苯丙氨酸(Phenylalanine,简称Phe)是人体八种必需氨基酸之一。可用作食品营养剂，,也是合成新型保健品甜味剂阿斯巴甜(a-APM)的主要原料,特别是DL-苯丙氨酸最近被证实具有提神醒脑等功效。氨基酸类抗癌药的开发应用,使得市场对DL-苯丙氨酸的需求量猛增,国际市场上每年需求量在2000t以上。
DL-苯丙氨酸在日本、荷兰等国有生产,主要采用Steckers法,以苯乙醛和氰化钠为原料,经氨化、碱解而得。该法生产条件要求高,成本高,严重污染环境。我国对DL-苯丙氨酸研究开发较晚,技术路线主要为Steckers法,且尚未见大批量生产。最近,南京化工大学开发出海因法生产路线，具有反应时间短、氨化率高等优点,但由于亚苄基海因制苯丙酮酸的效果对后续胺化还原影响较大,总转化率较低。
本文采用由苯丙酮酸在Pd/C催化剂上还原胺化合成DL-苯丙氨酸工艺,与国内现行Steckers工艺比较,具有流程短、反应条件温和、反应时间短、无污染、收率高、质量稳定等特点。同目前文献报道的催化胺化还原法比较,也具有反应条件温和、收率高、流程短等优点。
合成方法[1]
向高压釜中加入一定量的苯丙酮酸溶液、氨水及Pd/C催化剂,用氢气置换后,升压至一定压力,在一定温度下进行反应，中途取样检测苯丙酮酸含量至反应基本完全为止。冷却至室温后,向反应液中加入少量水,将反应析出的游离苯丙氨酸固体溶解后(若溶液有色,需加活性炭脱色),抽滤,滤液减压蒸出溶剂回收使用,所得固体用乙醇进行重结晶后抽滤,干燥得DL-苯丙氨酸。
由苯丙酮酸胺化还原合成DL-苯丙氨酸过程中,以Pd/C催化剂的最佳反应条件为:苯丙酮酸初始质量浓度为ρ(PPA)=60g/L,n(NH3·H2O):n(PPA)=3.0:1.0,反应压力1.0MPa,反应温度55℃,还原胺化3h后,其DL-苯丙氨酸产率可达95%以上,产品纯度ω(DL-Phe)>96%。
参考文献
[1] 吴广文,李光兴,梅付名,等. 苯丙酮酸在Pd/C催化剂上还原胺化合成DL-苯丙氨酸[J]. 精细化工,2001,18(10):579-581. DOI:10.3321/j.issn:1003-5214.2001.10.006.