蘇氨酸(Threonine)是w.C.Ro在在1935年發(fā)現(xiàn)于纖維蛋白水解物之中，并證明它是Zui后被發(fā)現(xiàn)的必需氨基酸，其化學名稱是。α-氨基-β-羥基丁酸.分子式為)NH2-CH(C00H)-CHOH-CH3，有四種立體異構(gòu)，具有生物學活性的只有L-型。

合成方法

L-蘇氨酸的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有:①合成法;②發(fā)酵法;③蛋白質(zhì)水解法三種?，F(xiàn)提倡用發(fā)酵法生產(chǎn)。

折疊方法一、直接發(fā)酵法:

1.發(fā)酵法是以糖、氨、gaosi氨酸 (homoserine)為培養(yǎng)基，用產(chǎn)谷氨酸小球菌(glutaminus)等發(fā)酵后精制可制得L- 蘇氨酸。

以葡萄糖為原料， 選育營養(yǎng)缺陷型兼結(jié)構(gòu)類似物合成中的反饋抑制與阻遏， 達到L-蘇氨酸產(chǎn)酸率為18g/L, 谷氨酸棒狀桿菌，產(chǎn)酸率為14g/L, 黏質(zhì)賽桿菌率14g/L。

葡萄糖[黃色短桿菌、谷氨酸棒桿菌、黏質(zhì)賽桿菌等] →L-蘇氨酸。

2.用產(chǎn)谷氨酸小球菌或短桿菌、棒桿菌等使糖類、氨、gaosi氨酸發(fā)酵后，再經(jīng)過精制而制得，發(fā)酵液中濃度可達5~20g/L。

3..以巴豆酸或以甘氨酸為原料制得。也可以葡萄糖或淀粉為原料，經(jīng)由大腸桿菌、黃色短桿菌、谷氨酸桿菌或鈍齒棒桿菌為菌種經(jīng)發(fā)酵精制得產(chǎn)品。

折疊方法二、化學合成法:

因化學合成所得的蘇氨酸(L-蘇氨酸)為4種光學異構(gòu)體的混合物， 即DL-蘇氨酸。其中構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸為L型蘇氨酸，故需將蘇體從別體中分離出來， 再進一步進行光學異構(gòu)體拆分， 以得L-蘇氨酸。

煙草:BU，22;FC，21;合成:可由蛋白質(zhì)(如酪蛋白)經(jīng)水解、精制而得，或由丙烯酸衍生物中甲醇和乙酸汞合成。

用甘氨酸銅在堿性條件下與乙醛作用， 發(fā)生類似的羥醛縮合反應， 合成蘇氨酸銅的蘇體和別體兩種混合物， 根據(jù)其穩(wěn)定性和溶解度的不同，經(jīng)脫銅可分離出蘇體DL-蘇氨酸， Zui后拆分得L-蘇氨酸。 現(xiàn)將小試合成和放大的生產(chǎn)工藝分別介紹如下。

小試合成工藝:

甘氨酸制備 將一氯乙酸189g (2mol)、甲醛溶液2100ml (3.3mol), 混合后冷卻至10℃以下，滴加濃氨水750ml(10mol), 控制滴加速度使溫度不超過10℃。 加完氨水后保溫30℃, 4h。 減壓濃縮至300-400ml, 有結(jié)晶析出。經(jīng)洗滌、干燥得甘氨酸粗品， 在將甘氨酸粗品加入約1.5-2倍量的水， 加熱使其全溶， 加活性炭1%脫色; 過濾取濾液，再加入2-2.5倍體積的甲醇， 置于冰箱中過夜， 過濾取結(jié)晶， 得蘇氨酸(L-蘇氨酸)精品。收率約60%-68%。

甘氨酸銅的制備 取甘氨酸100g, 加水7L， 加熱60℃使其全溶。 然后緩慢加入堿式碳酸銅80g, 于60℃下保溫1h。趁熱過濾除去未反應的堿式碳酸銅。收集濾液讓其自然冷卻， 析出藍色針狀結(jié)晶體(含1分子結(jié)晶水)， 過濾取結(jié)晶，經(jīng)洗滌、60℃干燥，得甘氨酸銅， 收率95%-98%。

蘇氨酸銅的制備 取甘氨酸銅52.5g, 加入425ml甲醇攪拌使溶，然后于10℃以下加入乙醇80ml, 待溫度不再上升，再加入5g氫氧化鈉預先溶解于90ml的甲醇溶液， 60℃保溫反應1h。 趁熱濾去不溶物，收集濾液加入冰醋酸5.5ml,減壓回收甲醇至干， 再加75ml甲醇攪拌分散后冷卻過夜。過濾收集結(jié)晶， 經(jīng)洗滌、干燥得蘇體和別體蘇氨酸銅的混合物，收率68%-74%。

脫銅、精制 取上述蘇氨酸銅427g, 加入10%氫氧化氨溶液6L， 使其全部溶解， 過濾收集濾液， 上732陽離子交換樹脂吸附，用2mol/L氨水和水洗滌， 直至洗脫液對茚三酮不顯色為止。 合并洗脫液， 薄膜濃縮至1.5L, 再加3L乙醇使其析出結(jié)晶，置于冰箱過夜， 過濾取結(jié)晶，得DL-蘇氨酸粗品。 收率62%-73.8%。

取DL-蘇氨酸粗品42g, 加126ml水加熱使全溶， 脫色過濾取濾液， 加入252ml乙醇， 冷卻過夜，過濾取結(jié)晶得精制DL-蘇氨酸。 收率87%-91.3%。

拆分、精制 將精制的DL-蘇氨酸810g、DL-蘇氨酸90g、水2.88L混合，緩緩攪拌(約50r/min)，并加熱至95℃以上使其全部溶解。 再降溫至40℃，并加入DL-蘇氨酸總投料量的10%的D-蘇氨酸作品種， 緩慢冷卻至30℃ (平均每15min降1℃)，析出結(jié)晶D-蘇氨酸，過濾取結(jié)晶， 并與80℃干燥， 得D-蘇氨酸。 收集濾液，投入與拆分出的D-蘇氨酸等量的DL-蘇氨酸(約150-170g)，保持總體積不變，同拆分D-蘇氨酸同樣的操作(但降低溫度至40℃時，加入的晶種為L-蘇氨酸)，得L-蘇氨酸。 如此反復操作，即可將D-蘇氨酸和L-蘇氨酸拆分開。

合并相應的D-蘇氨酸粗品和L-蘇氨酸粗品， 分別進行精制， 即重結(jié)晶。 分別取D和L-型蘇氨酸， 分別加水4倍， 加熱90℃至全溶，1%活性炭脫色， 趁熱過濾收集濾液， 分別加入2倍體積的乙醇靜置冷卻， 不時攪拌， 析出結(jié)晶， 得D-蘇氨酸和L-蘇氨酸精品，收率87.3%-91.6%。

L-蘇氨酸的含量在95%以上， [α]20D-26°--29°, 紙層析呈現(xiàn)一個斑點。

放大的生產(chǎn)工藝:

以甘氨酸為原料， 先與堿式碳酸銅反應生成甘氨酸銅， 此時其α-H具有活性，在堿性條件下甘氨酸銅與乙醛作用可發(fā)生類似的交叉醇醛縮合反應， 而生成DL-蘇氨酸銅(包含有蘇體和赤體)，然后經(jīng)離子交換、脫銅分離出蘇體DL-蘇氨酸， Zui后采用誘導結(jié)晶法將D-蘇氨酸和L-蘇氨酸拆分。 其反應如下:

甘氨酸銅的制備 在500L反應罐中， 投入50kg甘氨酸， 加入350L水，40kg堿式硫酸銅保溫60℃ 1h,過濾棄去未反應的銅鹽， 收集濾液， 靜置冷卻過夜， 過濾取結(jié)晶， 60℃烘干， 得藍色甘氨酸銅。

蘇氨酸銅的制備 在1000L反應罐中， 投入75kg 甘氨酸銅， 再加入甲醇600L，攪拌使其溶解，再加120L乙醛、90L5%KOH甲醇溶液， 攪拌保持60℃1h 后， 濾取不溶物， 濾液加5.5L冰醋酸，減壓回收甲醇至干， 加75L水攪拌分散后于5℃靜置過夜， 過濾取結(jié)晶， 洗滌、抽干得蘇體和別體混合蘇氨酸銅。

離子交換、脫銅分離得DL-蘇氨酸 將上述蘇氨酸銅40kg、10%氨水1000L分別投入到2000L的反應罐中， 攪拌使其溶解，過濾取濾液上732陽離子交換柱中(400mm×200mm), 再先后用2mol/L氨水和去離子水洗滌。 合并洗脫液，薄膜濃縮至150L， 加入300L乙醇， 攪拌， 冷卻至5℃結(jié)晶過夜。 過濾取結(jié)晶， 80℃干燥得DL-蘇氨酸粗品。

濃縮、精制 取40kg DL-蘇氨酸粗品投入500L反應罐中。