CN110903208A - 处理dba母液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及处理DBA母液的方法,其使用较少量的试剂并提供高DBA产率和较少的废物。
Description
技术领域
本发明涉及内消旋-2,3-双(苄基氨基)琥珀酸(DBA)的下游工艺,DBA是生产生物素的重要中间体。
背景技术
DBA,内消旋-2,3-双(苄基氨基)琥珀酸,是生产生物素的重要中间体。在工业上,它是由富马酸与Br2反应,然后与苄胺在乙醇中反应合成的。
通常,将上述方法得到的DBA在过滤和离心等简单处理后进行生产生物素的下一步骤。结果,该方法在母液中留下了大量含有Br和其他化合物的废物,这些废物对环境不利。
因此,工业上需要一种处理DBA的母液的方法,该方法可以减少废物的量和增加废物价值,因此是环境友好的。
发明内容
本发明提供了处理内消旋-2,3-双(苄基氨基)琥珀酸(DBA)的母液的方法,其包括以下步骤:
a)用酸处理母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离混合物,以获得DBA。
本发明的方法使用较少量的试剂并提供高DBA产率和较少的废物。
具体实施方式
具体来说,本发明提供了处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用酸处理母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离混合物,以获得DBA。
在步骤a)中,DBA母液是指由以下反应获得的混合物:使富马酸与Br2反应,然后与苄胺反应,以获得DBA。此反应在本领域中是已知的(参见Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,12960-12990和Chem.Rev.1997,97,1755-1792)。
在本发明中,母液可以直接加入本方法的步骤a)中或者在预处理后加入本方法的步骤a)中。优选地,母液被过滤或离心,以获得固相和液相,然后将获得的固相加入本方法的步骤a)中。
在步骤a)中,酸是强酸或其混合物,例如H2SO4、HCl、HBr或其混合物。优选地,酸是HCl或HBr。酸可以是以母液中每摩尔DBA的2摩尔至10摩尔的量加入的。优选地,酸是以母液中每摩尔DBA的3摩尔至9摩尔、更优选3.5摩尔至7.2摩尔的量加入的,例如3.6摩尔、4.0摩尔、4.5摩尔、5摩尔、5.4摩尔、6.0摩尔、6.5摩尔、7摩尔、7.2摩尔的量加入。
优选地,酸是HBr,所用的量为母液中每摩尔DBA的2-10摩尔、更优选3-9摩尔、进一步优选3.5-7.2摩尔。
步骤a)中的处理是在溶剂的存在下进行的。溶剂可以是C1-C6醇,例如乙醇、甲醇、乙二醇。优选地,溶剂是乙醇。
步骤a)中的处理温度可以是10℃至50℃,优选20℃至30℃,更优选25℃。
在步骤b)中,DIW可以是以母液中每摩尔DBA的10摩尔至125摩尔的量加入的。优选地,DIW是以母液中每摩尔DBA的15摩尔至100摩尔、更优选20摩尔至90摩尔的量加入的,例如25摩尔、30摩尔、35摩尔、40摩尔、45摩尔、50摩尔、55摩尔、60摩尔、65摩尔、70摩尔、75摩尔、80摩尔、85摩尔的量加入。
优选地,在进行下一步骤之前,稀释的母液保持搅拌至少30分钟,优选地1小时。
在步骤c)中,碱是强碱或碱的混合物,例如NaOH、KOH等。优选地,碱是NaOH。
优选地,在步骤c)中,加入碱以使稀释的母液的pH值为2至4,更优选2.5至3.5,最优选为3。
步骤c)可以在10℃至50℃的温度下进行,优选地在20℃至30℃的温度下进行,更优选在25℃的温度下进行。
在步骤d)中,可以通过本领域任何已知的方法实现分离,例如离心和过滤。例如,将从步骤c)的处理获得的混合物过滤,并任选地将获得的沉淀物洗涤并干燥,以获得含有DBA的滤饼。
在一个实施方式中,本发明提供了处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HCl处理母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离混合物,以获得DBA,
其中所述HCl是以母液中每摩尔DBA的2摩尔至10摩尔、更优选3摩尔至9摩尔、进一步优选3.5摩尔至7.2摩尔的量加入的,和/或所述DIW是以母液中每摩尔DBA的10摩尔至125摩尔、优选15摩尔至100摩尔、更优选20摩尔至90摩尔的量加入的。
在另一个实施方式中,本发明提供了处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HBr处理母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离混合物,以获得DBA。
在另一个实施方式中,本发明提供了处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HCl或HBr处理母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离混合物,以获得DBA,
其中将母液过滤成固相和液相,并将获得的固相加入步骤a)中。
本发明的方法使用较少的试剂,尤其较少的酸和水,因此显著减小了废物。此外,本发明的方法提供高产率的DBA。
通过以下实例来进一步说明本发明。
实施例
实施例1:DBA的制备:
步骤1:DBS的制备
在室温下在惰性气氛下(N2)
将17.5g,151mmol富马酸置于250ml四颈烧瓶中,该烧瓶配有温度计、滴液漏斗、冷凝器和顶置式搅拌器。
将3.1ml,23.5mmol 40%HBr和25ml,1.39mol DIW加入烧瓶中。
将26.8g,168mmol溴(8.6ml)加入滴液漏斗中。
将烧瓶中的混合物加热至75℃。
当达到该温度时,开始加入溴并且加入时间为约2h。
添加完成后,将混合物在75℃再保持6小时。
反应后,将混合物冷却至室温并引入N2直至混合物颜色变为白色。然后制备好DBS溶液用于进行下一步。
步骤2:由DBS制备DBA
在100℃在惰性气氛下(N2)
将20ml,0.34mol乙醇加入烧瓶中,然后将混合物转移到500ml四颈烧瓶中。
加入45ml,0.77mol乙醇以洗涤第一烧瓶(250ml),然后转移到第二烧瓶(500ml)中。
洗涤程序重复总共3次。
将85ml,78mmol苄胺(83.4g)逐滴加入并控制内部温度在20-38℃之间。
加完后,将混合物加热至83℃并保持6小时。
将混合物冷却至室温。(DBA w/w%=14.97%)
实施例2:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入11.63ml,113.6mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入28ml,1.56mol DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.22g产物。
(DBA w/w%=86.43%,相当于85.94%的后处理(work-up)产率。)
实施例3:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入11.63ml,113.6mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入21ml,1.17mol DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到5.21g产物。
(DBA w/w%=77.03%,相当于96.88%后处理产率。)
实施例4:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入11.63ml,113.6mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入14ml,0.78mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到5.23g产物。
(DBA w/w%=79.25%,相当于98.90%后处理产率。)
实施例5:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入9.30ml,90.87mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入21ml,1.17mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.28g产物。
(DBA w/w%=84.47%,相当于87.28%后处理产率。)
实施例6:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入6.98ml,68.15mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入14ml,0.78mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.37g产物。
(DBA w/w%=84.56%,相当于89.25%后处理产率。)
实施例7:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入6.98ml,68.15mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入7ml,0.39mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.35g产物。
(DBA w/w%=83.83%,相当于87.94%后处理产率。)
实施例8:用HCl纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入6.98ml,45.44mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入7ml,0.39mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.32g产物。
(DBA w/w%=87.57%,相当于91.35%后处理产率。)
实施例9:使用HBr纯化DBA的方法
加入28.1g(包括4.144g DBA,12.62mmol)实施例1得到的混合物
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入5.15ml,45.44mmol,48%HBr,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入7ml,0.39mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将6.4ml EtOH和6.4ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.43g产物。
(DBA w/w%=89.65%,相当于95.86%后处理产率。)
实施例10:采用预处理来纯化DBA的方法
将实施例1得到的混合物直接过滤,得到两个相:
固相:301.6g,包括DBA、HBr、BnNH2和EtOH,DBA w/w%=29.60%;
液相:294.8g,包括HBr、BnNH2和EtOH。
这两个相分别按照如下的后处理过程进行处理:
对固相的后处理:
加入14.0g(包括4.144g DBA,12.62mmol)固相
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入4.54ml,44.30mmol,31%HCl,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入4.55ml,0.25mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将4.2ml EtOH和4.2mlDIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.21g产物。
(DBA w/w%=85.52%,相当于86.91%后处理产率。)
对液相的后处理:
加入20.0g液相
加入4.336g 28%NaOH溶液,以调节其pH至10。然后将其在降低的温度下蒸发,得到两种级分:
级分1:11.79g,72.75%EtOH,相当于90.40%EtOH回收率;
级分2:4.23g,包括水、BnNH2和EtOH。
加入14.0ml甲苯以形成橙色浆液,随后将其过滤。将所得到的滤饼在55℃下真空干燥,得到2.86g淡黄色粉末:
NaBr w/w%=83.21%,相当于77.70%Br回收率。
然后将甲苯相用于BnNH2回收。
实施例11:采用过滤然后用HBr纯化DBA的方法
将实施例1得到的混合物直接过滤,得到两个相:
固相:301.6g,包括DBA、HBr、BnNH2和EtOH,DBA w/w%=29.60%;
液相:294.8g,包括HBr、BnNH2和EtOH。
这两个相分别按照如下的后处理过程进行处理:
对固相的后处理:
加入14.0g(包括4.144g DBA,12.62mmol)固相
加入3.4ml,58.39mmol乙醇,形成黄色粘稠浆液。
逐滴加入8.37ml,73.89mmol,48%HBr,并将内部温度控制在25℃。
逐滴加入18.2ml,1.01mol,DIW,并且加入后,将混合物再保持搅拌1小时。
逐滴加入28%NaOH溶液直至达到pH=3。在添加过程中,内部温度保持在25℃。
将混合物在25℃下再保持30分钟。然后将其过滤。
将4.2ml EtOH和4.2ml DIW混合并加入以洗涤滤饼。
在55℃下真空干燥后,得到4.33g产物。
(DBA w/w%=87.18%,相当于91.13%后处理产率。)
对液相的后处理:
加入20.0g液相
加入4.336g 28%NaOH溶液,以调节其pH至10。然后将其在降低的温度下蒸发,得到两种级分:
级分1:11.75g,72.54%EtOH,相当于90.32%EtOH回收率;
级分2:4.65g,包括水、BnNH2和EtOH。
加入14.0ml甲苯以形成橙色浆液,随后将其过滤。将所得到的滤饼在55℃下真空干燥,得到3.17g淡黄色粉末:
NaBr w/w%=83.97%,相当于88.59%Br回收率。
然后将甲苯相用于BnNH2回收。
本文描述和要求保护的发明的范围不局限于本文公开的具体方面,因为这些方面意欲作为本发明若干方面的说明。任何等同的方面意欲在本发明的范围之内。实际上,从前面的说明中,除本文所显示和描述的那些之外,本发明的多种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这些修改也意欲落入所附的权利要求的范围内。在冲突的情况下,将以包括定义部分的本公开内容为准。
Claims (16)
1.处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用酸处理所述母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释所述酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理所述稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离所述混合物,以获得DBA。
2.权利要求1所述的方法,其中所述母液是经过预处理的。
3.权利要求1所述的方法,其中将所述母液过滤或离心,并将获得的固相加入步骤a)中。
4.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述酸是强酸或其混合物。
5.权利要求4所述的方法,其中所述酸是HCl或HBr。
6.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中酸是以所述母液中每摩尔DBA2摩尔至10摩尔、优选3摩尔至9摩尔、更优选3.5摩尔至7.2摩尔的量加入的,例如3.6摩尔、4.0摩尔、4.5摩尔、5摩尔、5.4摩尔、6.0摩尔、6.5摩尔、7摩尔、7.2摩尔的量加入的。
7.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述酸为HBr,并且所用的量为所述母液中每摩尔DBA的2-10摩尔、更优选3-9摩尔、进一步优选3.5-7.2摩尔。
8.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中步骤a)中的处理是在C1-C6醇的存在下进行的,所述C1-C6醇例如乙醇、甲醇、乙二醇。
9.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中步骤b)中的DIW是以所述母液中每摩尔DBA的10摩尔至125摩尔、优选15摩尔至100摩尔、更优选20摩尔至90摩尔的量加入的,例如25摩尔、30摩尔、35摩尔、40摩尔、45摩尔、50摩尔、55摩尔、60摩尔、65摩尔、70摩尔、75摩尔、80摩尔、85摩尔的量加入的。
10.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中步骤b)中所述稀释的母液保持搅拌至少30分钟,优选1小时。
11.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中步骤c)的所述碱是强碱或其混合物,例如NaOH和KOH等。
12.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中加入步骤c)中的所述碱以使所述稀释的母液的pH值为2至4,更优选2.5至3.5,最优选为3。
13.权利要求1-3中任一项所述的方法,其中将步骤d)中的所述混合物过滤或离心。
14.处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HCl处理所述母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释所述酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理所述稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离所述混合物,以获得DBA,
其中HCl是以所述母液中每摩尔DBA的2摩尔至10摩尔、更优选3摩尔至9摩尔、进一步优选3.5摩尔至7.2摩尔的量加入的,和/或所述DIW是以所述母液中每摩尔DBA的10摩尔至125摩尔、优选15摩尔至100摩尔、更优选20摩尔至90摩尔的量加入的。
15.处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HBr处理所述母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释所述酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理所述稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离所述混合物,以获得DBA。
16.处理DBA母液的方法,其包括以下步骤:
a)用HCl或HBr处理所述母液,以获得酸性母液;
b)用去离子水(DIW)稀释所述酸性母液,以获得稀释的母液;
c)用碱处理所述稀释的母液,以获得混合物;并且
d)分离所述混合物,以获得DBA,
其中将所述母液过滤成固相和液相,并将获得的固相加入步骤a)中。
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- 2019-09-12 CN CN201910866801.9A patent/CN110903208A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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