合成双甘氨肽的方法及其部分性质研究

摘要：双甘氨肽是一种生化试剂，在生物研究及医药上用作血液保存和蛋白质药物细胞色素C水针剂的稳定剂，可用来测定双甘氨肽二肽酶的底物，及合成多肽。目前对于双甘氨肽的合成方法并不多,通过查阅文献专利，我们找到了一种可用于工业生产的合成工艺。并且对其与Ni2+互相作用进行了研究。
关键词：双甘氨肽，556-50-3，合成方法，研究

前言

双甘氨肽(L-Glycylglycine)，又名N-甘氨酰甘氨酸、一缩二氨基乙酸、甘氨酰甘氨酸或甘胜，结构式：分子式：C4H8N2O3，CAS号：556-50-3。双甘氨肽为白色叶状结晶，熔点为260～262℃(分解)。25℃时水中溶解度为13.4g/100mL，易溶于热水，难溶于醇，不溶于醚。

一种双甘氨肽的合成方法

1、中间体2，5-哌嗪二酮的制备。

将30mL甘油加人100mL装有回流冷凝器的烧瓶中，在搅拌下加入研细的甘氨酸12g，于175～180℃搅拌50min。冷却至室温，加人12mL蒸馏水，放人冰箱中过夜。抽滤，用50％乙醇洗涤，得粗品2，5-哌嗪二酮。用水重结晶即得纯品。

2、生成双甘氨肽。

在250mL圆底烧瓶中，加人50mL 1mol/L的氢氧化钠溶液，在搅拌下加人5g2，5-哌嗪二酮，室温搅拌到2，5-哌嗪二酮全部溶解，然后加入2mol/L盐酸25mL，调节pH为6.0，减压浓缩至20mL左右，加人30mL 95％乙醇，在冰箱中放置过夜，抽滤，用70％的乙醇洗涤，直到洗涤液中无氯离子为止，得甘氨酰甘氨酸。
本发明所采用的方法简便易行，且产率较高。通过利用甘油是一种高沸点(沸点为290℃)溶剂，能与水分子形成很强的氢键，故具有强烈的吸水性。利用这一性质，甘氨酸在甘油中于175～180℃很容易脱水环合，生成相应的中间产物2，5-哌嗪二酮，进而有效的保护了甘氨酸的氮端。本发明所需的材料试剂价廉且易得，并且工艺路线短，收率高，而且不易污染环境，适合于工业化生产。

Ni2＋与双甘氨肽相互作用的理论研究

双甘氨肽在气态中以中性形式存在, 两性离子在气态中不稳定. 但是, 两性离子能在金属离子作用下稳定存在. 因此, 我们也考虑了双甘氨肽两性离子与金属离子的作用. 对于两性离子, 在已有的类似工作中, 只有2CO－与金属离子的作用已被研究。经优化得到的单重态、三重态和五重态的结构都极为相似, 在I和II中Ni2＋离子都分别与双甘氨肽分子中的两个氧原子(一个是羧基氧原子, 一个为羰基氧原子)和一个末端氮原子(α-氨基氮原子)相连. 比较I和II可知, II是来源于I中的OH 基绕C—O键旋转180°所至. 因此氢键的强度可以通过对它们能量比较而得出.III和IV都是Ni2＋离子分别与双甘氨肽分子中羰基氧原子和NH2上N原子相互作用形成的, 其不同点也主要在于氢键位置: III 中的氢键是由NH基上的H与COOH基上的O形成, 而IV中的氢键是COOH中的O和H作用形成.V和VI是Ni2＋离子分别与双甘氨肽分子中的两个氧原子一个是羧基氧原子, 一个是羰基氧原子)和一个肽键中的 N (NH 基中的 N)原子相连. 其中VI来源于V的COOH基中的OH基绕C—O键旋转180°而成, 其最大的不同点在于 V 中存在氢键而 VI 中不存在氢键.另外, VI 的三重态结构中的 Ni—N 键已断裂, 这与单重态和五重态明显不同. VII 和 VIII 中的双甘氨肽是两性离子, 同时金属离子作用于羧酸基团, 氢键存在于双甘氨肽分子中的3NH＋上的氢原子和羰基上的氧原子,VII 和 VIII 互为顺反异构体。