CN102898321B - 一种制备n-丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备N-丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法,包括:将投料量的草酸、丙氨酸、草酸二丁酯和10%~50%投料量的正丁醇同时加入反应容器中,加热到100~120℃时,开始滴加余下投料量的正丁醇,边滴加边蒸馏;收集共沸物并回收正丁醇;将回收的正丁醇再以滴加的方式循环加入反应容器中,并维持反应温度在120~150℃;当整个反应时间达到5~20小时后,结束反应,后处理。本发明不仅可大幅节约能耗、缩短反应周期、提高反应收率、简化后处理操作、降低成本,而且可使产品质量得到保证,符合工业化生产要求,具有显著的经济实用性。

Description

一种制备N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法
技术领域
[0001] 本发明是涉及N-丁氧草酰丙氨酸丁酯的一种制备方法,属于有机化学合成技术领域。
背景技术
[0002] N-丁氧草酰丙氨酸丁酯是制备噁唑类、咪唑类和吡嗪类化合物的重要中间体,尤其是制备维生素B6的有用前体。
[0003]目前,工业合成N-烷氧基草酰丙氨酸烷基酯的方法主要有两种:(I)是用氯化氢或盐酸生成丙氨酸的盐酸盐,与烷基醇酯化,然后用草酸酰化;或丙氨酸与草酸在盐酸催化下与醇发生酯化反应,然后体系中加入草酸二烷基酯,在去酸剂作用下发生酯交换反应,得到目标产物N-烷氧基草酰丙氨酸烷基酯(参加CN87100359和CN86101512)。这类方法的主要缺点在于大量盐酸的使用,会造成设备的严重腐蚀,不利于大工业化生产。(2)酯酰化的一锅化法:以苯为脱水剂,丙氨酸与草酸、乙醇、草酸二乙酯一锅反应,连续共沸脱水,实现酯化、酰化一步完成(参加CN03131970.X)。这种方法的优点在于体系中没有强酸的加入,避免了对设备的腐蚀;但是苯的引入,加大了工业生产过程中的安全环保的压力。
[0004] CN201010170758.1公开了一种对上述第2种方法进行改进的方案,S卩,以正丁醇代替乙醇,由于正丁醇与水可以很好地共沸,而且冷却后可以分层,从而实现了没有第三共沸剂苯的情况下反应体系的连续分水。但该专利申请所公布的方案也有以下不足之处:反应时间过长(反应时间优选为20〜50小时,最优选为30〜40小时);能耗大(正丁醇的用量与氨基酸的质量比为I〜100: 1,优选为10〜100: I);酯酰化收率偏低(最优实施例中的收率不超过89% );因此,上述工艺仍然不能很好的满足工业化生产的要求。
[0005] 技术方案
[0006] 针对现有技术所存在的上述问题和不足,本发明的目的是提供一种制备N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法,该方法可以在较短时间内,以低能耗和高收率实现丙氨酸的一步酯酰化。
[0007] 为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
[0008] —种制备N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法,包括如下步骤:
[0009] a)将投料量的草酸、丙氨酸、草酸二丁酯和10%〜50%投料量的正丁醇同时加入反应容器中,加热;
[0010] b)当反应器内温度达到100〜120°C时,开始滴加余下投料量的正丁醇,边滴加边蒸馏;
[0011] c)收集蒸出的正丁醇和水的共沸物并进行分层和回收正丁醇;将回收的正丁醇再以滴加的方式循环加入反应容器中,并维持反应温度在120〜150°C ;
[0012] d)当整个反应时间达到5〜20小时后,结束反应,反应液经后处理,即得N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯。
[0013] 所述的草酸与丙氨酸的物质的量之比推荐为1:1〜5: 1,优选为1:1〜3: I。
[0014] 所述的草酸二丁酯与丙氨酸的物质的量之比推荐为1:1〜5: 1,优选为1:1 〜3:1。
[0015] 所述的正丁醇与丙氨酸的物质的量之比推荐为2:1〜10: 1,优选为3: I〜5: I。
[0016] 所述的后处理包括水洗反应液,减压蒸馏回收正丁醇和草酸二丁酯。
[0017] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0018] 由于本发明通过将50%〜90%投料量的正丁醇以滴加形式加入反应体系中,使得反应体系很容易维持在酯酰化反应的最佳温度范围内,致使反应更完全和更快,从而可大幅节约加热的能耗,缩短反应周期(只需5〜20小时),提高反应收率(最高可达98.7% );另外,以边滴加边蒸馏回收正丁醇再以滴加的方式返回循环套用的方案,不仅大大节约了正丁醇的用量,而且使反应结束后的反应液中的残留正丁醇的量大大减少,后处理操作更简便,保证了产品质量,也节约了后处理的能耗和时间;因此,与现有技术相比,本发明符合工业化生产要求,具有显著效果和经济实用性。
具体实施方式
[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明,但并不限制本发明的内容。
[0020] 实施例1
[0021] 在装有温度计、搅拌器、平衡滴液漏斗、蒸馏装置的IL四口烧瓶中,加入丙氨酸100g,草酸150g,草酸二丁酯230g,正丁醇300mL,滴液漏斗中加入700mL正丁醇;
[0022] 加热反应瓶到内温110°C时,打开滴液漏斗,开始滴加正丁醇,并边滴加边蒸馏;
[0023] 收集蒸出的正丁醇和水的共沸物并进行分层和回收正丁醇;
[0024] 将回收的正丁醇再以滴加的方式循环加入反应容器中,并维持反应温度在120〜130 0C ;
[0025] 当整个反应时间达到20小时后,结束反应;
[0026] 水洗反应液,减压蒸馏回收正丁醇和草酸二丁酯,即得N-丁氧草酰丙氨酸丁酯301g,收率为 98.1% ο
[0027] 实施例2
[0028] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:投料比按丙氨酸:草酸:草酸二丁酯:正丁醇的物质的量之比为1:1: 3: 5,反应时间为15小时,其余内容同实施例1中所述,得到N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯303g,收率为98.7%。
[0029] 实施例3
[0030] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:投料比按丙氨酸:草酸:草酸二丁酯:正丁醇的物质的量之比为1: 5: 5: 3,反应时间为10小时,其余内容同实施例1中所述,得到N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯295g,收率为96.1 %。
[0031] 实施例4
[0032] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:投料比按丙氨酸:草酸:草酸二丁酯:正丁醇的物质的量之比为1: 3: 2: 4,维持反应温度在130〜140°C,反应时间为5小时,其余内容同实施例1中所述,得到N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯290g,收率为94.5%。
[0033] 实施例5
[0034] 本实施例与实施例1的不同之处仅在于:投料比按丙氨酸:草酸:草酸二丁酯:正丁醇的物质的量之比为1: 3: 2: 5,维持反应温度在140〜150°C,反应时间为8小时,其余内容同实施例1中所述,得到N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯303g,收率为98.7%。
[0035] 有必要在此指出的是:以上实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种制备N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯的方法,其特征在于,包括如下步骤: a)将投料量的草酸、丙氨酸、草酸二丁酯和10%〜50%投料量的正丁醇同时加入反应容器中,加热;所述的草酸与丙氨酸的物质的量之比为1:1〜3:1,所述的草酸二丁酯与丙氨酸的物质的量之比为1:1〜3:1,所述的正丁醇与丙氨酸的物质的量之比为3:1〜5:1 ; b)当反应器内温度达到100〜120°C时,开始滴加余下投料量的正丁醇,边滴加边蒸饱; c)收集蒸出的正丁醇和水的共沸物并进行分层和回收正丁醇;将回收的正丁醇再以滴加的方式循环加入反应容器中,并维持反应温度在120〜150°C ; d)当整个反应时间达到5〜20小时后,结束反应,反应液经后处理,即得N- 丁氧草酰丙氨酸丁酯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的后处理包括水洗反应液,减压蒸馏回收正丁醇和草酸二丁酯。
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