[发明专利]甘氨酸的制造方法

说明书

本发明涉及甘氨酸的制造方法，更具体一些，系以六亚甲基四胺水溶液为介质，由一氯醋酸与碳酸氢铵反应、以经简单蒸馏回收的80%以上醇类物进行醇析而制造甘氨酸的方法的说明。甘氨酸是医药工业、农药工业、有机合成和生物化学研究的重要化工原料，也可在食品工业中用作调味添加剂、糖精去苦剂，在化肥工业中用作二氧化碳脱除剂，在纺织工业中用作织物染色的表面活性剂等等，应用很广。

现有的制造甘氨酸方法为：以六亚甲基四胺水溶液为介质，由一氯醋酸与液氨或氨水作用，利用甘氨酸在甲醇或乙醇中不溶解的特点，经95%以上的甲醇或乙醇醇析、过虑、精制、干燥等工序而制得。

该方法的缺点为：产品含量不高，含量达95%的产品收率仅在50～64%之间，与付产物的分离也比较为困难;需经过二次以上的精制才能得到含量达98%以上的产品;纯化产品所使用的醇类物浓度均需95%以上，回收醇设备投资大;生产周期长达40多小时，能耗大而生产成本高。^[1、2]

为了解决甘氨酸产品的得率问题，有人提出采用以醇代水溶解一氯醋酸、以六亚甲基四胺溶解于90%浓度的醇-水溶液作为反应介质的方法。由于甘氨酸并不溶于醇类溶剂，在反应过程中随即析出，因之制得含量为95%以上产品，收率提高至近80%，实验室生产周期缩短至16小时左右。各方面虽有所改善，但是，该方法仍然存在产品得率不高、单釜产量低、需用95%以上醇类物精制、生产周期仍然长及生产成本下降不多等种种缺点。^[1]

本发明的目的在于：进一步提高甘氨酸产品的含量和收率，简化操作工艺，减少设备投资，缩短生产周期，节约能源及降低生产成本。

本发明的目的通过如下途径而达成，即：使用碳酸氢铵代替现有工艺中的液氨或氨水，而且以固相及液相的双重形式存在于溶液中与一氯醋酸进行反应，经适当控制生产的反应条件充分反应后，再用经简单蒸馏回收的、浓度为80%以上的醇进行醇析，经离心分离、干燥后便可以制得含量大于95%（96～99%）的所需甘氨酸产物，产品实际收率为85～90%。

详细说明本发明如下。

本发明具体使用操作步骤为：以数量均为所用一氯醋酸的10～40%的六亚甲基四胺和水溶解后为介质。加入固体碳酸氢铵，其与一氯醋酸的克分子量比为2～3∶1，并采取分批加入的方法，首次加入的量以能够进行搅拌为原则，而后于搅拌条件下滴加一氯醋酸水溶液，其间控制在5～40℃间，反应过程中间歇加入所需量的其余碳酸氢铵，其原则为保持介质中有固体碳酸氢铵存在、一氯醋酸水溶液滴至2/3前加完、加入碳酸氢铵的量对搅拌无不良影响，待加料完毕后缓慢升温，于60～70℃间保温1小时，然后过虑，使用经简单蒸馏回收的80%以上浓度醇类物进行醇析，然后离心分离、干燥便可制得甘氨酸目的产物。

使用碳酸氢铵代替已有工艺中的液氨或氨水，而且以固相及液相的双重形式存在于溶液中与一氯醋酸进行反应是本发明的一个重要特征。其反应式可表达为：

本发明中，碳酸氢铵的溶解呈吸热反应，避免了原工艺因局部过热所产生的付反应，同时，碳酸氢铵系逐步溶解，PH值可因此而自动控制在有利于进行反应的8～10之间，并不会因为滴加一氯醋酸液速度的快慢而改变，从而大大增加了反应操作弹性，有效地降低了付产物的产生。此外，碳酸氢铵的采购、运输均易于解决。

进行该反应时，溶解六亚甲基四胺的水量应以少为佳，以便尽量提高合成釜的利用率以降低成本。使用本发明时，1000立升的反应釜可投入350公斤以上的一氯醋酸参加反应，从而大大提高了产量。研究确定，本发明中作为介质的水的用量以占一氯醋酸量的10～40%为宜，最好为15～35%。

滴加一氯醋酸液与碳酸氢铵进行反应时，应控制在适当的温度范围进行，若温度过低，则反应速度自然过慢，而温度过高，则碳酸氢铵的溶损增大，同样对反应不利。本发明中的滴加反应以控制在5～40℃为宜，最好为15～35℃。