CN1085195C - 由α－羟基酸的铵盐制备游离酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为α-羟基酸的制备方法，其特征在于，加热式[I]表示的α-羟基酸的铵盐，除去生成的氨和水后，添加水，再加热；式中，R表示氢原子、C1～C6烷基、C1～C6烷基硫代C1～C6烷基或苯基。通过本发明的制备方法，提供了不会出现硫氢化铵等副产品所造成的废弃物处理问题，且能够以较低成本、较高收率由α-羟基酸的铵盐制备α-羟基酸的方法。

Description

由α-羟基酸的铵盐制备游离酸的方法
技术领域：
本发明涉及作为各种医药·农药等的合成原料、食品添加剂和饲料添加剂适用的α-羟基酸的制备方法。
背景技术
以往最普通的α-羟基酸的化学合成方法是利用硫酸等无机酸使α-羟基腈水解的方法。但是，这种方法会生成等当量以上的硫氢化铵等无机盐，必须对这些无机盐进行处理，这样就产生了处理大量废弃物的问题。
此外，虽然还有通过使含有糖的混合物进行微生物发酵等生物学方法，以及使利用微生物产生的水解酶水解α-羟基腈的方法获得的α-羟基酸的金属盐和铵盐与硫酸等无机酸反应，或利用离子交换树脂获得游离的α-羟基酸的方法，但是，不论哪一种方法都会生成大量的无机盐，出现同样的问题。
另一方面，公知的不生成会转变为废弃物的无机盐的方法有利用在α-羟基酸的铵盐中添加醇而酯化的方法(日本专利公开公报平7-194387号)，在酯化后通过酸催化剂水解的方法。但是，这种方法中，作为新的添加剂，必须使用醇和酸催化剂，必须回收这些添加剂，这样，对工业生产来讲就不是一种很好的制备方法。
此外，另一种化学合成方法是利用氢氧化钠等无机碱使α-羟基腈水解的方法。这样情况下，为了获得α-羟基酸，必须用无机酸等中和，此时，会生成等量的无机盐，出现同样的废弃物处理问题。
又，作为由羧酸铵盐制备游离酸的方法，包括在不饱和脂肪酸的铵盐中添加少量水，在有机溶剂中，于80℃以上的温度使反应液一边全回流，一边游离除去氨，获得不饱和脂肪酸的方法(英国专利公开967352)；在(甲基)丙烯酸铵盐的10～50％水溶液中添加与水共沸的有机溶剂，加热至60～100℃，共沸蒸去水的同时，蒸去氨，获得(甲基)丙烯酸的方法(日本专利公开公报昭54-115317号)；在酸性氨基酸铵盐的10～80％水溶液中添加水，同时加热，蒸去氨和水，获得酸性氨基酸的方法(日本专利公开公报平7-330696号)等。
但是，上述方法中，虽然从理论上讲羧酸的酸解离常数值较高，容易脱氨，但象α-羟基酸那样pKa在4以下的强酸，由羧酸铵盐获得的铵离子的解离度较小，难以脱氨，要除去大部分的氨，不仅需要长时间的反应，还必须添加大量的有机溶剂和大量的水。本发明者们将上述3种方法应用于制备α-羟基酸，但任何一种方法都残存了50％以上的α-羟基酸铵盐，所以，作为工业生产的制备方法是不合适的。
发明的揭示
本发明的课题是提供不产生废弃物处理问题的方法，以高收率由α-羟基酸的铵盐制备α-羟基酸的游离酸。
本发明的制备方法包括以下2个步骤：(1)在无溶剂条件下或有机溶剂中加热以下通式[I]表示的α-羟基酸的铵盐，除去产生的氨和水；(2)添加水，并加热，获得α-羟基酸。
Figure C9719257300041
(式中，R表示氢原子、可带有取代基的烷基、可带有取代基的链烯基、可带有取代基的环烷基、可带有取代基的烷氧基、可带有取代基的芳基、可带有取代基的芳氧基、可带有取代基的饱和杂环基或可带有取代基的不饱和杂环基)
以下，对本发明进行详细说明。
作为本发明对象的α-羟基酸是式[I]表示的化合物。式[I]中，R表示氢原子、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的烷基、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的链烯基、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的环烷基、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的烷氧基、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的芳基、(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的芳氧基或(可带有卤原子、烷硫基、烷氧基、酰基等取代基)的饱和或不饱和的杂环基。
较好的是R为氢原子，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基和戊基等C1～C6烷基，(可被氟、氯、溴等卤原子，甲硫基，乙硫基，丙硫基，异丙硫基、丁硫基等C1～C6烷硫基)取代的C1～C6烷基，乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-丁烯基等C2～C6链烯基，苯基，2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-呋喃基和3-呋喃基等至少包含一种选自氮原子、氧原子、硫原子的异原子的3～7元杂环基。
作为α-羟基酸，具体来讲可使用乙醇酸、乳酸、扁桃酸、α-羟基丁酸、α-羟基异丁酸、α-羟基戊酸、α-羟基异戊酸、α-羟基辛酸、α-羟基-3-丁烯酸、α-羟基-3-氯丙酸、α-羟基-4-甲基硫代丁酸、α-羟基-2-吡啶基乙酸，α-羟基-2-噻吩基乙酸、α-羟基-2-吡咯基乙酸、α-羟基-2-呋喃基乙酸等。
α-羟基酸的铵盐可通过微生物产生的水解酶使α-羟基腈水解而获得。
此外，通过利用无机碱使α-羟基腈水解的反应或微生物反应等获得α-羟基的金属盐时，可利用例如，与日本专利公开公报平7-194387号所示相同的方法转变为铵盐。即，通过在α-羟基酸的金属盐的水溶液中添加NH3和CO2，能够将其转变为α-羟基酸的铵盐，以供给本发明的方法使用。
本发明是包括以下2个步骤的制备方法。
(1)步骤1
在无溶剂条件下或有机溶剂中加热α-羟基酸的铵盐，使其边转变为低分子量的聚-α-羟基酸类，边除去水和氨。
(2)步骤2
除去大部分氨后(步骤1的反应结束后)，加水，再加热，使低分子量的聚-α-羟基酸类水解，获得游离的α-羟基酸。
步骤1是通过加热α-羟基酸的铵盐，使其边转变为低分子量的聚-α-羟基酸类，边除去水和氨，所以，此时反应体系较好是处于减压状态。
步骤1中可使用各种蒸馏装置，为了增加蒸发面积，特别好的是附有搅拌装置的蒸馏装置和能够形成液膜的蒸馏装置。反应温度通常为40～200℃，特别好的是在60～170℃的范围内。反应体系的压力一般在0.1～760mmHg的范围内。反应终点是水和氨的馏出结束时，由于残存的氨还能够在反应后作为α-羟基酸铵盐回收被循环使用，所以，也可以根据需要在反应中途停止反应。如果α-羟基酸是易于氧化的α-羟基酸，则通过氮气、氩气和氦气等惰性气体的置换，可提高所得α-羟基酸的纯度。此外，在大气压下进行反应时，如果将惰性气体导入反应液中，就能够提高除氨效率。
步骤1所用的有机溶剂可使用不与α-羟基酸和氨反应，且沸点在40℃以上的有机溶剂，较好的是能够与水共沸的溶剂。例如，苯、甲苯、二甲苯、(1，3，5-三甲基苯)、乙二醇二乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二异丁醚、二丁醚、苯甲醚、癸烷。
此外，步骤1的反应有时会副产α-羟基酰胺，这是溶存于低分子量的聚-α-羟基酸中的氨反应而生成的。这种情况下，通过选择有机溶剂、调整减压程度或增加蒸发面积，能够将副产率控制在2％以下。而且，此α-羟基酰胺在步骤2中还会被水解，转变为α-羟基酸铵盐，所以，副产率进一步减小。
又，步骤1中蒸出的氨能够作为氨气被回收，利用价值很高。
步骤2是在步骤1的反应后，加水，再加热的步骤。水的添加量通常为步骤1的反应结束后的釜渣重量的0.1～10倍重量份，较好是0.2～3倍重量份。在大气压下进行反应时，反应温度一般为50～100℃，也可在加压条件下进行反应。如果使用耐压反应装置，则反应温度可以为100～300℃，较好是120～170℃，能够缩短反应时间。
通过步骤2的反应，使低分子量的聚-α-羟基酸类水解，转变为α-羟基酸，步骤1中副产的α-羟基酰胺的一部分也被水解，转变为α-羟基酸铵盐。
步骤2的反应结束后，大部分α-羟基酸能够作为游离酸获得，但一部分和步骤1残存的氨及副产的α-羟基酰胺水解而生成的氨反应，有时作为α-羟基酸铵盐残存。但是，体系内生成的α-羟基酸铵盐能够作为步骤1的初始原料循环使用，所以，没有特别的问题。
步骤2的反应结束后，蒸去所得α-羟基酸的水溶液中的水，就能够获得纯度在80％以上的游离α-羟基酸。为了获得纯度更高的α-羟基酸，较好是用适当的有机溶剂萃取，再蒸去有机溶剂。萃取所用的有机溶剂只要不溶于水，能够溶解α-羟基酸的游离酸即可，对其没有特别的限定。例如，甲苯、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮、丁醇、二异丙醚、二氯乙烷。用有机溶剂萃取时，也可采用利用逆流分配而连续萃取的方法，通过该操作，能够提高α-羟基酸的游离酸的回收率。如果α-羟基酸为结晶性物质，就可使游离的α-羟基酸析出在步骤2的反应结束后的水溶液中，再过滤，分离来代替有机溶剂的萃取。
上述方法中获得游离的α-羟基酸后的水溶液，即用有机溶剂萃取后的水层或分离结晶后的滤液浓缩后可作为步骤1的初始原料被循环使用。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行更为详细的说明。此外，通过高速液相色谱法对α-羟基酸、α-羟基酰胺、聚-α-羟基酸进行定量，通过使用了NADH～谷氨酸脱氢酶的紫外线吸光度测定法(Methods of Enzymatic Analysis，Bergmeyer H.U.ed.，3rd ed.，vol.8，pp.454-461)对氨进行定量。
实施例1
在装有搅拌机、温度计的100ml烧瓶上设置精馏塔，在精馏塔的塔顶设置装有温度计和回流冷凝器的分馏头。分馏头使馏出的有机溶剂和水分开，只有有机溶剂返回至精馏塔中，使其回流。在该100ml烧瓶中装入14.20g含有53.40mmolα-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和40ml二甲苯，然后在约150℃的油浴中加热搅拌。反应最初是二甲苯和水的共沸混合物上升至塔顶，塔顶温度为92～93℃。随着反应的进行，水被馏出分离，塔顶温度慢慢上升，到达二甲苯的沸点约140℃。反应进行时，氨除了溶解在馏出的水中的那部分之外，大部分以气体从回流冷凝器的塔顶排出。加热回流4小时后，减压蒸去二甲苯，获得7.68g油状物。将该油状物转移到内容积约为60ml的高压釜中，添加20ml水，在150℃左右加热搅拌4小时。加热时内压约为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水，获得9.56g油状物。分析结果如表1所示。根据分析结果氨的残存率为3.4％。如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率和α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率分别为0.9％和90.4％。
                                 表1
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     53.40     0.00     2.84     53.42
    反应后的油状物     55.22     0.56     1.62     1.80
(注)单位：mmol
      HMBA：α-羟基-4-甲基硫代丁酸
      HMB-Am：α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺
      HMB-Di：α-羟基-4-甲基硫代丁酸的链状二聚体
      NH4 +：铵盐
比较例1
按照英国专利第967352号公报记载的方法进行。在装有搅拌机、温度计和回流冷凝器的50ml烧瓶中装入3.80g含有19.50mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和1.0ml水，形成均一溶液。然后在该溶液中添加23.0ml甲苯，在120℃的油浴中边搅拌边加热回流。反应液的温度为100～103℃，此时从回流冷凝器顶端放出氨气。加热回流4小时后，减压蒸去甲苯和水，获得3.82g油状物。分析结果如表2所示。根据分析结果氨的残存率为70.3％，如果考虑到二聚体，α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为22.1％。
                        表  2
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     19.50     0.00     1.28     20.10
    反应后的油状物     19.02     0.49     1.69     14.14
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
比较例2
按照日本专利公开公报昭54-115317号记载的方法进行。在装有搅拌机、温度计、单蒸馏塔(内径为10mm，塔高为10cm)和冷凝器的200ml烧瓶中装入含有25.88mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的50重量％水溶液和甲苯115ml，在气相部分导入干燥空气并加热搅拌。在蒸出甲苯和水的共沸混合物的同时，产生氨气。开始蒸出后约40分钟，共沸蒸出现象停止，基本只有甲苯蒸出，约10分钟后反应结束。馏出液的总量为64.5g，反应后的反应液总量为58.8g。减压浓缩该反应后的反应液，获得5.6g油状物。分析结果如表3所示。根据分析结果氨的残存率为56.6％。考虑到二聚体，α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为32.8％。
                                 表  3
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     25.88     0.00     1.75     27.35
    反应后的油状物     25.10     0.15     2.59     15.47
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
比较例3
按照日本专利公开公报平7-330696号记载的方法进行。在装有搅拌机、温度计、滴液漏斗、单蒸馏塔(内径为10mm，塔高为10cm)和冷凝器的50ml烧瓶中装入10.35g含有51.81mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和12ml水，在大气压下，利用毛细管导入微量氮气，同时以20ml/hr的速度连续供给预热至70℃的水，然后在150℃的油浴中加热烧瓶底部，最高馏出温度为99～100℃，馏出速度为20ml/hr，边保持留存的溶液量基本不变，边蒸出氨水，约4小时后合计获得约80ml氨水。反应后的溶液总量为21.9ml。分析结果如表4所示。根据分析结果氨的残存率为70.8％，考虑到二聚体，α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为21.9％。
                              表  4
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     51.81     0.00     3.50     54.75
    反应后的油状物     51.65     0.00     1.70     38.78
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例2
使用与实施例1同样的装置，在100ml烧瓶中装入5.84g含有45.61mmol乳酸铵盐的水溶液和40ml二甲苯，在约150℃的油浴中加热搅拌。反应最初二甲苯和水的共沸混合物上升至塔顶，塔顶温度为92～93℃。随着反应进行，水被蒸出分离，塔顶温度慢慢上升，达到二甲苯的沸点约140℃。反应期间，氨除了溶解于蒸馏出的水的那部分之外，大部分都作为气体从回流冷凝器的塔顶排出。以上合计进行4小时加热回流搅拌后，减压蒸去二甲苯，获得4.08g油状物。将该油状物转移到内容积约为60ml的高压釜中，加入20ml水，在约150℃加热搅拌4小时。加热时内压约为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应后的溶液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得4.52g油状物。分析结果如表5所示。根据分析结果氨的残存率为7.6％，乳酰胺的副产率为1.2％。乳酸的游离酸的收率为89.9％。
                        表  5
    LA     LA-Am     NH4 +
    原料     45.61     0.00     45.63
    浓缩后的油状物     45.04     0.56     3.48
   (注)单位：mmol，LA：乳酸，LA-Am：乳酰胺
实施例3
使用与实施例1同样的装置，在100ml烧瓶中装入10.46g含有58.78mmol扁桃酸铵盐的水溶液和40ml二甲苯，在约150℃的油浴中加热搅拌。反应最初二甲苯和水的共沸混合物上升至塔顶，塔顶温度为92～93℃。随着反应进行，水被蒸出分离，塔顶温度慢慢上升，达到二甲苯的沸点约140℃。反应期间，氨作为气体从回流冷凝器的塔顶排出。以上合计进行4小时加热回流搅拌后，减压蒸去二甲苯，获得7.38g油状物。将该油状物转移到内容积约为60ml的高压釜中，加入20ml水，在约150℃加热搅拌4小时。加热时内压约为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应后的溶液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得9.63g油状物。分析结果如表6所示。根据分析结果氨的残存率为2.8％，扁桃酰胺的副产率为1.8％。乳酸的游离酸的收率为93.5％。
                           表  6
    MA     MA-Am     NH4 +
    原料     58.78     0.00     58.81
    浓缩后的结晶     57.68     1.07     1.67
      (注)单位：mmol，MA：扁桃酸，MA-Am：扁桃酰胺
实施例4
使用与实施例1同样的装置，在100ml烧瓶中装入10.01g含有43.24mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和50ml苯甲醚，在约170℃的油浴中加热搅拌。随着反应进行，水被蒸出分离，塔顶温度慢慢上升，达到苯甲醚的沸点约156℃。反应进行时，氨除了溶解于蒸出的水的那部分之外，大部分都作为气体从回流冷凝器的塔顶排出。加热回流4小时后，减压蒸去苯甲醚，获得6.78g油状物。将该油状物转移到内容积约为60ml的高压釜中，加入20ml水，在约150℃加热搅拌4小时。加热时内压约为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得7.61g油状物。分析结果如表7所示。根据分析结果氨的残存率为3.7％，如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为1.0％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为90.1％。
                                表  7
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     43.24     0.00     1.50     44.74
    反应后的油状物     43.32     0.45     1.22     1.64
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例5
使用与实施例1同样的装置，在100ml烧瓶中装入10.12g含有43.72mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和50ml乙二醇二乙醚，在约150℃的油浴中加热搅拌。随着反应进行，水被蒸出分离，塔顶温度慢慢上升，达到乙二醇二乙醚的沸点约121℃。反应进行时，氨除了溶解于蒸出的水的那部分之外，大部分都作为气体从回流冷凝器的塔顶排出。加热回流4小时后，减压蒸去乙二醇二乙醚，获得6.94g油状物。将该油状物转移到内容积约为60ml的高压釜中，加入20ml水，在约150℃加热搅拌4小时。加热时内压约为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得7.58g油状物。分析结果如表8所示。根据分析结果氨的残存率为3.8％，如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为1.1％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为90.9％。
                              表  8
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     43.72     0.00     1.52     45.24
    反应后的油状物     44.24     0.47     1.01     1.74
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例6
在装有搅拌机、温度计和导气管的50ml烧瓶上设置直管，在直管的塔顶设置装有温度计、回流冷凝器的分馏头。在该50ml烧瓶中装入5.09g含有20.61mmolα-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和20ml乙二醇二乙醚，在约145℃的油浴中加热搅拌。此时，以100ml/min的速度向反应液中导入氮气，使原料中预先存在的水及反应时产生的水作为和乙二醇二乙醚的共沸物蒸出到反应体系外。此外，反应时生成的氨除了溶解于馏出液的那部分之外，大部分作为气体从回流冷凝器的塔顶排出。由于反应初期存在大量的水，所以反应液温度为115℃左右，但随着反应的进行，温度慢慢上升，基本保持在130℃。反应进行2小时后，减压蒸去乙二醇二乙醚，获得3.65g油状物。将该油状物转移到50ml茄形烧瓶中，添加20ml水，于100℃加热回流搅拌4小时。冷却至室温后，对反应液进行分析。分析结果如表9所示。根据分析结果氨的残存率为4.3％。如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为1.1％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为92.7％。
                               表  9
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     20.61     0.00     0.61     21.22
    反应后的油状物     21.16     0.24     0.21     0.92
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例7
在装有搅拌机和温度计的50ml烧瓶上设置直管，在直管的塔顶设置装有温度计、回流冷凝器的分馏头。回流冷凝器的塔顶与水泵连接，这样反应体系内就变成减压状态。在该50ml烧瓶中装入5.00g含有20.25mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液和25ml乙二醇二乙醚，在约110℃的油浴中加热搅拌。此时，用水泵将反应体系内的压力调整为600～650mmHg，使原料中预先存在的水及反应时产生的水作为和乙二醇二乙醚的共沸物蒸出到反应体系外。此外，反应时生成的氨除了溶解于馏出液的那部分之外，大部分作为气体被水泵吸收。反应初期的反应液温度为90～93℃，但随着反应的进行，温度慢慢上升，基本保持在100℃。反应进行4小时后，减压蒸去乙二醇二乙醚，获得4.08g油状物。将该油状物转移到50ml茄形烧瓶中，添加20ml水，于100℃加热回流搅拌4小时。冷却至室温后，对反应液进行分析。分析结果如表10所示。根据分析结果氨的残存率为1.1％。如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为1.9％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为93.4％。
                                表  10
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     20.25     0.00     0.60     20.85
    反应后的油状物     20.26     0.40     0.53     0.22
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例8
在50ml茄形烧瓶中装入9.18g含有45.95mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液，用旋转蒸发器除去在压力为0.8～1.5mmHg、温度为120～125℃的条件下加热4小时而生成的氨和水。残存的反应液总量为7.29g，其中含有3.06mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐和0.87mmolα-羟基-4-甲基硫代丁酰胺，其他为聚-α-羟基-4-甲基硫代丁酸类。在所得的反应残液中添加22ml水，在大气压下加热回流20小时。冷却至室温后，用25ml甲基异丁基甲酮萃取3次。收集有机层，浓缩后获得7.08g油状物。同样浓缩萃取后的水层，获得0.81g油状物。分析结果如表11所示。根据分析结果氨的残存率为7.0％。如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为1.0％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为81.9％。
                              表  11
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     45.95     0.00     3.10     48.56
    有机层油状物     42.68     0.40     1.13     0.00
    水层油状物     3.46     0.11     0.00     3.41
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例9
在50ml茄形烧瓶中装入9.25g含有46.31mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐的水溶液，用旋转蒸发器除去在压力为0.8～1.5mmHg、温度为135～140℃的条件下加热4小时而生成的氨和水。残存的反应液总量为7.20g，其中含有2.54mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐和0.57mmol α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺，其他为聚-α-羟基-4-甲基硫代丁酸类。将所得的反应后残液转移到内容积约为60ml的高压釜中，添加20ml水，在170～175℃的油浴中加热4小时。加热时的内压为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应后的溶液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得7.45g油状物。分析结果如表12所示。根据分析结果氨的残存率为6.2％。如果考虑到二聚体计算，α-羟基-4-甲基硫代丁酰胺的副产率为0.4％。α-羟基-4-甲基硫代丁酸的游离酸的收率为83.2％。表  12
    HMBA     HMB-Am     HMB-Di     NH4 +
    原料     46.31     0.00     3.12     48.93
    反应后的油状物     46.78     0.23     0.85     3.04
(注)单位和化合物的省略符号与表1相同。
实施例10
在50ml茄形烧瓶中装入9.04g含有79.58mmol乳酸铵盐的水溶液，用旋转蒸发器除去在压力为11～14mmHg、温度为118～120℃的条件下加热6小时而生成的氨和水。残存的反应液总量为6.62g，其中含有6.3lmmol乳酸铵盐和1.04mmol乳酰胺，其他为聚乳酸类。将所得的反应后残液转移到内容积约为60ml的高压釜中，添加30ml水，在150～155℃的油浴中加热3小时。加热时的内压为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应后的溶液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压浓缩为约80％的水溶液，获得9.11g油状物。分析结果如表13所示。根据分析结果氨的残存率为8.9％。对应于作为原料的乳酸铵盐，乳酸的游离酸的收率为90.1％。
                        表  13
    LA     LA-Am     NH4 +
    原料     79.58     0.00     80.13
    反应后的油状物     78.91     0.58     7.17
(注)单位、化合物的省略符号与表5相同。
实施例11
在50ml茄形烧瓶中装入9.06g含有45.84mmol扁桃酸铵盐的水溶液，用旋转蒸发器除去在压力为0.5～1.0mmHg、温度为118～120℃的条件下加热4小时而生成的氨和水。残存的反应液总量为6.09g，其中含有1.38mmol扁桃酸铵盐和0.49mmol扁桃酰胺，其他为聚扁桃酸类。将所得的反应后残液转移到内容积约为60ml的高压釜中，添加30ml水，在170～175℃的油浴中加热4小时。加热时的内压为3kgf/cm2。冷却至室温后，将反应后的溶液转移到50ml的茄形烧瓶中，减压蒸去水份，获得6.92g结晶。分析结果如表14所示。根据分析结果氨的残存率为3.6％。对应于作为原料的扁桃酸铵盐，扁桃酸的游离酸的收率为92.9％。
                        表  14
    MA     MA-Am     NH4 +
    原料     45.84     0.00     46.79
    反应后的油状物     44.24     0.19     1.67
       (注)单位、化合物的省略符号与表6相同。
发明的效果
从以下3方面可说明本发明的方法十分有利于工业化生产。
即，(1)由α-羟基酸铵制备游离的α-羟基酸时，由于氨作为氨气被排出，所以不会生成铵盐废弃物；
(2)由于不用添加催化剂和中和反应时使用的添加剂等新的物质，所以降低了制造成本；
(3)残存的氨和副产的α-羟基酰胺在水解反应后可作为α-羟基酸铵盐与游离的α-羟基酸分离，再循环使用。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明是工业上由α-羟基酸的铵盐有利、有效地制备游离酸的方法，对工业生产具有重大意义。

Claims (5)

1.α-羟基酸的制备方法，其特征在于，在无溶剂条件下或沸点40℃以上的有机溶剂中于40-200℃加热式[I]表示的α-羟基酸的铵盐，除去生成的氨和水后，添加水，再于常压50-100℃或加压100-300℃加热；式中，R表示氢原子、可带有取代基的烷基、可带有取代基的链烯基、可带有取代基的环烷基、可带有取代基的烷氧基、可带有取代基的芳基、可带有取代基的芳氧基、可带有取代基的饱和杂环基或可带有取代基的不饱和杂环基。
2.如权利要求1所述的α-羟基酸制备方法，其中加热是在减压条件下进行的。
3.如权利要求1所述的α-羟基酸制备方法，其中加热是在沸点40℃以上的有机溶剂中进行的。
4.如权利要求1所述的α-羟基酸制备方法，其中式[I]中的R表示选自氢原子、可被卤原子或C1～C6烷硫基取代的C1～C6烷基、C2～C6链烯基、苯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-呋喃基、3-呋喃基中的一种基团。
5.如权利要求1所述的α-羟基酸制备方法，其中式[I]中的R表示氢原子、C1～C6烷基、C1～C6烷硫基C1～C6烷基或苯基。
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