一種吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法
2023-06-19 22:40:41 1
專利名稱：一種吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種吡咯烷酮羧酸鹽祛痘劑的合成方法，尤其是特別地涉及一種L-吡咯烷酮 羧酸鋅(PCA-Zn)的合成方法。
L-吡咯烷酮羧酸鋅(PCA-Zn)其結構如下式所示，作為一種祛痘劑，可以平衡皮脂分泌， 使臉部油光問題大為減少，並預防未來暗瘡的產生；調理肌膚並維持肌膚水分，細緻毛孔， 防止毛孔閉塞，有效預防青春痘；同時還具有抗細菌、真菌的作用。
含低濃度的水楊酸與PCA-Zn的配方，跳脫以酒精、高濃度水楊酸或薄荷來殺菌消炎、去 角質與鎮靜清涼的配方模式；協助肌膚適當的角質代謝，並搭配PCA-Zn來有效抑制脂化酵素 釋放，達到抑制游離酸、避免發炎與控油的雙重調理效果。
目前，PCA-Zn合成文獻較少，適合工業化生產的方法則更少。通常採用L-吡咯烷酮羧酸 與鋅鹽反應製備PCA-Zn:
1985年，西班牙ES8604138公開了一種以L-吡咯垸酮羧酸與醋酸鋅為原料製備PCA-Zn的 方法，將L-吡咯烷酮羧酸與醋酸鋅反應後，加入一定量丙酮並冷凍至-2(TC，使PCA-Zn析出， 目標產物收率為60~70%。此工藝使用了價格較貴的醋酸鋅，對溫度要求比較高，且丙酮的回 收比較麻煩，這必然給生產成本造成很大的壓力。
2004年，日本專利JP129063報導以L-穀氨酸鈉水溶液在高壓下，環合脫水生成L-吡咯垸 酮羧酸，再經硝酸酸化後，與硫酸鋅生成PCA-Zn。此法使用了價格較貴硫酸鋅，成本仍然比 較高，收率也不是很理想，最高收率也不超過60%。
背景技術：
PCA-Zn
3JP3168240公開了以L-吡咯烷酮羧酸與氧化鋅為原料製備PCA-Zn的方法，將L-吡咯烷酮 羧酸水溶液與氧化鋅在接近10(TC的溫度下反應，然後冷卻析晶，收率不高於50%，此法雖然 成本較低，但收率仍然不能令人滿意。
本發明提供一種吡咯垸酮羧酸鋅的合成方法，能克服現有方法鋅源成本較高、目標產 物收率不高的缺點，本發明的方法對生產條件要求低，收率高，並能合成高品質、特別是
旋光純度高的目標產物。
本發明採用的技術方案如下 一種吡咯垸酮羧酸鋅的合成方法，包括以下步驟
1 )L-穀氨酸加熱脫水環和製得L-吡咯垸酮羧酸；
2) 以水為介質，L-吡咯烷酮羧酸與碳酸鋅或鹼式碳酸鋅在0 100'C下反應；
3) 將步驟2)所得到的反應產物冷卻結晶，並將結晶抽濾、洗滌和乾燥，即得L-吡咯烷酮羧酸鋅。
本發明方法中，L-吡咯烷酮羧酸可以按照現有方法製備，即以L-穀氨酸為原料，在加熱 情況下脫水環和而製得，具體地說，將L-穀氨酸固體加熱至14(TC左右，通入氮氣或抽真空移 除反應中生成的水，生成的熔融物即為L-吡咯垸酮羧酸(5y/7t力es&, WM 0人M)。
本發明方法中，鋅源為碳酸鋅或鹼式碳酸鋅；L-吡咯垸酮羧酸與鋅源的反應是在0 100 'C溫度條件下進行的。反應通常進行1-5小時後L-吡咯垸酮羧酸完全反應，可以TLC檢測 至反應物中無L-吡咯烷酮羧酸存在時結束反應。反應溫度優選50 60'C。事實上，L-吡咯 烷酮羧酸與碳酸鋅或鹼式碳酸鋅的反應在常溫或甚至更低的溫度下均可進行，但是當反應 溫度較低時則會大大延長反應的時間，降低生產效率；另一方面，當L-吡咯垸酮羧酸在較 高的溫度條件下，又可能會引起消旋化，故本發明優選溫度50 6(TC，在此溫度下，反應 可以在較短的時間內順利地進行，同時得到旋光純度高的目標產物。
所述L-吡咯垸酮羧酸與鋅源的摩爾比為L0 1.1: 1.0。
本發明方法以水為反應介質，其用量可以為原料L-穀氨酸質量的0.5 5倍，優選1 2倍。
由此可見，目前生產PCA-Zn的方法都不理想，成本比較高，收率也不高
發明內容
產物冷卻結晶，即可得到目標產物L-吡咯烷酮羧酸鋅。反應產物 冷卻至室溫，析出大量晶體，將結晶抽濾、洗滌和乾燥，即得目標產物；抽濾後的母液冷卻 至(TC，再次析出部份晶體，抽濾、洗滌和乾燥後，得第二批目標產物。
本發明的吡咯垸酮羧酸鋅的合成方法，與現有方法相比，以碳酸鋅或鹼式碳酸鋅為鋅 源，目標產物L-吡咯垸酮羧酸鋅的收率可達75%左右，具有收率高、成本低、易操作的優 點；反應溫度低，吡咯烷酮羧酸不易消旋化。適合工業化生產，是一種高效地生產高品質、 特別是旋光純度高PCA-Zn的方法。
下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細描述。本發明的範圍並不以具體實施方式
為 限，而是由權利要求的範圍加以限定。
具體實施例方式
實施例1
將50g的L-穀氨酸加入100mL的燒瓶中，浸入預熱好的14(TC油浴中，通入N2帶水，至無 水再流出，TLC檢測原料L-穀氨酸反應完全；將反應產物冷卻至50-6(TC，加入30mL去離子水， 攪拌下緩緩加入21.0g碳酸鋅固體，並在此溫度下保溫2h， TLC檢測無L-吡咯垸酮羧酸存在， 停止反應並冷卻至室溫，析出大量晶體，抽濾，濾餅經少量冷水洗滌、乾燥得第一批產品； 母液經冷卻至(TC過夜，再次析出部份晶體，抽濾、洗滌和乾燥後，與第一批產品合併，得PCA-Zn 45. Og，收率74. 2%。
實施例2
將50g的L-穀氨酸加入100mL的燒瓶中，浸入預熱好的140'C油浴中，真空抽除反應 所生成的水，TLC檢測原料L-穀氨酸反應完全；將反應產物冷卻至50-6(TC，加入40mL去 離子水，攪拌下緩緩加入鹼式碳酸鋅固體28. Og (ZnC(V2Zn(0H)2化0)，並在此溫度下保溫 1.5h， TLC檢測無L-吡咯烷酮羧酸存在，停止反應並冷卻至室溫，析出大量晶體，抽濾， 濾餅經少量冷水洗滌、乾燥得第一批產品；母液經冷卻至0'C過夜，再次析出部份晶體，抽
濾、洗滌和乾燥後，與第一批產品合併，得PCA-Zn 46.6g，收率76.8°/。。
5實施例3
將50g的L-穀氨酸加入lOOmL的燒瓶中，浸入預熱好的140'C油浴中，真空抽除反應 所生成的水，TLC檢測原料L-穀氨酸反應完全；將反應產物冷卻至10-20°C，加入50mL去 離子水，攪拌下緩緩加入22.0g碳酸鋅固體，並在此溫度下保溫3. 5h， TLC檢測無L-吡咯 烷酮羧酸存在，停止反應並冷卻至室溫，析出大量晶體，抽濾，濾餅經少量冷水洗滌、千 燥得第一批產品；母液經冷卻至O'C過夜，再次析出部份晶體，抽濾、洗滌和乾燥後，與第
一批產品合併，得PCA-Zn 43. 8g，收率73. 8%。
權利要求
1、一種吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法，包括以下步驟1)L-穀氨酸加熱脫水環和製得L-吡咯烷酮羧酸；2)以水為介質，L-吡咯烷酮羧酸與碳酸鋅或鹼式碳酸鋅在0～100℃下反應；3)將步驟2)所得到的反應產物冷卻結晶，並將結晶抽濾、洗滌和乾燥，即得L-吡咯烷酮羧酸鋅。
2、 根據權利要求1所述的吡咯垸酮羧酸鋅的合成方法，其特徵在於所述L-吡咯烷酮羧酸與碳酸鋅或鹼式碳酸鋅的摩爾比為1.0-1.1: 1.0。
3、 根據權利要求1或2所述的吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法，其特徵在於步驟2)的反應 溫度為50 60°C。
4、 根據權利要求1或2所述的吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法，其特徵在於步驟2)中介質 水的用量為L-穀氨酸質量的0.5 5倍。
5、 根據權利要求1所述的吡咯垸酮羧酸鋅的合成方法，其特徵在於步驟1) L-穀氨酸脫 水環和的反應溫度為120 150°C。
全文摘要
本發明公開了一種L-吡咯烷酮羧酸鋅的合成方法，即以L-穀氨酸為原料，經脫水環和生成L-吡咯烷酮羧酸，再於0～100℃下與碳酸鋅或鹼式碳酸鋅反應生成L-吡咯烷酮羧酸鋅。本發明L-吡咯烷酮羧酸鋅的收率可達75％，吡咯烷酮羧酸不易消旋化，具有收率高、成本低、易操作的優點，適合工業化生產。
文檔編號C07D207/28GK101456837SQ20091002864
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者史魯秋, 李華山 申請人:南京中獅化學品有限公司