5-氨基乙酰丙酸的生物合成及其应用

5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究以5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究为题，本文将介绍5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成方法、应用领域以及未来的研究方向。

5-氨基乙酰丙酸是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用价值。

它可以作为生物活性物质的合成中间体，用于合成药物、农药、染料等化合物。

因此，合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的研究具有重要的理论和应用价值。

合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的方法有多种途径。

其中一种常用的方法是通过酰化反应合成。

首先，将丙酮与氯乙酸反应得到氯乙酰丙酮，然后将其与氨反应生成5-氨基乙酰丙酮，最后通过酸水解得到5-氨基乙酰丙酸。

这种方法简单易行，产率高，适用于大规模合成。

还有其他合成方法，如通过异氰酸酯与胺反应合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物。

这种方法可以通过调节反应条件和反应物比例，合成具有不同取代基的衍生物，从而获得更多种类的目标化合物。

5-氨基乙酰丙酸及其衍生物在医药领域有广泛的应用。

例如，一些5-氨基乙酰丙酸衍生物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等生物活性，可以用于疾病的治疗。

此外，5-氨基乙酰丙酸衍生物还可以作为染料和涂料的前体物质，用于染色、涂层等工业应用。

尽管5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成方法已经有了一定的研究，但仍存在一些挑战和未解决的问题。

首先，合成方法需要进一步优化，提高产率和选择性，减少副反应的产生。

其次，需要研究更多种类的5-氨基乙酰丙酸衍生物，并评估其生物活性和应用潜力。

此外，还可以探索新的合成途径和反应条件，以提高合成的效率和环境友好性。

合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的研究对于理论和应用都具有重要意义。

通过不断优化合成方法、拓展应用领域以及探索新的研究方向，可以为相关领域的发展和应用提供更多的可能性。

希望未来的研究能够在此基础上取得更多重要的进展。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010734617.1(22)申请日 2020.07.27(71)申请人 中国科学院天津工业生物技术研究所地址 300308 天津市东丽区空港经济区西七道32号(72)发明人 郑平　郭轩　陈久洲　周文娟　孙际宾　马延和　(74)专利代理机构 上海一平知识产权代理有限公司 31266代理人 崔佳佳　徐迅(51)Int.Cl.A23K 10/37(2016.01)A23K 20/00(2016.01)A23K 20/105(2016.01)A23K 20/147(2016.01)A23K 20/158(2016.01)A23K 20/163(2016.01)A23K 20/20(2016.01)A23K 20/22(2016.01)A23K 20/24(2016.01)A23K 20/28(2016.01)C05G 3/00(2020.01)(54)发明名称一种从发酵液中制备5-氨基乙酰丙酸的方法及其应用(57)摘要本发明提供一种从发酵液中制备5‑氨基乙酰丙酸的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将ALA发酵液的pH值调节到2.00‑3.50；(2)向步骤(1)得到的pH值经调节的ALA发酵液中加入载体，得到溶液或者混悬液；和(3)将步骤(2)得到的溶液或者混悬液经喷雾干燥后得到5‑氨基乙酰丙酸干粉。

本发明的5‑氨基乙酰丙酸干粉的制备方法能够实现优异的干物质收率和5‑氨基乙酰丙酸收率，获得的5‑氨基乙酰丙酸干粉能够直接应用于畜牧业和农业等领域。

权利要求书1页 说明书7页CN 111838421 A 2020.10.30C N 111838421A1.一种从发酵液中制备5-氨基乙酰丙酸(ALA)的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将ALA发酵液的pH值调节到2.00-3.50；(2)向步骤(1)得到的pH值经调节的ALA发酵液中加入载体，得到溶液或混悬液；和(3)利用步骤(2)得到的溶液或混悬液获得所述5-氨基乙酰丙酸干粉。

5-氨基乙酰丙酸低成本生物制造项目概况5-氨基乙酰丙酸，又称5-氨基-4-酮戊酸，简称ALA，是生物体内天然存在的一种功能性非蛋白质氨基酸，是血红素、叶绿素、维生素B12等四吡咯化合物生物合成的必需前体，对植物光合作用和细胞能量代谢有重要的影响。

ALA具有生物可降解和无毒无残留的优点，在医药、农药、化工等领域应用广泛。

ALA 具有植物生长刺激素的作用，在农业领域可以促进作物、果树、蔬菜、园林植物等的生长，提高产量，提升品质,农作物增产效果可达10-60%；在饲料领域，可以改善贫血，提高禽畜等动物的免疫能力；在医药上，ALA可以用作新一代光动力学药物，用于癌症诊断和治疗；ALA还作为添加成分用于化妆品以及保健食品。

市场前景目前ALA主要通过化学合成方法生产，韩国化学合成法成本800万元/吨，生产过程涉及有毒原料，生产成本高，导致目前应用主要集中在高端医药领域。

全球ALA的年产量约为550吨，年需求量高达1000吨以上，市场缺口较大。

国内ALA产品市场还未很好开发，目前年需求量仅50吨左右，供需基本平衡。

但是随着低成本生物法新技术的开发，ALA的生产成本大幅下降，应用领域，特别是需求量广阔的农业和饲料领域将得以大幅拓展，未来市场可达万吨以上，前景十分广阔。

技术特点目前国内没有生物法工业化生产ALA，国际上尽管已有微生物发酵法生产ALA小规模工业化，但由于产品浓度低（小于10g/L），导致生产成本仍然较高，不足以满足大规模应用市场的需要。

本项目构建了新型工程菌，各项指标已经远远高于现有其他技术的最高水平，发酵水平超过40 g/L，达国际领先水平，完成了吨级中试试验，成本不足10万元/吨，相当于现有化学法的数十分之一。

与下游应用企业一起，已在陕西榆林、安徽怀远等地进行了果蔬的大田应用示范，对应的产量均提高15%以上，果实品质也有明显提升；进行了猪、鸡饲喂实验，猪“皮红毛亮”，提高了动物健康水平，减少了抗生素的使用，降低了料肉比。

5氨基乙酰丙酸农业用途
5氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，ALA）的农业用途主要包括以下几个方面：
1. 植物生长调节剂：ALA可以促进植物生长，提高产量。

饲料添加ALA可促进肉鸡生长，提高体质量和免疫能力。

此外，ALA也可用于控制植物的发芽和萌发时间。

2. 植物抗逆性剂：ALA可以增强植物的抗逆性，增加植物的抗病性、耐盐性、耐旱性等。

ALA还可以减轻植物受到环境污染的影响，如重金属污染等。

3. 植物色素合成剂：ALA是叶绿素和血红素的前体物质，可以促进植物色素合成，提高叶绿素和血红素含量，使植物的叶子更加绿色，花更加鲜艳。

4. 农药增效剂：ALA与一些农药有协同作用，能够增强农药的杀菌效果，降低农药的使用量，减少对环境的污染。

5. 蓝光诱导剂：ALA可以刺激与光有关的代谢反应，特别是蓝光对植物的影响，可以促进植物的生长和发育。

因此，ALA也可以作为植物生产中的蓝光诱导剂使用。

《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》一、引言花椰菜是一种广泛种植的蔬菜作物，其品质和产量受多种环境因素的影响。

在农业生产中，盐胁迫是一个常见且严重影响作物生长和发育的环境问题。

近年来，外源5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）作为一种植物生长调节剂，在提高作物抗逆性方面显示出良好的应用前景。

本文旨在研究外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响，以期为花椰菜的抗盐栽培提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料实验所用花椰菜种子为市售优质品种，5-ALA为生物试剂级产品。

实验所用盐胁迫条件为NaCl溶液模拟。

2. 方法（1）种子处理：将花椰菜种子分为对照组和实验组，对照组不作处理，实验组用5-ALA溶液浸泡处理。

（2）盐胁迫处理：将处理后的种子分别置于含不同浓度NaCl的土壤中，模拟盐胁迫环境。

（3）观察指标：记录种子萌发时间、萌发率、幼苗株高、叶绿素含量等指标。

（4）数据分析：采用SPSS软件进行数据分析，比较各组间的差异。

三、结果与分析1. 种子萌发情况实验结果显示，在盐胁迫下，外源5-ALA处理的实验组花椰菜种子萌发时间明显短于对照组，萌发率也显著提高。

这表明5-ALA能够促进花椰菜种子的萌发，提高其抗盐性。

2. 幼苗生长情况实验组幼苗的株高、叶绿素含量等生长指标均优于对照组。

这表明外源5-ALA能够促进花椰菜幼苗的生长，提高其光合作用能力，从而增强其抗盐性。

3. 数据分析通过SPSS软件对数据进行统计分析，发现实验组与对照组在各项指标上均存在显著差异（P<0.05），证实了外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的积极影响。

四、讨论5-ALA作为一种植物生长调节剂，能够提高植物的抗逆性。

在盐胁迫环境下，外源5-ALA能够促进花椰菜种子的萌发和幼苗的生长，这可能与5-ALA能够调节植物体内的生理生化过程有关。

具体来说，5-ALA可能通过影响植物体内的渗透调节、抗氧化系统等途径，提高植物对盐胁迫的抵抗能力。

5-ala氨基乙酰丙酸代谢
5-ALA是5-氨基丙酸，也称为氨基乙酰丙酸。

它是一种非常重
要的生物分子，参与了生物体内的多种代谢过程。

首先，5-ALA是
血红素生物合成的起始物质，血红素是血红蛋白的组成部分，而血
红蛋白则是红细胞的主要成分，负责携氧运输。

因此，5-ALA在身
体内起着至关重要的作用。

在生物体内，5-ALA的代谢途径是多样的。

首先，5-ALA可以通过肝脏中的酶的作用被转化为卟啉前体。

这些卟啉前体最终会形成
血红素和叶绿素等生物色素，从而参与光合作用和血红蛋白的合成。

此外，5-ALA还可以参与谷氨酸和γ-氨基丁酸等神经递质的合成，
对神经系统的正常功能起着重要作用。

在医学领域，5-ALA也被广泛应用于诊断和治疗。

例如，5-ALA
可以作为一种显影剂，被用于肿瘤的光动力疗法。

患者在服用5-
ALA后，肿瘤组织会大量积累5-ALA，而正常组织中的5-ALA含量相
对较低，通过光照射，5-ALA会产生光敏剂，从而引发肿瘤细胞的
死亡，达到治疗的效果。

总的来说，5-ALA的代谢涉及到血红素、叶绿素、神经递质等
重要生物分子的合成，对于维持生物体的正常功能至关重要。

同时，它在医学领域也有着重要的应用价值，特别是在肿瘤治疗方面具有
潜在的应用前景。

希望这些信息能够全面回答你的问题。

5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究
5-氨基乙酰丙酸是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药等领域。

其合成方法有多种途径，下面将简要介绍其中的几种。

第一种合成方法是通过乙醛与丙酮在碱性条件下反应得到5-氨基乙酰丙酸。

该方法的具体步骤如下：首先将乙醛和丙酮加入碱性溶液中，反应生成5-羟基乙酰丙酮。

接着，在氧化剂的作用下，5-羟基乙酰丙酮被氧化为5-氨基乙酰丙酮。

最后，将5-氨基乙酰丙酮进行酸化处理，得到5-氨基乙酰丙酸。

第二种合成方法是通过乙醛与乙酸酐在硫酸催化下反应得到5-氨基乙酰丙酸。

具体步骤如下：将乙醛和乙酸酐加入硫酸催化剂中，反应生成5-羟基乙酰丙酮。

然后，在氧化剂的作用下，5-羟基乙酰丙酮被氧化为5-氨基乙酰丙酮。

最后，将5-氨基乙酰丙酮进行酸化处理，得到5-氨基乙酰丙酸。

除了以上两种方法，还有其他合成5-氨基乙酰丙酸的方法，如利用氨基乙醇与丙二酸酐反应、利用二甲基乙酰胺与丙二酸酐反应等。

这些方法在不同的实验条件下，可以得到较高的产率和纯度。

除了5-氨基乙酰丙酸的合成研究，还有一些相关的衍生物合成研究。

例如，可以通过在5-氨基乙酰丙酸的分子结构中引入其他官能团，合成出具有特定功能的化合物。

这些衍生物在药物合成和有机合成中具有重要的应用价值。

5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究在有机合成领域中具有重要意义。

通过不同的合成方法，可以得到高产率和高纯度的产物，为相关领域的研究和应用提供了有力支持。

希望今后能有更多的研究深入探索这一领域，为化学和生物学的发展做出更大的贡献。

河北科技师范学院学报　第18卷第2期,2004年6月Journal of H ebei N o r m al U niversity of Science&T echno logy V o l.18N o.2June200452氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用(综述)宋士清1,2,郭世荣2(1河北科技师范学院园艺园林系,河北秦皇岛,066600;2南京农业大学园艺学院)摘要:论述了52氨基乙酰丙酸的生理作用,综述了其在农业生产中的应用效果,提出52氨基乙酰丙酸必将越来越受到国内外学者及产业届的关注,有着广阔的应用前景和市场开发前景。

关键词:植物生长调节剂;52氨基乙酰丙酸;生理作用;生产应用中图分类号:S48218+99 文献标识码:A 文章编号:167227983(2004)022*******52氨基乙酰丙酸(52am ino levu lin ic acid),又名∆2氨基乙酰丙酸、∆2氨基戊酮酸,简称ALA。

熔点149～151℃,分子量13112,化学式C5H9O3N。

分子式:H2CN H2—CO—CH2CH2—COOH结构式:H2NO OOHALA是一种含氧和氮的碳氢化合物,它是所有卟啉化合物的共同前体,牵涉到光合作用与呼吸作用,是一种广泛存在于细菌、真菌、动物及植物等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸。

是植物体内天然存在的、植物生命活动必需的、代谢活跃的生理活性物质,可以通过生物途径合成[1～4],也可以人工化学合成[4,5],没有毒副作用,易降解无残留,在农业生产中可以作为壮苗剂、增产剂、除草剂、杀虫剂、增色剂、绿化剂、落叶剂等使用,在临床医学上可以作为抗癌药物——光化疗剂使用[1,2,5,6,7]。

中国学者对ALA 的研究较少,有关文献屈指可数;国外研究主要集中在日本、美国等少数几个国家,仍处于研究试验阶段。

其作用机理、分子基础等尚不十分清楚。

但是,由于其具有“神奇”的作用效果,且天然无污染,而备受国内外学者及产业界的关注,具有广阔的应用前景和市场开发前景[5～9]。