本发明涉及化学物质制备技术领域，尤其涉及一种5-氨基乙酰丙酸盐的制备方法。
背景技术：
5-氨基乙酰丙酸(简称ala)是生物合成四吡咯的前体，而四吡咯是生物体合成血红素、细胞色素、维生素b12等必不可少的物质。ala对人畜无毒性，在环境中易降解、无残留，广泛应用于许多领域，如医药、农业、和食品行业，可做为除草剂、落叶剂、杀虫剂、抗癌药物的中间体和第二代光动力药等。
5-氨基乙酰丙酸传统制备主要包括生物法和化学法。生物法主要有两种：(1)琥珀酰辅酶和氨基乙酸(甘氨酸)在ala合成酶的作用下合成获得ala；(2)谷氨酸和α-酮戊二酸在三酶循环下反应获得ala。
化学法中可用于合成ala的起始原料很多，从上一世纪50年代开始，研究者就先后以马尿酸、琥珀酸、四氢糠胺及乙酰丙酸等为原料合成了ala；还有以糠醛和乙酰丙酸为原料的路线，糠醛和乙酰丙酸都可以从可再生生物质资源水解获得。以琥珀酸为原料的反应途径是先将琥珀酸转化为琥珀酸单酯，并在单酯中引入一个-cn，然后用zn作催化剂还原得到ala；以四氢糠胺为原料的反应路径一般是先将四氢糠胺进行氨基保护，常用的氨基保护剂是环状基团(如邻苯二甲酰亚胺)和线性基团(如脂肪族酰基类)，得到n-取代糠胺，该途径的不足是氧化反应需进行两步，要耗费昂贵的化学氧化剂，且kmno4不能回收利用，带来了废液处理方面的难度。上述方法合成ala有几个比较突出的问题：(1)反应历程比较长，一般需要经过4-5步反应；(2)反应中需要采用一些有毒、价格比较昂贵的原料，提高了生产成本，对环境也有一定的污染；(3)ala的结构式中含有一个活泼的氨基和羧基，反应过程中必须对羧基或氨基进行保护，增加了反应步骤和生产成本；(4)由于反应步骤多、副产物多，产物的分离提纯存在一定的难度，最终产物得率不高。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种5-氨基乙酰丙酸盐的制备方法，本发明各种原材料廉价易得，避免了使用毒性较大、污染严重的原材料，工艺路线简单，反应条件温和，降低能耗，适合工业化生产，产物的附加值高，具有潜在的工业应用前景。
本发明提出的一种5-氨基乙酰丙酸盐的制备方法，包括如下步骤：物质a与酸化试剂酸解得到5-氨基乙酰丙酸盐，其中，物质a、5-氨基乙酰丙酸盐的结构式如下：
其中，z为如下结构式中的一种：
l为hcl、h2so4、hno3、h3po4、r-so3h、
优选地，物质a为物质b发生卤仿反应得到，物质b的结构式如下：
其中，z为如下结构式中的一种：
优选地，物质b为物质c与氨化试剂发生氨化反应得到，物质c的结构式如下：
其中，x为-cl、-br、-i中的一种。
优选地，物质c为物质d与卤代试剂发生取代反应得到，物质d的结构式如下：
其中，r’为-h、-ome、-oh、
优选地，酸化试剂包括盐酸、硫酸、富马酸、马来酸、磷酸、硝酸、磺酸中的至少一种。
优选地，卤仿反应的卤仿试剂为溴的氢氧化钠水溶液、碘的氢氧化钠水溶液、次卤酸盐中的至少一种。
优选地，溴的氢氧化钠水溶液、碘的氢氧化钠水溶液中，氢氧化钠水溶液的浓度为1-10mol/l。
优选地，氨化试剂为邻苯二甲酰亚胺、六亚甲基四胺、n-卤代酰亚胺、氨气、尿素、氨水中的至少一种。
优选地，卤代试剂为卤化氢、卤化磷、n-溴代琥珀酰亚胺，卤化亚砜中的至少一种。
优选地，取代反应的反应温度为20-130℃。
优选地，取代反应的反应温度可以为20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130℃。
优选地，取代反应的反应压力为0.5-2mpa。
优选地，取代反应的反应压力可以为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2mpa。
优选地，取代反应的反应时间为1-12h。
优选地，取代反应的反应时间可以为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12h。
优选地，卤仿反应的反应温度为0-100℃。
优选地，卤仿反应的反应温度可以为0、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100℃。
优选地，卤仿反应的反应压力为0.1-10mp。
优选地，卤仿反应的反应压力可以为0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10mp。
优选地，卤仿反应的反应时间为0.1-24h。
优选地，卤仿反应的反应时间可以为0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24h。
优选地，氨化反应的反应温度为50-100℃。
优选地，氨化反应的反应温度可以为50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100℃。
优选地，氨化反应的反应压力为0.1-5mpa。
优选地，氨化反应的反应压力可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5mpa。
优选地，氨化反应的反应时间为1-20h。
优选地，氨化反应的反应时间可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20h。
上述水均为纯化水或自来水。
上述酸化、卤仿、氨化、取代反应均为本领域的常规反应，其操作步骤已经成熟，可按照本领域常规方法进行操作，也可以按照如下步骤操作。
卤仿反应和酸解的操作步骤为：将物质b、卤仿试剂混匀，调节温度，保温反应，用乙酸乙酯萃取，取水相，用酸化试剂调节ph，搅拌析晶，纯化得到5-氨基乙酰丙酸盐。
上述纯化得到5-氨基乙酰丙酸盐的操作步骤为：过滤取滤饼，水洗，烘干得到5-氨基乙酰丙酸盐。
氨化反应的操作步骤为：将物质c、氨化试剂、仲丁醇混匀，升温，搅拌，加入浓盐酸和甲醇，继续搅拌，纯化得到物质b。
上述纯化得到物质b的操作步骤为：继续搅拌后，冷却至室温，过滤取滤液，浓缩，得到物质b。
氨化试剂为氨气时，在氨气氛围中进行反应。
取代反应的操作步骤为：将卤代试剂、浓硫酸、物质d混匀，回流反应，纯化得到物质c。
上述纯化得到物质c的操作步骤为：回流反应后，加水混匀分层，取有机层，依次用稀硫酸、水、碳酸钠水溶液洗涤，干燥，精馏得到物质c。
本发明以1-r’-2,5-己二酮即物质d为原料，与卤代试剂发生取代反应得到物质c，再与氨化试剂发生氨化反应得到物质b，再经卤仿反应得到物质a，最后经酸解得到5-氨基乙酰丙酸盐。本发明各种原材料廉价易得，避免了使用毒性较大、污染严重的原材料，工艺路线简单，反应条件温和，降低能耗，适合工业化生产，产物的附加值高，具有潜在的工业应用前景。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
取代反应：
将体积分数为48％的溴化氢水溶液、浓硫酸、2,5-己二酮混匀，回流5.5h，加水混匀分层，取有机层，先用少量稀硫酸洗涤，再依次用水、质量分数为10wt％碳酸钠水溶液洗涤，用无水硫酸钠干燥，精馏得到1-溴己烷-2,5-二酮即物质c，其中，溴化氢水溶液、浓硫酸的重量比为24：6.2，2,5-己二酮、溴化氢水溶液的摩尔重量(mol/g)比为0.055：24；1-溴己烷-2,5-二酮的收率为87.4％。
实施例2
氨化反应：
将1-溴己烷-2,5-二酮、六亚甲基四胺、仲丁醇混匀，升温至60℃，搅拌12h，加入浓盐酸和甲醇，继续搅拌2h，冷却至室温，过滤取滤液，浓缩，得到物质b，其中，1-溴己烷-2,5-二酮、六亚甲基四胺的摩尔比为1：2，六亚甲基四胺与仲丁醇的摩尔体积(mol/ml)比为0.05：40，仲丁醇、盐酸和甲醇的体积比为4：5：20，物质b的收率为79.1％。
实施例3
卤仿反应和酸解：
将实施例2得到的物质b、质量分数为7wt％氢氧化钠水溶液混匀，调节温度为0℃，滴加有效氯含量为5wt％的次氯酸钠水溶液，滴加完毕后，保温反应2h，加入50ml乙酸乙酯萃取2次，取水相，用浓盐酸调节ph＝1，搅拌30min析晶，过滤取滤饼，水洗，烘干得到5-氨基乙酰丙酸盐酸盐，其中，物质b、次氯酸钠的摩尔比为1：5，5-氨基乙酰丙酸盐酸盐的收率为86.9％。
实施例4
将2,5-己二酮改为1-羟基-2,5-己二酮，其他与实施例1相同，得到物质c的收率为80.6％。
实施例5
将2,5-己二酮改为2,5-二氧代己基乙酸酯，其他与实施例1相同，得到物质c的收率为85.1％。
实施例6
将溴化氢改为氯化亚砜，其他与实施例1相同，得到物质c的收率为77.6％。
实施例7
将六亚甲基四胺改为尿素，其他与实施例2相同，得到物质b的收率为75.1％。
实施例8
将六亚甲基四胺改为氨气，在氨气氛围下，50℃反应24h，其他与实施例2相同，得到物质b的收率为54.5％。
实施例9
将质量分数为7wt％氢氧化钠水溶液改为溴的氢氧化钠水溶液，其中，氢氧化钠水溶液的浓度为1mol/l，将浓盐酸改为浓硫酸，其他与实施例3相同，得到5-氨基乙酰丙酸硫酸盐的收率为89.7％。
实施例10
将质量分数为7wt％氢氧化钠水溶液改为碘的氢氧化钠水溶液，其中，氢氧化钠水溶液的浓度为10mol/l，其他与实施例3相同，得到5-氨基乙酰丙酸盐酸盐的收率为70.1％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。