一種制備高純度n,n-二甲基甘氨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高純度N，N- 二甲基甘氨酸的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]N，N- 二甲基甘氨酸作為藥物可用于治療憂郁癥，提高人體免疫力，增強(qiáng)人體的耐受力，此外，可以在人體內(nèi)合成游離基，促進(jìn)體組織對(duì)氧的利用作用，具有抗氧化和增進(jìn)體液和細(xì)胞免疫反應(yīng)的作用，也可以有效的加倍干擾素的產(chǎn)生，因而是一種不產(chǎn)生熱量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。并且N，N-二甲基甘氨酸有很強(qiáng)的的吸水性，可以作為皮膚滲透促進(jìn)劑和化妝品的添加劑，同時(shí)也能夠作為食品抗氧劑。
[0003]N，N- 二甲基甘氨酸的制備方法主要包括生物提取法和化學(xué)合成法，主要以化學(xué)合成法為主。傳統(tǒng)的方法均是采用氯乙酸鈉與二甲胺制備N(xiāo)，N-二甲基甘氨酸，但是氯化鈉與產(chǎn)品很難分離，很難得到高純度的N，N- 二甲基甘氨酸。也有以甘氨酸為原料，得到N，N- 二甲基甘氨酸，但是，此路線反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率較低，僅有64-67%的收率，且甲酸很難從體系中分離出來(lái)，產(chǎn)物純度不夠。也有用氰化鈉，二甲胺，亞硫酸氫鈉，甲醛反應(yīng)制備N(xiāo)，N-二甲基甘氨酸，但是此反應(yīng)的收率僅為52.8%。也有一甘氨酸，甲醛，亞磷酸，氫氧化鈉反應(yīng)合成N，N-二甲基甘氨酸的工藝，也同樣存在鹽不易分離的情況。用甘氨酸，甲醛反應(yīng)，然后，高壓加氫的工藝，但是因?yàn)榇呋瘎┌嘿F，還不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]《N，N- 二甲基甘氨酸的合成與提純研宄》中提到了將得到的N，N- 二甲基甘氨酸含有氯化鈉的溶液通過(guò)電滲析的方法除去系統(tǒng)中的鹽分，但是鹽分的去除率受到一定的限制，也無(wú)法制備高純度的N，N- 二甲基甘氨酸。
[0005]綜上所述，N，N- 二甲基甘氨酸得到高純度的產(chǎn)品有很大的難度。本專(zhuān)利的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了摸索和開(kāi)發(fā)，提高了產(chǎn)品的純度，得到了高純度的產(chǎn)品，工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單，省去了復(fù)雜的除鹽過(guò)程，利于環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種制備高純度N，N- 二甲基甘氨酸的新方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
[0008]將羥基乙腈加入到二甲胺中，然后，得到的料液在硫酸作用下在50_120°C下水解，水解物在甲醇作用下分次酯化，并蒸餾得到含有甲醇，水，N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物。然后，在60-100°C下進(jìn)行水解，蒸出多余的甲醇，得到高純度的N，N-二甲基甘氨酸水溶液，然后析晶，得到產(chǎn)品。收率達(dá)到90%以上，純度達(dá)到99.9%以上。
[0009]具體步驟包括:
[0010](I)將羥基乙腈加入到二甲胺溶液中，控制溫度在0_50°C，控制加入速度，然后繼續(xù)保溫3?8h。無(wú)需后處理，直接得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0011](2)將上述N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液與硫酸作用水解，得到二甲基甘氨酸和硫酸氫銨的水溶液。
[0012](3)向N，N_ 二甲基甘氨酸和硫酸氫銨的水溶液中加入甲醇進(jìn)行酯化，并蒸餾出含有N，N- 二甲基甘氨酸甲酯和甲醇等的混合物。
[0013](4)將水加入到N，N- 二甲基甘氨酸甲酯中進(jìn)行水解，分離出甲醇，得到N，N- 二甲基甘氨酸的水溶液；
[0014](5)將N，N- 二甲基甘氨酸的水溶液濃縮，降溫，過(guò)濾，得到N，N- 二甲基甘氨酸固體。
[0015]所述的N，N- 二甲基甘氨腈的濃度為40%以上，所述的硫酸濃度98%以上，所述的N，N-二甲基甘氨腈和硫酸的摩爾比為1: 1-2。
[0016]與硫酸作用的溫度為50_120°C，反應(yīng)時(shí)間為5-10小時(shí)。
[0017]所述的水解溫度為60_100°C。
[0018]所述的與甲醇的酯化反應(yīng)是多次進(jìn)行的。
[0019]所述的N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物是被蒸餾出來(lái)的，常壓蒸餾或是減壓蒸飽。
[0020]此工藝路線提高了產(chǎn)品純度，產(chǎn)品中無(wú)鹽存在。產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高。對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
[0021]有益效果
[0022]本發(fā)明的生產(chǎn)工藝具有以下有益效果。
[0023](I)本發(fā)明工藝產(chǎn)品收率高，純度高，可達(dá)99.9%以上，滿足了 N，N- 二甲基甘氨酸作為藥品、食品以及護(hù)理品的純度要求；
[0024](2)本發(fā)明工藝使用的原料易得、價(jià)格低廉，使得整體工藝成本較低，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；
[0025](3)本發(fā)明工藝步驟較少，基本是一鍋法完成，減少了操作，利于工業(yè)化生產(chǎn)；
[0026](4)本發(fā)明工藝采用成酯時(shí)的分段酯化，保證了酯化產(chǎn)物純度和收率；
[0027](5)本發(fā)明工藝中不使用酸、堿等物質(zhì)進(jìn)行酯的水解，而是利用反應(yīng)平衡的原理，將醇移出從而使水解反應(yīng)進(jìn)行，從而減少了酸、堿以及生成的鹽的對(duì)產(chǎn)物污染和廢水的排放，對(duì)環(huán)境友好。
[0028]
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]在四口燒瓶中，先加入40%的二甲胺水溶液lmol，然后在5°C的條件下，攪拌下滴加Imol羥基乙腈，滴加0.5h完畢，保溫2h，制備得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0032]在裝有攪拌，溫度計(jì)，恒壓滴液漏斗和回流冷凝器的四口燒瓶中，加入濃硫酸lmol，再加入30g水，升溫到100°C，緩慢滴加N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液，滴加過(guò)程中，蒸出80g水，然后，在體系中加入3mol甲醇，在回流條件下進(jìn)行酯化，同時(shí)蒸出生成的水和N，N-二甲基甘氨酸甲酯，然后再加入2mol甲醇，lmol甲醇重復(fù)上述操作。收集合并上述得到的含有N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物，并置于四口瓶中，然后，再加入50g水，控制在95°C，進(jìn)行水解，當(dāng)釜內(nèi)甲醇幾乎采凈時(shí)，得到N，N-二甲基甘氨酸的水溶液，繼續(xù)濃縮，降溫，過(guò)濾，得到N，N- 二甲基甘氨酸固體50g，含量99.9%。
[0033]實(shí)施例2
[0034]在四口燒瓶中，先加入40%的二甲胺水溶液lmol，然后在15°C的條件下，攪拌下滴加Imol羥基乙腈，滴加0.5h完畢，保溫2h，制備得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0035]在裝有攪拌，溫度計(jì)，恒壓滴液漏斗和回流冷凝器的四口燒瓶中，加入濃硫酸0.8mol，再加入30g水，升溫到120°C，緩慢滴加N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液，滴加過(guò)程中，蒸出50g水，然后，在體系中加入5mol甲醇，在回流條件下進(jìn)行酯化，同時(shí)蒸出生成的水和N，N-二甲基甘氨酸甲酯，然后再加入3mol甲醇，lmol甲醇重復(fù)上述操作。收集合并上述得到的含有N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物，并置于四口瓶中，然