DL-对羟基苯甘氨酸的合成研究
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D-对羟基苯甘氨酸生产新工艺研究作者:林韦康江晓明钱程良高奇来源:《当代化工》2020年第06期Study on a Novel Production Process of D-p-HydroxyphenylglycineLIN Wei-kang1, JIANG Xiao-ming1, QIAN Cheng-liang1, GAO Qi2(1. Zhejiang Yuntao Biotechnology Co., Ltd., Shaoxing Zhejiang 312369, China;2. Aiyinuo Technology Co., Ltd., Zhuji Zhejiang 311800, China)对羟基苯甘氨酸(D-p-Hydroxyphenylglycine),分子式C8H9NO3,分子量167.16,是以苯酚为起始原料,先经合成反应制得DL-对羟基苯海因或DL-对羟基苯甘氨酸,再经酶法(原料为DL-对羟基苯海因)或化学拆分(原料为DL-对羟基苯甘氨酸)制得。
D-对羟基苯甘氨酸是合成β-内酰胺类半合成广谱抗生素(如青霉素类、头孢菌素类等)侧链的重要原料,也是合成抗菌和抗病毒药物、人工甜味剂的重要中间体[1-2]。
2017年6月6日,世卫组织在《2017年基本药物标准清单》中将阿莫西林这种广泛用于治疗肺炎等感染的抗生素划归为“可用类”[3]。
另外,随着国家安全、环保整治力度的加大,国内很多安全或环保不达标的D-对羟基苯甘氨酸生产企业永久退出市场,在这样的背景下,开发一种更安全、更环保、成本更低的D-对羟基苯甘氨酸生产工艺是非常有意义的。
目前,国内DL-对羟基苯海因和DL-对羟基苯甘氨酸的生产工艺已经相对成熟,生产成本已基本没有下浮空间,但国内外D-对羟基苯甘氨酸生产企业的工艺水平参差不齐,这里对典型的几種D-对羟基苯甘氨酸生产工艺进行比较分析。
第一种,以D-3-溴樟脑-8-磺酸或1-苯基乙磺酸或萘酚磺酸或邻甲基苯磺酸为拆分剂,在催化剂水杨醛的存在下,边拆分DL-对羟基苯甘氨酸边消旋L-对羟基苯甘氨酸,得到D-对羟基苯甘氨酸拆分剂复盐,再经水解制得D-对羟基苯甘氨酸,水解母液用酸再生得到可以循环套用的拆分剂[4-9]。
DL-对羟基苯甘氨酸技术(DL-HPG )1、名称:DL-对羟基苯基甘氨酸 DL-P-Hydroxyphenylglycine 2、化学结构:C 8H 9NO 3=167.163、 mp225~227℃,比旋度[α]D =0°,[D-mp240℃(分解), [°(C=1,1N HCl )]4、用途:DL-对羟基苯基甘氨酸是合成阿莫西林、头孢羟氨苄等的重要中间体。
5、 合成反应6、 工艺过程 6.2 操作6.2.1 在3000L 搪玻璃反应锅中,投入950㎏水,开动搅拌和夹套冷却水缓缓加入63㎏硫酸,分别再向釜内投630㎏氨基磺酸,540㎏苯酚和900㎏乙醛酸。
(苯酚事先应放置在烘房中熔化,m.p.43℃)。
6.2.2 反应时会发出热量,使其缓缓升温,控制反应温度70±2℃,反应8小时,反应完毕将反应料液压出二分之一到中和锅。
6.2.3 开中和锅搅拌,用30%浓度的液碱中和料液调节PH 值到4-5(3.5),继续搅拌5分钟复测PH 值正确无误,降温冷却至35℃以下,出料离心甩干,滤饼为产物,滤液经处理后排放。
反应锅中余下的一半料液压入中和锅,重复上述操作,得DL-HPG 粗品。
6.2.4 在3000L 洗涤锅中投入70%甲醇1600L ,开动搅拌投入约1200㎏DL-HPG 粗品,在常温下搅拌均匀即可离心分离,用少量甲醇冲洗滤饼,可得DL-HPG 约920㎏,含量≥98.0%,母液和洗液经蒸馏后套用,蒸馏浓缩物离心回收。
7、参考文献① 周华等,中国医药工业杂志,1998,29(11):519② Ger 1980:283118(CA 1980;92:921577s )③ 周华等,化学世界,1995;37(2):84 O H CH COOH2OHOHCHCOOH 2+CHOCOOH +NH 2SO 3HH O.H SO。
-,对羟基苯甘氨酸的合成1.1.对甲氧基苯甲醛法以上方法,合成收率为64.3%,拆分收率为73%,总收率约为47%。
该方法是早期用于工业生产D,L-HPG的合成方法,对甲氧基苯甲醛于氰化钠在水溶液或者醇溶液里面,经过环合,加压碱水解和脱甲基,得到D,L-HPG。
该工艺的优点是技术成熟,缺点是使用剧毒危险品氰化钠,生产和管理不便;在碱性条件下缩合时酚羟基容易氧化着色,杂质分离困难,生成的对羟基苯海因质量不好。
过去国内采用先醚化保护羟基,随后再水解的方式,虽然减轻了酚羟基氧化,但生产工艺复杂,生产成本高,已经被放弃了。
1.2.乙醛酸法1.2.1.对羟基扁桃酸氨解法乙醛酸与苯酚反应生成对羟基α-羟基苯乙酸,再在酸性或碱性情况下于50~70摄氏度反应,接缩合成D,L-对羟基苯海因,再经水解成DL-对羟基苯甘氨酸,收率为68%,反应条件易于控制。
但是反应时间长,收率偏低。
如果在第二步反应中加入相转移催化剂十八烷基二甲基苄基氯化铵,用苯二甲酰亚胺和氨水代替铵盐与对羟基扁桃酸反应,反应时间为8h,温度60℃,收率83.5%以上,产物纯度99%以上。
1.2.2乙醛酸水溶液、苯酚和醋酸铵“-步法”勒通收等人在前人研究的基础上,以乙醛酸水溶液、苯酚和醋酸铵为原料,采用-步法合成路线,合成了DL-对羟基苯甘氨酸。
原料摩尔配比:乙醛酸:苯酚:醋酸铵为1:1:4,体系的pH值为6.0~6.5、反应温度为30~35℃和反应进行24 小时的条件下,产率可达53.9%,纯度为98.5%。
与国外报道的相比,原料苯酚少用了-半,反应时间由48h缩短到24h,产率却超过了文献值。
殷树梅等又在乙醛酸、苯酚与铵盐作用,-步法合成目标产物的基础上进行改进,成功地以氨基磺酸代替醋酸铵,选用适当地催化剂,反应时间缩短为12h,产品收率达61%。
并确定最佳工艺条件为:原料摩尔比(乙醛酸:苯酚:氨基磺酸=1.0:1.3:1.3),反应时间为12h。