乙酰氨基丙二酸二乙酯的制备及应用

背景及概述^[1][2]

乙酰氨基丙二酸二乙酯，又名为α-乙酰氨基丙二酸二乙酯，是一种分子式为 C9H15NO5的化学品。其多用于医药工业，以及下游化学品合成。

制备^[1]

目前乙酰氨基丙二酸二乙酯的合成方法大多以丙二酸二乙酯和亚硝酸钠为原料，但这种合成方法存在着诸如“三废”产生量大且处理困难、生产成本高以及产品收率低等弊端，如中国的发明专利说明书CN200610082017.1中公开的一种制备乙酰氨基丙二酸二乙酯的新工艺，即以丙二酸二乙酯和亚硝酸钠为起始原料，亚硝基丙二酸二乙酯和酰化剂、溶剂按摩尔比1:1-2:1-2的比例混合，控制温度加入还原剂，待酰化反应完全后，过滤除去催化剂，滤液经减压蒸馏回收醋酸，滤饼洗涤干燥后得到成品。虽然此法节约了原料，但催化还原剂再生困难，利用率低。

又如中国的发明专利说明书CN200710109988.5中公开的一种制备医药中间体AMD的新工艺，发明了一种电还原制备乙酰氨基丙二酸二乙酯的方法，首先以丙二酸二乙酯和亚硝酸钠为原料，制备亚硝基丙二酸二乙酯，然后以亚硝基丙二酸二乙酯 为原料，醋酸钠，醋酸，硫酸钠的溶液为电解液，在有隔膜的板框式电解槽中通以直流电对原料进行电还原制取中间体氨基丙二酸二乙酯，还原产物再进一步酰化制备乙酰氨基丙二酸二乙酯，但该方法电极材料要求较高，且价格昂贵，限制了其大批量生产。

CN201710774468.X提供了一种乙酰氨基丙二酸二乙酯的合成方法，以丙二酸二乙酯和乙酰胺为原料，在金属盐和配体的辅助作用下，在空气中反应制得产品，反 应高效、无污染、成本低，且收率高。

本发明采用的技术方案是：一种乙酰氨基丙二酸二乙酯的合成方法，以丙二酸二乙酯和乙酰胺为原料，以空气为 氧化剂，在金属盐和配体存在下进行反应制得产品。举例如下：一种乙酰氨基丙二酸二乙酯的合成方法，具体包括以下步骤：

a、向反应釜中加入300g醋酸、50g丙二酸二乙酯、27.6g乙酰胺、15.5g氯化亚铜和11g2， 2'-联喹啉-4,4'-二羧酸二钠，在空气条件下搅拌溶清，而后将料液加热至80°C，并保温8小时，使原料进行充分反应，得到乙酰氨基丙二酸二乙酯混合液；

b、保证乙酰氨基丙二酸二乙酯混合液的温度不超过110°C，减压蒸出醋酸，蒸馏时间为 1个小时；

c、将乙酰氨基丙二酸二乙酯混合液冷却至30°C，而后加入200mL水和200mL二氯甲烷， 搅拌15分钟进行萃取反应，而后静置30分钟分层，在上层水层中再加入200mL二氯甲烷，搅 拌15分钟再次进行萃取反应，而后静置30分钟分层，将两次萃取后的二氯甲烷层合并到一 起，干燥后重结晶提纯，得到白色晶状粉末态的乙酰氨基丙二酸二乙酯，氯化亚铜和2,2'- 联喹啉-4,4'-二羧酸二钠则留在水相中，进过处理可进一步回收利用。合成得到的产品乙酰氨基丙二酸二乙酯共62.4g，收率为92.0%，纯度＞99.5%。

本发明的有益效果是：

1、金属盐和配体均廉价易得，在反应结束后经过处理，还可以进一步回收利用，且以空气为氧化剂，极大地降低了生产成本；

2、产品收率＞90%，产品纯 度＞99%，原料转化率高，反应完全；

3、以空气为氧化剂，反应条件为常压，反应平稳，副产物只有水，无“三废”污染问题，符合环保安全要求。

应用 ^[2]

非天然氨基酸N-叔丁氧羰基-L-2-氨基-4-溴-4-戊烯酸及其中间体是多肽合成领域的重要原料，尤其应用于液相多肽合成中。

CN201711088918.6克服原工艺中的复杂性、反应周期长和成本高等技术问题，提供一种非天然氨基酸N-叔丁氧羰基-L-2-氨基-4-溴-4-戊烯酸及其中间体的制备方法，根据乙烯型卤代烃不太活泼不易被消去的特性，采用强碱溶液，一步水解脱羧再经一次蛋白酶拆分，得到目标产物。本发明的技术方案为：一种非天然氨基酸N-叔丁氧羰基-L-2-氨基-4-溴-4-戊烯酸及其中间体的制备方法，以2,3-二溴丙烯和乙酰氨基丙二酸二乙酯为原料更为简便地合成了目标产物，具体包括以下工艺步骤：

(1) 2,3-二溴丙烯和乙酰氨基丙二酸二乙酯，在溶剂中经强碱拔氢3-6小时，旋蒸浓缩，乙酸乙酯溶解，洗涤干燥，旋蒸脱溶结晶制得溴丙烯乙酰氨基丙二酸二乙酯固体。所述溶剂为无水甲醇、无水乙醇、二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种。所述强碱为乙醇钠、乙醇钾、氢化钠或氨基钠中的一种，投料温度-5-10℃。反应温度为20-40℃。2,3-二溴丙烯、乙酰氨基丙二酸二乙酯和强碱物质的量之比为：1:(1.5-2.5): (1.5-2.5)。

(2) 溴丙烯丙二酸二乙酯经强碱溶液皂化反应4-5小时，蒸去有机相得DL-2-乙酰 氨基-4溴-4-戊烯酸溶液。所述强碱溶液为强氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂溶液中的一种。强碱物质的量为溴丙烯乙酰氨基丙二酸二乙酯的1-6倍。反应温度为50-90℃。

(3)于DL-2-乙酰氨基-4溴-4-戊烯酸溶液中加入L-乙酰化酶，控制pH及温度拆分 24-48小时，得D-2-乙酰氨基-4溴-4-戊烯酸及L-2-氨基-4溴-4-戊烯酸混合物。L-乙酰化酶投料比为DL-2-乙酰氨基-4溴-4-戊烯酸质量的1%-5%。所述控制pH及温度：pH为7-8；温度为25-40℃。(4) 萃取D型产物，分离后得L-2-氨基-4溴-4-戊烯酸溶液，在溶剂中加入上叔丁氧羰基保护基团试剂，TLC监测反应，反应4-5小时，经酸化、萃取、干燥、结晶，得到N-叔丁氧羰基-L-2-氨基-4-溴-4-戊烯酸固体。

本发明由2,3-二溴丙烯和乙酰氨基丙二酸二乙酯为原料，根据乙烯型卤代烃不太活泼不易被消去的特性，采用强碱溶液，一步水解脱羧再经一次酶拆分，得到目标产物。缩短了反应周期，降低了原料成本，简化了操作难度。合成路线如下：

主要参考资料

[1] CN201710774468.X 一种乙酰氨基丙二酸二乙酯的合成方法

[2]CN201711088918.6 一种非天然氨基酸N?叔丁氧羰基?L?2?氨基?4?溴?4?戊烯酸的制备方法