N―乙酰氨基酸的制备方法 【技术领域】
本发明属于氨基酸的制备方法，具体涉及N-乙酰氨基酸的制备方法。
背景技术
目前氨基酸的乙酰化技术主要采用碱法酰化。具体方法是：将氨基酸溶解于氢氧化钠水溶液中，然后在一定的温度下加入乙酸酐，待酰化反应结束后将反应液进行浓缩，最后低温结晶得到产品。碱法酰化转化率高，反应条件温和易控制，但生产过程中试剂消耗量大，在实际生产中其摩尔比为氨基酸∶NaOH∶乙酸酐＝1∶5∶1.4～1.5，同时会产生大量乙酸钠难以有效分离，造成N-乙酰氨基酸收率较低。而且体系中乙酸钠的存在会对L-氨基酸生产中的后续过程如拆分，消旋化带来很大困难。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有碱法酰化工艺的不足，提供一种以乙酸作为反应介质的N-乙酰氨基酸的制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，由下述步骤组成：按摩尔比为1∶4～7的比例将氨基酸和乙酸混合，升温到40～70℃，搅拌保温1～6小时；在1～5小时内，均匀流加相当所述氨基酸摩尔数1.0～1.4倍的乙酸酐，再在40～70℃，搅拌保温1～4小时；在真空度0.07～0.08MPa，60～90℃的条件下迅速蒸馏，至蒸馏出的液体的体积为乙酸加入体积的1.0～1.3倍；然后加入所述氨基酸质量1～3倍的水，搅拌降温至析出结晶，放置1～24小时，固液分离，固体烘干即得一种N-乙酰氨基酸。
为提高N-乙酰氨基酸收率，可以套用结晶母液。
所述氨基酸和乙酸的摩尔比为1∶5～6。
所述氨基酸与乙酸酐的摩尔比为1∶1.2。
所述氨基酸为D，L-蛋氨酸、D，L-苯丙氨酸、D，L-丙氨酸、D，L-缬氨酸、D-蛋氨酸、D-苯丙氨酸、D-丙氨酸、D-缬氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-丙氨酸或L-缬氨酸。
如果N-乙酰氨基酸产品颜色较深，还可进行脱色精制，将干燥的产品溶于75～80℃的热水中，加活性炭脱色1～2小时，趁热过滤，然后按上述条件真空浓缩后，降温结晶，离心后干燥即成。
本发明的方法采用乙酸代替现有技术稀碱溶液为反应介质，酰化过程中不伴随产生乙酸钠，生成的N-乙酰氨基酸纯度高，利于后续工艺过程。系统中回收的乙酸还可以循环使用，几乎可以做到乙酸介质的零消耗。本方法的乙酰化工艺其酰化剂用量较低，乙酸酐加入量仅为氨基酸的1～1.4倍(摩尔比)。本发明的酸法乙酰化工艺，试剂用量少，极大降低了生产成本；且产品易于分离，总收率高达92％～98％。
【附图说明】
图1为N-乙酰氨基酸的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，由下述步骤组成：首先将100g D，L-蛋氨酸和160ml乙酸放入干燥的500ml三角瓶中搅拌均匀，置于电热套中升温到50℃，保温1小时，均匀地流加乙酸酐70ml，控制流加时间为1.5小时，温度为50℃；搅拌保温1.5小时后，取样稀释为原来的二倍，用茚三酮(1％无水乙醇)监测，如果溶液无色或者基本无色极可视为终点；温度控制为80℃，真空度为0.076MPa，至蒸馏出的液体量为200ml左右，剩余质量保持在140g左右；然后加水120ml，搅拌降温至20℃，置于冰箱内5℃保存10小时后抽滤，烘干。用同样的方法五批平均回收率达到92.5％。
该方法中的脱色步骤为非必须的(如附图中虚线框)，可根据产品的颜色决定是否进行。该方法中可以采用结晶母液套用以提高收率。
实施例2
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，由下述步骤组成：首先将100g D，L-蛋氨酸和170ml乙酸放入干燥的500ml三角瓶中搅拌均匀，置于电热套中升温到55℃，保温1小时；均匀地滴加乙酸酐72ml，控制流加时间为3小时，温度为55℃；保温1.5小时后，取样稀释为原来的二倍，用茚三酮(1％无水乙醇)监测，如果溶液无色或者基本无色极可视为终点；一次浓缩：温度控制为75℃，真空度为0.08MPa，至蒸馏出的液体的体积为220ml左右，剩余质量保持在135g左右；套用母液后二次浓缩：所需时间为1小时，控制温度低于80℃，真空度为0.075～0.08MPa，至蒸馏出的液体的体积为150ml左右为加入母液量的85％；最后加水200ml搅拌降温至20℃，置于冰箱内5℃保存12小时后抽滤，干燥，用同样的方法五批连续套用母液的平均回收率达到94.2％，剩余母液量为20ml并且不易结晶。
实施例3
本发明的方法在3m3的开式搪瓷搅拌反应釜中进行。具体过程如下：首先将500kg D，L-蛋氨酸和回收的1100L乙酸加入反应釜中搅拌均匀，温度控制在45～60℃，夹套保温1小时；此时流加乙酸酐380L，控制时间为5小时，温度为50℃；保温3小时。在真空度为0.08MPa，温度控制为75℃浓缩，至蒸馏出的液体为1150L左右；套用母液后继续浓缩：控制温度低于80℃，真空度为0.075～0.08MPa，至蒸馏出的液体为750L左右；最后加1000L的水搅拌降温至20℃，通冷冻盐水降温至5℃保温6小时后析出结晶，抽滤。用同样的方法五批连续套用母液的平均回收率达到97.5％。
实施例4
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，其特征是由下述步骤组成：按摩尔比为1∶5的比例，将D，L-苯丙氨酸和乙酸混合，升温到50℃，搅拌保温4小时；在3小时内，均匀流加相当所述氨基酸摩尔数1.0倍的乙酸酐，再在50℃，搅拌保温3小时；在真空度0.07MPa，90℃的条件下迅速蒸馏，至蒸馏出的液体为乙酸加入体积的1.2倍；然后加入所述氨基酸质量2倍的水，搅拌降温至析出结晶，放置4小时，固液分离，固体烘干即得一种N-乙酰氨基酸。
实施例5
一种N-乙酰氨基酸地制备方法，其特征是由下述步骤组成：按摩尔比为1∶6的比例，将D，L-丙氨酸和乙酸混合，升温到60℃，搅拌保温3小时；在4小时内，均匀流加相当所述氨基酸摩尔数1.2倍的乙酸酐，再在60℃，搅拌保温2小时；在真空度0.08MPa，70℃的条件下迅速蒸馏，至蒸馏出的液体为乙酸加入体积的1.2倍；然后加入所述氨基酸质量1倍的水，搅拌降温至析出结晶，放置6小时，固液分离，固体烘干即得一种N-乙酰氨基酸。
实施例6
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，其特征是由下述步骤组成：按摩尔比为1∶4的比例，将D-蛋氨酸和乙酸混合，升温到40℃，搅拌保温6小时；在2小时内，均匀流加相当所述氨基酸摩尔数1.1倍的乙酸酐，再在40℃，搅拌保温4小时；在真空度0.07MPa，80℃的条件下迅速蒸馏，至蒸馏出的液体为乙酸加入体积的1.0倍；然后加入所述氨基酸质量2倍的水，搅拌降温至析出结晶，放置1小时，固液分离，固体烘干即得一种N-乙酰氨基酸。
实施例7
一种N-乙酰氨基酸的制备方法，其特征是由下述步骤组成：按摩尔比为1∶7的比例，将L-缬氨酸和乙酸混合，升温到70℃，搅拌保温1小时；在5小时内，均匀流加相当所述氨基酸摩尔数1.4倍的乙酸酐，再在70℃，搅拌保温1小时；在真空度0.08MPa，60℃的条件下迅速蒸馏，至蒸馏出的液体为乙酸加入体积的1.3倍；然后加入所述氨基酸质量3倍的水，搅拌降温至析出结晶，放置12小时，固液分离，固体烘干即得一种N-乙酰氨基酸。
本实施例中的过程也可以D，L-缬氨酸、D-苯丙氨酸、D-丙氨酸、D-缬氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸或L-丙氨酸为原料，按本实施例的步骤生产出相应的N-乙酰氨基酸。
上述方法生产出来的产品总收率为92％～98％。较国内外现有工艺收率提高10％～15％，生产过程中乙酸可循环使用，乙酸酐用量很少，极大地降低了生产成本。此外，因采用乙酸作为反应介质，反应过程中不产生的乙酸钠，产品纯度很高且易于分离。