一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法。該方法包括如下步驟：1）二甲基乙烯酮發(fā)生二聚反應(yīng)生成2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二酮；2）由步驟1）得到的2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二酮與羥胺在堿性催化劑作用下生成2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二酮肟；3）將步驟2）得到的2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二酮肟在酸性催化劑存在下與醇反應(yīng)生成含有氨基酸酯和/或氨基酸酯鹽的反應(yīng)液；4）將3）中的將氨基酸酯鹽中和轉(zhuǎn)化為氨基酸酯提純得到產(chǎn)品。該方法原料成本低，來(lái)源廣泛，反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高且產(chǎn)品易提純。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法，屬于有機(jī)合成的領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]自上世紀(jì)70年代大量氨基酸投入批量生產(chǎn)后，很多氨基酸下游衍生物的應(yīng)用得到廣泛開(kāi)發(fā)，其中氨基酸酯的合成與應(yīng)用引起較多的關(guān)注。
[0003]2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯被廣泛用于合成肽鏈、醫(yī)藥和農(nóng)藥中間體、食品添加劑以及涂料助劑等領(lǐng)域，尤其是可以采用銅系催化劑催化加氫或硼氫化鈉還原方法制備2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
[0004]對(duì)于氨基酸酯的合成國(guó)內(nèi)外也已經(jīng)有大量的報(bào)道，其主要方法包括直接酯化法、酯交換法和生物法，其中以直接酯化法技術(shù)最為成熟。專(zhuān)利CN201210345425.7報(bào)道了用氯化氫氣體作催化劑用直接酯化法合成氨基酸酯的新工藝。但該專(zhuān)利所報(bào)道的制備方法存在轉(zhuǎn)化率過(guò)低(僅為55%)、反應(yīng)保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(12-48h )、最終產(chǎn)品分離需經(jīng)過(guò)溶劑洗滌重結(jié)晶等問(wèn)題。但是針對(duì)直接制備2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的方法尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。
[0005]因此目前需要尋求一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法，并且該方法應(yīng)具備產(chǎn)品收率高、原料易得，反應(yīng)條件易控等優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提 供一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法，該方法原料成本低，來(lái)源廣泛，反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高且產(chǎn)品易提純。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]本發(fā)明提供一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I) 二甲基乙烯酮發(fā)生二聚反應(yīng)生成2，2，4，4-四甲基_1，3_環(huán)丁二酮；
[0010]2)由步驟I)得到的2，2，4，4-四甲基_1，3_環(huán)丁二酮與羥胺溶解在醇溶劑中，在堿性催化劑作用下生成2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮肟；
[0011]3)將步驟2)得到的2，2，4，4_四甲基_1，3_環(huán)丁二酮肟在酸性催化劑存在下與醇反應(yīng)生成含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯和/或2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽的反應(yīng)液；
[0012]當(dāng)步驟3)中得到的產(chǎn)物含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯和2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽，或僅含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽時(shí)還需要進(jìn)行步驟4)將步驟3)得到的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)濃縮、干燥得到的固體分散于溶劑中，再通入液氨，反應(yīng)0.5-3h后過(guò)濾得到2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的溶液，濃縮除去溶劑后精餾，得到2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯純品O
[0013]反應(yīng)過(guò)程如下式所示:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)二甲基乙烯酮發(fā)生二聚反應(yīng)生成2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮； 2)由步驟I)得到的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮與羥胺溶解在醇溶劑中，在堿性催化劑作用下生成2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮肟； 3)將步驟2)得到的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮肟在酸性催化劑存在下與醇反應(yīng)生成含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯和/或2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽的反應(yīng)液； 當(dāng)步驟3)中得到的產(chǎn)物含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯和2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽，或僅含有2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽時(shí)還需要進(jìn)行步驟4)將步驟3)得到的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)濃縮、干燥得到的固體分散于溶劑中，再通入液氨，反應(yīng)0.5-3h后過(guò)濾得到2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯的溶液，濃縮除去溶劑后精餾，得到2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯純品O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中的二聚反應(yīng)需在溶劑中進(jìn)行，反應(yīng)溶劑為具有C2~C5的酯類(lèi)、飽和或不飽和C5~C8脂肪或脂環(huán)、芳族烴類(lèi)溶劑以及2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮中的一種，優(yōu)選，乙酸乙酯和2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮中的一種，溶劑與二甲基乙烯酮的質(zhì)量比I~5:1，優(yōu)選2~3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟I)的反應(yīng)溫度為20~200°C，優(yōu)選70~140°C，反應(yīng)時(shí)間為I~5h，優(yōu)選1.5~2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中羥胺來(lái)源于鹽酸羥胺、硫酸羥胺以及磷酸羥胺中的一種或兩種或多種；羥胺與2，2,4, 4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮的摩爾比為0.1~10:1，優(yōu)選2~4:1，更優(yōu)選2.02~2.10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中反應(yīng)溫度為10~80°C，優(yōu)選20~40°C，反應(yīng)時(shí)間為I~10h，優(yōu)選2~4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中堿性催化劑選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿土金屬氫氧化物、堿土金屬碳酸鹽和氨的一種或兩種或多種的水溶液或有機(jī)叔胺，有機(jī)叔胺包含三甲胺、三乙胺和三丁胺的一種或兩種或多種，優(yōu)選氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉和氨的一種或兩種或多種，更優(yōu)選氨；堿性催化劑分批加入到反應(yīng)體系中，并保證反應(yīng)體系pH為8~12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5或6所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中的醇溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或兩種或多種，優(yōu)選甲醇；醇溶劑與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮的摩爾比為5~50:1，優(yōu)選10~30:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中醇選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或兩種或多種，優(yōu)選甲醇；醇與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮肟的摩爾比為4~100:1，優(yōu)選6~40:1，更優(yōu)選10~30:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述步驟3)反應(yīng)溫度為20~150°C，優(yōu)選60~100°C，反應(yīng)時(shí)間為I~36h，優(yōu)選5~8h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中的酸性催化劑選自質(zhì)子酸、路易斯酸和固體酸中的一種或兩種或多種；所述質(zhì)子酸為硫酸、氯化氫氣體、高氯酸、對(duì)甲苯磺酸、三氟乙酸和三氯乙酸中的一種或兩種或多種；所述路易斯酸為三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鐵、三氯化鈦、四氯化錫、氯化鋅、五氯化鈮、鑭系元素的三氟甲磺酸鹽、五氟化銻和三氟化硼中的一種或兩種或多種；所述固體酸為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、酸性白土、酸性礦物和改性沸石的一種或兩種或多種；優(yōu)選離子交換樹(shù)脂、三氟乙酸、氯化氫氣體和硫酸中的一種或兩種或多種；更優(yōu)選氯化氫氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中催化劑選用質(zhì)子酸和路易斯酸中的一種或兩種或多種時(shí)，催化劑的用量與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二酮肟的摩爾比為2~10:1，優(yōu)選2~4:1 ;當(dāng)催化劑選用固體酸時(shí)，催化劑所含氫離子與2，2，4，4-四甲基-1,3-環(huán)丁二酮肟的摩爾比為2~10:1，優(yōu)選3~6:1。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中，反應(yīng)液濃縮操作采用負(fù)壓閃蒸的方式，操作壓力為0.01~0.05MPa，優(yōu)選0.02~0.04MPa ;蒸餾塔釜溫度20~140°C，優(yōu)選50~110°C ;濃縮得到濕固體進(jìn)行真空干燥，干燥溫度30~100°C，優(yōu)選40~50°C，干燥時(shí)間2~8小時(shí)，優(yōu)選4~6小時(shí)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中的溶劑選自丙酮、二氯甲烷和甲苯中的一種或兩種或多種，優(yōu)選二氯甲烷；溶劑與2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽的質(zhì)量比為3~30:1，優(yōu)選5~15:1。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或12或13所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中通入的液氨與漿料中2-氨基-2-甲基-1-丙酸酯鹽的摩爾比為I~5:1，優(yōu)選1.1~3:1 ;通入液氨后反應(yīng)溫度在10~50°C，優(yōu)選20~30°C。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或12或13或14所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中通入液氨后的得到的漿料過(guò)濾操作采用常規(guī)減壓過(guò)濾的方式，過(guò)濾的操作壓力為0.01~0.0SMPa,優(yōu)選0.03~0.06MPa,濾膜規(guī)格5~200 μ m,優(yōu)選30~100 μ m ;濃縮操作采用負(fù)壓閃蒸的方式，操作壓力為0.01~0.05MPa，優(yōu)選0.02~0.04MPa ;蒸餾塔釜溫度20~80°C，優(yōu)選40~50°C;所述的精餾過(guò)程為減壓精餾分離，精餾塔填料Θ環(huán)，塔板數(shù)5~15塊，優(yōu)選7~12塊；操作壓力為0.01~0.05MPa,優(yōu)選0.02~0.04MPa,精餾溫度20~80°C，優(yōu)選40~50。。。`
【文檔編號(hào)】C07C251/44GK103772223SQ201410011990
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】葉天, 劉運(yùn)海, 信勇, 謝增勇, 朱發(fā)明, 叢鑫, 董巖峰, 王愛(ài)發(fā), 牟通, 袁帥, 王漭, 黎源, 華衛(wèi)琦 申請(qǐng)人:萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司, 萬(wàn)華化學(xué)（寧波）有限公司