苯丙氨酸的生产工艺研究

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目前,国内外苯丙氨酸的生产方法主要有生物法和化学法。其中生物法的缺点是发酵产物浓度低,生产周期长,工艺管理要求严格并且这种方法只适合于合成天然的L-苯丙氨酸。化学法则存在污染严重,路线长,拆分困难等问题。D-苯丙氨酸的生产主要是作为制备L-苯丙氨酸的副产物,目前也有报道发酵法生产D-苯丙氨酸的文章出现,但未见规模生产。   鉴于此,本文根据多年的研究提出了一条新的苯丙氨酸生产工艺路线,首先以丙二酸二乙酯和氯化苄为原料,在碱性条件下合成苄基丙二酸二乙酯,再以亚硝酸酯为肟化剂,乙醇钠为碱,对苄基丙二酸二乙酯进行肟化,得到α-苯丙酮肟酸酯。最后对α-苯丙酮肟酸乙酯进行了还原,得到DL-苯丙氨酸或其衍生物。产品再经生物拆分即可得到单一构型的苯丙氨酸。   在第一步反应中,用超细微复合碳酸盐代替传统的醇钠,进行反应,从而解决了传统方法易生成二取代物及对设备腐蚀严重的问题,并且工艺过程大为简单,收率可达83[%]以上。在第二步反应中,肟化和羧酯的脱去一步完成,减少了反应步骤,提高了收率,此外通过工艺研究,解决了亚硝酸酯难易工业化的问题,得到了较好的工艺条件,反应温度为0℃,反应时间为9小时,在20升的放大实验中,收率稳定在90[%]以上。在最后的还原步骤中,首次采用非晶态镍作为催化剂,硼氢化钠为还原剂,催化还原了碳氮双键,得到了混旋的苯丙氨酸,收率在85[%]以上,并对非晶态镍的催化机理进行了初步的研究。另外,研究了锌/醋酸体系和催化加氢对α-苯丙酮肟酸乙酯的还原方法,收率均可达90[%]以上。
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