一種丁二酰亞胺的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種丁二酰亞胺的制備方法，包括：將焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽中的一種或兩種的水溶液與銀鹽、過硫酸鹽混合，反應(yīng)后得到丁二酰亞胺。本申請?jiān)谥苽涠《啺返倪^程中，以焦谷氨酸或焦谷氨酸鹽為原料，利用了氨基酸自身的氮源，避免了采用外加氮源所造成的腐蝕性，因此制備丁二酰亞胺的條件溫和；并且本申請采用的原料來源廣泛，只需在銀鹽與過硫酸鹽的作用下即可得到丁二酰亞胺，因此制備方法簡單。
【專利說明】一種丁二酰亞胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化合物【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種丁二酰亞胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁二酰亞胺，又名琥珀酰亞胺、2，5-二吡咯烷酮，是一類重要的有機(jī)化工原料。丁二酰亞胺主要用于合成N-氯代丁二酰亞胺(NCS)、N-溴代丁二酰亞胺(NBS)和N-碘代丁二酰亞胺(NIS)，是醫(yī)藥與農(nóng)藥產(chǎn)品制備中重要的中間體，同時(shí)廣泛用于化學(xué)分析和無氰鍍銀工藝。
[0003]目前報(bào)道的丁二酰亞胺的合成工藝主要是由丁二酸與其它外加氮源通過酰胺化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，而外加氮源一般采用氨氣、氨水與尿素等。工業(yè)上合成丁二酰亞胺的具體過程為:將丁二酸投入反應(yīng)鍋，滴加氨水，并攪拌使溶解、反應(yīng)，加熱至102°C蒸去水分，再急性減壓蒸餾，當(dāng)升溫至180°C時(shí)開始收集丁二酰亞胺餾分，即得到丁二酰亞胺。在合成丁二酰亞胺的過程中，均需要通過額外添加氨類化合物，但是氨類化合物具有高腐蝕性，從而增加了制備丁二酰亞胺的難度。
[0004]隨著燃料乙醇產(chǎn)能的迅速擴(kuò)大，在發(fā)酵制取乙醇過程中，淀粉被轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳，其他營養(yǎng)成分如蛋白質(zhì)、脂肪、纖維等均留在酒糟中，形成大量的酒糟蛋白(DDGS)。而DDGS中含有約25%的氨基酸，谷氨酸是其中含量最高的氨基酸，含量占氨基酸的20%。在燃料乙醇的生產(chǎn)中，通常是將酒糟丟棄，從而造成資源的浪費(fèi)，因此本申請?zhí)峁┝艘环N利用谷氨酸制備丁二酰亞胺的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種丁二酰亞胺的制備方法，該方法制備丁二酰亞胺的條件溫和，并且制備方法簡單。
[0006]有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N丁二酰亞胺的制備方法，包括:
[0007]將焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽中的一種或兩種的水溶液與銀鹽、過硫酸鹽混合，反應(yīng)后得到丁二酰亞胺。
[0008]優(yōu)選的，所述焦谷氨酸由谷氨酸通過加熱脫水得到；所述焦谷氨酸鹽由谷氨酸鹽通過加熱脫水得到。
[0009]優(yōu)選的，所述谷氨酸鹽為谷氨酸鈉、谷氨酸鉀和谷氨酸銨中的一種或多種。
[0010]優(yōu)選的，所述銀鹽為硝酸銀、硫酸銀、醋酸銀、碳酸銀和磷酸銀中的一種或多種。[0011 ] 優(yōu)選的，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或多種。
[0012]優(yōu)選的，所述銀鹽的加入量為所述焦谷氨酸物質(zhì)的量的0.3%~5%。
[0013]優(yōu)選的，所述銀鹽的加入量為所述焦谷氨酸物質(zhì)的量的1%~3%。
[0014]優(yōu)選的，所述過硫酸鹽與所述焦谷氨酸的摩爾比為(2.0~5.0):1。
[0015]優(yōu)選的，所述過硫酸鹽與焦谷氨酸的摩爾比為(2.2~4.5):1。
[0016]優(yōu)選的，所述焦谷氨酸的水溶液的濃度為lwt%~20wt%。[0017]本發(fā)明提供了一種丁二酰亞胺的制備方法，包括:將焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽中的一種或兩種的水溶液與銀鹽、過硫酸鹽混合，反應(yīng)后得到丁二酰亞胺。本申請?jiān)谥苽涠《啺返倪^程中，以焦谷氨酸或焦谷氨酸鹽為原料，利用的是氨基酸自身的氮源，避免了采用外加氮源所帶來的腐蝕性，因此制備丁二酰亞胺的條件溫和；并且本申請采用的原料來源廣泛，只需在銀鹽與過硫酸鹽的作用下即可制備丁二酰亞胺，因此制備方法簡單。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本申請制備的丁二酰亞胺的收率可達(dá)到99%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例2制備丁二酰亞胺的HNMR譜圖(⑶Cl3溶劑)；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備丁二酰亞胺的HPLC譜圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備丁二酰亞胺的HPLC峰面積校正曲線(外標(biāo)法)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種丁二酰亞胺的制備方法，包括:
[0023]將焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽中的一種或兩種的水溶液與銀鹽、過硫酸鹽混合，反應(yīng)后得到丁二酰亞胺。
[0024]本申請?jiān)谥?備丁二酰亞胺的過程中，采用焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽為原料，利用的是氨基酸自身的氮源，而無需外加氮源；并且上述原料均可來源于可再生的發(fā)酵代謝副產(chǎn)品，來源廣泛。
[0025]按照本發(fā)明，所述焦谷氨酸優(yōu)選由谷氨酸通過加熱脫水制得，所述焦谷氨酸鹽優(yōu)選由谷氨酸鹽通過加熱脫水制得。所述焦谷氨酸的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式即可，所述焦谷氨酸的制備過程具體為:將谷氨酸加熱至145~150°C，保溫40~50min后進(jìn)行脫水反應(yīng)，即得到焦谷氨酸；所述焦谷氨酸鹽的制備過程具體為:將谷氨酸鹽加熱至145~150°C，保溫40~50min后進(jìn)行脫水反應(yīng)，即得到谷氨酸鹽。所述谷氨酸優(yōu)選通過酒糟蛋白提??；所述焦谷氨酸鹽優(yōu)選由酒糟蛋白提取。上述酒糟蛋白提取谷氨酸或谷氨酸鹽的過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式，本申請沒有特別的限制。所述谷氨酸鹽優(yōu)選為谷氨酸鈉、谷氨酸鉀和谷氨酸銨中的一種或多種。
[0026]本申請所采用的銀鹽優(yōu)選為硝酸銀、硫酸銀、醋酸銀、碳酸銀和磷酸銀中的一種或多種；所述銀鹽的加入量為所述焦谷氨酸的物質(zhì)的量的0.3%~5%，優(yōu)選為1%~3%。本申請?jiān)谥苽涠《啺返倪^程中，所述銀鹽作為催化劑。在制備丁二酰亞胺的過程中，所述過硫酸鹽優(yōu)選為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或多種，所述過硫酸鹽與焦谷氨酸的摩爾比優(yōu)選為(2.0~5.0):1 ;更優(yōu)選為(2.2~4.5):1。本申請所述過硫酸鹽在銀鹽的催化作用下，將焦谷氨酸或焦谷氨酸鹽進(jìn)行氧化脫羧，從而得到丁二酰亞胺。本申請所述焦谷氨酸的水溶液的濃度優(yōu)選為lwt%~20wt%，更優(yōu)選為5wt%~10wt% ;所述焦谷氨酸鹽的水溶液的濃度優(yōu)選為lwt%~20wt%，更優(yōu)選為5wt%~10wt% ；;所述焦谷氨酸與焦谷氨酸鹽的水溶液的lwt%~20wt%,更優(yōu)選為5wt%~10wt%。[0027]本申請丁二酰亞胺在以焦谷氨酸或焦谷氨酸鹽為原料，在催化劑銀鹽與氧化劑過硫酸鹽的作用下，得到了丁二酰亞胺。本申請制備丁二酰亞胺的反應(yīng)原理具體為:
[0028]I摩爾的Ag+被0.5摩爾的過硫酸根離子氧化為Ag2+ ；Ag2+將焦谷氨酸或焦谷氨酸鹽中游離羧基轉(zhuǎn)變?yōu)轸然杂苫?，Ag2+還原為Ag+，不穩(wěn)定的羧基自由基發(fā)生脫羧反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)樘甲杂苫?；生成的碳自由基受鄰近氮原子吸電子影響，?.5摩爾的過硫酸根離子氧化為稀胺；然后不飽和的稀胺與水加成得到醇胺，最后醇胺被I摩爾過硫酸根離子氧化為酰胺，轉(zhuǎn)變?yōu)槎《啺贰?br> [0029]根據(jù)上述反應(yīng)過程，本申請制備丁二酰亞胺的反應(yīng)式如下所示:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種丁二酰亞胺的制備方法，包括: 將焦谷氨酸和焦谷氨酸鹽中的一種或兩種的水溶液與銀鹽、過硫酸鹽混合，反應(yīng)后得到丁二酰亞胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述焦谷氨酸由谷氨酸通過加熱脫水得到；所述焦谷氨酸鹽由谷氨酸鹽通過加熱脫水得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述谷氨酸鹽為谷氨酸鈉、谷氨酸鉀和谷氨酸銨中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銀鹽為硝酸銀、硫酸銀、醋酸銀、碳酸銀和磷酸銀中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫Ife按中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銀鹽的加入量為所述焦谷氨酸物質(zhì)的量的0.3%~5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述銀鹽的加入量為所述焦谷氨酸物質(zhì)的量的1%~3%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過硫酸鹽與所述焦谷氨酸的摩爾比為(2.0~ 5.0):1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述過硫酸鹽與焦谷氨酸的摩爾比為(2.2 ~4.5):1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述焦谷氨酸的水溶液的濃度為lwt% ~20wt%。
【文檔編號】C07D207/404GK103804269SQ201410071962
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】傅堯, 鄧晉, 宋海杰 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)