一種牛磺酸的提取純化方法
2023-05-29 13:40:01 4
一種牛磺酸的提取純化方法
【專利摘要】本發明屬於精細化工【技術領域】，尤其是一種食品添加劑及醫藥原料牛磺酸的提取純化工藝，包括一下過程：首先由環氧乙烷和亞硫酸氫鈉水溶液反應，製得羥乙基磺酸鈉溶液，然後溶入無機氨，打入壓力反應器進行氨化，經過閃蒸後得到牛磺酸鈉水溶液，然後牛磺酸鈉水溶液和二氧化硫水溶液分別處於陽離子交換膜的兩側，通過離子膜發生氫離子和鈉離子的交換，最終得到牛磺酸水溶液和亞硫酸氫鈉水溶液。牛磺酸水溶液經過直接降溫或者濃縮後降溫結晶得產品，亞硫酸氫鈉水溶液作為原料再去和環氧乙烷反應製備羥乙基磺酸鈉。該方法使用離子膜擴散滲析技術，幾乎不消耗電能，過程簡潔，總收率較高，成本較低，安全環保，適合於牛磺酸的工業化生產。
【專利說明】-種牛橫酸的提取純化方法
【技術領域】
[0001]
【技術領域】：本發明屬於精細化工【技術領域】。尤其是一種食品添加劑及醫藥原料牛 賴酸的提取純化工藝。
【背景技術】
[0002] 牛賴酸又名2-氨基己賴酸，英文名稱Taurine。是一種含硫的非蛋白胺基酸，最早 由牛賴中分離出來，故而得名。本品在體內W游離狀態存在，不參與體內蛋白質的合成，但 它卻與脫氨酸、半脫氨酸的代謝密切相關。人體合成牛賴酸的半脫氨酸亞硫酸駿酶（CSAD) 活性較低，主要依靠攝取食物中的牛賴酸來滿足機體需要。牛賴酸可W提高神經傳導和視 覺機能、防止也血管病、影響脂類的吸收、改善內分泌狀態，增強人體免疫、影響糖代謝、抑 制白內障的發生發展、改善記憶的功能、維持正常生殖功能；另外牛賴酸對防治缺鐵性貧血 有明顯效果，它不僅可W促進腸道對鐵的吸收，還可增加紅細胞膜的穩定性；牛賴酸還是人 體腸道內雙歧菌的促生因子，優化腸道內細菌群結構；還具有抗氧化、延緩衰老作用；能夠 促進急性肝炎恢復正常；對四氯化碳中毒有保護作用，並能抑制由此所引起的血清谷丙專 氨酶的升高。對腎毒性有保護作用，牛賴酸對順笛所致的兔原代腎小管上皮細胞改變有保 護作用，牛賴酸可鎮靜、鎮痛和消炎，對凍傷、KCN中毒及偏頭疼也有防治作用。又有強肝 利膽作用、解熱與抗炎作用、降壓作用、強也和抗也律失常作用、降血糖作用、牛賴酸有鬆弛 骨骼肌和枯抗肌強直的作用、保護視網膜、保護也肌作用、抗氧化作用、促進免疫功能、具有 賦活肌膚細胞的能力。
[0003] 牛賴酸純品為無色或白色斜狀晶體，無莫，味微酸，化學性質穩定，溶於水，不溶於 己醇、己離等有機溶劑。
[0004] 過去對牛賴酸的合成工藝報導較多，如；己醇胺醋化還原法、己醇胺氯化賴化法、 己撐亞胺法、環氧己焼法等。環氧己焼法原料易得、反應步驟少、收率高、成本較低，雖然在 氨化時需要高溫高壓，但是均為鹼性條件，設備腐蝕輕微，只要耐壓條件符合要求，並無大 的安全問題，在國內已經大規模生產。其過程為將環氧己焼通入亞硫酸軸氨軸水溶液裡，得 到輕己基賴酸軸，然後加入氨水，連續進入高壓反應器進行氨化反應，閃蒸除去無機氨後得 到牛賴酸軸的水溶液，再加入硫酸中和，便得到牛賴酸和硫酸軸的混合水溶液，再通過反覆 的降溫結晶-濃縮除鹽，便分別得到牛賴酸和無水硫酸軸，牛賴酸總收率7(T80%。
[0005] 反應方程式如下： '〇\ - CH;rCH+N姐S〇3 些鳥-H曰-CH2-CH2-S〇3Na HO-CH2-CH2-S〇3Na+NH3 裡9- NH2-CH2-Cft-SO與打H2O 拓0 2NH2-CH2-CH：2誠)3Na+H;'S化^.2NH2-CH2-CH2-S〇3l-I.+.N巧S化 但是所w現有技術中，加入硫酸中和，反覆地降溫結晶離也得到牛賴酸和濃縮熱過濾 得到無水硫酸軸，在該個過程中，得到的牛賴酸夾雜硫酸軸影響牛賴酸質量、得到的硫酸軸 夾雜牛賴酸影響收率；在較高溫度下濃縮，長時間受熱，牛賴酸有分解；反覆的濃縮離也， 效率較低，能耗較大，成本提高；最後生成的含鹽廢液較多，極難處理，造成環境汙染。含鹽 廢水中含有的牛賴酸難於提取，含有的輕己基賴酸軸也難於回收，不利於總收率的提高。在 專利CN 101508658A、CN101486669A中都有詳細描述。
[0006] 在中國專利CN 1626511A中W己醇胺工藝製備的牛賴酸和硫酸軸、亞硫酸軸的混 合物水溶液，採用反饋式離子膜電滲析技術，將混合物分離為牛賴酸水溶液和硫酸軸、亞硫 酸軸水溶液，牛賴酸水溶液濃縮後製得牛賴酸結晶，硫酸軸、亞硫酸軸水溶液因為含有過量 的亞硫酸軸，作為還原劑可W套用幾次，但是最終轉換為硫酸軸形成廢鹽液，該是離子膜電 滲析技術在牛賴酸生產中的應用，該技術必須使用陰離子交換膜和陽離子交換膜。餘立新 等於2002年已經開始應用雙極性膜電滲析技術處理牛賴酸軸溶液，同時副產氨氧化軸水 溶液，電流效率在50%左右，每公斤牛賴酸約耗電2KW/h，然而雙極膜價格較貴，難於大規模 應用。
[0007] 在中國專利CN 1626511A中W己醇胺工藝製備的牛賴酸和硫酸軸、亞硫酸軸的混 合物水溶液，採用反饋式離子膜電滲析技術，將混合物分離為牛賴酸水溶液和硫酸軸、亞硫 酸軸水溶液，牛賴酸水溶液濃縮後製得牛賴酸結晶，硫酸軸、亞硫酸軸水溶液因為含有過量 的亞硫酸軸，作為還原劑可W套用幾次，但是最終轉換為硫酸軸形成廢鹽液，該是離子膜電 滲析技術在牛賴酸生產中的應用，該技術必須使用陰離子交換膜和陽離子交換膜。餘立新 等於2002年已經開始應用雙極性膜電滲析技術處理牛賴酸軸溶液，同時副產氨氧化軸水 溶液，電流效率在50%左右，每公斤牛賴酸約耗電2KW/h，然而雙極膜價格較貴，難於大規模 應用。
【發明內容】
[0008] 發明目的；本發明的目的就是為了提供一種適合於環氧己焼法合成牛賴酸過程中 的牛賴酸軸水溶液的一種閉合的低能耗、低成本、清潔化提取純化方法。
[000引技術方案；首先由環氧己焼和亞硫酸氨軸水溶液反應，製得輕己基賴酸軸溶液，然 後溶入無機氨，打入高溫高壓反應器進行氨化，然後經過閃蒸脫除無機氨，得到牛賴酸軸水 溶液，然後牛賴酸軸水溶液和二氧化硫水溶液分別處於陽離子交換膜的兩側，通過離子膜 發生氨離子和軸離子的交換，實現複分解反應，最終得到牛賴酸水溶液和亞硫酸氨軸水溶 液。牛賴酸水溶液經過直接降溫或者濃縮後降溫結晶得產品，亞硫酸氨軸水溶液作為原料 再去和環氧己焼反應製備輕己基賴酸軸。該方法使用陽離子交換膜擴散滲析技術，幾乎不 消耗電能，過程簡潔，總收率較高，副產物可W循環利用，成本較低，安全環保，適合於牛賴 酸的工業化生產。
[0010] 總反應方程式如下
【權利要求】
1. 一種牛磺酸的提取純化方法，由合成工段脫氨後製得的牛磺酸鈉水溶液和二氧化硫 水溶液分別處於陽離子交換膜的兩側，通過離子膜發生氫離子和鈉離子的交換，最終得到 牛磺酸水溶液和亞硫酸氫鈉水溶液，牛磺酸水溶液經過直接降溫或者濃縮後降溫結晶得產 品，亞硫酸氫鈉水溶液作為原料再去和環氧乙烷反應製備羥乙基磺酸鈉。
2. 根據權利要求1所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於其牛磺酸鈉水溶 液是環氧乙烷法製備牛磺酸時合成工段脫氨後的水溶液，含牛磺酸鈉5%-50% (最好為 10%-20%)。
3. 根據權利要求1所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於其使用的酸性中和 劑包括但不僅限於二氧化硫水溶液、稀硫酸、稀鹽酸，其中優選二氧化硫水溶液。
4. 根據權利要求1所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於牛磺酸鈉水溶液和 二氧化硫水溶液通過陽離子膜交換膜根據擴散滲析原理發生氫離子和鈉離子的交換，兩種 溶液分別處於膜的兩側，可以並流或者逆流接觸。
5. 根據權利要求1所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在牛磺酸鈉和二氧化硫 的摩爾比為1:0. 25-1:2,其中優選1:0. 5-1:0. 6。
6. 根據權利要求1、4所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於所指的二氧化硫 水溶液為通過燃燒硫磺或煅燒含硫物質，形成的含有二氧化硫的氣體和水一起進入交換系 統，其中二氧化硫可以一次加入或多次加入。
7. 根據權利要求1、4所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於副產的亞硫酸氫 鈉水溶液又適合作為合成工段的原料之一，去和環氧乙烷反應。
8. 根據權利要求1所述的一種牛磺酸的提取純化方法其特徵在於牛磺酸水溶液結晶 後的母液可以濃縮後套用於合成工段，充分應用殘餘的羥乙基磺酸鈉。
【文檔編號】C07C303/44GK104513181SQ201310458668
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月5日 優先權日:2013年10月5日
【發明者】王興路, 範興山, 餘洪智, 劉增, 方金印, 劉福明, 王靜 申請人:山東方明藥業集團股份有限公司