α-氨基酸膦酸化合物、其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了新型的氨基酸烷基膦酸化合物。这些化合物可被用于许多应用，特别是在水性体系中、包括在海上石油开采中以结垢抑制剂功能使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】a-氨基酸膦酸化合物、其制备方法和用途本专利技术涉及新型的a-氨基酸膦酸化合物，该化合物包含选定的氨 基酸，即精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和苯 丙氨酸，其中已经使可利用的N-H基团反应得到垸基膦酸部分。本发 明还公开了一种制造该新型化合物的方法和这些化合物有益的应用。根据本明的化合物能被有利地用于许多工业和其它非穷举性的应 用中，所述应用包括水处理、阻垢、分散、隔离、缓蚀、药物和药物 中间体、纺织品、清洁剂、二次采油、造纸工业、糖和啤酒工业、肥 料和微量营养素以及金属处理。a-氨基酸(氨基酸)是众所周知的，并且已经被应用了很长时间。 这些氨基酸作为天然产物本身，或者作为水解时能够得到氨基酸或者 通常是这些氨基酸混合物的蛋白质被发现。这些氨基酸还可以通过本 领域公知的方法合成。大量的单个氨基酸被实际商业化用于许多确定 应用的众多领域。因此人们能够期待广泛涉及氨基酸的现有技术确实 是非常重要的。GB 1438079中描述了膦酰亚甲基氨基羧酸盐。US 4661298描述了 在催化有效量的多胺催化剂存在下，通过使半胱氨酸与卤代垸基膦酸 反应，形成膦酰烷基化的氨基酸的方法。德国专利申请DE 3524502公 开了含有(膦酰亚甲基)-氨基亚甲基羧酸的有效阻垢剂体系。后者的酸 能够从甘氨酸开始制备。GB 2161468也预期了使用类似的氨基酸膦酸 盐化合物用于结塘控制。由Journ. Of Crystallographic and Spectroscopic Research (结晶和光谱研究杂志)(1989) ， 19(5)， 861~71得知N-膦 酰甲基-L-苏氨酸。US 5414112公开了 N-双(膦酰甲基)氨基酸和它们用于控制与工业 过程水接触的碳酸钙结垢的用途。所描述的具体化合物是N,N-双(膦酰 甲基)-L-谷氨酸、N,N-双(膦酰甲基)-L-丝氨酸和N，N，N'，N'-双(膦酰甲 基)-L-赖氨酸。L-赖氨酸化合物由带有一个连在一个氨基基团上的膦酰 甲基部分的物类表示。WO 2006/074730描述了在非均相布朗斯台德酸 (Broensted acid)催化剂存在下，从亚磷酸、胺和甲醛开始制造氨基 亚垸基膦酸化合物的方法。本专利技术的目的是提供能够有益地用于各种工业应用中的新型膦酸 盐化合物。本专利技术的另一个目的是制造可利用的新型膦酸盐化合物， 该化合物与现有的氨基亚烷基膦酸相比，能够产生有益的、至少相当 的性能。本专利技术另一个目的是发现了每重量单位的膦酸部分提供优良 性能的膦酸盐化合物。本专利技术的再一个目的是创造新的化合物，该化 合物与利用单个反应物产生的化合物相比，能够提供所需的协同应用 性能和/或类似的技术结构。现在通过提供狭义的氨基酸膦酸盐能够满足上述及其它的目的。除非有不同的限定，在本说明书中使用的术语"百分比"或"％" 表示"重量百分比"或"重量％"。在本说明书和权利要求中使用的术 语"氨基酸"表示"a-氨基酸"。取决于介质主要的碱度/酸度条件， 以已知的方式，术语"膦酸"和"膦酸盐"也可互换使用。术语"卯m" 表示"百万分之几"。术语"阈值"在水处理领域中是公知的。非常 少量的结垢抑制剂在溶液中保持大量结垢物质的能力被称为"阈效 应"。或者换句话说，这是通过ppm浓度的抑制剂防止结垢物质的过 饱和溶液沉淀。现在已经发现新型的氨基酸膦酸盐化合物，其能够满足本专利技术的 目的。更详细地，本专利技术涉及具有下面通式的氨基酸膦酸化合物 A-(B)X6其中A是选自精氨酸；组氨酸；异亮氨酸；亮氨酸；蛋氨酸；苏氨酸；以及苯丙氨酸的Ct-氨基酸部分；以及其中B是在垸基中含有1~6个碳原子的垸基膦酸部分； 条件是在该氨基酸部分是精氨酸的情况下，X是1~6的整数，在该氨基酸部分是组氨酸的情况下，x是l 3的整数，以及在该氨基酸部分选自亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸的情况下，x是2。本专利技术新型的化合物中的第一必要部分由选定的a-氨基酸表示， 即精氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸。 氨基酸通常是蛋白质的构成单元。存在超过四十种已知的氨基酸，其 中约二十种实际被包含在动物组织中。通过从蛋白质水解开始、通过酶发酵和/或通过化学合成可以制造氨基酸。该
是公知的，并 且所有单独的技术大量记载在文献中。蛋白质中的天然蛋氨酸作为光学活性的L-异构体存在。通过已知 的化工工艺能够生产D-和L-光学异构体的混合物，并且能够分离单独 的异构体。以已知的方式，从丙烯醛开始能够合成D，L-蛋氨酸。精氨酸也以工业量生产，并且在商业上用于药物、营养补充剂、 功能饮料和个人护理产品中。苯丙氨酸是可广泛使用的，并被用于制 造例如阿斯巴甜和用于药物目的。苏氨酸被大量生产并用于包括药物 的各种应用中。组氨酸可商购获得并用于例如制药工业。异亮氨酸和 亮氨酸是小体积的氨基酸，已经发现其在营养配方、药物、营养补充 剂中的应用，并且(亮氨酸)作为阿斯巴甜药片中的润滑剂。本专利技术的新型氨基酸膦酸盐能够通过这样制造在盐酸存在下， 于pH通常小于4的水性介质中，通过在通常大于70'C的温度下加热 反应混合物足以完成该反应的时间，使氨基酸的一个或多个N-H官能 与亚磷酸在添加甲醛的情况下反应。在本
中这种反应是常规和公知的，如下所述，己经经由所述盐酸路线合成了新型膦酸盐化合 物的例子。在一种优选的方法中，能够制造氨基酸膦酸盐而基本没有氢卤酸 和相应的副产物与中间体。具体地，按与亚磷酸组分(100%)相比计，在不超过0.4%、优选小于2000ppm的氢卤酸存在下，通过使下列物质反应，能够制造氨基酸膦酸盐(a) 亚磷酸；(b) 氨基酸；和(c) 甲醛，反应物比例(a):(b)为0.05:1至2:1; (c):(b)为0.05:1至5:1;以及 (c):(a)为5:1至0.25:1;其中(a)和(c)表示将要使用的摩尔数，(b)表示摩尔数乘以胺中N-H 官能的数目，在酸催化剂存在下具有等于或小于3.1的pKa，所述催化 剂相对于反应介质是均相的并且以如下反应物比例使用(b):(d)为40:1至1:5;其中(d)表示催化剂的摩尔数乘以每摩尔催化剂可利用的质子数 目，接着以本身已知的方式回收形成的氨基酸膦酸盐。术语"均相" 催化剂是指适合使用的该催化剂于反应条件下在反应介质内形成单一 的液相。催化剂的均相性质能够一如既往地通过例如对沉淀或相分离 性质的目测观察确定。优选的催化剂物类可以选自三氟乙酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、草 酸、丙二酸、对甲苯磺酸和萘磺酸均相反应优选在7(TC 15(TC的温度范围内，利用选自如下的方法 实施-在环境压力下，有或者没有水和未反应甲醛的蒸馏的情况下，实 施该反应；-在增大的自生压力下于密闭容器中；8-在组合的蒸馏和压力设备中，其中使含有反应物混合物的反应容 器保持在反应温度和环境压力下，接着使反应混合物通过在增大的自 生压力下工作的反应器循环，从而根据需要逐渐添加甲醛和其它选定 的反应物；以及-连续工艺设备，可能在增大的自生压力下，将反应物连续地注入 到该反应混合物中，并且连续地取出膦酸反应产物。在另一种优选的方法中，能够在基本没有氢卤酸的条件下制备用 于本文中的氨基酸膦酸盐，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基酸膦酸化合物，其具有通式：　Ａ－（Ｂ）↓［ｘ］　其中Ａ是选自精氨酸；组氨酸；异亮氨酸；亮氨酸；蛋氨酸；苏氨酸；以及苯丙氨酸的α－氨基酸部分；以及　其中Ｂ是在烷基中含有１～６个碳原子的烷基膦酸部分；　条件是在该 氨基酸部分是精氨酸的情况下，ｘ是１～６的整数，在该氨基酸部分是组氨酸的情况下，ｘ是１～３的整数，以及在该氨基酸部分选自亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸的情况下，ｘ是２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克诺特，阿尔伯特菲尔明德沃，
申请(专利权)人：塞福斯贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]