[发明专利]由氨基酸与羧酸酐反应水法制备酰氨基羧酸的方法

说明书

              发明领域

本发明涉及在水中制备酰氨基羧酸的方法。该方法包括四个步骤。步骤(A)包括在150℃-300℃的温度下水解内酰胺生成含氨基酸的混合物；步骤(B)包括冷却步骤(A)生成的反应混合物至温度25℃-100℃；步骤(C)包括羧酸酐与步骤(A)生成的氨基酸反应生成含有机层和水层的反应混合物，该有机层含有酰氨基羧酸；步骤(D)包括将含酰氨基羧酸的有机层与水层分离。水的存在有助于通过相分离进行产物分离和反应物的循环。酰氨基羧酸用于制备洗涤剂的漂白活化剂。

              发明背景

酰氨基羧酸是用于制备许多商业用化学药品的工业化学中间产品。酰氨基羧酸是通过内酰胺与羧酸反应来制备。酰氨基羧酸也可通过羧酸、羧酸氯、羧酸酐或羧酸酯与氨基羧酸反应制备，该氨基羧酸是通过内酰胺水解制备的。这些制备酰氨基羧酸的方法被称作酰胺化反应。

众所周知，在水解促进剂，如盐酸存在下通过水解将内酰胺转化成相应的氨基羧酸。然而，不能直接得到纯的氨基酸。在用盐酸作为促进剂的情况下，得到氨基酸盐酸化物，但游离羧酸的分离是不容易的，并且是昂贵的。

US2453234公开了一种用每摩尔内酰胺至少10摩尔的水水解内酰胺来制备氨基羧酸的方法。GB648889公开了一种在每摩尔内酰胺用多于20摩尔水的存在下，通过加热脂族或环脂族内酰胺来制备氨基羧酸的方法。US2956068公开了一种在催化量的水存在下，通过内酰胺与游离羧酸反应来制备酰氨基羧酸的方法。反应产物以固体结晶状物的形式得到，然后将其悬浮于水中并中和。

可是，本发明人意外地发现了一种在水中由内酰胺和羧酸酐制备酰氨基羧酸的方法。意想不到的是酰氨基羧酸可在水存在下通过羧酸酐与氨基酸反应而生成。此外，意想不到的是在氨基酸与羧酸酐反应中，氨基酸的内酰胺前体不与羧酸酐反应。由该方法得到的酰氨基羧酸基本上含有一个氨基酸分子和一个羧酸分子，并且基本上无不需要的副产物。

                      发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种制备酰氨基羧酸的方法。

本发明的另一个目的是提供一个在水中制备酰氨基羧酸的方法。

这些和其他目的可通过本发明的一种在水中制备酰氨基羧酸的方法来实现，该方法包括步骤：

(A)在150℃-300℃的温度下使含有下述(1)和(2)的混合物反应2-10小时，生成含氨基酸的反应混合物：

(1)每分子含至少3个碳原子的内酰胺；和

(2)每摩尔内酰胺10-50摩尔的水；

(B)冷却步骤(A)生成的反应混合物至25℃-100℃；

(C)在25℃-100℃的温度下使

(3)1-10摩尔含6-26个碳原子的羧酸酐与步骤(A)生成的氨基酸反应5分钟至1小时，生成含有机层和水层的反应混合物，该有机层含有酰氨基羧酸；和

(D)将含酰氨基羧酸的有机层与水层分离。

              发明的叙述

本发明方法包括四个步骤。在第一步骤，步骤(A)中，在一反应器中在150℃-300℃的温度下将水与内酰胺混合2-10小时。反应器必须能被加热并必须具有反应压力，优选的反应器是高压釜。步骤(A)中的反应包括内酰胺水解生成氨基酸。

组分(1)内酰胺，其每分子含有至少3个碳原子。适合的内酰胺单体每分子含有至少3个碳原子，优选每分子含4-7个碳原子。适合的内酰胺单体包括丁内酰胺、戊内酰胺、ε-己内酰胺、β-丙内酰胺、δ-戊内酰胺和类似的内酰胺。这些内酰胺可在氮原子上被含有例如1-3个碳原子的低级烃基取代，例如，可使用甲基己内酰胺。ε-己内酰胺及其取代的衍生物是优选的内酰胺单体。

组分(2)是水，包括自来水和蒸馏水。优选蒸馏水，因为自来水可能含有金属盐，其与羧酸结合可形成表面活性剂，从而抑制产物的分离。水以每摩尔内酰胺10-50摩尔，优选20-40摩尔的量存在，最优选的是，水以每摩尔内酰胺30-35摩尔的量存在。水的量不足会导致内酰胺水解成氨基酸的反应不够。虽然对水的量没有严格的限制，但使用多于50％摩尔的水会出现少的有机相与水相更难分离的现象，并且从回收纯的所需产物的角度来看，这样做将使该方法增加不必要的花费。