专利名称：Dl-丝氨酸的制备方法
技术领域：
本发明涉及化工领域，具体涉及一种制备DL-丝氮酸的方法。
背景技术：
DL-丝氨酸是一种重要的有机化工原料，可以通过进一步拆分得到两个 对映体L-丝氨酸和D-丝氨酸。L-丝氨酸用于配制丝氨酸复合输液，或直接 作为酶法合成L-色氨酸及其它医药中间体的主要原料，D-丝氨酸用于合成 治疗结核病的特效药D-环丝氨酸，还可作为制备医药中间体的重要原料。 其结构式为
现有技术中，涉及DL-丝氨酸制备方法的研究报道主要有如下几种精 细化工，18(4), 232-233 (2001)报道了用甘氨酸铜法制备DL-丝氨酸。将甘氨 酸和硫酸铜在氢氧化钠的作用下形成络合物，然后与甲醛水溶液反应，再经 过离子交换，得到DL-丝氨酸。此方法反应步骤短，原料来源广泛，但由于 甲醛与甘氨酸铜縮合反应时容易产生双縮合产物，导致反应收率偏低，最终 产物分离纯化困难。
US4304933报道了以丙烯腈为原料制备DL-丝氨酸的方法。将氯气与丙 烯腈加成得到1,2-二氯丙腈，然后在碱性条件下氨解得到氮丙啶-2-甲酸钠， 再通过强酸性离子交换树脂得到DL-丝氨酸。此方法是目前较有前途的种 制备方法，但存在较大的技术壁垒。国内曾有人对此方法进行了研究，发现 效果不理想，尤其是环合成氮丙啶-2-甲酸钠的工艺不稳定。
J. Indian Chem. Soc. 33(7), 455-458(1956)报道了由亚甲氨基乙腈为原料 制备DL-丝氨酸的方法。在一定的时间和温度(50 60 'C)下向亚甲氨基乙腈 和多聚甲醛的热溶液中滴加乙醇钠溶液，滴完后继续在40 50 。C下反应12 小时，再用醋酸中和，浓縮，冷却，得到的中间产物用硫酸水解，然后用固 体碳酸钡中和，浓縮后得到DL-丝氨酸。该方法原材料来源广泛，反应步骤 短，但产品收率不高，而且放大效应明显，重现性差。
发明内容
发明目的提供一种DL-丝氨酸的制备方法，以克服现有技术中反应收 率偏低、最终产物分离纯化困难、放大效应明显、重现性差等不足。 本发明的技术构思是这样的
将亚甲氨基乙腈、多聚甲醛加入到乙醇反应溶剂中，在催化剂的存在下 与有机碱三乙胺进行加成反应，获得l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈，然后经过 盐酸水解，即得本发明的目标产物DL-丝氨酸。
本发明的反应如下
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本发明方法包括如下步骤
(1) l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈的制备将亚甲氨基乙腈、多聚甲醛、催 化剂加入到乙醇反应溶剂中，于40-60 。C缓慢滴加三乙胺，滴完后继续在 40-50 。C反应3-5小时，然后从反应产物中收集加成产物l-羟甲基-l-亚甲氨 基乙腈；
(2) 盐酸水解将步骤(l)得到的l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈加入到5-10 mol/l盐酸中，回流条件下反应8-12小时，然后从反应产物中收集目标产物 DL-丝氨酸。
本发明歩骤(l)所述的催化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP)，其中，配料比 是反应物亚甲氨基乙腈与多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1: 1-2: 1-2，它与 盐酸的摩尔比为1: 2-10，反应物亚甲氨基乙腈与催化剂的质量比为1: 0.01-0.15，反应物亚甲氨基乙腈的质量与乙醇反应溶剂的体积比为1: 8-20 g/ml。
本发明步骤(l)中从反应产物中收集加成产物l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈 包括如下步骤用5-10 mol/1盐酸调节溶液的pH为7，再经减压浓縮，析
出的白色晶体即为l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈。
本发明步骤(2)中从反应产物中收集目标产物DL-丝氨酸包括如下歩骤
反应液经浓縮至干、加水溶解，再用4-6mol/l氨水调节溶液的pH为7，再
加入等体积的无水乙醇，静置过夜，析出的无色晶体即为目标产物DL-丝氨酸。
本发明有益效果
本发明采用浓盐酸水解加成产物，加快了反应速度，提高了反应收率， 而且由于反应过程中不引入无机盐，分离纯化简便，加成产物可以从溶液中 分离纯化，也可以直接进行盐酸水解，不会影响产物的收率和纯度。用本发
明制备方法得到的DL-丝氨酸收率86.7-88.9 %，熔点为245 。C(分解)。
与现有技术相比较，本发明分离操作简便，反应原料来源广泛，产物收 率较高，重现性较好，适于工业化生产。
具体实施例方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但实施例并不限制本发明 的保护范围。
实施例1:
在带有加热器、搅拌器、温度计、滴液漏斗的100 ml反应瓶中分别加 入30ml无水乙醇，3.4 g(0.05 mol)亚甲氨基乙腈、1.8 g(0.06 mol)多聚甲醛 及0.5g4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌下升温并控制温度在55±5 。C，缓慢 滴加8.36 m1(0.06 mol)三乙胺，滴完后继续在45±5 。C下反应4小时，用TLC 检测反应终点(展开剂为V石麵VwM「l:l)，反应结束后用5 mo1/1盐酸调 节溶液pH为7，再经减压浓縮至原来体积的一半，回收15ml乙醇，静置3 小时，析出4.2 g白色晶体，即为l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈，m.p.64.0-64.5 °C ， 收率85.7 %。
将上述得到的4.2g l-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈加入到23 ml 10mol/l的盐 酸中，搅拌下加热，回流10小时，用TLC检测至原料点消失(展开剂为V甲 醇V二配sfl:4)，反应结束后浓縮至干，用10ml水溶解，加入6 mo1/1氨 水调节溶液pH巧，加入15ml无水乙醇，静置过夜，析出4.0g无色晶体， 即为DL-丝氨酸，m.p.245 。C(分解)，收率88.9%。 实施例2:
在带有加热器、搅拌器、温度计、滴液漏斗的100 ml反应瓶中分别加 入60ml无水乙醇、6.8 g(0.10 mol)亚甲氨基乙腈、3.6 g(0.12 mol)多聚甲醛 及0.05 g4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌下升温并控制温度在55±5 °C，缓 慢滴加16.72 ml(0.12mol)三乙胺，滴完后继续在45±5 。C下反应5小时，用 TLC检测反应终点(展开剂为V H麵Vwffi=l: 1)，反应结束后用5 mol/1 盐酸调节溶液pH为7，再经减压浓縮至原来体积的一半，回收30ml乙醇， 静置，析出6.4g白色晶体，即为l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈，m.p.63-65。C， 收率65.3 %。
将上述得到的6.4g 1-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈加入到23 ml 10 mol/1的盐 酸中，搅拌下加热，回流12小时，用TLC检测至原料点消失(展开剂为V申 醇V^^=l:4)，反应结束后浓縮至干，用10ml水溶解，加入6 mol/1氨 水调节溶液pH为7，加入15ml无水乙醇，静置过夜，析出5.95g无色晶 体，即为DL-丝氨酸，m.p.245 。C(分解)，收率86.7%。
权利要求
1.一种DL-丝氨酸的制备方法，包括如下步骤(1)1-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈的制备将亚甲氨基乙腈、多聚甲醛、催化剂加入乙醇反应溶剂中，于40-60℃滴加三乙胺，反应3-5小时，然后从反应产物中收集加成产物1-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈；(2)盐酸水解将在步骤(1)收集的1-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈加入到5-10mol/l盐酸中，回流条件下反应8-12小时，然后从反应产物中收集目标产物DL-丝氨酸。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(l)所述的催化剂为4-二甲氨基吡啶。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物亚甲氨基乙腈与多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1: 1-2: 1-2。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物亚甲氨基乙腈与催化 剂的质量比为1: 0.01-0.15。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物亚甲氨基乙腈的质量 与乙醇溶剂的体积比为l:8-20g/ml。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物亚甲氨基乙腈与盐酸的摩尔比为1: 2-10。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(l)中从反应产物中收集 加成产物l-羟甲基-l-亚甲氨基乙腈包括如下歩骤用5-10 mol/l盐酸调 节溶液pH为7，再经减压浓縮，析出的白色晶体即为l-羟甲基-l-亚甲 氨基乙腈。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中从反应产物中收集目标产物DL-丝氨酸包括如下步骤反应液经过浓縮至干、加水溶解， 再用4-6 mo1/1氨水调节溶液pH为7，再加入等体积的无水乙醇，静置 过夜，析出的无色晶体即为目标产物DL-丝氨酸。
全文摘要
本发明公开了一种制备DL-丝氨酸的方法。本发明将亚甲氨基乙腈、多聚甲醛加入到乙醇反应溶剂中，在催化剂的存在下与有机碱三乙胺进行加成反应，获得1-羟甲基-1-亚甲氨基乙腈，然后经过盐酸水解，即得本发明的DL-丝氨酸，收率86.7-88.9％，熔点为245℃(分解)。与现有技术相比较，本发明分离操作简便，反应原料来源广泛，产物收率较高，重现性较好，适于工业化生产。
文档编号C07C229/22GK101168513SQ20071017118
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者廖本仁, 袁振文 申请人:上海化学试剂研究所