成果介绍:
钯催化酰胺羰化反应体系具有低的反应温度和压力,对底物的适应范围宽(图式1)。目前国内对该项目开展研究较少,仅限于实验室。浙江大学姜玄珍等人于2006年申请国内发明专利(公开号CN 1865235A),公开一种离子液体中酰胺羰化反应的方法,以溴化钯为主催化剂,以两类不同的离子液体做助催化剂,制备N-酰基-α-氨基酸。
我们在国家自然科学基金项目“钯催化的不对称酰胺羰化反应研究”和“不对称酰胺羰化合成手性N-酰基-α-氨基酸”的连续资助下,开展了酰胺羰化反应的前期研究工作(图1)。我们成功实现以疏水性离子液体代替传统有机溶剂作为反应介质,以及酸功能化离子液体代替无机酸,经过萃取分液可实现产物N-酰基-α-芳基氨基酸分离,掌握了较为成熟的实验室方法。随着人类对氨基酸系列产品需求数量和种类的不断增加,已有合成氨基酸的方法难以满足市场需求,开发酰胺羰化法制备N-酰基-α-氨基酸工艺研究必将成为人们关注的目标。
通过该反应所得产物是重要的医药中间体,可以用于合成药物ACE(血管紧张素转换酶)阻断剂和痰易净,也可以用于合成精细化学品如致甜剂(图2)。
酰胺羰基化法所需原料价廉易得,只需一步即得产品,与传统的化学合成法比较,具有明显的技术优势,有望替代传统的化学合成法。
氨基酸及其衍生物是重要的医药中间体和精细化学品,如用作螯合剂、表面活性剂、饲料添加剂、甜味剂、农药和医药中间体等。数据显示:每年氨基酸全球需求量逾100万吨,我国作为氨基酸类产品的巨大需求市场,仅氨基酸输液用量每年就达4亿瓶之多。近年来,阿斯巴甜(天冬酰苯丙氨酸甲酯)作为一种强力甜味剂和风味增效剂广泛应用在各种食品、饮料和医药品中。阿斯巴甜全世界生产能力约为1.6万吨,国内公司产量约为1500吨。而饮料业、食品业等领域对阿斯巴甜需求量很大,市场供不应求。阿斯巴甜已取得了无砂糖产品标准商品的市场地位,可以预料阿斯巴甜的市场需求将进一步增加。L-苯丙氨酸作为合成阿斯巴甜的重要中间体市场需求量持续上升。我国L-苯丙氨酸总设计年生产能力为2000吨,但年产量为300~400吨,生产工艺为发酵法或酶法,远不能满足国内市场日益增长的需求,仍需大量进口。随着氨基酸类药物的开发,市场对氨基酸及其衍生物的需求量继续迅猛增加。
目前该成果已经获得授权国家发明专利二件:ZL 200610104993.2;ZL 200810150288.5。