交换树脂,获得了分离产率更高的昆布氨酸。建立的邻苯二甲醛(OPA)柱前衍生法为昆布氨酸的研究提供了特异的分析方法。大鼠的降压试验研究证明了纯品昆布氨酸的降压功效,排除了杂质的影响。综上,本研究建立了完整高效的昆布氨酸生产工艺,这为昆布氨酸生产工艺研究提供了思路,为昆布氨酸的临床研究提供了依据,这都对昆布氨酸的产业化具有重要意义。