技术背景
L-别苏氨酸，中文别名为(2S,3S)-2-氨基-3-羟基丁酸，其物理性状为棕色固体，熔点272℃（分解），比旋光度+9°（C=2，水溶液），折射率10（水溶液）。L-别苏氨酸在大肠杆菌K12（MG1655菌株）和酿酒酵母中作为代谢物存在，具有两性离子互变异构性质，L-别苏氨酸分子结构含两个立体中心，拓扑分子极性表面积83.6Ų，氢键供体3个，氢键受体4个。大鼠腹腔LD50值为5242mg/kg，需避免直接接触皮肤和眼睛，储存时要求密封置于温室。L-别苏氨酸主要用于生化研究领域。
L-别苏氨酸的制备
L-别苏氨酸的制备较为繁琐。可参考张虎波、范士明、杨毅华以及刘守信在其研究论文《别苏氨酸的合成与酶拆分方法的研究》中所采用的方法[1]。其合成L-别苏氨酸的方法步骤主要包括D(或L)-苏氨酸α-C消旋化、N-乙酰基-别苏氨酸和 N-乙酰基-苏氨酸的制备以及光学纯D(或L)别-苏氨酸的制备三个步骤。D(或L)-苏氨酸α-C消旋化可参考具体原文献，这里不再赘述。N-乙酰基-别苏氨酸和 N-乙酰基-苏氨酸的制备方法为：将0.7:1的D-别苏氨酸和L-苏氨酸混合物5.96g(50mmol)溶于250mL醋酸钠缓冲溶液(0.8mol/L)中，冷却至0℃。滴加15mL醋酸酐，室温反应12h。减压浓缩至10mL，调pH值至1.0，析出白色固体，过滤，2-3mL的1M盐酸洗涤滤饼，真空干燥，得白色固体N-乙酰基-D-别苏氨酸和N-乙酰基-L-苏氨酸混合物7.5g，收率93.4%。按照相同的条件，可得N-乙酰基-D-苏氨酸和N-乙酰基-L-别苏氨酸7.3g，收率90.7%。光学纯D(或L)别-苏氨酸的制备方法为：将N-乙酰基-L-苏氨酸和N-乙酰基-D-别苏氨酸混合物0.8g(5mmol)溶于25mL蒸馏水。37℃加入0.01g六水合氯化钴，并用1M氢氧化钠溶液调pH至7.5。加入20mgD-氨基酰化酶，磁力搅拌，反应12小时。期间调节pH维持在7.5。减压浓缩至5mL，用4M盐酸调pH至1.0，析出白色固体，过滤，用1-2mL4M的盐酸洗涤滤饼，得N-乙酰基-L-苏氨酸。用三乙胺调滤液pH至6.0，减压浓缩至5mL，冷却，析出固体，过滤，用5mL95%乙醇洗涤，真空干燥，得浅黄色固体D-别苏氨酸0.22g，收率89.8%。未反应的N-乙酰基-L-苏氨酸用 3N的盐酸回流4小时，减压浓缩至5mL，用三乙胺调pH至6.0，有白色固体析出，过滤，用5mL95%乙醇洗涤，干燥，得L-苏氨酸0.32g，收率91.4%。回收的L-苏氨酸可重复使用。同样的，将D-苏氨酸/L-别苏氨酸溶于水，用L-氨基酰化酶拆分，可得棕色固体L-别苏氨酸0.23g，收率为93.8%。未反应的N-乙酰基-D-苏氨酸用盐酸水解乙酰基，可得D-苏氨酸0.31g，收率88.6%。回收的D-苏氨酸可重复使用。
参考文献
[1] 张虎波, 范士明, 杨毅华, 刘守信. 别苏氨酸的合成与酶拆分方法的研究. 化学研究与应用[J]. 2014, 26(2): 1940-1943.