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）

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)驗部分

2.1 實(shí)驗儀器

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，測整個體系的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)考察了溫度和時間對反應(yīng)收率的影響。

3.1 溫度對反應(yīng)收率的影響

表1 溫度對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 時間對反應(yīng)收率的影響

表3 時間對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 時間對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

索爾維特種聚合物事業(yè)部推出了一款利用懸浮聚合工藝生產(chǎn)的PVDF材料，為確保膜市場客戶的效益，索爾維還提供全套專業(yè)服務(wù)與產(chǎn)品支持，包括從溶劑到冷卻等具體的加工建議、掃描電子顯微成像和凝膠滲透色譜等尖端測試與評估技術(shù)。該種材料可以生產(chǎn)支化度低、不含凝膠的產(chǎn)品，以便于其溶于常規(guī)加工溶劑。該種PVDF材料能夠以顆粒和粉末等形態(tài)提供，特別適用于以熱致相分離（TIPS）工藝生產(chǎn)應(yīng)用于微濾（MF）及超濾（UF）的中空纖維膜和平板膜。據(jù)了解，該種PVDF均聚物不溶物及可提取物的含量極低，其耐氯性和抗紫外線性能極強(qiáng)，具有較好的韌性、耐化學(xué)性及氧化穩(wěn)定性，可滿足TIPS工藝中與檸檬酸乙酸三丁基醋（ATBC）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、三乙酸甘油醋（GTA）、酞酸二丁醋（DBP）和酞酸二辛醋（DOP）等典型溶劑一起使用所需的高純度和溶解性。

（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。