一種適合規模化生產的n,n-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝的製作方法

2023-09-16 22:02:45

一種適合規模化生產的n,n-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝的製作方法
【專利摘要】一種適合規模化生產的N,N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，包括如下步驟：稱取氯乙酸置於反應釜中，依序加入正丁醇、對甲苯磺酸，機械攪拌，升溫至60℃～70℃，回流分水；稱取二甲胺置於反應釜中，將反應液在50℃～60℃下加入，加入完成後，在該溫度段保溫1h～2h；分出製得反應液的有機相，水相加入正丁醇萃取，合併有機相；將製得的有機相真空濃縮，回收環己烷；將得到的剩餘有機相升溫至70℃～87℃，加液鹼調節pH至7～9，在該溫度保溫2h～3h，降溫過濾、乾燥得產品。本發明提供的合成製備工藝原料易得、便宜，工藝簡單、方便操作，不存在提純困難的問題，成本較低，無「三廢」排放。
【專利說明】一種適合規模化生產的N, N- 二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學合成【技術領域】，具體地說是涉及一種適合規模化生產的N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝。
【背景技術】
[0002]目前，N,N-二甲基甘氨酸鈉鹽，英文名稱:N, N-Dimethylglycinesodium saltCAS 號:18319-88-5，分子量:127.11，分子式=C4H8NNaO2,密度:1.069g/cm3,沸點:175.2° Cat760mmHg,閃點:59.8°C,白色片狀晶體或粉末。
[0003]N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽是一種內原性化合物鈉鹽，同時也是生物體內一種非常有效的代謝酶，由於它具有兩性分子結構的特點，使其具有很多獨特的功能，能夠刺激B細胞產生更高的抗體反應並加強T細胞和巨噬細胞的活性，所以作為藥物N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽可用於治療憂鬱症，提高人體免疫力，增強人體的耐受力。此外，N, N- 二甲基甘氨酸鈉鹽可以在人體內合成游離基，促進體組織對氧的利用，具有抗氧化和增進體液和細胞免疫反應的作用，也可以有效的加倍幹擾素的產生，因而是一種不產生熱量的營養物質。將N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽與抗細胞內感染或寄生蟲病(如瘧疾)的疫苗聯合使用，則其免疫作用更明顯，結構中的甲基具有轉甲基化作用，這一提供甲基的能力可以用來抵抗毒瘤或癌症，所以，可以考慮與腫瘤相關抗原結合用於癌症的治療。另外，由於N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽具有很強的吸水性，它可以作為皮膚滲透促進劑和化妝品的添加劑；因它的抗氧化特性，可以作為食品的抗氧劑；N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽在生物體代謝中的產物或者被身體利用或者可以從身體內安全的排除，所以無毒性。
[0004]二甲基甘氨酸鈉鹽作為VB16醫藥中間體，在營養上具有重要應用價值。應用於食品、醫療對人體無毒副作用；應用 飼料添加劑動物體內無累積殘留。2011年5月份通過歐盟授權取得合法性，由於是新產品，市場推廣需要一定的時間，但潛在價值巨大。
[0005]傳統製備N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽的方法為先合成N，N- 二甲基甘氨酸，再與液鹼中和。以往製備N，N-二甲基甘氨酸的方法有:用氰化鈉、二甲胺、亞硫酸氫鈉、甲醛反應製備N，N-二甲基甘氨酸，這種合成方法採用了劇毒的氰化鈉作為反應原料，由於氰化鈉在反應中不能被完全反應掉或水解掉，將對環境造成影響；在甲酸環境中甲醛與甘氨酸反應製備N，N-二甲基甘氨酸，這種方法不易從甲酸體系中得到純淨的N，N-二甲基甘氨酸；以甘氨酸和甲醛為原料在鈀/碳催化劑的存在下常壓加氫合成N，N- 二甲基甘氨酸，這種方法催化劑成本太高。現在，也有一種方法，利用氯乙酸與氫氧化鈉反應生成氯乙酸鈉，氯乙酸鈉再與二甲胺反應，經電滲析除鹽後，在乙醇中重結晶得到N，N-二甲基甘氨酸，這種方法氯乙酸先要與氫氧化鈉反應，由於氫氧化鈉鹼性太強，容易使氯乙酸發生水解反應，生成羥基乙酸鈉，使收率偏低，而且反應過程中生成的氯化鈉不易除掉，要用到電滲析，工業生產中上整套電滲析設備成本太高，能耗也太高，通過電滲析後，有一部分N，N.二甲基甘氨酸會通過膜進入到濃水中去，使收率降低，收率只有60%左右。
[0006]總之，以上方法都不適合工業生產。
【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種適合規模化生產的N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其合成路線簡單明確，收率高，而且無汙染物產生，從而消除上述【背景技術】中缺陷。[0008]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0009]一種適合規模化生產的N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，包括如下步驟:
[0010]S1、稱取氯乙酸置於反應釜中，依序加入正丁醇、對甲苯磺酸，機械攪拌，升溫至60°C~70°C，回流分水；
[0011]S2、稱取二甲胺置於反應釜中，將步驟SI製得的反應液在50°C~60°C下加入，加入完成後，在該溫度段保溫Ih~2h ;
[0012]S3、分出步驟S2製得反應液的有機相，水相加入正丁醇萃取，合併有機相；
[0013]S4、將步驟S3製得的有機相真空濃縮，回收環己烷；
[0014]S5、將步驟S4得到的剩餘有機相升溫至70°C~87 V，加液鹼調節pH至7~9，在該溫度保溫2h~3h，降溫過濾、乾燥得產品。
[0015]作為一種改進，所述步驟SI中，氯乙酸與正丁醇的摩爾比為1:1.5。
[0016]作為一種改進,所述步驟SI中，每1000mol氯乙酸,對應加入5kg~7kg的對甲苯磺酸。
[0017]作為一種改進，所述步驟S2中，氯乙酸與二甲胺的摩爾比是1:2。
[0018]作為一種改進，所述液鹼的濃度不小於32wt%。
[0019]本方法中所用的原料中，氯乙酸純度不低於97.5%、正丁醇純度不低於99%、對甲苯磺酸純度不低於99%、二甲胺濃度不低於40%。本發明為了方便描述，上述步驟中的對甲苯磺酸以純物料計。
[0020]本發明提供的技術方案中，首先利用氯乙酸和正丁醇在對甲苯磺酸存在的條件下反應，生成氯乙酸丁酯，然後將氯乙酸丁酯在特定條件下與二甲胺反應，生成N，N 二甲基甘氨酸丁酯，最後向N，N 二甲基甘氨酸丁酯中加入液鹼調節pH，同時將反應體系嚴格控制在特定的溫度段，最終生成N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽。整個過程不產生N，N- 二甲基甘氨酸，直接合成N，N- 二甲基甘氨酸鈉鹽。
[0021]本發明提供了一種新的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成思路，避免了傳統工藝中，首先合成N，N-二甲基甘氨酸，然後再與氫氧化鈉溶液進行中和反應從而製得二甲基甘氨酸鈉鹽中存在的各種弊端。
[0022]由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
[0023]和以往方法相比，本發明採用了完全不同的合成工藝，其原料易得、便宜，工藝簡單、方便操作，不存在提純困難的問題，生產過程中多餘的二甲胺可以循環利用，無「三廢」排放，正丁醇可以回收利用，降低成本，N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽含量達到99%以上，在國內外，處於領先地位。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0025]實施例1
[0026]稱取氯乙酸2000mol置於1000L的反應釜中，順次加入正丁醇3000mol、對甲苯磺酸12kg，機械攪拌，升溫至60°C，回流分水；稱取二甲胺4000mol置於2000L的反應釜中，在60°C下將上步反應液加入，控溫60°C，滴加完成後，在該溫度段保溫1.0h ;分出上步反應液的有機相，水相加入正丁醇120kg萃取，合併有機相；將有機相真空濃縮，回收環己烷；將剩餘有機相升溫至80°C，加液鹼調節pH至7，在該溫度保溫2h，降溫過濾、乾燥得產品213.74kg,收率為 85.49%。
[0027]
【權利要求】
1.一種適合規模化生產的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其特徵在於:包括如下步驟: 51、稱取氯乙酸置於反應釜中，依序加入正丁醇、對甲苯磺酸，機械攪拌，升溫至600C~70°C，回流分水； 52、稱取二甲胺置於反應釜中，將步驟SI製得的反應液在50°C~60°C下加入，加入完成後，在該溫度段保溫Ih~2h ; 53、分出步驟S2製得反應液的有機相，水相加入正丁醇萃取，合併有機相； 54、將步驟S3製得的有機相真空濃縮，回收環己烷； 55、將步驟S4得到的剩餘有機相升溫至70°C~87V，加液鹼調節pH至7~9，在該溫度保溫2h~3h，降溫過濾、乾燥得產品。
2.如權利要求1所述的一種適合規模化生產的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其特徵在於:所述步驟SI中，氯乙酸與正丁醇的摩爾比為1:1.5。
3.如權利要求1或2所述的一種適合規模化生產的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其特徵在於:所述步驟SI中，每1000mol氯乙酸,對應加入5kg~7kg的對甲苯磺酸。
4.如權利要求1所述的一種適合規模化生產的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其特徵在於:所述步驟S2中，氯乙酸與二甲胺的摩爾比是1:2。
5.如權利要求1所述的一種適合規模化生產的N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽合成工藝，其特徵在於:所述液鹼的濃度不小於32wt%。
【文檔編號】C07C229/12GK103524363SQ201310499459
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】馬興群, 丁振柱, 曾凡偉, 張守偉, 張毅豐, 孟濤 申請人:濰坊祥維斯化學品有限公司