CN106496012B - 一种α-羟基十四酸的制备方法 - Google Patents

一种α-羟基十四酸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种α‑羟基十四酸的制备方法，其包括（1）使乙内酰脲、十二醛在碱性物质的存在下进行缩合反应，制得十二烷基乙内酰脲；（2）使十二烷基乙内酰脲在碱的水溶液中进行水解反应，制得所述α‑酮羰基十四酸盐；（3）使α‑酮羰基十四酸盐在葡萄糖和羰基还原酶的存在下进行还原反应，制得α‑羟基十四酸盐；（4）对步骤（3）得到的α‑羟基十四酸盐进行酸化即得α‑羟基十四酸。本发明提供了合成α‑羟基十四酸的新路线，该路线的每一步反应均具有非常高的选择性，收率高，后处理方便。与现有技术相比，本发明能够大幅简化操作，降低成本和提高产品品质，同时废弃物少，对环境污染低，绿色环保，具有非常好的应用前景。

Description

一种α-羟基十四酸的制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工生产技术领域，具体涉及一种α-羟基十四酸的制备方法。
背景技术
由于α-羟基十四酸的结构的特性，致使该化合物具备了多重化学物理性质，因此α-羟基十四酸的用途就非常广泛，非常重要。该化合物被广泛的用于食品，医药，化妆品，石油等等行业。
α-羟基脂肪酸的合成最常见的方法就是将脂肪酸先卤化成α-卤代脂肪酸，α-卤代脂肪酸在碱性条件下碱解，最后获得α-羟基脂肪酸。此工艺有以下几方面的问题，α位一卤化产物难以控制，一卤代的同时会发生多卤代，也可以发生其他位置的卤代反应，β，γ位等等，因此反应的副产物多，收率低，后处理麻烦。α-卤代脂肪酸在碱性条件下碱解时还会同时发生α，β位的消除反应，生成α，β-不饱和脂肪酸的副产物，同样会影响到α-羟基脂肪酸的收率，并会给后处理带来麻烦，对α-羟基脂肪酸的品质会有很大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的α-羟基十四酸的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）使乙内酰脲、十二醛在碱性物质的存在下进行缩合反应，制得十二烷基乙内酰脲；
（2）使步骤（1）制得的十二烷基乙内酰脲在碱的水溶液中进行水解反应，制得α-酮羰基十四酸盐；
（3）使步骤（2）制得的α-酮羰基十四酸盐在葡萄糖和羰基还原酶的存在下进行还原反应，制得α-羟基十四酸盐；
（4）对步骤（3）得到的α-羟基十四酸盐进行酸化生成所述的α-羟基十四酸。
根据本发明的一个具体且优选方面，步骤（1）的具体实施方式为：将乙内酰胺、碱性物质和水混合搅拌升温至40~50℃，加入十二醛，继续升温至60℃~90℃，进行缩合反应，反应结束后，浓缩，冷却析出固体，过滤得十二烷基乙内酰脲固体，进行下一步反应。
优选地，步骤（1）中，十二醛与乙内酰脲的摩尔投料比为1-1.5:1。
优选地，步骤（1）中，控制所述缩合反应体系的pH为10-12，这通过加入的碱性物质的量来控制，所述的碱性物质可以且优选为碳酸氢钠。
优选地，十二醛与乙内酰脲的反应时间为8-12小时。
根据本发明又一个具体且优选方面，步骤（2）的具体实施方式为：将步骤（1）制备得到的十二烷基乙内酰脲加入碱的水溶液中，搅拌加热，回流反应，反应结束后浓缩至固体析出，冷却，过滤获得α-酮羰基十四酸盐。
优选地，步骤（2）中，所述碱的水溶液为质量浓度为10%~30%的氢氧化钠溶液，所述十二烷基乙内酰脲与氢氧化钠溶液的重量比为1：2~10，所述的α-酮羰基十四酸盐为-酮基十四酸钠。
优选地，步骤（2）中，回流反应的时间为4~8小时。
根据本发明第三个具体且优选方面，步骤（3）的具体实施方式为：将步骤（2）制备得到的α-酮羰基十四酸盐加入配置好的葡萄糖水溶液中，加入羰基还原酶，室温进行还原反应，制得α-羟基十四酸盐。
优选地，步骤（3）中，所述葡萄糖水溶液的质量浓度为5%~10%，所述α-酮羰基十四酸盐与所述葡萄糖水溶液的重量投料比为1：5~10，所述α-酮羰基十四酸盐与羰基还原酶的重量投料比为100：0.1~1。
优选地，所述羰基还原酶为酮还原酶KRED-101。
优选地，步骤（3）中，还原反应的时间为12~24小时。
优选地，步骤（3）中，还原反应在pH 2~5下进行。
根据本发明的一个优选方面，步骤（3）中得到的产物溶液不经分离直接进行步骤（4）反应。优选地，步骤（4）实施如下：向步骤（3）的产物溶液中加入无机强酸调成酸性如pH3~4。其中无机酸优选盐酸。
进一步地，蒸出一部分水，然后用有机溶剂萃取多次，最后水洗，蒸出有机溶剂即获得α-羟基十四酸。此处，有机溶剂优选乙酸乙酯。
通过上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优势：
本发明提供了合成α-羟基十四酸的新路线，该路线的每一步反应均具有非常高的选择性，收率高，后处理方便。与现有技术相比，本发明能够大幅简化操作，降低成本和提高产品品质，同时废弃物少，对环境污染低，绿色环保，具有非常好的应用前景。
具体实施方式
本发明提供了合成α-羟基十四酸的新路线，该路线包括依次进行的缩合、水解、酶还原以及酸化四个步骤。采用十二醛与乙内酰脲发生缩合反应，然后经碱解得到α-酮羰基十四酸盐，此反应反应方向性好，收率高，后处理很方便。然后采用羰基还原酶对α-酮羰基十四酸盐的α-羰基进行定位还原得到α-羟基十四酸，此法反应选择性非常高，后处理简单，生产成本低。该工艺副产物少，废弃物少，对环境污染低，是一个非常好的α-羟基十四酸的绿色环保的生产工艺。本工艺无需采用卤化的工艺，因此对设备的要求不是很高，设备投资也少，生产过程中没有有害气体卤化氢HX的排放，是一个利国利民利环境的好技术。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。以下实施例中采用的羰基还原酶为KRED-101，可商购获得。
实施例1
在1000mL的三口烧瓶中，加入乙内酰脲100 g (1 mol)，碳酸氢钠84 g（1 mol），去离子水500mL，搅拌并加热至50℃，将十二醛184g（1mol）逐渐加入上述反应液中，升温至75℃，继续反应8小时。蒸出200 mL水，冷却至室温，析出固体，过滤得固体262 g（湿重）。将该湿固体加入到600 mL 10%的NaOH溶液中，搅拌并加热，回流5小时后蒸出300mL水，冷却析晶，过滤得固体231g（湿重）。再将该固体加入到1000mL 6%的葡萄糖溶液中，加入羰基还原酶1g，缓慢搅拌，室温下反应15小时，反应结束用盐酸调pH到3，然后蒸出500mL水，用乙酸乙酯萃取三次（500mL，250mL，250mL），合并乙酸乙酯萃取相用去离子水洗涤两次（250 mL，250mL），乙酸乙酯萃取相用适量无水硫酸钠干燥过夜。滤出干燥剂，将乙酸乙酯蒸出，获得白色固体198g（未干燥）。将该固体加入2000mL的三口烧瓶中，再加入1200 mL乙醇，加热溶解，趁热过滤，滤液静置冷却至室温，析出晶体，过滤，晶体80度烘4小时。称重得156g，测熔点87.6~88.0℃，测混合熔点87.4~88.0℃（实际熔点为88.2℃）。
实施例2
在1000mL的三口烧瓶中，加入乙内酰脲100 g (1 mol)，碳酸氢钠84 g（1 mol），去离子水500mL，搅拌并加热至60℃，将十二醛220g（1.2mol）逐渐加入上述反应液中，升温至80℃，继续反应10小时。蒸出200 mL水，冷却至室温，析出固体，过滤得固体271g（湿重）。将该湿固体加入到650mL 15%的NaOH溶液中，搅拌并加热，回流6小时后蒸出350mL水，冷却析晶，过滤得固体243g（湿重）。再将该固体加入到1200mL 8%的葡萄糖溶液中，加入羰基还原酶1.2g，缓慢搅拌，室温下反应18小时，反应结束用盐酸调pH到4，然后蒸出550mL水，用乙酸乙酯萃取三次（500mL，250mL，250mL），合并乙酸乙酯萃取相用去离子水洗涤两次（250 mL，250 mL），乙酸乙酯萃取相用适量无水硫酸钠干燥过夜。滤出干燥剂，将乙酸乙酯蒸出，获得白色固体210g（未干燥），将该固体加入2000mL的三口烧瓶中，再加入1400 mL乙醇，加热溶解，趁热过滤，滤液静置冷却至室温，析出晶体，过滤，晶体80度烘4小时。称重得175g，测熔点87.5~88.1℃，测混合熔点87.8~88.1℃（实际熔点为88.2℃）。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）使乙内酰脲、十二醛在碱性物质的存在下进行缩合反应，制得十二烷基乙内酰脲；
（2）使步骤（1）制得的十二烷基乙内酰脲在碱的水溶液中进行水解反应，制得α-酮羰基十四酸盐；
（3）使步骤（2）制得的α-酮羰基十四酸盐在葡萄糖和羰基还原酶的存在下进行还原反应，制得α-羟基十四酸盐；
（4）对步骤（3）得到的α-羟基十四酸盐进行酸化生成所述的α-羟基十四酸；
其中，步骤（1）中的碱性物质为碳酸氢钠，步骤（2）中的碱为氢氧化钠，步骤（3）中的羰基还原酶为酮还原酶KRED-101。
2.根据权利要求1所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）的具体实施方式为：将乙内酰胺、碳酸氢钠和水混合搅拌升温至40~50℃，加入十二醛，继续升温至60℃~90℃，进行缩合反应，反应结束后，浓缩，冷却析出固体，过滤得十二烷基乙内酰脲固体，进行下一步反应。
3.根据权利要求1所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，十二醛与乙内酰脲的摩尔投料比为1-1.5:1。
4.根据权利要求1或2或3所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，控制所述缩合反应体系的pH为10-12。
5.根据权利要求1所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（2）的具体实施方式为：将步骤（1）制备得到的十二烷基乙内酰脲加入氢氧化钠的水溶液中，搅拌加热，回流反应，反应结束后浓缩至固体析出，冷却，过滤获得α-酮羰基十四酸盐。
6.根据权利要求1或5所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氢氧化钠的水溶液为质量浓度为10%~30%的氢氧化钠溶液，所述十二烷基乙内酰脲与氢氧化钠溶液的重量比为1：2~10，所述的α-酮羰基十四酸盐为α -酮基十四酸钠。
7.根据权利要求5所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，回流反应的时间为4~8小时。
8.根据权利要求1所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（3）的具体实施方式为：将步骤（2）制备得到的α-酮羰基十四酸盐加入配置好的葡萄糖水溶液中，加入酮还原酶KRED-101，室温进行还原反应，制得α-羟基十四酸盐。
9.根据权利要求8所述的α-羟基十四酸的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述葡萄糖水溶液的质量浓度为5%~10%，所述α-酮羰基十四酸盐与所述葡萄糖水溶液的重量投料比为1：5~10，所述α-酮羰基十四酸盐与酮还原酶KRED-101的重量投料比为100：0.1~1。
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