[发明专利]甘胺酸的改良合成方法

说明书

本发明涉及甘胺酸的改良合成方法，尤其涉及，令由一氯醋酸（以下简称MCA）及第三胺反应生成的醋酸氯第四胺，以水溶液状令其与一由氨与甲醛反应生成的甲醇胺（amino    methanol）反应，由一般反应在短时间内合成为目的的甘胺酸的改良方法。

众所周知，甘胺酸，又称一胺基醋酸，是已广泛地被应用作为食品添加剂以改善味道及增长保存期间，以及当作农业合成原料、医药合成原料、他种胺基酸的合成原料以及抗坏血酸（维他命C）的分解防止剂而被应用。

迄今为止，甘胺酸的合成方法几乎都借助甲醇腈的胺解而合成胺基甲醯腈，然后将其水解制得甘胺酸的Strecker法。以MCA作为起始原料的方法，只限于实验室方法，在经济上并非可行。其理由（可参照Org.synthesis，Vol.I，P300）如下：

（1）在反应时，除了甘胺酸之外，副生亚胺二醋酸（iminodiacetic    acid）、氮基三醋酸，收率较低;

（2）需大量使用氨;

（3）反应时间长（通常需数天）;

为了改进上述缺点，已有多种研究成果揭示于专利文献中。例如美国专利第3，190，914号是令MCA在水溶液中与氨及甲醛（36.%溶液）反应，以80-90%收率制得甘胺酸。但此方法的缺点为，等摩尔反应时，反应时间甚长而且收率仅70.%，为了使收率增至90.%以上，则必须使用3摩尔以上的氨。在此条件下，MCA转化成甘胺酸时生成的盐酸会与氨结合而生成氯化铵，导致甘胺酸分离困难。为此，需要反复数次地实施利用两者的溶解度差异其浓缩结晶操作始量达成分离目的，故实际收率会相当低。

另按日本特公昭58-22055号，为防止生成副生物，当作触媒大量使用碳酸铵或氯化铵，但在反应中仍难免会生成亚胺二醋酸，而且所用氨水量为生成甘胺酸的10倍以上，因此反应器单位容积生产力相当低，由反应液中回收目的产物的操作将变成复杂，增加成本。

另外也有不使用氨而改用环六次甲基四胺的先例，但共反应率偏低，即约70-80%，同时反应后分离时溶解度低的环六次甲基四胺会妨害分离。

目前较好的分离方法为应用离子交换树脂，但此法需备诸如萃取、展开、展开液浓缩、结晶等较大规模操作设备，且离子交换树脂的再生及/或更换费用也成为增加成本原因之一。

本发明为改进上述已知方法的缺点，提供一种以MCA为起始原料，而由一种反应高收率及高纯度制造甘胺酸的方法。

本发明要旨如上所述，在水溶液中先将MCA与第三胺反应生成醋酸氯第四胺，使MCA的Cl离子化以增进活性，同时令其与一由氨或氨水与甲醛溶液反应生成的甲醇胺反应，以选择生成甘胺酸。然后，将该生成物蒸馏干涸后添加C₁-C₄烷基醇，趁热状态使甲醇胺溶解于热烷基醇中，沉淀分离几乎不溶于热烷基醇的甘胺酸，即可以轻便操作获取纯度98%以上的甘胺基。

本发明人已将在C₁-C₄烷基醇中实施上述要旨反应的甘胺酸制法向专利局提出专利申请（第79106637号）并已核准公告于1991年2月1日公告的专利公报第395页中。该案提供一种以C₁-C₄烷基醇作为溶剂以一系列反应制造甘胺酸的方法，然而本发明人再经研究结果发现该方法仍有以较价昂的仲甲醛（paraformaldehyde）作为甲醛水使用以及使用易燃性溶剂的缺点。

本发明为消除上述缺点，提供一种使用价廉的甲醛溶液替代仲甲醛，同时使用水替代烷基醇而获取同样反应结果的甘胺酸改良制法。

由甲醛液与氨水反应合成甲醇胺，再令其与MCA反应以制得甘胺酸的已知方法的代表例为美国专利第3，190，914号。按此方法为不将MCA预先予以活性化而直接使用，因此为增进反应性需在较高温度下进行反应，且收率亦不高。故商业上价值不高而且有生成氯化铵，导致甘胺酸分离的困难。

根据本发明方法，为首先令MCA与第三胺反应以生成醋酸氯第四胺，使氯（Cl）活性化，令其与甲醇胺反应，然后获得进乎理论反应收率。

以及，醋酸氯第四铵与甲醇胺反应，理论上会生成羟甲基甘胺酸，羟甲基甘胺酸会因第三胺盐酸盐其盐酸的触媒作用被分解成为甘胺酸及甲醛，获得预计的甘胺酸。

一种甘胺酸的改良合成方法，是将下式（Ⅰ）的醋酸氯第四胺