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胍基丙酸的合成

2015-11-23 06:08:58潘海龍黃生建
浙江化工 2015年7期
關(guān)鍵詞:防霧氫溴酸丙氨酸

潘海龍,黃生建

(上虞盛暉化工股份有限公司,浙江上虞312369)

胍基丙酸的合成

潘海龍,黃生建*

(上虞盛暉化工股份有限公司,浙江上虞312369)

以硫脲、β-丙氨酸為原料,通過親核取代、胺的烷基化兩步反應(yīng)來制備胍基丙酸,含量大于99.0%,總收率76.2%。該工藝成本低,條件溫和,操作簡單,適合工業(yè)化生產(chǎn)。

胍基丙酸;硫脲;β-丙氨酸;合成

胍基丙酸是白色晶體,溶于水,是一種肌酸類似物,存在于哺乳動(dòng)物的血清、腦部、肝臟、腎臟和尿液中;該化合物可以提高胰島素敏感性以及選擇性,降低脂肪組織重量;能治療和預(yù)防新陳代謝紊亂、高血糖、高胰島素血、胰島素的不敏感、高血脂、血淀粉酶過多、肥胖等癥狀[1],因此對(duì)于它的合成工藝進(jìn)行研究與完善,具有非常重要的意義。

1 合成方法簡介

文獻(xiàn)[2-3]報(bào)道了胍基丙酸的合成方法,這些合成方法中需要用單氰胺為原料,而單氰胺容易水解生成尿素或聚合生成雙氰胺,在合成胍基丙酸的過程中,容易發(fā)生副反應(yīng),從而導(dǎo)致胍基丙酸產(chǎn)品純度低、收率不理想。

本研究以硫脲、β-丙氨酸為原料,通過親核取代、胺的烷基化兩步反應(yīng)來制備胍基丙酸,該工藝成本低,反應(yīng)條件溫和,操作簡單,所得到的產(chǎn)品的純度好,總收率為76.2%。

圖1 合成路線

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

S312-90恒速攪拌器,SHB-Ш循環(huán)水式真空泵;上海精密科學(xué)儀器有限公司W(wǎng)RS-2A/2型微機(jī)熔點(diǎn)儀;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀R-1001N;安捷倫1200液相色譜。

2.2 S-乙基異硫脲氫溴酸鹽的制備(3)

在裝有攪拌器、回流冷凝器和溫度計(jì)的250 mL三口反應(yīng)瓶中,加入硫脲(2)(19.0 g,0.25 mol)、無水乙醇100 mL,開攪拌,升溫至55℃~65℃,使原料全部溶解后,同溫下滴加溴乙烷(34.1 g,0.31 mol),約1 h滴加完畢,滴畢,同溫下保溫反應(yīng)4~5 h,反應(yīng)完畢,蒸出乙醇和過量的溴乙烷至干,得淡黃色固體S-乙基異硫脲氫溴酸鹽(3)(43.5 g),含量:98.2%,收率:92.4%,此步產(chǎn)物直接用于下一步反應(yīng)。

2.3 胍基丙酸的制備(1)

往上步所得S-乙基異硫脲氫溴酸鹽(3)(43.5 g,0.23 mol)中加入水100 mL,攪拌使其全部溶解后,降溫0~5℃,同溫下滴加30%氫氧化鈉溶液34 g(氫氧化鈉:10 g,0.25 mol),滴加完畢,測(cè)整個(gè)體系的pH為12~13,控制在0℃~5℃滴入β-丙氨酸溶液(β-丙氨酸24.5 g(0.275 mol),水49 g),滴加完畢,復(fù)測(cè)pH為10~11,同溫下繼續(xù)反應(yīng)5 h后,再升至室溫下反應(yīng)過夜,反應(yīng)完畢,用濃鹽酸調(diào)pH至5~6,減壓蒸水約125 mL后,冷卻至0℃~5℃結(jié)晶4~5 h,過濾得胍基丙酸粗品40 g,將胍基丙酸粗品40 g投入四口反應(yīng)瓶中,加入含水40%的乙醇200 g,活性炭1 g,升溫回流30 min后,經(jīng)熱過濾,濾液冷卻至0℃~5℃結(jié)晶2~3 h,過濾,濾餅經(jīng)干燥得胍基丙酸(1)(25.1 g),含量99.2%,收率:82.5%,熔點(diǎn):232℃~234℃。

3 結(jié)果與討論

以硫脲、β-丙氨酸為原料,通過親核取代,胺的烷基化兩步反應(yīng)制備胍基丙酸是本文的研究重點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn)溫度和時(shí)間是影響反應(yīng)收率的重要因素,并重點(diǎn)考察了溫度和時(shí)間對(duì)反應(yīng)收率的影響。

3.1 溫度對(duì)反應(yīng)收率的影響

表1 溫度對(duì)S-乙基異硫脲氫溴酸鹽收率的影響Table 1 Effect of temperature on S-ethyl isothiourea hydrobromide yield

從表1可以看出,在35℃~40℃,由于溫度過低,反應(yīng)不夠完全,所以收率偏低;而在70℃~75℃,過高的溫度導(dǎo)致溴乙烷揮發(fā)掉,所以收率也偏低。選擇最佳的反應(yīng)溫度在55℃~65℃。

表2 溫度對(duì)胍基丙酸收率的影響Table 2Effect of temperature on guanidino propionic acid yield

從表2可以看出,在低溫下反應(yīng)不夠完全,溫度升高對(duì)反應(yīng)是有利的,而當(dāng)溫度超過5℃,收率反而下降,所以選擇最佳的反應(yīng)溫度在0℃~5℃。

3.2 時(shí)間對(duì)反應(yīng)收率的影響

表3 時(shí)間對(duì)S-乙基異硫脲氫溴酸鹽收率的影響Table 3Effect of time on S-ethyl isothiourea hydrobromide yield

從表3可以看出,在1~2 h內(nèi),由于反應(yīng)時(shí)間過短,導(dǎo)致有大量的溴乙烷未反應(yīng)掉,被濃縮出,收率低;而反應(yīng)7~8 h,在長時(shí)間下反應(yīng),得到的產(chǎn)品色澤偏黃,產(chǎn)品含量降低,從本質(zhì)上降低了收率。

表4 時(shí)間對(duì)胍基丙酸收率的影響Table 4 Effect of time on guanidino propionic acid yield

從表4可以看出,反應(yīng)18~20 h的收率與反應(yīng)10~12 h的收率差不多,故反應(yīng)10~12 h已經(jīng)足夠了,沒必要延長;而3~4 h的反應(yīng)明顯是不夠充分。

4 結(jié)論

以硫脲和β-丙氨酸為原料,通過親核取代、胺的烷基化兩步反應(yīng)制備胍基丙酸,得出了此反應(yīng)較優(yōu)的合成條件。在S-乙基異硫脲氫溴酸鹽的合成中,反應(yīng)溫度在55℃~65℃、反應(yīng)時(shí)間在4~5 h為最佳,收率達(dá)到92.4%,在胍基丙酸合成中,選定最佳的反應(yīng)溫度為0℃~5℃,時(shí)間為10~12 h,收率達(dá)82.5%,兩步總收率達(dá)76.2%,產(chǎn)品含量大于99.0%。該合成方法原料價(jià)廉易得、路線簡單、每步反應(yīng)條件都比較溫和,操作安全、簡單,對(duì)設(shè)備要求低,得到的產(chǎn)物純度高,更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

[1]Valerie A V,Scott D L,et al.Synthesis and biological activity of aminoguanidine and diaminoguanidine analogues of the antidiabetic/antiobesity agent 3-guanidinopropionic acid[J].Journal of Medicinal Chemistry,2001,44(8): 1231-1248.

[2]郭禮強(qiáng),孫軍,宮小明,等.一種3-胍基丙酸的制備方法: CN,103288685A[P].2013-09-11.

[3]周彬.胍基丙酸的化學(xué)合成方法:CN,102329249A[P]. 2012-01-25.

防霧抗反射薄膜研究方面取得新進(jìn)展

近日,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所微納材料與技術(shù)研究中心功能納米材料研究組在防霧抗反射薄膜研究方面取得新進(jìn)展,成功制備了防霧抗反射薄膜。功能納米材料研究組在DNA自修復(fù)功能的啟發(fā)下,設(shè)計(jì)了可自修復(fù)的防霧薄膜。他們先構(gòu)筑聚合物防霧層,再構(gòu)筑空心納米粒子減反層,克服了在構(gòu)筑多功能薄膜時(shí)防霧層和減反層“各行其是,相互不合作”的障礙,成功制備了防霧抗反射薄膜。

(來源:http://www.chemall.com.cn/chemall/infocenter/newsfile/2015-7-22/2015722121622.html)

索爾維推出新工藝生產(chǎn)PVDF材料

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(來源:http://www.chinaiol.com/fc/p/0626/34155384.html)

Synthesis of Guanidinepropionic Acid

PAN Hai-long,HUANG Sheng-jian*
(Shangyu Sunfit Chemical Co.,Ltd.,Shangyu,Zhejiang 312369,China)

Guanidinepropionic acid was synthesized from thiourea and β-aminopropanoic acid,through the nucleophilic reaction,alkylation of amine of the two step reaction with a purity of 99.0%,and an overall yield of 76.2%.The process has low cost and simple operation,and it's suitable for industrialized production.

guanidinepropionic acid;thiourea;β-aminopropanoic acid;synthesis

1006-4184(2015)7-0023-0

2015-01-21

潘海龍(1977-),男,本科,工程師,浙江上虞人,主要從事化工中間體的合成研究。E-mail:dickphl@163.com。

*通訊作者:黃生建,E-mail:huangjian816@163.com。

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