[发明专利]乳清酸中间体5-烷氧基甲叉乙内酰脲的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳清酸中间体5-烷氧基甲叉乙内酰脲的合成方法，具体涉及一种以苯的同系物为溶剂，2-酮-丁二酸酯和尿素为原料，在固体超强酸催化下合成5-烷氧基甲叉乙内酰脲的新方法。

背景技术

5-烷氧基甲叉乙内酰脲（结构式如下A所示）是合成乳清酸的一个重要的中间体，其在碱性条件下进行水解重排反应即可得到乳清酸（结构式如下B所示）。乳清酸又名维生素B13，通常含有一分子结晶水，在水中难溶解，在绝大多数的有机溶剂中的溶解性也较差。

乳清酸及其衍生物在医药上用途广泛，主要用作肝脏药物。除此之外，在化妆品行业，乳清酸作为基质，可以促进细胞新陈代谢，增强细胞活力，延缓皮肤衰老，在欧洲国家被广泛应用。在养殖业，将乳清酸加入饲料中可以加速鸡雏的生长，增加母鸡产蛋量。在食品及保健行业，乳清酸可以作为饮料和多维片的成份之一，另外乳清酸还是生物核酸代谢研究中一个重要的生物代谢中间体，对生物代谢的研究也起着重要的作用。

由于乳清酸用途广泛，因而对其研究越来越得到重视，国外对乳清酸及其衍生物的研究于上世纪即已开展。我国对乳清酸的研究起步较晚，由于研究工作越来越受重视，在乳清酸应用方面的研究也取得了一定的成果。因此，随着乳清酸应用研究的不断深入，乳清酸的市场需求会进一步的扩大。

目前国内已经有厂家生产乳清酸，并且已经开始出口。但是基本采用以溴素为原料的传统工艺方法，生产成本高，三废多，产品中溴残留高，严重限制了产品在高端市场的应用。目前新开发的无溴法生产乳清酸工艺从根本上解决了溴残留高的问题，5-烷氧基甲叉乙内酰脲是无溴法生产乳清酸的中间体，也是无溴法合成乳清酸工艺的关键一步，但是现有技术采用浓硫酸作为催化剂，浓硫酸使用量大，同时催化剂不能回收，需要大量水洗涤，造成废水排放量大，本发明开发的催化体系使得催化剂可以回收，循环使用，可以明显降低生产5-烷氧基甲叉乙内酰脲的成本，降低生产中三废的排放量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种乳清酸中间体5-烷氧基甲叉乙内酰脲的合成方法，以解决现有清酸生产过程中浓硫酸消耗量过大，污染严重，后处理复杂等技术缺陷。

本发明的技术构思是这样的：以固体超强酸为催化剂，将固体超强酸、尿素加入到苯类溶剂中，加热，滴加2-酮-丁二酸酯至反应液，搅拌反应，反应完成后，过滤出固体超强酸催化剂循环使用。母液经蒸馏回收溶剂，溶剂可循环使用，得粗产品，洗涤后即得目标产物。

所述的乳清酸中间体5-烷氧基甲叉乙内酰脲的合成方法，包括以下步骤：将2-酮-丁二酸二酯加热溶于苯类溶剂中，再缓慢滴入尿素与苯类溶剂、固体超强酸的混合液中，反应温度20-180℃，反应2-24小时（延长反应时间对反应结果无影响）。反应结束后，将反应液冷却至室温，过滤，将固体不溶物滤出继续循环使用，母液浓缩，除去溶剂，粗产品用乙醇洗涤，即得5-烷氧基甲叉乙内酰脲，收率50-80%。

其中，上述制备方法中，所述的2-酮-丁二酸酯的结构如下：

所述的2-酮-丁二酸二酯、尿素、固体超强酸三者的摩尔比为1-4:1-5:1。

所述的苯类溶剂选自：苯、甲苯、二甲苯。

所述的固体超强酸为锆系或铁系固体超强酸（市售，购于曲阜市圣泉催化应用科技有限公司，锆系主要是SO₄^2-/ZrO₂，SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃，Zr(OH)₄-Al₂O₃，铁系主要是SO₄^2-/Fe₂O₃，SO₄^2-/Fe₃O₄，SO₄^2-/Fe₂O₃-Al₂O₃，SO₄^2-/Fe₃O₄-Al₂O₃等）。