專利名稱：：一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及精細(xì)化工、生物化工領(lǐng)域，具體地說，是一種生化反應(yīng)過程中廣泛使用的磷酸化試劑磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法。
背景技術(shù)：
：磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽(簡稱PEPK)是生化反應(yīng)過程中一個廣泛使用的磷酸化試劑，相比較于其他的磷酸化試劑，在生物反應(yīng)過程中，磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽從穩(wěn)定性和控制副反應(yīng)發(fā)生等方面都有一定的優(yōu)越性，但其缺點是價格昂貴。從世界各大化學(xué)公司中磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽產(chǎn)品的報價單表明，尤其是世界頭號化學(xué)試劑生產(chǎn)商Sigma-Aldrich公司產(chǎn)品價格達(dá)到了207.6美元/克(2005-2006商品目錄)的高價，具體見表l。我國該產(chǎn)品的供應(yīng)基本上處于依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。1980年代美國著名的科學(xué)家Whitesides博士率先開發(fā)了摩爾級量的磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成，并將它應(yīng)用推廣到6-磷酸葡萄糖等醫(yī)藥化工領(lǐng)域一些附加值更高的生化試劑制備上。表lPEPK產(chǎn)品在世界各大化學(xué)公司中的報價<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的現(xiàn)有合成方法是以丙酮酸為最初原料的三步反應(yīng)及六個加工步驟(1)經(jīng)過溴化反應(yīng)生成溴代丙酮酸；(2)用大量石油烴類溶劑處理后得到高純度的溴代丙酮酸；(3)提純后的溴代丙酮酸與亞磷酸三垸基酯進(jìn)行磷酸化反應(yīng)生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯；(4)磷酸烯醇式丙酮酸的二垸基酯蒸除溶劑后溶解于水；(5)磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯經(jīng)水解反應(yīng)生成磷酸烯醇式丙酮酸(簡稱PEPA);(6)最后用堿KOH/無水乙醇處理后得到磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽。其缺點是，(1)現(xiàn)有技術(shù)需要用大量的有機溶劑來提純中間體溴代丙酮酸，造成溶劑回收利用、排放工藝運行的高成本，釋放的含溶劑的廢水和廢氣會造成環(huán)境污染；(2)現(xiàn)有技術(shù)需要的步驟多，工藝過程繁瑣，成本高昂。由于磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽昂貴的價格因素，目前，降低其生產(chǎn)成本的高效及環(huán)保合成方法是其研究的方向和熱點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有合成方法的不足，提供一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法，來降低生產(chǎn)成本，同時解決有機溶劑對環(huán)境造成的污染問題。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的(1)采用廉價的國產(chǎn)丙酮酸，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%以上，作為起始原料，經(jīng)過與溴的溴代反應(yīng)，溴與丙酮酸的摩爾比為0.9:1~1.5:1，生成液態(tài)的中間體溴代丙酮酸，其中，中間體溴代丙酮酸不需溶劑提純；(2)該中間體溴代丙酮酸的粗品直接與亞磷酸三垸基酯溶液進(jìn)行磷酸化反應(yīng)，亞磷酸三烷基酯與丙酮酸的摩爾比0.8:1~2.5:1，生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯溶液，其中，磷酸烯醇式丙酮酸的二垸基酯也不需提純；(3)磷酸烯醇式丙酮酸的二垸基酯反應(yīng)液經(jīng)溶劑蒸除后，直接與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成磷酸烯醇式丙酮酸的水溶液；(4)經(jīng)過上述的溴代、磷酸化、水解三步反應(yīng)一鍋法合成的磷酸烯醇式丙酮酸水溶液，經(jīng)過濾除掉不溶的渣滓，然后用固體氫氧化鉀或高濃度的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)磷酸烯醇式丙酮酸水溶液的pH值至2~5，再用無水乙醇處理后，可得磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽晶體固體。本發(fā)明的合成方法路線為CH3C0C00HJLH^^隨應(yīng)，0HPy;::)3,圓A固PEPAPEPK本發(fā)明一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法的積極效果是(1)本發(fā)明克服了原有合成方法中多步反應(yīng)分開進(jìn)行的不足；(2)本發(fā)明不使用石油烴等任何溶劑進(jìn)行中間產(chǎn)物溴代丙酮酸的提純，克服了原有技術(shù)中大量使用石油烴類溶劑的不足；(3)本發(fā)明完全避免了大量有機溶劑對提純中間體溴代丙酮酸的使用，以及由此帶來的溶劑回收工藝的缺陷，降低了生產(chǎn)成本，基本消除了有機溶劑造成的環(huán)境污染問題；(4)本發(fā)明為三步反應(yīng)一鍋法式合成方法，其所有的反應(yīng)可以在同一個反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行，因此其合成工藝流程及設(shè)備可大為簡化，產(chǎn)品收率與現(xiàn)存方法相近，約為40%~50%之間，生產(chǎn)成本也相應(yīng)大大降低。具體實施方式以下提供本發(fā)明的一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法的具體實施方式，但本發(fā)明不限于所提供的實施例。實施例1磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽(PEPK)的毫摩爾級合成丙酮酸(純度98.5%，103.4mmol)，1滴濃硫酸，和15mlCH2C12加入到三口燒瓶中，燒瓶配有磁力攪拌子、滴液漏斗和配有酸吸收的回流冷凝器。溴水(103.4mmo1)在攪拌的狀態(tài)下被加入。滴加完畢，室溫攪拌一夜。將溶劑蒸除后得到褐色的粗溴代丙酮酸。將制得的溴代丙酮酸溶在20ml無水乙醚的溶液，攪拌滴加入亞磷酸三甲酯(108.0mmol)的50ml無水乙醚溶液中，使反應(yīng)體系處于回流狀態(tài)。反應(yīng)保持回流狀態(tài)3.5小時。然后反應(yīng)混合液在室溫下攪拌1.0小時，旋轉(zhuǎn)蒸除溶劑，得到棕色粘稠油液。油液被溶于30ml的水中，并在常溫下攪拌24小時。然后加入6.05gKOH固體和200ml無水乙醇，將沉降的白色沉淀過濾，用無水乙醇洗滌，得到10,2g白色固體PEPK(以丙酮酸為基準(zhǔn)，收率48%)，熔點166-167t:。實施例2磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的摩爾級合成將丙酮酸0.70mo1，CH2Cl260ml，濃硫酸3-4滴加入到三口燒瓶中，燒瓶配備磁力攪拌棒、滴液漏斗和配有酸吸收的回流冷凝器。溴水0.70mol在攪拌的狀態(tài)下被加入。滴加2小時完畢后，再攪拌1小時。溶劑蒸除后，向制得的粗溴代丙酮酸中倒入220ml無水乙醚，攪拌并滴入亞磷酸三甲酯0.95mol的20ml無水乙醚溶液，使反應(yīng)體系處于回流狀態(tài)。滴加2小時完畢后，再保持反應(yīng)在回流狀態(tài)1小時。溶劑蒸除后，向該反應(yīng)混合物加入120ml的蒸餾水，并在常溫下攪拌過夜。將水解液過濾得到磷酸烯醇式丙酮酸的澄清水溶液，然后加入43.5g氫氧化鉀固體調(diào)節(jié)pH值至3左右。倒入250ml無水乙醇，并將沉降的白色沉淀過濾，用無水乙醇洗滌，得到70.0g白色固體PEPK(以丙酮酸為基準(zhǔn)，收率47%)，熔點160-161。C。權(quán)利要求1.一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法，其特征在于，它是按照如下的反應(yīng)方程式進(jìn)行的，id="icf0001"file="S2008100354570C00011.gif"wi="123"he="24"top="48"left="33"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/>其具體步驟是，(1)采用丙酮酸，作為起始原料，經(jīng)過與溴的溴代反應(yīng)，溴與丙酮酸的摩爾比為0.9∶1～1.5∶1，生成液態(tài)的中間體溴代丙酮酸粗品；(2)該中間體溴代丙酮酸粗品直接與亞磷酸三烷基酯溶液進(jìn)行磷酸化反應(yīng)，亞磷酸三烷基酯與丙酮酸的摩爾比0.8∶1～2.5∶1，生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯；(3)磷酸烯醇式丙酮酸二烷基酯的反應(yīng)液經(jīng)蒸除溶劑后，其反應(yīng)混合物直接與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成磷酸烯醇式丙酮酸的水溶液；(4)經(jīng)過上述的溴代、磷酸化、水解三步反應(yīng)一鍋法合成的磷酸烯醇式丙酮酸水溶液，其再經(jīng)過濾除掉不溶的渣滓，然后用固體氫氧化鉀或氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)磷酸烯醇式丙酮酸水溶液的pH值至2～5，再用無水乙醇處理后，可得磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽晶體固體。全文摘要本發(fā)明公開了一種磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的合成方法，其步驟是，采用丙酮酸作為起始原料，經(jīng)過與溴的溴化反應(yīng)，生成液態(tài)的中間體溴代丙酮酸粗品；其粗品直接與亞磷酸三烷基酯溶液進(jìn)行磷酸化反應(yīng)，生成磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯；磷酸烯醇式丙酮酸的二烷基酯反應(yīng)混合物直接與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成磷酸烯醇式丙酮酸；該溴代、磷酸化、水解三步反應(yīng)一鍋法合成的磷酸烯醇式丙酮酸的水溶液，經(jīng)過濾除掉不溶的渣滓，然后用氫氧化鉀調(diào)節(jié)其pH值至2～5，再用無水乙醇處理后，可得磷酸烯醇式丙酮酸鉀鹽的晶體固體粉末。本發(fā)明的優(yōu)點低成本，較高的收率，環(huán)保的合成方法及簡單的工藝流程。文檔編號C07F9/09GK101250198SQ20081003545公開日2008年8月27日申請日期2008年4月1日優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日發(fā)明者段梅莉,杰鮑申請人:華東理工大學(xué)