基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法
【专利摘要】本发明涉及有机化学制备领域，公开了一种用于的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法。本发明包括以下步骤：合成氨基乙酰丙酸(ALA)：分子式Ⅰ物质与分子式Ⅱ物质在活性炭的催化作用下反应生成ALA；过滤：步骤(1)所得产物冷却后过滤；成盐、除杂：向滤液中加入盐酸，混匀后离心，将上清液蒸发浓缩；提纯：将浓缩液加入丙酮中，充分混匀，干燥，即得氨基酮戊酸。本发明工艺简单，成本低廉，生产周期短，节能环保，产物收率高、纯度高。
【专利说明】
基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及有机化学制备领域，特别是涉及一种用于的基于触媒法的氨基酮戊酸 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 国际市场上销售的氨基乙酰丙酸(ALA)主要是以化学合成和生物发酵两种方法生 产的。目前，市面上的氨基乙酰丙酸主要是由TCI、Me rck、Sigma等制药公司以化学合成方式 生产的。这些厂家一般以丁二酸酐为起始物质，经过5~7步非常复杂的程序，并且每个反应 步骤都要经过色谱法、蒸馏、再结晶等精制过程，工艺步骤繁复，操作过程精确度要求较高， 产物得率不足10%，成本高居不下。
[0003] 此外，这些厂家生产氨基乙酰丙酸时，大多要使用氰化物、铬酸盐等有毒物质，造 成严重的环境污染，环保费用增加进一步提高了其生产成本。而生物发酵法，虽然无毒副产 物，步骤也单次完成，但是得率不到1%，提纯难度大，初期的投资额高，且产品浓度和效果 的偏差也相对较大，产品稳定性差，品质无法保障。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单，成本低廉，节能环保，生产周期 短，产物收率高、纯度高的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，包括以下步骤：
[0007] (1)合成氨基乙酰丙酸(ALA):分子式I物质与分子式Π 物质在活性炭的催化作用 下
[0008] 反应生成ALA;
[0009]
[0016]本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤(1)中活性炭为纳米 活性炭。
[0017]本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤（1)中Ci~C4的烷基 包括甲基、乙基、正丙基、异丙基和丁基，还包括下述任意1~4取代基：卤素、烷氧基、烷基或 芳基。
[0018] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，所述卤素包括:氟、氯、 漠、鹏;烷氧基包括：甲氧基、乙氧基、丙氧基;芳基为苯基。
[0019] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，所述苯基包括下述任意1 ~4取代基:氯、溴、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。
[0020] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤（1)中反应避光进 行，在50-100 °C下进行。
[0021 ]本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤(3)中加入的盐酸浓 度为 0.62 ~0.72mol/L。
[0022] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤(3)中蒸发浓缩的温 度控制在30-60 °C。
[0023] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，进一步的，步骤(4)中干燥的温度控 制在 100-120°C。
[0024] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法与现有技术相比，具有如下有益效 果：
[0025] 本发明基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法利用胆固醇与氨基酮酸酯发生氧化 还原一步反应，并利用纳米活性炭为反应触媒，加速反应速率，控制反应在极短的时间内完 成氧化还原反应，使得反应停留在浅层，反应产物中大部分为氨基乙酰丙酸(ALA)，反应过 程中没有引入任何有毒有害的原料，而同时生成的氨基乙酰丙酸衍生物通过离心过滤和物 理蒸发分离，可作为副产物回收利用，无三废排出，节能环保，成本低廉，分离后得到氨基酮 戊酸通过丙酮洗涤进行提纯，工艺方法简单、易操作，反应稳定，整个工艺生产周期短，大多 在24h以内，制得的氨基酮戊酸得率高，可达80 %以上，且产品纯度高达98 %以上。
【附图说明】
[0026] 图1为产物氨基酮戊酸的NMR图谱。
【具体实施方式】 [0027]制备实施例
[0028]本发明按照以下步骤制备氨基酮戊酸：
[0029] (1)合成氨基乙酰丙酸(ALA):分子式I一种胆固醇与分子式Π 氨基酮酸酯在触媒_ 纳米活性炭的催化作用下快速进行氧化还原反应，生成大部分的浅层产物ALA和少量的氨 基乙酰丙酸衍生物，ALA与氨基乙酰丙酸衍生物生成比例为(9-34) :6,反应在50-100°C下避 光进行，控制反应物pH在7-8范围内，具体反应式如下：
[0030]
[0031]分子式Π 中Rl具体结构如表1所不；
[0032]分子式I与分子式Π 的用量比（质量比）如表2所不；
[0033]反应生成的氨基乙酰丙酸衍生物与ALA的生成量比如表3所示；
[0034]具体的反应条件参数参见表4;
[0035] (2)过滤:步骤（1)所得产物冷却至室温后进行离心过滤，除去反应液中的纳米活 性炭颗粒；
[0036] (3)成盐、除杂：向步骤(2)所得滤液中加入浓度为0.62-0.72mo 1/L的盐酸，充分混 匀，加入量为滤液的10-37 % (质量百分数），ALA与盐酸反应生成氨基酮戊酸，离心过滤，除 去产物中大部分的氨基乙酰丙酸衍生物，再将上清液蒸发浓缩，蒸发浓缩的温度控制在30-60°C，通过物理蒸发过程除去剩余的少部分氨基乙酰丙酸衍生物，具体的反应条件参数参 见表4;
[0037] (4)提纯:将步骤(3)所得浓缩液加入丙酮中，充分混匀，洗涤浓缩液中的氨基酮戊 酸，溶解其他杂质，蒸发干燥，温度控制在100_120°C，使得溶于丙酮的杂质随丙酮一同除 去，即得氨基酮戊酸，纯度可达98~99.99%，具体的反应条件参数参见表4。
[0038]表1制备实施例中分子式Π 的Rl结构
[0046]经上述制备实施例制得的终产物氨基酮戊酸，进行了相关实验检测，其中制备实 施例2制得的产物氨基酮戊酸的NMR图谱如图1所示。根据图1显示，IH NMR，2.58 (t，2.0)、 2.75(t，2.0)、3.99(t，2.0)，可以确认终产物为氨基酮戊酸。
[0047]上述制备实施例制得的氨基酮戊酸的产率和产品纯度如表5所示。
[0048]表5制备实施例产物氨基酮戊酸的产率和纯度
L0050」由表5可知，按照本发明制备方法制得的终产物氨基酮戊酸得率在80%以上，远优 于现有化学合成技术和生物发酵技术制备氨基酮戊酸的10%以下的得率，且制得的氨基酮 戊酸纯度高达98-99.99 %。
[0051]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 合成氨基乙酰丙酸(ALA):分子式I物质与分子式Π 物质在活性炭的催化作用下反 应生成ALA; 分卞瓦11甲Ki定少数U~U的玩盎；(2) 过滤:步骤(1)所得产物冷却后过滤； (3) 成盐、除杂：向步骤(2)所得滤液中加入盐酸，混匀后离心，将上清液蒸发浓缩； (4) 提纯:将步骤(3)所得浓缩液加入丙酮中，充分混匀，干燥，即得氨基酮戊酸。2. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤（1) 中分子式I物质与分子式Π 物质的用量比（质量比）为1: (1-4)。3. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤（1) 中活性炭为纳米活性炭。4. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤（1) 中CpC4的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基和丁基，还包括下述任意1~4取代基：卤素、 烷氧基、烷基或芳基。5. 根据权利要求4所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:所述卤素 包括:氣、氣、漠、鹏;烷氧基包括：甲氧基、乙氧基、丙氧基;芳基为苯基。6. 根据权利要求5所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:所述苯基 包括下述任意1~4取代基:氯、溴、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。7. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤（1) 中反应避光进行，在50-100°C下进行。8. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤(3) 中加入的盐酸浓度为0.62~0.72mol/L。9. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤(3) 中蒸发浓缩的温度控制在30-60 °C。10. 根据权利要求1所述的基于触媒法的氨基酮戊酸的制备方法，其特征在于:步骤(4) 中干燥的温度控制在100_120°C。
【文档编号】C07C227/40GK106008245SQ201610372640
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】罗发洪, 李琴
【申请人】北京华清科创科技开发有限公司