[发明专利]一种醇相制备高纯甜菜碱的方法

说明书

一种醇相制备高品质甜菜碱的方法，以甲醇或乙醇为溶剂，以氯乙酸钠和三甲胺为原料，合成甜菜碱和氯化钠。反应温度30℃—65℃，时间0.1—8小时，反应结束后，在10℃—40℃温度条件下，离心分离出固体氯化钠。离心分离出的甲醇或乙醇溶剂，蒸馏回收甲醇或乙醇，降温至10℃‑30℃，离心分离、洗涤、干燥后得到饲料级无水甜菜碱。

技术领域

本发明涉及一种醇相制备高纯甜菜碱的方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

甜菜碱又称甜菜素、三甲基甘氨酸，具有良好理化性能、较好的稳定及抗氧化能力，耐高温及酸碱；其化学结构和氨基酸、胆碱类似，具有多种生物学功能，广泛应用于饲料添加剂、医药工业、农林业生产、食品添加剂、日化等领域。在化妆品方面具有保湿作用；医药方面有保肝护肝作用，食品方面美国FDA批准甜菜碱作为安全食品添加剂和膳食营养强化剂；甜菜碱能够提高食品中能量的利用率，提高氨基酸的有效吸收和利用率，同时对肝脏有保护作用；在畜禽及水产动物应用更为广泛，可提高日粮能量利用水平，稳定饲料中维生素品质，对脂溶性维生素有保护作用，可调节渗透压，甜菜碱有助于维持细胞的水和离子平衡，在动物产生应激时，维持肠道完整性和肠道健康作用显著，减少水产动物在捕捞、运输过程死亡，降低饲料成本。生产主要有两种方法：从甜菜糖蜜中分离、利用化学方合成。

化学合成方法通常采用氯乙酸、氢氧化钠或者碳酸钠、三甲胺为原料进行中和反应、季铵化反应，采用离子树脂或者膜分离，再干燥获得甜菜碱，或继续制备甜菜碱盐酸盐，由于钠盐容易结晶，需与甜菜碱分离开才能得到一定纯度的甜菜碱，但结晶钠盐仍然会混到甜菜碱或甜菜碱盐酸盐中，导致产品中杂质含量太高，且产品容易结块，流动性不好。总之，现有的甜菜碱和甜菜碱盐酸盐工艺不容易控制，容易产生副产品，投资较大而产品收率低，且有大量废水产生，有巨大的环境压力。

甜菜碱废水里面含有甜菜碱、氯化钠、氯乙酸、氯乙酸钠、二氯乙酸、二氯乙酸钠、羟基乙酸、羟基乙酸钠等各种有机物杂质。目前国内大多数甜菜碱生产企业，在不进行任何分离的情况下即对反应产物的废水溶液进行浓缩，再喷洒到玉米芯粉上面混匀，干燥后加香味剂，得到复合甜菜碱，然后包装出售。复合甜菜碱中氯乙酸、氯乙酸钠、二氯乙酸、二氯乙酸钠、羟基乙酸、羟基乙酸钠到底有没有、有多少，尚无确切的数据，但是上述怀疑的定性依据也绝不是无稽之谈。当然，复合甜菜碱中即便有这些个成分，相信含量水平不会很高，对养殖产品的影响也不见得能够马上被人所觉察。不过可以肯定的是：氯乙酸、氯乙酸钠、二氯乙酸、二氯乙酸钠、羟基乙酸、羟基乙酸钠它们绝不在饲料添加剂之列，没有人知道它们通过食物链长期传导到人体，对人类的健康会产生什么样的长远影响。

目前现有的甜菜碱生产工艺，生产的过程中，为了氯乙酸钠能够反应彻底，在通入三甲胺反应的时候，都是三甲胺过量，这样的结果就是水溶液中残留的三甲胺量比较大，在后续生产甜菜碱的时候，甜菜碱里面残留的三甲胺很高，在精制成高品质的食品级甜菜碱和化妆品级甜菜碱的时候，三甲胺含量超标，导致精制后的无水甜菜碱胺味大，影响产品的品质。

发明内容

本发明提供了一种醇相制备高品质甜菜碱的方法。以甲醇或乙醇为溶剂，以氯乙酸钠和三甲胺为原料，在甲醇或乙醇溶剂中进行季铵化反应，合成甜菜碱（三甲基甘氨酸）和氯化钠，生产甜菜碱的同时，得到氯化钠副产品。也可以使用甲醇或乙醇与水组成的醇水混合溶剂，生产甜菜碱。醇水混合溶剂中甲醇或乙醇的含量为80%—99.9% 。

本发明是通过以下步骤及方法实现的:

步骤（1）、制取中间体氯乙酸钠，氯乙酸钠可以直接外购固体原料。也可以按照以下方式制取中间体氯乙酸钠：

1、无水碳酸钠合成氯乙酸钠：

固体氯乙酸溶解在甲醇或乙醇溶液中，温度控制在20℃以下，在有搅拌的情况下，加入固体无水碳酸钠粉末，不断搅拌，至无气体生成，过滤、洗涤、烘干，得到固体氯乙酸钠。滤液再次投加固体氯乙酸，再加入碳酸钠粉末，循环反应，制取固体氯乙酸钠。氯乙酸与无水碳酸钠的摩尔比为1: 0.5。