專利名稱：乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，具體涉及ー種以苯的同系物為溶剤，2-酮-丁ニ酸酯和尿素為原料，在固體超強酸催化下合成5-烷氧基甲叉こ內酰脲的新方法。
背景技術：
5-烷氧基甲叉こ內酰脲(結構式如下A所示)是合成乳清酸的ー個重要的中間體，其在堿性條件下進行水解重排反應即可得到乳清酸(結構式如下B所示)。乳清酸又名維生素B13，通常含有一分子結晶水，在水中難溶解，在絕大多數(shù)的有機溶劑中的溶解性也較差?！?br> H yPH
;cYnY0
v 、。COOH
(R = CR；.. C2H5, I-C3H7, n-C3H7, I-C4H9, D-C4Hy.. terf C4Hy)
AB乳清酸及其衍生物在醫(yī)藥上用途廣泛，主要用作肝臟藥物。除此之外，在化妝品行業(yè)，乳清酸作為基質，可以促進細胞新陳代謝，增強細胞活力，延緩皮膚衰老，在歐洲國家被廣泛應用。在養(yǎng)殖業(yè)，將乳清酸加入飼料中可以加速雞雛的生長，増加母雞產(chǎn)蛋量。在食品及保健行業(yè)，乳清酸可以作為飲料和多維片的成份之一，另外乳清酸還是生物核酸代謝研究中ー個重要的生物代謝中間體，對生物代謝的研究也起著重要的作用。由于乳清酸用途廣泛，因而對其研究越來越得到重視，國外對乳清酸及其衍生物的研究于上世紀即已開展。我國對乳清酸的研究起步較晩，由于研究工作越來越受重視，在乳清酸應用方面的研究也取得了一定的成果。因此，隨著乳清酸應用研究的不斷深入，乳清酸的市場需求會進ー步的擴大。目前國內已經(jīng)有廠家生產(chǎn)乳清酸，并且已經(jīng)開始出口。但是基本采用以溴素為原料的傳統(tǒng)エ藝方法，生廣成本尚，ニ廢多，廣品中漠殘留尚，嚴重限制了廣品在聞端市場的應用。目前新開發(fā)的無溴法生產(chǎn)乳清酸エ藝從根本上解決了溴殘留高的問題，5-烷氧基甲叉こ內酰脲是無溴法生產(chǎn)乳清酸的中間體，也是無溴法合成乳清酸エ藝的關鍵一歩，但是現(xiàn)有技術采用濃硫酸作為催化劑，濃硫酸使用量大，同時催化劑不能回收，需要大量水洗滌，造成廢水排放量大，本發(fā)明開發(fā)的催化體系使得催化劑可以回收，循環(huán)使用，可以明顯降低生產(chǎn)5-烷氧基甲叉こ內酰脲的成本，降低生產(chǎn)中三廢的排放量。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供ー種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，以解決現(xiàn)有清酸生產(chǎn)過程中濃硫酸消耗量過大，污染嚴重，后處理復雜等技術缺陷。本發(fā)明的技術構思是這樣的以固體超強酸為催化劑，將固體超強酸、尿素加入到苯類溶劑中，加熱，滴加2-酮-丁ニ酸酯至反應液，攪拌反應，反應完成后，過濾出固體超強酸催化劑循環(huán)使用。母液經(jīng)蒸餾回收溶剤，溶劑可循環(huán)使用，得粗產(chǎn)品，洗滌后即得目標產(chǎn)物。所述的乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，包括以下步驟將2_酮-丁ニ酸ニ酯加熱溶于苯類溶劑中，再緩慢滴入尿素與苯類溶劑、固體超強酸的混合液中，反應溫度20-180°C，反應2-24小時(延長反應時間對反應結果無影響)。反應結束后，將反應液冷卻至室溫，過濾，將固體不溶物濾出繼續(xù)循環(huán)使用，母液濃縮，除去溶劑，粗產(chǎn)品用こ醇洗滌，即得5-烷氧基甲叉こ內酰脲，收率50-80%。其中，上述制備方法中，所述的2-酮-丁ニ酸酯的結構如下
OO
O
R=CH; X12H^n-Pr ふ Pr,"."所述的2-酮-丁ニ酸ニ酷、尿素、固體超強酸三者的摩爾比為1-4:1-5: I。所述的苯類溶劑選自苯、甲苯、ニ甲苯。所述的固體超強酸為鋯系或鐵系固體超強酸(市售，購于曲阜市圣泉催化應用科技有限公司，鋯系主要是S042_/Zr02，SO42VZrO2-Al2O3, Zr (OH) 4_A1203，鐵系主要是S042_/Fe2O3, SO42VFe3O4, SO42VFe2O3-Al2O3, SO42VFe3O4-Al2O3 等)。與現(xiàn)行的生產(chǎn)技術相比，本發(fā)明用固體超強酸替代了濃硫酸做5-烷氧基甲叉こ內酰脲合成時的酸催化劑，相比濃硫酸做催化劑的反應，該方法由于催化劑可以循環(huán)使用，節(jié)省了催化劑的使用量，而且由于不使用濃硫酸，后期處理上就斷絕了污水的產(chǎn)生，這樣不僅減少了污染，而且極大降低了成本，因為催化劑是固體超強酸，在生產(chǎn)過程中，運輸，儲藏，投料也更加安全，改善了工人的操作環(huán)境。并且，本發(fā)明后處理工藝簡單經(jīng)濟，三廢少，收率高等優(yōu)點，是ー種新型的合成5-烷氧基甲叉こ內酰脲的生產(chǎn)方法。
具體實施例方式以下結合具體實施例進ー步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但所述實施例不限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I取200g 2-酮-丁ニ酸ニ甲酯加熱溶于IL ニ甲苯，再將113g尿素、20gS0427Zr02，投入2L ニ甲苯中，開始加熱攪拌，將2-酮-丁ニ酸ニ甲酯(R=CH3)的ニ甲苯溶液緩慢滴入尿素、固體超強酸、ニ甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束時，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續(xù)使用，將母液濃縮，即得5-甲氧基甲叉こ內酰脲，反應收率72%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。
實施例2取50g 2-酮-丁ニ酸ニ甲酯加熱溶于200ml甲苯，再將28. 3g尿素、5gS0427Fe2O3-Al2O3,投入500ml甲苯中，開始加熱攪拌，將2-酮-丁ニ酸ニ甲酯(R=CH3)的甲苯溶液緩慢滴入尿素、固體超強酸、甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束吋，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續(xù)使用，將母液濃縮，即得5-甲氧基甲叉こ內酰脲，反應收率68%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。實施例3取84. 9g尿素、15g固體超強酸S042_/Zr02-Al203，投入IL ニ甲苯中，并滴入2_酮-丁 ニ酸ニこ酯(R=C2H5) 165g，開始加熱攪拌，ニ甲苯的混合物中，油浴溫度控制在1300C，反應8-24小吋，待反應結束吋，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續(xù)使用，將·母液濃縮，即得5-こ氧基甲叉こ內酰脲，反應收率74%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。實施例4取113g尿素、20g固體超強酸SO42YFe2O3，投入I. 5L甲苯中，并滴入2_酮-丁ニ酸ニこ酯(R=C2H5) 218. 5g，開始加熱攪拌，甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束時，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續(xù)使用，將母液濃縮，即得5-こ氧基甲叉こ內酰脲，反應收率78%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。
權利要求
1.一種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法，包括如下步驟將2-酮-丁二酸二酯加熱溶于苯類溶劑中，再緩慢滴入尿素與苯類溶劑、固體超強酸的混合液中，反應溫度20-180°C，反應2-24小時；反應結束后，將反應液冷卻至室溫，過濾，將固體不溶物濾出繼續(xù)循環(huán)使用，母液濃縮，除去溶劑，粗產(chǎn)品用乙醇洗滌，即得目標產(chǎn)物5-烷氧基甲叉乙內酰脲。
2.根據(jù)權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的2-酮-丁二酸酯的結構如下
3.根據(jù)權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的固體超強酸為鋯系或鐵系固體超強酸。
4.根據(jù)權利1、2或3所述的合成方法，其特征在于，2-酮-丁二酸二酯尿素固體超強酸的摩爾比為1-4:1-5: I。
5.根據(jù)權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的苯類溶劑選自苯、甲苯、二甲苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法，以固體超強酸為催化劑，將固體超強酸、尿素加入到苯類溶劑中，加熱，滴加2-酮-丁二酸酯至反應液，攪拌反應，反應完成后，過濾出固體超強酸催化劑循環(huán)使用。母液經(jīng)蒸餾回收溶劑，溶劑可循環(huán)使用，得粗產(chǎn)品，洗滌后即得目標產(chǎn)物。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具有后處理工藝簡單經(jīng)濟，三廢少，收率高等優(yōu)點，是一種新型的合成5-烷氧基甲叉乙內酰脲的方法。
文檔編號C07D233/96GK102786478SQ20121031046
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權日2012年8月28日
發(fā)明者代立, 廖本仁, 張傳好, 顧慧娟, 黃曉云 申請人:上海華誼(集團)公司