專利名稱：ω-氨基鏈烷酸的合成方法
。-氨 烷酸的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由天然脂肪酸合成CO-氨基鏈烷酸或這些酸的酯的方法，其 包括至少一個單不飽和脂肪酸的復(fù)^ 步驟。
當今環(huán)境問題的發(fā)展使得能源和化學領(lǐng)域優(yōu)先開發(fā)來源于可再生資源的天 然原料。
一個利用脂肪酸作為原料的工業(yè)方法實例是利用提取自蓖麻油的蓖麻油酸
制造ll-氨基十一烷酸的方法，其是Rilsaif合成的基礎(chǔ)。該方法描述于Editions TECHNIP公司(1986)年出版的由A. Chauvel等的作品《Les Proc6d6s de P紐ochimie》中。11-氨基十一烷酸經(jīng)多個步驟制備。第一步包括使蓖麻油在堿 性介質(zhì)中經(jīng)過甲醇醇解生成蓖麻油酸甲酯，其隨后經(jīng)過熱解，一方面制得庚醛， 另外還制得十一碳烯酸甲酯。后者通^7jC解生成酸。生成的酸隨后經(jīng)過氫溴化 以制得"-溴化酸，由此再ffiil氨化即獲得11-氨基十一烷酸。
在已有文獻中僅能找到非常少的公開了以天然脂肪酸為原料合成氨基酸類 化合物的文獻。除了戰(zhàn)弓間的參考文獻夕卜，人們還可在Encylopedia of Chemical Technology,第4阪John Wiley & Sons, (1996)第19巻，第501頁上找至U使以芥 斷其例如由油菜生產(chǎn))為原料制得的內(nèi)醐安的聚合來制造"尼龍-l"產(chǎn)品的合 成路徑。此合成路徑需經(jīng)由氧化作用，例如經(jīng)由臭氧爐，以制造具有13個碳 原子的二羧酸~~+三烷二酸。十三烷二酸經(jīng)一系列化學轉(zhuǎn)化后可制得內(nèi),安 13(lactame 13)。然后與聚合內(nèi),安12(lactame 12)(其至今仍由石油衍生品制造) 的相同方法，使內(nèi)翻安13發(fā)生聚合。此類具有13個碳原子的聚翻安表現(xiàn)出與 聚,安11和12相似的性能。
數(shù)十年來，工業(yè)上所采用的11-氨基十一烷酸的合成方法整體上令人滿意。 然而，其也存在一些不足之處。第一點不足即在于其使用實際上受制于特定原 半鞏蓖麻油)的獲取。而且，蓖麻油含有毒素蓖麻毒蛋白，其劇毒且必須被除去。 第二點不足與所采用的反應(yīng)物，尤其是氨和溴有關(guān)，其須在昂貴的貯存和使用 預(yù)防措施。過程掩產(chǎn)物中不僅有甘油，還具有一定數(shù)量的需加以分離再利用的 副產(chǎn)物庚醛、鵬性斷es份ol)，(非裂解脂肪酸酯的混合鄉(xiāng)。此外，重要的是掌握能用于工業(yè)中(尤其是用在聚合工業(yè)中)的合成齡系列 的長鏈"-氨基酸的方法。
從而，問題是尋找一種以可非常廣泛獲取的且不昂貴的可再生原料為原料 合成長鏈"-氨基酸的方法，其操作簡單同時避免前面提及的環(huán)境限制條件。
本發(fā)明提出的解決方案在于對單不飽和的長鏈天然脂肪酸進行加工。所述 的長f連天然脂肪,理解為源自植物或動物界(其中包含藻類)，更通常源自植
物界，因而是可再生的酸，其每M含有至少10個，tt^S少14個碳原子。
舉例而言，可列舉如下酸C10酸，如十碳烯4-酸(順-4-癸烯酸)和十碳 烯-9-酸(順-9-癸烯酸)；C12酸，如月^1:希酸(順-5沖二碳烯酸)和天臺烏藥 酸(順4沖二碳烯酸)；C14酸，如肉豆蔻烯酸(順-9沖四^j:希酸)、抹香鯨烯 酸(跳5沖四ai;希酸)和粗租酸(順4-十四g^希酸)；C16酸，如棕^]油酸(順 -9-十六^);希酸)；ci8酸，如油酸(順-9-十八ai;希酸)、反油酸(反-9沖八碳烯
酸)、巖芹酸(順-6-十八碳烯酸)、異油酸(順-ll-十八碳烯酸)和蓖麻油酸(12-羥基掘-9沖八碳烯酸)；C20酸，鱈油酸(順-9-二十^l;希酸)、巨頭鯨魚酸(順 -1 l-二十^)i酸)、順-5-二十 ^希酸和acid lesqu6rolique (14-羥基-順-11-二十碳烯 酸)；C22酸，鯨蠟烯酸(順-ll-二十二碳烯酸)和芥酸(順-13-二十二碳烯酸)。
所述各種酸均來源于提取自各類植物的植物油，所述植物例如為向日葵、 油菜、蓖麻、lesquerella、橄欖、大豆、棕櫚、芫荽、芹菜、小茴香、胡蘿卜、 茴香、繡線菊(白芒花)。
其也可來源于陸生或海生動物界，在后者情況下，又呈魚類、哺乳類和藻 類形式。然而其通常是來源于如下種類柳旨肪反芻類、諸如鱈魚的魚類、或 諸如鯨魚或海豚的海生哺乳類。
本發(fā)明涉及一種由每分T^含至少10^K階碳原子的單不飽和的長鏈天然 脂肪酸或酯合成以下通式的氨基酸或氨基酯的方法
NH2-(CH2VCOOR
其中n表示5-14的整數(shù)，R為H或含有1-4個碳原子的烷基，該方法首先 在于，在任選存在的第一步驟中，使所述長鏈天然脂肪酸或酯經(jīng)過物理處理、 均相復(fù)分解反應(yīng)0iomom^ath6se)或微生物方法而生成以下通式的單不飽和脂肪 酸或酯
Ri"<CH2)m-CH=CH-(CH2VCOOR其中R！為H、 CH3或COOR基團，m為0-14的整數(shù)，p為2-11的Mt 然后使通式Rr(CH^《H《H-(CH2VCOOR的單不飽和脂肪酸或酯與式 R2^CH=CH-R3化合物進《亍催化交叉復(fù)分解反應(yīng)(m6tat^se catalytique croiste)，其 中R2為H或CN， Rs為H、 CN或CH2NH2，條件是如果R2為CN，則113只能
為h或cn，最后，aa對末端三鍵的氫化，末端雙鍵的氨化，使符合通式
R3-CH=CH-(CH2VCOOR的獲得產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為"-氨基酸。
根據(jù)起始原料以及待合成氨基酸，該方法可包括任選的可以形成通式 R^CH^- CH=CH-(CH2VCOOR的單不飽和脂肪酸或酯的第一步驟。
該任選的初始第一步驟可為簡單的物理分離，其采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知 的可以純化物料的方法。該步驟也可為天然脂肪酚酯的熱解，其可fflii^續(xù)反 應(yīng)獲得相對于天然脂肪敏酯減小鏈長的co-氨基酸。其還可以是一種不涉及共反 應(yīng)物(cor6actif)的均相復(fù)，軍類型的化學反應(yīng)。最后，其可以是生物發(fā)酵，使長 鏈天然脂肪,酯轉(zhuǎn)變?yōu)槎?二酯)的形式。
在本發(fā)明方法中，可以處理呈酸的形式的脂肪酸，或者呈酯的形式的脂肪 酸。M甲醇醇解、酯化或7拙軍作用實現(xiàn)一種形式到另一種形式的完全無意義 的轉(zhuǎn)化并不構(gòu)成本發(fā)明方法意義上的化學轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明方法尤其涉及以油酸為原料的U-氨基十"^烷酸合成。其在于在第一 步中，在復(fù)懶科崔化劑的存在下使油酸與式CN-CH=CH2丙烯腈反應(yīng)，然后在 第二步中對式CN-CH《H-(CH2)rCOOH的第一步的獲得產(chǎn)物進fim化從而獲 得ll-氨基十一烷酸。
為了方便介紹，以下所有具體機理說明酸的合成。然而，使用酯進行復(fù)分 解反應(yīng)仍然有效，甚至于更有效，其中介質(zhì)通常是更加無水的。同樣地，這些 流程圖說明了與酸的順式異構(gòu)體的反應(yīng)；然而這些機理同樣適用于反式異構(gòu)體。
ll-氨基十一烷酸甲酯可任Mil脫去甲醇而聚合為聚,安。
所述反應(yīng)過程如下的 1)CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH + CN-CH=CH2 0
CN-CH=CH-(CH2)7-COOH + CH2=CH-(CH2)7-CH3
在下面反應(yīng)過程中可發(fā)生 CH3《CH2》-CH=CH《CH》7-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH"CH2)7-CH3 + CH2=CH"CH2)7-COOH
6然而，在與介質(zhì)中存在的丙烯腈的連續(xù)反應(yīng)后，根據(jù)
<formula>formula see original document page 7</formula>
總將形成包含腈官能的cn《h=<:h-(ch2)7-cooh，同時生 烴。
2) CN-CH=CH-(CH2)7-COOH + 3 H2 + NH2-(CH2)10-COOH.
在本方法的實施方式中，當油酸具有足夠高的純度時無需進行初始步驟。
值得注意的是，通^b方法，同樣可獲得io-氨基十碳烯酸。實際上，通過
使反應(yīng)定向于以下過程 CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CO。H + CN-CH=CH2 。
CN-CH=CH-(CH2)7-CH3 + CH2=CH-(CH2)7-CC>OH
并在丙烯腈不足量時進行操作，可通過氫溴化和氨基化處理9-十微希酸， 從而獲得10-氨基十碳烯酸。
在本方法的一種變體中，對于交叉復(fù)分解反應(yīng)可4OT 二羧酸形式的CI 8脂 肪酸。此種情況下，在進行初始步驟時，油酸可fflil油酸的均相復(fù)分解轉(zhuǎn)化為 二羧酸或發(fā)酵而轉(zhuǎn)化為二羧酸。
該反應(yīng)過程從而如下的
1) HOOC-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)7-COOH + CH2=CH-(CH2)7-COOH
并《1與丙烯腈的連續(xù)反應(yīng) CH2=CH- (CH2)7-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)7-COOH + CH2=CH2
2) CN-CH=CH-(CH2)7-COOH + 3 H2 + NH2-(CH2)10-COOH
在反應(yīng)過程中，可以觀察到生成了 9沖碳烯酸，同樣，如果使用過量的丙 烯腈進行操作，將會導(dǎo)致通過與丙烯腈的交叉復(fù)分解反應(yīng)而生成式 CN-CH=CH-(CH2)rCOOH化合物，其在氫化后還生成11-氨基十^^烷酸，同時 生成乙烯。該方法的顯著優(yōu)勢因此為在于除了易去除的乙烯外，不產(chǎn)生^"產(chǎn)物 (co國produit)。該反應(yīng)的反應(yīng)機理示于如下流程

圖1中:
9-十碳烯酸
流程圖l
在該方法的另一變體中，其使用二腈(丁-2烯二腈)作為交叉復(fù)分解的共
反應(yīng)物，可直接制得兩分子CN-CH=CH-(CH2>7-COOH而不產(chǎn)生共-產(chǎn)物 (co-prodiut)，其顯著改善了該方法的性能。 與丁-2烯二腈進行的反應(yīng)過程因此如下<formula>formula see original document page 9</formula>正如可以觀察到的那樣，無論j頓的是腈、丙烯腈還是4頓二腈，本發(fā)明 方法可以由單一分子的C18酸(實際上為二酸)合成兩分子的11-氨基十"^烷酸
的前體C11酸。顯然，這一特征使得本方法具有明顯更經(jīng)濟的優(yōu)勢；其實際上
避免了考慮使在ilil熱解蓖麻油酸工業(yè)方法中的反應(yīng)通常的^產(chǎn)物再禾,，例 如，如對庚醛和/或其衍生物進行再禾,。
為了合成8-氨基辛酸，可4柳巖芹酸(順-6-十八微希酸)天然脂肪酸作為 原料。在所用酸純度足夠高的假設(shè)下，使其與丙烯腈進行交叉復(fù)^M，然后氫 化該反應(yīng)所得產(chǎn)物。
該反應(yīng)的反應(yīng)機理如下 1) CH3-(CH2)10-CH=CH-(CH2)4-COOH + CN-CH=CH2 o
CN-CH=CH-(CH2)4-COOH + CH2=CH-(CH2)10-CH3
在下面反應(yīng)過程中，可進行 CH3-(CH2)10-CH=CH-(CH2)4-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)10-CH3 + CH2=CH-(CH2)4-COOH
然而，在與介質(zhì)中存在的丙烯腈連續(xù)反應(yīng)后，根據(jù)反應(yīng) CH2=CH- (CH2)4-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)4-COOH + CH2=CH2
通常將形成包含腈官能的CN"CH=CH-(CH2)4-COOH，通式生成烯烴。 2) CN-CH=CH-(CH2)4-COOH + 3 H2 + NH2-(CH2)7-COOH.
為了合成7-氨基庚酸，可使用巖殲酸(順-6-十八碳烯酸)作為天然脂肪酸 原料。在這種酸的純度足夠高的假設(shè)下，可使其與乙烯進行交叉復(fù)懶軍(乙烯 醇賄她6nolyse))，然后對中間體庚烯酸的末端雙^i^fM化。
該反應(yīng)的反應(yīng)機理如下
9<formula>formula see original document page 10</formula>
該反應(yīng)第一步的反應(yīng)機理示于如下流程圖2。
<formula>formula see original document page 10</formula>
可以觀察到，以上述第一步獲得的庚烯酸為原料，通31ia行與丙烯腈的交 叉復(fù)懶軍，同樣可制得8-氨基辛酸。
為了獲得12-氨基十二烷酸，可i頓蓖麻油酸作為脂肪酸原料。4投其甲酯的形式的上述酸首先經(jīng)歷稱為初始步驟的熱解，酯熱解后，是來自于所述熱解 的酸部分與丙烯腈發(fā)生交叉復(fù)^M反應(yīng)，然后再被氫化。
所述反應(yīng)過程的簡化流程這時為如下
1) CH3-(CH2)5-CHOHCH2-CH=CH-(CH2)7-COOCH3 (△) +
CH3-(CH2)5-CHO + CH2=CH-(CH2)8-COOCH3
2) CH2=CH-(CH2)8COOH + CN-CH=CH2 ^
CN-CH=CH-(CH2)8-C。OH + CH2=CH2
3) CN-CH=CH-(CH2)8-COOH + 3 H2 NH2-(CH2)ii-COOH.
為了由蓖麻油酸合成12-氨基十二烷酸，可在上述交叉復(fù)分解中使用 CH2=CH-CH2NH2取代丙烯腈。
則該反應(yīng)流程變?yōu)?br> 2) CH2=CH-(CH2)8COOH + CH2=CH-CH2NH2
NH2CH2-CH=CH-(CH2)8-COOH + CH2=CH2
3) NH2CH2-CH=CH-(CH2)8-COOH + H2 + NH2-(CH2)n-COOH.
為了合成14-氨基十四垸酸，可以使用l'acid lesqu6rolique作為天然脂肪酸 原料。純度足夠高的racidlesqu6rolique(呈其甲基酯形式)首先經(jīng)受被稱為初始步 驟的熱解，并且酯熱解后，使來自于所述熱解的酸部分與丙烯腈發(fā)生交叉復(fù)分 解反應(yīng)，然后被氫化。
該反應(yīng)過程為如下
1) CH3-(CH2)5-CHOHCH2-CH=CH-(CH2)9-COOH (△) +
CH3-(CH2)5-CHO + CH2=CH-(CH2)10COOH
2) CH2=CH-(CH2)10COOH + CN-CH=CH2 o
CN-CH=CH-(CH2)10-COOH + CH2=CH2
3) CN-CH=CH-(CH2)io-COOH + 3 H2 + NH2-(CH2)13-COOH.
為了合成15-氨基十五烷酸，可以《頓芥酸作為天然脂肪酸原料。i艦夠純 度的后者與丙烯腈(或二腈)進行交叉復(fù)分解反應(yīng)，酸部分隨后被氫化。
該反應(yīng)過程為如下 1) CH3-(CH2)7-CH二CH-(CH2)n-COOH + CN-CH=CH2
HOOC-(CH2)化CH二CH-CN + CH3-(CH2)7-CH=CH2在該反應(yīng)過程中可發(fā)生
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)irCOOH + CN-CH=CH2 0
CN-CH=CH-(CH2)7-CH3 + CH2=CH-(CH2)n-COOH
然而，在與介質(zhì)中存在的丙烯腈連續(xù)反應(yīng)后，根據(jù) CH2=CH-(CH2)ii-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH-CH隱(CH2)n-COOH + CH2=CH2
總將生成包含腈官能的CN-CH《H-(CH2)n-COOH，同時生成烯烴。
2) CN-CH二CH-(CH2)n隱COOH + 3 H2 + NH2-(CH2)14-COOH
同時還可設(shè)想在交叉復(fù)^ 之前發(fā)生芥酸的均相復(fù)分解。
該反應(yīng)過程如下
1) CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)"-COOH + CH3-(CH2)7-CH-CH-(CH2)"-COOH 0
HOOC-(CH2)u-CH-CH-(CH2)u-COOH + CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
2) HOQC-(CH2)"-CH=CH-(CH2)"-COOH + 2CN-CH=CH2<^>
2 HOOC-(CH2)n-CH二CH-CN + CH2=CH2
3) HQOC-(CH2)"-CH:CH陽CN + 3H2 + NH2-(CH2)14-COOH
以芥酸作為原料，同樣可通過在第一步進行與乙烯的交叉復(fù)懶f制得14-氨基十四烷酸，其可獲得13-十四碳烯酸，其隨后根據(jù)前述過程進行胺化。 為了合成7-氨基庚酸，可以〗頓順-5-二十微希酸作為原料。
該反應(yīng)機理為如下 1)CH3-(CH2)13-CH=CH-(CH2)3-COOH + CN-CH=CH2
HOOC-(CH2)3-CH=CH-CN + CH3-(CH2)13-CH=CH2
在該反應(yīng)過程中可發(fā)生
CH3-(CH2)13-CH=CH-(CH2)3-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)13-CH3 + CH2=CH-(CH2)3-COOH
然而，在與介質(zhì)中存在的丙烯腈的連續(xù)反應(yīng)后，根據(jù)反應(yīng) CH2=CH- (CH2)3-COOH + CN-CH=CH2
CN-CH=CH-(CH2)3-COOH + CH2=CH2
總將獲得生成具有腈官能的CN-CH=CH-(CH2)3<X)OH，同時生成烯烴。
2 ) CN-CH=CH-(CH2)3-COOH + 3 H2 —NH2-(CH2)e"COOH
復(fù)懶軍反應(yīng)長久以來為人們所熟知，雖然其工業(yè)應(yīng)用相對受限。關(guān)于M脂 肪酸(酯)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用，可參考J.C. Mol的文章"Catalytic metathesis of unsaturated fatty acid esters and oil "，在Topics in Catalysis ，第27巻，第1 ~4期，2004年2月(Plenum Publishing Corporation)中發(fā)表。復(fù)^M反應(yīng)的催化劑已成為大量工作的目標和復(fù)雜催化體系開發(fā)?？梢粤?舉例如由Schrock等人開發(fā)的鉤絡(luò)合物(J. Am. Chem. Soc. 108 (1986) 2771或 Basset等人Angew. Chem., Ed Engl. 31 (1992) 628)。更近期的文獻披露了被稱為 Grubbs的催化劑(Grubbs等人Angew. Chem., Ed Engl. 34(1995) 2039以及 Organic Lett. 1(1999)953)，其為釕-亞節(jié)基絡(luò)合物。其為均相催化劑。業(yè)已開發(fā) 了基于沉積于氧化鋁或二氧化娃上的金屬(如錸、鉬和鴇)的非均相催化劑。最后， 己進行了工作以獲得固定化的催化劑，即為這樣的催化劑，其活性成分是均相 催化劑的活性成分，特別是釕-碳烯絡(luò)合物，但其被固定在非活性的載體上。這 些開發(fā)工作的目的在于提高本反應(yīng)相對于寄生反應(yīng)的選擇性，所述寄生反應(yīng)如 存在的反應(yīng)物之間的"均相復(fù)倡早"。這些工作不僅涉及催化齊啲結(jié)構(gòu)，同時還 涉及可弓l入反應(yīng)介質(zhì)以及的添加齊啲影響。任何活性且選擇性的復(fù)分解催化齊購可用于本發(fā)明方法中。然而，將雌 fOT釕基催化劑。第一步復(fù)，軍反應(yīng)在20-10(TC^^下進行。在第一步結(jié)束時，通過例如蒸餾來分離介質(zhì)的十一碳烯酸腈以對后者進行 氫化。本發(fā)明還涉及一種或多種可再生來源的氨基酸或氨基酯，通式為 NHr(CH2)n"COOR，其中n表示5-14的整數(shù)，R為H或包含14個碳原子的烷基。"可再生來源的氨基酸或氨基酯是指含有來自可再生來源的碳的氨基酸或 氨翻旨。實際上，不同于來自化石物質(zhì)的材料，部分組成為可再生原料的物質(zhì)中含 有14。所有從有生命的有機體(動物或植物)中提取的碳樣品實際上是3種同 位素的混合物12(3(占 98.892%)， "C(為 1.1080/0)以及14C(M: 1.1 ><10—10 %)?；铙w組織中的"C嚴C比值與大氣中的相同。"C在自然環(huán)境中以兩種優(yōu)勢 形式存在無機形式即二氧化碳氣體(C02)形式以及有機形式即結(jié)合到有機分 子中的碳原子形式。在有生命的有機體中，"C嚴C的比值在新陳代謝作用下保持疸定，這是因 為碳連續(xù)地與周圍環(huán)境進行交換。"C在大氣中的比例幾乎恒定，雜有機體中13同樣如此，只要有機體是有生命的，這是因為有機體如同吸入uc地吸入"c。"C嚴C的平均比值等于1.2xl0—12。12。是穩(wěn)定的，也就是說，隨著時間12C原子數(shù)在給定的樣品中是恒定不變 的。而"C是方鄉(xiāng)性的(每克來自生命體的齢有足夠的同位素MC以每分鐘提 供13.6次衰變)，且這樣的原子數(shù)目在樣品中會隨著時間(t)的變化依下式而 、n = no 6xp(-at)其中-no是開始時(人，動物或植物艦去時)14C的數(shù)量，-n是經(jīng)過時間t后剩余的14C原子數(shù)量，-ag變常數(shù)(或放射性常數(shù))；其與半衰期相關(guān)。所謂半衰期(或半衰周期)是這樣的時間，在該時間結(jié)束時任何數(shù)目指定 物質(zhì)的方劃寸性核或不穩(wěn)定粒子由于衰變而使數(shù)量減少至U—半；半衰期T1/2 ffi31 關(guān)系式aTl/2=ln2與衰變常數(shù)a相關(guān)。14C的半衰期為5730年?？紤]到"C的半衰期(Tl/2)，認為其自植物原料中被提取出來至制造氨基 酸或氨基酯，甚至直到應(yīng)用結(jié)束，"C含量都恒定不變。如果氨基酸或氨基酯含有占碳總量的至少20質(zhì)量％的可再生來源的C，優(yōu) 選地占總碳量的至少50質(zhì)量％的可再生來源的C，本申請人認為其部分來自可 再生原料。換言之，如果氨基酸或氨基酯含有至少o.2x icr1Q質(zhì)量％的14c，優(yōu)選o.6x i(r1Q 質(zhì)4%的14<:，其來自可再生原料。當前，存在至少兩種不同的測量樣品中"C含量的技術(shù)-M液體閃爍譜觀啶法該方法在于對由MC衰妒生的卩粒子進行計數(shù)。測量一定時間內(nèi)由已知質(zhì)量的樣品(已知uc的原子數(shù))鄉(xiāng)出的p射線。該"放射性"正比于可如此測定的14C的原子數(shù)。樣品中存在的14C會發(fā)射|3-射線，其與閃爍液(閃爍體)接觸產(chǎn)生光子。這些光子具有不同的能量(介于0-156 Kev)，并形^^ 謂的"C光譜。根據(jù)該方法的兩種變體，該分析對由在適 當?shù)奈杖芤褐械暮紭悠奉A(yù)先制得的C02進行，或者對預(yù)先將含碳樣品轉(zhuǎn)化 為苯后對苯進行。-通過質(zhì)譜測定法所述樣品被還原為石墨或C02氣體，在質(zhì)譜儀中進行標準ASTM D 6866-06 ("加速器質(zhì)譜法")所描述的色譜法。 本發(fā)明由下述非限定性實例加以說明。實施例1使用公開于出版物Chen-Xi Bai等人Tetrahedron Letters, 46(2005) 7225-7228中的 駒比啶-釕絡(luò)合物(complexe bispyridine ruth6nium)催化劑(8)。在0 2。12中進行 合成，反應(yīng)物濃度為0.05M，溫度為45"C，時間12小時。fflil色譜分析測定 收率。在此種情況中，反應(yīng)物是二酸HOOC"(CH2VCH=CH-(CH2>rCOOH，使 用4當量的丙烯腈(即每摩爾二酸使用4摩爾丙烯腈)，其中催化劑的濃度為5 mol%。腈-酸CN-CEK:H-(CH2)rCOOH的收率為50%。實施例24頓公開于出版物Stefan Randl等人Synlett (2001) 10,430中的釕絡(luò)合物催化劑 (3 )。該化合物相當穩(wěn)定，且當其暴露于空氣或水中都不會分解。該合成在CH2C12 中進行，反應(yīng)物濃度為0.05M， ^Jt為45。C,時間2小時。M31色譜分析測定 收率。在此種情況中，反應(yīng)物為10沖一碳烯酸，并使用2當量的丙烯腈(即每 摩爾酸使用2摩爾丙烯腈)，其中催化劑的濃度為5 mol%。腈-酸 CN-CH=CH-(CH2)8<XX)H的收率為67%。實施例34頓公開于出版物Chen-Xi Bai等人Org. Biomol. Chem.， (2005), 3, 41394142 中的駒比啶-釕絡(luò)合物催化劑(8)。在CH2C12中進行合成，反應(yīng)物濃度為0.05 M， 、鵬為45"C，時間12小時。M色譜分析觀啶收率。在此種情況中，反應(yīng)物為 二酯CH3OOC-(CH2VCH=CH-(CH2)rCOOCH3，并使用2當量的丙烯腈-酯CN-CH=CH-(CH2)rCOOCH3的收率為70%。 實施例4:十一碳烯酸甲酉^/丙烯腈的交叉復(fù)，反應(yīng)向一個50 ml Schlenk管中，進料100 mg (0.5腿ol) 10-H"^—碳烯酸甲酯、53 mg (1 mmol)丙烯腈以及IO ml在鈉-二苯甲酮上蒸餾后得到的甲苯。添加1.5 mg (2.4x10—3誦ol) Hoveyda-Grubbs第二代催化劑(1,3-雙(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亞基)二氯(鄰-異丙氧基苯基亞甲基)釕，Aldrich公司有售)。在氮氣 氛下并在磁力攪拌下，加熱到10(TC，維持反應(yīng)l小時。反應(yīng)混合物經(jīng)過氣相色 譜進行分析(標準物為十二烷)。10-十一碳烯酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為94%。對ll-腈 基-10沖一碳烯酸甲酯(順+反混合物)的選擇性為100%。 TON (轉(zhuǎn)換數(shù))為 亂實施例5:使用連續(xù)添加催化劑的十一碳烯酸甲酉g/丙烯腈的交叉復(fù)分解反應(yīng)向一個50 ml Schlenk管中，進料100 mg (0.5匪ol) 10-i碳烯酸甲酯、53 mg (lmmol)丙烯腈以及8ml在鈉-二苯甲酮上蒸餾的甲苯。加熱到8(TC，然后在 氮氣氛下并在磁力攪拌下用注射器和注射推進器經(jīng)過2小時40併中的時間向其 中添加0.3 mg (0.5 X10-3 mmol)溶于2 ml甲苯的Hoveyda-Grubbs第二代催化 劑。添加結(jié)束后，在8(TC下反應(yīng)1小時。反應(yīng)混合物經(jīng)過氣相色譜進行分析(標 準物為十二烷)。10沖一a^希酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為94%。對11-腈基10沖一a^希 酸甲酯(順+反混合物)的選擇性為100%。 TON為940。實施例6:不飽和C1S 二lg/丙烯腈的交叉復(fù)^l軍反應(yīng)向一個50 ml Schlenk管中，進料170mg (0.5 mmol) 9-十八:^):希二酸甲酯、106 mg (2 mmol)丙烯腈以及10ml在鈉-二苯甲酮上蒸餾的甲苯。添加3 mg (5xl(T3 mmol)Hoveyda-Gnibbs第二代催化劑。在氮氣氛下并在磁力攪拌下，加熱到100 °C，反應(yīng)1小時。反應(yīng)混合物經(jīng)過氣相色譜進行分析(標準物為十四烷)。不飽 和二酯的轉(zhuǎn)化率為95%。對10-氰基-9-十碳烯酸甲酯(順+反混合物)的選擇性 為93% (具有7% 9-十碳烯酸甲酯的選擇性)。TON為95 。 實施例7: 4糊連續(xù)添加催化齊啲不飽和C1S二酚丙烯腈的交叉復(fù)分解反應(yīng) 向一個50 ml Schlenk管中，進料170mg (0.5 mmol) 9-十八碳烯二酸甲酯、106 mg (2 mmol)丙烯腈以及8 ml在鈉-二苯甲酮上蒸餾的甲苯。加熱到8(TC，然16后在氮氣氛下并在磁力攪拌下用注射器和注射,器經(jīng)過4小時的時間、添加0.6 mg (10-3mmol)溶于2 ml甲苯中的Hoveyda-Grubbs第二代催化劑。添加結(jié)束 后，在8(TC下反應(yīng)1小時。反應(yīng)混合物經(jīng)過氣相色譜進行分析(標準物為十四 烷)。不飽和二酯的轉(zhuǎn)化率為98%。對10-腈基9-十碳烯酸甲酯(順+反混合物) 的選擇性為96% (同時具有4%的9-十 ^希酸甲酯的選擇性)。TON為490。
權(quán)利要求
1、由每分子包含至少10個鄰接碳原子的單不飽和的長鏈天然脂肪酸或酯合成通式NH2-(CH2)n-COOR的氨基酸或氨基酯的方法，其中n表示5-14的整數(shù)，R為H或含有1-4個碳原子的烷基，所述方法在于首先在任選的第一步驟中，使所述長鏈天然脂肪酸或酯經(jīng)過物理處理、均相復(fù)分解反應(yīng)或微生物方法轉(zhuǎn)化成通式R1-(CH2)m-CH＝CH-(CH2)p-COOR的單不飽和脂肪酸或酯，其中R1為H、CH3或COOR基團，m為0-14的整數(shù)，p為2-11的整數(shù)，然后使所述通式R1-(CH2)m-CH＝CH-(CH2)p-COOR的單不飽和脂肪酸或酯經(jīng)受與式R2-CH＝CH-R3化合物的催化交叉復(fù)分解反應(yīng)，其中R2為H或CN，R3為CN或CH2NH2，條件是如果R2為CN，則R3只能為CN，最后，通過末端三鍵的氫化或末端雙鍵的氨化，使符合通式R3-CH＝CH-(CH2)P-COOR的獲得產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為ω-氨基酸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，使合成的通式RHCH2)^ CH《H-(CH2)p-COOR的單不飽和脂肪酸或酯經(jīng)受與丙烯腈的復(fù)分解反應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH如-COOH的氨基 酸是3131使丙烯腈與油酸反應(yīng)，隨后對式CN-CH《H-(CH2)rCOOH的中間體化 合物進fi^化而合成的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，特征在于，式NH2-(CH如-COOH的氨基 酸是通過使過量丙烯腈與式HOOC-(CH2)y-CH《H-(CH2)7-COOH的油二酸反 應(yīng)，隨后對式CN-CH《H-(CH2;)7"COOH的中間體化^/進fim化而合成的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，^NH2-(CH2)K)-COOH的氨基 酸是通過使式CN-CH=CH-CN的丁 -2-烯二腈與式 HOOC-(CH2)rCH<:H-(;CH2)rCOOH的油二酸反應(yīng)并隨后對式 CN-CH二CH-(CH2)7-COOH的中間體化合物進fim化而合成的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2VCOOH的氨基酸 由巖芹酸進行制備，使巖芹酸與丙烯腈進行復(fù)分解反應(yīng)，然后使式 CN-Q^CH-(CH2)rCOOH的中間體酸進fi^化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2)n《OOH的氨基 酸由式CH2《H-(CH2)gCOOH的酸ilil與丙烯腈的復(fù)分解、隨后進fim化進行制 備，式CH2《EKCH^COOH的酸來自于第一步驟期間蓖麻油酸的熱解。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2;h3-COOH的氨基 酸是由式CH2《H-(CH如COOH的酸通過與丙烯腈的復(fù)分解、隨后進纟fM化進 行制備，式CH2^:H-CCH2;hoCOOH的M^自于第一步驟期間acidlesqu6rolique的熱解。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2)6-COOH的氨基酸 是以順-5-二十碳烯酸為原料通過與丙烯腈的復(fù)分解反應(yīng)隨后氫化反應(yīng)進行制 備。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2)『COOH的氨基 酸是以芥酸為原料通過與丙烯腈的復(fù)分解反應(yīng)隨后氫化反應(yīng)進行制備。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，式NH2-(CH2)u-COOH的氨基 酸是以式CH2-CH-(CH2)8COOH的酸為原料通過與烯丙胺的復(fù)分解反應(yīng)隨后進 fim^it行制備，式CH2《H-(CH2)gCOOH的酸來自于第一步驟中蓖麻油酸的熱 解。
12、 通式NH2-(CH2)n-COOR的可再生來源的氨基酸或氨基酯，其中n表示 5-14的整數(shù)，R為H或者包含M個碳原子的烷基。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由每分子包含至少10個鄰接碳原子的單不飽和的長鏈天然脂肪酸或酯合成通式NH₂-(CH₂)_n-COOR的氨基酸/酯的方法，其中n表示5-14的整數(shù)，R為H，或者為具有1-4個碳原子的烷基，所述方法在于首先，如果需要的話將所述長鏈天然脂肪酸/酯轉(zhuǎn)化為通式R₁-(CH₂)_m-CH＝CH-(CH₂)_p-COOR的單不飽和脂肪酸/酯，其中R₁表示H、CH₃或COOR基團，m表示0-14的整數(shù)，以及p表示2-11的整數(shù)，然后，使后者與式R₂-CH＝CH-R₃化合物進行催化交叉復(fù)分解反應(yīng)，其中R₂為H，或者為CN，R₃為CN或CH₂NH₂，條件是如果R₂為CN時，R₃只能為CN，最后，通過氫化、或者對末端三鍵的氫化、或者對末端雙鍵的氨化，將所得對應(yīng)于通式R₃-CH＝CH-(CH₂)_P-COOR的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為ω-氨基酸。
文檔編號C07C227/04GK101663264SQ200880005005
公開日2010年3月3日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者J·-L·杜博伊斯 申請人:阿肯馬法國公司