[发明专利]一种磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及精细化工、生物化工领域，具体地说，是一种生化反应过程中广泛使用的磷酸化试剂磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成方法。

【背景技术】

磷酸烯醇式丙酮酸钾盐(简称PEPK)是生化反应过程中一个广泛使用的磷酸化试剂，相比较于其他的磷酸化试剂，在生物反应过程中，磷酸烯醇式丙酮酸钾盐从稳定性和控制副反应发生等方面都有一定的优越性，但其缺点是价格昂贵。从世界各大化学公司中磷酸烯醇式丙酮酸钾盐产品的报价单表明，尤其是世界头号化学试剂生产商Sigma-Aldrich公司产品价格达到了207.6美元/克(2005-2006商品目录)的高价，具体见表1。我国该产品的供应基本上处于依赖进口的现状。1980年代美国著名的科学家Whitesides博士率先开发了摩尔级量的磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成，并将它应用推广到6-磷酸葡萄糖等医药化工领域一些附加值更高的生化试剂制备上。

表1PEPK产品在世界各大化学公司中的报价

磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的现有合成方法是以丙酮酸为最初原料的三步反应及六个加工步骤：(1)经过溴化反应生成溴代丙酮酸；(2)用大量石油烃类溶剂处理后得到高纯度的溴代丙酮酸；(3)提纯后的溴代丙酮酸与亚磷酸三烷基酯进行磷酸化反应生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯；(4)磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯蒸除溶剂后溶解于水；(5)磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯经水解反应生成磷酸烯醇式丙酮酸(简称PEPA)；(6)最后用碱KOH/无水乙醇处理后得到磷酸烯醇式丙酮酸钾盐。其缺点是，(1)现有技术需要用大量的有机溶剂来提纯中间体溴代丙酮酸，造成溶剂回收利用、排放工艺运行的高成本，释放的含溶剂的废水和废气会造成环境污染；(2)现有技术需要的步骤多，工艺过程繁琐，成本高昂。由于磷酸烯醇式丙酮酸钾盐昂贵的价格因素，目前，降低其生产成本的高效及环保合成方法是其研究的方向和热点。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有合成方法的不足，提供一种磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成方法，来降低生产成本，同时解决有机溶剂对环境造成的污染问题。

为实现以上目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

(1)采用廉价的国产丙酮酸，其质量分数为95％以上，作为起始原料，经过与溴的溴代反应，溴与丙酮酸的摩尔比为0.9∶1～1.5∶1，生成液态的中间体溴代丙酮酸，其中，中间体溴代丙酮酸不需溶剂提纯；

(2)该中间体溴代丙酮酸的粗品直接与亚磷酸三烷基酯溶液进行磷酸化反应，亚磷酸三烷基酯与丙酮酸的摩尔比0.8∶1～2.5∶1，生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯溶液，其中，磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯也不需提纯；

(3)磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯反应液经溶剂蒸除后，直接与水发生水解反应，生成磷酸烯醇式丙酮酸的水溶液；

(4)经过上述的溴代、磷酸化、水解三步反应一锅法合成的磷酸烯醇式丙酮酸水溶液，经过滤除掉不溶的渣滓，然后用固体氢氧化钾或高浓度的氢氧化钾溶液调节磷酸烯醇式丙酮酸水溶液的pH值至2～5，再用无水乙醇处理后，可得磷酸烯醇式丙酮酸钾盐晶体固体。

本发明的合成方法路线为：

本发明一种磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成方法的积极效果是：

(1)本发明克服了原有合成方法中多步反应分开进行的不足；

(2)本发明不使用石油烃等任何溶剂进行中间产物溴代丙酮酸的提纯，克服了原有技术中大量使用石油烃类溶剂的不足；

(3)本发明完全避免了大量有机溶剂对提纯中间体溴代丙酮酸的使用，以及由此带来的溶剂回收工艺的缺陷，降低了生产成本，基本消除了有机溶剂造成的环境污染问题；

(4)本发明为三步反应一锅法式合成方法，其所有的反应可以在同一个反应容器内进行，因此其合成工艺流程及设备可大为简化，产品收率与现存方法相近，约为40％～50％之间，生产成本也相应大大降低。

【具体实施方式】

以下提供本发明的一种磷酸烯醇式丙酮酸钾盐的合成方法的具体实施方式，但本发明不限于所提供的实施例。

实施例1磷酸烯醇式丙酮酸钾盐(PEPK)的毫摩尔级合成