通过酯化α-羟基酸制备α-羟基酯的工艺的制作方法

通过酯化
α-羟基酸制备
α-羟基酯的工艺
1.相关申请
2.本技术要求2019年9月6日提交的国际申请第pct/cn2019/104692号的优先权权益，所述国际申请出于任何目的通过引用方式以其整体并入本文。
发明领域
3.本公开提供了通过酯化诸如酯交换由相应的α-羟基酸制备α-羟基酯的工艺。还提供了根据本文公开的工艺制备的α-羟基酯、包含所述α-羟基酯的组合物以及使用该组合物的方法。


背景技术：

4.天然氨基酸的α-羟基酯类似物可用作膳食补充剂以及用于酶促过程和蛋白质功能的研究中。此类酯的合成通常采用强酸(诸如h2so4)或阳离子交换树脂存在下相应酸和醇的酸催化fischer酯化反应、强酸存在下相应腈的酸介导水解，或酶介导的过程。然而，酸催化的途径导致起始物料和产物降解以及产物被二聚体和低聚体组分污染。此类方法通常提供低收率，并且需要复杂的纯化技术将目标化合物与聚合物副产物分离。酶促途径需要昂贵且灵敏的试剂和特殊的反应条件。
5.特别重要的α-羟基酯是2-羟基-4-(甲硫基)丁酸异丙酯(hmbi)。hmbi是蛋氨酸的羟基类似物2-羟基-4-(甲硫基)丁酸(hmba)的异丙酯。hmbi被用于帮助补充包括母牛在内的反刍动物中的蛋氨酸。奶牛体内足够的蛋氨酸水平有助于维持所需的乳蛋白合成水平，进而维持所需的产奶水平。然而，动物原料中的蛋氨酸含量严重不足，已成为奶牛食物的主要限制因素。hmbi是蛋氨酸的化学衍生物，其可轻松快速地通过瘤胃壁扩散，从而避免被瘤胃微生物降解。一旦hmbi通过瘤胃壁，它就会在肝脏中代谢，并可用于奶牛的乳蛋白合成。
6.需要使用廉价试剂和温和反应条件并以高收率和纯度提供产物酯的合成α-羟基酯(诸如hmbi)的额外工艺。


技术实现要素：

7.在一个方面，本公开涉及制备式(i)的化合物的方法：
[0008][0009]
其中
[0010]
r1选自h；任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2或胍基取代的c
1-4
烷基；任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基；
[0011]
其中ra和rb各自独立地为h或c
1-4
烷基；以及
[0012]
r2为c
1-8
烷基或c
4-7
环烷基；
[0013]
所述方法包括使式(ii)化合物：
[0014][0015]
与式(a)或式(b)或式(c)的试剂反应：
[0016][0017]
其中r
x
选自h、c
1-4
烷基和ch2＝ch-；并且
[0018]ry
为c
1-3
烷基。
[0019]
在另一个方面，本公开涉及制备式(i)的化合物的方法：
[0020][0021]
其中
[0022]
r1选自h；任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2、-nrarb或胍基取代的c
1-4
烷基；任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基；
[0023]
其中ra和rb各自独立地为h或c
1-4
烷基；以及
[0024]
r2为c
1-8
烷基或c
4-7
环烷基；
[0025]
其包括使式(iii)化合物与r
2-oh反应：
[0026][0027]
其中r3为h或-c(o)r
x
；
[0028]
其中r
x
为c
1-4
烷基。
[0029]
在另一个方面，本公开涉及制备式(i-a)的化合物的方法：
[0030][0031]
所述方法包括：
[0032]
(a)用乙酰氯处理式(ii-a)的化合物：
[0033][0034]
以提供式(iii-a)的化合物：
[0035][0036]
(b)使式(iii-a)的化合物与异丙醇反应，以提供式(iv-a)的化合物：
[0037][0038]
以及
[0039]
(c)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供式(i-a)的化合物：
[0040]
在另一个方面，本公开涉及制备式(i-a)的化合物的方法：
[0041][0042]
所述方法包括：
[0043]
(a)使式(ii-a)的化合物：
[0044]
和正庚烷混合；
[0045]
(b)通过共沸蒸馏干燥式(ii-a)的化合物；
[0046]
(c)将正庚烷作为非极性溶剂添加到经干燥的式(ii-a)的化合物中；
[0047]
(d)用乙酰氯处理在庚烷中的经干燥的式(ii-a)的化合物，以提供式(iii-a)的化合物：
[0048][0049]
(e)使式(iii-a1)的化合物与异丙醇在包含亲水相和疏水相的两相反应混合物中反应，以提供式(iv-a)的化合物：
[0050][0051]
(f)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供在反应混合物的疏水相中的式(i-a)的化合物；以及
[0052]
(g)将疏水相与亲水相碱分离以提供式(i-a)的化合物。
[0053]
在另一个方面，本公开涉及通过将式(i-a)的化合物(hmbi)和至少一种杂质的混合物分配在正庚烷相和碱性水相之间来分离出hmbi的方法，其中所述至少一种杂质选自hmba、hmba二聚体、hmba低聚体、hmbi二聚体和hmbi低聚体。在一些实施方案中，所述混合物包含hmbi和hmba。
[0054]
在另一个方面，本公开涉及通过将hmbi和至少一种杂质的混合物在两相反应期间分配在疏水相和亲水相之间来分离出hmbi的方法，其中所述至少一种杂质选自hmba、hmba二聚体、hmba低聚体、hmbi二聚体和hmbi低聚体。
[0055]
在另一个方面，本公开涉及按照本文所述方法中的任一种制备式(i)或式(i-a)的化合物。
[0056]
在另一个方面，本公开涉及式(i)或式(i-a)的化合物，其中所述化合物的按重量(和/或按gc或按hplc)计的纯度为至少约95％或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，并且所述化合物是粗制化合物，尚未被纯化，并且/或者仅通过分馏纯化。
[0057]
在另一个方面，本公开涉及组合物，其包含按重量和/或按gc或hplc分析计的至少约95％的式(i-a)的化合物和从约1ppm至约4999ppm的作为杂质的正庚烷。
[0058]
在另一个方面，本公开涉及包含如本文所述的式(i)或(i-a)的化合物的动物饲料组合物。
[0059]
在另一个方面，本公开涉及包含如本文所述的式(i-a)中的式(i)的化合物的动物饲料组合物。在一些方面，动物饲料是母牛饲料，诸如奶牛饲料。
[0060]
在另一个方面，本公开涉及向奶牛供应可生物利用的蛋氨酸的方法，其包括向奶牛施用如本文所述的式(i)或式(i-a)的化合物或动物饲料组合物。在另一个方面，本公开涉及向奶牛供应至少约50％的可生物利用的蛋氨酸的方法，其包括向奶牛施用如本文所述的式(i)或式(i-a)的化合物或动物饲料组合物。在另一个方面，本公开涉及改善从奶牛获得的牛奶的方法，其包括向奶牛供应如本文所述的式(i)或式(i-a)的化合物或动物饲料组合物。在另一个方面，本公开涉及改善母牛状况的方法，其包括向奶牛供应如本文所述的式(i)或式(i-a)的化合物或动物饲料组合物。
附图说明
[0061]
图1a是hplc色谱图，其描述了在5％盐酸水溶液存在下hmba和乙酸异丙酯的反应结果，如实施例3中所述。
[0062]
图1b是hplc色谱图，其描述了在5％盐酸水溶液存在下hmba和乙酸异丙酯反应过程中反应混合物的hplc分析的结果，如实施例3中所述。
[0063]
图2a是hplc色谱图，其描述了在不添加催化剂的情况下1.0当量hmba(1001.5g)和2.54当量iproac(2000ml)在90-95℃下持续18小时的非催化酯交换反应的结果，如实施例3中所述。
[0064]
图2b是hplc色谱图，其描述了在不添加催化剂的情况下1.0当量hmba(1001.5g)和2.54当量iproac(2000ml)在90-95℃下持续2-18小时的反应期间反应混合物的hplc分析结果，如实施例3中所述。
[0065]
图3a是hplc色谱图，其描述了1.0当量hmba(1010g)和2.54当量iproac(2000ml)在5％h2so4水溶液存在下在90-95℃下持续18小时的反应的结果，如实施例3中所述。
[0066]
图3b是hplc色谱图，其描述了1.0当量hmba(1010g)和2.54当量iproac(2000ml)在5％h2so4水溶液存在下在90-95℃下持续18小时的反应的结果，如实施例3中所述。
[0067]
图4是根据本文所公开的实施例4合成hmbi的示例工艺流程图。
[0068]
图5a是hplc色谱图，其描述了来自hmbi合成的产物的hplc分析的结果，如实施例13中所公开的。
[0069]
图5b是hplc色谱图，其描述了来自使用两相反应的hmbi合成的产物的hplc分析的结果，如实施例13中所公开。
[0070]
图6是使用如本文所公开的两相反应合成hmbi的示例工艺流程图。
具体实施方式
[0071]
除非另有说明，否则本公开中的术语具有相关领域技术人员所理解的其简单和普通的含义。说明书和权利要求书中使用的以下术语是为了本公开的目的所定义的，并具有以下含义。
[0072]
如本文所用，术语“2-羟基-4-(甲硫基)丁酸异丙酯”、“hmbi”和“2-羟基-4-(甲硫基)丁酸的异丙酯”是指具有下面的结构(式i-a)的化合物。
[0073][0074]
如本文所用，术语“2-羟基-4-(甲硫基)丁酸酯”、“2-羟基-4-(甲硫基)丁酸”和“hmba”是指具有下面的结构(式ii-a)的化合物。
[0075][0076]
本文所述的化合物可以外消旋形式、作为单一对映异构体或作为对映异构体的混合物存在。因此，例如，hmbi是指外消旋hmbi(或“dl-hmbi”)，或者是指d-hmbi或l-hmbi，或其混合物。
[0077]
本文所述的化合物也可以盐形式存在。本文所示的化学式应理解为包括所示结构及其盐形式。例如，当化合物包含羧酸时，该式还涵盖共轭碱的盐形式(羧酸盐)，诸如钠盐、钾盐、镁盐或钙盐。当化合物包含吲哚或咪唑基团时，该式还涵盖其共轭酸的盐，诸如hcl盐。
[0078]“烷基”意指1至8个碳原子(例如1至6个碳原子、1至4个碳原子或1至3个碳原子)的线性饱和单价烃基，或3至8个碳原子(例如，3至6个碳原子、3至4个碳原子或3个碳原子)的支化饱和单价烃基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基(包括所有异构形式)等。
[0079]“环烷基”意指3至10个碳原子的环状饱和单价烃基，例如，环丙基、环丁基、环戊基或环己基等。
[0080]“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能但不一定发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的例子以及所述事件或情况不发生的例子。例如，“任选地被-oh
取代”的烷基基团意指-oh可能但不一定存在，并且该描述包括烷基基团被-oh取代的情况和烷基基团未被-oh取代的情况。
[0081]
术语“反应溶剂”是指用于携带溶解的反应物的有机液体。在一些实施方案中，反应试剂之一用作试剂并且用作反应溶剂。在其他实施方案中，试剂被稀释在不同的反应溶剂中。
[0082]
术语“酸催化剂”是指以低于化学计量的量添加到反应中的酸，其用于催化反应。酸催化剂可为布朗斯台德(bronsted)酸(诸如pka小于7的酸，诸如hcl、h2so4、khso4、乙酸等)或路易斯酸(诸如硼酸)。在一些实施方案中，酸是例如通过乙酰氯或tmscl与水或醇反应而原位产生的。
[0083]
术语“强酸”是指完全解离成其组成离子(component ion)的酸。强酸包括但不限于hcl、hno3、h2so4、hbr、hi、hclo4和hclo3。
[0084]
术语“浓度”是指溶剂中溶质的量。本文中浓度可按重量％或按摩尔浓度(m)或当量浓度(n)来描述。
[0085]
术语“回流温度”或“回流”是指反应溶剂沸腾时的温度；通常，冷凝器被用于冷却溶剂蒸气并将其冷凝回反应容器中。给定溶剂达到回流的精确温度可因环境因素而变化。
[0086]
术语“庚烷”或“正庚烷”是指纯正庚烷或在与其他c7异构体的混合物中的正庚烷(例如，至少90％的正庚烷和至少95％的总c7异构体)。
[0087]
术语“约”是指数值，包括例如整数、分数和百分数，无论是否明确指示。术语“约”一般是指本领域普通技术人员将视为等同于列举值(例如具有相同功能或结果)的数值范围(例如列举范围的
±
5-10％)。当诸如“至少”和“约”的术语位于数值或范围清单之前时，该术语修饰所述列表中提供的所有值或范围。在一些情况下，术语“约”可包括经四舍五入的数值。
[0088]
术语“萃取(extract)”、“萃取(extraction)”或“萃取(extracting)”是指将材料分配在有机相和水相之间的过程。在一些方面，萃取是对反应混合物或反应混合物的浓缩残余物执行。“萃取物”是与水相分离后的有机相。如本文所用，萃取技术可被用于分离最终产物。如本文所用，萃取不涵盖对粗制反应产物执行的纯化方法，诸如简单蒸馏、真空蒸馏、共沸蒸馏、分馏、连续蒸馏、快速层析、hplc或重结晶。
[0089]
如本文所用，“纯化(purification)”或“纯化(purifying)”是指在反应完成后分离反应产物的方法。纯化方法包括简单蒸馏、真空蒸馏、共沸蒸馏、分馏、连续蒸馏、快速层析、hplc或重结晶。
[0090]
术语“基本上”，例如“基本上呈单体形式”是指式(i)或式(i-a)的化合物相对于二聚体和/或低聚体类似物的纯度，或者hmba相对于二聚体和/或低聚体类似物的纯度。
[0091]
如本文所用，术语“二聚体”或“二聚化合物”是指其中给定单体结构的两个分子或两个不同单体结构各一个分子被缩合成单个分子的化合物。在hmba的情况下，hmba二聚体可能例如以下列形式之一存在：
[0092][0093]
在hmba和hmbi的情况下，hmba/hmbi二聚体(例如，异源二聚体)可能例如以下列形式存在：
[0094][0095]
如本文所用，术语“低聚体”或“低聚化合物”是指其中给定单体结构的多于两个分子，或至少两个不同单体结构的多于两个分子被缩合成单一聚合结构的化合物。hmba和hmbi可形成同源低聚体(例如，hmba三聚体或四聚体)或异源hmba/hmbi低聚体(包含至少一个hmba单体单元和至少一个hmbi单体单元)。“hmba二聚体”和“hmba低聚体”结构通常以与水在一起的“88％hmba”的商业样品存在。
[0096]
术语“纯度”或化合物百分比的表述(例如，x％hmba)是指如根据重量、根据gc分析和/或根据hplc分析所确定的样品中化合物的纯度。在一些方面，按重量计的纯度通过使用uv检测的gc或hplc分析来确定。
[0097]
术语“按重量计的纯度”是指样品中的化合物相对于样品中其他组分的纯度，其中化合物质量与样品质量的比率被表示为百分比。
[0098]
关于气相色谱(gc)或hplc纯度的术语“纯度”意指感兴趣的化合物的峰面积相对于色谱图中所有峰面积总和计算出的纯度(以％表示)。在一些方面，纯度是通过使用uv检测的hplc来确定。
[0099]
在一些方面，纯度是根据受管制产品的营销法规要求的纯度。在例如hmbi的情况下，所述化合物包含0.5％或更少的水(例如，如通过卡尔费休氏分析所确定)。(参见2013年5月22日的委员会实施条例(eu)第469/2013号。)
[0100]
术语“粗制品”、“粗制产物”和“粗制化合物”是指浓缩反应混合物和/或萃取反应混合物到有机溶剂中并浓缩有机萃取物后从反应混合物获得的化合物的样品。
[0101]
术语“在反应过程中不产生”是指不产生给定化合物作为产物的反应。在一些方面，“在反应过程中不产生”意指不以化学计量的量或催化量或可检测的量产生。在一些方面，“在反应过程中不产生”意指材料在反应开始时可能存在(例如，在与起始材料的混合物中)，但在反应过程中材料的量基本上未增加。在一些方面，异丙醇和/或水在本文所述的某些反应中不产生。异丙醇的检测可以通过gc或本领域已知的其他方法进行，水的检测可以通过卡尔费休氏分析或本领域已知的其他方法进行。
[0102]
如本文所用，术语“减少水量”是指从反应混合物中部分或完全去除水。水的完全去除表明使用标准检测方法诸如卡尔费休氏分析无法检测到水。
[0103]
术语“动物饲料组合物”是指适合用于动物营养物中的产品。在一些方面，动物饲
料组合物是动物饲料(例如，包含补充剂的食物或饮用水)，并且在一些方面，动物饲料组合物是饲料添加剂。饲料添加剂适用于与动物饲料或与饮用水混合。
[0104]
术语“载体”是指用于动物饲料添加剂的合适载体。合适的载体包括水(用于液体或固体饲料添加剂)或硅石(用于固体饲料添加剂)。在一些方面，载体是硅石(二氧化硅)。在一些方面，饲料添加剂包含比例为3:2的所述化合物和硅石。
[0105]
在一些方面，动物饲料包括补充有2.5重量％或1重量％hmbi的颗粒化、富含蛋白质的饲料(例如，基于花生、油菜籽粕和/或豆粕)。在一些方面，动物饲料包括补充有0.5重量％或3.0重量％hmbi的约45％和约50％谷物(玉米、大麦、小麦和/或小麦副产品)。在一些方面，动物饲料包括含糖蜜的醪饲料或颗粒化饲料，其各自补充有2.5重量％或1重量％的hmbi。
[0106]
术语“施用”是指向目标动物提供补充剂。施用可以经口进行，例如通过摄入包含所述化合物的食物或饮用水进行，或者通过注射或其他施用方式进行。
[0107]
如本文所用，“改善牛奶”是指由经处理的母牛或一组经处理的母牛生产的牛奶的质量和/或数量与由未经处理的对应物生产的牛奶相比得到改善。牛奶的改善包括，例如，牛奶中的蛋白质含量升高(例如，α、β和/或κ蛋白质升高)、牛奶中的脂肪含量升高以及/或者产生的牛奶的体积升高。
[0108]
如本文所用，“改善母牛的状况”是指经处理的母牛或一组经处理的母牛的健康指标与未经处理的对应物的健康指标相比得到改善。母牛状况的改善可以指，例如，一些特征相对于未经处理的动物增加；例如，体重增加。
[0109]
如本文所用，生育能力的改善包括，例如，缩短产犊和繁殖之间的间隔和/或增加授精期间的受精百分比。
[0110]
如本文所用，肝功能的改善包括，例如，代谢问题的减少、极低密度脂蛋白水平的改善、血酮症的减少和/或肝脂肪变性的发生率的减少。
[0111]
如本文所用，“能量增加”是指，例如，瘤胃中的发酵过程受到刺激，导致可消化的有机物质增加，从而为动物提供了更多能量。
[0112]
酯交换
[0113]
在一些实施方案中，本公开涉及制备式(i)的化合物的方法：
[0114][0115]
其中
[0116]
r1选自h；任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2或胍基取代的c
1-4
烷基；任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基；
[0117]
其中ra和rb各自独立地为h或c
1-4
烷基；以及
[0118]
r2为c
1-8
烷基或c
4-7
环烷基；
[0119]
所述方法包括使式(ii)化合物：
[0120]
[0121]
与式(a)或式(b)或式(c)的试剂反应：
[0122][0123]
其中r
x
选自h、c
1-4
烷基和ch2＝ch-；并且
[0124]ry
为c
1-3
烷基。
[0125]
在一些实施方案中，式(a)的试剂(例如乙酸异丙酯、甲酸异丙酯、丙烯酸异丙酯)或式(b)的试剂(例如甲磺酸异丙酯)或式(c)的试剂(例如硼酸三异丙酯)用作反应溶剂。在一些实施方案中，式(a)、(b)或(c)的试剂是相对于hmba起始物料以从约1摩尔当量(“当量”或“eq.”或“equiv.”)至约20当量，或从约1当量至约10当量，或从约1当量至约5当量，或从约1当量至约3当量的量使用。在一些实施方案中，式(a)的试剂是乙酸异丙酯，并且乙酸异丙酯用作反应溶剂(即纯乙酸异丙酯，不添加溶剂)。在一些实施方案中，式(b)的试剂是甲磺酸异丙酯，并且甲磺酸异丙酯用作反应溶剂。在一些实施方案中，式(c)的试剂是硼酸三异丙酯，并且硼酸三异丙酯用作反应溶剂。在一些实施方案中，反应是在至少一种并非式(a)、(b)或(c)的试剂的单独有机溶剂中进行。在一些实施方案中，所述至少一种单独的有机溶剂是r
2-oh(例如甲醇、乙醇、异丙醇等)、二异丙醚、thf、二氯甲烷、甲基-thf、甲苯和二氧戊环。在一些实施方案中，反应溶剂是异丙醇。在一些实施方案中，反应溶剂是异丙醇，试剂是式(a)的试剂(例如乙酸异丙酯)，并且相对于hmba起始物料使用从约1当量至约10当量，或从约1当量至约5当量，或从约1当量至约3当量的试剂。
[0126]
在一些实施方案中，试剂是式(a)的试剂(诸如乙酸异丙酯)，并且该试剂是通过使式r
x
c(o)cl的化合物(诸如乙酰氯)与式r2oh的化合物(诸如异丙醇)反应而原位产生的。将所得的式(a)的试剂(诸如乙酸异丙酯)的混合物与式(ii)或(ii-a)的化合物组合以进行反应。
[0127]
在一些实施方案中，r1是h。在一些实施方案中，r1是任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2、-nrarb或胍基取代的c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1是任选地被-oh、-sh或-s-c
1-4
烷基取代的c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1选自甲基、乙基、异丙基、异丁基、仲丁基、-ch
2-oh和-ch2ch
2-s-c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3。在一些实施方案中，r1选自任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基。
[0128]
在一些实施方案中，r2选自甲基、乙基和异丙基。在一些实施方案中，r2是异丙基。
[0129]
在一些实施方案中，试剂是式(a)的试剂。在一些实施方案中，r
x
选自h、甲基和ch2＝ch-。在一些实施方案中，r
x
是甲基。在一些实施方案中，试剂是式(b)的试剂。在一些实施方案中，ry是甲基。在一些实施方案中，试剂是式(c)的试剂。在一些实施方案中，试剂是式(c)的试剂，并且r2是异丙基。
[0130]
在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3，并且r2是异丙基。在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3，r2是异丙基，试剂是式(a)的试剂，并且r
x
是甲基。在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3，并且r2是异丙基。在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3，r2是异丙基，试剂是式(b)的试剂，并且ry是甲基。
[0131]
在一些实施方案中，本公开涉及制备式(i-a)的化合物的方法：
[0132][0133]
所述方法包括使式(ii-a)的化合物：
[0134][0135]
与乙酸异丙酯或甲磺酸异丙酯反应。在一些实施方案中，所述反应是与乙酸异丙酯反应。在一些实施方案中，所述反应是与乙酸异丙酯在作为反应溶剂的异丙醇中反应。
[0136]
在一些实施方案中，制备本文公开的式(i)和(i-a)的化合物的方法进一步包括将至少一种非极性溶剂添加到反应混合物，例如式(ii)的化合物与式(a)、(b)或(c)的化合物之间的反应，或式(ii-a)的化合物与乙酸异丙酯或甲磺酸异丙酯之间的反应中。在一些实施方案中，反应是包括反应混合物的疏水相和亲水相的两相反应。在一些实施方案中，非极性溶剂选自石油醚、甲苯、甲基叔丁基醚、己烷、环己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和苯。在一些实施方案中，非极性溶剂选自己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯和甲基叔丁醚。在一些实施方案中，非极性溶剂为正庚烷。
[0137]
在一些实施方案中，反应是在不存在酸催化剂的情况下执行。在一些实施方案中，反应是在存在至少一种酸催化剂的情况下执行。在一些实施方案中，所述至少一种酸催化剂选自h2so4、hcl和对甲苯磺酸(p-tsoh)。在一些实施方案中，所述至少一种酸催化剂是hcl。在一些实施方案中，酸催化剂是hcl，其是通过使乙酰氯或tmscl与水或醇(例如式(ii)或(ii-a))反应而原位生成的。在一些实施方案中，反应是在约1或更高的ph值下执行。在一些实施方案中，反应是在约3或更高的ph值下执行。
[0138]
在一些实施方案中，式(ii)或式(ii-a)的化合物(起始物料)在反应之前存在于包含水的样品中，并且该方法进一步包括通过使样品与式(d)的酰氯接触来减少样品中的水量：
[0139]c1-3
烷基-c(o)cl(d)
[0140]
以生成包含hcl的催化剂混合物并将该试剂与催化剂混合物组合。在一些实施方案中，相对于样品中的水量(如通过例如卡尔费休氏分析所确定)，使用至少摩尔当量或摩尔过量的式(d)的酰氯。在一些实施方案中，hcl是由此原位生成的。
[0141]
在一些实施方案中，式(ii)或式(ii-a)的化合物(起始物料)在反应之前存在于包含水的样品中，并且该方法包括在反应之前用至少一种干燥剂处理样品。在一些实施方案中，所述至少一种干燥剂选自mgso4、na2so4、po5、硅藻土、cacl2、分子筛或共沸溶剂(例如，诸如正丙醇或苯的溶剂)。在一些实施方案中，所述至少一种干燥剂选自mgso4和na2so4。在一些实施方案中，干燥剂是以纯的形式添加到样品中。在其他实施方案中，样品被稀释于极性或非极性溶剂，诸如乙醚、乙酸乙酯或二氯甲烷中，并在干燥剂上被干燥。在一些实施方案中，干燥剂是通过过滤从样品中去除的。在其他实施方案中，干燥剂是共沸溶剂，并且通过蒸馏去除(例如，水的共沸去除)。在一些实施方案中，共沸溶剂选自己烷、正庚烷、正丙醇、乙酸异丙酯、乙酸乙酯、甲苯和苯。
[0142]
在一些实施方案中，反应提供了包含式(i)或式(i-a)的化合物的反应混合物，并
且所述方法进一步包括任选地通过蒸馏减少式(a)的试剂(诸如乙酸异丙酯)或式(b)的试剂(诸如甲磺酸异丙酯)或式(c)的试剂(诸如硼酸三异丙酯)的量，以提供粗残余物。在一些实施方案中，所述方法进一步包括向反应混合物或粗残余物中添加碱，任选地其中碱是乙酸钠、naoh水溶液(诸如0.1至10n naoh水溶液或5n naoh)、nahco3水溶液、k2co3水溶液或na3po4水溶液，优选其中碱为0.1至10n naoh水溶液或5n naoh，以升高ph值到约5至约10，或约5至约9，或约5至约8的范围以提供碱性混合物；以及将式(i)或式(i-a)的化合物从碱性混合物中萃取至至少一种非极性溶剂中以提供萃取物。在一些实施方案中，所述至少一种非极性溶剂选自己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷和癸烷。在一些实施方案中，所述至少一种非极性溶剂为正庚烷。在一些实施方案中，用于萃取的正庚烷的体积为每千克计算出的hmbi产量或粗残余物质量(例如，计算出或估计的混合物中hmbi的量)约1至10ml，或约1至5ml，或约1至3ml，或约2ml。在一些实施方案中，用于萃取的正庚烷在萃取之前处于从约25℃至50℃，或从约30℃至约50℃、从约30℃至约40℃的温度下。在一些实施方案中，提取物包含按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)的化合物。在一些实施方案中，所述方法包括任选地通过蒸馏从萃取物中去除所述至少一种非极性溶剂，以提供按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)的化合物。
[0143]
在一些实施方案中，所述反应提供了包含式(i)或式(i-a)的化合物的反应混合物，并且所述方法进一步包括向反应混合物中添加碱，任选地其中碱是固体乙酸钠，以升高ph值到从约5至约10，或从约5至约9，或从约5至约8的范围以提供碱性混合物；使用干燥剂干燥碱性混合物以提供经干燥的碱性混合物；以及通过蒸馏从经干燥的碱性混合物纯化式(i)或式(i-a)的化合物，以提供按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)化合物。
[0144]
在一些实施方案中，反应过程中不产生r
2-oh，例如异丙醇。在一些实施方案中，反应过程中不产生水。
[0145]
在一些实施方案中，反应是在至少约20℃，或至少约30℃，或至少约40℃，或至少约50℃，或至少约60℃，或至少约70℃，或至少约80℃，或至少约90℃的温度下，或在范围从约20℃至约150℃，或从约20℃至约100℃，或从约20℃至约90℃，或从约60℃至约150℃，或从约60℃至约100℃，或从约60℃至约95℃，或从约75℃至约90℃，或从约80℃至约150℃，或从约80℃至约100℃，或从约80℃至约90℃的温度下，或在约89℃的温度下，或在式(a)或式(b)的试剂的回流温度下执行。在一些实施方案中，其中所述试剂为式(a)的试剂，并且反应是在至少约60℃，或至少75℃，或至少约80℃，或至少约90℃，或至少约100℃的温度下，或在范围从约60℃至约150℃，或从约60℃至约100℃，或从约60℃至约95℃，或从约75℃至约90℃，或从约80℃至约150℃，或从约80℃至约100℃，或从约80℃至约90℃的温度下，或在式(a)的试剂的回流温度下执行；或者其中所述试剂为式(b)的试剂，并且反应是在约20℃至约90℃，或约20℃至约60℃，或约20℃至约30℃的温度下执行。
[0146]
在一些实施方案中，反应被执行范围从约1小时至约24小时，或从约2小时至约15小时，或从约3小时至约14小时，或从约4小时至约12小时，或从约4小时至约10小时，或从约10至约20小时，或从约14至约16小时的时间。
[0147]
在一些实施方案中，在反应之后，使用至少一种合适的溶剂萃取式(i)或式(i-a)的化合物，所述至少一种合适的溶剂为诸如：石油醚、甲苯、甲基叔丁醚、己烷、环己烷、己烷
类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和苯。在一些实施方案中，在反应之后，使用至少一种合适的溶剂萃取式(i)或式(i-a)的化合物，所述至少一种合适的溶剂为诸如：己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯或甲基叔丁醚。在一些实施方案中，在使式(i)或式(i-a)的化合物反应之前，向反应混合物中添加至少一种合适的溶剂，诸如正庚烷或甲苯。在一些实施方案中，溶剂是非极性溶剂。在一些实施方案中，溶剂是极性溶剂。在一些实施方案中，溶剂是己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷或癸烷，或其异构体的混合物。在一些实施方案中，溶剂是正庚烷。在一些实施方案中，在反应之后，将式(i)或式(i-a)的化合物萃取到正庚烷中。在一些实施方案中，正庚烷萃取在反应容器中反应后立即进行。在一些实施方案中，反应是两相反应，并且正庚烷萃取在反应容器中反应期间在形成式(i)的化合物后进行。在一些实施方案中，将反应混合物的ph值调节至从约5至约10，或从约5至约9，或从约5至约8，并用正庚烷萃取所得混合物。在一些实施方案中，反应是两相反应，并且将反应混合物的ph值调节至从约5至约10，或从约5至约9，或从约5至约8，从而增加分配到正庚烷中的式(i)的化合物的量。在一些实施方案中，正庚烷的体积为每千克计算出的hmbi产量或粗残余物质量(例如，计算出的或估计的混合物中存在的hmbi量)约1至10ml，或约1至5ml，或约1至3ml，或约2ml。在一些实施方案中，萃取是用正庚烷进行，其在萃取前处于从约25℃至50℃，或从约30℃至约50℃、从约30℃至约40℃的温度下。在一些实施方案中，正庚烷从hmba或hmba和/或hmbi二聚体或低聚体材料中选择性地萃取hmbi。
[0148]
在一些实施方案中，所述方法进一步包括将异丙醇与乙酰氯组合以产生乙酸异丙酯在异丙醇中的溶液，并且使式(ii)或式(ii-a)的化合物与式(a)的试剂反应(其中式(a)的试剂是乙酸异丙酯)包括将式(ii)或式(ii-a)的化合物添加到乙酸异丙酯在异丙醇中的溶液中。
[0149]
通过化学计量乙酰化进行酯化
[0150]
在一个方面，本公开涉及制备式(i)的化合物的方法：
[0151][0152]
其中
[0153]
r1选自h；任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2、-nrarb或胍基取代的c
1-4
烷基；任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基；
[0154]
其中ra和rb各自独立地为h或c
1-4
烷基；以及
[0155]
r2为c
1-8
烷基或c
4-7
环烷基；
[0156]
所述方法包括使式(iii-a)或式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应：
[0157][0158]
其中r3是-c(o)r
x
；
[0159]
其中r
x
为c
1-4
烷基。
[0160]
在一些实施方案中，r
2-oh是用于使式(iii-a)或(iii-b)的化合物反应的溶剂。
[0161]
在一些实施方案中，r1是h。在一些实施方案中，r1是任选地被-oh、-sh、-s-c
1-4
烷基、-conh2、-nrarb或胍基取代的c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1是任选地被-oh、-sh或-s-c
1-4
烷基取代的c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1选自甲基、乙基、异丙基、异丁基、仲丁基、-ch
2-oh和-ch2ch
2-s-c
1-4
烷基。在一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3。在一些实施方案中，r1选自任选地被-oh或c
1-4
烷基取代的苯基；吲哚基；以及咪唑基。
[0162]
在一些实施方案中，r2是甲基、乙基或异丙基。在一些实施方案中，r2是异丙基。
[0163]
在一些实施方案中，所述方法包括使式(iii-a)的化合物与r
2-oh反应。在一些实施方案中，所述方法包括使式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应。
[0164]
在一些实施方案中，与r
2-oh反应是在至少约20℃，或至少约30℃，或至少约40℃，或至少约50℃，或至少约60℃，或至少约70℃，或至少约80℃的温度下，或在范围从约20℃至约90℃，或从约60℃至约95℃，或从约75℃至约90℃的温度下，在约82℃下，或在r
2-oh的回流温度下执行。在一些实施方案中，反应被执行范围从约1小时至约24小时，或从约2小时至约15小时，或从约3小时至约14小时，或约4小时至约12小时的时间。
[0165]
在一些实施方案中，本公开涉及使式(iii-a)的化合物或式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应，其中r1和r2如本文所定义，以提供式(iv)的化合物：
[0166][0167]
其中r1和r2如本文所定义。在一些实施方案中，制备式(i)的化合物的方法包括使式(iii-a)或式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应，以提供在式(iv)反应混合物中的式(iv)的化合物；
[0168]
并且反应进一步包括用碱水溶液处理式(iv)的化合物以提供式(i)的化合物。
[0169]
在一些实施方案中，所述方法进一步包括：
[0170]
(a)浓缩式(iv)的反应混合物以形成浓缩的反应混合物；或者
[0171]
(b)从式(iv)的反应混合物中萃取式(iv)的化合物到有机溶剂中以形成萃取物，并且浓缩该萃取物以形成浓缩的萃取物；
[0172]
其中用碱水溶液处理浓缩反应混合物或浓缩萃取物中式(iv)的化合物包括用碱水溶液处理式(iv)的浓缩物。
[0173]
在一些实施方案中，使式(iii-a)的化合物或式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应以提供式(iv)化合物的方法进一步包括向式(iii-a)或式(iii-b)的化合物与r
2-oh之间的反应中添加至少一种非极性溶剂。在一些实施方案中，所述方法是包括反应混合物的疏水相和亲水相的两相反应。在一些实施方案中，非极性溶剂选自石油醚、甲苯、甲基叔丁基醚、己烷、环己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和苯。在一些实施方案中，非极性溶剂选自己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯和甲基叔丁醚。在一些实施方案中，非极性溶剂为正庚烷。
[0174]
在一些实施方案中，将式(i)的化合物分配到反应混合物的疏水相中。
[0175]
在一些实施方案中，制备式(i)的化合物的方法进一步包括，在用碱水溶液处理式
(iv)的化合物以提供在反应混合物的疏水相中的式(i)的化合物之后，分离反应混合物的疏水相和亲水相，并浓缩疏水相中的式(i)以提供式(i)的化合物。
[0176]
在一些实施方案中，碱水溶液是naoh水溶液(诸如0.1n naoh)、nahco3水溶液、k2co3水溶液或na3po4水溶液。在一些实施方案中，碱水溶液是naoh水溶液(诸如0.1n naoh)，或nahco3水溶液。
[0177]
在一些实施方案中，所述方法进一步包括，在用碱水溶液处理式(iv)的化合物以提供式(i)的化合物之后，萃取式(i)的化合物到有机溶剂中以形成式(i)的萃取物，并浓缩式(i)萃取物以提供式(i)的化合物。在一些实施方案中，用碱水溶液处理是在至少约0℃，或至少约20℃，或至少约25℃，或至少约30℃，或至少约40℃的温度下，或在从约0℃至约70℃，或从约20℃至约50℃，或从约20℃至约30℃的温度下执行。在一些实施方案中，用碱水溶液处理被执行范围从约1小时至约24小时，或从约1小时至约5小时，或从约1小时至约3小时的时间。
[0178]
在一些实施方案中，制备式(i)的化合物的方法包括用酰化剂处理式(ii)的化合物：
[0179][0180]
以提供式(iii-a)或式(iii-b)的化合物。在一些实施方案中，酰化剂是乙酰氯或乙酸酐。
[0181]
在一些实施方案中，所述方法进一步包括，在使式(ii)的化合物与酰化剂反应之前，首先向式(ii)的化合物中加入干燥剂，然后干燥式(ii)的化合物。在一些实施方案中，所述至少一种干燥剂剂是共沸溶剂。在一些实施方案中，所述至少一种干燥剂是正庚烷。
[0182]
在一些实施方案中，酰化剂是乙酰氯，任选地其中乙酰氯是反应溶剂。
[0183]
在一些实施方案中，所述方法包括使式(iii-a)的化合物与r
2-oh反应，并且酰化剂相对于式(ii)的化合物以范围从约1.0至约1.5摩尔当量，或从约1.0至约1.2摩尔当量的量，或以约1.0、1.05、1.1或1.2摩尔当量的量存在。在一些实施方案中，所述方法包括使式(iii-b)的化合物与r
2-oh反应，并且酰化剂相对于式(ii)的化合物以范围从约1.9至约2.5摩尔当量，或从约1.9至约2.1摩尔当量的量，或以约2.0摩尔当量的量存在。
[0184]
在一些实施方案中，用酰化剂处理式(ii)的化合物包括在范围从约0℃至约20℃的温度下将酰化剂添加到式(ii)的化合物中以形成酰化混合物，并将酰化混合物温热至范围从约21℃至约80℃，或从约40℃至约80℃的温度，或约52℃，或酰化剂的回流温度。在一些实施方案中，酰化剂是乙酰氯，并且所述温热包括将酰化混合物温热至乙酰氯的回流温度或温热至约52℃。
[0185]
在一些实施方案中，所述方法提供的式(i)的化合物为粗制的式(i)的化合物，所述粗制的式(i)的化合物的按重量(和/或按gc或hplc)计的纯度为至少约95％，或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，其中所述粗制的式(i)的化合物尚未被纯化或仅通过分馏纯化。在一些实施方案中，所述方法提供的式(i)的化合物为粗制的式(i)的化合物，所述粗制的式(i)的化合物基本上呈单体形式，或者所述粗制的式(i)的化合物包含低于约5重量％，或低于约3重量％的二聚体和/或低聚体化合物，其中所述粗制的式(i)的化合物尚
未被纯化或仅通过分馏纯化。
[0186]
在一些实施方案中是制备式(i-a)的化合物的方法：
[0187][0188]
所述方法包括：
[0189]
(a)用乙酰氯处理式(ii-a)的化合物：
[0190][0191]
以提供式(iii-a)的化合物：
[0192][0193]
(b)使式(iii-a1)的化合物与异丙醇反应以提供(iv-a)的化合物：
[0194][0195]
以及
[0196]
(c)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供式(i-a)的化合物：
[0197]
在一些实施方案中是制备式(i-a)的化合物的方法：
[0198][0199]
所述方法包括：
[0200]
(a)使式(ii-a)的化合物：
[0201]
和正庚烷混合；
[0202]
(b)通过共沸蒸馏干燥式(ii-a)的化合物；
[0203]
(c)将正庚烷作为非极性溶剂添加到经干燥的式(ii-a)的化合物中；
[0204]
(d)用乙酰氯处理在庚烷中的经干燥的式(ii-a)的化合物，以提供式(iii-a)的化合物：
[0205][0206]
(e)使式(iii-a1)的化合物与异丙醇在包含亲水相和疏水相的两相反应混合物中反应，以提供式(iv-a)的化合物：
[0207][0208]
(f)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供在反应混合物的疏水相中的式(i-a)的化合物；以及
[0209]
(g)将疏水相与亲水相碱分离以提供式(i-a)的化合物。
[0210]
在一些实施方案中是制备式(i-a)的化合物的方法：
[0211][0212]
所述方法包括：
[0213]
(a)用乙酰氯处理式(ii-a)的化合物：
[0214][0215]
以提供式(iii-b1)的化合物：
[0216][0217]
(b)使式(iii-b1)的化合物与异丙醇反应以提供式(iv-a)的化合物:
[0218][0219]
以及
[0220]
(c)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供式(i-a)的化合物：
[0221]
在一些实施方案中是制备式(i-a)的化合物的方法：
[0222][0223]
所述方法包括：
[0224]
(a)将式(ii-a)的化合物：
[0225]
和正庚烷组合；
[0226]
(b)通过共沸蒸馏干燥在正庚烷中的式(ii-a)的化合物；
[0227]
(c)将正庚烷作为非极性溶剂添加到经干燥的式(ii-a)的化合物中；
[0228]
(d)用乙酰氯处理在正庚烷中的经干燥的式(ii-a)的化合物，以提供式(iii-b1)的化合物：
[0229][0230]
(e)使式(iii-b1)的化合物与异丙醇在包含亲水相和疏水相的两相反应混合物中反应，以提供式(iv-a)的化合物：
[0231][0232]
(f)用碱水溶液处理式(iv-a)的化合物，以提供在反应混合物的疏水相中的式(i-a)的化合物；以及
[0233]
(g)将疏水相与亲水相碱分离以提供式(i-a)的化合物。
[0234]
在一些实施方案中，所述方法提供包含式(i)或式(i-a)的化合物的反应混合物，并且所述方法进一步包括浓缩该反应混合物以提供粗制残余物。在一些实施方案中，所述方法进一步包括向反应混合物或粗残余物中添加碱，任选地其中碱是乙酸钠、naoh水溶液(诸如0.1至10n naoh水溶液或5n naoh)、nahco3水溶液、k2co3水溶液或na3po4水溶液，优选其中碱为0.1至10n naoh水溶液或5n naoh，以升高ph值到约5至约10，或约5至约9，或约5至约8的范围以提供碱性混合物；以及将式(i)或式(i-a)的化合物从碱性混合物中萃取至至少一种非极性溶剂中以提供萃取物。在一些实施方案中，所述至少一种非极性溶剂选自石油醚、甲苯、甲基叔丁基醚、己烷、环己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和苯。在一些实施方案中，所述至少一种非极性溶剂选自己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷和癸烷。在一些实施方案中，所述至少一种非极性溶剂为正庚烷。在一些实施方案中，正庚烷的体积为每千克计算出的hmbi产量或粗残余物质量(例如，计算出的或估计的混合物中存在的hmbi量)约1至10ml，或约1至5ml，或约1至3ml，或约2ml。在一些实施方案中，萃取是用正庚烷进行，其在萃取前处于从约25℃至50℃，或从约30℃至约50℃、从约30℃至约40℃的温度下。在一些
实施方案中，提取物包含按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)的化合物。在一些实施方案中，所述方法包括任选地通过蒸馏从萃取物中去除所述至少一种非极性溶剂，以提供按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)的化合物。
[0235]
在一些实施方案中，所述反应提供了包含式(i)或式(i-a)的化合物的反应混合物，并且所述方法进一步包括向反应混合物中添加碱，任选地其中碱是固体乙酸钠，以升高ph值到从约5至约10，或从约5至约9，或从约5至约8的范围以提供碱性混合物；使用干燥剂干燥碱性混合物以提供经干燥的碱性混合物；以及通过蒸馏从经干燥的碱性混合物纯化式(i)或式(i-a)的化合物，以提供按gc、按hplc或按重量计的纯度为至少约95％的式(i)或式(i-a)化合物。
[0236]
化合物产物
[0237]
在一些实施方案中，所述反应提供粗制的式(i)或式(i-a)的化合物，其按重量(和/或按gc或hplc)计的纯度为至少约80％，或至少约90％，或至少约95％，或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，其中所述粗制的式(i)或式(i-a)的化合物尚未被纯化或仅通过分馏纯化。在一些实施方案中，所述反应提供粗制的式(i)或式(i-a)的化合物，所述粗制的式(i)或式(i-a)的化合物基本上呈单体形式，或者所述粗制的式(i)或式(i-a)的化合物包含低于5重量％，或低于3重量％的二聚体和/或低聚体化合物，其中所述粗制的式(i)或式(i-a)的化合物尚未被纯化或仅通过分馏纯化。
[0238]
在一些实施方案中，本公开涉及按照本文所述方法制备的式(i)或式(i-a)的化合物。在一些实施方案中，本公开涉及式(i)或式(i-a)的化合物，其中所述化合物的按重量(和/或按gc或hplc)计的纯度为至少约80％，或至少约90％、至少约95％，或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，并且所述化合物尚未被纯化或仅通过分馏纯化。在一些实施方案中，所述化合物基本上呈单体形式，或与低于约5重量％或低于约3重量％的二聚体和/或低聚体化合物混合在一起。
[0239]
在一些实施方案中，hmbi(式(i-a))产品具有以下一种或多种性能规范(specification)：(a)按重量计或按hplc分析计的hmbi单体含量和化学纯度为至少约95％；(b)按卡尔费休氏分析计的水含量小于约0.5％；(c)ph值小于约6.0(按1％的在水中的浓度测量)；以及(d)按hplc计的正庚烷含量低于约5000ppm，或者在从约1至约4999ppm，或从约100至约4000ppm，或约250至约3000ppm，或约400至约2000ppm，或约500至约1900ppm的范围内。
[0240]
当式(ii)或(ii-a)的化合物在与hmba二聚体/低聚体材料的起始物料混合物(例如，市售的88％hmba)中时，本文所述的酯化反应可以解聚二聚体/低聚体并将相应的单体转化为hmbi。因此，当前描述的反应相对于起始物料中单体的式(ii)/(ii-a)的量可以达到高于100％的hmbi收率。在一些实施方案中，hmba是起始材料并以约95％的纯度使用。在一些实施方案中，hmba起始物料为95％纯度并且是无水的。在一些实施方案中，hbma起始物料为88％纯度，其包括单体、二聚体和低聚体材料以及水。在一些实施方案中，hmba起始物料不是2-羟基-4-(甲硫基)丁腈(hmbn)水解的直接产物。在一些实施方案中，hmba起始物料衍生自α-羟基-γ-丁内酯或2-羟基-4-(甲硫基)丁酰胺。
[0241]
本文还公开了按照本文所述方法中的任一方法制备的式(i)或式(i-a)的化合物。
在一些实施方案中是式(i)或式(i-a)的化合物，其中所述化合物的按重量(和/或按gc或hplc)计的纯度为至少约95％，或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，并且所述化合物是粗制化合物，尚未被纯化并且/或者仅通过分馏纯化。在一些实施方案中，所述化合物是式(i)的化合物，其中r1是-ch2ch
2-s-ch3并且r2是异丙基，或者所述化合物是式(i-a)的化合物。在一些实施方案中，所述化合物基本上呈单体形式，或与低于约5重量％或低于约3重量％的二聚体和/或低聚体化合物混合在一起。
[0242]
在另一个方面，本公开涉及组合物，其包含按重量计或按hplc分析计至少95％的式(i-a)的化合物(hmbi)和从约1至4999ppm的作为杂质的正庚烷。在一些实施方案中，所述组合物包含约1至约1000ppm的作为杂质的正庚烷。
[0243]
动物饲料组合物和用途
[0244]
在一些方面，本公开涉及包含如本文所述的式(i)或式(i-a)的化合物的动物饲料组合物。在一些实施方案中，动物饲料组合物适合施用于反刍动物，诸如牛、母牛、绵羊、羚羊、鹿、长颈鹿、牛科动物(例如野牛、水牛或牦牛)、山羊和/或瞪羚。在一些实施方案中，动物饲料组合物是母牛饲料组合物(诸如奶牛饲料组合物)或用于母牛饲料(诸如奶牛饲料)的添加剂。在一些实施方案中，动物饲料组合物是奶牛饲料组合物。
[0245]
在一些实施方案中，动物饲料组合物是动物饲料或动物饲料添加剂。在一些实施方案中，动物饲料添加剂为液体或固体形式，其中液体形式包含所述化合物和任选的液体载体，而固体形式包含与固体载体混合在一起的所述化合物，任选地其中固体载体为硅石(二氧化硅)，任选地其中所述化合物与固体载体的比例是从约5:1至约1:5或为3:2。在一些实施方案中，饲料组合物是液体饲料添加剂或固体饲料添加剂。在一些实施方案中，动物饲料组合物是饮用水添加剂。在一些实施方案中，液体饲料添加剂或饮用水添加剂具有范围从约4.0至约7.5的ph值。
[0246]
在动物饲料组合物的一些实施方案中，r1是-ch2ch
2-s-ch3，并且r2是异丙基。在一些实施方案中，所述化合物是式(i-a)的化合物。
[0247]
在一些实施方案中，本公开涉及向奶牛供应可生物利用的蛋氨酸的方法，其包括向奶牛施用本文所述的化合物或动物饲料组合物。在一些实施方案中，施用包括为奶牛喂食含有所述化合物的饲料组合物。在一些实施方案中，本公开涉及向奶牛供应至少约50％可生物利用的蛋氨酸的方法，其包括向奶牛施用如本文所述的化合物或动物饲料组合物。在一些实施方案中，本公开涉及改善从奶牛获得的牛奶的方法，其包括向奶牛供应如本文所述的化合物或动物饲料组合物。在一些实施方案中，牛奶的改善包括牛奶中的蛋白质含量升高。在一些实施方案中，牛奶的改善包括牛奶中的脂肪含量升高。在一些实施方案中，本公开涉及改善的母牛状况的方法，其包括向母牛供应如本文所述的化合物或动物饲料组合物。在一些实施方案中，母牛状况的改善包括生育能力的改善。在一些实施方案中，母牛状况的改善包括肝功能的改善。在一些实施方案中，母牛状况的改善包括能量的升高。
[0248]
hmbi分离/萃取的方法
[0249]
本文还公开了将hmbi和至少一种选自hmba、hmba二聚体、hmba低聚体、hmbi二聚体和hmbi低聚体的杂质的混合物分配在正庚烷相和碱性水溶液相之间来萃取或分离出hmbi的方法。在一些实施方案中，碱性水相处于约5至约10，或约5至约9，或约5至约8的ph值下。
[0250]
在一些实施方案中，当正庚烷在反应完成后，或反应接近完成后，或反应停止后被
添加到反应混合物中时，发生hmbi向正庚烷相中的分配。在一些实施方案中，当正庚烷在12至24小时后，或在16至24小时内，或在12至16小时内，或在14至18小时内被添加到反应混合物中时，发生hmbi向正庚烷相中的分配。
[0251]
本文还公开了通过将hmbi和至少一种选自hmba、hmba二聚体、hmba低聚体、hmbi二聚体和hmbi低聚体的杂质的混合物分配在两相反应的疏水相和亲水相之间来萃取或分离出hmbi的方法。在一些实施方案中，疏水相包括正庚烷。在一些实施方案中，亲水相包括异丙醇。在一些实施方案中，在反应过程中hmbi被分配到疏水相中，并且至少一种杂质被分配到亲水相中。
[0252]
在一些实施方案中，通过将正庚烷与hmba、乙酰氯、异丙醇和/或如本文所述的反应物的任何其他组合一起添加到反应混合物中来使反应过程中发生hmbi向正庚烷相中的分配。在一些实施方案中，当向反应混合物中加入碱水溶液时，发生hmbi向正庚烷相中的分配。在一些实施方案中，添加碱水溶液到反应混合物中增加了正庚烷相中hmbi的量。
[0253]
在不希望受任何特定理论约束的情况下，据认为当正庚烷被添加到反应混合物中时产生两相反应混合物，更疏水的产物从反应混合物的亲水相(根据分配系数和/或分布系数)移动穿过疏水/亲水相边界而进入到两相反应混合物的疏水相中。根据勒夏特列(le chatelier)原理，通过将产物从亲水相分配到疏水相中，可以将反应的平衡转移成为有利于产物的形成，同时保护产物免于在亲水相中发生不希望的副反应。
[0254]
在一些实施方案中，非极性溶剂选自石油醚、甲苯、甲基叔丁基醚、己烷、环己烷、己烷类、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和苯。在一些实施方案中，其他非极性溶剂，例如石油醚，甲苯、甲基叔丁醚、己烷、环己烷、辛烷、癸烷和苯，可被用作疏水相。
[0255]
在一些实施方案中，正庚烷的体积为每千克计算出的hmbi产量或粗残余物质量(例如，计算出或估计的混合物中hmbi的量)约1至10ml，或约1至5ml，或约1至3ml，或约2ml。在一些实施方案中，萃取是用正庚烷进行，其在萃取前处于从约25℃至50℃，或从约30℃至约50℃、从约30℃至约40℃的温度下。
[0256]
在一些方面，本文所述的任何反应都可以使用连续流动装置执行。
[0257]
本公开的各个方面可根据以下实施例被进一步理解，这些实施例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
[0258]
本领域普通技术人员将理解许多修改、替代和等同物是可能的。所有此类的修改、替代和等同物都旨在涵盖在本文中。
[0259]
实施例
[0260]
设备。所有毫摩尔规模的实验都是使用带有磁力搅拌棒、滴液漏斗和温度计的100ml或250ml三颈圆底烧瓶进行。反应烧瓶被配备了冷凝器和温度计以监测反应温度。对于在回流下运行的反应，反应混合物是使用硅油浴来加热。对于在低于室温的温度下进行的实验，使用了盐/冰冷却的混合物浴。所有千克规模实验均使用配备有两个冷凝器和高架搅拌器的5l搪玻璃反应器或5l夹套三颈烧瓶进行。中间体和粗产物的浓缩和/或纯化是用实验室规模的真空蒸馏装置或柱层析进行。
[0261]
对于实施例1-12，含有单体hmba(可能含二聚体和/或低聚体的混合物)的hmba(最低95％纯度)或者含有单体、二聚体和/或低聚体的混合物和12％水的hmba(88％纯度)被用作如所指示的起始物料。
[0262]
一般方案1：酯交换。
[0263][0264]
实施例1.通过hmba和各种异丙酯的酯交换进行hmbi的筛选规模合成。
[0265][0266]
添加hmba(95.6％；1.70g，1.0当量)到含有10当量甲酸异丙酯(10g)的100ml反应容器中。在此反应中没有使用酸催化剂。将反应混合物充分搅拌，然后加热至100℃(或150℃)并保持7小时。升高的温度下的反应是在密封管中进行。对反应前后的反应混合物取样并进行hplc分析。通过hplc监测hmbi转化。与其他异丙基试剂的反应以1至2g的规模在指出的温度下类似地进行7小时。反应也可在异丙基试剂的回流温度下运行。
[0267]
表1给出了来自在无催化剂酯交换下使用六种形式的异丙酯与hmba反应的筛选实验的结果。结果显示，hmbi是用甲酸异丙酯、乙酸异丙酯、丙烯酸异丙酯和甲磺酸异丙酯生成的，而不是用碳酸二异丙酯或草酸二异丙酯生成的。例如，hmbi是通过hmba和甲磺酸异丙酯在25℃下反应12小时生成的(转化率为59％；条目15)。hmba与其他酯在升高的温度下的反应也产生了hmbi(条目2、5和11)。
[0268]
表1.
[0269][0270][0271]
实施例2.通过与乙酸异丙酯的催化酯交换进行hmba的酯交换。
[0272][0273]
将hmba(95％，247g)稀释于二氯甲烷中并经mgso4干燥，过滤并真空浓缩以提供干燥的hmba，将其用乙酸异丙酯(500ml)处理。将反应混合物加热并在回流(～80℃)下进行反应，持续12小时。重复反应n＝3次(n＝实验次数)。反应期期间通过气相色谱监测反应转化，以观察向hmbi的转化率。在反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并分配在250ml乙酸乙酯和250ml水(2x)之间。用300ml饱和nahco3(2x)和用300ml饱和nacl溶液进一步洗涤收集的有机相。将有机层经na2so4干燥，过滤，并在减压下浓缩从而得到粗制hmbi(210g,75％)。通过蒸馏纯化粗制品以确定分离的收率。通过气相色谱法和通过1h nmr来确定产物纯度。
[0274]
在一些实验中，在柱层析后分离出hmbi产物(50％收率)。在其他实验中，该反应被执行从4到12小时的时间。
[0275]
实施例3.在有或没有催化剂的情况下在千克规模下通过与乙酸异丙酯的酯交换进行hmba的酯交换。
[0276]
[0277]
将hmba(88％,1009.95g)用二氯甲烷(1.13l)稀释，经mgso4干燥，过滤，并在真空下浓缩以提供经干燥的hmba。将经干燥的hmba加料至含有2l乙酸异丙酯(2.54当量)的反应容器中。对于非催化剂酯交换，将反应混合物加热至回流温度(约90-95℃)并保持18小时。对于催化酯交换，添加5重量％(57.35ml)hcl(浓度36％)或5重量％h2so4(98％)，然后在搅拌下加热反应混合物至回流。每种情况下的反应转化率均是通过hplc(离线测量)来监测。在非催化剂反应、hcl反应和h2so4反应期间的hplc分析未检测到异丙醇产生(参见图1a和1b)。hplc分析如下进行：
[0278]
洗脱剂：650ml milliq水 2ml 85％磷酸 350ml乙腈
[0279]
色谱柱：oog-4633-eo，kinetex 5μm evo c18，尺寸：lc色谱柱：250
×
4.6mm
[0280]
检测器：spectrosystem uv2000，210nm；流速：1ml/min。柱温箱温度：30℃
[0281]
当反应完成时，将反应混合物冷却至低于50℃，并在减压下蒸馏出乙酸异丙酯(～700ml)。用100g乙酸钠或饱和nahco3溶液(250ml)处理残余物，以调节ph值至约8至10。用经预温热的正庚烷(1500ml)稀释混合物，并将所得混合物搅拌60分钟(以萃取hmbi)。将有机相分离，并用另一份500ml经预温热的正庚烷萃取水层。合并有机相并用500ml水(3x)和1000ml饱和nacl溶液进一步洗涤。在真空下浓缩有机层以获得粗制hmbi。然后，用5重量％(相对于粗制品质量)的活性碳在50℃下处理粗制材料2h以获得脱色的粗制材料。过滤混合物，蒸馏滤液以去除正庚烷，然后在真空下浓缩。产物收率和纯度是通过hplc测定的，并且显示在使用正庚烷萃取进行后处理之前粗制品纯度为78％。
[0282]
得到产物，为淡黄色至浅黄色油状物，产物纯度为≥95％的单体酯，并通过1h-nmr确认了产物的结构。1h nmr(400mhz,cdcl3)δ5.08(hept,j＝6.3hz,1h),4.24(dd,j＝7.9,3.8hz,1h),2.97(br,1h),2.67-2.55(m,2h),2.10-2.01(m,4h),1.93-1.84(m,1h),1.27(d,j＝1.9hz,3h),1.26(d,j＝2.2hz,3h)。
[0283]
与乙酸异丙酯和酸催化剂的反应或与甲磺酸异丙酯的反应与上述程序类似地进行。实验结果示于表2中。
[0284]
表2.hmbi的千克规模合成
[0285][0286]1hmba 500g被用作起始物料。
[0287]
图1a、1b、2a、2b、3a和3b中所示的hplc结果总结在下表中。
[0288]
表2a：图1a所示的hplc分析总结
[0289][0290]
表2b：图1b所示hplc分析的总结
[0291][0292][0293]
表2c：图2a所示hplc分析的总结
[0294][0295]
表2d：图2b所示hplc分析的总结
[0296][0297]
表2e：图3a所示hplc分析的总结
[0298][0299][0300]
表2f：图3b所示hplc分析的总结
[0301][0302]
实施例4.在存在催化剂的情况下以500kg规模通过与乙酸异丙酯的酯交换进行hmba的酯交换。
[0303][0304]
将hmba(88％,500kg)加料至含有1000kg乙酸异丙酯的3000l不锈钢反应器中。加入14.5kg h2so4(98％)作为催化剂。然后，将反应混合物加热至80-90℃并回流6小时。重复反应n＝3次(n＝实验次数)。当反应完成时，将反应混合物冷却至50℃以下，然后加入naoh溶液(20重量％，560kg)以调节ph值至6.5-7.5。之后有机层和水层明显分离。然后用少量水(100kg)洗涤有机相以去除盐。随后，向有机相中加入40kg naoh溶液(20重量％)以调节ph值至6.5-7.5，然后在3000l不锈钢反应器中浓缩，以得到粗制的hmbi产物。通过hplc测定产物收率和纯度(57.5％收率，95％纯度)。图4是hmbi合成的示例工艺流程图。
[0305]
实施例5.通过hmba与原位生成的乙酸异丙酯反应进行hmbi的合成。
[0306][0307]
步骤a：向搅拌的异丙醇样品(2000g)中加入乙酰氯(相对于hmba为110摩尔％)，并将混合物在室温下搅拌30分钟。用hmba(1000g)处理混合物，并将所得混合物在80至90℃下加热2小时。通过气相色谱监测反应进程。根据气相色谱法(gc)，反应结果是hmba(剩余0.4％)和hmbi(93.0％gc纯度)。
[0308]
步骤b：类似地，在80-90℃下利用110摩尔％乙酰氯进行附加反应，持续4小时(剩余0％hmba；95.8％hmbi)、6小时(剩余0.5％hmba；95.4％gc纯度)、8小时(剩余0.3％hmba；95.7％gc纯度)、10小时(剩余0％hmba；97.0％gc纯度)、24小时(剩余0％hmba；97.0％gc纯度)或48小时(剩余0％hmba；96.4％gc纯度)；或者在150-160℃下利用110摩尔％乙酰氯进行附加反应48小时(73％gc纯度)；或者在50-60℃下利用105摩尔％(91％gc纯度)或110摩尔％(95％gc纯度)乙酰氯进行附加反应5小时。在50-60℃利用101摩尔％乙酰氯进行的反应进行得更慢。
[0309]
后处理操作：在50-60℃下利用105摩尔l％乙酰氯进行反应16小时，并通过以下步骤进行后处理：
[0310]
(a)用乙酸乙酯稀释并用水洗涤直到有机相处于中性ph值(反应混合物的81％gc纯度)；
[0311]
(b)在50-60℃在减压下浓缩2小时(后处理前反应混合物中81％hmbi；后处理后89％gc纯度)；
[0312]
(c)在减压下浓缩，然后在50-60℃下搅拌残余物8小时(后处理前89％gc纯度；后处理后86％gc纯度)；
[0313]
(d)在减压下浓缩，然后将残余物在室温下维持3天(后处理前89％gc纯度；后处理后83％纯度)；
[0314]
(e)在减压下浓缩，然后将残余物在120-130℃下搅拌6小时(后处理前89％纯度；后处理后69％纯度)；
[0315]
(f)用naoh溶液中和(至ph 10)并在减压下浓缩3小时(后处理前反应混合物中hmbi为96％gc纯度；后处理后为79％纯度)。
[0316]
步骤c：在搅拌下经10分钟将accl(5.0kg)分10份添加到异丙醇(160kg)(内部温度低于40℃)中，并在室温下继续搅拌2小时。随后，连续加入hmba(100kg)和异丙醇(40kg)。将所得反应混合物经1小时加热至80-90℃，并在该温度下搅拌14-16小时。通过gc监测反应混合物。冷却至40-50℃后，通过真空蒸馏(-0.07mpa)6至8小时回收异丙醇(100l)。将温度保持在50-65℃，添加乙酸钠(6.0kg)以调节ph值至5-6，然后继续真空蒸馏，直至不再回收到异丙醇。用循环水冷却所得到的hmbi(约130kg)并加入40kg 5n naoh溶液以调节ph值至8-9。用正庚烷(140kg)稀释混合物并搅拌15分钟。分离有机层，用另外一份70kg的正庚烷萃取水层。在真空下(60-70℃。-0.07mpa)去除正庚烷，得到呈浅黄色油状物的粗制hmbi，收率为70-75％。
[0317]
所得hmbi可通过任选地用活性碳处理来纯化以脱色，接着蒸馏得到纯度为至少95％的hmbi。
[0318]
实施例6.无水hmba与乙酸异丙酯的中试规模反应。
[0319][0320]
向纯hmba(88％,100kg)中加入无水na2so4(10kg)或mgso4(10kg)，并将所得混合物搅拌2-3小时以从hmba中去除大部分水。过滤混合物，任选地用异丙醇或乙酸异丙酯洗涤。在保持反应混合物的温度低于40℃的情况下经10分钟将乙酰氯(9.14kg,0.2当量)分10份添加到滤液中，以与残余水分反应并原位生成hcl。在na2so4干燥步骤之后，通过卡尔费休氏分析确定乙酰氯的合适量。将所得混合物在室温下搅拌2小时。卡尔费休氏分析被用于确认没有可检测到的水分残留。(在实验室规模上，干燥过程可通过如下步骤来完成：用二氯甲烷稀释、经mgso4或na2so4干燥、过滤，并用乙酰氯浓缩残余物以去除剩余的水或用乙酰氯处理滤液以去除剩余的水，然后在减压下浓缩以去除二氯甲烷。)然后，添加乙酸异丙酯(200kg)至反应器中。将所得反应混合物经1小时时间加热至80-90℃，并在该温度下搅拌14-16小时。通过gc或hplc监测向hmbi的转化。将反应混合物冷却至约50℃，并通过真空蒸馏(-0.07mpa)6-10小时(或直到没有乙酸异丙酯剩余)来回收乙酸异丙酯。然后，用循环水冷却得到的hmbi。
[0321]
后处理1：向冷却的hmbi中加入5n naoh以调节ph值至8-9。向混合物中加入正庚烷(140kg)，并将混合物剧烈搅拌15-30分钟。分离有机相，用另外一份70kg正庚烷萃取水层。在60-70℃和-0.07mpa下从合并的有机层中去除正庚烷，以提供纯度为至少95％的粗制hmbi。(如果材料的颜色为棕色，可直接向粗制hmbi中加入活性炭(2-5kg)。)搅拌混合物2至3小时并在不进行冲洗的情况下过滤，从而得到浅色产物。
[0322]
后处理2：向冷却的hmbi(来自一个或多个批次)中加入乙酸钠以调节ph值至5-7。然后，经na2so4或mgso4干燥混合物并过滤(在不进行冲洗的情况下)以去除大部分水分。将所得粗制材料通过分馏来纯化以提供纯度为至少95％的纯化hmbi。
[0323]
实施例7.用原位生成的hcl和原位生成的乙酸异丙酯进行的hmbi的中试规模合成。
[0324][0325]
向hmba(88％,100kg)中加入无水mgso4(10kg)，并搅拌所得混合物2-3小时，以从hmba中去除大部分水分。过滤混合物，用异丙醇冲洗。在保持反应混合物的温度低于40℃的情况下经10分钟将乙酰氯(2.6kg,0.05当量)分5份添加到滤液中，以与残余水分反应并原位生成hcl以形成经干燥的hmba/hcl混合物。卡尔费休氏分析被用于确认没有残留水分。
[0326]
在保持内部温度低于40℃的情况下将乙酰氯(55kg；相对于hmba为1.05当量)分20份添加到正在搅拌的异丙醇(160kg)中。将反应混合物在室温下搅拌2小时以生成乙酸异丙酯。向该混合物中加入经干燥的hmba/hcl混合物(假设100kg)，然后加入30kg异丙醇。将所得反应混合物经1小时时间加热至80-90℃，并在该温度下搅拌14-16小时。通过gc或hplc监测向hmbi的转化。将反应混合物被冷却至约50℃，通过真空蒸馏(-0.07mpa)6-10小时(或直至无异丙醇剩余)回收异丙醇，接着通过分馏分离残留的异丙醇和乙酸异丙酯。然后，用循环水冷却得到的hmbi。对经冷却的hmbi进行如实施例6中的后处理1或2，以提供纯度为至少95％的hmbi。
[0327]
实施例8.通过原位生成的hcl进行hmbi的中试规模合成。
[0328][0329]
向hmba(88％,100kg)中加入无水na2so4(10kg)，并搅拌所得混合物2-3小时，以从hmba中去除大部分水分。过滤混合物，任选地用异丙醇或乙酸异丙酯洗涤。在保持反应混合物的温度低于40℃的情况下经10分钟将乙酰氯(4.57kg,0.1当量)分10份添加到滤液中，以与残余水分反应并原位生成hcl。将所得混合物在室温下搅拌2小时。随后，向反应器中加入异丙醇(200kg)。将所得混合物经1小时时间加热至80-90℃，并在该温度下搅拌14-16小时。通过gc或hplc监测向hmbi的转化。将反应混合物冷却至约50℃，并通过真空蒸馏(-0.07mpa)6-10小时(或直到没有异丙醇剩余)来回收异丙醇。然后，用循环水冷却得到的hmbi。对冷却的hmbi进行如实施例6所述的后处理1或后处理2，以提供纯度为至少95％的hmbi。
[0330]
实施例9.hmba与硼酸三异丙酯的酯交换。
[0331][0332]
如前述实施例中所述的那样干燥hmba(88％)。在95℃下用硼酸三异丙酯(626g，2当量)处理经干燥的hmba(250g，1当量)10小时，以提供向hmbi的77％转化。将产物萃取到正
庚烷中并如上所述的那样进行洗涤以得到hmbi，收率为72％(229.1g)，hplc分析纯度为98％。
[0333]
一般方案2：通过化学计量乙酰化进行酯化
[0334][0335]
实施例10.用化学计量的乙酰氯和异丙醇进行hmbi的合成。
[0336][0337]
将乙酰氯(10g，1.1当量)滴加到hmba(5g)中，同时保持温度低于室温。在室温下搅拌反应3小时，直至产生2-乙酰氧基-4-(甲硫基)丁酸(ac-hmba)。向反应混合物中加入异丙醇(10g)，并将反应溶液加热至55℃保持4-12小时，或加热至80℃/回流12小时。将混合物冷却至室温并浓缩。将残余物用碱水溶液(0.1n naoh)处理，然后用乙酸乙酯(50ml)萃取，并用水(30ml)、饱和nahco3溶液和饱和nacl溶液洗涤，过滤并浓缩从而得到粗制hmbi。将粗制品通过蒸馏进一步纯化，并通过气相色谱和使用4-碘苯甲醚作为内标通过1h nmr进行分析(95.2％gc纯度；88.1％收率)。
[0338]
附加实验是在25、60、90和120℃的反应温度下利用1.0、1.05、1.2和2.0当量乙酰氯与上述程序类似地进行。对于所有这些条件，所获得的hmbi具有至少94％纯度和至少75％粗制品收率。
[0339]
表3.
[0340]
[0341][0342]
实施例11.在千克规模下用化学计量的乙酰氯和异丙醇进行hmbi的合成。
[0343][0344]
将hmba(95％,1000g)与1.1当量乙酰氯在回流下搅拌反应3小时。缓慢添加异丙醇(2000ml)，并将反应混合物在回流下加热12小时。将混合物冷却并浓缩。将残留物用0.1n naoh(200ml)处理，并将产物用乙酸乙酯(2
×
400ml)萃取，用水(2
×
1000ml)和饱和nacl溶液(1000ml)洗涤，过滤并在真空下浓缩。将粗制产物在真空下通过分馏来纯化从而获得至少75％收率的hmbi。
[0345]
实例12a.用两当量的乙酰氯和异丙醇进行hmbi的合成。
[0346][0347]
步骤1.选项a：在搅拌的同时，向纯的hmba(1当量)或存在有机溶剂的hmba(1当量)中滴加乙酰氯(2当量)。将反应温度保持在10℃至15℃，然后经一段时间缓慢升高至室温，或直至形成2-乙酰氧基-4-(甲硫基)丁酸酐(如由gc所指示的)。还在55℃下使用2.2当量的乙酰氯进行反应，持续3小时，以提供至少93％ac-hmba的粗制品收率。
[0348]
步骤1.选项b：连续流动酰化。该反应是在流动化学装置(pfa r&d规模盘管反应器)中进行。通过注射泵抽吸酰化试剂2当量accl在thf中的溶液到t/y混合器(ptfe)的进
口，并与1当量hmba(纯或有机溶剂)的流动溶液组合并且混合。试剂的流动是通过计量泵按受控流速进行的。将反应温度保持在室温下，或者可替代地加热混合物直至形成2-乙酰氧基-4-(甲硫基)丁酸酐(如由gc分析所指示)。
[0349]
步骤2.通过在室温下过夜搅拌反应混合物，使步骤1得到的中间体与1当量异丙醇溶液反应。在添加醇(在此情况下为异丙醇)后，将反应温度升高至约40℃(或更高)，并保持该条件直到形成ac-hmbi(如由gc分析所指示)。在此情况下，步骤1和2是独立进行的。任选地，这两个步骤可在一锅内进行而不需分离步骤1的产物。中间体，即酸酐(2-乙酰氧基-4-(甲硫基)丁酸酐)的羟基酰化形式，是步骤1的直接产物并且未经纯化即在同一反应容器中用于步骤2。
[0350]
步骤3.在步骤2反应完成后，将反应混合物冷却至室温并浓缩。用脱酰剂(碱水溶液)处理粗制残余物。
[0351]
hmbi产物的后处理和分离。然后，用乙酸乙酯稀释来自步骤3的混合物并用30ml水洗涤。通过用饱和nahco3和盐水溶液洗涤两次来进一步处理收集的有机相。然后，过滤有机相馏分并在减压下浓缩，从而获得粗制hmbi。将粗制产物任选地通过蒸馏来纯化。粗制产物的纯度是通过gc和1h nmr来确定。
[0352]
步骤2也使用2当量的异丙醇进行，从而提供94％的向hmbi的转化和至少87％粗制品收率。
[0353]
实施例12b.用两当量的乙酰氯和异丙醇进行hmbi的合成。
[0354][0355]
步骤1.在搅拌的同时，向纯的hmba(1当量)或存在有机溶剂的hmba(1当量)中滴加乙酰氯(2当量)。将反应温度保持在10℃至15℃下，并经一段时间缓慢升高至室温，并在55℃下反应3小时从而提供至少93％ac-hmba的粗制品收率。
[0356]
步骤2.使从步骤1获得的中间体与1当量异丙醇溶液反应。在添加醇(在此情况下为异丙醇)后，将反应温度升高至约40℃(或在回流下更高)，并保持该条件12-15小时直到形成ac-hmbi(如由gc分析所指示)。在此情况下，步骤1和2是独立进行的。任选地，这两个步骤可在一锅内进行，无需分离步骤1的产物。中间体，即2-乙酰氧基-4-(甲硫基)丁酸(ac-hmba)，是步骤1的直接产物，并且未经纯化即在同一反应容器中用于步骤2。
[0357]
步骤3.在步骤2反应完成后，将反应混合物冷却至室温并浓缩。用脱酰剂(碱水溶液)处理粗制残余物。
[0358]
hmbi产物的后处理和分离。然后，用乙酸乙酯稀释来自步骤3的混合物并用30ml水洗涤。通过用饱和nahco3和盐水溶液洗涤两次来进一步处理收集的有机相。然后，过滤有机相馏分并在减压下浓缩，从而获得粗制hmbi。将粗制产物任选地通过蒸馏来纯化。粗制产物的纯度是通过gc和1h nmr来确定。
[0359]
步骤2也是使用2当量的异丙醇进行，从而提供反应后(12-15h)具有80％hmbi纯度(gc)和后处理后具有94％hmbi gc纯度的反应混合物。
[0360]
实施例13和14的材料：hmba，其含有88％的hmba(单体、二聚体和低聚体)和12％的
水，被预干燥至最低水分含量。使用了异丙醇(ipa)(99.8％)、正庚烷(ar)、accl(99％)、naoh(99％)、浓hcl(37％)、硫酸(98％)、ipa(99.9％)、正庚烷(99.9％)、accl(99％)、naoh(99％)和硫酸(98％)。实验室规模的两相反应。实验室规模的两相反应是以50g或100g规模进行的。
[0361]
实施例13-14.使用两相反应用乙酰氯(accl)和异丙醇进行hmbi的一锅法合成和萃取。
[0362][0363]
实施例13.使用两相反应用乙酰氯(accl)和异丙醇进行hmbi的一锅法合成和萃取。
[0364]
干燥步骤：干燥步骤是使用共沸蒸馏在开始反应之前进行。将hmba(100g)与正庚烷(200ml)在500ml烧瓶中混合。将其在100-110℃下搅拌和蒸馏，直到将所有正庚烷蒸馏到收集容器中。蒸馏进行3小时以上。可见约10-11ml水，沉积在收集容器底部。
[0365]
酯化：然后向烧瓶中的hmba或经干燥的hmba中添加一定当量(eq)的ipa、一定体积的正庚烷和0.10当量的accl，如表4所示。混合物分成两相。然后，将混合物加热至80-90
°
℃并回流8-20小时以酯化。回流后，将混合物冷却至40-50℃。向混合物中滴加氢氧化钠溶液(20％wt/wt)以调节ph值至8-9，这使有机层和水层明显分离。两层均取样0.5ml，用于分析hmba和hmbi含量。通过将有机层和水层中每层的总hmbi含量除以理论hmbi产出来计算转化率。进一步处理一些反应以计算分离的收率。简而言之，将水层用两份正庚烷(每份0.5体积)反萃取。合并所有有机相并用少量水(10ml)洗涤，然后在旋转蒸发仪(heidolph hei-vap precision ml/g3)上浓缩，得到hmbi粗制产物。
[0366]
表4给出了测试的每个两相反应条件的反应，其中回流温度为80-90℃，所有反应均固定0.1当量accl。ipa的当量、正庚烷的体积和反应时间是筛选的变量。为了循环利用未反应的hmba，将来自条目2b、4a、4b、4c、4d的水相合并，并用浓盐酸酸化以调节ph值至2.0-2.5，在ph调节后形成两相。分离含有未反应的hmba和少量hmbi的顶部有机层，然后将其直接应用于如上所述的hmbi合成工艺，但不进行干燥步骤(条目5a，表4)。将来自反应2b、4a-4d和5a的所有有机相合并，并蒸发从而得到粗制产物。
[0367]
表4.为筛选hmbi合成的两相反应条件而进行的实验室规模反应。将accl(0.1当量)添加到所有反应中
[0368][0369][0370]
结果：来自实验室规模反应的所有hmbi转化率列于表5中。发现ipa的当量数和正庚烷的体积提高了转化率。当使用2体积的正庚烷作为溶剂时(条目2a-2d，表5)，转化率(71.9％、76.4％、78.3％和80.2％)随着ipa的当量(1.5、2.0、2.5和3.0当量)增加而升高。当使用3.0当量的ipa(条目1c、2d、3b和3c，表5)时，hmbi的转化率(56.4％、80.2％、81.9％和83.7％)随着正庚烷(0、2、3和4体积)增加而升高。当反应中使用2.0当量的ipa时，发现了类似的趋势(条目2b和3a，表5)。只要反应时间≥8小时，反应时间对转化率就不会产生太大影响(条目4a-4d，表5)。
[0371]
表5.hmbi的转化率受ipa当量、正庚烷体积和反应时间的影响
[0372]
[0373][0374]
与单相工艺相比，两相反应提高了hmbi的转化率。单相工艺的转化率为76.2％(条目1a，表5)，该转化率在hmba被预干燥成无正庚烷时降低(73.7％，条目1b，56.4％，条目1c，表5)。如果使用≥2.0当量的ipa和≥2体积的正庚烷，则该转化率可以提高到76.4-86.8％。成品的hplc分析。
[0375]
用于定量hmba和hmbi的hplc方法是按照适用于我们实验室的法规(ec)no 1831/2003(jrc.d.5/fsq/cvh/sb/ag/ares(2012)240861)，根据结合饲料添加剂许可申请提交的eurl分析方法评价报告的方法。流动相含有在水(v/v，通道a)和乙腈(通道b)中的0.2％的磷酸(85％)。洗涤并分离后，将有机层和水层各100μl分别溶于10ml乙腈中。每次测定注射10μl样品。选择最佳检测波长(210nm)用于同时定量这两种分子。通过峰面积的积分计算成分的百分比。
[0376]
二聚体和低聚体杂质分析：反应混合物中的二聚体和低聚体杂质可通过两相反应减少或消除，如图5a(表5a)和5b(表5b)所示。反应混合物的hplc纯度从92.8％提高到97.9％。
[0377]
表5a
[0378]
峰编号保留时间类型峰宽峰面积峰高峰面积12.854vv0.058940.228410.22720.950223.416vb0.131531.772933.447200.7505312.958bb0.22653928.80005271.9833792.8018460.153bb0.650693.025831.745972.1974561.722bb0.6979139.711032.444183.3001
[0379]
表5b
[0380][0381][0382]
实施例14.使用两相反应用乙酰氯(accl)和异丙醇进行hmbi的中试规模反应
[0383]
使用了2个1500l搪玻璃反应器、1个3000l不锈钢反应器和1个3000l不锈钢储罐。简而言之，向3000l反应器中加料600kg hmba(88％hmba和12％水)和1200l(820.8kg)正庚烷，并加热至90℃以使正庚烷被蒸馏出。将蒸馏出的正庚烷在另一个3000l储罐中沉积3小时。在底部形成水层，为49-55kg水。然后，将残余hmba等分成两份，将每份分别转移到一个1500l搪玻璃反应器中。向每个1500l反应器中添加hmba(300kg)、ipa(第1批为2.5当量/264
千克，对于使用循环利用的溶剂的以下批次为1.5当量/158.4千克)、正庚烷(2体积，600l，410.4kg，第一批使用新鲜溶剂，后续批次使用循环利用的溶剂)和accl(0.1当量，15.0kg)。将混合物加热至80-90℃并回流10-12小时，然后冷却至40-50℃，接着加入naoh溶液(20％wt/wt)以调节ph值至8-9。之后，有机层和水层变得透明。两层均取样用于分析hmba和hmbi含量。通过将有机层和水层中每层的总hmbi含量除以理论hmbi输出量来计算转化率。水层用两份正庚烷(每份0.5体积，102.6kg)反萃取。合并所有有机相并用少量水(60l)洗涤，然后在3000l不锈钢反应器中浓缩，得到粗制的hmbi产品。
[0384]
共制备了4批，包括一个循环利用的批次。对于循环利用的批次，将来自先前3个批次的水相合并，并用浓硫酸酸化以调节ph值至2.0-2.5。观察到相分离。分离含有约265kg hmba和少量hmbi的顶部有机层。然后，将其直接应用于如上所述的hmbi合成工艺，而无需干燥步骤。所有3个批次和一个循环利用批次的反应条件列于表6。
[0385]
表6.hmbi的3个中试批次和1个循环利用批次生产的反应条件。如果此表中未提及，其他反应参数相同。
[0386][0387]
结果：中试规模合成的hmbi的转化率和调整收率列于表7中。如果采用相同的反应条件，转化率与实验室规模合成的转化率非常接近，表明该工艺具有可扩展性。从1800kg hmba获得总共1823.5kg的hmbi粗制产物，总调整收率为81.5％。粗制产物的含量测定值均超过90％。
[0388]
表7.中试规模合成的hmbi的转化率和分离收率
[0389][0390]
*调整收率(％)＝(粗制产物数量(kg)
×
含量测定值(％))/hmbi理论产量(kg)
[0391]
图6示出使用两相反应的hmbi合成的示例工艺流程图。