CN108484421B - 制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，甘氨酸、乙醇、氯化氢按一定比例投料成盐酯化，加入带水剂蒸出水分后，降温结晶，经离心分离、烘干得到产品；蒸出的带水剂、乙醇和水形成的三元体系，加入定量的水后静置分相，带水剂相层直接循环套用；分相得水相回收乙醇后套用；离心母液套用于投料。本发明甘氨酸成盐酯化后，酯化液中水含量降低，在精馏过程中甘氨酸盐酸盐可继续酯化成甘氨酸乙酯盐酸盐，生成的水分被同时带走，提高了产品转化率；结晶离心后的母液反复套用，不需要每批次蒸馏、中和再精馏处理，减少了脚料处理量和废盐，也减少了能耗。同时，由于甘氨酸盐酸盐含量降低，提高了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备甘氨酸乙酯盐酸盐的方法。
背景技术
甘氨酸乙酯盐酸盐化学名为氨基乙酸乙酯盐酸盐，一种应用广泛的农药和医药中间体，也可以用于生化研究和作为饲料添加剂。在农药合成上，甘氨酸乙酯盐酸盐是苄菊酯、丙烯菊酯、苄呋菊酯、胺菊酯、甲醚菊酯等多种拟除虫菊酯类农药的关键中间体。拟除虫菊酯类杀虫剂是目前世界上使用量最大的一类杀虫剂，广泛用于农业、仓储和生活卫生等领域。还可以用于合成异菌脲等农药。在医药合成上，可用于合成消炎药如吉米沙星，如中国专利CN104725294A,以甘氨酸乙酯盐酸盐和4-卤代乙酰乙酸酯为原料合成促智药奥拉西坦(oxiracetam)，用于脑损伤及引起的神经功能缺失、记忆与智能障碍的治疗。传统的甘氨酸乙酯盐酸盐生产工艺是将甘氨酸与酸乙醇（氯化氢乙醇）升温回流反应，再经过降温结晶、离心分离、洗涤、烘干，制得产品。优化的工艺是将甘氨酸加入到无水乙醇中，升温通入氯化氢气体，至完全反应后，降温结晶，再经过结晶分离、洗涤、烘干，制得产品。使用该工艺生产，由于甘氨酸与乙醇酯化生成甘氨酸乙酯的同时，还有水生成，而甘氨酸乙酯盐酸盐极易溶于水，使母液中残留产品含量增加，同时有水存在时，酯化的同时部分甘氨酸乙酯盐酸盐水解生成甘氨酸盐酸盐，降低生成甘氨酸乙酯盐酸盐的转化率，另外甘氨酸盐酸盐在水存在下容易变色发黄，种种因素决定酯化离心母液不能套用，需将母液经过蒸馏蒸出含水酸乙醇，再用碱中和后精馏得到95%乙醇，进一步精馏得到无水乙醇后才能用于投料，处理过程中产生大量废盐；蒸馏后得到的脚料还要另外处理。中国专利CN103864632A发明一种以原甲酸三乙酯、甘氨酸、无水乙醇、氯化氢为原料生产甘氨酸乙酯盐酸盐的方法，使用该方法，实际是原甲酸三乙酯与甘氨酸反应，酯化过程无水产生，但产生副产物甲酸乙酯，反应需要用氯化锌作为催化剂，反应后脱除溶剂后，还要用乙醇-***混合溶剂重结晶、干燥得到产品。合成过程中，原甲酸三乙酯也可能和乙醇反应，生成乙酸乙酯等产物，副产物较多，分离工序复杂，且原甲酸三乙酯价格较高，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高产品得率和质量的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法。
本发明的技术解决方案是：
一种制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：甘氨酸、乙醇、氯化氢按一定比例投料成盐酯化，加入带水剂蒸出水分后，降温结晶，经离心分离、烘干得到产品；蒸出的带水剂、乙醇和水形成的三元体系，加入定量的水后静置分相，带水剂相层直接循环套用；分相得水相回收乙醇后套用；离心母液套用于投料。
甘氨酸和无水乙醇的质量比是1:2~8，进一步优化为1:3~4。
所述带水剂为苯，所加苯与甘氨酸的质量比为2~5:1，进一步优化为2.2~3;1。
苯是在酯化成盐结束后，加入到酯化液中，通过共沸精馏除水；除水后甘氨酸盐酸盐继续酯化生成甘氨酸乙酯盐酸盐。
带水剂、乙醇和水形成的三元体系，加定量水后分相，所加水与与甘氨酸质量比为2~5:1。
结晶离心后的母液可多次套用。
带水剂、乙醇和水形成的三元体系分相后，有机相可以直接套用，套用时可以根据分析数据补充适量的带水剂。
蒸出苯-水-乙醇混合物分相后，水相精馏回收乙醇后，可以作为苯-水-乙醇混合物分相的补充水循环套用。
酯化后加苯精馏，不限于转料至精馏釜，也可在酯化釜设精馏装置，更直接的，可以在酯化釜加苯蒸馏，不使用精馏装置。
本发明的优点在于：
甘氨酸成盐酯化后，酯化液中水含量降低，在精馏过程中甘氨酸盐酸盐可继续酯化成甘氨酸乙酯盐酸盐，生成的水分被同时带走，提高了产品转化率；结晶离心后的母液反复套用，不需要每批次蒸馏、中和再精馏处理，减少了脚料处理量和废盐，也减少了能耗。同时，由于甘氨酸盐酸盐含量降低，提高了产品质量。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
在带回流装置的2000L搪玻璃酯化釜中，加入无水乙醇1000千克（99.75%，21.68kmol），启动搅拌，加入甘氨酸400千克（98.5%，5.2kmol），密闭釜盖，通入干燥的氯化氢气体，控制氯化氢流量30~80Nm3/h，釜内温度升至40℃时，打开夹套冷却水，控制温度65~78℃，回流反应，至釜内大部溶解后，调节氯化氢流量至10~30Nm3/h，至釜内物料完全溶解、澄清时，停止通氯化氢。酯化釜夹套进蒸汽，在75~80℃回流1小时，放料至2000L搪玻璃结晶釜。冷却至25℃，保温一小时，放料离心，滤饼甩干，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量96.7%（干基，下同），甘氨酸盐酸盐含量3.1%，用少量无水乙醇洗涤一次，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量98.3%，甘氨酸盐酸盐含量1.2%。真空干燥，得产品562.8千克，得率75.49%（以甘氨酸计算，下同）
实施例2
如实例1投料酯化，结晶时降温至16℃，保温一小时，放料离心，滤饼甩干，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量95.3%，甘氨酸盐酸盐含量4.7%，用少量无水乙醇洗涤两次次，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量97.6%，甘氨酸盐酸盐含量1.8%。再洗涤一次，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量98.1%，甘氨酸盐酸盐含量1.1%。真空干燥，得产品556.9千克，得率74.55%。
实施例3
在带回流装置的2000L搪玻璃酯化釜中，加入无水乙醇1200千克（99.75%，26.02kmol），启动搅拌，加入甘氨酸300千克（98.5%，3.94kmol），密闭釜盖，通入干燥的氯化氢气体，控制氯化氢流量30~80Nm3/h，釜内温度升至40℃时，打开夹套冷却水，控制温度65~78℃，回流反应，至釜内大部溶解后，调节氯化氢流量至10~30Nm3/h，至釜内物料完全溶解、澄清时，停止通氯化氢。降温至60℃左右，放料至精馏釜（带搅拌），加入苯720千克，升温精馏，控制塔顶温度64~65℃，采出馏分952.5千克，略升釜温继续精馏，至塔顶温度68~69℃下无采出后，蒸出馏分15.6千克。将精馏釜中物料放料至2000L搪玻璃结晶釜。冷却至16℃，保温一小时，放料离心，滤饼甩干，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量98.2%，甘氨酸盐酸盐含量,1.0%，真空干燥，得产品521.3千克，得率93.14%。离心甩干得母液1183千克。
实施例4
将实例3精馏采出馏分合并，加水1200千克，搅拌半小时后静置一小时，分相，得有机相729千克，检测苯含量98.15%，水含量0.18%；分相得水相1436千克，乙醇含量12.28%，苯含量0.19%。将水相常压精馏，得酸性乙醇176千克，乙醇含量95.4%，蒸馏残液1056千克，主要是水，乙醇含量0.46%。
实施例5
如实例3的酯化釜中投入实例3的母液1183千克，再加无水乙醇200千克，启动搅拌，投入甘氨酸300千克（98.5%，3.94kmol），如实例3至通氯化氢结束，放料至精馏釜，加入回收苯729千克，补充新鲜苯3.0千克，如实例3精馏、至结束，放料至结晶釜冷却、离心，滤饼甩干，检测甘氨酸乙酯盐酸盐含量98.3%，甘氨酸盐酸盐含量0.9%，真空干燥，得产品541.6千克，得率96.864%。
Claims (8)
1.一种制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：甘氨酸、乙醇、氯化氢按一定比例投料成盐酯化，加入带水剂蒸出水分后，降温结晶，经离心分离、烘干得到产品；蒸出的带水剂、乙醇和水形成的三元体系，加入定量的水后静置分相，带水剂相层直接循环套用；分相得水相回收乙醇后套用；离心母液套用于投料。
2.根据权利要求1所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：甘氨酸和无水乙醇的质量比是1:2~8。
3.根据权利要求1所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：所述带水剂为苯，所加苯与甘氨酸的质量比为2~5:1。
4.根据权利要求3所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：苯是在酯化成盐结束后，加入到酯化液中，通过共沸精馏除水；除水后甘氨酸盐酸盐继续酯化生成甘氨酸乙酯盐酸盐。
5.根据权利要求3所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：带水剂、乙醇和水形成的三元体系，加定量水后分相，所加水与与甘氨酸质量比为2~5:1。
6.根据权利要求3所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：结晶离心后的母液可多次套用。
7.根据权利要求3所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：带水剂、乙醇和水形成的三元体系分相后，有机相可以直接套用，套用时可以根据分析数据补充适量的带水剂。
8.根据权利要求3所述的的制备甘氨酸乙酯盐酸盐的改进方法，其特征是：蒸出苯-水-乙醇混合物分相后，水相精馏回收乙醇后，可以作为苯-水-乙醇混合物分相的补充水循环套用。
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