D-氨基丙醇的全绿色合成方法

2020/12/24 9:27:59

背景及概述[1]

D-氨基丙醇是一种手性氨基醇。手性氨基醇类化合物具有光学活性,是众多药物、表面活性剂和化学品的核心构筑单元,例如氨基丙醇就是合成氧氟沙星的关键中间体,而氧氟沙星和左旋氧氟沙星是我国的基本药物之一;因此手性氨基醇类化合物具有广阔的应用前景。

制备[1]

制备催化剂,包括以下步骤:

S1:将10g活性炭、0.5g碘化钾和0.5ml盐酸依次加入到20ml去离子水的反应容器中搅拌混合,混合均匀够形成混合液;再将混合液温度升高至80℃,进行超声处理,处理时间为8h;将超声处理后的混合液进行冷冻干燥,得到载体气凝胶

S2:将载体气凝胶放入管式加热炉中煅烧,在氩气氛围下先以2℃/min的升温速度将炉体温度升高至140℃,保温1h;再以2℃/min的升温速度将炉温140℃加热到800℃,保温2h,制得处理后的载体;

S3:先将0.6g六氯钌酸铵和2ml无水乙醇依次加入到装有去离子水的反应容器中搅拌混合,混合均匀后形成第二混合液,再将第二混合液滴加到处理后的载体上;滴加结束后,将载体放入烘箱中进行热反应,在氢气氛围下,以2℃/min的升温速度将烘箱温度升高至200℃,反应时间为2h,制得Ru-活性炭催化剂。制备L-氨基丙醇

将180g(2.0mol)D-丙氨酸固体,10g Ru-活性炭催化剂(活性炭负载金属Ru)以及1.0L 2.05mol·L-1的H3PO4溶液加入到加氢反应釜中搅拌均匀,使D-丙氨酸固体完全溶解,并且使Ru-活性炭催化剂粉末均匀分散在此溶液中;密闭反应釜,通入H2排出空气后,再通入高压H2维持压力为8.0MPa,同时加热维持反应温度为140℃,反应2h。反应完成后停止加热并使料液冷却至室温,同时释放H2压力,然后将反应浆料从反应釜釜底放出进入离心机进行固液分离,分离得到Ru-活性炭催化剂固体直接用于下一批加氢反应。通过高效液相色谱测定滤液中D-丙氨酸含量,结果表明D-丙氨酸转化率高达99.0%,手性保持率达99.8%,固液分离中Ru-活性炭催化剂回收率达100%,液体为D-氨基丙醇磷酸盐溶液。将D-氨基丙醇磷酸盐溶液和水以同向流方式注入双极膜电渗析器中,双极膜电渗析器的膜堆构型为BP+AM双隔室构型,具有12个重复单元,BP型号为Fumasep FBM(FuMA-Tech GmbH,Germany),AM型号为Neosepta AHA(ASTOM Corporation,Japan),阳极室溶液和阴极室溶液均为0.30mol·L-1的H3PO4溶液,操作温度为25℃,流量维持在240mL min-1。当碱室溶液电导率降至900μs cm-1时,停止运行。经双极膜电渗析得到H3PO4溶液和纯净的D-氨基丙醇水溶液,分析结果表明D-氨基丙醇水溶液中磷酸阴离子除去率高达99.9%,酸室中H3PO4溶液浓度可达2.14mol L-1(高于2.05mol·L-1),可直接用于下一批反应。D-氨基丙醇水溶液通过常规蒸馏得到纯的D-氨基丙醇产品。

参考文献

[1] [中国发明] CN201910653274.3 一种手性氨基醇类化合物的全绿色合成方法及其装置

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