[發明專利]一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法

無效

• 申請號: 201210307259.1
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102807499A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳林世
• 申請（專利權）人: 陳林世
• 主分類號: C07C229/12
• 分類號: C07C229/12;C07C227/18;C01F11/46
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術領域

????本發明屬于精細化工技術領域，特別涉及一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法。

背景技術

甜菜堿鹽酸鹽的化學名稱是鹽酸三甲基甘氨酸，是一種季胺類生物堿，分子式為C₅H₁₁NO₂?·HCL，能溶解于水及醇，水溶液成酸性，能耐200℃以下高溫具有很強的抗氧化性能。甜菜堿鹽酸鹽作為一種全新的畜禽飼料添加劑，其對畜禽生長發育及胴體品質的影響深遠。

甜菜堿鹽酸鹽的制備方法有天然甜菜糖蜜提取法和化學合成法。前者由于原料來源有限而使其應用推廣具有一定的局限性；傳統化學合成方法采用氯乙酸與強堿反應先生成氯乙酸鹽，然后再與三甲胺反應，生成的堿金屬鹽和甜菜堿，通過鹽析效應得甜菜堿鹽酸鹽粗品，然后重結晶制得成品。該方法存在以下幾方面缺陷：1、該反應按SN1親核取代，因CL原子離去較慢，所以反應時間長；2、因氯乙酸在強堿條件下會發生水解、消除、聚合等副反應，生成大量副產物，使產品收率及品質造成極大的影響；3、生成的鹽很難與甜菜堿分離除去。以上諸多缺陷，使反應時間較長，設備利用率低，功耗能耗無增加，造成成本較高。具體反應為：

近年來對此的研究如采用強陽離子交換樹脂法、溶劑法等方法，都存在著成本高、后處理困難、高含鹽量廢水無法處理等諸多問題，這大大限制了甜菜堿工業化的發展。

發明內容

????本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種工藝簡單、綠色環保的甜菜堿鹽酸鹽的制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于：以三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣和硫酸為原料，先將三甲胺與氯乙酸在催化劑作用下進行季胺化反應，生成甜菜堿和三甲胺鹽酸鹽，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣，把三甲胺置換出來生成氯化鈣，反應液升溫使三甲胺全部排出并循環利用，然后用硫酸酸化得硫酸鈣和甜菜堿鹽酸鹽溶液，反應液過濾使硫酸鈣分離出來，濾液經濃縮、結晶得到甜菜堿鹽酸鹽，剩下母液含有NaI回胺化工序套用。

所述的催化劑為碘化鈉，反應溫度為室溫。

所述三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣、濃硫酸的摩爾配比為1：0.45：0.005~0.01：0.20~0.25：0.25~0.30，其中氧化鈣或氫氧化鈣含量≥95%，氯乙酸含量≥98%，三甲胺的含量≥99%，碘化鈉的含量≥98%。

所述硫酸緩慢滴加并調至pH為＜1.0。

本發明對原有的合成路線進行了改進，并對其合成條件進行了探索優化，其采用的主要工藝方法為：用碘化鈉作親核取代的催化劑，以三甲胺、氯乙酸、氫氧化鈣或氧化鈣和硫酸為原料合成甜菜堿，把催化劑、氯乙酸先配成所需濃度，然后與三甲胺分別用計量泵在室溫下打入管道反應器內進行反應0.5-2小時，生成甜菜堿和三甲胺鹽酸鹽，而后加入氧化鈣或氫氧化鈣把三甲胺置換出來生成物氯化鈣，反應液升溫使三甲胺全部排出并循環利用，反應液繼續加入硫酸生成甜菜堿鹽酸鹽和二水硫酸鈣，反應液過濾使硫酸鈣分離出來，母液經濃縮、結晶、過濾即得甜菜堿鹽酸鹽，剩下母液含有NaI回胺化工序套用；而硫酸鈣進一步加工成高附加值的高強石膏粉。具體反應原理為：

該方法顯著優點在于：1、由于I^-1既是很好的親核基團也是很好的離子基團，所以NaI的加入不僅大大降低取代反應時間，而且使取代反應更加充分，為連續管道季胺化生產提供了必要條件，收率顯著提高；2、由于三甲胺是弱堿，所以幾乎不發生水解、消除等副反應，產品品質大幅提高；3、同時用鈣鹽法分離甜菜堿，使甜菜堿與鹽的分離變得更加簡單易行。

本發明因采用了高效催化劑，使反應快捷充分，同時不需要昂貴的堿和鹽酸，只需廉價的氧化鈣和硫酸，同時由于沒有副反應的發生，成品收率大大提高，甜菜堿鹽酸鹽的收率在以氯乙酸計達99%以上，故成本與傳統工藝相比要低20%以上；生產周期短，反應條件溫和，產品分離簡單且充分，并無三廢產生，原料和溶劑可循環套用，因此具有更高的經濟性和環保性。

具體實施方式

實施例1：

采用以下重量配比的物料：三甲胺（含量≥98%）1000g、氯乙酸（含量≥98%）670g、碘化鈉（含量≥98%）11g、氧化鈣（含量≥95%）200g、濃硫酸370g。

具體操作如下：