[發明專利]2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯的合成方法及其產品與應用

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• 申請號: 202210041388.4
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114369046A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 溫世彤;曹文豪
• 申請（專利權）人: 湖南先偉陽光生物科技有限公司
• 主分類號: C07C319/20
• 分類號: C07C319/20;C07C319/28;C07C323/52;A23K20/105
• 代理公司: 深圳市欣亞知識產權代理事務所(普通合伙) 44621
• 代理人: 任哲夫;龍丹丹

本發明公開了一種2?羥基?4?(甲硫基)丁酸異丙酯的合成方法及其產品與應用，該方法包括如下步驟：S1、將2?羥基?4?(甲硫基)丁酸與異丙醇按照摩爾比0.5?1.5:1的比例混合并溶解于溶劑；S2、向步驟S1得到的混合物中加入催化劑4?二甲氨基吡啶，催化劑與2?羥基?4?(甲硫基)丁酸的摩爾比為0.05?0.5:1；S3、在攪拌的條件下，向步驟S2得到的混合物中加入脫水劑，脫水劑與2?羥基?4?(甲硫基)丁酸的摩爾比為0.5?2:1，反應得到2?羥基?4?(甲硫基)丁酸異丙酯。該合成方法反應條件溫和，采用4?二甲氨基吡啶作為催化劑，無需酸催化，環境友好且副產物少，產率高(可達90％以上)，還可對未完全反應的原料進行回收利用，回收率可達60％以上，得到的產品適用于反芻動物飼料添加劑。

技術領域

本發明屬于化工產品合成技術領域，具體地說涉及一種2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯的合成方法及其產品與應用。

背景技術

蛋氨酸是動物生長發育的不可缺少的氨基酸，尤其是對以植物性蛋白為主的反芻動物，蛋氨酸更是第一限制性氨基酸。適量增加小腸中蛋氨酸的數量可提高反芻動物的生產性能。但反芻動物若直接食用蛋氨酸，蛋氨酸會受到瘤胃微生物降解，使有效利用率大幅下降，通過蛋氨酸過瘤胃保護的方法可提高小腸蛋氨酸的數量，平衡氨基酸營養。2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯(HMBi)，是一種小分子含有硫和氮元素的脂溶性化合物，其分子的結構特點使其能迅速穿過瘤胃細胞壁被吸收，然后被水解為2-羥基-4-(甲硫基)丁酸(HMB，蛋氨酸羥基類似)和異丙醇，HMB在動物體內經過轉氨基反應，最終轉化成蛋氨酸。同時也有部分HMBi存留在瘤胃內被其微生物降解，為瘤胃微生物包括有益微生物提供了生長所需的氨基酸和能量，從而加速了它們生長繁殖，進而提高瘤胃中食物的消化率、增加菌體蛋白產量。

目前HMBi的合成方法通常包括以下幾種：

1、以2-羥基-4-(甲硫基)丁酸、異丙醇為反應物，使用強酸催化劑(如硫酸、對甲基苯磺酸、三氟乙酸)、強酸性樹脂催化劑(如磺酸樹脂)、路易斯酸催化劑(如氧化鋁、鋁硅酸鹽)以及酶(如酯酶))催化該酯化反應快速進行，得到HMBi產物；

2、先將2-羥基-4-(甲硫基)丁酸用?；噭?氯化亞砜)酰氯化，得產物2-羥基-4-(甲硫基)丁酰氯(式Ⅲ)，然后緩慢滴加到異丙醇溶液中，得到HMBi產物；

3、將2-羥基-4-(甲硫基)丁酸、異丙醇混合后加入酰化試劑(如氯化亞砜、草酰氯)，得到HMBi產物；

4、首先將乙酰氯與2-羥基-4-(甲硫基)丁酸反應生成中間產物，再將中間產物在堿性條件下水解得到HMBi產物。

上述4種方法均采用酸性物質催化的方式制備HMBi產物，然而，酸催化方法容易導致起始材料碳化和產物的降解以及反應過程中易產生二聚體和低聚體等副產物，同時此類方法通常產率相對較低，反應溫度也較高(普遍在70-150℃之間)，反應過程中也需要持續分出反應產生的水以保持反應的正向進行，且需要復雜的純化技術來從聚合物副產物中分離目標化合物。酶催化方法盡管反應條件溫和，但需要昂貴且靈敏的試劑和特殊的反應環境，酰化反應用到的試劑毒性較大，且反應需要無水環境。

有鑒于此，有必要對HMBi的合成方法予以進一步的改進。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于傳統合成HMBi的方法條件苛刻，產率和純度較低，成本較高，從而提出一種條件溫和、產率和純度高、步驟簡單、成本低的2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯的合成方法及其產品與應用。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明第一方面提供一種2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯的合成方法，其包括如下步驟：

S1、將2-羥基-4-(甲硫基)丁酸與異丙醇按照摩爾比0.5-1.5:1的比例混合并溶解于溶劑；