CN103848750A - 一种关于α-环丙氨酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种α-环丙氨酸合成方法，公开了一种由甘氨酸为原料，通过酯化，再与对苯磺酰氯合成，再与1,2-二溴乙烷进行烷基化反应，最后水解，得产品。本发明工艺污染小，操作简单，收率高，纯度好，成本低等优点，是一条适合工业化生产的工艺。

Description

一种关于α-环丙氨酸的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种α-环丙氨酸的制备方法。 
背景技术
α-环丙氨酸是一种天然非蛋白特种氨基酸，在医药和食品上用途很大。ACC能防治老年痴呆、保护脑神经损伤和降血压等作用；在养殖业上能调控家蚕蛋白生物合成，调控家禽产蛋率等；同时对谷类具有优良的生长调控作用，并且具有杀菌、抗肿瘤等作用。但人工合成不是很简单，原料易得、条件温和、方法简单的合成方法就更难。
目前在国内报道的合成方法极少，国外也多为实验室制法，原料不易得，污染大，或反应条件苛刻，收率很低。专利US5569781 A1报道以1，1-环丙基二甲酸二甲酯为原料，与氯化氢、氢氧化钠、氨反应生成所需要的产物，同时生成异构体，影响产率。
    专利US4298760 A1报道中使用原料经过反应，同时使用1,2-二氯乙烷最终生成产物，但中间使用的六甲基磷酰胺，正丁基锂作为实验中出现是可以的，但在放大生成，就会增加生产成本。
Logusch ，EW（Tetrahedron  Letters,1986，第一卷，27，第49页，5935-5938）曾报道：以1-肽酰亚胺基-1-环丙基甲酸甲酯为原料，在氯化氢通暖气的条件下反应，得到ACC。虽然诸如此类的反应很多，但有一个共同缺点，原料很难得到。
目前虽然有些实验可合成α-环丙氨酸，但大规模生成的极缺，寻找一条效益高、污染小、有望扩大生产的合成方法具体重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料易得、污染小、收益高的合成路线。
本发明的α-环丙氨酸合成方法，其特征是由甘氨酸为原料，先与乙醇酯化，再与对苯磺酰氯合成，再与1,2-二溴乙烷进行烷基化反应，最后水解，得产品，总产率70%～85%。
下面对本发明的α-环丙氨酸制备路线详细说明：
本发明所述的甘氨酸乙酯的制备，它是由甘氨酸和乙醇制备而得，催化剂包括对甲基苯磺酰氯、SOCl2、H Cl气体、浓H2SO4等，优选于对甲基苯磺酰氯，溶剂包括乙醇、甲醇、THF等，优选于乙醇，体积倍量8～10，反应温度优选于70～85℃，更优选于78～80℃，反应时间优选于1～4h，更优选于2～3h。
本发明所述的（N-对甲基苯磺酰）甘氨酸乙酯的制备中，用甘氨酸乙酯与对甲基苯磺酰氯（1.0～1.1eq）反应，在强碱催化下，强碱优选于醇钠、氢化钠、NaOH等，更优选于NaOH(1.2～1.5eq)，用水作溶剂，体积倍量5～6，反应温度优选于40～55℃，更优选于45～50℃，反应时间优选于0.5～2h，更优选于1～1.5h。
本发明所述的（N-对甲基苯磺酰）环丙氨酸乙酯的制备中，1,2-二溴乙烷（1.4～1.5eq）与上述反应产物进行反应，碱性条件下反应，优选于NaOH(2Nmol)，溶剂优选于丙酮、异丙醇、甲苯，更优选于丙酮，体积倍量5～6，相转移催化剂优选于溴化三乙基苄基铵，反应温度优选于40～50℃，更优选于42～45℃，反应时间优选于3～6h，更优选于4～5h。
本反应所述的α-环丙氨酸的制备中，上述反应物与水发生水解反应，酸性条件下进行，优选于HCl。溶剂优选于乙醇，体积倍量5～6，反应温度优选于70～85℃，更优选于75～80℃，反应时间优选于10～13h，更优选于11～12h。
本发明工艺的优点：原料易得，反应条件不苛刻，并且明显减少成本，适合扩大生产。 
附图说明
附图为本发明α-环丙氨酸制备方法的反应路线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细地实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
甘氨酸乙酯的制备
甘氨酸20g，乙醇160~200ml于配有温度计的250ml三口瓶中，升温至80℃控温回流，分批加入对甲基苯磺酰氯55g，反应2.5h。反应结束，减压蒸馏，0~4℃吸晶，过滤，烘干，得产品约22g。
实施例2
（N-对甲基苯磺酰）甘氨酸乙酯的制备
将NaOH9.5g放入配有温度计的250ml三口瓶中，溶于100~120ml水中，加入对甲基苯磺酰氯42g，分批加入20g甘氨酸乙酯，控温50℃，反应1.5h。反应结束调PH值至7，用乙酸乙酯进行萃取，有机相浓缩结晶。过滤，烘干，得产品约45g。
实施例3
（N-对甲基苯磺酰）环丙氨酸乙酯的制备
配制NaOH浓度2mol/L，冰浴搅拌，另外称（N-对甲基苯磺酰）甘氨酸乙酯20g放入配有温度计的250ml三口瓶中，加入丙酮100~120ml，降温至0~5℃，再将配好同时降温的NaOH溶液加入三口瓶内，再将溴化三乙基苄基铵18g，控温45℃，搅拌反应约4.5h，反应结束，分层萃取，有机相浓缩干，固体烘干，称重，得产品约18g。
实施例4
α-环丙氨酸的制备
（N-对甲基苯磺酰）环丙氨酸乙酯称取20g放入三口瓶中，溶于100~120ml的乙醇中，通入HCl气体，80℃回流反应，反应时间11h，反应结束。浓缩干，得固体，烘干，得α-环丙氨酸约6g。

Claims (6)

1.本发明的α-环丙氨酸合成方法，其特征是由甘氨酸酯化，再与对甲基苯磺酰氯合成，再与1,2-二溴乙烷进行烷基化反应，最后水解，得产品。
2.根据权利要求1所述的甘氨酸乙酯的制备方法，其特征在于：第一步反应的催化剂包括对甲基苯磺酰氯、SOCl2、H Cl气体、浓H2SO4等，优选于对甲基苯磺酰氯。
3.根据权利要求2所述的（N-对甲基苯磺酰）甘氨酸乙酯的制备方法，其特征在于：第二步反应在强碱催化下，强碱优选于醇钠、氢化钠、NaOH等，更优选于NaOH(1.2～1.5eq)。
4.根据权利要求3所述的（N-对甲基苯磺酰）环丙氨酸乙酯的制备方法，其特征在于：第三步反应溶剂优选于丙酮、异丙醇、甲苯，更优选于丙酮，体积倍量5～6。
5.根据权利要求4所述的（N-对甲基苯磺酰）环丙氨酸乙酯的制备方法，其特征在于：第三步反应相转移催化剂优选于溴化三乙基苄基铵。
6.根据权利要求5所述的α-环丙氨酸的制备方法，其特征在于：第二步反应为酸性条件下进行，优选于HCl。
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