CN102993072A - 生产蛋氨酸的方法 - Google Patents

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Abstract

已经要求不使用氰化氢作为原料的新颖的生产蛋氨酸的方法。一种生产蛋氨酸的方法，包括步骤A：在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧-1-丁醛；步骤B：水解步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧-丁酸酯；和步骤C：使步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧-丁酸经历反应胺化。

Description

生产蛋氨酸的方法
发明背景
本发明涉及生产蛋氨酸的方法。
相关技术的说明
蛋氨酸是一种必需氨基酸以及一种还用作饲料添加剂的重要化合物。
作为生产蛋氨酸的方法，例如Industrial Organic Chemistry，Tokyo Kagaku Dojin，273-275页(1978)公开一种方法，使通过甲硫醇与丙烯醛加成获得的3-甲硫基丙醛与氰化氢反应获得2-羟基-4-甲硫基丁腈，其与碳酸铵反应生成取代的乙内酰脲，然后用碱水解。
发明内容
Industrial Organic Chemistry，Tokyo Kagaku Dojin，273-275页(1978)中公开的方法使用需要小心处理的氰化氢作为原料，以及当处理氰化氢时，需要十分专心的操作和操作设备。
在上述形势下，已经要求不使用氰化氢作为原料的新颖的生产蛋氨酸的方法。
为解决该问题，本发明的发明人们已经进行了许多研究并因此已经完成本发明。
即，本发明如下。
[1] 生产蛋氨酸的方法，该方法包括
步骤A：在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛；
步骤B：水解步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯；和
步骤C：使步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸经历还原胺化。
[2] 根据[1]的方法，其中通过在碳烯催化剂（carbene catalyst）存在，使4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂反应来实施步骤A。
[3] 根据[2]的方法，其中步骤A中的碳烯催化剂为选自以下的至少一种：
通过使由式(2-1)表示的化合物与碱反应获得的化合物
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE001
其中R2表示任选取代的烷基或任选取代的芳基；R3和R4各自独立地表示任选取代的烷基或任选取代的芳基或R3和R4可以键合在一起形成任选取代的二价烃基或任选取代的由-CH=N-表示的基团；Y表示由-S-表示的基团或由-N(R5)-表示的基团；R5表示任选取代的烷基或任选取代的芳基或R5可以与R4键合在一起形成任选取代的二价烃基；和X-表示阴离子;
由式(2-2)表示的化合物
其中R2、R3、R4和Y分别与上述相同；和R8表示烷基；
通过分解由式(2-2)表示的化合物获得的化合物；
由式(2-3)表示的化合物
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE003
其中R2、R3、R4和Y分别与上述相同；和
通过分解由式(2-3)表示的化合物获得的化合物。
[4] 根据[2]或[3]的方法，其中步骤A中的所述氧化剂为选自氧气和二氧化碳的至少一种。
[5] 根据[1]至[4]的任一个的方法，其中所述醇为甲醇或乙醇。
[6] 根据[1]至[5]的任一个的方法，其中步骤C在溶剂存在下进行。
[7] 根据[6]的方法，其中步骤C中的所述溶剂为选自甲醇和水的至少一种。
[8] 根据[1]至[7]的任一个的方法，其中通过在过渡金属存在下，使4-甲硫基-2-氧代-丁酸、氨和还原剂反应来实施步骤C。
[9] 根据[8]的方法，其中步骤C中的过渡金属为选自钌、铑、钯、铂、铱、镍、钴和铜的至少一种。
根据本发明，可以提供不使用氰化氢作为原料的新颖的生产蛋氨酸的方法。
优选实施方案的详细说明
以下，将详细描述本发明。
本发明的生产蛋氨酸的方法特征在于包括步骤A：在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛；步骤B：水解步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯；和步骤C：使步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸经历还原胺化。可以在不使用氰化氢作为原料的基础上，通过进行步骤A、步骤B和步骤C来生产蛋氨酸。
首先，将描述在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛的步骤A。实施步骤A生成4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯。
通过在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，和优选通过在碳烯催化剂存在下，氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂来实施步骤A。以下，步骤A中的反应有时可以称为氧化反应。
步骤A中使用的碳烯催化剂的实例包括选自以下的至少一种：通过使由式(2-1)表示的化合物(以下有时可以称为“化合物(2-1)”与碱反应获得的化合物；由式(2-2)表示的化合物(以下有时可以称为“化合物(2-2)”)；通过分解由式(2-2)表示的化合物获得的化合物；由式(2-3)表示的化合物(以下有时可以称为“化合物(2-3)”)；和分解由式(2-3)表示的化合物获得的化合物。
在式(2-1)中，由R3表示的任选取代的烷基和由R4表示的任选取代的烷基中的烷基的实例包括线性或支化C1至C12烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和癸基；和C3至C12环烷基，例如环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基和薄荷基。
R3和R4中的烷基的任选取代基的实例包括选自以下G3组的基团：
<G3组>
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳基；
可以具有氟原子的C1至C10烷氧基；
可以具有选自C1至C10烷氧基、C1至C10烷基和C6至C10芳氧基的至少一个基团的苄氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C6至C10芳氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C2至C10酰基；
羧基；和
氟原子。
在G3组中，可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳基的实例包括苯基、萘基、4-甲基苯基和4-甲氧基苯基；
可以具有氟原子的C1至C10烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基和三氟甲氧基；
可以具有选自C1至C10烷氧基、C1至C10烷基和C6至C10芳氧基的至少一个基团的苄氧基的实例包括苄氧基、4-甲基苄氧基、4-甲氧基苄氧基和3-苯氧基苄氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳氧基的实例包括苯氧基、2-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基和4-甲氧基苯氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C6至C10芳氧基的实例包括3-苯氧基苯氧基；和
可以具有C1至C10烷氧基的C2至C10酰基的实例包括乙酰基、丙酰基、苄基羰基、4-甲基苄基羰基、4-甲氧基苄基羰基、苯甲酰基、2-甲基苯甲酰基、4-甲基苯甲酰基和4-甲氧基苯甲酰基。
具有选自G3组的基团的烷基的实例包括氟甲基、三氟甲基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、苄基、4-氟苄基、4-甲基苄基、苯氧基甲基、2-氧代丙基、2-氧代丁基、苯甲酰甲基和2-羧基乙基。
在式(2-1)中，由R3表示的任选取代的芳基和由R4表示的任选取代的芳基中的芳基的实例包括C6至C10芳基，例如苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基和萘基。
芳基的任选取代基的实例包括选自以上G3组的基团。
具有选自G3组的基团的芳基的实例包括4-氯苯基和4-甲氧基苯基。
在式(2-1)中，通过使R3和R4键合在一起形成的任选取代的二价烃基的实例包括亚乙基、亚乙烯基、丙烷-1,2-二基、丙烯-1,2-二基、丁烷-1,2-二基、2-丁烯-1,2-二基、环戊烷-1,2-二基、环己烷-1,2-二基、邻-亚苯基、1,2-二苯基亚乙基和1,2-二苯基亚乙烯基。二价烃基的任选取代基的实例包括选自上述G3组的基团。在式(2-1)中，由-CH=N-表示和通过使R3和R4键合在一起形成的基团的任选取代基的实例包括可以具有选自上述G3组的基团的烷基和可以具有选自上述G3组的基团的芳基。可以具有选自上述G3组的基团的烷基中的烷基的实例包括线性或支化C1至C12烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和癸基；和C3至C12环烷基，例如环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基和薄荷基。可以具有选自上述G3组的基团的芳基中的芳基的实例包括C6至C10芳基，例如苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基和萘基。
R3和R4优选键合在一起形成任选取代的二价烃基。
在式(2-1)中，由R2表示的任选取代的烷基和由R5表示的任选取代的烷基中的烷基的实例包括线性或支化C1至C12烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和癸基；和C3至C12环烷基，例如环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基和薄荷基和金刚烷基。
烷基的任选取代基的实例包括选自以下G4组的基团：
<G4组>
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳基；
可以具有氟原子的C1至C10烷氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C7至C20芳烷氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C7至C20芳烷氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C6至C10芳氧基；和
可以具有C1至C10烷氧基的C2至C10酰基。
在G4组中，可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳基的实例包括苯基、萘基、4-甲基苯基和4-甲氧基苯基；
可以具有氟原子的C1至C10烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基和三氟甲氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C7至C20芳烷氧基的实例包括苄氧基、4-甲基苄氧基和4-甲氧基苄氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C7至C20芳烷氧基的实例包括3-苯氧基苄氧基；
可以具有C1至C10烷氧基的C6至C10芳氧基的实例包括苯氧基、2-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基和4-甲氧基苯氧基；
可以具有C6至C10芳氧基的C6至C10芳氧基的实例包括3-苯氧基苯氧基；和
可以具有C1至C10烷氧基的C2至C10酰基的实例包括乙酰基、丙酰基、苄基羰基、4-甲基苄基羰基、4-甲氧基苄基羰基、苯甲酰基、2-甲基苯甲酰基、4-甲基苯甲酰基和4-甲氧基苯甲酰基。
具有选自G4组的基团的烷基的实例包括甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、苄基、4-氟苄基、4-甲基苄基、苯氧基甲基、2-氧代丙基、2-氧代丁基和苯甲酰甲基。
在式(2-1)中，由R2表示的任选取代的芳基和由R5表示的任选取代的芳基中的芳基的实例包括C6至C20芳基，例如苯基、萘基、2-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、和2,6-二异丙基苯基。
芳基的任选取代基的实例包括选自以下G5组的基团：
<G5组>
可以具有氟原子或C1至C10烷氧基的C1至C10烷氧基；和
卤素原子。
在G5组中，可以具有氟原子或C1至C10烷氧基的C1至C10烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、环戊氧基、氟甲氧基、三氟甲氧基、甲氧基甲氧基、乙氧基甲氧基、和甲氧基乙氧基；和卤素原子的实例包括氟原子和氯原子。
具有选自G5组的基团的芳基的实例包括4-氯苯基、4-甲氧基苯基和2,6-二氯苯基。
在式(2-1)中，R5可以与R4键合在一起形成任选取代的二价烃基。二价烃基的实例包括多亚甲基，例如亚乙基、三亚甲基和四亚甲基；亚乙烯基、丙烷-1,2-二基、丙烯-1,2-二基、丁烷-1,2-二基、2-丁烯-1,2-二基、环戊烷-1,2-二基、环己烷-1,2-二基和邻-亚苯基。二价烃基的任选取代基的实例包括选自上述G3组的基团。
在式(2-1)中，由X-表示的阴离子的实例包括卤素离子，例如氯离子、溴离子和碘离子；可以具有氟原子的烷烃磺酸根离子，例如甲磺酸根离子和三氟甲磺酸根离子；可以具有卤素原子的乙酸根离子，例如三氟乙酸根离子和三氯乙酸根离子；硝酸根离子；过氯酸根离子；四卤硼酸根离子，例如四氟硼酸根离子和四氯硼酸根离子；六卤磷酸根离子，例如六氟磷酸根离子；六卤锑酸根离子，例如六氟锑酸根离子和六氯锑酸根离子；五卤锡酸根离子，例如五氟锡酸根离子和五氯锡酸根离子；和任选取代的四芳基硼酸根离子，例如四苯基硼酸根离子、四(五氟苯基)硼酸根离子和四[3,5-二(三氟甲基)苯基]硼酸根离子。
化合物(2-1)优选为由式(2-4)表示的化合物
其中R2、Y和X-分别与如上所述相同；R6和R7各自独立地表示氢原子、任选取代的烷基或任选取代的芳基，或R6和R7可以与R6和R7所连接的碳原子键合在一起形成环，或R6表示氢原子、任选取代的烷基或任选取代的芳基以及R7可以与R5键合在一起形成任选取代的二价烃基，和
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE005
表示单键或双键
(以下有时可以称为“化合物(2-4)”)，或由式(2-5)表示的化合物
Figure 116292DEST_PATH_IMAGE006
其中R2、Y和X-分别与如上所述相同；R7表示氢原子、任选取代的烷基或任选取代的芳基，或R7可以与R5键合在一起形成任选取代的二价烃基(以下有时可以称为“化合物(2-5)”)；和更优选为化合物(2-4)。       
以下，将描述化合物(2-4)和化合物(2-5)。
在式(2-4)和式(2-5)中，R2与式(2-1)中的R2相同，Y与式(2-1)中的Y相同。在其中式(2-4)和式(2-5)中的Y为由-N(R5)-表示的基团的情况下，R5与式(2-1)中的R5相同。在式(2-4)和式(2-5)中，X-与式(2-1)中的X-相同。
在式(2-4)中，R2优选为大体积基团，和在Y为由-N(R5)-表示的基团的情况下，优选的是R2和R5之一为大体积基团，更优选的是R2和R5两者都为大体积基团。R2和R5可以为相同基团或不同基团。
R2和R5的大体积基团的实例包括C4至C12叔烷基，例如叔丁基和叔戊基；C3至C10环烷基，例如环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基、薄荷基和金刚烷基；至少在第2和第6位具有取代基的苯基(2,6-二-取代的苯基)，例如2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基和2,6-二异丙基苯基；在第2位具有C1至C10烷基的萘基，例如2-甲基萘基。2,6-二-取代的苯基的取代基的实例包括C1至C12烷基和卤素原子。
R2和R5的大体积基团优选为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基或2,6-二-取代的苯基；更优选为2,6-二-取代的苯基；和进一步优选2,6-二-溴苯基和2,6-二-异丙基苯基。
式(2-4)中由R6表示的任选取代的烷基和式(2-4)和式(2-5)中由R7表示的任选取代的烷基中的烷基的实例包括线性、支化或环状C1至C10烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基和薄荷基。
烷基的任选取代基的实例包括选自上述G3组的基团。具有选自G3组的基团的烷基的实例包括氟甲基、三氟甲基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、苄基、4-氟苄基、4-甲基苄基、苯氧基甲基、2-氧代丙基、2-氧代丁基、苯甲酰甲基和2-羧基乙基。
式(2-4)中由R6表示的任选取代的芳基和式(2-4)和式(2-5)中由R7表示的任选取代的芳基中的芳基的实例包括C6至C10芳基，例如苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基和萘基。
芳基的任选取代基的实例包括选自上述G3组的基团。
具有选自G3组的基团的芳基的实例包括4-氯苯基和4-甲氧基苯基。
在式(2-4)中，R6和R7可以与R6和R7所连接的碳原子键合在一起形成环。该环的实例包括环戊烷环、环己烷环和苯环。
在式(2-4)中，R6和R7各自独立地优选为氢原子或任选取代的烷基，R6和R7更优选两者都为氢原子。
在式(2-4)和式(2-5)中，在其中Y为由-N(R5)-表示的基团的情况下，R5和R7可以键合在一起形成任选取代的二价烃基。二价烃基的实例包括多亚甲基，例如亚乙基、三亚甲基和四亚甲基；亚乙烯基、丙烷-1,2-二基、丙烯-1,2-二基、丁烷-1,2-二基、2-丁烯-1,2-二基、环戊烷-1,2-二基、环己烷-1,2-二基和邻-亚苯基。二价烃基的任选取代基的实例包括选自上述G3组的基团。
在式(2-4)中，在其中Y为由-N(R5)-表示的基团的情况中，
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE007
优选为单键，在其中Y为由-S-表示的基团的情况中，
Figure 511502DEST_PATH_IMAGE007
优选为双键。
化合物(2-4)的实例包括
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 388191DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 210653DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
为单键；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 738904DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的线性、支化或环状C1至C10烷基；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 407782DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
Figure 401146DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 217792DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 954804DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团，和R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
为双键；
化合物(2-4)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
为双键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的线性、支化或环状C1至C10烷基；
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基；和
化合物(2-4)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
为单键；R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基。
化合物(2-4)的实例包括1,3-二-叔丁基氯化咪唑鎓，1,3-二-叔丁基氯化咪唑啉鎓，1,3-二环己基氯化咪唑鎓，1,3-二环己基氯化咪唑啉鎓，1,3-二金刚烷基氯化咪唑鎓，1,3-二金刚烷基氯化咪唑啉鎓，1,3-二苯基氯化咪唑鎓，1,3-二苯基氯化咪唑啉鎓，1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1,3-二[(2,6-二溴)苯基]氯化咪唑啉鎓，1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]氯化咪唑啉鎓，4,5-二甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，4,5-二甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，4,5-二甲基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，4,5-二甲基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，4,5-二氯-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，4,5-二氯-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，4,5-二苯基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，4,5-二苯基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，4,5-二氟-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，4,5-二氟-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，4-甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，4-甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1,3-二[(2,6-二氯)苯基]氯化咪唑鎓，1,3-二[(2,6-二氯)苯基]氯化咪唑啉鎓，1-叔丁基-3-苯基氯化咪唑鎓，1-叔丁基-3-苯基氯化咪唑啉鎓，1-环己基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，1-环己基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1-苯基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，1-苯基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1-叔丁基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑鎓，1-叔丁基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]氯化咪唑啉鎓，1-叔丁基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑鎓，1-叔丁基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]氯化咪唑啉鎓，3-乙基溴化苯并噻唑鎓，3-丁基氯化苯并噻唑鎓，3-(2,6-二异丙基)苯基-4,5-二甲基氯化噻唑鎓，3-苯基-4,5-二甲基氯化噻唑鎓，3-苄基氯化噻唑鎓，3-苄基-4-甲基氯化噻唑鎓，3-正丁基-4-甲基氯化噻唑鎓，3-正己基-4-甲基氯化噻唑鎓，3-环己基-4-甲基氯化噻唑鎓，3-正辛基-4-甲基氯化噻唑鎓，和3-(2,4,6-三甲基)苯基-4,5-二甲基氯化噻唑鎓。
化合物(2-5)的实例包括化合物(2-5)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；
化合物(2-5)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2表示线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基；
化合物(2-5)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和
化合物(2-5)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基。
化合物(2-5)的实例包括1,4-二甲基-1H-1,2,4-氯化三唑-4-鎓，1,3,4-三苯基-1H-1,2,4-氯化三唑-4-鎓，3,5-二苯基-1,3,4-氯化噻二唑鎓，3-甲基-5-苯基-1,3,4-氯化噻二唑鎓，和6,7-二氢-2-五氟苯基-5H-吡咯并[2,1-c]-1,2,4-氯化三唑鎓。
其实例包括通过用“碘离子（iodide）”、“溴离子(bromide)”、“甲磺酸根”、“三氟甲磺酸根”、“硝酸根”、“过氯酸根”、“四氟硼酸根”、“四氯硼酸根”、“六氟磷酸根”、“六氟锑酸根”、“六氯锑酸根”、“五氟锡酸根”、“五氯锡酸根”、“四苯基硼酸根”、“四(五氟苯基)硼酸根”和“四[3,5-二(三氟甲基)苯基]硼酸根”替代化合物(2-4)和化合物(2-5)中的“氯离子(chloride)”获得的这些化合物(2-4)和化合物(2-5)。
化合物(2-1)可以为商业化产品或者可以根据例如J.Organometallic.Chem.Soc.，606，49 (2000)和J.Org.Chem.Soc.，73，2784 (2008)中公开的方法制造。
步骤A中待与化合物(2-1)反应的碱优选为选自有机碱和碱金属醇盐的至少一种碱。
有机碱的实例包括叔胺，例如三乙胺、三辛胺、二异丙基乙胺和4-二甲基氨基吡啶；含氮脂环族化合物，例如1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯和1,5,7-三氮杂双环[4,4,0]-5-癸烯；和含氮芳香族化合物，例如吡啶和咪唑。
碱金属醇盐的碱金属的实例包括锂、钠和钾。醇盐的实例包括甲醇盐、乙醇盐、正丙醇盐、异丙醇盐、叔丁醇盐和仲丁醇盐。碱金属醇盐优选为选自醇锂、醇钠和醇钾的至少一种。
碱金属醇盐可以为高纯度产品或者醇溶液的形式。在这种情况下，醇溶液中所包含的醇溶剂优选与用于按照获得具有高纯度的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯的步骤A中的醇溶剂相同。
步骤A中待与化合物(2-1)反应的碱的用量为例如0.1至10 mol/每1 mol化合物(2-1)，优选为0.5至3 mol/每1 mol化合物(2-1)。
以下，将描述用于通过使化合物(2-1)和碱反应生成碳烯催化剂的方法。
碳烯催化剂的生成可以与如下所述的步骤A中的氧化反应同时进行，或者预先生成碳烯催化剂，然后将碳烯催化剂加入到步骤A中的氧化反应中。
在伴随步骤A中的氧化反应同时生成碳烯催化剂的情况下，可以使用或可以不使用溶剂。在预先生成碳烯催化剂的情况下，碳烯催化剂优选在溶剂存在下生成。优选使用的溶剂为不与所生成的碳烯催化剂反应的溶剂，其实例包括醚溶剂，例如四氢呋喃、甲基叔丁醚、环戊基甲基醚和二异丙醚；酯溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯；芳香族溶剂，例如甲苯和氯苯；腈溶剂，例如乙腈和丙腈；和它们的溶剂混合物。
溶剂的用量没有限制，和实际上，例如其为100重量份或更少/每1重量份化合物(2-1)。
在碳烯催化剂的生成中，反应物的混合顺序没有限制。优选实施方案的实例包括混合化合物(2-1)和溶剂，和将碱加入到获得的混合物中的方法。
碳烯催化剂的生成在任何减压、常压和外加压力的条件下进行，和优选在常压或外加压力的条件下进行。
生成碳烯催化剂的反应温度不同，取决于化合物(2-1)的类型，碱的类型，用量，待生成的碳烯催化剂的类型等，但是优选为-20℃至100℃，和更优选为0℃至50℃。在其中反应温度低于-20℃的情况下，碳烯催化剂的生成速率倾向于是低的，在其中反应温度高于100℃的情况下，待生成的碳烯催化剂倾向于分解。
在碳烯催化剂的生成中，反应的进展可以借助于分析手段例如薄层色谱法、核磁共振光谱分析、红外吸收光谱测定等来证实。
在碳烯催化剂的生成中的反应结束之后，包含碳烯催化剂的反应溶液可以按原样用于步骤A的氧化反应，和用于如下所述的化合物(2-2)和化合物(2-3)的制造。进一步地，任选地通过过滤去除与待使用的碱反应中生成的盐之后，获得的反应混合物可以例如任选地经历浓缩处理，和随后经历冷却处理等，以移出碳烯催化剂。
接下来，将描述化合物(2-2)和化合物(2-3)。
化合物(2-2)通过使由化合物(2-1)和碱反应获得的化合物，与由R8OH表示的醇反应来获得。化合物(2-3)通过使由化合物(2-1)和碱反应获得的化合物，与二氧化碳反应来获得。即，式(2-2)和式(2-3)中的R2、R3、R4和Y分别与式(2-1)中定义的那些相同。
在式(2-2)中，由R8表示的烷基的实例包括线性或支化C1至C6烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基和己基。
由式(2-2)表示的化合物优选为由式(2-6)表示的化合物
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE009
其中R2、R8、R6、R7和Y分别与上述相同；和
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE011
表示单键或双键
(以下，有时可以称为“化合物(2-6)”)，或
由式(2-7)表示的化合物
Figure 50881DEST_PATH_IMAGE012
其中R2、R7、R8和Y分别与上述相同，
(以下，有时可以称为“化合物(2-7)”)；和更优选为化合物(2-6)。
由式(2-3)表示的化合物优选为由式(2-8)表示的化合物
Figure 2012103399071100002DEST_PATH_IMAGE013
其中R2、R6、R7、Y和
Figure 756669DEST_PATH_IMAGE011
分别与以上定义的相同
(以下，有时可以称为“化合物(2-8)”)，或
由式(2-9)表示的化合物
Figure 91836DEST_PATH_IMAGE014
其中R2、R7和Y分别与上述相同，
(以下，有时可以称为“化合物(2-9)”)；和更优选为化合物(2-8)。
以下，将描述化合物(2-6)、化合物(2-7)、化合物(2-8)和化合物(2-9)。
在式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中，R2与式(2-1)中的R2相同，Y与式(2-1)中的Y相同。在其中Y为由-N(R5)-表示的基团的情况下，R5与式(2-1)中的R5相同。
在式(2-6)和式(2-7)中，R8与式(2-2)中的R8相同。
在式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中，Y优选为由-N(R5)-表示的基团。
在式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中，优选的是R2和R5的至少一个为大体积基团，和更优选的是R2和R5两者都为大体积基团。R2和R5可以为相同的基团或不同的基团。
R2和R5的大体积基团的实例包括
C4至C12叔烷基，例如叔丁基和叔戊基；
C3至C10环烷基，例如环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基、薄荷基和金刚烷基；
至少在第2和第6位具有取代基的苯基(2,6-二-取代的苯基)，例如2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,4,6-三甲基苯基和2,6-二异丙基苯基；和
在第2位具有C1至C10烷基的萘基，例如2-甲基萘基。2,6-二-取代的苯基中的取代基的实例包括C1至C12烷基和卤素原子。
大体积基团优选为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基或2,6-二-取代的苯基；更优选为2,6-二-取代的苯基；和进一步优选为2,6-二-异丙基苯基。
在式(2-6)和式(2-8)中，R6与式(2-4)中的R6相同；和在式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中，R7与式(2-5)中的R7相同。
在式(2-6)和式(2-8)中，R6和R7各自独立地优选为氢原子或任选取代的烷基，R6和R7更优选两者都为氢原子。
在式(2-6)和式(2-8)中，
优选为单键。
化合物(2-6)的实例包括
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 883074DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 961889DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
Figure 459866DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 795295DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的C1至C10线性、支化或环状烷基；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 745933DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
Figure 628438DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 43239DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 985788DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团，和R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
Figure 423722DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-6)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 906656DEST_PATH_IMAGE008
为双键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的C1至C10线性、支化或环状烷基；
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基；和
化合物(2-6)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
为单键；R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基。
化合物(2-6)的实例包括2-甲氧基-1,3-二-叔丁基咪唑啉，2-乙氧基-1,3-二-叔丁基咪唑啉，2-正丙氧基-1,3-二-叔丁基咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二环己基咪唑啉，2-乙氧基-1,3-二环己基咪唑啉，2-丙氧基-1,3-二环己基咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二金刚烷基咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二苯基咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-乙氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-乙氧基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-丙氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-丙氧基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-丁氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-丁氧基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-异丙氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-异丙氧基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4,5-二甲基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4,5-二甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-乙氧基-4,5-二甲基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-乙氧基-4,5-二甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4,5-二氯-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4,5-二苯基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4,5-二氟-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-4-甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-1,3-二[(2,6-二氯)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-1-叔丁基-3-苯基咪唑啉，2-甲氧基-1-环己基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，2-甲氧基-1-苯基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉，2-乙氧基-1-叔丁基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑啉，和2-乙氧基-1-叔丁基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑啉。
化合物(2-7)的实例包括
化合物(2-7)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；
化合物(2-7)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基；
化合物(2-7)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和
化合物(2-7)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基。
化合物(2-7)的实例包括5-甲氧基-1,4-二甲基-1,2,4(5H)-三唑啉和5-甲氧基-1,3,4-三苯基-1,2,4(5H)-三唑啉。
化合物(2-8)的实例包括
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 492675DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 480223DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
Figure 704531DEST_PATH_IMAGE008
为单键；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 766028DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的线性、支化或环状C1至C10烷基；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 614160DEST_PATH_IMAGE008
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团，R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
为单键；和R6和R7为氢原子；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有取代基的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 54686DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；和
Figure 298585DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团，和R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和
Figure 488258DEST_PATH_IMAGE008
为双键；
化合物(2-8)，其中Y为由-S-表示的基团；R2独立地为C4至C12叔烷基、C3至C10环烷基、至少在第2和第6位具有C1至C12烷基或卤素原子的苯基，或在第2位具有C1至C10烷基的萘基；
Figure 388081DEST_PATH_IMAGE008
为双键；和R6和R7独立地为氢原子或可以具有选自上述G3组的基团的线性、支化或环状C1至C10烷基；
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；和R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基；和
化合物(2-8)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2和R5独立地为叔丁基、叔戊基、环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6-二氯苯基、2,6-二溴苯基、2,4,6-三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；
为单键；R6和R7独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、癸基、环丙基、2,2-二甲基环丙基、环戊基、环己基或薄荷基。
化合物(2-8)的实例包括2-羧基-4,5-二氢-1,3-二-叔丁基咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二环己基咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二金刚烷基咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二苯基咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4,5-二甲基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4,5-二甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4,5-二氯-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4,5-二苯基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4,5-二氟-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-4-甲基-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1,3-二[(2,6-二氯)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1-叔丁基-3-苯基咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1-环己基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1-苯基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，2-羧基-4,5-二氢-1-叔丁基-3-[(2,6-二异丙基)苯基]咪唑鎓，和2-羧基-4,5-二氢-1-叔丁基-3-[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓。
化合物(2-9)的实例包括
化合物(2-9)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；
化合物(2-9)，其中Y为由-N(R5)-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；R5为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基；
化合物(2-9)，其中Y为由-S-表示的基团，R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和
化合物(2-9)，其中Y为由-S-表示的基团；R2为线性或支化C1至C12烷基或C6至C20芳基；和R7为C1至C10烷基或C6至C10芳基。
化合物(2-9)的实例包括5-羧基-1,3,4-三苯基-4H,1,2,4-三唑鎓。
化合物(2-2)和化合物(2-3)的实例包括商业化产品和根据例如J.Am.Chem.Soc.，127卷，9079页(2005)中公开的方法生产的那些。
以下，将描述用于通过使化合物(2-2)分解生成碳烯催化剂的方法。
优选，通过将 (2-2)化合物加热至规定温度来将该化合物分解为碳烯催化剂和醇，和去除该醇来生成该碳烯催化剂。
碳烯催化剂的生成可以与如下所述的步骤A中的氧化反应同时进行，或者预先生成碳烯催化剂，然后将碳烯催化剂加入到步骤A中的氧化反应中。
在伴随步骤A中的氧化反应同时生成碳烯催化剂的情况中，可以使用或可以不使用溶剂。在预先生成该碳烯催化剂的情况下，该碳烯催化剂优选在溶剂存在下生成。优选使用的溶剂为不与所生成的碳烯催化剂反应的溶剂，其实例包括醚溶剂，例如四氢呋喃、甲基叔丁醚、环戊基甲基醚和二异丙醚；酯溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯；芳香族溶剂，例如甲苯和氯苯；腈溶剂，例如乙腈和丙腈；和它们的溶剂混合物。
溶剂的用量没有限制，和实际上，例如其为100重量份或更少/每1重量份化合物(2-2)。
在碳烯催化剂的生成中，反应物的混合顺序没有限制。优选实施方案的实例包括使化合物(2-2)和溶剂混合，将获得的混合物加热至规定温度，和通过蒸馏去除生成的醇的方法。
碳烯催化剂的生成在任何减压、常压和外加压力的条件下进行，和优选在常压或外加压力的条件下进行。
在碳烯催化剂的生成中的反应温度不同，取决于化合物(2-2)的类型、待生成的碳烯催化剂的类型等，但是优选为-20℃至100℃，和更优选为0℃至50℃。在其中反应温度低于-20℃的情况下，碳烯催化剂的生成速率倾向于是低的，在其中反应温度高于100℃的情况下，待生成的碳烯催化剂倾向于分解。
在碳烯催化剂的生成中，反应的进展可以借助于分析手段例如薄层色谱法、核磁共振光谱分析、红外吸收光谱测定等来证实。
碳烯催化剂的生成中的反应完成之后，包含碳烯催化剂的反应溶液可以按原样用于步骤A的氧化反应。此外，获得的反应混合物可以例如经历任选地浓缩处理，和随后经历冷却处理等，以移出碳烯催化剂。
以下，将描述用于通过使化合物(2-3)分解生成碳烯催化剂的方法。
优选，通过将化合物(2-3)加热至规定温度来将该化合物分解为碳烯催化剂和二氧化碳，并去除二氧化碳来生成碳烯催化剂。
碳烯催化剂的生成可以与如下所述的步骤A中的氧化反应同时进行，或者预先生成碳烯催化剂，然后将该碳烯催化剂加入到步骤A中的氧化反应中。
在伴随步骤A中的氧化反应同时生成碳烯催化剂的情况下，可以使用或可以不使用溶剂。在预先生成碳烯催化剂的情况下，碳烯催化剂优选在溶剂存在下生成。优选使用的溶剂为不与所生成的碳烯催化剂反应的溶剂，其实例包括醚溶剂，例如四氢呋喃、甲基叔丁醚、环戊基甲基醚和二异丙醚；酯溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯；芳香族溶剂，例如甲苯和氯苯；腈溶剂，例如乙腈和丙腈；和它们的溶剂混合物。
溶剂的用量没有限制，和实际上，例如其为100重量份或更少/每1重量份化合物(2-3)。
在碳烯催化剂的生成中，反应试剂的混合顺序没有限制。优选实施方案的实例包括使化合物(2-3)和溶剂混合，将获得的混合物加热至规定温度，和去除二氧化碳的方法。
碳烯催化剂的生成在任何减压、常压和外加压力的条件下进行，和优选在常压或外加压力的条件下进行。
在碳烯催化剂的生成中的反应温度不同，取决于化合物(2-3)的类型、待生成的碳烯催化剂的类型等，但是优选为-20℃至100℃，和更优选为0℃至50℃。在其中反应温度低于-20℃的情况下，碳烯催化剂的生成速率倾向于是低的，在其中反应温度高于100℃的情况下，待生成的碳烯催化剂倾向于分解。
在碳烯催化剂的生成中，反应的进展可以借助于分析手段例如薄层色谱法、核磁共振光谱分析、红外吸收光谱测定等来证实。
碳烯催化剂的生成中的反应完成之后，包含碳烯催化剂的反应溶液可以按原样用于步骤A的氧化反应。此外，获得的反应混合物可以例如任选地经历浓缩处理，和随后经历冷却处理等，以移出碳烯催化剂。
优选如上所述，通过在碳烯催化剂存在下使4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂反应，更优选通过在选自以下的至少一种化合物存在下使4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂反应进行步骤A，所述化合物为通过使由式(2-1)表示的化合物和碱反应获得的化合物、由式(2-2)表示的化合物、通过分解由式(2-2)表示的化合物获得的化合物、由式(2-3)表示的化合物、和通过分解由式(2-3)表示的化合物获得的化合物，以及进一步优选通过在借助于使由式(2-1)表示的化合物和碱反应获得的该化合物存在下使4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂反应进行步骤A。
碳烯催化剂的用量优选为0.001 mol至0.5 mol/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，和更优选为0.01 mol至0.3 mol/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
接下来，将描述步骤A中使用的醇。
在步骤A中，醇的类型没有限制，优选使用具有1至8个碳原子的低级醇作为醇。其实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、异丁醇、1-戊醇、1-己醇、环己醇和苯甲醇。甲醇或乙醇是更优选的。
步骤A中使用的醇的实例包括商业化产品，和根据任何已知方法生产的那些。已知方法的实例包括部分氧化烷烃或烷基-取代苯的方法；使水加成至双键（adding water to a double bond）的方法；和发酵法。
步骤A中醇的用量优选为1 mol或更多/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，和其上限没有限制，但是就经济性而言，上限优选为100 mol或更低。
步骤A中使用的氧化剂没有特别限制，除非其优先促进副反应，其实例包括氧气、二氧化碳、二氧化锰、偶氮苯、醌、苯醌和蒽醌。氧化剂优选为选自氧和二氧化碳的至少一种。
可以用作步骤A中的氧化剂的氧可以为氧气，或用惰性气体例如氮气稀释的氧气，或大气中包含的氧气。也可以使用常压酸中包含的和用惰性气体例如氮气稀释的氧气。氧气的用量优选为1 mol至100 mol/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
可以用作步骤A中的氧化剂的二氧化碳可以为气态二氧化碳，固相(干冰)二氧化碳和超临界状态的二氧化碳。气态二氧化碳可以用惰性气体例如氮气稀释。
二氧化碳的用量优选为1 mol或更多/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，和其上限没有限制，但是就产率而言，该上限可以为100 mol或更少。
步骤A可以在溶剂存在下进行。
可以没有限制地使用不会抑制步骤A中的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯产生的溶剂，其实例包括醚溶剂，例如四氢呋喃、甲基叔丁醚、环戊基甲基醚和二异丙醚；酯溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯；芳香族溶剂，例如甲苯和氯苯；腈溶剂，例如乙腈和丙腈；和它们的溶剂混合物。
溶剂的用量没有限制，和实际上，其为100重量份或更少/每1重量份4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
步骤A中，反应物的混合顺序没有限制。优选实施方案的实例包括在其中使用化合物(2-1)的情况下，混合4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、化合物(2-1)、氧化剂、醇和任选地溶剂，并将所述碱加入到获得的混合物中的方法，和在其中使用选自化合物(2-2)和化合物(2-3)的至少一种的情况下，混合4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇、选自化合物(2-2)和化合物(2-3)的至少一种化合物和任选地溶剂，并将所述氧化剂加入到获得的混合物中的方法。
步骤A在任何减压、常压和外加压力条件下进行，优选在常压或外加压力条件下进行。
步骤A中的反应温度不同，取决于所述碳烯催化剂的类型、用量等和在使用化合物(2-1)的情况下进一步取决于所述碱的类型、用量等，但是优选为-20℃至150℃，和更优选为0℃至100℃。在其中反应温度低于-20℃的情况下，氧化反应速率倾向于是低的，在其中反应温度高于150℃的情况下，反应的选择性倾向于下降。
步骤A中的反应的进展可以借助于分析手段例如气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、核磁共振光谱分析、红外吸收光谱测定等来证实。
步骤A中的反应完成之后，通过脱气、过滤等去除使用的氧化剂，然后获得的反应混合物可以例如任选地经历浓缩处理，随后经历冷却处理等，以移出4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯。
移出的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯可以借助于精制手段例如蒸馏、柱层析、结晶等加以精制。
接下来，将描述水解步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯的步骤B。实施步骤B生成4-甲硫基-2-氧代-丁酸。4-甲硫基-2-氧代-丁酸可以形成盐。盐表示通过用任何阳离子替代H+获得的盐，所述H+是从4-甲硫基-2-氧代-丁酸中所包含的由-COOH表示的基团解离的。阳离子的实例包括碱金属离子，例如锂离子、钠离子和钾离子；碱土金属离子，例如钙离子和镁离子；季铵离子，例如四甲基铵离子和四丁基铵离子；和铵离子。
步骤B中的水解可以为酸水解和碱解的任一种。在进行酸水解的情况下，可以使用的酸例如为矿物酸，例如硫酸、盐酸和磷酸；有机磺酸，例如甲磺酸和对甲苯磺酸；和酸性阳离子交换树脂。在进行碱解的情况下，可以使用的碱例如为碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠和氢氧化钾；碱金属碳酸氢盐，例如碳酸氢钠和碳酸氢钾；碱金属碳酸盐，例如碳酸钠和碳酸钾；和氨。
步骤B中的水解可以通过例如在水存在下，使步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯与酸或碱混合来进行。水解的反应温度为例如20℃至100℃和优选为40℃至80℃。在通过蒸馏去除由于水解产生的醇的同时，可以进行水解。
水解反应完成之后，获得的反应混合物可以按原样用于步骤C中的还原胺化反应，或移出4-甲硫基-2-氧代-丁酸或其盐之后，其可以用于步骤C中的还原胺化反应。
水解反应完成之后，获得的反应混合物可以经历后处理例如过滤、中和、萃取、用水洗涤等，和任选地在温度调节之后经历分离处理例如蒸馏、结晶或固液分离，以移出4-甲硫基-2-氧代-丁酸或其盐。分离的4-甲硫基-2-氧代-丁酸或其盐可以借助于再结晶；萃取精制；蒸馏；用活性碳、二氧化硅、氧化铝等吸附处理；层析法，例如硅胶柱层析等的精制处理加以精制。
接下来，将描述还原胺化步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸的步骤C。实施步骤C生成蛋氨酸。
步骤C通过还原胺化步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸来进行，其可以通过使用还原剂，例如氢化的碱金属铝盐或氢化的碱金属硼盐或通过在金属催化剂存在下使用氢气或甲酸作为还原剂来进行。步骤C优选通过在过渡金属存在下，使4-甲硫基-2-氧代-丁酸、氨和还原剂反应来进行。
步骤C中使用的过渡金属(以下有时可以“过渡金属催化剂”)优选为选自贵金属、镍、钴和铜的至少一种，以及优选为选自钌、铑、钯、铂、铱、镍、钴和铜的至少一种。
贵金属的实例包括钌、铑、钯、铂和铱，贵金属优选沉积在载体上(以下有时可以称为“担载催化剂”)。载体优选为选自例如活性碳、氧化铝、二氧化硅和沸石的至少一种。
镍的实例包括还原镍(以下有时可以称为“还原镍催化剂”)和海绵镍(Raney Nickel (注册商标) (以下可以称为“海绵镍催化剂”)；钴的实例包括还原钴(以下有时可以称为“还原钴催化剂”)和海绵钴(Raney Cobalt (注册商标) (以下可以称为“海绵钴催化剂”)；和铜的实例包括海绵铜(Raney Copper (注册商标) (以下可以称为“海绵铜催化剂”)。还原金属催化剂，例如还原镍催化剂和还原钴催化剂为通过还原金属氧化物或金属氢氧化物制备的催化剂，或通过还原沉积在载体上的金属氧化物或沉积在载体上的金属氢氧化物制备的催化剂。海绵金属催化剂，例如海绵镍催化剂、海绵钴催化剂和海绵铜催化剂为通过使氢氧化钠水溶液对镍和铝合金、钴和铝合金，或铜和铝合金的产生作用以熔融铝而制备的催化剂。
步骤C中的过渡金属催化剂优选为海绵金属催化剂或贵金属，和更优选为选自海绵镍催化剂、海绵钴催化剂和海绵铜催化剂，或沉积在载体上的贵金属的至少一种催化剂。其中，过渡金属催化剂优选为沉积在活性碳上的钯或沉积在活性碳上的铑。
过渡金属催化剂可以为商业化产品或可以为由任何已知方法制备的那些。
过渡金属催化剂的用量优选为2重量份或更少的过渡金属原子，更优选为0.0001至0.2重量份的过渡金属原子，和进一步优选为0.001至0.1重量份的过渡金属原子/每1重量份的4-甲硫基-2-氧代-丁酸。
步骤C中使用的氨可以为液化氨、氨气和氨溶液的任何形式，优选为氨溶液，和更优选为氨水或氨甲醇溶液。在其中使用氨水的情况下，浓度优选为10至35 wt%。此外，氨可以与无机酸例如盐酸或硫酸，或羧酸例如甲酸或乙酸形成盐。
氨的用量优选为1 mol或更多/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-丁酸。氨的用量的上限没有限制，例如为500 mol/每1 mol的4-甲硫基-2-氧代-丁酸。
步骤C中使用的还原剂优选为选自氢和甲酸的至少一种。使用的氢可以为商业化氢气，或可以例如通过任何已知方法，由甲酸或其盐生成。在其中使用氢气的情况下，其分压优选为10 MPa或更低，更优选为0.01至5 MPa，进一步优选为0.02至2 MPa，和更优选为0.05至0.8 MPa。使用的甲酸可以为例如商业化产品。
步骤C中的还原胺化(以下有时可以称为“还原胺化反应”)优选在溶剂存在下进行。溶剂优选对还原胺化反应是惰性的，其实例包括脂族烃溶剂，例如戊烷、己烷、异己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷、异壬烷、癸烷、异癸烷、十一烷、十二烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷、叔丁基环己烷和石油醚；醚溶剂，例如四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、二戊醚、二己醚、二庚醚、二辛醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、1,2-二甲氧基乙烷和二乙二醇二甲醚；醇溶剂，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、异己醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、异庚醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单异丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单异丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单异丁醚和二乙二醇单叔丁醚；酯溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸戊酯和乙酸异戊酯；非质子极性溶剂，例如二甲基亚砜、环丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-吡啶酮(pyrridinone)；水；和它们的混合物。其中，醇溶剂或水是优选的，甲醇或水是更优选的。溶剂的用量优选为1至200 mL/每1 g的4-甲硫基-2-氧代-丁酸和更优选为10至150 mL/每1 g的4-甲硫基-2-氧代-丁酸。
步骤C中反应试剂的混合顺序没有特别限定，其实例包括混合4-甲硫基-2-氧代-丁酸、氨和过渡金属催化剂，和向获得的混合物中加入氢的方法；以及混合4-甲硫基-2-氧代-丁酸和甲酸铵，任选地添加甲酸以调节pH至任意值，和随后向获得的混合物中加入过渡金属催化剂的方法。
步骤C中的反应温度优选为0℃至100℃，和更优选为20℃至90℃。反应时间为例如1至24小时，但是取决于反应温度、反应试剂和溶剂的用量、氢分压等。还原胺化反应的进展可以借助于分析手段例如薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等来证实。
还原胺化反应完成之后，获得的反应混合物可以经历后处理例如过滤、中和、萃取、用水洗涤等，和任选地在温度调节之后经历分离处理例如蒸馏、结晶或固液分离，以移出蛋氨酸。特别地，例如，在温度调节至接近室温之后或在没有温度调节的情况下，获得的反应混合物经历过滤以去除过渡金属催化剂，其后中和获得的滤出液以沉淀蛋氨酸，和可以通过过滤等回收沉淀的蛋氨酸。例如，在其中获得的反应混合物是碱性的情况下，通过使反应混合物与酸例如盐酸或碳酸混合进行中和；在其中获得的反应混合物是酸性的情况下，通过使反应混合物与碱例如碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸钾混合进行中和。通过过滤去除的过渡金属催化剂和通过过滤回收的蛋氨酸等可以用上述溶剂洗涤。回收的蛋氨酸也可以通过真空干燥等干燥。在其中氨包含在反应混合物中的情况下，可以通过向反应混合物中吹送氮气来从该反应混合物中去除氨。
分离的蛋氨酸可以借助于再结晶；萃取精制；蒸馏；用活性碳、二氧化硅、氧化铝等吸附处理；层析法，例如硅胶柱层析等的精制处理加以精制。
实施例
以下，将通过实施例描述本发明。
用作碳烯催化剂原料的1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]氯化咪唑啉鎓的制备实施例。
(对比例1)
将25 g的2,4,6-三溴苯胺，200 g的氯仿和9.2 g的三乙胺加入氮气吹扫的300 mL烧瓶中。在0℃经30分钟向获得的混合物中滴加11.5 g量的草酰氯。将获得的混合物在0℃搅拌2小时。在室温下进一步搅拌18小时。向获得的反应混合物中加入100 g的水以沉淀结晶。接下来，通过过滤操作回收沉淀的结晶，用10 g的水和20 g的二乙醚洗涤回收的产物，然后进一步干燥以获得20.4 g的白色结晶。获得的白色结晶通过气相色谱法/质谱法(GC-MS)证实为N,N'-二(2,4,6-三溴苯基)乙烷二酰胺。产率：76%。
MS (m/z)：713 (M+)。
将10.1 g的以上获得的N,N'-二(2,4,6-三溴苯基)乙烷二酰胺和85 mL的1 M BH3-四氢呋喃溶液加入到由不锈钢制成的200 mL高压釜中之后，加热该混合物并在75℃搅拌16小时。冷却至室温之后，向170 g的甲醇和8.5 g的35%盐酸的混合溶液中逐渐添加该反应溶液，并搅拌。通过蒸馏从获得的反应溶液中去除低沸点物质，向残余物中进一步添加150 g的甲醇，再次通过蒸馏去除低沸点物质，获得9.1 g的白色结晶。产率：89%。
获得的白色结晶通过GC-MS证实为氢氯化N,N'-二(2,4,6-三溴苯基)-1,2-乙烷二胺。
MS (m/z)：685(M+，游离胺)。
将9 g的以上获得的氢氯化N,N'-二(2,4,6-三溴苯基)-1,2-乙烷二胺和100 g的原甲酸三乙酯加入到氮气吹扫的200 mL烧瓶中，将获得的混合物回流1小时，其后冷却至室温，以沉淀结晶。接下来，通过过滤操作回收沉淀的结晶，用10 g的四氢呋喃洗涤回收的产物，干燥获得3.1 g的白色结晶。获得的结晶通过1H-NMR证实为1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]氯化咪唑啉鎓。产率：32%。
1H-NMR(δ/ppm，DMSO-d6，基于四甲基硅烷)：4.66 (s，4H)，8.3 (s，4H)，9.70 (s，1H)。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例1>
将100 mg的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，20 mg的氯化3-(2,6-二异丙基)苯基-4,5-二甲基噻唑鎓，500 mg的甲醇和3 g的四氢呋喃加入到由不锈钢制成并装有磁性转子的100 mL耐压反应管中，同时吹送氮气，将获得的混合物在-70℃干冰浴中冷却。向冷却的混合物中加入2 g的干冰和6 mg的甲醇钠之后，紧密封塞该耐压反应管。将获得的混合物在60℃搅拌4小时引发反应。
反应完成之后，从反应混合物中去除都为气态的作为副产物生成的二氧化碳和一氧化碳，然后当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以测定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为50%。在反应完成之后的反应混合物中，残留10%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例2>
将100 mg的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，18 mg的氯化3-(2,6-二异丙基)苯基-4,5-二甲基噻唑鎓，300 mg的甲醇和3 g的四氢呋喃加入到由不锈钢制成并装有磁性转子的100 mL耐压反应管中，同时吹送氮气，将获得的混合物在-70℃干冰浴中冷却。向冷却的混合物中加入2 g的干冰和10 mg的28%在甲醇中的甲醇钠溶液之后，紧密封塞该耐压反应管。用空气将获得的混合物在1 MPa增压，在60℃搅拌3小时以引发反应。
反应完成之后，将获得的反应混合物冷却至室温，然后通过排压（pressure discharge）使压力回到常压，当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以确定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为20%。在反应完成之后的反应混合物中，残留20%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例3>
用和＜步骤A-实施例2＞中一样的方法进行制造，除了使用36 mg的氯化1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]咪唑啉鎓代替＜步骤A-实施例2＞中的18 mg的氯化3-(2,6-二异丙基)苯基-4,5-二甲基噻唑鎓。当测量4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为57%。在反应完成之后的反应混合物中，残留6%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例4>
将100 mg的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，36 mg的1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]氯化咪唑啉鎓，300 mg的甲醇和3 g的四氢呋喃加入到装有磁性转子的100 mL Schlenk管中，添加10 mg的28%在甲醇中的甲醇钠溶液之后，将获得的混合物在大气中在60℃搅拌3小时引发反应。
反应完成之后，将获得的反应混合物冷却至室温，然后当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以测定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为65%。在反应完成之后的反应混合物中，残留4%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例5>
将1 g的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，300 mg的氯化1,3-二[(2,4,6-三溴)苯基]咪唑啉鎓，3 g的甲醇和10的四氢呋喃加入到装有磁性转子的100 mL Schlenk管中，添加70 mg的28%在甲醇中的甲醇钠溶液之后，将获得的混合物在大气中在60℃搅拌3小时以引发反应。
反应完成之后，将获得的反应混合物冷却至室温，然后当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以测定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为30%。在反应完成之后的反应混合物中，残留40%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例6>
将100 mg的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，20 mg的2-甲氧基-1,3-二[(2,6-二异丙基)苯基咪唑啉，500 mg的甲醇和2 g的四氢呋喃在氮气气氛中加入到由不锈钢制成并装有磁性转子的100 mL耐压反应管中，将获得的混合物在-70℃干冰浴中冷却。向冷却的混合物中加入2 g的干冰之后，紧密封塞该耐压反应管。将获得的混合物在60℃搅拌6小时以引发反应。
反应完成之后，从反应混合物中去除都为气态的作为副产物生成的二氧化碳和一氧化碳，然后当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以测定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为20%。在反应完成之后的反应混合物中，残留30%未反应的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的制备实施例
<步骤A-实施例7>
将100 mg的4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛，10 mg的2-羧基-4,5-二氢-1,3-二[(2,4,6-三甲基)苯基]咪唑鎓，500 mg的甲醇和3 g的四氢呋喃在氮气气氛中加入到由不锈钢制成并装有磁性转子的100 mL耐压反应管中，将获得的混合物在-70℃干冰浴中冷却。向冷却的混合物中加入2 g的干冰之后，紧密封塞该耐压反应管。将获得的混合物在60℃搅拌4小时以引发反应。
反应完成之后，从反应混合物中去除都为气态的作为副产物生成的二氧化碳和一氧化碳，然后当通过气相色谱法中的内标法分析获得的反应混合物以测定4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯的产率时，该产率为10%。
4-甲硫基-2-氧代-丁酸钾盐的制备实施例
<步骤B-实施例1>
通过向100 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸甲酯中添加5 g的10%氢氧化钾水溶液，并去除生成的甲醇，同时加热并在70℃搅拌该混合物，获得4-甲硫基-2-氧代-丁酸钾盐水溶液。
步骤C中的分析方法
在以下步骤C-1至步骤C-12中，由高效液相色谱仪(由SHIMADZU CORPORATION制造)，按照以下分析条件分析反应混合物，并根据以下公式计算转化率和选择性。在步骤C-12中，制备的蛋氨酸分别用作内标物质，蛋氨酸的含量由高效液相色谱中的内标法测定。
<分析条件>
LC柱：Lichrosorb-RP-8
柱温：40℃
流动相：乙腈/水= 5/95
                 添加剂 1-戊烷磺酸钠
                 添加剂浓度 2.5 mmol/L
                 流动相的pH 3 (通过添加40%磷酸调节)
流速：1.5 mL/min
检测波长：210 nm
测量时间：60分钟。
<转化率的计算>
转化率(%)= 100 (%)-(4-甲硫基-2-氧代-丁酸的峰表面积(%))。
<选择性的计算>
选择性(%) = (蛋氨酸的峰表面积)/(全部产物的峰表面积)×100。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例1>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐，12.6 mL的7 mol/L的氨甲醇溶液和32 mg的5 wt%的Pd/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生产)加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为99%或更高，蛋氨酸的选择性为90%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例2>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐，12.6 mL的7 mol/L的氨甲醇溶液和32 mg的5 wt%的Pd/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生产)加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物。将混合物在氢气气氛(常压)中在50℃搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为99%或更高，蛋氨酸的选择性为83%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例3>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐，5.4 g的28 wt%的氨水和32 mg的5 wt%的Pd/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生产)加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至1.0 MPaG (表压)，即氢气分压为1.0 MPa之后，将混合物加热至50℃并在50℃搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为99%或更高，蛋氨酸的选择性为34%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例4>
将44 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸，5.4 g的28 wt%的氨水和32 mg的5 wt%的Pd/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生产)加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸的转化率为99%或更高，蛋氨酸的选择性为70%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例5>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐，370 mg的甲酸铵和5.0 g的水加入到10 mL烧瓶中，向获得的混合物中添加甲酸以调节pH至5.0。添加60.5 mg的5 wt%的Rh/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)之后，将混合物加热至80℃并在相同温度下搅拌15小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为84%，蛋氨酸的选择性为42%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例6>
将51 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和5.4 g的28 wt%氨水加入到具有50 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)镍(由Degussa制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为94%，蛋氨酸的选择性为10%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例7>
将51 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和5.4 g的28 wt%氨水加入到具有50 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向该混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)钴(由Aldrich制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为96%，蛋氨酸的选择性为27%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例8>
将51 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和5.4 g的28 wt%氨水加入到具有50 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向该混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)铜(由Strem Chemicals Inc.制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为93%，蛋氨酸的选择性为9.5%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例9>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和12.6 mL的7 mol/L的氨甲醇溶液加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向该混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)镍(由Degussa制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为95%，蛋氨酸的选择性为50%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例10>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和12.6 mL的7 mol/L的氨甲醇溶液加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向该混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)钴(由Aldrich制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为91%，蛋氨酸的选择性为52%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例11>
将50 mg的4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐和12.6 mL的7 mol/L的氨甲醇溶液加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物，然后向该混合物中添加51 mg (湿重)的Raney (注册商标)铜(由Strem Chemicals Inc.制造)。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将该混合物加热至50℃并搅拌6小时。当通过高效液相色谱法分析一部分所获得的反应混合物时，4-甲硫基-2-氧代-丁酸钠盐的转化率为82%，蛋氨酸的选择性为13%。
蛋氨酸的制备实施例
<步骤C-实施例12>
将4-甲硫基-2-氧代-丁酸钾盐水溶液(2.116 g，含量14.5%)，1.58 g的28 wt%的氨水和95 mg的5 wt%的Pd/C (由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生产)加入到具有60 mL内容积的高压釜中，搅拌获得的混合物。在通过压力使高压釜充满氢气而使压力增加至0.5 MPaG (表压)，即氢气分压为0.5 MPa之后，将该混合物加热至40℃并搅拌13小时。将获得的反应混合物冷却至室温之后，排放高压釜中的压力以使压力回到常压，然后过滤反应混合物，用水洗涤通过过滤去除的固体物质。由高效层析法中的内标法分析通过混合滤出液和洗液获得的7.921 g溶液中的蛋氨酸含量，当测量蛋氨酸的产率时，其为72.9%。
接下来，用碳酸气体(CO2气体)对获得的溶液鼓泡30分钟，以沉淀固体。通过过滤回收沉淀的固体，用0.5 g的水洗涤回收的滤出液并在减压下干燥，获得0.121 g的蛋氨酸(含量96%，产率68%)。
本发明在工业上适用于蛋氨酸生产方法。

Claims (9)

1.生产蛋氨酸的方法，该方法包括：
步骤A：在醇存在下氧化4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛；
步骤B：水解步骤A中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸酯；和
步骤C：使步骤B中获得的4-甲硫基-2-氧代-丁酸经历还原胺化。
2.根据权利要求1的方法，其中通过在碳烯催化剂存在下使4-甲硫基-2-氧代-1-丁醛、醇和氧化剂反应来实施步骤A。
3.根据权利要求2的方法，其中步骤A中的该碳烯催化剂为选自以下的至少一种：
通过由式(2-1)表示的化合物与碱反应获得的化合物
Figure 836945DEST_PATH_IMAGE002
其中R2表示任选取代的烷基或任选取代的芳基；R3和R4各自独立地表示任选取代的烷基或任选取代的芳基或R3和R4可以键合在一起形成任选取代的二价烃基或任选取代的由-CH=N-表示的基团；Y表示由-S-表示的基团或由-N(R5)-表示的基团；R5表示任选取代的烷基或任选取代的芳基，或R5可以与R4键合在一起形成任选取代的二价烃基；和X-表示阴离子；
由式(2-2)表示的化合物
Figure 197519DEST_PATH_IMAGE004
其中R2、R3、R4和Y分别与上述相同；和R8表示烷基；
通过分解由式(2-2)表示的化合物获得的化合物；
由式(2-3)表示的化合物
Figure 148420DEST_PATH_IMAGE006
其中R2、R3、R4和Y分别与上述相同；和
通过分解由式(2-3)表示的化合物获得的化合物。
4.根据权利要求2或3的方法，其中步骤A中的该氧化剂为选自氧和二氧化碳的至少一种。
5.根据权利要求1至4任一项的方法，其中该醇为甲醇或乙醇。
6.根据权利要求1至5任一项的方法，其中步骤C在溶剂存在下进行。
7.根据权利要求6的方法，其中步骤C中的该溶剂为选自甲醇和水的至少一种。
8.根据根据权利要求1至7任一项的方法，其中通过在过渡金属存在下，使4-甲硫基-2-氧代-丁酸、氨和还原剂反应来实施步骤C。
9.根据权利要求8的方法，其中步骤C中的该过渡金属为选自钌、铑、钯、铂、铱、镍、钴和铜的至少一种。
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