[发明专利]一种1-氨基环丙烷-1-羧酸的简单合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然活氨基酸的简单合成，具体涉及合成原料为硝基乙酸酯、1，2-二卤代乙烷，涉及反应包括烃化反应、水解反应和还原反应，分离、纯化可得到高含量和高纯度的1-氨基环丙烷-1-羧酸。

背景技术

1-氨基环丙烷-1-羧酸，CAS号：22059-21-8，英文名：1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，一种天然的非蛋白氨基酸，天然存在于各种水果、蔬菜以及农作物水稻和麦类。该化合物有广泛的生理和生物活性，如在酶催化下对植物生长、发育和结果有关键的调节作用；在真菌、微生物和昆虫的生理过程中也作为重要的氨基酸单元；在人类健康方面如老年性疾病、高血糖、神经调节等也有很好的作用；最近，也发现其在禽类养殖中可以作为重要的氨基酸添加剂；同时，它也是合成许多氨基酸、多肽和医药原料中间体的重要原料。随着1-氨基环丙烷-1-羧酸的市场需求量不断增加，开发制备优质的1-氨基环丙烷-1-羧酸新工艺是非常必要的。

关于1-氨基环丙烷-1-羧酸的制备方法，文献报道有20余篇，大致可以分为两条可行路线。目前大生产最常用的是甘氨酸衍生物或者腈基乙酸乙酯与1，2-二溴或者1，2-二氯乙烷关环得到环丙烷母核，再水解、霍夫曼降解得到1-氨基环丙烷-1-羧酸（higoldC.K., et al.. J.Chem.Soc..1922，121:117-123;  Schubert H. Eine vereinfachte Synthese l-Aminocyclopropan -1-carbonsaure. J.Prakt.Chem. 1990,332(5):812-814; MuehistaedtM. Preparation of 1-amino cyclopropane-1-carboxylic acid. Ger. (East), DD294710A5, 1991）。另外一种方法是丙烯酸酯和重氮甲烷加成环化合成吡唑啉中间体，再重排转化为环丙烷母核化合物，最后托保护基得到1-氨基环丙烷-1-羧酸（ThomasN.Wlleeler, JohnA.Ray.A Convenieniand Effieient Synthesis of 1-amino cyclopropane-1-carboxylic acid. Synthetic Communication.1988,18(2):141-149）。

以上路线中，第一种方法中起始原料腈基乙酸乙酯的制备会使用到金属氰化物，为剧毒化合物，污染环境，且对操作人员健康危害大；在水解1-腈基-1-环丙烷羧酸得到1-氨基-羰基-1-环丙烷羧酸时，易得到二酸副产物，导致产率不高，使得产品最终成本高，没有市场竞争性。第二种方法，仅在实验室可行，放大生产存在原辅料价格贵，反应条件难以控制，总产率极低，没有产业化价值。

为了克服以上工艺的缺点，本发明创新采用一条步骤最少，工艺简单，操作容易和环保的路线，以硝基乙酸酯为原料，与1，2-二卤代乙烷在无机弱碱作用下完成环合反应得到环丙烷母核，再进行硝基还原和酯水解反应得到产物1-氨基环丙烷-1-羧酸。

本发明与上述方法之不同特征之处在于：（1）采用了新的起始原料硝基乙酸酯，使得制备路线更加短，收率更高。（2）还原反应采用了价格便宜，条件温和的还原剂，得到高转化率产物。（3）水解反应完成后，直接进入纯化分离工序，使得生产效率大大提高，同时减少了反应出料，更有利于操作人员健康保护，工艺绿色环保。（4）路线更短，设备更简单，操作更加简洁。以上从经济、环境和职业健康角度均为优良的工业化生产之路线。

发明内容

本发明需要解决的核心问题是克服国内外现有1-氨基环丙烷-1-羧酸制备工艺的缺点，建立环境友好、低成本、简洁的从硝基乙酸酯和1，2-二卤代乙烷合成1-氨基环丙烷-1-羧酸工业化生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现，具体路线见说明书附图：

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成工艺路线是以硝基乙酸酯和1，2-二卤代乙烷为原料，经过无机弱碱催化烃化环合、硝基还原为氨基和酯水解，完成1-氨基环丙烷-1-羧酸合成。反应结束进行分离、纯化、结晶得到高含量和高纯度的产品。

具体步骤如下：