[发明专利]一种由羟乙基磺酸钠制备牛磺酸的方法

说明书

本发明提供一种由羟乙基磺酸钠制备牛磺酸的方法，采用非均相催化剂催化羟乙基磺酸钠与氨的反应生成牛磺酸钠，然后经过中和、结晶分离等步骤得到成品牛磺酸；所述非均相催化剂为Zr₂MoO₄(PO₄)₂、ZrMo₂O₈或MoO₃中的一种或多种。与传统的碱性催化剂相比，该工艺能显著降低羟乙基磺酸钠氨解反应的温度和压力，缩短反应时间，同时所采用的催化剂易于分离和回收，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种由羟乙基磺酸钠制备牛磺酸的方法。

背景技术

牛磺酸化学名称2-氨基乙磺酸，是一种人体必需的非蛋白质氨基酸，以游离形式存在于人及哺乳动物的几乎所有脏器中。由于牛磺酸最早发现在牛胆汁中，所以又名牛胆酸、牛胆素。牛磺酸的作用与其它氨基酸的作用不同，它并非是组成蛋白质的必须氨基酸，但它在机体中必不可少，类似于一种机体调控因子。据研究发现，牛磺酸具有促进神经系统的生长发育、保护大脑并改善记忆的作用，也可以提高视神经传导和视觉机能，同时也具有保护心脏、防治心脑血管疾病等多种重要的功能。牛磺酸具有较高的药用和医用价值，是一种重要的营养物质，广泛应用于功能性饮料、宠物食品、保健食品、饲料、医药等领域，此外，也可用作生化试剂和其他高附加值产品的合成中间体，是一种具有广泛应用价值的精细化学品。

据报道，目前牛磺酸的主要工业生产方法包括乙醇胺法和环氧乙烷法。其中，传统的牛磺酸生产采用的乙醇胺法，但该合成方法反应周期很长，尤其是其中磺化反应需要30h以上的反应时间，同时牛磺酸的总收率较低，生产成本偏高，现已逐渐被淘汰。目前主流的生产工艺采用的是环氧乙烷法，该方法采用环氧乙烷和液氨作为原料，其反应收率也要略高于乙醇胺法，且生产成本较乙醇胺法大幅度低。

羟乙基磺酸钠与液氨反应制备牛磺酸钠是环氧乙烷法的关键合成步骤，在最初的研究中，由于不加入催化剂，需要200-280℃高温以及14-21MPa高压的苛刻反应条件，因此反应过程能耗成本高，且存在一定的安全风险。

中国专利CN107056659A中公开了一种在氨解反应过程中选择碱金属氢氧化物或碳酸盐作为均相催化剂，优选得到的氨解反应条件为250-270℃、10-15MPa，但均相催化剂并不能回收套用。

美国专利US20160355470A1中公开了在氨解反应中，添加NaOH能催化氨解反应向生成牛磺酸钠的方向进行，氨解反应可获得90％以上的牛磺酸钠收率，氨解反应的收率较高，但反应条件仍较为苛刻。

中国专利CN105732440A公开了在含母液套用的氨解反应过程中，可加入碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐(含酸式碳酸盐)、铁系/铝系金属盐、NiO/CeO₂、稀土氧化物中的任意一种或其组合作为催化剂，牛磺酸钠收率可提高至90-95％，但反应仍需要255-265℃的高温和19-20MPa的压力。

综上所述，现有牛磺酸制备工艺的氨解反应中所采用的催化剂体系仍为均相催化剂，存在催化剂较难回收的问题，同时反应条件仍较为苛刻，工艺条件需改进，以降低生产过程能耗和风险，减少生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用非均相催化羟乙基磺酸钠和氨反应制备牛磺酸钠的方法，该方法具有工艺条件较为温和、反应时间短、收率高，且催化剂易于回收等优势。

为达到以上发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种由羟乙基磺酸钠制备牛磺酸的方法，包括：羟乙基磺酸钠与氨在非均相催化剂催化下反应制备得到牛磺酸。

作为一种优选的方案，所述方法包括以下步骤：

(1)向羟乙基磺酸钠水溶液中加入非均相催化剂，获得原料液；