一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种Ｌ－对硝基苯丙氨酸的合成方法，包括以下步骤：１）Ｌ－苯丙氨酸、浓硫酸和浓硝酸混合后所形成的混合液流入盘管反应器中进行反应，反应温度为２５～１００℃，混合液在盘管反应器中的停留时间为３～１０ｍｉｎ，反应压力为常压；２）从盘管反应器中流出的反应产物与冰水混合物相混合，搅拌后静置；所得的液体调节ｐＨ值至７～８，再静置、过滤，所得的白色固体即为Ｌ－对硝基苯丙氨酸。采用本发明专利技术方法合成Ｌ－对硝基苯丙氨酸，具有安全性好、反应时间短、利于连续生产的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机化合物的合成方法，特别是一种有机化工中间体——L-对硝基苯 丙氨酸的合成方法。
技术介绍
L-对硝基苯丙氨酸是一种重要的有机化工中间体，在具有光学活性的一些手性药物的 合成过程中有十分重要的作用；其合成方法一般有L-苯丙氨酸硝化法、对硝基肉桂酸生物 催化法等。其合成方法综述如下(1) 文献Biotechnology Letters, 14(8), 673 (1992)中报道采用对硝基肉桂酸为原料， 以L-苯丙氨酸解氨酶为催化剂，在30'C和pH值10.5下反应10个小时，得到S构型(即 L)的对硝基苯丙氨酸，收率只有7%。此种方法为新兴的生物催化法，绿色环保，但收率 太低，没有工业生产价值。(2) 文献Letters in Organic Chemistry, 2(2), 160 (2005)中报道用L-苯丙氨酸为原料， 以混酸为硝化试剂，在三口烧瓶中室温反应12h，后用氨水中和，得到对硝基的L-苯丙氨 酸，收率为57%。此方法收率一般，且采用釜式反应，反应温度偏低，反应时间很长，不 利于规模化生产。除此之外还有各国专利为了提高此物质的合成，绝大多数采用L-苯丙氨酸的混酸硝化 方法，收率在50%~80%之间，特点就是温度低，时间长。L-苯丙氨酸的混酸硝化反应方程式如下:<formula>formula see original document page 3</formula>反应用到了浓硫酸和浓硝酸作硝化剂，本身有一定的危险性，如果加热反应，会有大 量的二氧化氮红色气体冒出，同时还有可能发生侧链氧化等副反应。因此，几乎所有的釜式反应中都采取了室温甚至是冰浴的条件，而这样则导致反应速率较慢，反应时间很长， 一般为6 12小时，增长了生产周期。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种安全性好、操作便捷、反应时间短、利于连续 生产的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法，其特征是包括以下步骤1) 、 L-苯丙氨酸、浓硫酸和浓硝酸混合后所形成的混合液流入盘管反应器中进行反 应，反应温度为25 10(TC，混合液在盘管反应器中的停留时间为3 10min，反应压力为常 压；浓硝酸与浓硫酸的体积比为2: 1~1:3，浓硝酸与L-苯丙氨酸的摩尔比为1 9: 1;2) 、从盘管反应器中流出的反应产物与冰水混合物相混合，搅拌后静置；所得的液 体调节pH值至7 8，静置、过滤，所得的白色固体即为L-对硝基苯丙氨酸。作为本专利技术的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法的改进先将L-苯丙氨酸溶解在浓硫酸 中，然后再与浓硝酸相混合；得混合液。作为本专利技术的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法的进一步改进盘管反应器中的盘管长度 为l 20m、内径为2 8mm。作为本专利技术的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法的进一步改进步骤2)中利用氨水调节pH值。在本专利技术中，浓硫酸均指98。/。w的硫酸，浓硝酸均指64Mw的硝酸。在本专利技术的合成方法中，L-苯丙氨酸、浓硫酸和浓硝酸混合后所形成的混合液在盘管 反应器中的盘管中依靠重力下滑，并能充分相互混合进行反应。通过调节混合液的进料速 率，从而调节混合液在盘管反应器中的停留时间。对盘管反应器中流出的反应产物进行 TLC检澳ij，得知确实为L-对硝基苯丙氨酸。本专利技术的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法，是利用管道化反应器制备L-对硝基苯丙氨 酸的一种方法，由于其能进行连续化生产，因此其能克服采用釜式技术生产L-对硝基苯丙 氨酸所存在的生产时间长、不利于工业化生产的种种缺陷。综上所述，本专利技术的L-对硝基苯丙氨酸的合成方法生产时间短、收率高(可高达 80.1%)，适于大规模工业化生产。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是本专利技术的合成方法中所用的管道化反应装置的结构示意图。具体实施例方式实施例l、图l给出了一种管道化反应装置，包括储液罐Il、储液罐I12、预混管路3、 内含盘管41的盘管反应器4、水浴加热装置5、出料管6和产物储罐7。储液罐I1上设有进 料阀Ill，进料阀I11用于控制储液罐I1内物料的流速；储液罐II2上设有进料阀I121， 进料阀II21用于控制储液罐n2内物料的流速。预混管路3的上端分别与储液罐I 1和储液罐II2相连通，预混管路3的下端与盘管41 的上端相连。出料管6的一端与盘管41的下端相连，出料管6的另一端对准产物储罐7。水 浴加热装置5与盘管反应器4相连，用于控制盘管41内的反应温度。该盘管41的总长度为 5m、内径5mm。以下实施例2 9均使用如实施例1所述的管道化反应装置。 实施例2、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法，依次进行以下步骤 1)、首先将8.3g (0.05mol)的L-苯丙氨酸溶解在20mL浓硫酸(98%w)中，待L-苯丙氨酸完全溶解后，将此溶液置于储液罐I l内。将20mL的浓硝酸(64%w)的置于储液罐II2内。开启水浴加热装置5，控制盘管41内的温度至5(TC。待盘管41内的温度达到上述的设定温度(即50。C)时，开启进料阀I 11和进料阀I121，储液罐I 1内的溶液和储液罐II2内的浓硝酸以相同的速率流入预混管路3内，使二者预先混合，成混合液。预混管路3中的混合液流入盘管反应器4中的盘管41进行反应；反应压力为常压，反 应温度为5(TC;混合液在盘管41中停留时间为5min (即第一滴混合液进盘管41，且第一滴 反应产物流出盘管41的时间差)。即反应时间为5min，此时间可通过调节进料阀I ll和进 料阀II21来控制。2)、从盘管41中流出的反应产物落入产物储罐7内，待全部反应产物从盘管41中流 出后，向产物储罐7内加入200mL冰水混合物，搅拌后静置，待冰融化后，将得到的液 体用氨水(28%w)调节pH值至7-8 (大约用150mL的上述氨水)，然后自然冷却静置过 夜，即有白色固体析出，过滤，将所得的白色固体烘干后称重，得8.5g产品…L-对硝基苯 丙氨酸，收率80.9%。测定其熔点为210.6 211.2'C。实施例3、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的反应温度改成25。C的室温，其余内容均同实施例2。最终得到 的产品收率为55%。实施例4、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的反应温度改成75。C，其余内容均同实施例2。最终得到的产品 收率为71%。实施例5、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的反应温度改成95'C，其余内容均同实施例2。最终得到的产品 收率为63%。实施例6、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的硝酸的量改成10mL，其余内容均同实施例2。最终得到的产 品收率为71.9%。实施例7、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的硝酸的量改成30mL，其余内容均同实施例2。最终得到的产 品收率为54.2%。实施例8、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)中的混合液在盘管41中停留时间改成3min，其余内容均同实施 例2。最终得到的产品收率为62.5%。实施例9、 一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法将实施例2步骤1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｌ－对硝基苯丙氨酸的合成方法，其特征是包括以下步骤：　１）、Ｌ－苯丙氨酸、浓硫酸和浓硝酸混合后所形成的混合液流入盘管反应器中进行反应，反应温度为２５～１００℃，混合液在盘管反应器中的停留时间为３～１０ｍｉｎ，反应压力为常压；浓硝酸 与浓硫酸的体积比为２∶１～１∶３，浓硝酸与Ｌ－苯丙氨酸的摩尔比为１～９∶１；　２）、从盘管反应器中流出的反应产物与冰水混合物相混合，搅拌后静置；所得的液体调节ｐＨ值至７～８，再静置、过滤，所得的白色固体即为Ｌ－对硝基苯丙氨酸。

【技术特征摘要】
1、一种L-对硝基苯丙氨酸的合成方法，其特征是包括以下步骤1)、L-苯丙氨酸、浓硫酸和浓硝酸混合后所形成的混合液流入盘管反应器中进行反应，反应温度为25～100℃，混合液在盘管反应器中的停留时间为3～10min，反应压力为常压；浓硝酸与浓硫酸的体积比为2∶1～1∶3，浓硝酸与L-苯丙氨酸的摩尔比为1～9∶1；2)、从盘管反应器中流出的反应产物与冰水混合物相混合，搅拌后静置；所得的液体调节pH值至7～8，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新志，张涛，刘金强，钱超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]