[发明专利]一种制备氨基酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于氨基酸衍生物的制备技术领域，具体涉及一种氨基酸酯的催化制备方法。

背景技术

氨基酸酯是一类非常重要的有机化合物，在生物、药物、农药、食品、化工等方面都有相当广泛的应用。比如：在生物工业中，氨基酸酯通过酯化反应来保护氨基酸中的羧基，这在氨基酸和肽化学应用中极其重要；在医药工业中，多种氨基酸酯可直接或者间接的用于治疗不同的病症，也可作为药物的中间体使用；在食品工业中，氨基酸酯增加了其氨基酸的溶解性和酶催化的专一性，可改变食品的口感和风味；在化工工业中，氨基酸酯可配成矿物浮选剂；在农药工业中，氨基酸酯容易被降解，可制成多种杀菌灭虫合剂。

氨基酸不同于一般的脂肪酸，它同时连有氨基和羧基，属两性化合物，难溶于有机溶剂，因此对酯化反应条件的控制、反应选择性的提高以及如何更有效地进行产物的分离提纯等，都有更严格的要求，若直接酯化游离氨基酸则反应产率很低，若将氨基保护后酯化则增加了操作步骤，不易工业化，并且所用催化剂为强酸或者强酸性阳离子化合物等物质，这也使酯化反应制备氨基酸酯的应用受到了限制。任君以L-谷氨酸和无水乙醇在氯化亚砜存在的条件下酯化反应，再在碱性条件下环合后处理得到目标产品，该工艺使用氯化亚砜，反应过程中有大量的废气放出，必须用大量液碱吸收，产生大量废水,并且操作繁琐（任君，冯代军，李焰，黄锦霞. L-焦谷氨酸酯的合成方法研究  湖北大学学报(自然科学版) 2000，22（4）：371-373）。

利用胺与卤代酯反应也可以制备氨基酸酯类化合物。Kumar将胺类化合物与溴化氰反应得到烷基/芳基取代的氨基腈，之后在氢化钠存在下，在四氢呋喃中与溴乙酸甲酯反应生成含氰基的取代氨基乙酸盐，在催化剂50%H₂SO₄中水解得到产物（V. Kumar, M. P. Kaushik, A. Mazumdar. An Efficient Approach for the Synthesis of N-1 Substituted Hydantoins. Eur.J.Org.Chem. 2008(11): 1910 - 1916）；英国专利GB1436843公开了一种合成氨基酸酯的方法，即采用卤代乙酸乙酯与苄胺在溶剂甲苯中反应制得N-苄基甘氨酸乙酯，收率63%；Zuolin Zhu将叠氮乙酸乙酯与胺在甲基三氧化铼的催化下反应合成N-甘氨酸乙酯，收率84%（Zuolin Zhu，James H.Espenson．Organic Reactions Catalyzed by Methylrhenium Trioxide：Reactions of Ethyl Diazoacetate and Organic Azides．J Am Chem Soc. 1996(118)：9901-9907）。但是利用胺对卤代酯的亲核取代反应制备氨基酸酯会有大量卤化物的浪费，生产成本较高并且不安全，不易工业化。

因此寻找一种原料来源简单、反应活性较高、成本低、安全、环保、操作性好的制备方法以有效合成氨基酸酯是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备氨基酸酯的方法，该方法成本低、制备过程简易、绿色环保。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备氨基酸酯的方法，包括以下步骤：在氧化剂的存在下，以胺化合物与丙二酸酯为反应物，以碘化物为催化剂，以醋酸钠作为碱，在极性溶剂中通过亲核取代反应制备得到产物氨基酸酯；

其中，所述丙二酸酯的化学结构通式为：                                                ，式中，R₁选自：氢、甲基、乙酰氨基、甲酰胺基、苯甲酰氨基或叔丁氧羰基氨基；R₂选自：C₁～C₆的烷基、苄基、烯丙基或苯基；R₃为氢或甲基；

所述胺化合物选自、、、、、、中的一种，式中，R₄选自氢、甲基、氟、氯、溴或甲氧基；R₅选自氢、甲基、乙基、丁基、苄基、烯丙基、异丙基或环己基；R₆选自氢、甲基或溴；R₇为吡啶基或苯并噻唑基；

所述碱选自醋酸钠（NaOAc）；

所述碘化物选自碘单质、四正丁基碘化铵、N-碘代丁二酰亚胺、溴化碘中的一种。

上述技术方案中，所述极性溶剂选自水、乙腈的混合液，二者的体积比为1∶1，水或乙醇。