3-羟基-3-甲基丁酸(HMB)或其盐的制备方法技术

本发明专利技术涉及由叔丁醇和一氧化碳制备3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3
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羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)或其盐的制备方法


[0001]本专利技术涉及制备3
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羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)和HMB的盐的新方法。

技术介绍

[0002]3‑
羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)已知为必需氨基酸L
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亮氨酸的代谢物。由于几种积极效果，所述几种积极效果主要涉及或者强化或者恢复肌肉组织，因此将HMB用作人的营养补充剂，特别是在体力
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和耐力运动中的营养补充剂(参见：J.Int.Soc.Sports Nutr.2013,10,6)。此外，HMB用于药物应用中，例如用于肌肉萎缩症的治疗中。
[0003]然而，HMB的积极效果不局限于人的应用。已经描述了HMB的用途，用作饲料添加剂或饲料补充剂用于许多经济上相关的牲畜，例如家禽和猪，参见例如US 5,087,472或US 2010/0179112 A1。
[0004]主要适用于HMB的剂型(dosage)是其钙盐，它可从其游离酸获得。相比于该游离酸，该钙盐具有一些优点，例如稳定性、无气味和无腐蚀性。
[0005]在确定的制备方法中，关键合成反应步骤是双丙酮醇的拜尔
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维利格氧化，由此获得HMB或它的盐。次氯酸钠(NaOCl，描述于EP 2744489A1中)用作在该反应中的典型氧化剂，由此产生HMB的钠盐。用盐酸的中和产生作为游离酸的HMB。
[0006][0007]其它报道的氧化剂包括次溴酸钠(描述于CN 1417190中)或新鲜制备的过乙酸(描述于CN 103694107中)。所有此类反应具有显著的局限性：基于NaOCl或NaOBr的制备方法不仅产生化学计量的量的盐，而且产生大量的不期望的有害物质例如氯仿或溴仿。此外，该氧化反应的产率相当低。基于过乙酸的方法需要可燃的有机溶剂，并也通过相当低的产率被详细描述，所述产率基于双丙酮醇和过乙酸前体二者，所述过乙酸前体即过氧化氢和乙酸。
[0008]在可替代的方法中，使用“芬顿化学(Fenton chemistry)”由叔丁醇和一氧化碳可以直接地合成HMB(参见D.D.Coffmann,R.Cramer,W.e.Mochel,J.Am.Chem.Soc.1952,80,2882
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2887)。术语“芬顿化学”是指通过化学计量的量的硫酸铁(II)的使用由过氧化氢形成来羟基(OH)自由基。在叔丁醇和一氧化碳的存在下，这些羟基自由基可以经历自由基反应以得到所需产物。
[0009][0010]正是硫酸铁(II)的必要的使用，使得该方法不经济，原因有二：a)硫酸铁(II)是相对昂贵的原料；和b)在该反应的过程中化学计量上形成的盐必须被处理掉。
[0011]因此，本专利技术的目的是提供简单且廉价的HMB制备方法，分别在其中形成较少危险
的副产物并且其中使副产物的形成最小化。

技术实现思路

[0012]本专利技术人已发现满足上述目的要求的HMB新合成路线。特别地，本专利技术人出人意料地已发现，3
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羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)和它的盐可以由叔丁醇和一氧化碳在水性反应混合物中通过简单地施加电解条件来获得。换言之，相比于上述“芬顿
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路线，硫酸铁(II)的功能和过氧化氢的功能二者可以被在水溶液中的电化学完全取代。
[0013][0014]因此，本专利技术涉及由叔丁醇和一氧化碳制备3
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羟基
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甲基丁酸(HMB)或它的盐的方法，其中叔丁醇在水性混合物中与一氧化碳在电解条件下反应。
具体实施方式
[0015]术语“电解条件”通常是指将电势和电流施加至相应的反应混合物。
[0016]对于根据本专利技术的方法，待施加至水性反应混合物的电势可在1.5V与25V之间，特别是在15V与23V之间，优选地在18V与22V之间。
[0017]在从1A/m2开始至10.000A/m2，特别是在50A/m2与5.000A/m2之间，优选地在100A/m2和3500A/m2之间的电流密度下，可操作电极。
[0018]本领域已知种类繁多的电极材料。对于根据本专利技术的方法，允许形成羟基自由基的电极是特别合适的。例如，通过使用金刚石阳极和/或钢阴极，可将电势施加至水性反应混合物。与确定的铂阳极形成对比，金刚石阳极具有更大的电势窗口并抑制氧(气态O2)的形成，以有利于在水性体系中的羟基自由基的形成。
[0019]为了改善水溶液的导电性，至少可使用少量的导电盐。所述导电电解质在所述反应期间不被消耗，但显著改善羟基形成的效率。在水性反应混合物中存在的所述至少一种导电电解质的初始量(即在所述反应开始时在水性反应混合物中存在的所述至少一种导电电解质的量)可在1重量％与20重量％之间，特别是在5重量％与15重量％之间，优选地在10重量％与14重量％之间；基于在水性反应混合物中存在的叔丁醇的量。
[0020]通过本专利技术方法可获得的HMB反应产物本身可用作导电电解质。在这种情况下，在开始电化学反应之前，必须将初始量的HMB或HMB盐引入至反应混合物。
[0021]通常，所述至少一种导电电解质可选自六氟磷酸四烷基铵、四氟硼酸四烷基铵和四烷基咪唑鎓三氟甲磺酸盐(tetraalkyl imidazolium triflates)，以及3
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羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)或它的盐，或此类导电电解质的任意组合。选自以下的导电电解质是特别合适的：六氟磷酸四丁基铵、四氟硼酸四丁基铵、1
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丁基
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甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐和3
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羟基
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甲基丁酸(HMB)或它的盐，或这些导电电解质的任何组合。
[0022]优选地，导电电解质是1
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丁基
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甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐。
[0023]可将一氧化碳以气体形式提供至水性反应混合物，例如通过简单地将一氧化碳鼓泡通过水性反应混合物。可替代地，该一氧化碳可以由气态二氧化碳原位地获得。在后一种
情况下，将二氧化碳鼓泡通过所述水性反应混合物并被原位地还原，即在电解条件下并通过电子转移被还原至一氧化碳。
[0024]在水性反应混合物中的温度可以在10℃与80℃之间，特别是在12℃与50℃之间，优选地在15℃至35℃之间。
[0025]在下文中，通过非限制性实施例和示例性实施方案来说明本专利技术。
[0026]实施例
[0027]一般的反应设置由具有一氧化碳入口的1L
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反应装置组成。反应器还连接至泵，该泵允许将整个反应混合物循环通过电化学反应器，并再次返回至该反应装置中。
[0028]实施例1：
[0029]在1L
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反应装置中，在室温下将叔丁醇(50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由叔丁醇和一氧化碳制备3
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羟基
‑3‑
甲基丁酸(HMB)或它的盐的方法，其中叔丁醇在水性混合物中与一氧化碳在电解条件下反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中待施加至水性反应混合物的电势在1.5V与25V之间。3.根据权利要求1或根据权利要求2所述的方法，其中在从1A/m2开始至10.000A/m2的电流密度下操作电极。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，使用金刚石阳极和/或钢阴极，将所述电势施加至所述水性反应混合物。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，所述方法在至少一种导电电解质的存在下进行。6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于在所述水性混合物中存在的叔丁醇的量，在所述水性反应混合物中存在的所述至少一种导电电解质的初始量在1重量％与20重量％之间。7.根据权利要求5或根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一种导电电解质选自六氟磷酸四烷基铵、四氟硼酸四烷基铵和四烷基咪唑鎓三氟甲磺酸盐，以及3
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【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：