Zoetstoffen

De enzymatische synthese van aspartaam
Inleiding
Beschermd aspartaam (Z-aspartaam) zal gesynthetiseerd worden op dezelfde
manier zoals dat gebeurt bij de Holland Sweetener Company, onderdeel van DSM
te Geleen. In de fabriek wordt dit op grote schaal gedaan, bijv. 1000 kg per dag.
Jullie zullen ruwweg 100 mg maken.
Reactievergelijking
O
O
HN
O
O
-
OH
+
HO
Cl
H3N
+
enzym (40 mg)
OMe
pH = 6,5
O
62mg~0.23 mmol
Z-asparagine zuur
HN
HO
O
N
H
CO2Me
C10H13NO2.HCl
Mol. Wt.: 215
+
OMe
H2N
O
O
O
C12H13NO6
Mol. Wt.: 267.23
O
C22H24N2O7
Mol. Wt.: 428.44
100 mg~0.46mmol
fenylalanine methyl
ester (50%D/ 50%L)
Z-aspartaam
fenylalanine
methyester (D)
Toelichting
Van het aminozuur asparaginezuur is de aminogroep (NH2) beschermd met een
zogenaamde Z-groep. Daardoor kunnen er geen asparaginezuur moleculen
onderling met elkaar reageren. Beide carboxylgroepen (COOH) zijn echter vrij.
Fenylalanine methylester wordt in de fabriek als racemisch mengsel, evenveel van
de beide spiegelbeeldisomeren, ingezet als een zout: NH3+Cl-. De oplossing moet
op pH=6,5 gebracht worden omdat anders het enzym thermolysine niet werkt. Het
verwijderen van de Z-groep, laten we vanwege de tijd achterwege.
Benodigdheden
 100 mg racemisch D,L-fenylalanine methylester zout
 62 mg Z-asparaginezuur
 40 mg enzym als katalysator, (Thermolysine uit Bacillus thermoproteolyticus
rokko)
 1 M NaOH (voor de pH van het reactiemengsel)
 Waterbad 50°C
 pH-papier
 pipetjes
 IJs
 Bekerglazen
 Demi-water
Werkwijze
 Los het racemisch D,L-fenylalanine methylester zout op in 1,5 mL water.
 Voeg de Z-asparaginezuur toe.
 Voeg 1-5 druppels 1 M Natronloog toe, zodat alles oplost. Wacht na iedere
druppel even, zodat de stof de kans krijgt om op te lossen.
 Controleer de pH met pH-papier. De optimale pH is 6,5.
 Is de pH nog te laag (dus te zuur) voeg dan druppelsgewijs 1M natronloog
toe totdat de zuurgraad 6,5 bedraagt.
 Controleer de pH na iedere druppel.
 Voeg het enzym thermolysine toe.
 Sluit de buis af en plaats hem in een waterbad dat geroerd wordt. De
temperatuur van het waterbad moet 50°C zijn.
 Noteer je waarnemingen na ieder kwartier.
 Laat het reactiemengsel een uur reageren.
 Neem na een uur de buis uit het waterbad en plaats hem in een ijsbad om
te koelen.
 Zonodig een aantal keren herhalen, eerst in waterbad voor 5 minuten en
daarna in het ijsbad.
 Het reactieproduct zal langzaam uitvlokken tot er een harde witte “klomp”
overblijft.
Waarnemingen
Conclusie