CN111620805B - 氨基酸丙烯酯盐酸盐及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学合成技术领域，具体而言，涉及氨基酸丙烯酯盐酸盐及其制备工艺。一种氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备步骤包括：对氯化亚砜、氨基酸和烯丙醇酯化反应后形成的反应体系进行萃取，而后再对萃取形成的有机层进行结晶。该制备工艺对反应结束后的后处理过程进行改进，能够显著去除反应结束后的反应体系中未反应完全的原料，提升了产物的收率和纯度。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，具体而言，涉及氨基酸丙烯酯盐酸盐及其制备工艺。
背景技术
氨基酸烯丙酯盐酸盐是氨基酸类衍生物中的一种，其具有较广泛的用途，而现有技术中有利用酯化反应形成氨基酸烯丙酯盐酸盐，特别是利用氯化亚砜进行酯化，但是氯化亚砜进行酯化形成氨基酸烯丙酯盐酸盐时，有杂质残留，现有技术中反应结束后的后处理一般是浓缩后直接结晶，该后处理不能有效去除杂质，使得形成的终产物中仍然含有大量杂质。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供氨基酸丙烯酯盐酸盐及其制备工艺。本发明提供的制备工艺对反应结束后的后处理过程进行改进，能够显著去除反应结束后的反应体系中未反应完全的原料，提升了产物的收率和纯度。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，制备步骤包括：对氯化亚砜、氨基酸和烯丙醇酯化反应后形成的反应体系进行萃取，而后再对萃取形成的有机层进行结晶。
在可选的实施方式中，所述氨基酸包括天然氨基酸；
优选地，所述氨基酸包括色氨酸；
更优选地，所述氨基酸为L-色氨酸。
在可选的实施方式中，所述氨基酸与所述氯化亚砜的摩尔比为1：1.8-2；
优选地，所述氨基酸与所述烯丙醇的摩尔比为1：17.58-21.10。
在可选的实施方式中，进行酯化反应的步骤包括：在温度不超过10℃的条件下，将所述氨基酸、所述烯丙醇和所述氯化亚砜混合，而后将温度升至60-80℃反应12-15小时；
优选地，进行酯化反应的步骤包括：将所述氨基酸和所述烯丙醇混合，而后降温至-5℃至5℃，接着，滴加所述氯化亚砜，且加入所述氯化亚砜的过程中温度不超过10℃，混合后将温度升至60-80℃反应12-15小时。
在可选的实施方式中，制备步骤包括：在进行萃取前，对反应体系进行浓缩；
优选地，浓缩至恒重。
在可选的实施方式中，萃取采用的萃取剂包括碱性盐和酯类物质；
优选地，碱性盐包括碳酸盐和碳酸氢盐；
优选地，碳酸盐为碳酸钠，碳酸氢盐为碳酸氢盐；
优选地，酯类物质包括乙酸乙酯；
优选地，所述萃取剂的制备包括：利用碱性盐形成碱性盐水溶液；而后将所述碱性盐水溶液与所述酯类物质混合；
优选地，所述碱性盐水溶液的质量浓度为10-20％；
优选地，所述氨基酸和所述碱性盐的摩尔比为1:2.02-2.89；
优选地，所述氨基酸和所述酯类物质的摩尔比为1:16.22-23.18。
在可选的实施方式中，制备步骤包括：在结晶前，对所述有机层进行干燥；
优选地，干燥的步骤包括：将干燥剂与所述有机层混合，静置；
优选地，所述干燥剂包括无水硫酸钠；
优选地，后处理包括：结晶后对晶体进行洗涤和干燥；
优选地，对晶体进行干燥的条件为：干燥温度为45-65℃；
优选地，结晶的步骤包括：利用酸-酯类混合物调节干燥后的有机层的pH至1-2，而后析出晶体；
优选地，酸-酯类混合物为HCl/乙酸乙酯。
第二方面，本发明实施例提供一种氨基酸丙烯酯盐酸盐，其通过前述实施方式任一项所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺制备得到。
本发明具有以下有益效果：本发明实施例先对反应结束后得到的反应体系进行萃取，能够有效去除未反应完全的反应原料，而后再对萃取形成的有机层进行结晶，提升产物的收率和纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的氨基酸丙烯酯盐酸盐高效液相结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提供一种氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，具体如下：
S1、酯化反应
现有技术中合成氨基酸丙烯酯有以下几种方法：(1)利用硫酸催化酯化，但是氨基酸在硫酸体系中不稳定，继而不能稳定地形成产物，降低产物的收率和纯度；(2)利用DMAP催化合成氨基酸丙烯酯，但是该方法需要先保护氨基，而后再脱去氨基，使得整个合成过程冗长，且增加了生产成本。本发明实施例利用氯化亚砜和烯丙醇形成氯化亚砜-醇体系，该体系在加热条件下，既能溶解氨基酸、保护氨基，同时能够较快实现羧基的酯化。继而不需要单独对氨基进行保护，简化了反应步骤，同时，反应物在本发明实施例的氯化亚砜-醇体系中稳定存在，使得反应物稳定地形成反应产物，提升反应的收率。
具体地，将氯化亚砜、氨基酸和烯丙醇混合进行酯化反应形成氨基酸丙烯酯盐酸盐，具体地，合成步骤包括：将反应原料进行混合，其中，先将氨基酸和烯丙醇混合，而加入氯化亚砜。而氨基酸和烯丙醇混合时的温度可以是在常温，例如20-30℃的条件下进行，也可以是在不超过10℃的条件下进行。若加入氯化亚砜是反应体系温度超过10℃时，需要对其进行降温，最好降至-5至5℃，且加入氯化亚砜的过程中温度不能超过10℃，防止氯化亚砜挥发，或者产生杂质，有利于提升氨基酸丙烯酯盐酸盐的收率和纯度。
原料混合完毕后，将反应体系的温度升至60-80℃反应12-15小时。在上述反应条件下，酯化反应能快速且稳定进行，保证氨基酸丙烯酯盐酸盐的形成。
进一步地，所述氨基酸与所述氯化亚砜的摩尔比为1：1.8-2；所述氨基酸与所述烯丙醇的摩尔比为1：17.58-21.1 0。采用上述配比能够进一步促进酯化反应的进行，有利于提升氨基酸丙烯酯盐酸盐的纯度和收率。
进一步地，氨基酸包括天然氨基酸；所述氨基酸包括色氨酸；所述氨基酸为L-色氨酸。
S2、后处理；
采用氯化亚砜进行酯化反应形成氨基酸丙烯酯盐酸盐，该反应后的反应体系中有杂质存在，因此，需要对反应后的反应体系进行后处理，现有技术中采用的方式一般是浓缩去除溶剂，而后在进行结晶，但是该方法不能有效地去除酸杂质，降低了产物的纯度。
发明人经过研究发现，反应体系中残余的杂质基本为氨基酸，主要是在酯化反应过程中，氨基酸只能反应95％左右，而后几乎不会再进行反应，也就是反应后的反应体系中至少含有5％的氨基酸(原料总量的5％)，即使调整反应温度、时间以及物料比等，依然会有氨基酸残留，而采用现有的后处理方法无法有效去除氨基酸。
发明人创造性地设计了一种新的后处理方法，能够有效去除反应体系中残余的氨基酸，提升氨基酸丙烯酯盐酸盐的纯度。
具体地，对酯化反应后的反应体系进行后处理的步骤包括：对反应体系进行浓缩，去除反应体系多余的溶剂，浓缩至恒重。有利于后续萃取等操作的进行，有利于得到高纯度的氨基酸丙烯酯盐酸盐。
浓缩后进行萃取形成有机层，其中，萃取采用的萃取剂包括碱性盐和酯类物质；碱性盐包括碳酸盐和碳酸氢盐；碳酸盐为碳酸钠，碳酸氢盐为碳酸氢盐；酯类物质包括乙酸乙酯；酯类物质可以溶解浓缩后的氨基酸丙烯酯盐酸盐，采用碱性盐保证萃取过程中溶液呈碱性，继而能够脱盐，将未反应的氨基酸去除，有利于提升最终得到的产品的纯度。
其中，所述氨基酸和所述碱性盐的摩尔比为1:2.02-2.89；所述氨基酸和所述酯类物质的摩尔比为1:16.22-23.18。采用上述配比能够提升萃取效果。
进一步地，萃取剂的制备包括：利用碱性盐形成碱性盐水溶液；而后将所述碱性盐水溶液与所述酯类物质混合；所述碱性盐水溶液的质量浓度为10-20％；采用上述浓度的萃取剂能够提升萃取效果。
需要说明的是，可以在萃取前先配制萃取剂，而后萃取时再加入该萃取剂，也可以在萃取时直接将碱性盐水溶液、酯类物质和浓缩后的反应体系溶液混合，也能实现萃取。
而后对有机层进行干燥，具体地，干燥包括将干燥剂与所述有机层混合，静置；优选地，所述干燥剂包括无水硫酸钠。
接着，对有机层进行结晶，使得氨基酸丙烯酯盐酸盐结晶析出，具体地，结晶步骤包括：利用酸-酯类混合物调节干燥后的有机层的pH至1-2，而后析出晶体；酸-酯类混合物为HCl/乙酸乙酯。采用上述物质调节pH有利于成盐以及产物的析出，提升产物的收率和纯度。
结晶后对晶体进行洗涤和干燥，且干燥的温度为45-65℃，继而得到纯度高的氨基酸丙烯酯盐酸盐。
本发明实施例还提供一种氨基酸丙烯酯盐酸盐，其通过上述制备工艺得到。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种L-色氨酸烯丙酯盐酸盐制备工艺，包括以下步骤：
称取L-色氨酸24.7g(0.121mol)与150g烯丙醇混合，而后将反应液降温至0℃，再滴加氯化亚砜28.8g(0.242mol)。滴加过程控温不超过10℃。
滴毕，将反应液温度升至70℃反应12h，液相中控。
反应结束，将反应液浓缩得到浓缩液，浓缩液中加入200mL15％碳酸钠水溶液和200g乙酸乙酯，25℃搅拌30min，分出有机层，无水硫酸钠干燥有机层，滴加HCl/乙酸乙酯调PH至1，析出产物。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤一次，50℃干燥得产物。纯度99.77％，收率91.2％。该产物的高液分析参见图1。
实施例2-4
实施例2-4提供一种L-色氨酸烯丙酯盐酸盐制备工艺，其操作步骤与实施例1提供的L-色氨酸烯丙酯盐酸盐制备工艺相同，区别在于具体操作条件有所不同。具体如下表：
对比例1：参照实施例1提供的制备工艺，制备氨基酸丙烯酯盐酸盐，区别在于：将氯化亚砜替换为草酰氯。得到的产品的收率为67.8％，纯度为98.1％。
对比例2：参照实施例1提供的制备工艺，制备氨基酸丙烯酯盐酸盐，区别在于：将氯化亚砜替换为乙酰氯。得到的产品的收率为65.5％，纯度为97.8％。
对比例3：称取L-色氨酸24.7g(0.121mol)与150g烯丙醇混合，而后将反应液降温至0℃，再滴加氯化亚砜28.8g(0.242mol)。滴加过程控温不超过10℃。
滴毕，将反应液温度升至70℃反应12h，液相中控。
反应结束，将反应液浓缩得到浓缩液，浓缩得到的油状物加入乙酸乙酯结晶。收率
92.5％.纯度93.8％。
综上所述，采用本发明实施例提供的制备工艺能够有效去除反应后的反应体系中残留的原料杂质，显著提升得到的氨基酸丙烯酯盐酸盐纯度和收率，且制备过程简单，成本低廉，可大规模生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，制备步骤包括：对氯化亚砜、氨基酸和烯丙醇酯化反应后形成的反应体系进行萃取，而后再对萃取形成的有机层进行结晶;其中，进行酯化反应的步骤包括：在温度不超过10℃的条件下，将所述氨基酸、所述烯丙醇和所述氯化亚砜混合，而后将温度升至60-80℃反应12-15小时；
氨基酸为色氨酸；萃取采用的萃取剂为碱性盐和酯类物质；所述氨基酸和所述碱性盐的摩尔比为1:2.02-2.89；所述氨基酸和所述酯类物质的摩尔比为1:16.22-23.18；碱性盐为碳酸盐和碳酸氢盐；酯类物质为乙酸乙酯；
结晶的步骤包括：利用酸-酯类混合物调节干燥后的有机层的pH至1-2，而后析出晶体。
2.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，所述氨基酸为L-色氨酸。
3.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，所述氨基酸与所述氯化亚砜的摩尔比为1：1.8-2；所述氨基酸与所述烯丙醇的摩尔比为1：17.58-21.10。
4.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，进行酯化反应的步骤包括：将所述氨基酸和所述烯丙醇混合，而后降温至-5℃至5℃，接着，滴加所述氯化亚砜，且加入所述氯化亚砜的过程中温度不超过10℃，混合后将温度升至60-80℃反应12-15小时。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，制备步骤包括：在进行萃取前，对反应体系进行浓缩；其中，浓缩至恒重。
6.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，碳酸盐为碳酸钠，碳酸氢盐为碳酸氢盐。
7.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，所述萃取剂的制备包括：利用碱性盐形成碱性盐水溶液；而后将所述碱性盐水溶液与所述酯类物质混合；其中，所述碱性盐水溶液的质量浓度为10-20%。
8.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，制备步骤包括：在结晶前，对所述有机层进行干燥。
9.根据权利要求8所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，干燥的步骤包括：将干燥剂与所述有机层混合，静置；其中，所述干燥剂包括无水硫酸钠。
10.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，制备步骤包括：结晶后对晶体进行洗涤和干燥；其中，对晶体进行干燥的条件为：干燥温度为45-65℃。
11.根据权利要求1所述的氨基酸丙烯酯盐酸盐的制备工艺，其特征在于，酸-酯类混合物为HCl/乙酸乙酯。
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