[发明专利]一种牛磺酸的提取纯化方法

说明书

技术领域

技术领域：本发明属于精细化工技术领域。尤其是一种食品添加剂及医药原料牛磺酸的提取纯化工艺。

背景技术

牛磺酸又名2-氨基乙磺酸，英文名称Taurine。是一种含硫的非蛋白氨基酸，最早由牛磺中分离出来，故而得名。本品在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白质的合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶（CSAD）活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。牛磺酸可以提高神经传导和视觉机能、防止心血管病、影响脂类的吸收、改善内分泌状态，增强人体免疫、影响糖代谢、抑制白内障的发生发展、改善记忆的功能、维持正常生殖功能；另外牛磺酸对防治缺铁性贫血有明显效果，它不仅可以促进肠道对铁的吸收，还可增加红细胞膜的稳定性；牛磺酸还是人体肠道内双歧菌的促生因子，优化肠道内细菌群结构；还具有抗氧化、延缓衰老作用；能够促进急性肝炎恢复正常；对四氯化碳中毒有保护作用，并能抑制由此所引起的血清谷丙专氨酶的升高。对肾毒性有保护作用，牛磺酸对顺铂所致的兔原代肾小管上皮细胞改变有保护作用 ，牛磺酸可镇静、镇痛和消炎，对冻伤、KCN中毒及偏头疼也有防治作用。又有强肝利胆作用、解热与抗炎作用、降压作用、强心和抗心律失常作用、降血糖作用、牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用、保护视网膜、保护心肌作用、抗氧化作用、促进免疫功能、具有赋活肌肤细胞的能力。

牛磺酸纯品为无色或白色斜状晶体，无臭，味微酸，化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

过去对牛磺酸的合成工艺报道较多，如：乙醇胺酯化还原法、乙醇胺氯化磺化法、乙撑亚胺法、环氧乙烷法等。环氧乙烷法原料易得、反应步骤少、收率高、成本较低，虽然在氨化时需要高温高压，但是均为碱性条件，设备腐蚀轻微，只要耐压条件符合要求，并无大的安全问题，在国内已经大规模生产。其过程为将环氧乙烷通入亚硫酸钠氢钠水溶液里，得到羟乙基磺酸钠，然后加入氨水，连续进入高压反应器进行氨化反应，闪蒸除去无机氨后得到牛磺酸钠的水溶液，再加入硫酸中和，便得到牛磺酸和硫酸钠的混合水溶液，再通过反复的降温结晶-浓缩除盐，便分别得到牛磺酸和无水硫酸钠，牛磺酸总收率70~80%。

反应方程式如下：

但是所以现有技术中，加入硫酸中和，反复地降温结晶离心得到牛磺酸和浓缩热过滤得到无水硫酸钠，在这个过程中，得到的牛磺酸夹杂硫酸钠影响牛磺酸质量、得到的硫酸钠夹杂牛磺酸影响收率；在较高温度下浓缩，长时间受热，牛磺酸有分解；反复的浓缩离心，效率较低，能耗较大，成本提高；最后生成的含盐废液较多，极难处理，造成环境污染。含盐废水中含有的牛磺酸难于提取，含有的羟乙基磺酸钠也难于回收，不利于总收率的提高。在专利 CN 101508658A、CN101486669A中都有详细描述。

在中国专利CN 1626511A 中以乙醇胺工艺制备的牛磺酸和硫酸钠、亚硫酸钠的混合物水溶液，采用反馈式离子膜电渗析技术，将混合物分离为牛磺酸水溶液和硫酸钠、亚硫酸钠水溶液，牛磺酸水溶液浓缩后制得牛磺酸结晶，硫酸钠、亚硫酸钠水溶液因为含有过量的亚硫酸钠，作为还原剂可以套用几次，但是最终转换为硫酸钠形成废盐液，这是离子膜电渗析技术在牛磺酸生产中的应用，该技术必须使用阴离子交换膜和阳离子交换膜。余立新等于2002年已经开始应用双极性膜电渗析技术处理牛磺酸钠溶液，同时副产氢氧化钠水溶液，电流效率在50%左右，每公斤牛磺酸约耗电2KW/h，然而双极膜价格较贵，难于大规模应用。

在中国专利CN 1626511A 中以乙醇胺工艺制备的牛磺酸和硫酸钠、亚硫酸钠的混合物水溶液，采用反馈式离子膜电渗析技术，将混合物分离为牛磺酸水溶液和硫酸钠、亚硫酸钠水溶液，牛磺酸水溶液浓缩后制得牛磺酸结晶，硫酸钠、亚硫酸钠水溶液因为含有过量的亚硫酸钠，作为还原剂可以套用几次，但是最终转换为硫酸钠形成废盐液，这是离子膜电渗析技术在牛磺酸生产中的应用，该技术必须使用阴离子交换膜和阳离子交换膜。余立新等于2002年已经开始应用双极性膜电渗析技术处理牛磺酸钠溶液，同时副产氢氧化钠水溶液，电流效率在50%左右，每公斤牛磺酸约耗电2KW/h，然而双极膜价格较贵，难于大规模应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的就是为了提供一种适合于环氧乙烷法合成牛磺酸过程中的牛磺酸钠水溶液的一种闭合的低能耗、低成本、清洁化提取纯化方法。