[发明专利]生产牛磺酸的循环方法

说明书

本发明公开了一种从羟乙基磺酸铵生产牛磺酸的方法。将羟乙基磺酸碱金属盐在二牛磺酸碱金属盐，三牛磺酸碱金属盐，或其混合物的存在下氨解，以抑制副产物的形成，并将氨解反应的副产物连续转化为牛磺酸碱金属盐。牛磺酸碱金属盐与羟乙基磺酸铵反应得到牛磺酸，再生羟乙基磺酸碱金属盐。产率提高到从90％到接近定量。氨解反应由氢氧化物，硫酸盐，亚硫酸盐，磷酸盐或碳酸盐的碱金属盐催化。

本申请要求2016年9月16日提交的第15/268071号美国临时专利申请的优先权，其通过引用并入本文中。

技术领域

本发明公开一个从羟乙基磺酸铵生产牛磺酸的循环方法，整体生产收率高(即大于90％到定量)。其特征是将羟乙基磺酸碱金属盐在二牛磺酸碱金属盐和三牛磺盐碱金属盐的混合物存在下进行氨解反应，再和羟乙基磺酸铵反应。

背景技术

牛磺酸，别名2-氨基乙磺酸，是一种在许多动物组织中存在的氨基磺酸。由于其本身具有一定的药理效果，如解毒效果，缓解疲劳效果，滋养补益效果等，牛磺酸是一种极其有用的化合物。因此牛磺酸对于人和动物而言是一种必需的营养成分，有着广泛的应用。

目前每年有超过50,000吨的牛磺酸，由环氧乙烷和一乙醇胺这两种石油衍生化合物制备而来。目前大部分的牛磺酸是由环氧乙烷通过三步制备而来的：(1)环氧乙烷和亚硫酸氢钠的加成反应得到羟乙基磺酸钠；(2)氨解羟乙基磺酸钠得到牛磺酸钠；(3)使用盐酸，最好是硫酸中和反应，得到牛磺酸和无机盐。

尽管由环氧乙烷合成牛磺酸的方法已经建立得很完善，并被广泛地用于合成牛磺酸商业产品，但是这个方法的总产率不高，只有不超过80％。而且这个方法会产生大量的废料，不易处理。

由环氧乙烷合成牛磺酸方法的第一步是环氧乙烷和亚硫酸氢钠的加成反应，在特定的条件下，见美国专利号2,820,818，能高产率地得到羟乙基磺酸钠，实际中可以达到定量的产率。

因此，由环氧乙烷生产牛磺酸的方法的问题出现在羟乙基磺酸钠的氨解过程和牛磺酸同硫酸钠的分离过程中。

美国专利号1,932,907发现，当羟乙基磺酸钠氨解反应在摩尔比为1:6.8，温度为240到250摄氏度下反应2小时，得到牛磺酸钠的产率为80％。美国专利号1,999,614中描述，在氨解反应中加入催化剂，如硫酸钠，亚硫酸钠和碳酸钠，得到牛磺酸钠和二牛磺酸钠的混合物，产率高达97％，但是牛磺酸钠和二牛磺酸钠在混合物中的比例没有具体说明。

DD219023详细描述了羟乙基磺酸钠氨解反应产品的具体组成。当羟乙基磺酸钠和25％质量浓度的氨水的氨解反应，以1:9的摩尔比例，并用硫酸钠和氢氧化钠为催化剂，在280摄氏度下反应45分钟，得到的产品中含有71％牛磺酸钠和29％二牛磺酸钠及三牛磺酸钠。

WO01/77071中使用的方法是，在反应介质存在条件下，将牛磺酸钠水溶液加热到210摄氏度，得到牛磺酸钠和二牛磺酸钠的混合物。

由以上这些已知的合成工艺可以总结出，羟乙基磺酸钠氨解反应不可避免地会得到牛磺酸钠、二牛磺酸钠和三牛磺酸钠的混合物，其中牛磺酸钠的含量不会超过80％。

美国专利号2,693,488发明了一种使用离子交换树脂，由牛磺酸钠制备牛磺酸的方法，首先使用强酸阳离子型交换树脂，然后使用碱性阴离子交换树脂。这个过程复杂，且在每个生产循环中，离子交换树脂的再生需要使用大量的酸和碱。

另一方面，中国专利CN101508657，CN10158658，CN10158659和CN101486669阐述了一种使用硫酸中和牛磺酸钠从而得到牛磺酸和硫酸钠的方法，冷却之后通过将晶体悬浊液过滤，可以很容易地得到牛磺酸粗品。但是，废弃的滤液中仍然含有牛磺酸，硫酸钠和其他有机杂质，为二牛磺酸钠和三牛磺酸钠的混合物。