D-氨基丙醇的全绿色合成方法

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