一種γ-氨基丁酸的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種γ -氨基丁酸的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]γ -氨基丁酸，又稱(chēng)氨酪酸，是一種非蛋白質(zhì)組成的天然氨基酸，是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它參與多種代謝活動(dòng)，具有很高的生理活性。研究表明，γ-氨基丁酸具有改善脂質(zhì)代謝，防止動(dòng)脈硬化、降低血氨、降低血壓、提高腦活力、鎮(zhèn)靜神經(jīng)、抗焦慮、促進(jìn)乙醇代謝等生理活性。
[0003]目前，γ-氨基丁酸的制備方法大致分三類(lèi):微生物發(fā)酵法、生物提純法和化學(xué)合成法。其中化學(xué)合成法的研究有以下幾種:
[0004]1、以臨苯二甲酰亞氨鉀和γ-氯丁氰為原料在強(qiáng)烈條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物與濃硫酸作用后在經(jīng)過(guò)水解制得γ-氨基丁酸。
[0005]2、以丁酸和氨水為原料，在γ射線照射條件下合成γ-氨基丁酸。
[0006]3、以γ - 丁內(nèi)酯和氯化亞砜為原料在常壓下經(jīng)開(kāi)環(huán)、氯代制得4-氯丁酰氯，再與甲醇進(jìn)行酯化，經(jīng)胺化、水解后分離純化制得γ -氨基丁酸。
[0007]4、吡咯烷酮開(kāi)環(huán)法制得γ -氨基丁酸。
[0008]其中，公開(kāi)號(hào)為CN100999479A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種氨酪酸的制造方法，用氫氧化鈉或氫氧化鉀作為α-吡咯烷酮的水解開(kāi)環(huán)試劑在常壓下回流2?3小時(shí)生成γ-氨基丁酸鈉，再用弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱酸化處理γ-氨基丁酸鈉生成γ-氨基丁酸水溶液，用反滲透裝置分離γ -氨基丁酸水溶液中的部分水，然后經(jīng)活性炭脫色，濃縮析晶，乙醇分散，離心分離、干燥，得到氨基丁酸成品。然而，該法生產(chǎn)步驟復(fù)雜，設(shè)備要求高，而且生產(chǎn)過(guò)程中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂需要經(jīng)?；罨?，易產(chǎn)生酸性廢水，造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種利用α -吡咯烷酮合成γ-氨基丁酸的新方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種γ-氨基丁酸的合成方法，所述方法包括如下步驟:
[0011]I)完全溶解α -吡咯烷酮；
[0012]2)加入固體堿催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)；
[0013]3)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液過(guò)濾，濾液經(jīng)濃縮后進(jìn)行降溫結(jié)晶，晶體離心后經(jīng)烘干得到γ-氨基丁酸成品。
[0014]進(jìn)一步地，所述固體堿催化劑為KNH2/Al203、KF/Al203、K0H/Al203、Na/C2Al203、Na0H/C2Al2O3中的一種。
[0015]作為優(yōu)選，所述固體堿催化劑為KF/A1203。
[0016]進(jìn)一步地，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50?150°C。
[0017]作為優(yōu)選，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80?120°C。
[0018]進(jìn)一步地，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為0.5?5h。
[0019]作為優(yōu)選，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為I?2h。
[0020]進(jìn)一步地，α -吡咯烷酮與固體堿催化劑的質(zhì)量比為1:0.5?2.0。
[0021]作為優(yōu)選，α -吡咯烷酮與固體堿催化劑的質(zhì)量比為1:0.8?1.2。
[0022]進(jìn)一步地，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液降溫至40°C進(jìn)行過(guò)濾，濾液在60?75°C下進(jìn)行減壓濃縮，濃縮液降溫至25?28°C養(yǎng)晶。
[0023]本發(fā)明還提供了一種最佳實(shí)施方式:
[0024]以α -吡咯烷酮加水升溫溶解，固體堿催化劑的加入量為α -吡咯烷酮0.8?1.0倍，在102?105°C溫度下進(jìn)行催化反應(yīng)1.5?2h。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液過(guò)濾，濾餅重復(fù)使用；濾液經(jīng)濃縮后進(jìn)行降溫結(jié)晶。晶體離心后經(jīng)烘干得到含量99%以上的γ-氨基丁酸成品O
[0025]本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明提供的γ-氨基丁酸的合成方法，反應(yīng)步驟少，收率高，污染少，符合綠色化工的發(fā)展理念。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0028]實(shí)施例1
[0029]將100kg(含量99.5% ) α -吡咯烷酮投到反應(yīng)釜中，加500L水，加熱到50°C攪拌溶解完全。投入800kg KF/A1203升溫至102°C反應(yīng)1.5h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至40°C進(jìn)行過(guò)濾，濾餅重復(fù)使用，濾液在60?75°C下進(jìn)行減壓濃縮。濃縮液降溫至25?28°C養(yǎng)晶5h。晶漿液離心后將晶體烘干，得到970kg γ -氨基丁酸，含量99.2%，收率約80.0%。
[0030]實(shí)施例2
[0031]將100kg(含量99.5% ) α -吡咯烷酮投到反應(yīng)釜中，加500L水，加熱到50。。攪拌溶解完全。投入1200kg KF/A1203升溫至102°C反應(yīng)1.5h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至40°C進(jìn)行過(guò)濾，濾餅重復(fù)使用，濾液在60?75°C下進(jìn)行減壓濃縮。濃縮液降溫至25?28°C養(yǎng)晶5h。晶漿液離心后將晶體烘干，得到973kg γ -氨基丁酸，含量99.1 %，收率約80.3%。
[0032]實(shí)施例3
[0033]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)溫度控制在120°C，得到960kg γ -氨基丁酸，含量99.3%，收率約79.6%。
[0034]實(shí)施例4
[0035]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)時(shí)間增加至2h，得到963kg γ _氨基丁酸，含量99.3%，收率約79.5%。
[0036]實(shí)施例5
[0037]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于使用KNH2Al2O3作為催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，得到946kg γ -氨基丁酸，含量98.9%,收率約77.9%。
[0038]實(shí)施例6
[0039]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于使用NaOHAVVl2O3作為催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，得到953kg γ -氨基丁酸，含量98.8%,收率約78.4% 0
[0040]實(shí)施例7
[0041]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)溫度控制在50°C，得到962kgY-氨基丁酸，含量98.5%，收率約78.9%。
[0042]實(shí)施例8
[0043]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)溫度控制在80°C，得到967kg γ -氨基丁酸，含量99.0%，收率約79.7%。
[0044]實(shí)施例9
[0045]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)溫度控制在150°C，得到949kg γ -氨基丁酸，含量98.8%，收率約78.1%。
[0046]實(shí)施例10
[0047]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，得到930kg γ -氨基丁酸，含量98.5%，收率約76.3%。
[0048]實(shí)施例11
[0049]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于催化反應(yīng)時(shí)間為5h，得到938kg γ -氨基丁酸，含量98.7%，收率約77.1% ο
[0050]實(shí)施例12
[0051]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于投入500kg KF/A1203進(jìn)行催化反應(yīng)，得到954kg γ -氨基丁酸，含量98.9%，收率約78.6%。
[0052]實(shí)施例13
[0053]按照實(shí)施例1的方法，區(qū)別點(diǎn)僅在于投入2000kg KF/A1203進(jìn)行催化反應(yīng)，得到949kg γ -氨基丁酸，含量99.1%，收率約78.3%。
[0054]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)完全溶解α-吡咯烷酮； 2)加入固體堿催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)； 3)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液過(guò)濾，濾液經(jīng)濃縮后進(jìn)行降溫結(jié)晶，晶體離心后經(jīng)烘干得到γ-氨基丁酸成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固體堿催化劑為KNH2/A1203、KF/Al2O3' K0H/A1203、Na/C2A1203、Na0H/C2Al203中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述固體堿催化劑為KF/A1203。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50 ?150°C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80?120°C。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為0.5 ?5h07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述催化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為I?2h。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，α-吡咯烷酮與固體堿催化劑的質(zhì)量比為1:0.5?2.0。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，α-吡咯烷酮與固體堿催化劑的質(zhì)量比為1:0.8 ?1.2ο10.根據(jù)權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液降溫至40°C進(jìn)行過(guò)濾，濾液在60?75°C下進(jìn)行減壓濃縮，濃縮液降溫至25?28°C養(yǎng)晶。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種γ-氨基丁酸的合成方法，包括：1)完全溶解α-吡咯烷酮；2)加入固體堿催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)；3)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液過(guò)濾，濾液經(jīng)濃縮后進(jìn)行降溫結(jié)晶，晶體離心后經(jīng)烘干得到γ-氨基丁酸成品。所述固體堿催化劑為KNH2/Al2O3、KF/Al2O3、KOH/Al2O3、Na/C2Al2O3、NaOH/C2Al2O3中的一種，優(yōu)選為KF/Al2O3。
【IPC分類(lèi)】C07C227/22, C07C229/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105130831
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510465093
【發(fā)明人】張飛, 楊為華, 徐斌, 張雪鋒
【申請(qǐng)人】安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日