[发明专利]一种N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法，特别是一种高收率生产N-烷氧草酰丙氨酸酯的方法。

(二)背景技术

N-烷氧草酰丙氨酸酯广泛应用于医药、农药、化工，具有很高的实用价值，比如N-乙氧草酰丙氨酸乙酯是维生素B6的关键中间体。

在本发明作出之前，原有技术N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法是以丙氨酸或丙氨酸酯为原料，经过酯化或酰化合成目标产物，比如(1)在浓盐酸催化下，丙氨酸、草酸、草二酯、乙醇在带水剂苯的作用下连续精馏脱水酯化【中国医药工业杂志，1994，25(9)，385；中国医药工业杂志，2004，35(1)，1】。该方法反应时间长，且使用了大量浓盐酸，设备腐蚀严重，操作不方便。(2)将丙氨酸乙酯和盐酸成盐，再在三乙胺的催化下和草二酯反应合成目标化合物【Bull.Chem.Soc.Jpn，1969，1435】，该方法以价格较昂贵的丙氨酸乙酯为原料，三乙胺用量大，成本高。(3)在非酸性条件下或有机碱催化剂存在下，丙氨酸和草酸、草二酯在醇溶液中反应制备目标产物，该方法易生成丙氨酸单酯化的副产物，且不易分离，收率不高【CN200480009214.X；WO2004087640】。其他N-烷氧草酰丙氨酸酯的合成方法或多或少存在收率低、操作麻烦、产物不易分离纯化、反应条件苛刻等缺点，因此开发一条易于工业化生产的N-烷氧草酰丙氨酸酯的合成新方法是急需的。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺合理、反应收率高、生产成本低、易于工业化生产的N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法。

为解决上述技术问题，本发明用丙氨酸和草酸在催化剂存在下来制备N-烷氧草酰丙氨酸酯，具体技术方案如下：

一种式(I)所示的N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法：在C1～C8的醇中，式(II)所示的丙氨酸和草酸在式((III)所示的硫酸氢盐的催化下于50℃～150℃反应5～150小时，反应过程通过带水剂经精馏柱和分水器及时蒸出反应产生的水，反应结束后，反应液经后处理得到所述的N-烷氧草酰丙氨酸酯；所述的丙氨酸、草酸、硫酸氢盐的物质的量比为1∶1～10∶0.001～1；所述的硫酸氢盐为硫酸氢钠或硫酸氢钾，或两者任意比例的混合；

MHSO₄  (III)

式(I)中，R选自C1～C8的烷基，式(III)中M为钠或钾。所述的带水剂的质量用量通常为丙氨酸质量的1～10倍。

本发明方法具体操作步骤为：在带有精馏柱、分水器和冷凝管装置的反应灌中，先将丙氨酸、草酸在C1～C8的醇中加热溶解，然后加入催化剂硫酸氢盐和带水剂在50℃～150℃反应5～150小时，所述的带水剂的质量用量为丙氨酸质量的1～10倍，反应液经后处理得到所述的N-烷氧草酰丙氨酸酯。

进一步，本发明推荐所述的反应温度为60～100℃，反应时间为10～40小时。

再进一步，本发明优选的带水剂为以下之一或任意几种任意比例的混合物：苯、甲苯、正己烷、环己烷。本发明所述的醇优选为下列之一：乙醇、正丙醇或正丁醇。

更进一步，优选丙氨酸、草酸、硫酸氢盐的物质的量比为1∶1～3∶0.05～0.1；优选所述的醇与丙氨酸物质的量比为1～100∶1。

本发明推荐后处理方法为：反应完毕后，反应液加入水洗涤，分去水层，取有机相用无水硫酸钠干燥后，常压蒸去溶剂至内温达到120℃，减压回收草二酯，得到所述的N-烷氧草酰丙氨酸酯。

具体的，本发明推荐所述的制备方法按照如下步骤进行：在带有精馏柱、分水器和冷凝管装置的反应灌中，先将丙氨酸和草酸在C1～C8的醇中加热溶解，然后加入硫酸氢盐和带水剂，加毕后升温到60～100℃，反应时间为10～40小时：反应完毕后，反应液加入水洗涤，分去水层，取有机相用无水硫酸钠干燥后，蒸去溶剂，至内温达到120℃，再减压回收草二酯，得到所述的N-烷氧草酰丙氨酸酯；所述氨基酸、草酸、硫酸氢盐的物质的量比为1∶1～3∶0.05～0.1，带水剂质量用量为丙氨酸质量的1～5倍，所述醇与丙氨酸物质的量比为5～10∶1倍，所述的醇为乙醇、正丙醇或正丁醇。反应装置如图1所示。

本发明所述合成方法制得的产品收率可达80％以上。

本发明与原有技术相比，优势体现在：

1.使用硫酸氢盐作为催化剂，酯化速度快，反应收率高(一般在80％以上)，生产成本低；

2.催化剂活性高，选择性好，基本无单酯化副产物，产品纯度高，易分离提纯；