一种制造技术

本发明专利技术提供了一种3‑

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
氨基异丁酸的合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种3‑
氨基异丁酸的新合成方法
。

技术介绍

[0002]3‑
氨基异丁酸性状为白色晶体，熔点为
179
‑
182℃
，可溶于水，是一种非蛋白氨基酸，其结构分为3种构型，
DL
‑3‑
氨基异丁酸
、R
‑3‑
氨基异丁酸
、S
‑3‑
氨基异丁酸，其中
R
‑3‑
氨基异丁酸来自胸腺嘧啶，
S
‑3‑
氨基异丁酸来自缬氨酸
。3
‑
氨基异丁酸也是人体的一种代谢产物，可以由人体或者其他动物经尿液排出，在尿液中
R
‑
构型的占比超过
90%。3
‑
氨基异丁酸可作化工原料
、
医药中间体和有机合成原料，拥有
20
余种上游产品及
10
余种下游产品
。
在医药领域的应用和研究十分广泛
。
[0003]目前，3‑
氨基异丁酸的制取主要有尿液提取法
、
生物发酵法
、
酶催化法
、
化学法等
。
专利
CN 108998401A
提供了一种通过代谢工程完成3‑
氨基异丁酸产生菌的构建以生产3‑
氨基异丁酸的方法
。
该方法虽然可以使用菌株发酵产生3‑
氨基异丁酸，但产能低，产品提纯困难，难以实现工业化生产
。Mohammad Zainal Abidin
等人（
Chemistry
‑
A European Journal, 2018, 24(66)
）使用
aspartate
‑
α
‑
decarboxylase
等通过三级酶连用催化成功实现3‑
氨基异丁酸的合成，但同样存在产能低，难于实现工业生产的目的
。
[0004]其他化学合成方法，如
Boulos Zacharie (European Journal of Organic Chemistry, 2018, 2018(46): 6486
‑
6493 )
等人以嘧啶酮为原料路线，虽然可以成功合成3‑
氨基异丁酸，但该方法合成路线长，原料价格高，不易得，难以实现工业化
。
[0005][0006]再如
Yonghao Jin (Synlett, 1998, 1998(11): 1189
‑
1190)
等人使用3‑
羟基异丁酸为原料的方法，同样存在原料来源不易，价格高的特点
。
[0007][0008]Gangadhar Nagula
（
Organic letters,2000,2(22)
）等人，使用3‑
氨基丙酸为原料，虽然可以成功实现目的产物的合成，但反应过程中使用到有机锂试剂，反应条件苛刻，原料不易得
。
[0009][0010]因此，开发原料来源容易简单，绿色合成过程，反应步骤短的工艺十分有必要
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于开发一种原料来源容易
、
合成路径短
、
环境污染小
、
可以实现工业生产的3‑
氨基异丁酸的合成方法
。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种3‑
氨基异丁酸的合成方法，其包括氢氯化反应和氨解反应，反应式如下：；其包括以下步骤：1）以甲基丙烯酸为原料，将其与浓盐酸经氢氯化反应制得3‑
氯异丁酸；2）在催化剂的作用下，将所得3‑
氯异丁酸与氨源进行氨解反应，然后将反应液调
pH
后，再经阳离子交换树脂纯化，最后经浓缩
、
低温结晶，得到高纯度的3‑
氨基异丁酸
。
[0013]进一步地，步骤1）中所用甲基丙烯酸和浓盐酸的质量比为
1:(2
‑
10)
，优选地，所用甲基丙烯酸和浓盐酸的摩尔比为
1:5。
[0014]进一步地，步骤1）中所述氢氯化反应的温度为
60~90℃
，时间为
12~96h
，优选地，其温度为
75~80℃
，时间为
48h。
[0015]进一步地，步骤2）中所述催化剂为乌洛托品
、
三乙胺或吡啶，其用量为所用3‑
氯异丁酸质量的
10~50%
，优选为
30%。
[0016]进一步地，步骤2）中所述氨源为氯化铵或
25vol%
的氨水溶液，优选为
25vol%
的氨水溶液，其用量按其中
N
与所用3‑
氯异丁酸的质量比为
(1~5):1
进行换算，优选为摩尔比为
3:1。
[0017]进一步地，步骤2）中所述氨解反应的温度为
20~80℃
，时间为
2~10h
，优选地，其温度为
60℃
，时间为
6h。
[0018]进一步地，步骤2）中所调
pH=2。
[0019]进一步地，步骤2）中所述低温结晶的温度为
‑
5℃。
[0020]本专利技术的显著优势在于：本专利技术提供了一种新的3‑
氨基异丁酸的合成方法，其引入离子交换技术与重结晶相结合的分离方法，简化了后处理工序，减少“三废”的产生，解决了酶催化法
/
发酵法中存在的产品难以同盐类分离的问题，最终得到纯度
>99.5%
的产品，其方法简便，且其收率基本稳定在
40~50%
，可实现工业化生产
。
附图说明
[0021]图1为本专利技术合成3‑
氨基异丁酸的过程中氢氯化反应的机理图
。
具体实施方式
[0022]一种3‑
氨基异丁酸的合成方法，其包括以下步骤：1）将甲基丙烯酸与浓盐酸按质量比
1:(2
‑
10)
混合，经
60~90℃
氢氯化反应
12~96h
后，将反应液经二氯甲烷萃取后浓缩，制得3‑
氯异丁酸；2）在催化剂的作用下，将所得3‑
氯异丁酸与氯化铵或
25vol%
的氨水溶液于
20~80℃
氨解反应
2~10h
，反应结束后将反应液调节至<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种3‑
氨基异丁酸的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1）以甲基丙烯酸为原料，将其与浓盐酸经氢氯化反应制得3‑
氯异丁酸；2）在催化剂的作用下，将所得3‑
氯异丁酸与氨源进行氨解反应，然后将反应液调
pH
后，再经阳离子交换树脂纯化，最后经浓缩
、
低温结晶，得到高纯度的3‑
氨基异丁酸
。2.
根据权利要求1所述的3‑
氨基异丁酸的合成方法，其特征在于，步骤1）中所用甲基丙烯酸和浓盐酸的质量比为
1:(2
‑
10)。3.
根据权利要求1所述的3‑
氨基异丁酸的合成方法，其特征在于，步骤1）中所述氢氯化反应的温度为
60~90℃
，时间为
12~96h。4.
根据权利要求1所述的3‑
氨基异丁酸的合成方法，其特征在于，步骤2）中所述催化剂为乌洛托...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毅，黄大富，钟晓琳，林锦松，黄铭炜，张伟坤，叶国梁，
申请(专利权)人：福建清研生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：