CN115636771A - 一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，涉及左旋肉碱生产领域,在季铵化反应后的产物加入乙醇、丙酮中的任意一种并调节PH值保藏，将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，低温结晶析出氯化钠，将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分，将干燥后的溶质成分用甲醇在条件下复溶，溶液经过滤后降温结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3‑氯‑2‑羟丙基三甲铵氯化物。本发明优化左旋肉碱生产过程中的氰化反应，提高了氰化反应中3‑氯‑2‑羟丙基三甲铵氯化物的产品收益率，并降低了3‑氯‑2‑羟丙基三甲铵氯化物中杂质的含量。
Description
技术领域
本发明涉及左旋肉碱生产领域，具体为一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法。
背景技术
左旋肉碱或L-肉碱，别称L-肉毒碱或维生素BT，其化学名称为β-羟基γ-三甲铵丁酸，是一种白色晶状体或白色透明细粉，事实上，肉碱的化学结构类似于胆碱，与氨基酸相近；另外，由于一些动物可由自身合成来满足肉碱的需要，因此认为肉碱不是维生素，但习惯上仍将其称为维生素BT。
左旋肉碱作为一种新型的营养物质，集保健与医疗于一体，备受人们的关注。左旋肉碱的应用量相当广泛，可助于消化、促进食欲、降血脂、减肥和治疗血管疾病；可治疗急性氨中毒、昏迷及神经***疾病；左旋肉碱添加到动物饲料中可促进动物的生长。
但是左旋肉碱使用直接提取法生产成本高，酶法转化法和微生物发酵法生产规模较小，均难以实现规模化生产。
目前大规模生产的主要为化学合成法，而现有的化学合成法拆分产生的副产多，且较难以回收利用，总体收率偏底。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，以解决现有的化学合成法拆分产生的副产多，且较难以回收利用，经济效益较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，包括将S-环氧氯丙烷投进反应斧中，加入三甲胺盐酸发生季铵化反应，加入***溶液发生氰化反应，具体制备方法包括以下步骤：
步骤一：在季铵化反应后的产物加入乙醇、丙酮中的任意一种并调节PH值至8-9，调节反应釜内温度至30-45℃保藏1-2h；
步骤二：将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，并控制反应釜内温度保持45-50℃、压强10-12atm条件反应4-5h，其中***溶液的浓度为10-50％；
步骤三：控制反应釜内温度降低至1-3℃低温结晶析出氯化钠；
步骤四：将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分；
步骤五：将干燥后的溶质成分用甲醇在45-50℃条件下复溶；
步骤六：步骤五中的溶液经过滤后降温至1-3℃结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物。
通过采用上述技术方案，选用以S-环氧氯丙烷为原料制备左旋肉碱，原料成本更低，经济效益较好，在反应过程中回收部分原料，提高了原料利用率的同时减少了产品中副产物，提升了产品的实际纯度，进一步的提高经济效率。
本发明进一步设置为，所述步骤一中在加入季铵化反应后的产物后，密封反应釜，以氮气置换反应釜中的空气，并控制氮气压力为5-10atm。
通过采用上述技术方案，使反应釜内充满氢气，提供氰化反应的条件，率先充入氮气，而后充入氢气的目的是防止氢气与反应釜内的空气发生反应而产生危险。
本发明进一步设置为，所述步骤一中在调节PH值之前先萃取除去季铵化反应中未反应的环氧氯丙烷。
通过采用上述技术方案，此步骤目的是回收未反应的环氧氯丙烷，减少产物中副产品含量的同时，达到了回收原料以便二次利用的目的，进而降低了左旋肉碱的生产成本。
本发明进一步设置为，所述步骤五中的溶质在被甲醇溶液溶解后再加入活性炭脱色。
通过采用上述技术方案，使提炼出的产品颜色更为纯净，避免出现浑浊的现象。
本发明进一步设置为，所述步骤一中的季铵化反应后的产物中有季铵化物、双季铵化物、3—二氯丙醇、水。
通过采用上述技术方案，其中水的含量占反应釜中总摩尔量的10-20％。
本发明进一步设置为，所述步骤一中反应过程中加入有催化剂。
通过采用上述技术方案，通过催化剂能够加快氰化反应的反应速度，提升生产效率，催化剂具体为4-二甲基氨基吡啶。
本发明进一步设置为，所述步骤六中的3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物，其化学纯度不低于97％。
通过采用上述技术方案，提升了左旋肉碱生产过程中氰化反应产物的纯度，进而降低了生产左旋肉碱成本。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1、本发明通过选用以S-环氧氯丙烷为原料制备左旋肉碱，原料成本更低，经济效益较好；
2、本发明通过在反应过程中回收部分原料，提高了原料利用率的同时减少了产品中副产物，提升了产品的实际纯度，进一步的提高经济效率；
3、本发明通过优化左旋肉碱生产过程中的氰化反应，提高了氰化反应中3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物的产品收益率，并降低了3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物中杂质的含量。
附图说明
图1为本发明的化学反应方程式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
实施例一：
在季铵化反应后的产物加入乙醇并调节PH值至8，加入季铵化反应后的产物后，密封反应釜，以氮气置换反应釜中的空气，并控制氮气压力为5atm，调节反应釜内温度至30℃保藏1h，将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，并控制反应釜内温度保持45℃、压强10atm条件反应4h，其中***溶液的浓度为10％，控制反应釜内温度降低至1℃低温结晶析出氯化钠，将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分，将干燥后的溶质成分用甲醇在45℃条件下复溶，溶质在被甲醇溶液溶解后再加入活性炭脱色，溶液经过滤后降温至1℃结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物。
实施例二：
在季铵化反应后的产物加入乙醇并调节PH值至8.5，加入季铵化反应后的产物后，密封反应釜，以氮气置换反应釜中的空气，并控制氮气压力为5atm，调节反应釜内温度至40℃保藏1.5h，将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，并控制反应釜内温度保持50℃、压强12atm条件反应5h，其中***溶液的浓度为30％，控制反应釜内温度降低至2℃低温结晶析出氯化钠，将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分，将干燥后的溶质成分用甲醇在45℃条件下复溶，溶质在被甲醇溶液溶解后再加入活性炭脱色，溶液经过滤后降温至2℃结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物。
实施例三：
在季铵化反应后的产物加入丙酮并调节PH值至9，加入季铵化反应后的产物后，密封反应釜，以氮气置换反应釜中的空气，并控制氮气压力为10atm，调节反应釜内温度至45℃保藏2h，将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，并控制反应釜内温度保持50℃、压强12atm条件反应5h，其中***溶液的浓度为50％，控制反应釜内温度降低至3℃低温结晶析出氯化钠，将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分，将干燥后的溶质成分用甲醇在50℃条件下复溶，溶质在被甲醇溶液溶解后再加入活性炭脱色，溶液经过滤后降温至3℃结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物。
本发明创造性的控制三甲胺盐酸盐的加入速度和温度，优化***溶液的浓度比例、反应温度等条件,避免了现有的化学合成法拆分产生的副产多，且较难以回收利用，经济效益较差的缺点；本方案中，通过选用以S-环氧氯丙烷为原料制备左旋肉碱，原料成本更低，经济效益较好，在反应过程中回收部分原料，提高了原料利用率的同时减少了产品中副产物，提升了产品的实际纯度，进一步的提高经济效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，包括将S-环氧氯丙烷投进反应斧中，加入三甲胺盐酸发生季铵化反应，其特征在于：加入***溶液发生氰化反应，具体制备方法包括以下步骤：
步骤一：在季铵化反应后的产物加入乙醇、丙酮中的任意一种并调节PH值至8-9，调节反应釜内温度至30-45℃保藏1-2h；
步骤二：将***水溶液滴加进入反应釜中，滴加完毕后混匀，并控制反应釜内温度保持45-50℃、压强10-12atm条件反应4-5h，其中***溶液的浓度为10-50％；
步骤三：控制反应釜内温度降低至1-3℃低温结晶析出氯化钠；
步骤四：将反应釜中剩余溶液过滤，过滤后的溶液通过真空浓缩干燥去除水分；
步骤五：将干燥后的溶质成分用甲醇在45-50℃条件下复溶；
步骤六：步骤五中的溶液经过滤后降温至1-3℃结晶，等待晶体析出后过滤并干燥后得到3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物。
2.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤一中在加入季铵化反应后的产物后，密封反应釜，以氮气置换反应釜中的空气，并控制氮气压力为5-10atm。
3.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤一中在调节PH值之前先萃取除去季铵化反应中未反应的环氧氯丙烷。
4.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤五中的溶质在被甲醇溶液溶解后再加入活性炭脱色。
5.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤一中的季铵化反应后的产物中有季铵化物、双季铵化物、3—二氯丙醇、水。
6.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤一中反应过程中加入有催化剂。
7.根据权利要求1所述的用于左旋肉碱生产流程中氰化反应的优化合成方法，其特征在于：所述步骤六中的3-氯-2-羟丙基三甲铵氯化物，其化学纯度不低于97％。
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