一种甘氨酸的制备方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101270061 B (45)授权公告日 2011.07.27 CN 101270061 B *CN101270061B* (21)申请号 200810105609.X (22)申请日 2008.04.30 C07C 229/08(2006.01) C07C 227/08(2006.01) (73)专利权人 中国农业大学 地址 100083 北京市海淀区清华东路 17 号 (72)发明人 曹永松 钱坤 石天玉 汤涛 谭辉华 李健强 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王朋飞 CN 1080632 A,1994.01.12,说明书。

2、第5页E, 第 7 页 I, 第 8 页实施例 1. 曹建军 . 乙醇法循环生产甘氨酸 . 化学世界 9.1990,(9), 第 420 页二 , 表 1. (54) 发明名称 一种甘氨酸的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种甘氨酸的制备方法， 其包 括以一氯乙酸、 氨为原材料， 乌洛托品为反应催化 剂， 以低碳醇溶剂为反应介质， 在反应体系中加入 有机胺作为缚酸剂， 在反应结束后通过过滤就可 得到高含量的甘氨酸产品。本发明的方法解决了 现有技术的催化剂与溶剂不能回收套用、 溶剂损 耗大、 成本高、 收率低及三废污染严重等问题， 适 于甘氨酸的工业化生产。 (51)Int.Cl. (56。

3、)对比文件 审查员 韩雅婷 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 5 页 CN 101270061 B1/1 页 2 1. 一种甘氨酸的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： (1) 在带回流冷凝、 搅拌的反应器中加入一氯乙酸、 低碳烷基醇、 乌洛托品， 在搅拌下向 反应液中滴加有机胺， 控制反应温度 ； 反应体系中一氯乙酸、 乌洛托品、 有机胺的摩尔比例 为 1 0.05 0.4 1.0 1.5 ； (2)滴加有机胺完毕后， 加热至6065， 并向反应液中通入氨气， 待一氯乙酸消失时 即停止通氨 ； (3) 将反应液冷却至 45过滤， 滤饼用。

4、少量醇淋洗， 得甘氨酸 ； (4) 在滤液中加入醇钠或醇钾， 充分搅拌并静置过滤， 滤液为含有乌洛托品、 有机胺的 醇溶液， 可循环用于下一步反应。 2. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 在反应体系中一氯乙酸、 乌洛托品、 有机胺的摩尔比例为 1 0.1 0.2 1.0 1.1。 3. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述的低碳烷基醇为甲醇、 乙醇、 异 丙醇、 正丙醇、 正丁醇或异丁醇中的一种或多种。 4. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述的有机胺为乙二胺、 二乙胺、 三 乙胺、 二异丙胺、 正丙胺、 二正丙胺、 三正丙胺、 正丁胺、。

5、 二正丁胺或三正丁胺。 5. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述的醇钠或醇钾为甲醇钠或甲醇 钾、 乙醇钠或乙醇钾、 异丙醇钠或异丙醇钾、 丁醇钠或丁醇钾。 6. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 一氯乙酸与醇钠或醇钾的摩尔比为 1 0.8 1.2。 7. 根据权利要求 6 所述的制备方法， 其特征在于， 一氯乙酸与醇钠或醇钾的摩尔比为 1 0.9 1.0。 权 利 要 求 书 CN 101270061 B1/5 页 3 一种甘氨酸的制备方法 技术领域 0001 本发明属于精细化工领域， 具体地， 涉及一种由氯乙酸、 氨为原料制备甘氨酸的方 法。 背景技术 0。

6、002 甘氨酸即氨基乙酸， 其作为一种重要的精细化工中间体和化工原料， 广泛应用于 农药、 医药、 食品和饲料添加剂等领域。目前， 甘氨酸的制备方法有很多种， 但能够工业 化或具有工业化前景的合成工艺主要为氯乙酸氨解法， 与以甲醛、 氰化钠为主要原料的 Strecker法及生物合成法等。 其中氯乙酸氨解法工艺路线成熟、 设备简单， 是目前生产甘氨 酸的主要方法。 0003 文献 Process Control and Quality 1996 年 8 月第 1 期 41-45 ；四川联合大 学学报 ( 工程科学版 ) 1997 年 5 月第 1 卷第 3 期 38-42 ；化工技术与开发 20。

7、02 年 9 月 第 31 卷第 3 期 3-11 ； 专利文献 US3215736、 US3510515、 CN1058957、 CN1136035、 CN1340498、 CN1803763 以及 CN1896049 等均报道了以氯乙酸为原料、 乌洛托品为催化剂以及以水为溶 剂制备甘氨酸的技术方案。上述含水相的甘氨酸生产方法存在催化剂不能回收、 催化剂消 耗量大、 催化效率低、 未反应完的原料不能回收套用等问题， 且由于体系碱性强和含水等原 因， 容易生成水解物羟基乙酸， 从而造成浪费和污染环境 ； 另外， 还存在反应中产生的氯化 铵等无机盐分离困难、 后处理量大、 合成反应终点判断困难等。

8、缺陷。 0004 南昌大学学报 ( 理科版 ) 2000 年 9 月第 24 卷第 3 期以及专利文献 CN1410417 报道以氯乙酸、 氨为原料， 乌洛托品为催化剂， 溶剂为醇相的甘氨酸制备方法， 该方法是在 醇相中通氨气反应制备甘氨酸， 但仍存在反应时间较长， 且反应不好控制， 催化效率较低， 溶剂消耗大且回收困难， 反应中产生的氯化铵等无机盐通过溶剂和水反复重结晶或电渗析 分离才能得以除去， 后处理麻烦， 废盐水量大。 0005 专利文献 US5155264 及 CN1080632 报道以氯乙酸、 氨为原料， 多聚甲醛为催化剂， 溶剂为醇相的甘氨酸制备方法， 该方法虽然避免生产氯化铵、。

9、 亚胺二醋酸及氮基三醋酸， 但 催化剂用量大， 甘氨酸产品很难与催化剂分离， 也需要多步醇洗得到较高含量的产品， 存在 溶剂损耗大， 设备装载系数低等缺点。 发明内容 0006 本发明的目的在于， 针对现有甘氨酸制备方法的不足， 提供一种新型的甘氨酸制 备方法。 0007 本发明是通过以下步骤实现的 ： 0008 (1) 在带回流冷凝、 搅拌的反应器中加入一氯乙酸、 醇、 乌洛托品， 在搅拌的条件下 向反应液中滴加有机胺， 控制反应温度。 0009 (2) 待有机胺滴加完毕开始加热 60 65， 并向反应液中通入氨气， 借助 HPLC 检 查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止通氨反应， 所需时间。

10、约 2.5 小时。 说 明 书 CN 101270061 B2/5 页 4 0010 (3) 将此反应液冷至 45左右过滤， 滤饼用少量甲醇淋洗得产物甘氨酸。 0011 (4) 在滤液中加入醇钠 ( 钾 )， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣为氯化钠 ( 钾 ) 盐， 滤液 为含有乌洛托品、 有机胺的醇溶液， 该溶液可为下一步反应所套用。 0012 其反应方程式如下 ： 0013 ClCH2COOH+NH3 NH2CH2COOH+HCl 0014 RNH2+HCl RNH3+Cl- 0015 RNH3+Cl-+CH3ONa(K) RNH2+CH3OH+Na(K)Cl 0016 在反应体系中一氯乙酸、。

11、 乌洛托品、 有机胺的摩尔比例为10.050.41.0 1.5， 最佳比例为 1 0.1 0.2 1.0 1.1。 0017 在本发明中反应所用溶剂为低碳烷基醇， 选自甲醇、 乙醇、 异丙醇、 正丙醇、 正丁 醇、 异丁醇中的一种或几种。 0018 在本发明中反应所用缚酸剂为有机胺， 包括 ： 乙二胺、 二乙胺、 三乙胺、 二异丙胺、 正丙胺、 二正丙胺、 三正丙胺、 正丁胺、 二正丁胺、 三正丁胺。 0019 在本发明中反应催化剂回收所用碱为醇钠 ( 钾 )， 包括 ： 甲醇钠 ( 钾 )、 乙醇钠 ( 钾 )、 异丙醇钠 ( 钾 )、 丁醇钠 ( 钾 )、 其中一氯乙酸与醇钠 ( 钾 ) 。

12、的摩尔比为 1 0.8 1.2， 优选比例为 1 0.9-1.0。 0020 本发明在反应体系中加入有机胺吸收反应所生成的盐酸， 故不生成难以分离的氯 化铵， 反应收率高均在 95以上， 且生成的产品不需重结晶就可得到含量大于 98甘氨酸 产品。得到产品以后的反应液与醇钠 ( 钾 ) 反应， 经过滤就可以将催化剂、 缚酸剂、 溶剂回 收循环套用， 溶剂损耗小， 成本低、 收率高， 无三废污染， 还可节省设备、 能源、 人工和场地。 具体实施方式 0021 下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明， 而 不能限制本发明的保护范围。 0022 实施例 1 0023 在带有。

13、搅拌器、 回流冷凝器、 温度计的 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g 98氯乙 酸 (1.0moL)、 200mL 甲醇， 14g 乌洛托品 (0.1moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 30g 99.5乙二胺 (0.5moL)， 由于反应放热， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到慢， 20分钟滴加完毕， 维持15分钟左右后加热至63左右， 降低搅拌速度至约30r/min， 通入氨 气， 随即生成沉淀白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反 应， 通入氨气约 25g， 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 。

14、过滤并用约 40的 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.8， 产品约 72.6g。 0024 在 250mL 滤液中加入 108g 50甲醇钠 ( 约 1.0moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣 为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 乙二胺的甲醇溶液， 该溶液可为下一步反应 所套用。 0025 实施例 2 0026 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计的 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g 98氯乙酸 (1.0moL)、 滴加回收所得滤液(上述实施例1氯化钠过滤后所得320mL滤液)， 开动搅拌， 速 度约为 150r/min， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快。

15、到慢， 20 分钟滴加完毕， 维持 说 明 书 CN 101270061 B3/5 页 5 15 分钟左右后加热至 63左右， 降低搅拌速度至约 30r/min， 通入氨气， 随即生成沉淀白浊 化而成浆状液， 借助HPLC检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反应， 通入氨气约25g所需 时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼 烘干得 98.5， 产品约 74.2g。 0027 在 320mL 滤液中加入 98g 50甲醇钠 ( 约 0.9moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣为 氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 乙二胺的。

16、甲醇溶液， 该溶液可为下一步反应所 套用。 0028 实施例 3 0029 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计的 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g 98氯乙酸 (1.0moL)、 200mL 乙醇， 14g 乌洛托品 (0.1moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 101g 99.5三乙胺 (1.0moL)， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到慢， 20 分钟滴加完 毕， 维持15分钟左右后加热至63左右， 降低搅拌速度约30r/min通入氨气， 随即生成沉淀 白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反应， 通入氨气约 25。

17、g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 乙醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.6， 产品约 73.2g。 0030 在约 300mL 滤液中加入 168g 50乙醇钾 ( 约 1.0moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤 渣为氯化钾盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 三乙胺的乙醇溶液， 该溶液可为下一步反 应所套用。 0031 实施例 4 0032 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计的 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g 98氯乙酸 (1.0moL)、 200mL 异丙醇， 28g 乌洛托品， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 。

18、73g 99.5二 乙胺(1.0moL)， 控制反应温度始终60以下， 滴加速度由快到慢， 20分钟滴加完毕， 维持15 分钟左右后加热至 60左右， 降低搅拌速度约 30r/min 通入氨气， 随即生成沉淀白浊化而 成浆状液， 借助HPLC检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反应， 通入氨气约25g所需时间 2.5小时， 停止搅拌并降温至40左右， 过滤并用40左右20mL异丙醇淋洗滤饼， 滤饼烘干 得 98.6， 产品约 73.6g。 0033 在约 300mL 滤液中加入 164g 50异丙醇钠 ( 约 1.0moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托。

19、品、 二乙胺的异丙醇溶液， 该溶液可为下一 步反应所套用。 0034 实施例 5 0035 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1.0moL)、 100mL 甲醇， 100mL 异丙醇， 14g 乌洛托品 (0.1moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/ min， 滴加 101g 99.5二异丙胺 (1.0moL)， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到 慢， 20 分钟滴加完毕， 维持 15 分钟左右后加热至 65左右， 降低搅拌速度约 30r/min 通入 氨气， 随即生成沉淀白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一。

20、氯乙酸的波峰消失时即停止 反应， 通入氨气约 25g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.4， 产品约 73.5g。 0036 在约 300mL 滤液中加入 108g 50甲醇钠 ( 约 1.0moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤 渣为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 二异丙胺的混合醇溶液， 该溶液可为下一 说 明 书 CN 101270061 B4/5 页 6 步反应所套用。 0037 实施例 6 0038 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1。

21、.0moL)、 滴加回收所得滤液约 340mL( 上述实施例 5 氯化钠过滤后所得滤液 )， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到慢， 20 分钟滴加完毕， 维 持 15 分钟左右后加热至 63左右， 降低搅拌速度约 30r/min 通入氨气， 随即生成沉淀白浊 化而成浆状液， 借助HPLC检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反应， 通入氨气约25g所需 时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼 烘干得 98.4， 产品约 74.5g。 0039 在约 320mL 滤液中加入 98g。

22、 50甲醇钠 ( 约 0.9moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣 为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 二异丙胺的混合醇溶液， 该溶液可为下一步 反应所套用。 0040 实施例 7 0041 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1.0moL)、 200mL 甲醇， 7g 乌洛托品 (0.05moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 60g 99.5乙二胺 (1.0moL)， 由于反应放热， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到慢， 20 分钟滴加完毕， 维持 15 分钟左右后加热至 64左右， 降低搅拌速。

23、度约 30r/min 通入氨 气， 随即生成沉淀白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反 应， 通入氨气约 25g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.8， 产品约 72.5g。 0042 在约 300mL 滤液中加入 108g 50甲醇钠 ( 约 1.0moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤 渣为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 乙二胺的甲醇溶液， 该溶液可为下一步反 应所套用。 0043 实施例 8 0044 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧。

24、瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1.0moL)、 100mL 甲醇， 100mL 异丙醇， 56g 乌洛托品 (0.4moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/ min， 滴加 101g 99.5二异丙胺 (1.0moL)， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到 慢， 20 分钟滴加完毕， 维持 15 分钟左右后加热至 65左右， 降低搅拌速度约 30r/min 通入 氨气， 随即生成沉淀白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止 反应， 通入氨气约 25g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗。

25、滤饼， 滤饼烘干得 98.5， 产品约 73.5g。 0045 在约 300mL 滤液中加入 86g 50甲醇钠 ( 约 0.8moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤渣 为氯化钠盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 二异丙胺的混合醇溶液， 该溶液可为下一步 反应所套用。 0046 实施例 9 0047 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1.0moL)、 200mL 甲醇， 42g 乌洛托品 (0.3moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 90g 99.5乙二胺 (1.5moL)， 由于反应放热， 控制反应温度始终 60以。

26、下， 滴加速度由快到慢， 20 分钟滴加完毕， 维持 15 分钟左右后加热至 62左右， 降低搅拌速度约 30r/min 通入氨 说 明 书 CN 101270061 B5/5 页 7 气， 随即生成沉淀白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反 应， 通入氨气约 25g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 甲醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.2， 产品约 72.2g。 0048 在约 350mL 滤液中加入 130g 50甲醇钠 ( 约 1.2moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤 渣为氯化钠盐待统一处理， 滤液为。

27、含有乌洛托品、 乙二胺的甲醇溶液， 该溶液可为下一步反 应所套用。 0049 实施例 10 0050 在带有搅拌器、 回流冷凝器、 温度计 500mL 四口烧瓶中加入 96.5g98氯乙酸 (1.0moL)、 200mL 乙醇， 14g 乌洛托品 (0.1moL)， 开动搅拌， 速度约为 150r/min， 滴加 111g 99.5三乙胺 (1.1moL)， 控制反应温度始终 60以下， 滴加速度由快到慢， 20 分钟滴加完 毕， 维持15分钟左右后加热至61左右， 降低搅拌速度约30r/min通入氨气， 随即生成沉淀 白浊化而成浆状液， 借助 HPLC 检查， 待一氯乙酸的波峰消失时即停止反。

28、应， 通入氨气约 25g 所需时间 2.5 小时， 停止搅拌并降温至 45左右， 过滤并用 40左右 20mL 乙醇淋洗滤饼， 滤饼烘干得 98.4， 产品约 73.0g。 0051 在约 350mL 滤液中加入 152g 50乙醇钾 ( 约 0.9moL)， 充分搅拌并静置过滤， 滤 渣为氯化钾盐待统一处理， 滤液为含有乌洛托品、 三乙胺的乙醇溶液， 该溶液可为下一步反 应所套用。 0052 以上通过实施例进一步说明了本发明的内容， 但不应理解为对本发明的限制。本 领域普通技术人员应能理解， 在不背离本发明精神和实质的情况下， 对本发明组合物的组 分与制备方法的步骤或条件所作的修改或替换， 均落入本发明的范围之中。 说 明 书 。