一种d-天门冬氨酸的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种D-天门冬氨酸的制备方法。
【背景技术】
[0002] N-甲基-D-天门冬氨酸是D-天门冬氨酸的甲基化产物。大量试验证实，N-甲基-D-天门冬氨酸的生物合成源于D-天门冬氨酸，生物体内存在一种能够催化D-天门冬氨酸合成 N-甲基-D-天门冬氨酸的酶。很多研究表明适量的N-甲基-D-天门冬氨酸能够促进动物腺垂 体中生长激素的分泌，是一种高效促生长的新型饲料添加剂。
[0003] 发酵法和蛋白质水解得到的是L-天门冬氨酸，人工合成的是DL-天门冬氨酸，DL-天门冬氨酸的制备方法是，用反丁烯二酸二乙酯与干燥的液氨，在无水乙醇中，采用7.5个 大气压、内温为l〇〇°C条件下，反应24小时，生成的胡椒口泰-2.5-二酮-3.6-二乙酸胺，再用 6N氢氧化钠水解，然后用6N盐酸中和后，加入醋酸铜使DL-天门冬氨酸络合铜析出，再用硫 化氢去铜后得到DL-天门冬氨酸。原料也可用顺丁烯二酸酐，但需要更高的温度和压力（180 °C，10个大气压）。由反应过程可见，DL-天门冬氨酸的制备工艺复杂，反应步骤多，需要高温 高压，同时采用硫化氢去铜，造成环境污染，产率低，仅有41%。目前也还没有理想的拆分方 法通过DL-天门冬氨酸的拆分获得D-天门冬氨酸。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种节能、环保、高效的D-天门冬氨酸的制备方法。本发明 采用的技术方案是，一种D-天门冬氨酸的制备方法，采用构型转化方式使L-苹果酸转化成 D-天门冬氨酸，包括如下步骤：
[0005] 第一步，以L-苹果酸为原料经过酯化反应制备L-苹果酸二甲酯；
[0006] 第二步，上步制得的L-苹果酸二甲酯与磺酰化试剂反应，生成L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯；
[0007] 第三步，上步制得的L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯与邻苯二甲酰亚胺钾或邻苯二 甲酰亚胺钠反应，苯磺酸是一个很好的离去基因，生成D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰 亚胺；
[0008] 第四步，上步制得的D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺在碱性条件下水解 生成D-天门冬氨酸二钠，通过阳离子交换树脂后，流出液经浓缩、结晶，得到D-天门冬氨酸； 反应式如下：
[0010] 优选地，所述D-天门冬氨酸的制备方法，包括如下步骤：
[0011] 第一步，L-苹果酸二甲酯的制备:在反应容器内，加入L-苹果酸，并加入甲醇使之 溶解，然后加入浓硫酸，加热回流3~5小时，冷却至室温后，将反应液倾入水中充分搅拌后， 用萃取剂萃取三次，合并有机相，经水洗，无水硫酸钠干燥，减压回收萃取剂，得到白色固体 L-苹果酸二甲酯。
[0012]优选地，该步骤中，所用萃取剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯。L-苹果酸与甲醇的摩尔体积比为1:200~1:800。
[0013]第二步，L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯的制备：在反应容器内加入L-苹果酸二甲 酯，再加入缚酸剂、溶剂使固体完全溶解，然后加入磺酰化试剂，加热回流2~3小时，冷却至 室温水洗，无水硫酸钠干燥，减压回收缚酸剂，得到L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯。
[0014]优选地，该步骤中，所用磺酰化试剂为苯磺酰氯或对甲基苯磺酰氯;所用缚酸剂为 三乙胺或吡啶或甲基吡啶;所用溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯;L-苹果 酸二甲脂与磺酰化试剂的摩尔比1:1~1:2 ;L-苹果酸二甲酯与缚酸剂的摩尔体积比为1: 200~1:400; L-苹果酸二甲酯与溶剂的摩尔体积比为1:500~1:2000。
[0015]第三步，D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺的制备:在反应容器内加入L-苹 果酸二甲酯-2-苯磺酸酯，再加入二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺使之溶解，然后加入邻苯二 甲酰亚胺钾或邻苯二甲酰亚胺钠，加热回流3~5小时后，用萃取剂萃取，减压回收萃取剂 后，得到D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺。
[0016] 优选地，该步骤中，所用萃取剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷;L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯与邻苯二甲酰亚胺钾或邻苯二甲酰亚胺钠的摩尔比1:1~1:3; L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯与二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺的摩尔体积比为1:500~1: 1000ο
[0017] 第四步，D-天门冬氨酸二甲酯的制备:在反应容器内，加入D-天门冬氨酸-2-邻苯 二甲酰亚胺，再加入4N氢氧化钠溶液，加热水解2.5~4小时后，用6N盐酸调节PH=8，用乙酸 乙酯萃取，减压回收乙酸乙酯得到D-天门冬氨酸二甲酯。
[0018] 第五步，D-天门冬氨酸的制备:在反应容器内加入D-天门冬氨酸二甲酯，然后加入 6N氢氧化钠，加热水解3~5小时，用6N盐酸调节PH = 7，使D-天门冬氨酸二钠溶液通过再生 好的阳离子交换树脂，收集PH = 4以前的流出液，经浓缩至原体积五分之一后，加入95%乙 醇，析出D-天门冬氨酸。
[0019] 本发明的有益效果在于，该技术方案采用构型转化技术，使L-苹果酸转化成D-天 门冬氨酸，不需要高温高压，不需要拆分，无环境污染，产率可达75%以上。
[0020] 下面将结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1:DL_天门冬氨酸的制备方法，具体步骤如下：
[0022] 1、L-苹果酸二甲酯的制备:在反应容器内加入23.6g(0.2mol)L-苹果酸，并加入甲 醇40ml，使之溶解，然后加入浓硫酸4ml，加热回流3小时后，冷却至室温，将反应液倾入水 中，充分搅拌，用二氯甲烷(50ml*3)萃取，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥，减压，蒸馏回 收溶剂后，得到白色固体L-苹果酸二甲酯18.8g，收率64.8 %。
[0023] 2、L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯的制备:在反应容器内加入L-苹果酸二甲酯14.5g (O.lmol)，加入三乙胺20ml，再加入二氯甲烷50ml，然后加入18g苯磺酰氯，加热回流2小时 后，冷却用水洗，减压回收二氯甲烷，得到L-苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯16.9g，收率55.3%。 [0024] 3、D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺的制备，在反应容器内，加入L-苹果酸 二甲酯-2-苯磺酸酯9.2g(0.03mol)，再加入二甲基甲酰胺15ml使之溶解，然后加入邻苯二 甲酰亚胺钾5.6g，加热回流3小时后，倾入水中，充分搅拌，用乙酸乙酯（50ml*3)萃取，减压 回收乙酸乙酯后得到D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺6.2g，收率70.0%。
[0025] 4、D_天门冬氨酸二甲酯的制备，在反应容器内，加入D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯 二甲酰亚胺5.9g(0.02mol)，再加入4N氢氧化钠溶液60ml，加热水解2.5小时，用6N盐酸调节 PH = 8,用乙酸乙酯（50ml*3)萃取，回收乙酸乙酯得到D-天门冬氨酸二甲酯4.7g，收率 96.3%〇
[0026] 5、D-天门冬氨酸的制备，在反应容器内，加入4.85g(0.03mol)D-天门冬氨酸二甲 酯，加入6N氢氧化钠50ml，加热水解3小时，用6N盐酸调节PH=6.5，反应液通过再生好的阳 离子交换树脂柱，收集PH=4以前的流出液，减压浓缩至原体积五分之一后，用95%乙醇使 之沉淀析出，过滤烘干得到D-天门冬氨酸3.3g，收率82.5 %。
[0027]实施例2:D_天门冬氨酸的制备方法，其具体步骤如下：
[0028] 1、L-苹果酸二甲酯的制备，在反应容器内加入34.4g (0.3mo 1)的L-苹果酸，并且加 入甲醇120ml使之溶解，然后加入浓硫酸6ml，加热回流3.5小时，冷却至室温，将反应液倾入 水中，用二氯甲烷(80ml*3)萃取，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥，回收溶剂，得到白色 固体L-苹果酸二甲酯29.2g，收率67.2 %。
[0029] 2、L_苹果酸二甲酯-2-苯磺酸酯的制备，在反应容器内，加入L-苹果酸二甲酯 21.9g(0.15mol)，加入三乙胺30ml，再加入二氯乙烷150ml，然后加入34.5g对甲苯磺酰氯， 加热回流2.5小时后，冷却至室温，用水洗减压回收二氯甲烷，得到L-苹果酸二甲酯-2-苯磺 酸酯16.4g。
[0030] 3、D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺的制备，在反应容器内，加入L-苹果酸 二甲酯-2-苯磺酸酯13.4g(0.05mol)，再加入二甲基甲酰胺30ml，使之溶解，然后加入9.2克 邻苯二甲酰亚胺冷却，加热回流3.5小时后，倾入水中，充分搅拌，用乙酸乙酯（100ml*3)草 酸，减压回收乙酸乙酯，得到D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯二甲酰亚胺11.5g。
[0031] 4、D-天门冬氨酸二甲酯的制备，在反应容器内，加入D-天门冬氨酸二甲酯-2-邻苯 二甲酰亚胺11.2g(0.04mol)，再加入4N氢氧化钠120ml，加热水解2.5小时，用6N盐酸调节PH =8,用乙酸乙酯（100ml*3)萃取，回收乙酸乙酯后得到D-天门冬氨酸二甲酯9.2g。