簡(jiǎn)介
L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽(1:1)(英文名: L-arginine alpha-ketoglutarate，AAKG，化學(xué)名：(S)-2-氨基-5-胍基戊酸2-氧代戊二酸鹽；化學(xué)式 C11H20N4O7；分子量：320.3)是L-精氨酸與 α-酮戊二酸以1:1比例絡(luò)合形成的氨基酸鹽。L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽常用于保健藥物和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練補(bǔ)充劑。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，補(bǔ)充L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽有助于減輕關(guān)節(jié)鏡下肩袖修補(bǔ)手術(shù)后3個(gè)月的肩關(guān)節(jié)疼痛，并對(duì)術(shù)后恢復(fù)速度和修復(fù)的完整性有所改善，減少?gòu)?fù)發(fā)的可能，并縮短完全康復(fù)所需的時(shí)間。L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽也被用作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)充劑，研究表明，補(bǔ)充L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽可以提高上下半身阻力運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉的力量和耐力。一些研究表明，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，補(bǔ)充L-精氨酸-α- 酮戊二酸鹽可以增加肌肉峰值扭矩、總功和無(wú)氧動(dòng)力，且不影響有氧能力。此外，在L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽補(bǔ)充的同時(shí)和肌酸聯(lián)用可以明顯改善上半身肌肉的耐力以及高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。
生產(chǎn)工藝
L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽主要的生產(chǎn)工藝有三種，分別是混合法，凍干結(jié)晶法和反溶劑結(jié)晶法?；旌戏ㄊ侵苯訉-精氨酸和 α-酮戊二酸固體按照一定比例混合。由于僅進(jìn)行簡(jiǎn)單地混合并未成鹽，這種方法產(chǎn)品質(zhì)量不高。凍干結(jié)晶法需將一定摩爾濃度的L-精氨酸和α-酮戊二酸溶液進(jìn)行配比后混合均勻，再冷凍干燥結(jié)晶。這種方法需提供長(zhǎng)時(shí)間低溫環(huán)境，能耗較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品僅適用于相關(guān)注射類藥物的生產(chǎn)。反溶劑結(jié)晶法是將L-精氨酸和α-酮戊二酸按照一定配比配置混合溶液，在溶液中反應(yīng)后，對(duì)溶液加入反溶劑的同時(shí)調(diào)整體系參數(shù)來(lái)從溶液中直接析出產(chǎn)品。該方法能獲得穩(wěn)定的晶體，生產(chǎn)過程中能耗低，純度高，質(zhì)量較好。國(guó)內(nèi)已有對(duì)L-精氨酸和-α-酮戊二酸合成工藝的研發(fā)報(bào)道,其中以使用凍干結(jié)晶法和反溶劑結(jié)晶法較為常見[1]。
溶解行為[1]
L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在4種極性質(zhì)子溶劑體系和6種極性非質(zhì)子溶劑體系中的摩爾分?jǐn)?shù)溶解度散點(diǎn)圖如圖所示。從圖中可以看出，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在所研究的10種純?nèi)軇w系中的摩爾分?jǐn)?shù)溶解度均隨溫度的上升呈單調(diào)遞增趨勢(shì)。溶解度順序大致為：水>甲醇>異丙醇>二氯甲烷>1,4-二氧六環(huán)>乙醇>2-丁酮≈乙酸乙酯>乙腈≈丙酮。數(shù)據(jù)表明，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在323.15K 下的純水體系中表現(xiàn)出了最大的溶解度，為46.68×10-3，而最小溶解度值存在于283.15K下的丙酮體系，為9.122×10-6。值得注意的是，通過觀察可知，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在極性非質(zhì)子溶劑體系中的溶解度曲線，有兩組數(shù)據(jù)出現(xiàn)了交叉的現(xiàn)象，分別是2-丁酮 體系和乙酸乙酯體系、丙酮體系和乙腈體系。而在4種極性質(zhì)子溶劑的曲線圖中并未觀察到該現(xiàn)象。這可能是因?yàn)長(zhǎng)-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在丙酮和乙腈體系內(nèi)的溶解度值對(duì)溫度的影響較為敏感。通過計(jì)算，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在丙酮體系和2-丁酮體系和純水體系中的最大溶解度值分別是最小值的5.47倍、4.25倍和4.17倍。
在體系內(nèi)水組分的摩爾分?jǐn)?shù)χ2固定時(shí)，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽在兩種混合溶劑體系的溶解度大小均和溫度呈現(xiàn)正相關(guān)。而溫度固定時(shí)，溶解度同樣隨著正溶劑即水組分占比的上升而增大。此外，水+乙醇溶劑體系中在水組分為0.000到0.400之間時(shí)，溶解度的增長(zhǎng)趨勢(shì)比較小，在水組分為0.500-1.000之間，L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽的溶解度呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)，并隨著溫度的增大變得更為明顯，而水+丙酮體系中則是在正溶劑組分為0.600-1.000區(qū)間才體現(xiàn)這個(gè)變化，兩體系中溶解度總體變化趨勢(shì)比較接近。這些現(xiàn)象可以說明，在L-精氨酸-α-酮戊二酸鹽的結(jié)晶工藝開發(fā)過程中，水是合適而優(yōu)秀的正溶劑選擇，而乙醇和丙酮都可以用作很好的反溶劑。
參考文獻(xiàn)
[1] 胡深. L-精氨酸及其衍生物的溶解行為與溶劑化效應(yīng)分析預(yù)測(cè)研究[D]. 長(zhǎng)春:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué),2023.