[发明专利]一水肌酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一水肌酸的制备方法。

背景技术

肌酸是脊椎动物体内自然产生的一种氨基酸。人体中的肌酸是由精氨酸、甘氨酸及甲硫氨酸在肝脏中合成，经由血液输送到肌肉组织，并以磷酸肌酸盐的形式贮存于肌肉组织。肌酸是当前使用最广的运动营养补剂，可以非常有效地提高肌肉力量和肌体的耐久力，具有抗疲劳，促恢复的功效，是运动营养补剂中的常青树。

现有的肌酸制备技术主要有以下几类1)氨基氰与肌氨酸反应来制备肌酸(参见：乌尔曼化工大百科全书，第五版，卷A12，552页，VCH-Verlagsgesellschaft,Weinheim(1987))2)氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾水溶液反应来制备肌酸(参见：EP0754679A1；CN1140707A；CN1253945A和CN101434563A)3)S-甲基异硫脲与肌氨酸钠或肌氨酸钾水溶液反应来制备肌酸(参见：US6326513B1；CN1287118A)4)以氯乙酸为原料，依次与甲胺水溶液和氰胺水溶液反应来制备肌酸(CN1240207A)5)N-甲基胍基乙醇与脱氢反应来制备肌酸(CN102584636A；CN101415672A)。

N-甲基胍基乙醇与二氧化锰反应制备肌酸过程使用的N-甲基胍基乙醇与二氧化锰的摩尔比为1:4～1:7，产生大量的重金属污染。

以氯乙酸，甲胺和氰胺制备肌酸过程使用氯乙酸和甲胺的摩尔比为1:8～1:12，反应中产生了大量的甲胺盐酸盐，给后续的产品提纯带来了困难。且该方法生产的产品具有苦味，需用硫代硫酸钠等脱苦味剂来处理，后处理工艺复杂，收率仅为50％左右。

S-甲基异硫脲与肌氨酸钠或肌氨酸钾水溶液反应来制备肌酸，该工艺会产生甲硫醇副产物，具有难闻的怪味，并且具有神经毒性，尾气用碱液难以完全吸收，容易造成大气污染。也影响了肌酸的口感。

氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾水溶液反应来制备肌酸是目前国内生产肌酸的主要方法，现有工艺都是采用无机酸如盐酸或有机酸如醋酸来调节氨基氰与肌氨酸钠反应液的PH值，加热反应一定时间后，冷却，结晶，过滤得到晶体。晶体用去离子水多次洗涤，干燥后得到一水肌酸产品。该工艺在调节反应液PH值的过程中引入了大量的无机盐，反应结束后需用大量去离子水反复洗涤，致使产率普遍偏低，最佳收率仅为80％左右。并且，市售的肌氨酸钠或肌氨酸钾都是质量含量为25％-35％的水溶液，价格都比较昂贵。因此，寻找低成本，高收率，适合于工业化生产的一水肌酸的制备方法是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中一水肌酸的制备方法反应条件苛刻、副产物多、环境污染严重、反应转化率低、后处理步骤繁琐、收率低、原料价格高、生产成本高、不适合于工业化生产等缺陷而提供了一水肌酸的制备方法。本发明廉价的羟基乙腈为原料，采用强酸性阳离子树脂调节pH值，省去了背景技术中肌氨酸或肌氨酸盐的提纯，浓缩过程，该方法可高收率地制得一水肌酸，且该方法得到的产品纯度高，产品不含肌酐，双氰胺，双氢三嗪等有害物质。减少了存放和运输环节，降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明提供了一种一水肌酸的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：将羟基乙腈水溶液与甲胺水溶液进行亲核取代反应，生成甲氨基乙腈，所述的亲核取代反应的温度为10℃～40℃，所述的亲核取代反应的时间为1小时～6小时；

HOCH₃CN+CH₃NH₂→CH₃NHCH₂CN

步骤2：将步骤1得到的甲氨基乙腈反应液，在氢氧化钠存在的条件下进行水解反应，得到肌氨酸钠水溶液，所述的水解反应的温度为60℃～80℃，所述的水解反应的时间为2小时～6小时；

步骤3：调节步骤2制得的肌氨酸钠水溶液的pH至9～12，与氰胺进行缩合反应，得到一水肌酸，所述的缩合反应的温度为50℃～90℃，所述的缩合反应的时间为1小时～6小时；

步骤1所述的亲核取代反应可以采用本领域中该类亲核取代反应的常规方法和条件，本发明中特别优选以下反应方法和条件：