[发明专利]谷氨酸N,N-二乙酰胺、谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈、其碱金属盐、其制备方法及其用途

说明书

本发明涉及谷氨酸N，N-二乙酰胺、谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈、其碱金属盐、其制备方法，以及它们在例如制备纯谷氨酸-N，N-二乙酸和其盐中的用途。 

螯合剂是能与金属离子形成配合物的试剂。螯合剂的例子包括化合物如EDTA(乙二胺N，N，N’，N’-四乙酸)、MGDA(甲基甘氨酸N，N-二乙酸)和GLDA(谷氨酸，N，N-二乙酸)。 

公开了GLDA可以用于许多应用，因为它具有优良的可生物降解性。一些文献公开了制备GLDA的方法。 

EP 884381在合成实施例1中公开了“经典的”Strecker方法在大量氢氧化钠的存在下制备GLDA，即在碱性较大的条件下制备。 

JP 11092436-A在实施例3和实施例8中公开了一种制备和分离谷氨酸N-单乙酰胺、N-单乙酸二钠盐的方法。在实施例3中，原料是谷氨酸N-单乙酸，这是一种难以合成的原料。也需要许多提纯步骤来提纯实施例3的产物。在实施例8中，原料是谷氨酸N，N-二乙腈，这是一种更常见的原料，可以较容易地用Singer合成工艺合成。但是，因为在此实施例中，二乙腈化合物的水解是在碱性条件下进行的，所以主要产物是二乙酸，仅仅形成少量的单乙酰胺单乙酸化合物，因为在碱性条件下的水解将持续直到出现完全水解的羧酸化合物，且不能很好地控制。 

现在惊奇地发现如果谷氨酸N，N-二乙腈在酸性或中性条件下水解，则乙腈基团被转化成乙二酰胺基团而不是转化成羧酸基团。另外惊奇地发现所得的谷氨酸N-乙腈、N-乙酰胺和谷氨酸N，N-二乙酰胺可以非常合适地以晶体的形式分离。 

本发明因此提供谷氨酸N，N-二乙酰胺、谷氨酸N，N-二乙酰胺的钾盐或钠盐、谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈以及谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈的钾盐或钠盐，以及制备它们的方法。在一个具体实施方案中，本发明提供谷氨酸N，N-二乙酰胺、谷氨酸N，N-二乙酰胺的钾盐或钠盐、谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈以及谷氨酸N-乙酰胺N-乙腈的钾盐或钠盐的晶体。 

因此，与EP 884381中公开的合成方法相比，发现可以制备可分离形式的谷氨酸的乙酰胺。发现在微酸性至中性的pH下长期储存GLDN会引起水解，但是因为水解条件是温和的，所以水解将是不完全的，导致形成酰胺官能团而不是羧酸官能团。 

应当理解的是，当这些酰胺沉淀和分离时可以用于通过进一步水解而合成高纯度的基本不含副产物的GLDA溶液。 

所以，在本发明的一个实施方案中提供了一种制备谷氨酸酰胺的方法，其中谷氨酸N，N-二乙腈或其钠盐或钾盐的水解在0.5-7的pH下进行，得到谷氨酸-N，N-二乙酰胺、谷氨酸-N-单乙酰胺-N-单乙腈或其碱金属盐，其中在任选的随后步骤中分离谷氨酸-N，N-二乙酰胺、谷氨酸-N-单乙酰胺-N-单乙腈或其碱金属盐。 

这些谷氨酸酰胺由下式表示： 

对于单酰胺单腈是HOOC-CH₂-CH₂-CH(COOM)-N-(CH₂-CN)(CH₂-C(O)-NH₂)，或对于二酰胺是HOOC-CH₂-CH₂-CH(COOM)-N-(CH₂-C(O)-NH₂)₂，其中M＝碱金属或H。在本申请中，谷氨酸酰胺化合物也称为GLD酰胺。 

在一个实施方案中，新的谷氨酸二乙酰胺晶体是通过所谓Singer路线制备的。反应路线包括使谷氨酸与甲醛和氰化氢在碱金属氢氧化物的存在下反应，先得到谷氨酸二乙腈(或其单碱金属盐)。这些类型的产物公知为氨基乙腈，或简称为“腈”，并在谷氨酸腈的情况下也称为GLDN。GLDN随后水解得到GLD酰胺。 

最后，本发明涉及所述酰胺在制备谷氨酸N，N-二乙酸或其盐中、作为结晶抑制剂、优选石盐抑制剂和在油井应用中、在洗涤剂组合物、脱垢组 合物、微生物组合物、微营养素组合物中、在气体脱硫、纸浆和纸漂白中或在制备任何这些组合物中的用途。 

在一个更优选的制备本发明化合物的实施方案中，按每当量谷氨酸或其盐计使用1.6-2.4当量的甲醛，并且按每当量谷氨酸或其盐计使用1.6-2.4当量的HCN。在一个更优选的实施方案中，按每当量谷氨酸或其盐计使用1.9-2.1当量的甲醛和HCN。最优选的是，按每当量谷氨酸或其盐计使用约2.0当量的甲醛和HCN。在此方法中，HCN的量可以(但不必须是)与甲醛的量相同。