一種l-絲氨酸的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種L-絲氨酸的制備方法，以β-氯丙酸為原料，先由硝酸硝化，再被氫氣還原，最后水解，得產(chǎn)品。本發(fā)明擺脫了L-絲氨酸主要以生物發(fā)酵法為主，大部分收率很低，化工合成法也存在許多，但適合工業(yè)生產(chǎn)的方法并不多等弊端，并且增強(qiáng)了產(chǎn)物在體內(nèi)的活性，反應(yīng)路線短，收率較高，對(duì)于以后工業(yè)化生產(chǎn)以及在市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中持續(xù)發(fā)展有很大的意義。主要特征在于，幾步反應(yīng)均以水為溶劑，安全，環(huán)保且節(jié)省成本，每步反應(yīng)收率高，反應(yīng)條件簡(jiǎn)便，生產(chǎn)周期較短，避免使用劇毒、強(qiáng)腐蝕試劑，即得高純度合格產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種L-絲氨酸的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種L-絲氨酸的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] L-絲氨酸屬于非必需氨基酸屬非必需氨基酸，是一種生糖氨基酸，絲氨酸在體內(nèi) 參與-SH與-0H的變換和嘌呤嘧啶的生物合成，能轉(zhuǎn)變?yōu)槟憠A成磷脂成分，L-絲氨酸的磷 酸脂可以緩解疲勞，恢復(fù)體力，同時(shí)也可以作為食品和飼料的添加劑。并且在化妝品種以特 殊的濕潤(rùn)性存在。目前L-絲氨酸主要以生物發(fā)酵法為主，大部分收率很低，化工合成法也 存在許多，但適合工業(yè)生產(chǎn)的方法并不多見(jiàn)，尋找一種簡(jiǎn)單的適合擴(kuò)大生產(chǎn)方法是很有意 義的。
[0003] 目前在國(guó)內(nèi)外報(bào)道的生產(chǎn)方法很多都以生物為主?？他慀P等（克麗鳳、張偉國(guó)、錢(qián) 和等。L-絲氨酸的生產(chǎn)及其應(yīng)用，江蘇食品與發(fā)酵：19-20)報(bào)道利用菌體發(fā)酵或廢蠶絲水 解提取，并報(bào)道了化學(xué)合成法主要途徑，同時(shí)也客觀的提出了化學(xué)合成法在氨基酸原料生 產(chǎn)中并不常見(jiàn)。
[0004] 化學(xué)合成方法報(bào)道很多，但多存在弊端。周峻山等（周峻山等。實(shí)用氨基酸手冊(cè)： 155156)報(bào)道以丙烯酸甲酯為原料經(jīng)過(guò)加成反應(yīng)，鹵代反應(yīng)，水解反應(yīng)，在與氨氣反應(yīng)，再與 溴化氫發(fā)生重排反應(yīng)，最后與氨基反應(yīng)脫溴得到產(chǎn)品。此法步驟多，操作麻煩，不易于工業(yè) 生產(chǎn)。
[0005] 期刊（Yashiro，Bulletin of the chemical Society of Japan[外文期 刊]2002 (1383))報(bào)道以甲醛和甘氨酸反應(yīng)，生成絲氨酸，并產(chǎn)生副產(chǎn)物，它有很多缺點(diǎn)，生 成副產(chǎn)物影響產(chǎn)率，雜質(zhì)不易除去。如果利用酶進(jìn)行催化生成D-絲氨酸，但酶的價(jià)格昂貴， 化工生產(chǎn)中不現(xiàn)實(shí)。
[0006] L-絲氨酸是一種重要的生化試劑、食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，研究其高收率、低成 本、安全環(huán)保、活性增強(qiáng)等合成工藝具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于攻克現(xiàn)有技術(shù)工藝的收率低、路線長(zhǎng)、條件苛刻等缺點(diǎn)和不足，提 供一條收率高、路線短、生物活性增強(qiáng)的生產(chǎn)的合成工藝路線。
[0008] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種L-絲氨酸的制備方法，它以β -氯丙酸 為原料，先由硝酸硝化，再被氫氣還原，最后水解，得產(chǎn)品，總產(chǎn)率70%?75%。
[0009] 下面對(duì)本發(fā)明的L-絲氨酸制備路線詳細(xì)說(shuō)明：
[0010] 本發(fā)明所述的2-硝基-3-氯丙酸的制備中，它是由β-氯丙酸與硝酸硝化所得， 硝酸倍量1?1. leq，溶劑包括對(duì)水、乙醇、氯仿等，優(yōu)選于水，體積倍量3?4,硝化劑包括 稀硝酸、濃硝酸、濃硫酸與硝酸、在有機(jī)溶劑中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等，優(yōu)選于濃 硫酸與硝酸混酸硝化，濃硫酸體積倍量8?10,反應(yīng)溫度優(yōu)選于-5?5°C，更優(yōu)選于-2? 1°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選于1?4h，更優(yōu)選于2?3h。
[0011] 本發(fā)明所述的2-氨基-3-氯丙酸的制備中，用2-硝基-3-氯丙酸發(fā)生還原反 應(yīng)，還原劑優(yōu)選于H 2、C、Fe、Zn等，更優(yōu)選于H2，氫氣提供壓力0. 3?IMPa，更優(yōu)選于0. 5? 0. 8MPa，催化劑優(yōu)選于Ni，溶劑優(yōu)選于水、甲醇、氯仿等，更優(yōu)選于水，體積倍量?jī)?yōu)選于5? 8eq，反應(yīng)溫度優(yōu)選于20?30°C，更優(yōu)選于23?28°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選于10?14h，更優(yōu)選于 11 ?13h。
[0012] 本發(fā)明所述的L-絲氨酸的制備中，它是上述反應(yīng)產(chǎn)物水解進(jìn)行反應(yīng)，溶劑優(yōu)選于 水，體積倍量?jī)?yōu)選于5?6,催化劑優(yōu)選于NaOH、HC1、NaHS0 3，更優(yōu)選于Na0H(2Nmol)，反應(yīng) 溫度優(yōu)選于45?60°C，更優(yōu)選于50?55°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選于3?6h，更優(yōu)選于4?5h。
[0013] 本發(fā)明工藝的優(yōu)點(diǎn)：原料易得，反應(yīng)條件不苛刻，并且明顯減少成本，適合擴(kuò)大生 產(chǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 附圖為本發(fā)明L-絲氨酸制備方法的反應(yīng)路線。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)地實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 2-硝基-3-氯丙酸的制備
[0018] 濃H2S04160?200ml于配有溫度計(jì)的500ml三口瓶中，攪拌降溫至0°C以下控溫， β-氯丙酸20ml，滴加水60?100ml，然后滴加40%濃HN0310.5ml?11.5ml，-2?1°C下 反應(yīng)2?3h。反應(yīng)結(jié)束，加入冰水混合物250ml，然后用CH 2C12萃取，濃縮結(jié)晶，烘干，得產(chǎn) 品約31. 5g。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 2-氨基-3-氯丙酸的制備
[0021] 將2-硝基-3-氯丙酸30. 8g放入配有溫度計(jì)的500ml的密閉的三口瓶中，溶于 100?160ml水中，加入2. 5gNi，氫氣球通入溶液內(nèi)，23?28°C常溫過(guò)夜反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié) 束后過(guò)濾，濃縮結(jié)晶。烘干，得產(chǎn)品約23g。
[0022] 實(shí)施例3
[0023] L-絲氨酸的制備
[0024] 配制NaOH濃度2mol/L，另外稱(chēng)2-氨基-3-氯丙酸20g，放入配有溫度計(jì)的250ml 三口瓶中，攪拌至溶解，升溫至50?55°C，攪拌反應(yīng)約4?5h，反應(yīng)結(jié)束，用稀HC1調(diào)PH值 至7. 25?7. 35,用電滲析除鹽，水相最后濃縮，析晶，過(guò)濾，固體烘干，稱(chēng)重，得產(chǎn)品約16g。
【權(quán)利要求】
1. 一種L-絲氨酸的制備方法，其特征是：以β-氯丙酸為原料，先由硝酸硝化，硝化優(yōu) 先使用濃硫酸與硝酸混酸，溫度優(yōu)選于-2?1 °C，得到中間體2-硝基-3-氯丙酸，再被氫氣 還原，產(chǎn)物為中間體2-氨基-3-氯丙酸，還原劑氫氣提供壓力0. 5?0. 8MPa，最后水解，純 化用稀HC1調(diào)PH值至7. 25?7. 35,用電滲析除鹽，得產(chǎn)品，總產(chǎn)率70 %?75%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-硝基-3-氯丙酸的制備方法，其特征在于：第一步反應(yīng)由 β -氯丙酸與硝酸硝化，硝化劑包括稀硝酸、濃硝酸、濃硫酸與硝酸、在有機(jī)溶劑中用硝酸硝 化和非均相混酸硝化等，優(yōu)選于濃硫酸與硝酸混酸硝化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-硝基-3-氯丙酸的制備方法，其特征在于：第一步反應(yīng)溫 度優(yōu)選于-5?5°C，更優(yōu)選于-2?1 °C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的2-氨基-3-氯丙酸的制備方法，其特征在于：第二步反應(yīng)還 原劑優(yōu)選于H2、C、Fe、Zn等，更優(yōu)選于H 2，氫氣提供壓力0· 3?IMPa，更優(yōu)選于0· 5?0· 8MPa， 催化劑優(yōu)選于Ni。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種L-絲氨酸的制備方法，其特征在于：第三步反應(yīng)水解進(jìn) 行反應(yīng)，溶劑優(yōu)選于水，體積倍量?jī)?yōu)選于5?6,催化劑優(yōu)選于NaOH、HC1、NaHS0 3，更優(yōu)選于 NaOH。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種L-絲氨酸的制備方法，其特征在于：第三步反應(yīng)后純化 用稀HC1調(diào)PH值至7. 25?7. 35,用電滲析除鹽。
【文檔編號(hào)】C07C229/22GK104098480SQ201410222127
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】彭學(xué)東, 張梅, 趙金召, 黃顯明 申請(qǐng)人:張家港威勝生物醫(yī)藥有限公司