[发明专利]通过复分解、水解随后氢化合成氨基酸的方法

说明书

发明领域

本发明涉及由不饱和脂肪酯或腈以高纯度合成氨基酸的方法，包括复分解步骤。

技术背景

已经测试了几种包括复分解步骤的由不饱和脂肪酸、酯或腈合成氨基酸的路线。但是，受试的反应序列都不能真正让人满意。

根据第一种受试路线，交叉复分解后接氢化产生了含有许多杂质的氨基酯。此外，如果其包含超过9个碳原子，该氨基酯被证明极难提纯，尤其蒸馏产率基本不足以设想工业应用。

根据第二种受试路线，交叉复分解后接氢化并随后水解获得的氨基酸酯以制造氨基酸被证明在实际应用中无法实现，因为其难以水解如氨基酯那样具有反应性的产物，其在水解条件下更倾向于聚合。

根据再一种受试路线，人们意识到，涉及酸如脂肪酸或丙烯酸的交叉复分解提供了低酸腈产率（<60%），以至于即使随后氢化，这种类型的交叉复分解也不能简单地导向氨基酸。

此外，复分解和/或氢化催化剂倾向于导致在生成作为目标氨基酸的伯胺的同时伴随生成仲胺。

然而，含有9个碳的直链氨基酯可以通过蒸馏容易地提纯，例如根据专利FR 1 087 798中描述的Pechiney法，但这并不适于其主碳链包含超过9个碳原子的更重质氨基酯。现有方法，尤其上述方法，不能解决含有超过9个碳的长链氨基酯的提纯问题。

最后，在氨基酸或氨基酯中存在杂质（即使以0.5%至1%数量级的明显少量）也使得这些氨基酸或氨基酯极难或甚至不可能直接用作聚合单体，尤其是考虑到：

- N-烷基化反应，

- 获得的低聚合度（DP），其例如不超过30。

特别地，杂质如仲胺的存在不仅导致这些DP限制，还导致了：

- 污染聚合产物的问题，

- 单体中存在的该杂质（仲胺，以及灰分、镍、矿物盐等等）造成的聚合产物着色，

- 或聚合装置结垢的问题。

本发明的目的由此在于通过包含尽可能少的步骤的简单方法以高纯度合成氨基酸，其中杂质，尤其是仲胺的含量小于0.5重量%并优选小于0.2重量%，具有氨基酸的高产率（>90%），允许提纯并由此能够容易地聚合该氨基酸。

申请人现在发现了能够以相当特别的步骤顺序实现该目的的一种方法。

发明概述

本发明的一个主题由此是由下式的不饱和脂肪化合物I合成氨基酸的方法：

R1-CH=CH-[(CH₂)_q-CH=CH]_p-(CH₂)_n-R2

其中：

R1是H、在适当情况下包含羟基官能的1至11个碳原子的烷基基团，或(CH₂)_m-R4

m是0至11的整数，

n是2至13的整数，

p是整数，p等于0、1或2，

q是等于0或1的整数，

R2是COOR5或CN，

R4是H或R2，

R5是1至11个碳原子的烷基基团，或带有一个或两个羟基官能的包含两个或三个碳原子的基团，或者是其中所述甘油酯残基的各脂肪酸是饱和或不饱和的甘油二酯或甘油三酯残基，

其特征在于其包含至少以下步骤：

- 与短链不饱和化合物II的交叉复分解，

化合物I或II之一包含腈官能，这些化合物II或I的另一种包含酯官能，由于获得并回收至少一种单不饱和腈酯（下文中缩写为UNE），

- 将该UNE水解为不饱和酸腈（下文中缩写为UAN），

- 将该UAN氢化为饱和氨基酸（下文中缩写为AA），

- 任选提纯该AA（任选步骤）。

发明详述

对本发明来说，交叉复分解（下文中缩写为cm）是在酯化合物与腈化合物之间的复分解反应：

- 在通常衍生自油脂化工的不饱和脂肪酯与短链不饱和腈化合物如丙烯腈之间，

- 或在通常衍生自油脂化工的不饱和脂肪腈化合物与短链不饱和酯化合物如丙烯酸酯，并且在这种情况下优选丙烯酸甲酯之间。

为了利用衍生自可再生天然来源的原材料的目的开发本发明的方法。由此优选使用衍生自天然脂肪酸的不饱和脂肪酯或不饱和腈作为“化合物I”。但是，化合物I同样可以选自通过化学合成获得的类似不饱和化合物。