專利名稱：一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法。
背景技術(shù)：
甜菜堿鹽酸鹽的化學(xué)名稱是鹽酸三甲基甘氨酸，是一種季胺類生物堿，分子式為C5H11NO2 -HCL,能溶解于水及醇，水溶液成酸性，能耐200°C以下高溫具有很強(qiáng)的抗氧化性能。甜菜堿鹽酸鹽作為一種全新的畜禽飼料添加劑，其對畜禽生長發(fā)育及胴體品質(zhì)的影響深遠(yuǎn)。甜菜堿鹽酸鹽的制備方法有天然甜菜糖蜜提取法和化學(xué)合成法。前者由于原料來源有限而使其應(yīng)用推廣具有一定的局限性；傳統(tǒng)化學(xué)合成方法采用氯乙酸與強(qiáng)堿反應(yīng)先生成氯乙酸鹽，然后再與三甲胺反應(yīng)，生成的堿金屬鹽和甜菜堿，通過鹽析效應(yīng)得甜菜堿鹽酸 鹽粗品，然后重結(jié)晶制得成品。該方法存在以下幾方面缺陷1、該反應(yīng)按SNl親核取代，因CL原子離去較慢，所以反應(yīng)時間長；2、因氯乙酸在強(qiáng)堿條件下會發(fā)生水解、消除、聚合等副反應(yīng)，生成大量副產(chǎn)物，使產(chǎn)品收率及品質(zhì)造成極大的影響；3、生成的鹽很難與甜菜堿分離除去。以上諸多缺陷，使反應(yīng)時間較長，設(shè)備利用率低，功耗能耗無增加，造成成本較高。具體反應(yīng)為
CLCH2C00H+Na0H=CLCH2C00Na+H20 (主反應(yīng))
CLCH2C00Ma+N (CH3) 3= N (CH3) sCH2C00'+NaCL
■ ^vVw·
CLCH2C00H+2Na0H=H0CH2C00Na+NaCL (副反應(yīng) I)
H0CH2C00Na+CHCH2C00H=H0CH2C00H+CLCH2C00Na (副反應(yīng) 2)
nH0CH2C00H剛 > ~K)CH2C04^ (副反應(yīng) 3 )
近年來對此的研究如采用強(qiáng)陽離子交換樹脂法、溶劑法等方法，都存在著成本高、后處理困難、高含鹽量廢水無法處理等諸多問題，這大大限制了甜菜堿工業(yè)化的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種工藝簡單、綠色環(huán)保的甜菜堿鹽酸鹽的制備方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于以三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣和硫酸為原料，先將三甲胺與氯乙酸在催化劑作用下進(jìn)行季胺化反應(yīng)，生成甜菜堿和三甲胺鹽酸鹽，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣，把三甲胺置換出來生成氯化鈣，反應(yīng)液升溫使三甲胺全部排出并循環(huán)利用，然后用硫酸酸化得硫酸鈣和甜菜堿鹽酸鹽溶液，反應(yīng)液過濾使硫酸鈣分離出來，濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到甜菜堿鹽酸鹽，剩下母液含有NaI回胺化工序套用。所述的催化劑為碘化鈉，反應(yīng)溫度為室溫。所述三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣、濃硫酸的摩爾配比為I :0. 45
O.005 O. 01 :0. 2(Γθ. 25 :0. 25 O. 30，其中氧化鈣或氫氧化鈣含量> 95%，氯乙酸含量^ 98%，三甲胺的含量> 99%，碘化鈉的含量> 98%。所述硫酸緩慢滴加并調(diào)至pH為< I. O。
本發(fā)明對原有的合成路線進(jìn)行了改進(jìn)，并對其合成條件進(jìn)行了探索優(yōu)化，其采用的主要工藝方法為用碘化鈉作親核取代的催化劑，以三甲胺、氯乙酸、氫氧化鈣或氧化鈣和硫酸為原料合成甜菜堿，把催化劑、氯乙酸先配成所需濃度，然后與三甲胺分別用計量泵在室溫下打入管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)O. 5-2小時，生成甜菜堿和三甲胺鹽酸鹽，而后加入氧化鈣或氫氧化鈣把三甲胺置換出來生成物氯化鈣，反應(yīng)液升溫使三甲胺全部排出并循環(huán)利用，反應(yīng)液繼續(xù)加入硫酸生成甜菜堿鹽酸鹽和二水硫酸鈣，反應(yīng)液過濾使硫酸鈣分離出來，母液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾即得甜菜堿鹽酸鹽，剩下母液含有NaI回胺化工序套用；而硫酸鈣進(jìn)一步加工成高附加值的高強(qiáng)石膏粉。具體反應(yīng)原理為
權(quán)利要求
1.一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于以三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣和硫酸為原料，先將三甲胺與氯乙酸在催化劑作用下進(jìn)行季胺化反應(yīng)，生成甜菜堿和三甲胺鹽酸鹽，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣，把三甲胺置換出來生成氯化鈣，反應(yīng)液升溫使三甲胺全部排出并循環(huán)利用，然后用硫酸酸化得硫酸鈣和甜菜堿鹽酸鹽溶液，反應(yīng)液過濾使硫酸鈣分離出來，濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到甜菜堿鹽酸鹽，剩下母液含有NaI回胺化工序套用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于所述的催化劑為碘化鈉，反應(yīng)溫度為室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于所述三甲胺、氯乙酸、催化劑、氫氧化鈣或氧化鈣、濃硫酸的摩爾配比為I :0. 45 :0. 005 0.01 :0. 20、. 25 0.25、. 30，其中氧化鈣或氫氧化鈣含量> 95%，氯乙酸含量> 98%，三甲胺的含量> 99%，碘化鈉的含量≥98%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，其特征在于所述硫酸緩慢滴加并調(diào)至pHS< 1.0。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甜菜堿鹽酸鹽的制備方法，用碘化鈉作親核取代的催化劑，先將三甲胺與氯乙酸在催化劑作用下進(jìn)行季胺化反應(yīng)，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣，升溫把三甲胺排凈，后用硫酸酸化得硫酸鈣和甜菜堿鹽酸鹽溶液，反應(yīng)液經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶得到甜菜堿鹽酸鹽。本發(fā)明因采用了高效催化劑，使反應(yīng)快捷充分，同時不需要昂貴的堿和鹽酸，只需廉價的氧化鈣和硫酸，同時由于沒有副反應(yīng)的發(fā)生，成品收率大大提高，甜菜堿鹽酸鹽的收率在以氯乙酸計達(dá)99%以上，故成本與傳統(tǒng)工藝相比要低20%以上；生產(chǎn)周期短，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品分離簡單且充分，并無三廢產(chǎn)生，原料和溶劑可循環(huán)套用，因此具有更高的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。
文檔編號C07C227/18GK102807499SQ201210307259
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者陳林世 申請人:陳林世