制備外消旋α-氨基酸的方法
【專利摘要】一種制備外消旋α-氨基酸或甘氨酸的方法，其特征在于選自羥基乙酸、乳酸、蘋果酸、α-羥基戊二酸、異檸檬酸、丙醇二酸和酒石酸的相應α-羥基羧酸或所述相應α-羥基羧酸的至少一種鹽在包含至少一種過渡金屬的至少一種多相催化劑存在下、在氫氣存在下與至少一種氮化合物(c)反應，其中氮化合物(c)選自伯胺和仲胺和氨。
【專利說明】制備外消旋Ct-氨基酸的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種制備外消旋α-氨基酸或甘氨酸的方法，其中選自羥基乙酸、乳酸、蘋果酸、α-羥基戊二酸、異檸檬酸、丙醇二酸和酒石酸的相應α-羥基羧酸或該相應α-羥基羧酸的至少一種鹽在包含至少一種過渡金屬的至少一種多相催化劑存在下、在氫氣存在下與至少一種氮化合物(C)反應，其中氮化合物(C)選自伯胺和仲胺和氨。
[0002]此外，本發(fā)明涉及外消旋α-氨基酸與相應α-羥基羧酸的混合物。
[0003]此外，本發(fā)明涉及本發(fā)明的混合物的用途。
[0004]氨基酸具有許多應用領域。例如，L-氨基酸用于肽合成和蛋白質(zhì)合成。不過，外消旋氨基酸也為有價值的中間體。
[0005]通過斯特雷克爾合成制備外消旋氨基酸本身為已知的。不利的是，在氫氰酸和/或相應氰化物的情況下，需要極毒性物質(zhì)，其促成對特殊安全防護措施的需要。
[0006]US2004/092725公開一種由相應α -羥基羧酸在高壓和優(yōu)選至少300°C下與氨反應合成α-氨基酸的方法。然而，產(chǎn)率較低。例如，公開在374 °C下合成甘氨酸的產(chǎn)率為
4.3%，且在374 °C下合成α-丙氨酸的產(chǎn)率為2.8%。然而，此類型的產(chǎn)率在工業(yè)方法中不令人滿意。此外，所獲得的產(chǎn)物大部分顏色較暗且接著需要復雜的純化方法。
[0007]因此，目的為提供一種方法，借助于該方法可以良好產(chǎn)率獲得α -氨基酸。目的也為提供用于產(chǎn)生清潔劑與清洗劑的混合物(包括用于機器洗碟的組合物)的前體，所述前體形成凝塊的傾向較低或絕對無形成凝塊的傾向。
[0008]因此，已發(fā)現(xiàn)篇頭所定義的方法，在本發(fā)明的上下文內(nèi)也稱為本發(fā)明的方法。
[0009]為進行本發(fā)明的方法，所用起始物質(zhì)為至少一種α -羥基羧酸，例如兩種或三種α-羥基羧酸的混合物或一種α-羥基羧酸。所使用的α _羥基羧酸可呈對映異構純形式或呈對映異構體混合物形式，例如呈外消旋體形式，意謂所討論的α -羥基羧酸存在不同對映異構體。
[0010]所使用的α -羥基羧酸可呈游離酸或部分或完全中和形式。若α -羥基羧酸欲以完全或部分中和形式使用，則銨鹽和堿金屬鹽(例如鉀鹽和尤其鈉鹽)優(yōu)選。
[0011]α-羥基羧酸的實例為羥基乙酸、乳酸(尤其L-乳酸)、蘋果酸(尤其L-蘋果酸)和α-羥基戊二酸，以及異檸檬酸、丙醇二酸和酒石酸。尤其優(yōu)選實例為外消旋乳酸、(~)-乳酸和(+)-乳酸。
[0012]在制備非手性甘氨酸的情況下，不獲得外消旋體而獲得甘氨酸。
[0013]在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的方法在水性介質(zhì)中進行。此應理解為意謂α -羥基羧酸或其鹽懸浮或溶解于水中或包含至少75體積％水且可包含總計高達25體積％有機溶劑(例如四氫呋喃或N，N-二甲基甲酰胺)的混合物中，其中體積％以總連續(xù)相計。醇不適合作為有機溶劑。優(yōu)選不使用有機溶劑或僅使用以連續(xù)相計0.1至5體積％的有機溶劑。
[0014]在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的方法在4至14、優(yōu)選6至14且尤其優(yōu)選8至13.5范圍內(nèi)的pH值下進行。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，與至少一種氮化合物(C)反應，其中該氮化合物(C)選自伯胺，優(yōu)選仲胺且甚至更優(yōu)選氨。伯胺的實例具體地為C1-Cltl烷基胺，例如甲胺、乙胺、異丙胺、叔丁基胺、正癸胺，以及芳族胺(例如苯胺)、C3-C7環(huán)烷基胺(例如環(huán)己胺)和單乙醇胺。仲胺的實例為=C1-Cltl烷基胺，具體地二甲胺、二乙胺和二異丙胺，以及二C2-C4羥基亞烷基胺(具體地二乙醇胺)，以及單C1-Cltl烷基單C2-C4羥基亞烷基胺(例如N-甲基-N-乙醇胺)，以及環(huán)狀仲胺(例如哌啶和嗎啉)。其他適合的氮化合物(c)為亞氨基二羧酸，具體地亞氨基二乙酸。
[0016]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所選氮化合物(C)為氨，也即與氨反應。氨可以液體氨、氣體氨或氨水(“nh4oh”)形式添加至反應混合物中。若需要添加呈銨鹽形式的氨，則氨優(yōu)選與至少一種強堿組合(例如與NaOH或KOH組合)添加。優(yōu)選添加呈液體氨或氨水形式的氨。
[0017]在一個實施方案中，α-羥基羧酸與氮化合物(c)以1:1至1:100范圍內(nèi)、優(yōu)選1:2至1:50范圍內(nèi)、尤其優(yōu)選1:3至1:30范圍內(nèi)的摩爾比使用。在此，氮化合物(c)的比例指所有氮化合物(c)的總和。
[0018]在一個實施方案中，α -羥基羧酸與氨以1:1至1:100范圍內(nèi)、優(yōu)選1:2至1:50范圍內(nèi)、尤其優(yōu)選1:3至1:30范圍內(nèi)的摩爾比使用。
[0019]本發(fā)明的方法在氫氣(即H2)存在下進行。在本發(fā)明的一個實施方案中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，使得α -羥基羧酸與氫氣的摩爾比總體上確立在1:1至1:90、優(yōu)選1:2至1:30范圍內(nèi)。在另一實施方案中，α-羥基羧酸與氫氣的摩爾比確立在2:1至1.01:1范圍內(nèi)。 [0020]在本發(fā)明的一個實施方案中，可借助于在本發(fā)明的方法的反應條件下呈惰性的氣體(例如用氮氣或至少一種惰性氣體，例如用氬氣)稀釋氫氣。
[0021]本發(fā)明的方法在包含至少一種過渡金屬的至少一種多相催化劑存在下進行。此處的多相催化劑可為:
[0022](i)負載于以顆粒形式存在的固體載體上的含金屬催化劑，
[0023](ii)負載于呈非顆粒形式的固體載體上的含金屬催化劑，
[0024](iii)無載體的催化活性粒子。
[0025]在本發(fā)明的上下文內(nèi)，本文的術語催化劑包含過渡金屬(其充當催化活性物質(zhì))(“主要金屬”)或任選地其前體，也任選地存在載體且任選地存在摻雜。
[0026]“固體載體”在此應理解為意謂在本發(fā)明的方法的反應條件下為固體且適合于使多相催化劑成形的那些材料。
[0027]“以顆粒形式存在”應理解為意謂所討論的載體以粒子形式存在，其平均直徑在
0.1 μ m至2_、優(yōu)選0.001至1_范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.005至0.5_、具體地0.01至0.25mm范圍內(nèi)。
[0028]“以非顆粒形式存在”應理解為意謂載體的至少一個維度(寬度、高度、深度)大于2mm、優(yōu)選為至少5mm，其中至少一個其他維度(例如一個或兩個其他維度)的尺寸可小于2mm,例如在0.1 μ m至2_范圍內(nèi)。在另一變化形式中，以非顆粒形式存在的載體具有三個維度，其一個維度大于2mm、優(yōu)選為至少5mm。適合的上限為例如10m，優(yōu)選為10cm。
[0029]以非顆粒形式存在的載體的實例為金屬網(wǎng)(例如鋼網(wǎng)或鎳網(wǎng))，以及線(例如鋼線或鎳線)，以及模制品，例如珠粒、臘希環(huán)、股線和片劑。
[0030]在本發(fā)明的一個實施方案中，所使用的催化劑呈模制品形式，例如呈片劑或股線形式。
[0031]尤其適合維度的模制品的實例為維度為6.3mm、3.3mm、2.2mm的片劑和直徑在1.5至3mm范圍內(nèi)的股線。
[0032]以顆粒形式存在的載體的實例為粉末，其可為自由流動或懸浮的。
[0033]可制造以顆粒形式存在的載體的材料的實例為A1203、SiO2、鋁硅酸鹽、水滑石、Ti02、ZrO2、活性碳，尤其為 Al2O3' ZrO2 和 TiO20
[0034]無載體的催化活性粒子(iii)的實例為阮內(nèi)金屬，例如阮內(nèi)銅、阮內(nèi)鎳和阮內(nèi)鈷。無載體的催化活性粒子可以例如海綿或骨架催化劑形式存在。
[0035]除載體和過渡金屬之外，催化劑也可包含一或多種模塑劑(molding agent),例如石墨或硬脂酸。
[0036]在用于本發(fā)明的方法的含金屬催化劑中適用作催化活性物質(zhì)(“主要金屬”)的過渡金屬的實例為元素周期表中第4族至第12族的過渡金屬，且尤其優(yōu)選為元素周期表中第4族至第12族的第一周期的過渡金屬，也即Ti至Zn，以及元素周期表的所有周期中的第8族至第11族的過渡金屬。尤其優(yōu)選過渡金屬為Co、Ni和Cu。
[0037]用于本發(fā)明方法的催化劑中的過渡金屬可經(jīng)摻雜，例如經(jīng)一或多種其他過渡金屬(例如Zr或Ti)或經(jīng)Ca、Sn、Al或Na摻雜。摻雜在此應理解為摻雜的過渡金屬或Na、Al或Ca的摻入量以主要金屬計在0.1至2mol%范圍內(nèi)的過渡金屬或Na、Sn、Al或Ca。然而，在本發(fā)明的上下文內(nèi)，由制備主要金屬所產(chǎn)生的常用伴隨痕量元素視為排除在摻雜之外。 [0038]在本發(fā)明的一個實施方案中，多相催化劑選自阮內(nèi)金屬和施加于固體載體上的過渡金屬。優(yōu)選過渡金屬(主要金屬)選自N1、Cu和Co。
[0039]為制備適合于本發(fā)明方法的催化劑和為將其儲存，通常使用過渡金屬呈前體形式，也即呈化合物形式，例如呈氧化物、氫氧化物或氫氧化氧化物(oxidehydroxide)形式，或呈合金形式，且在進行本發(fā)明方法之前或就地活化催化劑，優(yōu)選通過還原或通過移除所述合金的至少一種組分來活化催化劑。優(yōu)選地，當本發(fā)明的方法進行時，在多相催化劑中過渡金屬成比例地以零氧化態(tài)存在至少一部分時間。
[0040]在本發(fā)明的一個實施方案中，催化劑選自呈顆粒形式的那些材料，其質(zhì)量(在各情況下在用氫氣活化之前測定)包含:
[0041]總計在15至80重量％范圍內(nèi)、優(yōu)選30至70重量％、尤其優(yōu)選35至65重量％的鋁的含氧化合物(按Al2O3計算)，
[0042]總計在5至35重量％范圍內(nèi)、優(yōu)選在10至30重量％范圍內(nèi)、尤其優(yōu)選在12至28重量％范圍內(nèi)、極尤其優(yōu)選15至25重量％的鎳的含氧化合物(按NiO計算)，
[0043]總計在5至35重量％范圍內(nèi)、優(yōu)選在10至30重量％范圍內(nèi)、尤其優(yōu)選在12至28重量％范圍內(nèi)、極尤其優(yōu)選15至25重量％的鈷的含氧化合物(按CoO計算)，
[0044]總計在I至20重量％范圍內(nèi)、優(yōu)選2至18重量％、尤其優(yōu)選5至15重量％的銅的含氧化合物(按CuO計算)，
[0045]總計在0.2至5重量％范圍內(nèi)、優(yōu)選在0.4至4.0重量％范圍內(nèi)、尤其優(yōu)選在0.6至3.0重量％范圍內(nèi)、極尤其優(yōu)選在0.7至2.5重量％范圍內(nèi)的錫的含氧化合物(按SnO計算)。
[0046]在本發(fā)明的一個實施方案中，催化劑選自呈顆粒形式的那些材料，其質(zhì)量(在各情況下在用氫氣活化之前測定)包含:
[0047]22至45重量％、優(yōu)選25至40重量％的鋯的含氧化合物(按ZrO2計算)，
[0048]I至30重量％、優(yōu)選2至25重量％、尤其優(yōu)選5至15重量％的銅的含氧化合物(按CuO計算)，
[0049]5至50重量％、優(yōu)選15至45重量％、尤其優(yōu)選25至40重量％的鎳的含氧化合物(按NiO計算),
[0050]5至50重量％的鈷的含氧化合物(按CoO計算)，
[0051]O至10重量％的鋁和/或錳的含氧化合物(其中鋯(按ZrO2計算)與鋁和/或錳(按Al2O3和/或MnO2計算)的重量比優(yōu)選為至少2.5)，極尤其優(yōu)選O重量％的鋁和/或錳的含氧化合物，
[0052]O至5重量％、優(yōu)選O重量％的鑰的含氧化合物(按MoO3計算)。
[0053]在本發(fā)明的一個實施方案中，催化劑選自呈顆粒形式的那些材料，其質(zhì)量(在各情況下在用氫氣活化之前測定)包含:
[0054]50至95重量％、優(yōu)選55至85重量％、尤其優(yōu)選60至80重量％的鋯的含氧化合物(按ZrO2計算),
[0055]5至50重量％、優(yōu)選15至45重量％、尤其優(yōu)選20至40重量％的鎳的含氧化合物(按NiO計算)。
[0056]在本發(fā)明的一個實施方案中，鎳與銅的摩爾比大于1，尤其優(yōu)選大于1.2，極尤其優(yōu)選在1.8至8.5范圍內(nèi)。
[0057]優(yōu)選地，用于本發(fā)明的方法中的催化劑的催化活性物質(zhì)不包含錸、釕、鐵和/或鋅，在各情況下不呈金屬(氧化態(tài)=O)形式也不呈離子(氧化態(tài)古O)形式。
[0058]在本發(fā)明的一個實施方案中，適合于本發(fā)明的方法的催化劑的BET表面積根據(jù)DIN66131通過N2吸附量測在I至1000m2/g、優(yōu)選10至500m2/g范圍內(nèi)。
[0059]有可能使用不同方法來制備用于本發(fā)明的方法的變化形式(i)和(ii)的優(yōu)選催化劑。變化形式(i)和(ii)的適合催化劑可如下獲得:例如將組分的氫氧化物、碳酸鹽、氧化物和/或其他鹽的粉狀混合物與水捏合，且隨后擠壓并將所得塊體回火(熱處理)。
[0060]優(yōu)選使用沉淀方法來制備用于本發(fā)明的方法的變化形式⑴和(ii)的催化劑。因此，優(yōu)選催化劑可如下獲得:例如借助于在微溶性含氧鋁、鈦、硅和/或鋯化合物(沉淀物)的漿料存在下，借助于堿使鎳、鈷、銅和錫組分自包含這些元素的含水鹽溶液中共同沉淀，且隨后洗滌，干燥并鍛燒所得沉淀物?？墒褂玫奈⑷苄院蹁X、鈦、硅和/或鋯化合物為例如其氧化物、水合氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽和硅酸鹽。微溶性含氧鋁、鈦、硅和/或鋯化合物的漿料可通過在劇烈攪拌下將此類化合物的精細顆粒粉末懸浮于水中來制備。微溶性含氧鋁、鈦、硅和/或鋯化合物的漿料優(yōu)選借助于堿、通過使相應微溶性含氧鋁、鈦、硅和鋯化合物自鋁、鈦、硅和/或鋯化合物的水溶液中沉淀來制備。
[0061]優(yōu)選地，用于本發(fā)明 的方法的變化形式⑴和(ii)的催化劑經(jīng)由其所有組分共同沉淀(混合沉淀)來制備。出于此目的，將包含催化劑組分的含水鹽溶液在高溫和攪拌下與堿(例如碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀或氫氧化鉀)水溶液方便地混合，直至沉淀完成。也有可能用不含堿金屬的堿(例如氨、碳酸銨、碳酸氫銨、氨基甲酸銨、乙二酸銨、丙二酸銨、烏洛托品、尿素等)來處理。所用鹽的類型通常并非關鍵:因為在此程序中重要的主要是鹽在水中的溶解度，一個準則為制備相對較高濃度的鹽溶液所必需的其在水中的良好溶解性。不言自明的是，當選擇個別組分的鹽時，自然地僅選擇具有不引起擾動(無論是產(chǎn)生非所要沉淀所致或因絡合而妨礙或阻止沉淀所致)的那些陰離子的鹽。
[0062]在這些沉淀反應期間所獲得的沉淀物在化學上通常為非均勻的，且尤其由所用金屬的氧化物、水合氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和不溶性和堿性鹽的混合物組成。關于沉淀物的過濾性，若其陳化，也即，若其在沉淀之后單獨擱置一些時間，任選地在高溫下且同時使空氣通過，則可證明為有利的。
[0063]可通過本身已知的方法將沉淀方法之后所獲得的沉淀物進一步處理，得到用于本發(fā)明的方法的變化形式(i)和(ii)的催化劑。首先洗滌沉淀物。通過可能用作沉淀劑的(礦物)堿引入的堿金屬含量可受到洗滌的持續(xù)時間和洗滌水的溫度和量的影響。一般而言，延長洗滌或增加洗滌水溫度將降低堿金屬的含量。洗滌之后，沉淀物通?？稍?0至200°C、優(yōu)選100至150°C下干燥，且接著煅燒。煅燒可在300與800°C之間的溫度下、優(yōu)選在400至600°C下、具體地在420至550°C下進行。
[0064]在另一實施方案中，用于本發(fā)明的方法的變化形式(i)和(ii)的催化劑可通過用過渡金屬鹽溶液浸潰例如以粉末或模制品(例如股線、片劑、珠?；颦h(huán))或至少兩種上述氧化物的混合物形式存在的氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、二氧化鋯(ZrO2)來制備。
[0065]所使用的氧化鋁呈例如非晶形、Y、Θ和/或δ形式、呈羥基氧化鋁(勃姆石)形式，優(yōu)選呈Y形式。
[0066]所使用的二氧化鋯可呈例如非晶形、單斜、四方或立方晶型，優(yōu)選為單斜、四方和立方晶型。尤其優(yōu)選為單斜晶型。
[0067]模制品可通過本身已知的方法來制備。
[0068]在本發(fā)明的一個實施方案中，使用以α-羥基羧酸計0.1至120重量％的催化劑。
[0069]在本發(fā)明的方法的一個實施方案中，其在150至280°C、優(yōu)選170至250°C范圍內(nèi)的溫度下進行。
[0070]在本發(fā)明的方法的一個實施方案中，其在10至300巴、優(yōu)選100至250巴、尤其優(yōu)選150至200巴范圍內(nèi)的壓力下進行。
[0071]本發(fā)明的方法可分批、連續(xù)或半連續(xù)進行。
[0072]在本發(fā)明的一個實施方案中，整個反應混合物或反應混合物的某些組分(例如含氮化合物(C)(具體地氨)或α -羥基羧酸的溶液)可加以循環(huán)。
[0073]在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的方法可在基本上恒定的溫度下(例如在本發(fā)明的方法期間波動為10°c或小于10°C、優(yōu)選為5°C或小于5°C的溫度下)分批進行。
[0074]在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的方法執(zhí)行的持續(xù)時間在I分鐘至48小時范圍內(nèi)。若需要連續(xù)執(zhí)行本發(fā)明的方法，則持續(xù)時間應理解為意謂平均停留時間。
[0075] 在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的方法以變化形式(i)或(iii)的至少一種催化劑的懸浮液形式和具體地I至48小時、優(yōu)選2至24小時范圍內(nèi)的反應時間進行。
[0076]在本發(fā)明的另一實施方案中，本發(fā)明的方法用變化形式(ii)的催化劑和具體地I分鐘至10小時、優(yōu)選30分鐘至5小時范圍內(nèi)的反應時間進行。
[0077]計算時間時，不應將用于例如加熱、冷卻、后處理反應混合物、分離外消旋α-氨基酸、減壓或活化催化劑的活動的時間段考慮在內(nèi)。
[0078]在本發(fā)明的一個實施方案中，可使用混合來執(zhí)行本發(fā)明的方法，例如借助于經(jīng)由靜態(tài)混合器或氣動混合器攪拌、振蕩、滾動、循環(huán)、抽汲。
[0079]在不具有任何偏向于特定理論的意圖的情況下，假定在本發(fā)明的方法過程中α-羥基羧酸首先氧化(即脫氫)為α-酮羧酸，接著α _酮羧酸轉(zhuǎn)化成相應α _亞氨基羧酸，且接著還原為外消旋α-氨基羧酸。
[0080]此舉得到包含水和外消旋α -氨基酸或外消旋α -氨基酸的鹽的反應混合物，且可具有其他組分，例如催化劑(殘余物)、起始物質(zhì)如α-羥基羧酸或氮化合物(c)(具體地氨)或此外α-羥基羧酸的分解產(chǎn)物，例如丙酸、乙酸或甲酸。
[0081]在本發(fā)明的一個實施方案中，所得反應混合物經(jīng)后處理。在本發(fā)明的一特定實施方案中，外消旋α-氨基酸或外消旋α-氨基酸的鹽經(jīng)分離。
[0082]關于后處理，例如，可進行一或多種以下活動:
[0083](i)將催化劑去活化，
[0084](ii)分離出可具活性的或去活化的催化劑，例如通過過濾(例如濾餅過濾或交叉流過濾)或通過沉降或離心，
[0085](iii)完全或部 分地移除水和氮化合物(C)(具體地氨)，例如通過蒸發(fā)、蒸餾或噴
霧干燥，
[0086](iv)用酸、具體地用布朗斯臺德酸(Brdnsted acid)(例如用硫酸或鹽酸)中和氮化合物(C)或具體地氨，
[0087](V)分離出副產(chǎn)物，其可因例如所使用的α -羥基羧酸還原而形成，
[0088](Vi)調(diào)節(jié)pH值,例如用布朗斯臺德酸或布朗斯臺德堿(Bronstedbase)調(diào)節(jié)pH值，
[0089](vii)借助于離子交換劑自未反應的α-羥基羧酸中分離出α-氨基酸。
[0090]在本發(fā)明的一個實施方案中，為純化的目的，將所制備的外消旋α-氨基酸或外消旋α-氨基酸的鹽重結晶?？墒褂酶鞣N溶劑來重結晶。適用的為例如水和含水混合物，例如水與乙醇的混合物。優(yōu)選地，自水或pH在7.1至14、優(yōu)選9至12范圍內(nèi)的堿水溶液中重結晶。適合的堿水溶液為氫氧化鉀稀溶液和尤其氫氧化鈉稀溶液。
[0091]重結晶可進行一或多次。已結晶的外消旋α-氨基酸或已結晶的外消旋α-氨基酸的鹽可例如通過傾析或過濾或過濾與傾析的組合自母液分離出來。
[0092]在一個實施方案中，獲得純外消旋α -氨基酸或純外消旋α -氨基酸的鹽(例如純鈉鹽或純鉀鹽)或部分中和的純外消旋α-氨基酸。
[0093]本發(fā)明的另一實施方案提供混合物，其包含
[0094](a)在91至99.9重量％、優(yōu)選95至99.9重量％范圍內(nèi)的外消旋α -氨基酸，
[0095](b)在0.1至9重量％、優(yōu)選0.5至5重量％范圍內(nèi)的相應α -羥基羧酸,選自輕基乙酸、乳酸、蘋果酸、2-羥基戊二酸、異檸檬酸、丙醇二酸和酒石酸，
[0096]在各情況下呈純形式，或部分或完全中和的，優(yōu)選經(jīng)鉀或銨或尤其經(jīng)鈉部分或完全中和，
[0097]其中重量％數(shù)據(jù)在各情況下以總混合物計，
[0098]且其同樣地由本發(fā)明提供。[0099]外消旋α-氨基酸選自甘氨酸和在各情況下丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、-氨基丙烷-1，2，3-三甲酸、2-氨基丙二酸、2-氨基-3-羥基丁二酸和2，3- 二氨基丁二酸的外消旋物。
[0100]相應α-羥基羧酸(b)可為富含對映異構體，或優(yōu)選為外消旋的。
[0101]外消旋α-氨基酸(a)為外消旋物的證明由例如旋光測定法提供。
[0102]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，在本發(fā)明的混合物中，外消旋α -氨基酸(a)選自外消旋α-丙氨酸且α-羥基羧酸(b)優(yōu)選選自外消旋乳酸，在各情況下呈純形式，或部分或完全中和的，優(yōu)選經(jīng)鉀或銨或尤其鈉部分或完全中和。
[0103]本發(fā)明的混合物可例如由本發(fā)明的方法制備。
[0104]本發(fā)明進一步提供本發(fā)明的混合物用于制備絡合劑的用途。本發(fā)明進一步提供一種使用本發(fā)明的至少一種混合物制備絡合劑的方法。
[0105]本發(fā)明的混合物可用于例如制備絡合劑。例如，可使用外消旋α-丙氨酸與外消旋乳酸的混合物，以便例如通過乙氧基化且隨后氧化醇的CH2-OH基團，或使用HCN/HCH0通過斯特雷克爾合成來制備外消旋甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)。在該情況下，在制備MGDA期間，不難獲得乳酸(具體地，外消旋乳酸)的部分。獲得呈純酸形式或(例如經(jīng)鈉或鉀)完全或部分中和的乳酸與外消旋MGDA的混合物。
[0106]本發(fā)明進一步提供包含本發(fā)明的至少一種混合物的配制劑。
[0107]具體地，本發(fā) 明提供一種混合物，其包含
[0108](a) 0.1至5重量％范圍內(nèi)的乳酸，優(yōu)選呈外消旋體形式，
[0109](b) 95至99.9重量％范圍內(nèi)的外消旋N，N-甲基甘氨酸二乙酸，
[0110]在各情況下呈純形式，或部分或完全中和的，優(yōu)選經(jīng)鉀或銨或尤其鈉部分或完全中和。
[0111]通過工作實例說明本發(fā)明。
[0112]除非另外明確說明，否則數(shù)據(jù))為重量百分比。
[0113]在說明書的上下文中，術語“催化劑”也指鈍化催化劑。
[0114]1.催化劑的制備
[0115]1.1催化劑1.1的制備
[0116]在攪拌下，將以下物質(zhì)同時引入已加熱至65°C的攪拌容器中:
[0117]-硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸銅、硝酸鋁和氯化錫(II)的水溶液，其包含經(jīng)換算的3.9%Ni,3.9% Co、1.9% Cu,5.5% Al2O3 和 0.5% Sn( “過渡金屬鹽溶液”)和
[0118]-20重量％濃度的碳酸鈉水溶液。
[0119]以恒流將過渡金屬鹽溶液供入此容器中。調(diào)節(jié)20重量％濃度的碳酸鈉水溶液的計量，使得5.7的pH值保持恒定(使用玻璃電極量測)。通過使鎳、鈷、鋁、銅和錫化合物沉淀而形成懸浮液。懸浮液的溫度為65°C。當沉淀完成時，吹入空氣達一小時，接著使用碳酸鈉溶液將懸浮液的PH值調(diào)節(jié)至7.4。將以此方式獲得的懸浮液過濾，且用軟水洗滌濾餅直至濾液的電導率為約20mS。接著在干燥箱中在150°C的溫度下干燥濾餅。以此方式獲得的堿式碳酸鹽混合物接著在500°C的溫度下煅燒4小時。接著將催化劑塊體與3重量％的石墨混合并成形，得到3.3mm片劑。以此方式獲得的片劑在氫氣中在280至300°C的溫度下還原至少12小時。還原的催化劑在室溫下在“稀”空氣(O2含量為至多5體積％，空氣于N2中)中進行鈍化。以此方式獲得的催化劑1.1的組成展示于表1中。
[0120]1.2催化劑1.2的制備
[0121]在攪拌下，將以下物質(zhì)同時引入已加熱至65°C的攪拌容器中:
[0122]-硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸銅和乙酸鋯的水溶液，其包含經(jīng)換算的7重量％的Ni0、7重量％的Co。、3.25重量％的CuO和7.75重量％的ZrO2 ( “過渡金屬鹽溶液”)和
[0123]-20重量％濃度的碳酸鈉水溶液。
[0124]以恒流將過渡金屬鹽溶液供入此容器中。調(diào)節(jié)20重量％濃度的碳酸鈉水溶液的計量，使得7.5的pH值保持恒定(使用玻璃電極量測)。通過使鎳、鈷、銅和鋯化合物沉淀而形成懸浮液。懸浮液的溫度為65°C。當沉淀完成時，將以此方式獲得的懸浮液過濾，且用軟水洗滌濾餅直至濾液的電導率為約20mS。接著在干燥箱中在120°C的溫度下干燥濾餅。以此方式獲得的堿式碳酸鹽混合物接著在400°C的溫度下煅燒2小時。接著將催化劑塊體成形，得到3.3mm片劑。以此方式獲得的片劑在氫氣中在280至300°C的溫度下還原至少12小時。還原的催化劑在室溫下在“稀”空氣(O2含量為至多5體積％，空氣于N2中)中進行鈍化。以此方式獲得的催化劑1.2的組成展示于表1中。
[0125]表1:催化劑1.1和1.2的組成
[0126]
【權利要求】
1.一種制備外消旋α-氨基酸或甘氨酸的方法，其中選自羥基乙酸、乳酸、蘋果酸、α-羥基戊二酸、異檸檬酸、丙醇二酸和酒石酸的相應α-羥基羧酸或所述相應α-羥基羧酸的至少一種鹽在包含至少一種過渡金屬的至少一種多相催化劑存在下、在氫氣存在下與至少一種氮化合物(C)反應，其中氮化合物(C)選自伯胺和仲胺和氨。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中多相催化劑選自阮內(nèi)金屬和施加于固體載體上的過渡金屬。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中所述過渡金屬選自N1、Cu和Co。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項的方法，其中在所述方法期間，所述多相催化劑中所述過渡金屬以零氧化態(tài)存在至少一部分時間。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項的方法，其中所述氮化合物(c)選自氨。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項的方法，其在150至280°C范圍內(nèi)的溫度下進行。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項的方法，其中所述α-羥基羧酸選自外消旋乳酸、(_)_乳酸和(+)_乳酸。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項的方法，其中α-羥基羧酸的鹽選自α-羥基羧酸的堿金屬鹽和銨鹽。
9.根據(jù)權利要求 1-8中任一項的方法，其在10至300巴范圍內(nèi)的壓力下進行。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法，其在水性介質(zhì)中進行。
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項的方法，其包括重結晶，用于將所制備的外消旋α-氨基酸或甘氨酸純化。
12.一種混合物，其包含 (a)在91至99.9重量％范圍內(nèi)的外消旋α -氨基酸， (b)在0.1至9重量％范圍內(nèi)的相應α -羥基羧酸， 在各情況下呈純形式或部分或完全中和， 其中以重量％計的數(shù)據(jù)在各情況下基于總混合物。
13.根據(jù)權利要求12的混合物，其中外消旋α-氨基酸(a)選自外消旋α-丙氨酸且外消旋α-羥基羧酸(b)選自外消旋乳酸。
14.一種配制劑，其包含至少一種根據(jù)權利要求12或13的混合物。
15.根據(jù)權利要求12或13的混合物用于制備絡合劑的用途。
【文檔編號】C07C227/08GK103998418SQ201280062854
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權日:2011年12月19日
【發(fā)明者】R·布切迪德, A·奧弗特因, W·施塔費爾, M·C·比爾, J-P·梅爾德, C·格魯南格 申請人:巴斯夫歐洲公司