概述

2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺（2-Amino-2,3-dimethylbutyramide）的化學(xué)式為C₆H₁₄N₂O，分子量為130.19，簡稱ADBA，是一種常溫常壓下性狀為白色晶體粉末的堿性有機物[1]。該化合物不僅可溶于乙醇、丙酮等有機溶劑，在水中也具有良好的溶解性。

關(guān)于2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的分析檢測，可以采用DB-1701毛細管柱，以鄰二甲苯為內(nèi)標(biāo)物，用氫火焰離子化檢測器進行定量分析。結(jié)果表明，該物質(zhì)的線性相關(guān)系數(shù)為1.000，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.22，變異系數(shù)為0.24%[2]。

合成方法

2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺是合成咪唑啉酮類超高效除草劑的通用中間體，市場需求量大，由于其傳統(tǒng)化學(xué)法原料消耗多，環(huán)境污染嚴(yán)重，生物法合成2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺具有巨大的工業(yè)化價值[3]。

微生物法

2-氨基-2,3-二甲基丁腈(α-氨基腈)在水相中易解離出氰基，強烈抑制腈水合酶活性，因此獲得氰基耐受型腈水合酶成為生物催化法生產(chǎn)2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的關(guān)鍵[3]。具體地，以2-氨基-2,3-二甲基丁腈為原料，以通過發(fā)酵培養(yǎng)微生物慶笙紅球菌(Rhodococcus qingshengii)CCTCC No:M 2010050，小球諾卡氏菌(Nocardia globerula)CCTCC No:M 209214或紅平紅球菌(Rhodococcus erythropolis)CCTCC No:M 209244生產(chǎn)的腈水合酶為催化劑生產(chǎn)2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺。該方法反應(yīng)條件溫和，廢水排放少，環(huán)境友好，還具有產(chǎn)率高，轉(zhuǎn)化時間短，成本低的優(yōu)點，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)[4]。

酸催化法

（1）菌株的篩選：對大腸桿菌重組腈水合酶酶庫進行篩選，獲得來源于Pseudonocardia thermophila JCM3095的大腸桿菌重組菌；（2）新菌株的獲取：以pET28a為載體，通過鎳柱對大腸桿菌重組菌進行純化，純化時加入0.2mM金屬離子和0.8mL有機溶劑，以獲得新菌株；（3）發(fā)酵條件優(yōu)化：令新菌株在30-40℃下生長至OD600為0.8-1.0時，向其中添加誘導(dǎo)劑。該方法在制備過程中，加入金屬離子和有機溶劑，能夠?qū)﹄嫠厦傅幕盍Υ嬖谝欢ǖ挠绊?，既能進一步提高其在中性偏酸的條件下的穩(wěn)定性，又能改善堿性環(huán)境下對酶的抑制作用[5]。

應(yīng)用

2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺是咪唑啉酮類除草劑的通用中間體，例如合成除草劑咪草酸、咪唑煙酸、咪唑乙煙酸、咪唑喹啉酸和甲氧咪草煙等[1]。下面，就甲基咪草煙的合成應(yīng)用實例展開詳細介紹：以5-甲基吡啶-2,3-二羧酸為原料，與乙酸酐生成5-甲基吡啶-2,3-二酸酐。在低溫條件下，繼續(xù)與醇反應(yīng)生成中間體化合物。在堿性條件下，其與2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺發(fā)生合環(huán)反應(yīng)生成甲基咪草煙鈉鹽，萃取調(diào)節(jié)pH得到甲基咪草煙產(chǎn)品。上述工藝路線反應(yīng)速度快，產(chǎn)物純度極高，收率高，反應(yīng)條件溫和，無同分異構(gòu)體，無需催化劑，三廢少，合成過程粗放不但優(yōu)化了反應(yīng)條件，降低了反應(yīng)的設(shè)備成本，而且產(chǎn)生的產(chǎn)品容易分離，簡化了生產(chǎn)工藝[6]。

有關(guān)研究

為研究2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺氧化合成的熱危險性，采用差示掃描量熱儀(DSC)測試2-氨基-2,3-二甲基丁腈和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的熱分解情況，采用反應(yīng)量熱儀(RC1)研究反應(yīng)溫度，雙氧水滴加速度和氫氧化鈉用量對反應(yīng)的影響。研究結(jié)果顯示，2-氨基-2,3-二甲基丁腈吸熱熱分解溫度為149.5℃，2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺表現(xiàn)為吸熱和放熱2段分解過程，吸熱和放熱分解溫度分別為234.4℃和456℃。反應(yīng)放熱速率主要為加料控制。但是，存在一定的熱累積。熱失控體系最高溫度(MTSR)低于2-氨基-2,3-二甲基丁腈和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的分解溫度，高于體系沸騰溫度，在熱失控的條件下，反應(yīng)體系容易導(dǎo)致沖料危險。在優(yōu)惠的工藝條件范圍內(nèi)，提高反應(yīng)溫度，延長滴加時間，可降低反應(yīng)的MTSR，提高熱轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)安全性[7]。

參考文獻

[1]佚名.2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的合成[J].精細化工經(jīng)濟與技術(shù)信息, 2001(12):1.

[2]孫鴻曼,劉淑杰,尹荃,等.氣相色譜法分析2-氨基-2,3-二甲基丁腈和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺[J].精細與專用化學(xué)品, 2012, 20(12):3.DOI:10.3969/j.issn.1008-1100.2012.12.012.

[3]樓億圓.微生物法生產(chǎn)2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的研究[D].浙江工業(yè)大學(xué).DOI:CNKI:CDMD:2.2009.216412.

[4]鄭裕國,林志堅,鄭仁朝,等.微生物催化法制備2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的方法及菌株:CN201010204535.2[P].

[5]夏愛艷.一種2-氨基2,3二甲基丁酰胺的制備方法:CN202011237395.9[P].

[6]孫國慶,侯永生,朱素娟,等.一種甲基咪草煙的合成方法:CN201910565310.0[P].

[7]程春生教授,秦福濤,魏振云,等.2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺氧化合成熱危險性研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報, 2011, 21(8):6.DOI:10.3969/j.issn.1003-3033.2011.08.010.