背景及概述

60年代初，日本人率先發(fā)現(xiàn)了利用桔青霉提取的5’-磷酸二酯酶可以降解RNA生成5’-核苷酸，首先開始了核苷酸的工業(yè)化生產(chǎn)。如今，從核苷酸及其衍生物一直到核糖核酸、脫氧核糖核酸等物質(zhì)的生產(chǎn)，一個新興的產(chǎn)業(yè)：核酸產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。5’-單磷酸腺苷英文名：adenosine-5’-monophosphoric acid；adenoshle-5’-phosphoric acid；5’-AMP。分子式C10H14N5O7P，分子量347.2。性狀：白色結(jié)晶。熔點196～200℃(分解)。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。5’-單磷酸腺苷(簡稱腺苷酸，5’-AMP)在食品、醫(yī)藥和精細化工行業(yè)上有著廣泛的用途，尤其是在嬰兒食品(如奶粉)和醫(yī)藥領域的應用。

用途

在食品工業(yè)上的應用

人奶中含有大量的核苷酸，游離的和細胞內(nèi)的核苷酸占非蛋白氮的2％～3％。與其它動物的奶相比，人奶中的核苷酸含量相當高。對哺乳動物研究使用的水平為食物中添加0.25％。有研究表明母乳中核苷酸的組成模式為：CMP88 u mol／L、UMP38 u mol／L、AMP32 u mol／L、GMP3 u mol／L。人每日所需的嘌呤和嘧啶的量估計為500mg/天。Uauy(1994)計算表明，人奶喂養(yǎng)的嬰兒，所需的核苷酸大約有近1／3來自人奶，而代乳品喂養(yǎng)的嬰兒所需核苷酸的95％來自從頭合成。已有大量證據(jù)表明以牛奶為主的代乳品中的核苷酸不能滿足嬰兒的需要。

在飼料中的應用

一些研究表明，對于動物快速生長時期(乳豬、仔豬、雛雞等階段)或動物受到免疫挑戰(zhàn)時、肝損傷時，它們更依賴于外源核苷酸。而且，幼齡動物補充核苷酸能減少體內(nèi)耗能較高的內(nèi)源合成，有益于其健康和生長。NT(核苷酸組)對動物的作用效果如下：對胃腸道的積極作用；維持免疫正常功能；改善肝臟的生理狀態(tài)；最終達到促進生長、提高飼料利用率、提高屠體的質(zhì)量，從而提高經(jīng)濟效益。

5’-單磷酸腺苷作為醫(yī)藥原料

5’-AMP藥用價值

單磷酸腺苷系體內(nèi)的能量傳遞物質(zhì)，但比ATP穩(wěn)定，具有顯著的周圍血管擴張和降壓作用。臨床用于播散性硬化、卟啉癥、搔癢、肝病、靜脈曲張性潰瘍并發(fā)癥。以5’-單磷酸腺苷成分為主的復合滴眼劑可用于眼疲勞、中心視網(wǎng)膜炎及角膜翳和皰疹等角膜表層疾患。并可用于制造腺苷三磷酸(ATP)、環(huán)腺苷酸(cAMP)、輔酶A、輔酶I、阿糖腺苷等生化藥物。在循環(huán)系統(tǒng)藥物中，主要是腺苷的衍生物，并且腺苷及其衍生物能抑制因ADP所引起的血小板凝固，可以作為血液凝固藥物。

5’-AMP衍生物的藥用價值

環(huán)磷酸腺苷(cAMP)(別名3’，5’-環(huán)化腺苷酸；腺嘌呤核苷酸-3’，5’-環(huán)磷酸酯：環(huán)化腺苷酸；環(huán)磷腺甙)，它是ATP經(jīng)腺苷酸環(huán)化酶產(chǎn)生的。是細胞內(nèi)傳遞激素和遞質(zhì)作用的中介因子，因此被稱為“第二信使"。它對很多酶催化的反應具有調(diào)節(jié)作用，可調(diào)節(jié)與細胞內(nèi)貯藏的糖和脂肪反應的一系列酶的活性，對蛋白質(zhì)也有調(diào)節(jié)控制作用?？蓮V泛的參與細胞功能的調(diào)節(jié)，能舒張平滑肌、擴張血管、改善肝功能、促進神經(jīng)再生、抑制皮膚外層細胞分裂和轉(zhuǎn)化異常細胞的功能、促進呼吸鏈氧化酶的活性、改善心肌缺血等?？捎米鞯鞍准っ钢禄顒?。能調(diào)節(jié)細胞的多種功能活動，用于緩解心絞痛及急性心肌梗塞，亦用于牛皮癬。

5’-單磷酸腺苷生產(chǎn)研究現(xiàn)狀

酶解法是以RNA為底物酶解，然后混合物經(jīng)離子交換樹脂分離純化得到四種核苷酸的純品，該方法是歷史最長、技術最成熟的生產(chǎn)5’-核苷酸的方法。雖然酶解法生產(chǎn)四種核苷酸有很多優(yōu)點，但是分離方面也存在很多缺點和難點，國外從核苷酸混合液中大規(guī)模分離四種核苷酸的情況基本未報道；國內(nèi)對于核苷酸的分離研究結(jié)果也一直未能提出徹底的解決收率和純度較低，成本較高，效率較低問題的方案。傳統(tǒng)的5’-AMP結(jié)晶工藝是將經(jīng)過酶解、離子交換后的AMP洗脫液真空濃縮，調(diào)節(jié)PH值，加乙醇生成5’-AMP的酸型結(jié)晶。這種方法對設備的要求相對較低，但由于溶析結(jié)晶中難以控制成核誘導期，所以通常會形成具有高過飽和度的5’-AMP過飽和溶液，導致所得到的結(jié)晶產(chǎn)品往往是粉末狀沉淀而不是顆粒較大晶體，不能滿足需求。

以次黃嘌呤為原料，經(jīng)氯代、縮合、氨解、磷酸化反應制備得到5’-單磷酸腺苷，獲得了較好的收率[1]。5’-單磷酸腺苷合成反應式如下圖：

圖1 5’-單磷酸腺苷合成反應式圖

實驗操作：

腺苷(Ⅳ)的合成

在5L高壓釜中加入化合物(Ⅲ)，500mL飽和NH3／CH3OH溶液，加入攪拌并升壓至2.5MPa，保持6h后停止反應，出料，回收溶劑，得腺苷粗品，用(乙醇)=50％水溶液結(jié)晶一次，得腺苷(Ⅳ)。

5’-單磷酸腺苷的合成

在3L反應瓶中加入化合物(Ⅳ)，200mL水，1800mL磷酸三乙酯，攪拌溶解后，降溫至-10℃左右，往反應液中滴加三氯氧磷，控制溫度在-5～0℃，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌8h，將反應液傾入到大量冰水中，靜置分層，磷酸三乙酯層用減壓濃縮蒸出水分，立即有大量固體析出。粗品用(乙醇)=85％水溶液溶解后，用活性炭脫色，冷卻結(jié)晶，得5’-單磷酸腺苷。

參考文獻

[1] Chemical and Pharmaceutical Bulletin, , vol. 30, # 8 p. 2926 - 2934