论文总字数：13670字

摘 要

α-酮戊二酸参与氨基酸、糖类、蛋白质以及脂肪代谢等重要生理过程，并且在微生物细胞的碳氮代谢调控中起着重要作用。其被广泛应用于医药、饲料和食品等领域。研究发现，健康人群在高强度体力劳动后，适量补充α-酮戊二酸可以帮助迅速恢复体力。中晚期肾病患者或肝功能不全患者，每日适当补充α-酮戊二酸可以减轻肾脏氨类代谢负担。此外，α-酮戊二酸还具有抗惊厥和抗氰作用。

工业上α-酮戊二酸的生产主要有生物法，化学合成法。但由于传统方法在反应中要使用大量的有机溶剂，这使得生产成本增加，生产时间长，不适合于批量生产，因此本实验设计一种成本效率极佳的大量生产α-酮戊二酸的制备工艺，即不在生产过程中使用大量有机溶剂。

经过优化的合成工艺，具有能进行大批量生产的同时具有收率高，生产成本低，反应时间短的显著特点。

关键词： α-酮戊二酸 批量生产

Preparation of Ketoglutaric acid

Abstract

α-ketoglutarate acid is involved in many important physiological processes ,such as amino acids, carbohydrates, protein and fat metabolism, and plays an important role in the regulation of carbon and nitrogen metabolism of microbial cells. It is widely used in medicine, feed and food and other fields. The study found that α-ketoglutarate acid supplement can help healthy people recuperate quickly after high-intensity physical labor. In end-stage renal disease patients or patients with liver dysfunction ,daily appropriate to add α-ketoglutarate can reduce the burden of renal metabolism of ammonia. In addition, α-ketoglutarate also has the function of anti-convulsant and anti-cyanide .

In industrial production,we usually use biological or chemical synthesis to produceα-ketoglutarate acid. However, traditional methods use a lot of organic solvent in the reaction, this results in increased production costs and an extended production time, is not suitable for mass production. Therefore, the experimental design a large number of excellent cost-efficient process for preparing α-ketoglutaric acid produced, i.e., the production process does not use large amounts of organic solvents.

By optimizing the synthesis process, we can produce mass α-ketoglutarate acid with both high yield and low production cost, short reaction time of notable features.

Key Words: α-ketoglutarate acid ; mass production

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1 α-酮戊二酸的性质及功能 1

1.1.1 α-酮戊二酸的性质 1

1.1.2 α-酮戊二酸的功能 1

1.2 α-酮戊二酸的制备技术 1

1.2.1 化学合成法 2

1.2.2 微生物发酵法 2

1.3 α-酮戊二酸的纯化方法 3

1.4 α-酮戊二酸的测定 3

1.4.1 HPLC法 3

1.4.2 离子对色谱法 4

1.5 研究思路和技术方法 4

第二章 实验的材料与方法 5

2.1 实验仪器 5

2.2 实验试剂 6

2.3 分析测定方法 6

2.3.1 HPLC法测定丙烯酸甲酯的含量 6

2.3.2 HPLC法测定二氯乙酸甲酯的含量 7

2.3.3 HPLC法测定2,2-二氯戊二酸二甲酯的含量 7

2.3.4 HPLC法测定α-酮戊二酸的含量 7

2.4 质量标准 7

第三章 实验步骤与数据 9

3.1 30%的甲醇钠溶液的配置 9

3.2 2,2-二氯戊二酸二甲酯的合成 9

3.3 α-酮戊二酸的合成 10

3.4 α-酮戊二酸粗品的的提取 10

3.5 α-酮戊二酸的纯化 11

第四章 结果与讨论 13

4.1 2,2-二氯戊二酸二甲酯的合成中反应溶剂的选择 13

4.2 2,2-二氯戊二酸二甲酯的合成中的物料比例对反应收率的影响 14

4.3 2,2-二氯戊二酸二甲酯的合成中的反应温度对反应的影响 15

4.4 制备α-酮戊二酸回流时间对脱酯收率的影响 16

4.5 脱酯制备α-酮戊二酸PH值对反应的影响 17

4.6 α-酮戊二酸纯化方法对其品质和收率的影响 18

第五章 结论与展望 20

5.1 结论 20

5.2 展望 20

参考文献 21

致谢 22

第一章 文献综述

1.1 α-酮戊二酸的性质及功能

1.1.1 α-酮戊二酸的性质

α-酮戊二酸（英语：α-Ketoglutaric acid）是戊二酸的两种带酮基的衍生物中的一种，白色细结晶性粉末，熔点113.5℃，易溶于水、醇、极难溶于醚，久贮变淡灰黄色，易潮解。如图1-1所示：

图1-1 α-酮戊二酸的化学结构式

α-酮戊二酸是微生物细胞中三羧酸循环(Tricarboxylic acid cycle TCA cycle) 中重要的代谢中间产物， 在三羧酸循环中伴随着电子传递和能量产生，这一过程为细胞的生长繁殖提供碳源物质和能量。除此之外 ，α-酮戊二酸经转氨基作用形成L-谷氨酸进入氮代谢中，所以α-酮戊二酸是连接碳代谢和氮代谢的重要代谢中间产物。α-酮戊二酸是微生物三羧酸循环中重要的代谢中间产物，是连接细胞内碳-氮代谢的关键节点，具有广泛的应用价值^[1]。

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