專利名稱：乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法
技術領域：
本發明涉及ー種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，具體涉及ー種以苯的同系物為溶剤，2-酮-丁ニ酸酯和尿素為原料，在固體超強酸催化下合成5-烷氧基甲叉こ內酰脲的新方法。
背景技術：
5-烷氧基甲叉こ內酰脲(結構式如下A所示)是合成乳清酸的ー個重要的中間體，其在堿性條件下進行水解重排反應即可得到乳清酸(結構式如下B所示)。乳清酸又名維生素B13，通常含有一分子結晶水，在水中難溶解，在絕大多數的有機溶劑中的溶解性也較差。·
H yPH
;cYnY0
v 、。COOH
(R = CR；.. C2H5, I-C3H7, n-C3H7, I-C4H9, D-C4Hy.. terf C4Hy)
AB乳清酸及其衍生物在醫藥上用途廣泛，主要用作肝臟藥物。除此之外，在化妝品行業，乳清酸作為基質，可以促進細胞新陳代謝，增強細胞活力，延緩皮膚衰老，在歐洲國家被廣泛應用。在養殖業，將乳清酸加入飼料中可以加速雞雛的生長，増加母雞產蛋量。在食品及保健行業，乳清酸可以作為飲料和多維片的成份之一，另外乳清酸還是生物核酸代謝研究中ー個重要的生物代謝中間體，對生物代謝的研究也起著重要的作用。由于乳清酸用途廣泛，因而對其研究越來越得到重視，國外對乳清酸及其衍生物的研究于上世紀即已開展。我國對乳清酸的研究起步較晩，由于研究工作越來越受重視，在乳清酸應用方面的研究也取得了一定的成果。因此，隨著乳清酸應用研究的不斷深入，乳清酸的市場需求會進ー步的擴大。目前國內已經有廠家生產乳清酸，并且已經開始出口。但是基本采用以溴素為原料的傳統エ藝方法，生廣成本尚，ニ廢多，廣品中漠殘留尚，嚴重限制了廣品在聞端市場的應用。目前新開發的無溴法生產乳清酸エ藝從根本上解決了溴殘留高的問題，5-烷氧基甲叉こ內酰脲是無溴法生產乳清酸的中間體，也是無溴法合成乳清酸エ藝的關鍵一歩，但是現有技術采用濃硫酸作為催化劑，濃硫酸使用量大，同時催化劑不能回收，需要大量水洗滌，造成廢水排放量大，本發明開發的催化體系使得催化劑可以回收，循環使用，可以明顯降低生產5-烷氧基甲叉こ內酰脲的成本，降低生產中三廢的排放量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供ー種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，以解決現有清酸生產過程中濃硫酸消耗量過大，污染嚴重，后處理復雜等技術缺陷。本發明的技術構思是這樣的以固體超強酸為催化劑，將固體超強酸、尿素加入到苯類溶劑中，加熱，滴加2-酮-丁ニ酸酯至反應液，攪拌反應，反應完成后，過濾出固體超強酸催化劑循環使用。母液經蒸餾回收溶剤，溶劑可循環使用，得粗產品，洗滌后即得目標產物。所述的乳清酸中間體5-烷氧基甲叉こ內酰脲的合成方法，包括以下步驟將2_酮-丁ニ酸ニ酯加熱溶于苯類溶劑中，再緩慢滴入尿素與苯類溶劑、固體超強酸的混合液中，反應溫度20-180°C，反應2-24小時(延長反應時間對反應結果無影響)。反應結束后，將反應液冷卻至室溫，過濾，將固體不溶物濾出繼續循環使用，母液濃縮，除去溶劑，粗產品用こ醇洗滌，即得5-烷氧基甲叉こ內酰脲，收率50-80%。其中，上述制備方法中，所述的2-酮-丁ニ酸酯的結構如下
OO
O
R=CH; X12H^n-Pr ふ Pr,"."所述的2-酮-丁ニ酸ニ酷、尿素、固體超強酸三者的摩爾比為1-4:1-5: I。所述的苯類溶劑選自苯、甲苯、ニ甲苯。所述的固體超強酸為鋯系或鐵系固體超強酸(市售，購于曲阜市圣泉催化應用科技有限公司，鋯系主要是S042_/Zr02，SO42VZrO2-Al2O3, Zr (OH) 4_A1203，鐵系主要是S042_/Fe2O3, SO42VFe3O4, SO42VFe2O3-Al2O3, SO42VFe3O4-Al2O3 等)。與現行的生產技術相比，本發明用固體超強酸替代了濃硫酸做5-烷氧基甲叉こ內酰脲合成時的酸催化劑，相比濃硫酸做催化劑的反應，該方法由于催化劑可以循環使用，節省了催化劑的使用量，而且由于不使用濃硫酸，后期處理上就斷絕了污水的產生，這樣不僅減少了污染，而且極大降低了成本，因為催化劑是固體超強酸，在生產過程中，運輸，儲藏，投料也更加安全，改善了工人的操作環境。并且，本發明后處理工藝簡單經濟，三廢少，收率高等優點，是ー種新型的合成5-烷氧基甲叉こ內酰脲的生產方法。
具體實施例方式以下結合具體實施例進ー步詳細描述本發明的技術方案，但所述實施例不限制本發明的保護范圍。實施例I取200g 2-酮-丁ニ酸ニ甲酯加熱溶于IL ニ甲苯，再將113g尿素、20gS0427Zr02，投入2L ニ甲苯中，開始加熱攪拌，將2-酮-丁ニ酸ニ甲酯(R=CH3)的ニ甲苯溶液緩慢滴入尿素、固體超強酸、ニ甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束時，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續使用，將母液濃縮，即得5-甲氧基甲叉こ內酰脲，反應收率72%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。
實施例2取50g 2-酮-丁ニ酸ニ甲酯加熱溶于200ml甲苯，再將28. 3g尿素、5gS0427Fe2O3-Al2O3,投入500ml甲苯中，開始加熱攪拌，將2-酮-丁ニ酸ニ甲酯(R=CH3)的甲苯溶液緩慢滴入尿素、固體超強酸、甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束吋，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續使用，將母液濃縮，即得5-甲氧基甲叉こ內酰脲，反應收率68%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。實施例3取84. 9g尿素、15g固體超強酸S042_/Zr02-Al203，投入IL ニ甲苯中，并滴入2_酮-丁 ニ酸ニこ酯(R=C2H5) 165g，開始加熱攪拌，ニ甲苯的混合物中，油浴溫度控制在1300C，反應8-24小吋，待反應結束吋，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續使用，將·母液濃縮，即得5-こ氧基甲叉こ內酰脲，反應收率74%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。實施例4取113g尿素、20g固體超強酸SO42YFe2O3，投入I. 5L甲苯中，并滴入2_酮-丁ニ酸ニこ酯(R=C2H5) 218. 5g，開始加熱攪拌，甲苯的混合物中，油浴溫度控制在130°C，反應8-24小吋。待反應結束時，冷卻至室溫，過濾，濾出的固體超強酸繼續使用，將母液濃縮，即得5-こ氧基甲叉こ內酰脲，反應收率78%。用こ醇洗滌兩次，直接用于下一歩乳清酸的反應。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍中。
權利要求
1.一種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法，包括如下步驟將2-酮-丁二酸二酯加熱溶于苯類溶劑中，再緩慢滴入尿素與苯類溶劑、固體超強酸的混合液中，反應溫度20-180°C，反應2-24小時；反應結束后，將反應液冷卻至室溫，過濾，將固體不溶物濾出繼續循環使用，母液濃縮，除去溶劑，粗產品用乙醇洗滌，即得目標產物5-烷氧基甲叉乙內酰脲。
2.根據權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的2-酮-丁二酸酯的結構如下
3.根據權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的固體超強酸為鋯系或鐵系固體超強酸。
4.根據權利1、2或3所述的合成方法，其特征在于，2-酮-丁二酸二酯尿素固體超強酸的摩爾比為1-4:1-5: I。
5.根據權利I所述的合成方法，其特征在于，所述的苯類溶劑選自苯、甲苯、二甲苯。
全文摘要
本發明公開了一種乳清酸中間體5-烷氧基甲叉乙內酰脲的合成方法，以固體超強酸為催化劑，將固體超強酸、尿素加入到苯類溶劑中，加熱，滴加2-酮-丁二酸酯至反應液，攪拌反應，反應完成后，過濾出固體超強酸催化劑循環使用。母液經蒸餾回收溶劑，溶劑可循環使用，得粗產品，洗滌后即得目標產物。與現有技術相比較，本發明具有后處理工藝簡單經濟，三廢少，收率高等優點，是一種新型的合成5-烷氧基甲叉乙內酰脲的方法。
文檔編號C07D233/96GK102786478SQ20121031046
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者代立, 廖本仁, 張傳好, 顧慧娟, 黃曉云 申請人:上海華誼(集團)公司