羅囡囡 王卓(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心化學(xué)部, 北京 100081)

丙氨酸是一種天然α-氨基酸，在食品、醫(yī)藥、生物及化工等領(lǐng)域具有廣泛的需求和應(yīng)用前景。本文通過檢索、分析丙氨酸應(yīng)用方面的專利文獻(xiàn)，總結(jié)了以丙氨酸為主的天然氨基酸在制備離子液體以及橡膠添加劑領(lǐng)域的新應(yīng)用。

1 離子液體

(1)綠色離子液體 丙氨酸等天然氨基酸具有氨基和羧基，可作為離子液體中的陰離子或陽離子供體，解決了常規(guī)離子液體排放到自然環(huán)境中不能得到有效降解的問題，是一種綠色環(huán)保的離子液體，具有廣泛的工業(yè)化前景，同時，引入氨基酸使得離子液體的溶解性和生物利用度得到提高，在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景[1][2]。

中國科學(xué)院過程工程研究所進(jìn)行了膽堿類離子液體的研發(fā)，以氨基酸為陰離子供體，膽堿類化合物為陽離子供體[1]。

天津工業(yè)大學(xué)研發(fā)了一種噻唑氨基酸鹽型離子液體A+B-，A+為噻唑類陽離子，B-為氨基酸陰離子[2]。

華東師范大學(xué)制備了一種氨基酸硫酸鹽型手性離子液體[amino acid]m[SO4]n，氨基酸為陽離子供體，硫酸根為陰離子[3]。

北京大學(xué)提供一種氨基酸鹽離子液體[A]n+Xn-，其中[A]n+為氨基酸陽離子，Xn為一元強(qiáng)酸。不僅具有離子液體特性，這一物質(zhì)還具有手性物質(zhì)和布朗斯臺德酸酸性的特征[4]。

南京大學(xué)合成出一種雙季銨羧酸鹽功能化離子液體，陰離子選自丙氨酸根、甘氨酸根、纈氨酸根等氨基酸酸根，陽離子具有如圖1所示結(jié)構(gòu)[5]。

(2)氣體捕集劑 引入氨基的離子液體對于CO2氣體具有較好的吸收性能，作為含有氨基的天然胺類化合物，采用氨基酸制備氣體捕集劑，具有節(jié)約成本，簡化步驟，綠色環(huán)保等優(yōu)勢[6]。

同濟(jì)大學(xué)研制了一種氨基酸咪唑鹽離子液體，向離子液體中引入胺基，極大地提高對CO2氣體的吸收性能。采用天然含胺化合物能夠簡化合成步驟節(jié)約成本，能夠提高合成過程的綠色化程度[6]。

南京信息工程大學(xué)制得了一種氨基酸乳酸烷基哌嗪復(fù)式離子液體，具有圖2的結(jié)構(gòu)，其中R1、R2、R3為H或含1-2碳的烷基。該離子液體對于捕集煙氣中的CO2和SO2，具有較高的吸收率和脫除率[7]。

(3)催化劑 北京旭陽化工技術(shù)研究院有限公司提供了一種復(fù)合型催化劑，用于綠色催化氧化環(huán)己烯合成己二酸。由鎢酸鈉和氨基酸離子液體制備，其中離子液體由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸等氨基酸與無機(jī)酸或有機(jī)酸反應(yīng)而得[8]。

2 其它工業(yè)領(lǐng)域

(1)制備微細(xì)碳酸鈣 北京紫光英力化工技術(shù)有限公司以氨基酸為原料通過與電石渣等鈣源反應(yīng)得到微細(xì)碳酸鈣。氨基酸水溶液能將鈣源中的Ca(OH)2溶解成可溶性的氨基酸鈣鹽，再向溶液中通入CO2氣體，得到微細(xì)碳酸鈣，此方法制得的碳酸鈣純度高、粒徑細(xì)，氨基酸母液還可以循環(huán)利用。作為原料的氨基酸綠色環(huán)保且易得，在反應(yīng)過程中還可以起到催化和分散作用[9]。

(2)橡膠添加劑 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所使用氨基酸對脫蛋白天然膠乳的醛基進(jìn)行保護(hù)，防止其被氧化，從而提高脫蛋白天然橡膠的抗氧老化性能[10]。

這一研究所還進(jìn)行了丙氨酸對橡膠硫化和防老化作用的研究。在橡膠初加工或成型過程中加入占橡膠總重量0.01%～1%的丙氨酸，改善了橡膠性能，其老化系數(shù)和硫化速率得到提高[11]。

倍耐力輪胎股份公司發(fā)現(xiàn)向其輪胎橡膠配方中加入至少一種氧雜環(huán)丁烷衍生物和至少一種氨基酸使得所得到的橡膠具有以下特點：①橡膠的拉伸模量加大，成品輪胎的剛性增強(qiáng)；②橡膠的粘度未增加，保持了制胎過程中橡膠的流動性；③熱塑性下降，有助于降低制胎中的燃料消耗；④損耗角tanδ在低溫下的值較高，在高溫下較低，使得輪胎不僅對干燥路面有較好的附著力，對潮濕的路面也有較好的附著力[12]。

3 結(jié)語

綜上所述，丙氨酸的市場應(yīng)用潛力廣闊，其下游產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國從20世紀(jì)90年代的全面依賴進(jìn)口，發(fā)展成為高純度丙氨酸的主要出口國。研究丙氨酸的新應(yīng)用，通過對下游產(chǎn)品的深入挖掘，不僅可以促進(jìn)我國的生產(chǎn)廠商有針對性的生產(chǎn)符合不同需求的丙氨酸，還可以促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)調(diào)整積極投身到高附加值的工業(yè)品生產(chǎn)領(lǐng)域。

專利反映一個地區(qū)一個階段最先進(jìn)的技術(shù)信息，蘊(yùn)含著巨大的生產(chǎn)潛力和社會效益。本文整合了丙氨酸在離子液體領(lǐng)域以及橡膠添加劑領(lǐng)域新用途的專利文獻(xiàn)，希望能借此開拓求新、求變、不斷銳意進(jìn)取的企業(yè)的思路，促進(jìn)企業(yè)的研發(fā)以及專利技術(shù)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

[1]CN101260051A.

[2]CN102153523A.

[3]CN1383920A.

[4]CN1631539A.

[5]CN102060715A.

[6]CN102633724A.

[7]CN104151264A.

[8]CN102698808A.

[9]CN101293663A.

[10]CN101851302A.

[11]CN102850581A.

[12]CN102112538A.