本發(fā)明涉及用于由通過(guò)厭氧發(fā)酵可發(fā)酵生物質(zhì)獲得的前體制備氨基酸的方法。

氨基酸是肽的組成化合物且因此是蛋白質(zhì)的組成化合物。它們用作特別是動(dòng)物飼料的添加劑(例如賴(lài)氨酸、甲硫氨酸或蘇氨酸)，用作人類(lèi)食品的增味劑(諸如谷氨酸、絲氨酸或天冬氨酸)，在醫(yī)療領(lǐng)域或者在化妝品領(lǐng)域用作特殊營(yíng)養(yǎng)品。還可涉及用于藥典、化妝品和工業(yè)化學(xué)領(lǐng)域的氨基酸的甘氨酸、丙氨酸、正纈氨酸和正亮氨酸。

通過(guò)化學(xué)合成或通過(guò)使用酶轉(zhuǎn)化來(lái)制備氨基酸是已知的。雖然此類(lèi)方法易于適應(yīng)并且允許制備參數(shù)的最佳控制，但其實(shí)施是復(fù)雜和昂貴的。

為了使制備成本最小化，存在例如經(jīng)由微生物路線獲取氨基酸的方法。氨基酸是在發(fā)酵方法期間由微生物產(chǎn)生的主要代謝物。雖然此類(lèi)方法使產(chǎn)生大量可直接被身體同化的氨基酸成為可能，但是該類(lèi)型的方法仍然只專(zhuān)注于一種類(lèi)型的氨基酸。

本發(fā)明更具體地講涉及通過(guò)提出用于制備氨基酸的方法，使其能夠制備各種類(lèi)型的氨基酸，特別是非蛋白質(zhì)生成的氨基酸，輕松地克服了這些缺點(diǎn)，并且擺脫了現(xiàn)有技術(shù)的已知制備方法相關(guān)的限制。

為此，本發(fā)明的一個(gè)主題是用于由通過(guò)厭氧發(fā)酵可發(fā)酵生物質(zhì)制備的揮發(fā)性脂肪酸(vfa)分子(稱(chēng)為前體)制備氨基酸的方法，其特征在于包括至少以下步驟：

-a)在不停止發(fā)酵的情況下通過(guò)提取手段提取揮發(fā)性脂肪酸(vfa)分子，該提取手段選自至少不溶于發(fā)酵培養(yǎng)基的手段，

-b)一旦提取了揮發(fā)性脂肪酸(vfa)分子，就在發(fā)酵反應(yīng)器外部收集該分子，

-c)通過(guò)鹵化一類(lèi)揮發(fā)性脂肪酸(vfa)來(lái)合成給定的α-鹵代酸，該揮發(fā)性脂肪酸選自步驟b)收集的揮發(fā)性脂肪酸并且根據(jù)所需類(lèi)型的氨基酸定義，

-d)從該α-鹵代酸合成定義的氨基酸。

因此，這樣的方法使通過(guò)微生物連續(xù)制備前體的相與在發(fā)酵外部進(jìn)行的合成相組合成為可能，其允許輕松控制各種參數(shù)，同時(shí)允許所制備的氨基酸類(lèi)型發(fā)生較大變化。

這樣的方法繼續(xù)使提供前體，即揮發(fā)性脂肪酸成為可能，同時(shí)保存了生物反應(yīng)器中存在的微生物的制備能力。

特別地，提取步驟a)和收集步驟b)不僅使提取和連續(xù)收集發(fā)酵反應(yīng)器中生成的揮發(fā)性脂肪酸分子成為可能，而且使保存負(fù)責(zé)所述制備的微生物成為可能。特別地，提取以及實(shí)際上收集在至少對(duì)所有微生物非致死的條件下，即在生物相容性提取和收集條件下進(jìn)行，因?yàn)樘崛”４媪宋⑸锏幕钚?，并且收集在發(fā)酵反應(yīng)器外部進(jìn)行。

這樣，代謝物累積在發(fā)酵反應(yīng)器中相關(guān)的問(wèn)題得到了解決，例如通過(guò)所制備的揮發(fā)性脂肪酸的累積酸化發(fā)酵培養(yǎng)基，這對(duì)微生物是有害的。在整個(gè)發(fā)酵循環(huán)中，微生物的量和活性維持在高水平，接近初始水平。

通過(guò)提供vfa的連續(xù)和正常制備，提供了各種前體的簡(jiǎn)易和快速可用來(lái)源。在作為本發(fā)明主題的方法中，該用途經(jīng)由步驟c)通過(guò)化學(xué)合成，因此在易于控制和修改的條件下進(jìn)行，這也為所合成的分子類(lèi)型提供了較大變化。特別地，在步驟c)期間，根據(jù)選擇進(jìn)行鹵化的vfa，獲得給定類(lèi)型的α-鹵代酸，從而然后獲得給定類(lèi)型的氨基酸。

這樣的方法使在厭氧發(fā)酵期間使用可發(fā)酵生物質(zhì)成為可能。術(shù)語(yǔ)“可發(fā)酵生物質(zhì)”在本文中代表有機(jī)底物，它是有利地由廢棄物獲得的非食品級(jí)副產(chǎn)物，以及由有機(jī)物質(zhì)即由生物質(zhì)形成、來(lái)源于人類(lèi)活動(dòng)，無(wú)論是馴養(yǎng)業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、農(nóng)工業(yè)，還是來(lái)源于畜牧業(yè)等等的副產(chǎn)品。可涉及的有機(jī)底物的非限制性例子包括肥料、馴養(yǎng)垃圾的可發(fā)酵部分、屠宰場(chǎng)副產(chǎn)品、來(lái)源于農(nóng)工業(yè)的纖維素或木質(zhì)纖維素類(lèi)殘留物，諸如來(lái)源于甘蔗(渣)、向日葵或大豆的轉(zhuǎn)化的那些纖維素或木質(zhì)纖維素類(lèi)殘留物。

術(shù)語(yǔ)“厭氧發(fā)酵”意指在厭氧條件下通過(guò)真核或原核微生物諸如細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)或酵母進(jìn)行的發(fā)酵。

根據(jù)本發(fā)明的有利但非必要方面，這樣的方法可包括一個(gè)或多個(gè)以下特征：

-在步驟c)期間，所用的鹵代化合物是二溴，

-在步驟c)期間，所用的鹵代化合物不是二溴，

-在步驟c)期間，乙酸酐相對(duì)于揮發(fā)性脂肪酸以大約12％的摩爾百分比使用，

-在步驟c)期間，使用待鹵化的揮發(fā)性脂肪酸(vfa)對(duì)應(yīng)的酸酐，

-在步驟c)期間，溴化反應(yīng)進(jìn)行的溫度為低于揮發(fā)性脂肪酸的沸點(diǎn)20℃至40℃，

-在步驟d)期間，合成通過(guò)與相對(duì)于反應(yīng)化學(xué)計(jì)量過(guò)量的氨的反應(yīng)進(jìn)行，

-在步驟d)期間，合成通過(guò)與胺的反應(yīng)進(jìn)行，

-在步驟d)期間，溫度在20℃和50℃之間，

-在步驟d)期間，合成至少一種定義為亞氨基二酸和/或次氮基三酸的副產(chǎn)物。

存在工業(yè)、化妝品、醫(yī)藥、食品或其他用途關(guān)注的許多類(lèi)型的氨基酸。可涉及的例子包括不形成蛋白質(zhì)的氨基酸，諸如高丙氨酸、正纈氨酸和正亮氨酸，它們是藥典平臺(tái)分子的合成所需的。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“氨基酸”表示包含伯胺、仲胺或叔胺官能團(tuán)中的至少一種的酸。

此外，通過(guò)本發(fā)明的方法，可以合成許多類(lèi)型的氨基酸，諸如但非排他性地，上文描述的、以正常和控制方式、由生物來(lái)源底物、通過(guò)生物制備與化學(xué)制備的組合來(lái)合成的那些氨基酸。

在閱讀本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案的描述時(shí)，將更清晰地理解本發(fā)明，更清晰地呈現(xiàn)本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，該實(shí)施方案以非限制性例子的方式給出。

現(xiàn)在結(jié)合多個(gè)實(shí)施方案描述方法的各種步驟，應(yīng)當(dāng)理解本身已知的步驟未詳細(xì)描述。

第一，所用的底物有利地是未處理的，即未經(jīng)歷任何物理化學(xué)或酶學(xué)預(yù)處理。該底物主要由可發(fā)酵生物質(zhì)構(gòu)成。作為另外的非限制性例子，可涉及農(nóng)業(yè)或植物類(lèi)廢棄物(稻草、蔗渣、玉米蒸餾殘留物、草、木材、牧草)、紙類(lèi)廢棄物(紙板、紙材)、農(nóng)業(yè)食品廢棄物、屠宰場(chǎng)廢棄物、馴養(yǎng)垃圾的可發(fā)酵部分、畜牧業(yè)流出物(肥料、漿液、糞便)、藻類(lèi)、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢棄物、林業(yè)活動(dòng)廢棄物或來(lái)自化妝品行業(yè)的可發(fā)酵副產(chǎn)品。某些底物包含有機(jī)分子，諸如有機(jī)酸，其對(duì)發(fā)酵方法的影響很小或無(wú)影響。在另一個(gè)方面，這些分子可見(jiàn)于發(fā)酵培養(yǎng)基，并且可參與例如定義的最終有機(jī)分子的制備。

作為提示和以已知方式，將底物引入發(fā)酵反應(yīng)器，這本身是已知的并且設(shè)計(jì)成所需的制備的大小，無(wú)論是該制備以實(shí)驗(yàn)室規(guī)模進(jìn)行測(cè)試，還是就制備而言以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行。換句話講，發(fā)酵反應(yīng)器或生物反應(yīng)器根據(jù)需要具有幾升至幾百立方米范圍內(nèi)的體積。

微生物有利地最初以足以開(kāi)始發(fā)酵的量引入發(fā)酵反應(yīng)器。微生物有利地以菌群接種。術(shù)語(yǔ)“菌群”代表真核和原核微生物的混合物或摻和物，無(wú)論它們是細(xì)菌、酵母、真菌還是藻類(lèi)。這些各種微生物基本上來(lái)源于自然生態(tài)系統(tǒng)，有利地但不排他性地來(lái)源于厭氧生態(tài)系統(tǒng)，諸如作為非限制性例子，水性介質(zhì)的厭氧區(qū)，諸如某些湖、土壤、沼澤、純化淤渣、反芻動(dòng)物的瘤胃或白蟻的腸的缺氧區(qū)。應(yīng)當(dāng)記住，菌群中各種微生物類(lèi)型和物種的定性和定量分布未準(zhǔn)確知曉，特別是可在廣泛的比例內(nèi)變化。結(jié)果是，該定性和定量差異出乎意料地提供了微生物的穩(wěn)健性和適應(yīng)性，這使確保底物的最佳使用成為可能，與這些底物的組成和在不同的發(fā)酵條件下無(wú)關(guān)。

此外，由于底物以未修改的形式使用，即在引入生物反應(yīng)器之前未消毒，或更一般地講未釋放其包含的微生物的事實(shí)，結(jié)果是底物特有的微生物實(shí)際上摻入到菌群或至少在生物反應(yīng)器中與其組合。

此外，發(fā)酵在厭氧條件下，更準(zhǔn)確地當(dāng)氧化還原電勢(shì)小于-300mv，有利地在-550mv和-400mv之間時(shí)，并且ph小于8，優(yōu)選地在4和7之間時(shí)進(jìn)行。發(fā)酵有利地限制到“前體”發(fā)酵代謝物，即包含兩個(gè)至八個(gè)碳，優(yōu)先地兩個(gè)至六個(gè)碳的揮發(fā)性脂肪酸或vfa的制備。因此，誘導(dǎo)了類(lèi)似于反芻動(dòng)物中遇到的酸中毒現(xiàn)象的反應(yīng)，同時(shí)具有接近零的甲烷產(chǎn)生率。甲烷通常是在厭氧發(fā)酵期間通過(guò)來(lái)源于自然生態(tài)系統(tǒng)微生物獲得的最終發(fā)酵代謝物中的一種。

發(fā)酵在第一階段導(dǎo)致形成揮發(fā)性脂肪酸，該揮發(fā)性脂肪酸主要包含兩個(gè)至四個(gè)碳，例如乙酸、丙酸和丁酸。還獲得少量長(zhǎng)鏈揮發(fā)性脂肪酸，從而大于四個(gè)碳的揮發(fā)性脂肪酸，諸如戊酸、己酸、庚酸或辛酸。通過(guò)連續(xù)發(fā)酵和/或通過(guò)增加生物反應(yīng)器中微生物的量，如有需要通過(guò)選擇的微生物，可能促進(jìn)長(zhǎng)碳鏈vfa，從而大于四個(gè)碳的vfa的制備。

換句話講，在發(fā)酵期間以一定量制備的揮發(fā)性脂肪酸基本上為兩個(gè)至六個(gè)碳的揮發(fā)性脂肪酸。

在所有情況下，進(jìn)行發(fā)酵以確保在液相中制備vfa。通常，發(fā)酵時(shí)間在1和7天之間，優(yōu)先地在2和4天之間。在該階段結(jié)束時(shí)發(fā)酵培養(yǎng)基中獲得的代謝物的濃度是可變的，但對(duì)于揮發(fā)性脂肪酸，通常為約10至20g/l，具體取決于揮發(fā)性脂肪酸，應(yīng)當(dāng)理解在某些條件下，可大于35g/l，例如大約50g/l。在發(fā)酵步驟結(jié)束時(shí)，由于發(fā)酵培養(yǎng)基中存在揮發(fā)性脂肪酸，發(fā)酵培養(yǎng)基處于酸性ph，通常在4和6之間。

當(dāng)vfa的產(chǎn)生達(dá)到定義量時(shí)，通常在發(fā)酵的永久狀態(tài)期，促發(fā)分子提取步驟a)。優(yōu)選地，但非必需地，該定義量的vfa對(duì)應(yīng)于微生物生長(zhǎng)的減緩，從而處于微生物的抑制閾值區(qū)域。

提取手段選自液體或固體提取手段，其至少不溶于發(fā)酵培養(yǎng)基。當(dāng)提取手段為液體時(shí)，因此當(dāng)它是溶劑時(shí)，優(yōu)先地溶劑的密度小于發(fā)酵培養(yǎng)基的密度。

更準(zhǔn)確地，提取通過(guò)固體或液體提取手段進(jìn)行，其操作條件使得保持微生物的活性和/或使微生物在生物反應(yīng)器中占優(yōu)勢(shì)的發(fā)酵條件下生長(zhǎng)成為可能，并且該操作條件被定義為進(jìn)行發(fā)酵。vfa分子優(yōu)先地通過(guò)分子家族提取，然后有利地通過(guò)本身已知的技術(shù)單獨(dú)分離。

當(dāng)從發(fā)酵培養(yǎng)基提取分子諸如揮發(fā)性脂肪酸，實(shí)際上這些酸對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基的酸化程度減少。因此，發(fā)酵從而產(chǎn)生代謝物，在類(lèi)似于初始條件的條件下繼續(xù)進(jìn)行，發(fā)酵培養(yǎng)基保持略酸性。

提取有利地連續(xù)或至少按順序進(jìn)行，例如提取每12小時(shí)進(jìn)行一次。換句話講，可能在提取所制備的代謝物的同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，在制備時(shí)逐漸進(jìn)行或有規(guī)律進(jìn)行。

使用通過(guò)有機(jī)溶劑的液-液提取作為提取手段是優(yōu)先地、但非排他性采取的提取方法。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提取不在與發(fā)酵反應(yīng)器分隔的構(gòu)件中進(jìn)行，而是直接在所述反應(yīng)器中進(jìn)行。溶劑例如通過(guò)位于反應(yīng)器底部的起泡器型的裝置引入。作為變化，提取構(gòu)件與反應(yīng)器耦接，與發(fā)酵培養(yǎng)基的連通布置。

在提取結(jié)束時(shí)，進(jìn)行收集步驟b)。在該步驟期間，通過(guò)本身已知的技術(shù)，諸如蒸餾或蒸發(fā)從有機(jī)相收集vfa。

收集作為vfa的混合物或根據(jù)vfa的類(lèi)型進(jìn)行。很明顯，vfa的選擇或vfa的混合物通過(guò)所需的最終分子類(lèi)型確定。為此，修改了收集條件，通常為蒸發(fā)或蒸餾參數(shù)。

一旦進(jìn)行該收集步驟，即可進(jìn)行以下步驟c)。在收集步驟之后，該步驟有利地但非排他性地進(jìn)行。作為變化，在另一個(gè)時(shí)間和/或另一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行，根據(jù)本身已知的技術(shù)運(yùn)輸和/或存儲(chǔ)所產(chǎn)生的vfa。

該鹵化步驟在于鹵素與vfa反應(yīng)，以產(chǎn)生α-鹵代酸，該α-鹵代酸是高反應(yīng)性類(lèi)型的分子，因此對(duì)于產(chǎn)生其他分子是特別有利的。此類(lèi)本身已知的反應(yīng)通過(guò)添加溴來(lái)進(jìn)行，這是優(yōu)選的，應(yīng)當(dāng)理解，可使用其他鹵素，即氯、氟或碘或鹵化分子諸如三鹵化磷、鹵代酸或?；u。

選擇二溴，因?yàn)殇寤?鹵代酸的反應(yīng)性比對(duì)應(yīng)的氯化α-鹵代酸更強(qiáng)，碳-溴鍵比碳-氯鍵更易于斷裂。此外，二溴由于其液體形式更易于處理。

為進(jìn)行α-溴代酸合成，采取使用酸酐(在這種情況下乙酸酐)和吡啶的路線。很明顯，例如使用多磷酸或三鹵化磷的其他合成路線是本身已知的。使用多磷酸進(jìn)行測(cè)試，但結(jié)果是非決定性的，特別是由于該化合物的高粘度，這使其難以處理。

氯化測(cè)試也由α-氯代酸合成(例如使用三氯異氰脲酸合成)的申請(qǐng)人進(jìn)行。所獲得的結(jié)果，就收率和易于實(shí)施而言，比使用二溴獲得的那些結(jié)果差。

使用所期望的揮發(fā)性脂肪酸對(duì)應(yīng)的酸酐進(jìn)行鹵化的合成路線是有利的，并且使獲得α-鹵代酸(在該情況下為給定類(lèi)型的α-溴代酸)成為可能。使用乙酸酐與其他vfa和/或與兩個(gè)至六個(gè)碳的vfa的混合物使獲得兩個(gè)至六個(gè)碳的α-鹵代酸的混合物成為可能。

使用乙酸(包含兩個(gè)碳的vfa)、丙酸(包含三個(gè)碳的vfa)、丁酸(包含四個(gè)碳的vfa)、己酸(包含六個(gè)碳的vfa)以及兩個(gè)至六個(gè)碳的vfa的混合物的測(cè)試通過(guò)不同量的乙酸酐以及其他參數(shù)諸如溫度進(jìn)行。

在各種測(cè)試期間，遵循方案進(jìn)行。其涉及，在初步階段，加熱回流vfa、乙酸酐和吡啶初始混合物。然后，在實(shí)際溴化期間，在幾小時(shí)內(nèi)、在低于混合物的沸點(diǎn)的溫度下緩緩加入二溴，并且一旦加入二溴，即將混合物再次帶入回流，然后冷卻。有利地，在反應(yīng)末期，加水破壞存在的酸酐。然后通過(guò)各種方法(取決于酸)提取α-溴代酸。這些方法是例如蒸餾或分離提取。

將混合物帶入回流的初始溫度在120℃(對(duì)于包含兩個(gè)碳的vfa)和200℃(對(duì)于包含六個(gè)碳的vfa)之間。溴化溫度在80℃至180℃的范圍內(nèi)，取決于vfa是否包含兩個(gè)至六個(gè)碳。溴化反應(yīng)時(shí)間，從而實(shí)際上二溴加入時(shí)間從約一小時(shí)(對(duì)于包含六個(gè)碳的vfa)至約四小時(shí)(對(duì)于包含兩個(gè)碳的vfa)變化。

進(jìn)行包含兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或六個(gè)碳的揮發(fā)性脂肪酸的溴化測(cè)試，以及揮發(fā)性脂肪酸的混合物的測(cè)試：

乙酸(c2)：0.53mol

丙酸(c3)：0.53mol

丁酸(c4)：0.53mol

己酸(c6)：0.24mol

c2至c6的vfa的混合物：0.54mol。

所加入的二溴的量為0.21mol或0.11mol，使揮發(fā)性脂肪酸過(guò)量。有利地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)有利于vfa的摩爾比2:1是最佳的。

對(duì)于每種酸，所加入的酸酐的量為0.06mol(一個(gè)測(cè)試)和0.03mol(另一個(gè)測(cè)試)。

vfa混合物包含乙酸(c2)、丙酸(c3)、丁酸(c4)、戊酸(c5)和己酸(c6)。

在初步階段，回流溫度根據(jù)vfa而變化：120℃(對(duì)于乙酸)；120℃和140℃(對(duì)于使用丙酸的測(cè)試)；150℃和160℃(對(duì)于丁酸)；200℃(對(duì)于己酸)和180℃(對(duì)于混合物)。

使用每種酸的各種測(cè)試的溴化溫度為10℃至50℃，有利地低于回流溫度從而揮發(fā)性脂肪酸的沸點(diǎn)20℃至40℃。

在各種測(cè)試結(jié)束時(shí)獲得的α-溴代酸的收率和純度整理于下表1中，其中為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，vfa以碳水?dāng)?shù)目表示。

表1

分析和收率計(jì)算通過(guò)本身已知的分析技術(shù)，即通過(guò)nmr(核磁共振)和通過(guò)hplc(高效液相色譜)進(jìn)行。收率相對(duì)于所消耗的vfa的量定義。

申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)速率如加入二溴之后反應(yīng)混合物的脫色所示，當(dāng)酸酐的量較大時(shí)，反應(yīng)速率較快，而對(duì)純度的影響很少。然而，優(yōu)化兩個(gè)步驟(初步步驟和溴化步驟)的溫度是合適的。

為此，申請(qǐng)人注意到溴化溫度低于揮發(fā)性脂肪酸的沸點(diǎn)是必須的，不應(yīng)距離該溫度太遠(yuǎn)。

各種測(cè)試使確定溴化溫度低于揮發(fā)性脂肪酸的沸點(diǎn)約10℃至50℃，有利地低20℃成為可能，使在所有其他條件相同時(shí)，通過(guò)1小時(shí)至4小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間獲得最佳收率，通常在60％和100％之間成為可能。

關(guān)于乙酸酐的作用，根據(jù)表中的結(jié)果，似乎對(duì)于最佳的溴化反應(yīng)，酸酐相對(duì)于vfa的摩爾百分比必須為大約12％，應(yīng)當(dāng)理解，在5％和20％之間的百分比是可接受的。

然后，在步驟d)，使用獲得的α-溴代酸，或更準(zhǔn)確地使用給定的α-溴代酸進(jìn)行給定的α-氨基酸的合成。為此，加入氣體形式或溶于溶液的氨。作為變化，使用伯胺或仲胺代替氨。

測(cè)試由申請(qǐng)人通過(guò)使氨與包含兩個(gè)至六個(gè)碳的α-溴代酸反應(yīng)，即與溴乙酸、α-溴丙酸、α-溴丁酸、α-溴戊酸和α-溴己酸反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。此類(lèi)反應(yīng)使獲得具有分別兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)碳的碳鏈的α-氨基酸，即甘氨酸、丙氨酸、高丙氨酸、正纈氨酸和正亮氨酸成為可能。

這些α-氨基酸是最廣泛用作化妝品或食品產(chǎn)品的組成(無(wú)論在人類(lèi)食品中還是動(dòng)物飼料中)，或在化學(xué)和藥典中用作反應(yīng)中間體的那些α-氨基酸。易于理解，作為本發(fā)明主題的方法允許產(chǎn)生其他類(lèi)型的氨基酸。

對(duì)于各種測(cè)試，方案為在室溫即約20℃和50℃之間的溫度下，使氨與α-溴代酸反應(yīng)。反應(yīng)進(jìn)行不同的時(shí)間，在30分鐘至72小時(shí)的范圍內(nèi)，取決于α-溴代酸的類(lèi)型并且取決于溫度。長(zhǎng)鏈α-溴代酸，即包含至少四個(gè)碳的α-溴代酸，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，通常在室溫下大于24小時(shí)，但在50℃下小于12小時(shí)。

申請(qǐng)人意外地發(fā)現(xiàn)，大約50℃的高反應(yīng)溫度使減少反應(yīng)時(shí)間成為可能。

申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)過(guò)量使用氨時(shí)，即以大約1:10的摩爾比使用，氨基酸的轉(zhuǎn)化是最優(yōu)化的。

下表2匯總了所獲得的結(jié)果。

分析和收率計(jì)算以及轉(zhuǎn)化率通過(guò)nmr(核磁共振)和hplc(高效液相色譜)分析技術(shù)進(jìn)行。轉(zhuǎn)化率從反應(yīng)介質(zhì)中產(chǎn)生的氨基酸的量相對(duì)于α-溴代酸的初始量計(jì)算。收率相對(duì)于從甲醇提取和重結(jié)晶之后回收的產(chǎn)物的質(zhì)量和定性分析定義。

表2

利用易于實(shí)施和控制的制備條件，從而獲得了生物來(lái)源產(chǎn)生的氨基酸。

此外，由于氨基酸的轉(zhuǎn)化率低于α-溴代酸的消耗率，出現(xiàn)了至少一種定義為亞氨基二酸和/或次氮基三酸的副產(chǎn)物的合成。作為非詳盡例子，對(duì)于甘氨酸的合成，副產(chǎn)物為特別是亞氨基二乙酸和次氮基三乙酸，對(duì)于丙氨酸的合成，副產(chǎn)物為特別是α,α’-亞氨基二丙酸和α,α’,α”-次氮基三丙酸。