[發(fā)明專利]一種通過微通道反應(yīng)裝置連續(xù)生產(chǎn)胍基乙酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610232686.6
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN105693558B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)漢杰;朱晨杰;郭凱;沈濤;唐成倫
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C277/08
• 分類號(hào): C07C277/08;C07C279/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 肖明芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)合成及工藝領(lǐng)域，具體涉及利用鹽酸胍、氫氧化鈉和氯乙酸通過微通道反應(yīng)裝置高效生產(chǎn)胍基乙酸的方法。

背景技術(shù)

胍基乙酸又稱胍乙酸(Glycocyamine或Guanidineacetic acid，GAA)是人類及動(dòng)物體內(nèi)自身存在的一種物質(zhì)，是肌酸的前體物，在機(jī)體內(nèi)是由甘氨酸和精氨酸合成的含有高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢能的磷酸肌酸在肌肉神經(jīng)組織中廣泛存在，是肌肉組織中主要的能量供應(yīng)物質(zhì)，添加胍基乙酸使肌體產(chǎn)生大量的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移物質(zhì)(磷酸肌酸)可以促進(jìn)肌肉塊的增長，也可以作為食品添加劑飼料添加劑及有機(jī)合成中間體等，同時(shí)胍基乙酸也是一種抗菌劑，對金黃色葡萄球菌抑菌效果明顯。

通常胍基乙酸的合成方法有化學(xué)合成法，通常將硫脲與溴乙烷反應(yīng)生成S-乙基硫脲氫溴酸鹽,用氫氧化鈉中和,再與甘氨酸反應(yīng)制得胍基乙酸。該方法制備工藝較復(fù)雜，且產(chǎn)品收率不高，其中CN 102702032A中表明了一種從乙醇胺與O-甲基異脲在40-50℃反應(yīng)1h應(yīng)制得胍基乙醇，然后胍基乙醇與二氧化錳在50-60℃下反應(yīng)1h制得胍基乙酸。反應(yīng)路線見圖1；CN 101462983A 中表明了一種以甘氨酸和單氰胺為原料，按照1:1的摩爾比，水作溶劑，碳酸氫鈉或碳酸鈉存在下反應(yīng)制備而成。反應(yīng)路線見圖2。

這些制備胍基乙酸的方法，反應(yīng)過程較為繁瑣，原料不易獲得，并且產(chǎn)率不高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，然而微通道反應(yīng)器具有分子間擴(kuò)散距離短，微通道比表面積大，傳熱和傳質(zhì)速率快等優(yōu)點(diǎn)，所以使用微通道反應(yīng)器生產(chǎn)胍基乙酸能夠克服以上缺點(diǎn)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過微通道反應(yīng)裝置連續(xù)生產(chǎn)胍基乙酸的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種通過微通道反應(yīng)裝置連續(xù)生產(chǎn)胍基乙酸的方法，它包括如下步驟：

(1)將鹽酸胍水溶液與氫氧化鈉水溶液分別同時(shí)泵入微結(jié)構(gòu)混合器I中，混合均勻后，在微通道反應(yīng)器I中反應(yīng)，得到游離胍反應(yīng)液；

(2)將游離胍反應(yīng)液與氯乙酸水溶液分別同時(shí)泵入微結(jié)構(gòu)混合器II中，混合均勻后，在微通道反應(yīng)器II中反應(yīng)得到胍基乙酸反應(yīng)液；

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將胍基乙酸反應(yīng)液降溫、結(jié)晶、過濾、收集濾渣、干燥得到胍基乙酸。

步驟(1)中，所述的鹽酸胍水溶液，溶質(zhì)鹽酸胍的濃度為4～5mol/L；所述的氫氧化鈉水溶液，溶質(zhì)氫氧化鈉的濃度為5～6mol/L。

步驟(1)中，鹽酸胍水溶液與氫氧化鈉水溶液的體積流量比為1:1～2。

步驟(1)中，微通道反應(yīng)器I的反應(yīng)溫度為10～20℃，反應(yīng)溫度優(yōu)選為10℃；保留時(shí)間為2～10min，保留時(shí)間優(yōu)選為4min。

步驟(2)中，所述的氯乙酸水溶液，溶質(zhì)氯乙酸的濃度為4～5mmol/L。

步驟(2)中，游離胍反應(yīng)液與氯乙酸水溶液進(jìn)入微通道反應(yīng)器II的體積流量比為1:1-1.5。

步驟(2)中，微通道反應(yīng)器II的反應(yīng)溫度為30～40℃，反應(yīng)溫度優(yōu)選為40℃；保留時(shí)間為10～30min，保留時(shí)間優(yōu)選為20min。

其中，所述的微通道反應(yīng)裝置包括：微結(jié)構(gòu)混合器I、微通道反應(yīng)器I、微結(jié)構(gòu)混合器II、微通道反應(yīng)器II，所述的微結(jié)構(gòu)混合器I、微通道反應(yīng)器I、微結(jié)構(gòu)混合器II、微通道反應(yīng)器II依次串聯(lián)連通。

其中，所述的微通道反應(yīng)器I、微通道反應(yīng)器II的直徑為1.5mm，體積為150ml。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要優(yōu)勢有：

本發(fā)明制備胍基乙酸的方法原料常見，反應(yīng)時(shí)間較短，并且反應(yīng)過程由于微反的傳質(zhì)效應(yīng)好，反應(yīng)的的選擇性和產(chǎn)率均優(yōu)于之前的制備方法，反應(yīng)對鹽酸胍的轉(zhuǎn)化率100％，胍基乙酸產(chǎn)率為87％左右。

附圖說明

圖1為以乙醇胺為原料傳統(tǒng)路線合成方法。

圖2為以甘氨酸為原料傳統(tǒng)路線合成方法。

圖3為本發(fā)明路線示意圖。

圖4為本發(fā)明合成路線圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

本發(fā)明中，所述的微通道反應(yīng)裝置包括：微結(jié)構(gòu)混合器I、微通道反應(yīng)器I、微結(jié)構(gòu)混合器II、微通道反應(yīng)器II，所述的微結(jié)構(gòu)混合器I、微通道反應(yīng)器I、微結(jié)構(gòu)混合器II、微通道反應(yīng)器II依次串聯(lián)連通。