[发明专利]制备外消旋α-氨基酸的方法

说明书

本发明涉及一种制备外消旋α-氨基酸或甘氨酸的方法，其中选自羟基乙酸、乳酸、苹果酸、α-羟基戊二酸、异柠檬酸、丙醇二酸和酒石酸的相应α-羟基羧酸或该相应α-羟基羧酸的至少一种盐在包含至少一种过渡金属的至少一种多相催化剂存在下、在氢气存在下与至少一种氮化合物(c)反应，其中氮化合物(c)选自伯胺和仲胺和氨。

此外，本发明涉及外消旋α-氨基酸与相应α-羟基羧酸的混合物。

此外，本发明涉及本发明的混合物的用途。

氨基酸具有许多应用领域。例如，L-氨基酸用于肽合成和蛋白质合成。不过，外消旋氨基酸也为有价值的中间体。

通过斯特雷克尔合成制备外消旋氨基酸本身为已知的。不利的是，在氢氰酸和/或相应氰化物的情况下，需要极毒性物质，其促成对特殊安全防护措施的需要。

US2004/092725公开一种由相应α-羟基羧酸在高压和优选至少300℃下与氨反应合成α-氨基酸的方法。然而，产率较低。例如，公开在374℃下合成甘氨酸的产率为4.3％，且在374℃下合成α-丙氨酸的产率为2.8％。然而，此类型的产率在工业方法中不令人满意。此外，所获得的产物大部分颜色较暗且接着需要复杂的纯化方法。

因此，目的为提供一种方法，借助于该方法可以良好产率获得α-氨基酸。目的也为提供用于产生清洁剂与清洗剂的混合物(包括用于机器洗碟的组合物)的前体，所述前体形成凝块的倾向较低或绝对无形成凝块的倾向。

因此，已发现篇头所定义的方法，在本发明的上下文内也称为本发明的方法。

为进行本发明的方法，所用起始物质为至少一种α-羟基羧酸，例如两种或三种α-羟基羧酸的混合物或一种α-羟基羧酸。所使用的α-羟基羧酸可呈对映异构纯形式或呈对映异构体混合物形式，例如呈外消旋体形式，意谓所讨论的α-羟基羧酸存在不同对映异构体。

所使用的α-羟基羧酸可呈游离酸或部分或完全中和形式。若α-羟基羧酸欲以完全或部分中和形式使用，则铵盐和碱金属盐(例如钾盐和尤其钠盐)优选。

α-羟基羧酸的实例为羟基乙酸、乳酸(尤其L-乳酸)、苹果酸(尤其L-苹果酸)和α-羟基戊二酸，以及异柠檬酸、丙醇二酸和酒石酸。尤其优选实例为外消旋乳酸、(-)-乳酸和(+)-乳酸。

在制备非手性甘氨酸的情况下，不获得外消旋体而获得甘氨酸。

在本发明的一个实施方案中，本发明的方法在水性介质中进行。此应理解为意谓α-羟基羧酸或其盐悬浮或溶解于水中或包含至少75体积％水且可包含总计高达25体积％有机溶剂(例如四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺)的混合物中，其中体积％以总连续相计。醇不适合作为有机溶剂。优选不使用有机溶剂或仅使用以连续相计0.1至5体积％的有机溶剂。

在本发明的一个实施方案中，本发明的方法在4至14、优选6至14且尤其优选8至13.5范围内的pH值下进行。

根据本发明，与至少一种氮化合物(c)反应，其中该氮化合物(c)选自伯胺，优选仲胺且甚至更优选氨。伯胺的实例具体地为C₁-C₁₀烷基胺，例如甲胺、乙胺、异丙胺、叔丁基胺、正癸胺，以及芳族胺(例如苯胺)、C₃-C₇环烷基胺(例如环己胺)和单乙醇胺。仲胺的实例为二C₁-C₁₀烷基胺，具体地二甲胺、二乙胺和二异丙胺，以及二C₂-C₄羟基亚烷基胺(具体地二乙醇胺)，以及单C₁-C₁₀烷基单C₂-C₄羟基亚烷基胺(例如N-甲基-N-乙醇胺)，以及环状仲胺(例如哌啶和吗啉)。其他适合的氮化合物(c)为亚氨基二羧酸，具体地亚氨基二乙酸。

在本发明的优选实施方案中，所选氮化合物(c)为氨，也即与氨反应。氨可以液体氨、气体氨或氨水(“NH₄OH”)形式添加至反应混合物中。若需要添加呈铵盐形式的氨，则氨优选与至少一种强碱组合(例如与NaOH或KOH组合)添加。优选添加呈液体氨或氨水形式的氨。

在一个实施方案中，α-羟基羧酸与氮化合物(c)以1:1至1:100范围内、优选1:2至1:50范围内、尤其优选1:3至1:30范围内的摩尔比使用。在此，氮化合物(c)的比例指所有氮化合物(c)的总和。

在一个实施方案中，α-羟基羧酸与氨以1:1至1:100范围内、优选1:2至1:50范围内、尤其优选1:3至1:30范围内的摩尔比使用。