CN102311360A - 一种制备n-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法,将丙氨酸、草酸、乙醇加热溶解后，加入催化剂的和带水剂苯和草酸二乙酯，加热至60～100℃回流精馏反应10～150小时，反应中及时通过带水剂苯蒸发反应中的水，反应完成后产物经后处理后得到目标产物N-乙氧草酰丙氨酸乙酯，催化剂为硫酸和尿素的摩尔比1:1～3的混合物，本发明和现有的技术相比，具有如下优点：催化剂为硫酸和尿素的混合物，该催化剂既含有酸性催化活性，又含有铵盐阳离子，铵盐阳离子可以吸附在金属表面，降低对设备的腐蚀。催化效率高，反应收率高，反应副反应少。

Description

一种制备N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法
技术领域
本发明涉及合成维生素B6领域，更具体的说是涉及一种制备合成维生素B6 的中间体N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法。
背景技术
N-乙氧草酰丙氨酸乙酯是合成维生素B6 的主要原料。
目前工业上一般是以丙氨酸、草酸、乙醇等为原料，在浓盐酸或盐酸-磷酸或硫酸氢盐或非有机碱等催化下，经过酯酰化反应合成N-乙氧草酰丙氨酸乙酯。比如：
美国专利US3646061公开了一种乙氧草酰丙氨酸乙酯的制备方法，它把丙氨酸、草酸，乙醇三种物质放在一起，待反应到一定时间后，把未反应的乙醇和生成的水蒸出，再投入乙醇，加热，再把未反应的乙醇和生成的水蒸出，经过多次反复，最后把乙醇和水蒸出，得到乙氧草酰丙氨酸乙酯。该法步骤繁琐，不适合于工业化生产。
〔中国医药工业杂志，1994,25（9）:385～388〕发表了一种N-乙氧草酰丙氨酸乙酯制备方法：在大量浓盐酸催化下，丙氨酸、草酸、草酸二乙酯、乙醇在带水剂苯的作用下连续酯化脱水制备目标产物。该方法反应时间长，且使用了大量的浓盐酸，设备腐蚀严重，而且还产生含盐废水，不利于环保。
CN1802346A“N-烷氧草酰丙氨酸酯的制备方法”中采用在非酸性的条件下或有机碱催化剂存在下，丙氨酸和二烷基草酸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副产物，且不易分离纯化，收率不高。
专利CN101830821A“一种N-烷氧草酰丙氨酸酯的化学合成方法”公开了一种在硫酸氢盐催化下合成N-烷氧草酰丙氨酸酯的方法：在无机盐硫酸氢盐催化下，丙氨酸、草酸与醇通过带水剂酯化脱水合成目标产物。该法由于无机盐催化剂活性低，导致反应收率低，约85%左右，对设备腐蚀较严重，含量和收率低、成本高、环境污染较重，操作不方便、产物杂质多等缺点。
发明内容
本发明提供一种反应收率高、产品质量好、反应设备腐蚀性小、易于工业化生产的N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的制备方法。
为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法,将丙氨酸、草酸、乙醇加热至80～85℃溶解后，加入催化剂和带水剂苯、草酸二乙酯，加热至60～100℃，精馏脱水酯化反应10～150小时，反应中通过带水剂苯回流带出反应中的水，反应完成后产物经后处理后得到目标产物N-乙氧草酰丙氨酸乙酯，其特征在于：所述的催化剂为浓硫酸和尿素的摩尔比1:1～3的混合物。
丙氨酸、草酸、乙醇、催化剂、苯、草酸二乙酯的物质的摩尔比为1 ：1～5 ：1～10 : 0.01～1 : 1～5:1～5。
酯化反应中温度为60～100℃，反应10～150小时。
反应完成就指反应液中的水分小于0.1％。
后处理为向所述的反应液中加入水和苯，静止分出水层，有机层常压回收苯，减压回收草酸二乙酯，减压至0.095MPa止。
本发明方法的具体步骤包括：
步骤1：在带有精馏柱分水器和冷凝管装置的酯化釜中，加入丙氨酸、草酸和乙醇，加热溶解，然后加入催化剂浓硫酸和尿素的混合物、苯和草酸二乙酯，加热至60～100℃，精馏脱水酯化反应10～150小时。精馏脱水是将馏出物的下层水份分出后，上层的苯层流入酯化釜中。
步骤2：向上述反应液中加入水和苯，静止分出水层，有机层常压回收苯，减压回收草酸二乙酯，得到所述目标产物N-乙氧草酰丙氨酸乙酯。
浓硫酸本发明指98%的硫酸。
本发明推荐所述的酯化反应温度为70～90℃，反应10～100小时。
丙氨酸、草酸、乙醇、催化剂、苯、草酸二乙酯的物质的摩尔比为1 ：1～5 ：1～10 : 0.01～1 : 1～5:1～5。
所述的苯的物质的摩尔为两次加入的量。
本发明的制备方法制得的产品的收率可达90%左右。
本发明和现有的技术相比，具有如下优点：
1  催化剂为浓硫酸和尿素的混合物，该催化剂含有性质比较稳定的硫酸脲溶液，对环境污染特别是对空气的污染较小；
2  该催化剂具有酸性催化活性，能有效地加速酯化反应进行，催化效率高，反应收率高，反应副反应少；
3  该催化剂含有铵盐阳离子，铵盐阳离子可以吸附在金属表面，降低对设备的腐蚀。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合具体实例对本发明作详细说明，本发明的保护范围不限于此。
实施例1
在带有精馏柱分水器和冷凝管装置的四口烧瓶中，加入丙氨酸59.1g(0.663mol)、工业草酸126g(1mol)、95%乙醇300g，加热至80℃溶解，然后加入催化剂浓硫酸和尿素的混合物3.2g(0.02mol)、苯130g、草酸二乙酯150g，加热至85℃精馏脱水酯化24小时（检测反应液中的水分小于0.1％）。向上述反应液中加入水100g和苯140g，搅拌30分钟，静止分出水层，有机层常压加热回收苯至内温130℃，减压回收草酸二乙酯，至150℃/0.095MPa止，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯142.5g，含量96％，收率95.0％。
实施例2
在带有精馏柱分水器和冷凝管装置的四口烧瓶中，加入丙氨酸59.1g(0.663mol)、工业草酸126g(1mol)、95%乙醇100g，加热至80℃溶解，然后加入催化剂浓硫酸和尿素的混合物3.2g(0.02mol)、苯130g、草酸二乙酯150g，加热至65℃精馏脱水酯化60小时（检测反应液中的水分小于0.1％）。向上述反应液中加入水100g和苯140g，搅拌30分钟，静止分出水层，有机层常压加热回收苯至内温达到130℃，减压回收草酸二乙酯，至150℃/0.095MPa止，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯139.4g，含量93％，收率90％。
实施例3
催化剂浓硫酸和尿素的混合物2.4g(0.015mol)其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯137.9g，含量95％，收率91％。
实施例4
催化剂浓硫酸和尿素的混合物96g(0.6mol)其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯142.8g，含量96％，收率95.2％。
实施例5
草酸用量85g(0.67mol) 其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯133.2g，含量93％，收率86％。
实施例6
草酸用量378g(3mol) 其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯137.6g，含量95％，收率90.8％。
实施例7
苯分别加入60 g和50g,回流精馏脱水酯化10小时，其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯126.2g，含量93％，收率81.5％。
实施例8
苯分别加入200 g和190g回流精馏脱水酯化100小时，其它步骤和实施例1相同，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯143.2g，含量96％，收率95.5％。

Claims (5)

1.一种制备N-乙氧草酰丙氨酸乙酯的方法,将丙氨酸、草酸、乙醇加热溶解后，加入催化剂的和带水剂苯和草酸二乙酯，加热至60～100℃回流精馏反应10～150小时，反应完成后产物经后处理后得到目标产物N-乙氧草酰丙氨酸乙酯，其特征在于：所述的催化剂为硫酸和尿素的摩尔比1:1～3的混合物。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于：所述的丙氨酸、草酸、乙醇、催化剂、苯、草酸二乙酯的物质的摩尔比为1 ：1～5 ：1～10 : 0.01～1 : 1～5:1～5。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于：所述的酯化反应温度为70～90℃，反应10～100小时。
4.如权利要求1 或2所述的方法，其特征在于：所述的反应完成就指反应液中的水分小于0.1％。
5.如权利要求1 或2所述的方法，其特征在于：所述的后处理为向所述的反应液中加入水和苯，静止分出水层，有机层常压加热回收苯至内温130℃，减压回收草酸二乙酯，至150℃/0.095MPa止，得到淡黄色N-乙氧草酰丙氨酸乙酯。
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