CN1257149C - 旋光胺的外消旋化 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了式I的旋光胺在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺I反应被外消旋化的方法，其中催化剂含有活性组分铜和锌氧化物和载体物质，其中R1和R2是不同的，和R1、R2和R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂芳基和杂环基，R3还可以是氢(H)，所述基团可带有选自烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基的取代基。

Description

旋光胺的外消旋化
本发明涉及外消旋化式I的旋光胺的方法：
Figure C0114289200041
其中R1和R2是不同的，和R1、R2和R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂芳基和杂环基，R3还可以是氢(H)，所述基团可带有选自烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基的取代基，其包括在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺I反应。
式I的旋光胺是例如有价值的药物和用于制备活性化合物的中间体(参见例如DE-A-2903589，第2页，17-26行)。因为通常两种对映体中仅一种(基于式I中所示的不对称碳原子)是活性的，或比另一个对映体更有活性，因此例如在用已知方法拆分相应的外消旋胺中需要外消旋化所得到的较小活性的对映体的方法，因为通过已知方法(例如拆分)能够再一次由外消旋的胺得到更具活性的对映体。
化学文摘110：192247v(IN-A-162213)公开了通过在Rh/Al2O3存在下用氨处理1-2-氨基丁醇制备外消旋2-氨基丁醇的方法。
US-A-4096186描述了外消旋化旋光氨基醇的方法，其中氨基醇与氨和氢气在优选含有钴的氢化催化剂的存在下接触。在旋光2-氨基-1-丁醇的反应中，在至多96.7％的外消旋体收率下仅达到63％的外消旋化程度，另-方面，在99％的外消旋化程度下，仅达到75.1％的外消旋体收率。
US-A-4990666公开了外消旋化旋光氨基醇的方法，其中氨基醇与阮内钴在氢气存在下接触，它说明高温，例如超过160℃，降低了外消旋体收率。
德温特文摘№4-197043/24(化学文摘121：179093z；JP-A-06135906)描述了在氢气和氢化催化剂，例如阮内镍和阮内钴存在下外消旋化旋光连位伯二胺的方法。
日本专利文摘，12卷，№467(C-550)，(JP-A-63185943)描述了在阮内镍或阮内钴和氢气存在下在50-200℃下外消旋化旋光1-甲基-3-苯基丙胺的方法。
US-A-3954870公开了通过在无水阮内镍存在下通过加热外消旋化某些旋光α，β-二苯基乙胺的方法。
DE-A-2851039描述了由旋光1-芳基胺制备外消旋混合物的方法，其中在氢化催化剂，尤其是阮内钴存在下用氢气处理旋光1-芳基胺。
DE-A-2903589描述了在高温下在氢化催化剂，尤其是阮内钴或阮内镍存在下用氢气处理旋光胺由旋光胺制备外消旋混合物的方法。旋光2-氨-1-苯基丙烷在阮内钴催化剂存在下反应12小时，在至多98％的外消旋化程度下，外消旋体的收率仅为91.1％。
WO00/29357涉及通过在气相中在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺反应外消旋化旋光胺的方法。
WO00/47546公开了通过在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺反应外消旋化旋光胺的方法，其中反应在液相中进行，催化剂含有催化活性组分铜、银、铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱和/或铂和选自氧化铝、二氧化锆、二氧化钛、炭和硅的含氧化合物的载体。
WO00/47545(相当于：US-A-6049077)描述了制备外消旋胺的方法，其包括在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使相应的旋光胺和相应的仲醇和/或相应的不对称酮和特定的胺就地同时反应。
US-A-6060624涉及通过在氢气和氨存在下在镍或钴催化剂存在下反应外消旋特定旋光伯β-烷氧基烷基胺的方法。
现有技术的某些方法的其它缺点是使用昂贵的贵金属催化剂。
本发明的目的是发现用于外消旋化旋光胺的经济改善的方法，其中在实现高外消旋化收率(外消旋体收率)和高空时收率的同时以高外消旋化程度得到该方法产物。
我们发现该目的可通过用于外消旋化如下式I的旋光胺的方法实现：
Figure C0114289200051
其中R1和R2是不同的，和R1、R2和R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂芳基和杂环基，R3还可以是氢(H)，所述基团可带有选自烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基的取代基，其包括在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺I反应，其中催化剂含有活性组分铜和氧化锌和载体物质。
在具体实施方案中，催化剂含有选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、铁氧化物和二氧化铈的氧化载体物质或炭或它们的混合物。
作为载体物质优选氧化铝。
本发明的方法可以在液相或优选在气相中，间歇或优选如下连续地进行，催化剂优选作为固定床存在于反应器中。
本发明的方法可在没有或优选有式R3NH2的胺存在下进行，其中基团R3相应于旋光胺I的基团R3(例如在外消旋化其中R3＝H的旋光胺I的情况下为氨)。
如果该方法在胺R3NH2存在下进行，R3NH2与胺I的摩尔比通常为1∶1-50∶1，优选1.5∶1-30∶1，尤其优选2∶1-20∶1，非常尤其优选2∶1-10∶1，基于胺I过量的R3NH2还可以大于50∶1。
氢气通常以每摩尔胺组分I 5-400L，优选10-200L的量进料到反应中，在每种情况下，所述的升数均基于S.T.P.。
当本发明的方法在气相中进行时，旋光胺I在气体物流中以气态形式在通常0.1-30MPa，尤其是0.1-10MPa，优选0.1-5MPa，尤其优选0.1-3MPa的压力下连续通过在反应器，例如外部加热的管式反应器中的催化剂，气体物流用于蒸发过程是足够大的，并且含有氢气和有利地含有胺R3NH2，优选由氢气和胺R3NH2组成。
气态混合物可由顶部或底部通过固定催化剂床层。所需的气体物流优选通过循环气体操作得到，例如在催化剂床层体积为1L时采用约5-10m3/h(体积换算成S.T.P.)的循环气体流量和约250-350L/h的废气流量。在催化剂上的重时空速通常为0.1-2，优选0.1-1，尤其优选03-0.8kg胺I/每L催化剂(床层体积)和小时。
在气相中的旋光胺I的外消旋化方法可以在所选择的反应条件下是气态的惰性稀释剂，例如氮气和/或氩气存在下进行。
当本发明的方法在液相中进行时，旋光胺I以液体形式在氢气和有利地胺R3NH2存在下在0.1-30MPa，优选5-25MPa，尤其优选10-25MPa压力下通过通常位于优选外部加热的固定床反应器，例如管式反应器中的催化剂。
当外消旋方法在管式反应器中进行时，反应混合物由顶部(下流方式)或由底部(上流方式)通过固定催化剂床。使用循环气体的操作是有利的，例如在催化剂床层体积为1L时采用约0.01-1m3/h(体积换算成S.T.P.)的循环气体流量和约10-300L/h的废气流量。
在催化剂上的重时空速通常为0.05-2，优选0.1-1，尤其优选0.2-0.6kg胺I/每L催化剂(床层体积)和小时。
在液相和气相中外消旋方法所选择的温度为100-300℃，优选150-270℃，尤其优选160℃-250℃，非常尤其优选170-240℃，尤其180-230℃。
在液相中旋光胺I的外消旋化可以在所选择的反应条件下是液体的惰性稀释剂或溶剂，例如四氢呋喃、二噁烷、N-甲基吡咯烷酮和/或乙二醇二甲醚存在下进行。
当本发明方法在气相中进行和在液相中进行时，在催化剂上所用的温度、总压或重时空速高于上述范围也是可能的。
反应容器中的压力，它基本上是旋光胺I、胺R3NH2(如果存在)、所形成的外消旋化的胺I和任何存在的稀释剂或溶剂在所采用的特定温度下的分压总和，有利地通过注入氢气增加到所需的反应压力。
在用于外消旋化式I旋光胺的方法的特定实施方案中，反应在其中基团R3相应于旋光胺I的基团R3的式R3NH2的胺存在下进行，式II的仲醇和/或式III的不对称酮：
其中基团R1和R2相应于胺I基团R1和R2，同时就地反应以形成外消旋胺I。
该特定方法变化可通过如下反应方案说明：
Figure C0114289200081
(R1不同于R2)
R3NH2与旋光胺I和醇II和/或酮III总和的摩尔比通常为1∶1-50∶1，优选1.5∶1-30∶1，尤其优选2∶1-20∶1，非常尤其优选2∶1-10∶1。基于旋光胺I和醇II和/或酮III总和的摩尔过量的R3NH2还可大于50∶1。
旋光胺I与醇II和/或酮III的摩尔比不是关键的，可在广泛的范围内变化，它通常为1∶100-100∶1，优选1∶50-50∶1，例如1∶1。
每摩尔旋光胺I和醇II和/或酮III的总和氢气通常以5-400L，优选10-20OL的量用于反应中，在每种情况下，所述的升数均基于S.T.P.。
另外，该特定方法的变化是在液相或优选在如上所述的气相中进行，除旋光胺I之外，使用式II的仲醇和/或式III的不对称酮。在该情况下，通过如上所述的催化剂上方的重时空速，kg/每升催化剂和小时，是指起始物料混合物[胺+(醇和/或酮)]。
反应器的输出有利地是降压和然后进行分离步骤(例如蒸馏)以除去氢气、所使用的式R3NH2的任何胺和所使用的任何稀释剂或溶剂，它们能够被循环，得到主要由外消旋胺I组成的冷却的粗反应产物通过在常压或减压下分馏精制纯化。
在其中式II的仲醇和/或式III的不对称酮同时就地反应的上述特定方法变化情况下，粗反应产物另外含有水。水优选通过在进行精制之前用浓度约50％的含水氢氧化钠处理除去。
本发明的方法可用于例如制备外消旋的1-甲氧基-2-氨基丙烷((R，S)-MOIPA)(R1＝-CH3、R2＝-CH2OCH3，R3＝H)。
根据上述特定方法变化，制备外消旋MOIPA的方法例如可通过旋光1-甲氧基-2-氨基丙烷、1-甲氧基-2-丙醇和氨，根据本发明的方法同时就地反应进行。
根据该实施例得到的基本上由(R，S)-MOIPA和水组成的粗反应产物的加工可通过例如使粗产物与含水氢氧化钠溶液混合，分离出水相和蒸馏含有(R，S)-MOIPA相进行，如EP-A-881211中所述。
上述本发明的方法的特定变化的另外优点尤其是它尤其良好的经济性，因为它不需要建造用于通过(a)仲醇II或不对称酮III与式R3NH2的胺的氨化过程和(b)相应旋光胺I的外消旋化过程制备外消旋胺I的单独装置，而是过程(a)和(b)同时就地进行(对于此目的，还可参见说明书第1页，第2段)。
出乎意料的是，将上述两个完全不同的方法步骤(a)和(b)结合在单一方法中事实上没有影响各个方法步骤的收率和选择性，即事实上没有增加副产物，例如下式的对称胺的形成。
Figure C0114289200091
根据本发明，我们认识到在上述特定方法变化中使用镍或钴催化剂可能是危险的，因为这些催化剂容易地将醇II或酮III转化成胺化为甲烷或乙烷(作为裂解产物)(“裂解反应”)。这些裂解产物的形成不仅降低了外消旋胺I的收率，而且在不受控制的增加的裂解的情况下，尤其在绝热操作的反应器中，导致危险的放热失控反应，它会导致在反应器中温度超过500℃。根据本发明即使在高温下醇II或酮III的胺化中发现催化剂也首先显示催化裂解反应(如上所述)的低趋势，同时得到本发明的外消旋化方法的上述优点(例如高程度的外消旋化与外消旋胺I的高收率)。
用于本发明方法的催化剂含有活性组分铜和锌氧化物和载体物质。
催化剂可以以悬浮体中的粉末形式或优选在固定床中全活性催化剂(all active catalyst)、浸渍的催化剂、涂覆的催化剂或沉淀的催化剂形式使用。
所使用的载体物质是元素铝、硅、锆、钛、镁、铁或铈的氧化物或炭或这些载体物质的混合物。
这种氧化物的实例是Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、MgO、Fe2O3(例如磁铁矿)、CeO2，炭可以活性炭的形式用作载体物质。
氧化铝(Al3O3)例如以α-、β-、γ-或θ-Al2O3的形式或来自BASF的D10-10使用。
尤其优选的载体物质是氧化铝和氧化锌的混合物。
在非常尤其优选的实施方案中，催化剂还含有锌-铝尖晶石，为此参见例如US-A-3923694，其中公开了这种催化剂。
在载体物质的制备方法方面没有特殊限制。
通常氧化物载体物质可例如通过用碳酸钠沉淀含有硝酸锌和合适金属盐，例如硝酸铝的水溶液，随后过滤、干燥和可选择地焙烧由此得到的沉淀物制备。
为生产用于本发明方法的催化剂，活性组分铜和锌氧化物采用不受限制的施用方法旋加于上述载体物质上。
铜盐溶液和锌盐溶液或含有铜和锌盐的溶液尤其可在一个或多个浸渍步骤中施加于预制的粉末、球形、挤出物或丸粒形式的载体上。在浸渍后，干燥载体和根据需要焙烧。
该浸渍方法在例如EP-A-599180、EP-A-673918或A.B.Stiles， 催化剂生 产-实验室和商业制备(Catalyst Manufacture-Laboratory and CommercialPreparations)，Marcel Dekker，89-91页，纽约(1983)中有描述。
铜盐溶液和锌盐溶液或含有铜和锌盐的溶液还可通过沉淀施加于预制的载体上，所述载体在尤其优选的实施方案中作为含水悬浮体中的粉末存在，沉淀通过现有技术中已知的方法进行。
在沉淀过程中得到的沉淀物以常规方法过滤，优选如例如DE-A-19809418中所述洗去碱，在50-150℃，优选约120℃下干燥，随后如果需要，通常在200-600℃，尤其300-500℃下焙烧优选约2小时。
作为生产催化剂的起始物料，原则上可使用所有溶解于施加的溶液中的Cu(I)和/或Cu(II)盐，例如硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐、草酸盐或铵配合物和类似的Zn(II)盐，尤其优选使用硝酸铜和硝酸锌。
对于本发明的方法，上述干燥和优选焙烧的催化剂粉末优选加工以形成丸粒、圆环、环形片、挤出物、蜂窝或类似成形体。所有现有技术中已知的方法均可用于该目的。
在干燥后和用还原剂(对于还原剂参见下文)活化之前，在每种情况下基于催化剂的所有氧化物组分的总重量，优选的催化剂含有按重量计20-90％，尤其按重量计40-85％，非常尤其优选按重量计60-80％的以CuO计算的铜的含氧化合物；按重量计9-60％，尤其按重量计13-40％，非常尤其优选按重量计17-30％的以ZnO计算的锌的含氧化合物和总共按重量计1-60％，尤其按重量计2-35％，非常尤其优选按重量计3-10％的上述氧化物载体物质，在每种情况下以Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、MgO、Fe2O3或CeO2计算，尤其是氧化铝(以Al2O3计算)，和氧化物组分不包括催化剂成形助剂(胶结剂)。
在干燥之后和用还原剂活化之前，基于催化剂的所有氧化物组分的总重量，尤其优选的催化剂含有总共按重量计至少80％，尤其按重量计至少90％的组分铜的含氧化合物、锌的含氧化合物和上述氧化物载体物质，特别是氧化铝，和氧化物组分不包括催化剂成形助剂(胶结剂)。
在特定催化剂实施方案中，在干燥之后和用还原剂活化之前，催化剂还含有按重量计0.01-10％，优选按重量计0.01-5％，例如按重量计1-10％，优选按重量计1-5％的至少一种选自元素Re、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd和Pt的氧化物的另外组分，在所有情况下均基于催化剂的所有氧化物组分(催化剂成形助剂(胶结剂)不包括在氧化物组分之内)的总重量。
这些组分同样可通过已知的沉淀或浸渍方法加入催化剂物质中。
在该特定催化剂实施方案中，在干燥后和用还原剂活化之前，基于催化剂的所有氧化物组分(催化剂成形助剂(胶结剂)不包括在氧化物组分内)的总重量，催化剂含有按重量计20-89％，尤其按重量计40-84％，非常尤其优选按重量计60-79％的以CuO计算的铜的含氧化合物。
在用于本发明的方法的催化剂的成形体的生产过程中，在成形催化剂物质之前可加入粉状铜或粉状催化剂成形助剂(胶结剂)或它们的混合物作为添加剂以改善催化剂性能(较高活性、选择性、机械和化学稳定性)。
通常粉状铜或粉状胶结剂或它们的混合物可以接重量计1-40％，优选按重量计2-20％和尤其优选按重量计5-10％的量加入催化剂物质中，在每种情况下，均基于催化剂物质的所有氧化物组分的总重量。
催化剂成形助剂(胶结剂)的实例是硬脂酸和石墨。
在优选实施方案中，使用具有如下粒度分布的铜粉和胶结剂粉末，其中至少45％，优选至少70％，尤其优选至少90％(数据以重量百分数表示)的铜或胶结剂微粒具有10-100mm的粒度。所使用的铜粉或胶结剂粉末的表面积，用BET方法测定，通常为0.01-20m2/g，优选0.05-10m2/g，尤其优选0.1-0.5m2/g。
在进一步优选的实施方案中，在生产用于本发明的方法的催化剂成形体中除铜粉或胶结剂粉末之外加入石墨作为成形助剂以改善催化剂性能(参见上文)。石墨优选以这样的量加入使得成形以生产成形体可能更好和更容易地进行。例如，加入基于催化剂物质的所有氧化物组分的总重量按重量计0.5-5％的石墨。石墨是在铜粉或胶结剂粉末或它们的混合物之前或之后或同时加入催化剂物质中是不重要的。
在催化剂物质中加入铜粉或胶结剂粉末或它们的混合物和任选的石墨后，在成形后得到的成形催化剂物质可焙烧至少一次，时间通常为0.5-10小时，优选0.5-2小时。在焙烧步骤中温度通常为200-600℃，优选250-500℃，尤其优选300-400℃。
当催化剂以氧化物形式使用时，在用于胺I的外消旋化之前，成形体通常通过还原性气体，例如氢气，优选氢气/惰性气体混合物，尤其是氢气/氮气混合物在100-500℃，优选150-350℃，尤其180-200℃下预还原(活化)。在该活化过程中，优选使用氢气比例为按体积计1-100％，尤其优选按体积计1-50％的混合物。
在优选实施方案中，成形催化剂物质在使用之前通过用还原介质处理以本身已知的方式活化。活化预先在还原炉中或在安装于反应器后进行。如果催化剂已预先在还原炉中活化，将催化剂安装在反应器中，在氢气压力下直接输送欲外消旋化的胺I。
R1和R2是不同的，和基团R1、R2和R3分别是烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂芳基和杂环基，R3还可以是氢(H)，所述基团可带有选自烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基的取代基，它们在反应条件下是惰性的。
R1、R2和R3分别优选：
-直链或支链烷基，例如C1-20烷基、尤其优选C1-12烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1，2-二甲基丙基、正己基、异己基、仲己基、环戊基甲基、正庚基、异庚基、环己基甲基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基、正十一烷基、正十二烷基、异十二烷基，
非常尤其优选C1-8烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和2-乙基己基，
-环烷基，优选C3-8环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基，尤其优选环戊基、环己基和环辛基，
非常尤其优选环戊基和环己基，
-芳烷基，优选C7-20芳烷基，如苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、菲基甲基，4-叔丁基苯基甲基、1-苯基丙基、2-苯基丙基、3-苯基丙基、1-苯基丁基、2-苯基丁基、3-苯基丁基和4-苯基丁基，
尤其优选苄基、1-苯基乙基和2-苯基乙基，
-芳基，优选C6-20芳基，例如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基，尤其优选苯基、1-萘基和2-萘基，非常尤其优选苯基，
-杂芳基，优选C3-15杂芳基，例如2-吡啶基、3-吡啶基，4-吡啶基、喹啉基、吡嗪基、吡咯-3-基、噻吩基、咪唑-2-基、2-呋喃基和3-呋喃基，或
-杂环基，优选C3-15杂环烷基，例如N-烷基哌啶-3-基、N-烷基哌啶-4-基，N，N’-二烷基哌嗪-2-基、四氢呋喃-3-基和N-烷基吡咯烷-3-基，
其中在这些情况下，基团R可彼此独立地带有在反应条件下是惰性的取代基，例如C1-20烷基、C3-8环烷基、C1-20烷氧基、C6-20芳氧基、氨基、C1-20烷基氨基和C2-20二烷基氨基。
在R中这些取代基的数目，根据取代基的类型，可以是0-5，优选0-3，尤其0、1或2。可能的取代基尤其是：
-如上定义的C1-20烷基，
-如上定义的C3-8环烷基，
-C1-20烷氧基，优选C1-8烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、新戊氧基、1，2-二甲基丙氧基、正己氧基、异己氧基、仲己氧基、正庚氧基、异庚氧基、正辛氧基、异辛氧基，尤其优选C1-4烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基，
-C6-20芳氧基，例如苯氧基、1-萘氧基和2-萘氧基，优选苯氧基，
-氨基(-NH2)，
-C1-20烷基氨基，优选C1-12烷基氨基，尤其优选C1-8烷基氨基，例如甲基氨基、乙基氨基、正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、异丁基氨基、叔丁基氨基、环戊基氨基、环己基氨基，和
-C2-20二烷基氨基，优选C2-12二烷基氨基，尤其优选C2-8二烷基氨基，例如N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、N，N-二正丙基氨基、N，N-二异丙基氨基、N，N-二正丁基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N-甲基-N-丙基氨基、二环己基氨基。
R3非常尤其优选氢(H)。
可用于本发明方法的胺I的实例是：
1-甲氧基-2-氨基丙烷(MOIPA)、2-氨基-3-甲基丁烷、2-氨基-3，3-二甲基丁烷、1-苯基乙胺、1-萘基乙胺、2-萘基乙胺、1-苯基丙胺、2-氨基-1-苯基丙烷、2-氨基-1-(对-羟基苯基)丙烷、2-氨基-1-(对-三氟甲基苯基)丙烷、2-氨基-1-环己基丙烷、2-氨基-6-甲基庚烷、2-氨基庚烷、2-氨基-4-甲基己烷、1-(4-甲基苯基)乙胺、1-(4-甲氧基苯基)乙胺、1-(3-甲氧基苯基)乙胺、1-氨基四氢萘、反-1-氨基-2-苄氧基环戊烷和反-1-氨基-2-苄氧基环己烷。
尤其优选的胺I是2-丁基胺和伯β-烷氧基-烷基胺，优选伯β-烷氧基烷基胺，其中R1是1-烷氧基-取代的烷基、尤其是1-(C1-20烷氧基，如上定义)取代的C1-20烷基(如上定义)，R2＝烷基，尤其是C1-20烷基(如上定义)，和R3＝H。
实例是1-甲氧基-2-氨基丙烷(MOIPA)、2-氨基-3-甲基丁烷和2-氨基-3，3-二甲基丁烷。
在特定变化中，用于本发明的方法的旋光胺I是通过裂解酰胺得到的物质，所述酰胺由该旋光胺在通过(a)在水解酶的存在下借助于酯的外消旋胺I的对映体选择性酰化，所述酯的酸组分在相对于羰基的连位位置上带有氟、氮、磷、氧或硫原子，和(b)分离得到的旋光胺I和酰胺混合物制备I的特定对映体(基于I中的不对称碳原子)方法中得到。
在另一特定变化中，用于本发明的方法的旋光胺I是在通过(a)在水解酶的存在下借助于酯的外消旋胺I的对映体选择性酰化，所述酯的酸组分在相对于羰基的连位位置上带有氟、氮、磷、氧或硫原子，(b)分离得到的旋光胺I和酰胺混合物和(c)通过酰胺的裂解分离I的另一个对映体制备I的特定对映体(基于I中的不对称碳原子)方法中得到的物质。
通过(a)在水解酶的存在下借助于酯的外消旋胺I的对映体选择性酰化，所述酯的酸组分在相对于羰基的连位位置上带有氟、氮、磷、氧或硫原子，(b)分离得到的旋光胺I和酰胺混合物和(c)通过酰胺的裂解分离I的另一个对映体，由相应外消旋体制备旋光胺I的方法描述在WO95/08636和WO96/23894中。
水解酶是例如脂酶，尤其是微生物脂酶，酯是例如C1-4-烷氧基乙酸的C1-12-烷基酯，例如甲氧基乙酸乙酯。
由旋光胺I得到的酰胺的裂解并保留手性中心可通过水解来实现，例如通过在多元醇或氨基醇和碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物存在下水解，如WO97/10201中所述。
这些特定方法变化是尤其经济的，因为在例如如WO95/08636或WO96/23894中所述制备所需胺I的对映体后，I的不需要的对映体通过本申请的方法外消旋化，重新用于例如如WO95/08636或WO96/23894中所述制备I的所需对映体的方法中。这使得可由外消旋胺I获得总共超过50％的所需对映体(关于此目的，还可参见说明书第1页，第2段)。
实施例
实施例1：催化剂制备
1a)载体制备
将450g Al(NO3)3*9H2O加入锌含量为按重量计14.5％的649g充分搅拌的硝酸锌的水溶液中，混合物用水加至1.25L的体积以将铝盐溶解于溶液中(溶液A)。在单独容器中，将474g无水碳酸钠溶解在水中，用水加至2L溶液(溶液B)。
将溶液A和溶液B加热到50℃，经单独的管线加入含有20g碳酸氢钠的在350ml水中的充分搅拌的溶液的沉淀容器中，所述溶液同样加热到50℃。通过合适调节溶液A和B的添加速率在约3分钟内将pH调整到6.8，在保持6.8的恒定pH和50℃的温度下，所有溶液A与碳酸钠反应，由此形成的悬浮液随后再搅拌3小时，并通过不时加入稀硝酸保持pH值在6.8。过滤悬浮液，用蒸馏水洗涤直至洗涤液的硝酸盐含量低于10ppm。滤饼在120℃下干燥16小时，随后在425℃下焙烧1小时。
1b)生产催化剂
将用硝酸酸化和铜含量为按重量计15.5％的432g硝酸铜溶液和用硝酸酸化和锌含量为按重量计14.5％的95g硝酸锌溶液的混合物用500ml水稀释，并加热到70℃。在搅拌下，在约5分钟的时间内缓慢加入25.1g上述粉状的焙烧的载体，将由此得到的乳状悬浮液搅拌15分钟(悬浮液C)。
在单独的容器中，将474g无水碳酸钠溶解在水中，用水加至2L溶液，加热到70℃(溶液D)。将悬浮液C和溶液D经单独的管线加入沉淀容器中，所述容器装有搅拌器，并含有350ml加热到70℃的水中。通过合适调节悬浮液C和溶液D的添加速率将pH调整到7.4。
在保持7.4的恒定pH和70℃的温度下，所有悬浮液C与碳酸钠反应，由此形成的悬浮液随后再搅拌2小时，并通过不时加入稀硝酸或碳酸钠溶液D保持pH值在7.4。过滤悬浮液，用蒸馏水洗涤直至洗涤液的硝酸盐含量低于10ppm。
滤饼在120℃下干燥16小时，随后在430℃下焙烧1小时。由此得到的棕黑色催化剂粉末与按重量计1.5％石墨和按重量计5％铜粉(FFL级№10914，由Norddeutsche Affinerie获得，BET表面积为0.23m2/g，粒度分布为其中92％的微粒在10-100微米的尺寸范围内)混合，压制成直径3mm和高度3mm的丸粒，丸粒最后在330℃下焙烧1小时。
由此得到的催化剂具有如下化学组成：66％CuO，24％ZnO，5％Al2O3和5％Cu(数据以重量百分数表示)。
实施例2：(S)-MOIPA的连续外消旋化
在通过油加热的管式反应器(40×3500mm)中，将1000ml(床体积)的实施例1的催化剂加入250mlV2A环床层的顶部，随后覆盖3000mlV2A环。催化剂首先用氢气和氮气的混合物(按体积计5∶95％)，随后用纯氢气在180-220℃活化。在230℃和16巴(绝对)的氢气下，将200ml/h(S)-MOIPA(经GC测定的纯度：95.4％的(S)-MOIPA)与足够的氨一起进料到反应器，在循环气体中氨的比例为按体积计约20％。新鲜氢气和循环气体分别具有300标准L/h和6.4标准m3/h的流量(标准L＝标准升，标准m3＝标准立方米：体积换算为S.T.P.)。在达到稳态操作后，由反应器的输出物中取样，用气相色谱法分析，其显示外消旋化收率为94％，外消旋化程度为96.2％(51.9％(S)-和48.1％(R)-MOIPA)。
在实施例中用于分析反应器输出物的GC条件是：30m RTX-5胺0.32mm，1.5μm，80℃/4分钟-10分钟-280℃/5分钟。
在实施例中用于测定MOIPA对映体过量的GC方法如下：
用分析纯的乙酸酐乙酰化MOIPA，粗产物用GC分析。
GC条件：仅器：HP-5890-II
柱：20m Chiraldex G-TA(来自Astec)
载气：氦
压力：65kPa
进样温度：250℃
检测器：FID
检测器温度：275℃
进样量：1μl
温度程序：125℃等温
保留时间：MOIPA(乙酰胺)：(S)-对映体：4.5分钟，(R)-对映体：5.3分钟。
实施例3-8：(S)-MOPIA的连续外消旋化
还原和减活形式的催化剂1-5(参见下文)的一种被安装在没有循环的连续操作的实验装置(60ml管式反应器)中，在200℃于氢气气氛下还原6小时(常压)。随后氢气在16巴的压力下以18标准L/h的流量通过反应器，在设定上述反应条件后，输入氨(以0.2kg/L*h的重时空速：17g氨；以0.4kg/L*h的重时空速：34g氨；以0.46kg/L*h的重时空速：38g氨)。输出物在分离器中降压，用气相色谱法分析。
使用如下催化剂(数据以重量百分数表示)：
催化剂1：53％CuO，5％Cu，42％TiO2，根据DE-A-19859776
催化剂2：53％CuO，47％Al2O3，根据EP-A-691157，第5页，55行至第6页11行
催化剂3：70％CuO，24.5％ZnO，5.5％Al2O3，根据US-A-3923694的实施例
催化剂4：45％CuO，10％ZnO，45％Al2O3，根据EP-A-514692
催化剂5：66％CuO，24％ZnO，5％Al2O3，5％Cu粉，根据实施例1
结果：
                 GC分析
  实施例编号   催化剂   WHSV(Kg/l*h)   温度(℃)   ee(％)   MOIPART＝4.7   RT＝5.9   二聚物RT＝12.6
  3   1   0.46   200   88.6   98.2   0.2   0.9
  4   2   0.2   200   83   97.7   0.3   1
  5   3   0.2   200   0   84.35   2.01   12.59
  6   4   0.2   200   0   68.9   1.87   26.67
  7   5   0.2   220   0.2   80.68   2.36   10.12
8 5 0.4 220 1.2 89.24 1.32 8.44
kg/l*h＝每升催化剂(床层体积)和每小时在反应器进料中MOIPA的kg数
RT＝在GC中的保留时间(分钟)
反应器输出物的组成的数据(GC分析)是以GC中面积％表示
二聚物＝二胺(仲胺)
实施例3、4和6(催化剂1、2和4)是比较实施例。
实施例显示在反应条件下对于(S)-MOIPA，铜催化剂1和2得到的外消旋化程度尚需要改善(ee值分别为83和88.6％)。
尽管使用含镍的铜催化剂4获得完全的外消旋化作用(ee：0％)，但外消旋化收率(外消旋体收率)尚需要改善(在输出物中仅68.9的GC面积％的MOIPA，而有26.67GC面积％的高二聚物含量)。
本发明的Cu/Zn催化剂3和5得到高的空时收率，以及高的外消旋化程度和高的外消旋化收率。
实施例9(结合方法)：连续外消旋化(S)-MOIPA和1-甲氧基-2-丙醇的就地胺化在油加热的管式反应器(48×2100mm)中，将1000ml实施例1的催化剂加入60ml V2A环床层的顶部，随后覆盖1330ml V2A环。催化剂首先用氢气和氮气的混合物，随后用纯氢气在180-220℃活化。在230℃和16巴(绝对)的氢气下，将500ml/h的重量比为4∶1的1-甲氧基-2-丙醇和(S)-MOIPA的混合物与足够的氨一进料到反应器，在循环气体中氨的比例为按体积计约40％。新鲜氢气和循环气体分别具有300标准l/h和6.4标准m3/h的流量。在达到稳态操作后，由反应器的输出物中取样，用气相色谱法分析，其显示(R，S)-MOIPA的选择性为91％，在99％的转化率下，外消旋化程度为99.8％[49.9％(R)-MOIPA和50.1％(S)-MOIPA]。
实施例10(比较实施例)：
用类似于DE-A-2903589中的方法进行(R)-MOIPA的外消旋化实验。
将10g(R)-MOIPA(112mmol)，70ml四氢呋喃和1g阮内钴放置在0.3L高压釜中，用氢气设定20巴的压力。高压釜加热到160℃，氢气压力增加50巴。在该条件下12小时后，将混合物冷却到室温，过滤出催化剂，旋转蒸发器除去四氢呋喃，残余物的重量为2.5g。
用HPLC测定对映体过量(ee)：4.8％
(S)-MOIPA＝47.6％面积
(R)-MOIPA＝52.4％面积
GC分析[％面积]：
四氢呋喃：               0.2
甲氧基异丙醇：           2.2
(R)-+(S)-MOIPA：         68.3
辛胺：                   3.7
辛醇：                   10.0
总未知化合物：           15.6
外消旋化程度：           90％
外消旋体收率：           61％
实施例11(比较实施例)：
用类似于DE-A-2903589的方法进行(S)-3，3-二甲基-2-氨基丁烷(频哪胺)的外消旋化方法。
将10g(S)-频那胺(99％ee)与60g四氢呋喃和1g阮内镍在0.3L管式高压釜中混合，在50巴的氢气压力和165℃下搅拌12小时。
将反应器中的物质冷却到室温，分离出催化剂，对映体的比率用手性HPLC柱测定。
对映体过量：99％
输出物的GC分析(无氨和水)，GC％面积：
频哪酮                 0.1
频哪胺                 99.2
频哪醇                 0.5
其它                   0.2
外消旋化程度：         0％
外消旋体收率：         99.2％
实施例12：1-甲氧葫基-2-丙醇的胺化作用
在油加热的管式反应器(48×2100mm)中，将1000ml实施例1的催化剂加入60ml V2A环床层的顶部，随后覆盖1330ml V2A环。催化剂用氢气和氮气的混合物或用纯氢气在180-220℃活化。在220℃和16巴(绝对)的氢气下，将200ml/h的1-甲氧基-2-丙醇与足够的氨一起进料到反应器，在循环气体中氨的比例为按体积计约40％。新鲜氢气和循环气体分别具有300标准l/h和6.4标准m3/h的流量。在达到稳态操作后，由反应器的输出物中取样，用气相色谱法分析，其显示在99.4％的转化率下，(R，S)-MOIPA的选择性为94.6％。

Claims (16)

1.外消旋化式I的旋光胺的方法：
其中R1和R2是不同的，和R1、R2和R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂芳基或杂环基，R3还可以是氢(H)，所述基团可带有选自烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基的取代基，其包括在氢气和氢化或脱氢催化剂存在下在高温下使旋光胺I反应，其中所述催化剂含有活性组分铜和锌氧化物和载体物质。
2.权利要求1的方法，其中催化剂含有选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、铁氧化物和二氧化铈的氧化载体物质或炭或它们的混合物。
3.权利要求1或2的方法，其中催化剂含有锌-铝尖晶石。
4.权利要求1或2的方法，其中在干燥后和用还原剂活化之前，在每种情况下基于催化剂的所有氧化物组分的总重量，所述催化剂含有：
按重量计20-90％的以CuO计算的铜的含氧化合物，
按重量计9-60％的以ZnO计算的锌的含氧化合物，和
按重量计1-60％的以Al2O3计算的氧化铝。
5.权利要求1或2的方法，其中在干燥后和用还原剂活化之前，在每种情况下基于催化剂的所有氧化物组分的总重量，所述催化剂含有：
按重量计40-85％的以CuO计算的铜的含氧化合物，
按重量计13-40％的以ZnO计算的锌的含氧化合物，和
按重量计2-35％的以Al2O3计算的氧化铝。
6.权利要求1或2的方法，其中在干燥之后和用还原剂活化之前，基于催化剂的所有氧化物组分的总重量，催化剂含有按重量计至少80％的组合量的组分铜的含氧化合物、锌的含氧化合物和氧化铝。
7.权利要求1或2的方法，其中反应在100-300℃下进行。
8.权利要求1或2的方法，其中反应在0.1-30MPa的压力下进行。
9.权利要求1或2的方法，其中反应在式R3NH2的胺存在下进行，其中基团R3相应于旋光胺I的基团R3。
10.权利要求9的方法，其中式II的仲醇和/或式III的不对称酮：
Figure C011428920003C1
其中基团R1和R2相应于胺I的基团R1和R2，同时就地反应形成外消旋胺I。
11.权利要求1或2的方法，其中所使用的旋光胺I是伯β-烷氧基烷基胺，其中R1＝1-烷氧基-取代的烷基，R2＝烷基和R3＝H。
12.权利要求11的方法，其中所使用的旋光胺I是1-甲氧基-2-氨基丙烷。
13.权利要求1或2的方法，其中所用的旋光胺I是2-氨基-3-甲基丁烷或2-氨基-3，3-二甲基-2-丁烷。
14.权利要求10的方法，其中1-甲氧基-2--氨基丙烷用作旋光胺I，和1-甲氧基-2-丙醇用作仲醇II。
15.权利要求1或2的方法，其中旋光胺I通过裂解酰胺得到，所述酰胺衍生自该旋光胺并且在通过(a)在水解酶的存在下借助于酯的外消旋胺I的对映体选择性酰化，所述酯的酸组分在相对于羰基碳的连位位置上带有氟、氮、磷、氧或硫原子，和(b)分离得到的旋光胺I和酰胺混合物制备I的特定对映体方法中得到。
16.权利要求1或2的方法，其中旋光胺I在通过(a)在水解酶的存在下借助于酯的外消旋胺I的对映体选择性酰化，所述酯的酸组分在相对于羰基碳的连位位置上带有氟、氮、磷、氧或硫原子，(b)分离得到的旋光胺I和酰胺混合物和(c)通过酰胺的裂解分离I的另一种对映体制备I的特定对映体方法中得到。
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