[发明专利]一种用于制备高纯度牛磺酸的催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种用于制备高纯度牛磺酸的催化剂，所述催化剂为N，N‑二取代氨基乙磺酸，其具有如通式I所示结构，其中，R¹、R²独自的选自烷基、烯基、炔基、烷氧基、苄基、巯基、硫醚基、芳基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、氨基、酰氨基、酰亚氨基、氰基、醛基、羰基、羧基、磺酸基、取代磺酸基、酯基中的一种。本发明同时公开了一种制备高纯度牛磺酸的方法，在制备牛磺酸的氨解步骤中加入本发明所述的催化剂，具有收率高、抑制杂质产生、减少氨的用量等作用；且催化剂本身具有廉价易得、物理性质稳定、容易与产物分离的优点。本发明所述制备方法操作简便，原料易得，收率高，可用于工业化生产，并且，所制得的牛磺酸纯度可高达98％以上。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种用于制备牛磺酸的催化剂及其应用。

背景技术

牛磺酸是一种氨基磺酸，由大多数哺乳动物均能自然产生，是人体和动物营养的重要成分。因此，牛磺酸常被添加到各种食品中，包括婴儿配方奶粉、能量饮料和宠物食品。

在过去的30年中，世界上大部分的牛磺酸均采用上世纪三十年代报道的环氧乙烷法合成牛磺酸的工艺(例如DE612994C、DE593968C、US1932907和US1999614)进行化学法合成得到。

该工艺包含三个反应步骤：

1、羟化反应

2、氨解反应

3、中和反应

但在此工艺的氨解反应工序中，羟乙基磺酸钠除了生成牛磺酸钠之外，还会产生少量的副产物N，N-二氨基乙磺酸钠(DD26023)，并且在高温高压下，羟乙基磺酸钠还不能完全转化成牛磺酸钠，未反应完的羟乙基磺酸钠仍以游离的形式存在于牛磺酸母液中。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于制备高纯度牛磺酸的催化剂和制备高纯度牛磺酸的方法，可显著降低氨的用量，并且提高牛磺酸的产率及纯度，从而显著降低制备成本。

在制备牛磺酸的氨解步骤中加入本发明所述的催化剂，该催化剂的结构与N，N-二氨基乙磺酸钠相似，在氨解反应中，加入此催化剂，可显著提高氨解收率、抑制杂质产生、减少氨的用量；且本发明所提供的催化剂本身具有廉价易得、物理性质稳定、容易与产物分离的优点。本发明所述的制备牛磺酸的方法操作简便，原料易得，收率高，可用于工业化生产，并且，催化剂的使用不影响产品质量，所制得的牛磺酸纯度可高达98％以上。

具体而言，本发明提供的催化剂具有如通式I所示结构或其盐：

其中，R¹、R²独自的选自烷基、烯基、炔基、烷氧基、苄基、巯基、硫醚基、芳基、杂芳基、氨基、酰氨基、酰亚氨基、氰基、醛基、羰基、羧基、磺酸基、酯基中的一种或多种；上述基团中涉及的碳链为C1-C40的直链或支链；

优选地：所述烷基是指C1-C18(优选C1-C12，更优选C1-C6)的直链或支链的饱和烃基，尤其优选所述烷基选自甲基、乙基、1-丙基或正丙基(“n-Pr”)、2-丙基或异丙基(“i-Pr”)、1-丁基或正丁基(“n-Bu”)、2-甲基-1-丙基或异丁基(“i-Bu”)、1-甲基丙基或仲丁基(“s-Bu”)、1，1-二甲基乙基或叔丁基(“t-Bu”))；

所述烯基选自包含至少一个C＝C双键和2至12个碳原子的直链或支链烯基，优选包含至少一个C＝C双键和2至8个碳原子的直链或支链烯基，更优选乙烯基、丙烯基、异丙烯基；