乙醇胺法制备牛磺酸工艺改进.docVIP

乙醇胺法制备牛磺酸工艺改进 26天津化工l999年6月 乙醇胺法制备牛磺酸工艺改进 ,一王守庆魏怀生 (潍坊教百孚瓦～—菁2500)7 摘要:讨论了以乙醇胺为原料制备牛磺酸的工艺改进,通过蒂件的优化.使牛磺酸的 纯度和收率走为提高: 关键词唑;改 文献标识码:B文章编号:1008一I267f1999)03—0026—03 1前言 牛磺酸又称牛胆酸,它最初是从雄牛的 胆汁中发现的.其化学名称为2一氨基乙磺 酸,分子式为NH2CH2CH2so3H牛磺酸为白 色针状结晶无臭,味微酸,是人体内重要的 氨基酸之一,具有特殊的药理作用和生理功 能.它可消炎,镇痛,锵热,降血糖,维持正 常视觉机能,调节神经传导,调节脂类消化 与吸收,并且参与内分泌活动,增加心脏收 缩能力,提高人体免疫能力.而且对婴幼儿 的正常生长发育有重要作用. 牛磺酸所具有的特殊营养及保健功能, 使得其在国内处食品的饮料行业中的消耗 量逐步上升. 目前在国内,牛磺酸的制备除了从天然 物中,如牛胆汁,海螺,牡蛎中提取外,就是 用合成法.由于天然物制取受原料的限制 无法大量生产,而只能采用合成法大量生 产.虽然国内用化学合成法制取牛磺酸的 工艺有十几种,但大多未能用于工业化生 产,就是现在的工业生产工艺中也存在一定 的缺点,无法大批量生产,而只能依靠进口 来满足日益增长的需要.因此不断完善现 行的生产工艺,开发新的生产工艺势在必 行: 现在国内多数生产厂家,采用乙醇胺法 生产牛磺酸,一般分两步合成,按合成路线 收稿日期:1999—0l—l4 又可分为酯化法,氯化法,乙撑亚胺法等,下 面就酯化法和氯化法生产牛磺酸的不足之 处和改进方法进行讨论 2乙醇胺酯化生产法 21现行的生产工艺 它是以乙醇胺,硫酸亚硫酸钠为原料, 反应分酯化,磺化两步进行,经过2一氨基乙 基硫酸酯中间体合成牛磺酸. 该生产方法优点是原料易得.但是由 于酯化反应速度慢,需在较高的温度下进 行.硫酸酯与亚硫酸钠水溶液的磺化反应 更慢,加热回流时间很长,能耗大,并且由于 硫酸酯易水解,在与亚硫酸钠反应时产生乙 醇胺副产物,造成产率很低,大约为47.9%. 2.2工艺改进 用冰浴控制盛有乙醇胺的反应器中的 温度在5℃左右,搅拌,在05h内缓缓加入 一 定量的浓硫酸,然后加热蒸馏,约3h,得酯 化产物: △ NCCOH+H,S仉一 NH2CHzCH20SO3H+H20 用NaeCO溶液调至产物呈中性,然后加到 Na_ ,SO水溶液中回流30h,得牛磺酸溶液: △ NCcH2OSO3H+Na~S3一 NCH2CH2S03H+Na2S04 将牛磺酸等物质的混和溶液减压蒸馏,使牛 1999年第3期天津化i 磺酸在较高温度(92~C)下接近饱和状态,而 溶液中的Na2SO4,N赴SO呈晶体析出,趁热 过滤.滤液冷却至32℃,牛磺酸析出,过滤 得牛磺酸粗品,重结晶得精品. 2.3分析比较 23.1反应条件的控制 新工艺在酯化反应中采取冰浴环境,缓 缓加入浓硫酸,搅拌,控制浓硫酸直接高浓 度混合,防止乙醇胺碳化和发生副反应. 在磺化反应中采用NCO调溶液为中 性,目的是克服乙醇胺硫酸酯无论在酸性条 件下还是碱性条件下均发生水解反应的缺 点.由于乙醇胺硫酸酯与NazC03的反应非 常慢,所以必须长时间(30h).较高温度 (104℃)下进行反应. 2.3.2分离条件的选择 由于在40—100℃范围内,Na,S仉, Na!s的溶解度随温度升高而下降,而牛磺 酸的溶解度却呈明显的上升趋势;当温度下 降到32~C以下,Na2SO,,NaSO3的溶解度随 温度的下降而下降,有可能同牛磺酸同时析 出.所以采用减压蒸馏,先蒸发掉一部分 水,使在较高温度下溶解度较小的Na2S仉和 Na2S03尽量结晶析出,而牛磺酸存在于溶液 中趁热过滤,即得含牛磺酸的母液,降低温 度(不低于32~C),牛磺酸将成针状晶体析 出. 2.3.3循环操作及产率 牛磺酸精品和粗品过滤后的母液中含 有可观量的牛磺酸,在制备过程中采取循环 操作形式以充分提取余留量.总产率可达 59%,比现用的方法提高了10%.综合效益 较好. 3乙醇胺氯化生产法 3.1目前采用的方法 它是以乙醇胺,盐酸亚硫酸钠为原料, 反应分氯化,磺化两步进行,经过2一氯乙胺 盐酸盐中问体台成牛磺酸. 该方法原料易得,但反应条件难控制, 收率非常低,大约为48%. 3.2工艺改进 在盛有浓盐酸的反应器内,边搅拌边缓 缓加入乙醇胺,升温至145～150℃,通人HC1 气体,维持150℃反应20h,再通人HC1气体 至有少量HC1逸出,将回流改为蒸馏,边蒸 边反应约15h,减压蒸馏至150℃无水馏出, 停止反应,得氯化产物. NCH!CH2OH+2HCI— HC1NH1CH:cC1+H0 反应液冷却至70