一种天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法技术

本发明专利技术提供一种天冬氨酸二乙酸四钠的新型制备方法。具体是在一定温度条件下，利用部分中和的天然氨基酸L‑天冬氨酸为原料，与氯乙酸在碱性条件下发生SN2双分子亲核取代反应制备天冬氨酸二乙酸四钠。其中，氯乙酸和氢氧化钠滴加方式入釜，反应体系pH值控制范围为9~12，同时，反应过程采用在0~‑0.005MPa负压条件下，及时移出反应体系中的水以保持反应物料浓度，提高转化率和反应速率。本发明专利技术方法反应周期短、生产工艺简单，收率可达99%；采出的水可循环利用，无毒副产物和废水产生，安全环保，易于实现规模化工业生产。

A method for preparation of tetra-sodium aspartate diacetate

The invention provides a novel preparation method of tetra-sodium aspartate diacetate. Specifically, under certain temperature conditions, using partial neutralized natural amino acid L aspartic acid as raw material, SN2 bimolecular nucleophilic substitution reaction occurs with chloroacetic acid under alkaline conditions to prepare tetra-sodium aspartic acid diacetate. Among them, chloroacetic acid and sodium hydroxide were added into the kettle by dropping, and the pH value of the reaction system was controlled from 9 to 12. At the same time, the water in the reaction system was removed in time under the negative pressure of 0 to 0.005 MPa in order to maintain the concentration of the reaction material and increase the conversion and reaction rate. The method has the advantages of short reaction period, simple production process and 99% yield, recyclable water, non-toxic by-products and wastewater generation, safety and environmental protection, and easy to realize large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法
本专利技术属于有机化学领域，提供一种天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法。
技术介绍
近年来，由于水体富营养化、环境变迁与地球变暖等再次让绿色环保聚焦成为大众生活的议题，绿色产品与低碳排放亦为业界所重视并形成一个趋势。与人们日常生活息息相关的洗涤剂，常被用来软化洗涤用水，其主要添加剂是具有螯合水中钙、镁、铁等金属离子的螯合剂。螯合剂的使用，可以降低水的硬度，节省洗涤剂活性物用量，改善衣物洗涤效果。但是常用的磷酸盐、羟基酸、氨基酸以及丙烯酸类聚合物等螯合剂已经在某种程度上对人们的生活环境造成了负面影响。新型绿色环境友好螯合剂的设计开发成为研究热点之一。其中国外如德国巴斯夫和荷兰阿克苏诺贝尔公司先后开发了谷氨酸二乙酸、甲基甘氨酸二乙酸等系列新型氨基酸基螯合剂，以其优良的螯合性能和生物降解性在传统工业及洗涤行业得到广泛应用和推广，天冬氨酸二乙酸及其盐作为其中的一员，也被越来越多的应用于表面活性剂、植物土壤修复等领域。目前，国内外对新型氨基酸螯合剂的常用合成方法，多采用氨基酸或氰类物质与氢氰酸、醛进行Strecher反应，再经水解获得产物。该方法需要剧毒的氢氰酸作为原料，伴有大量难以分离的副产或产生大量腐蚀性废水，且收率低。本专利技术人在专利CN107814734A公开了一种利用L-天冬氨酸、氯乙酸及氢氧化钠一步法合成天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法，采用氯乙酸代替常用的氰化物或2-氯乙腈，避免了剧毒物质的使用。
技术实现思路
一种天冬氨酸二乙酸四钠的新型制备方法，具体步骤如下：（1）分别将计量好的L-天冬氨酸、液碱和去离子水加入反应釜中，室温下，搅拌混合均匀；（2）将氯乙酸水溶液和液碱分别装入滴加装置中备用；（3）负压条件下，将步骤（1）反应釜升温至80℃以上，同时滴加氯乙酸和液碱，控制滴加速度使反应体系pH值维持在一定范围内；（4）滴加完毕，温度80~100℃保温0.5~1小时；（5）降温至40~50℃、过滤、滤液稀释得活性含量＞35%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液成品。上述步骤（1）中液碱氢氧化钠的质量百分比浓度为30%，L-天冬氨酸与液碱的摩尔比n（L-天冬氨酸）：n（氢氧化钠）为1:0.5~0.8，其中和度为50~80%。上述步骤（1）和步骤（2）中反应物L-天冬氨酸与氯乙酸的摩尔比n（L-天冬氨酸）：n（氯乙酸）为1:2.0~3.0。其中，作为优选，n（L-天冬氨酸）：n（氯乙酸）为1:2.1~2.4。上述步骤（2）和步骤（3）中液碱氢氧化钠的质量百分含量为40~45%。上述步骤（3）中反应体系pH值控制范围为9~12。其中，作为优选，反应体系pH值控制范围为10~12。上述步骤（3）中负压压力范围为0~-0.005MPa。其中，作为优选，负压压力范围为-0.001~-0.003MPa。在85~100℃温度条件下，利用部分中和的L-天冬氨酸与氯乙酸在碱性条件下发生SN2双分子亲核反应，同时，在负压条件下，将反应生成的水及时移出反应体系；然后经梯度降温、过滤和滤液稀释制得天冬氨酸二乙酸四钠水溶液，涉及的反应原理为。有益效果1.避免了剧毒物质的使用，无毒副产物和废水产生，产品质量稳定；2.反应周期短，反应过程采出的水可以循环用于产品的合成；3.提高了反应收率，收率可达96%以上；4.水相反应条件温和，工艺过程简单、安全环保、节能减排、易于实现规模化工业生产。具体实施例结合实施例对本专利技术所涉及的制备方法做进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1（1）分别将201.5gL-天冬氨酸、30%的氢氧化钠水溶液100g和75g去离子水加入到反应釜中，搅拌混合均匀，L-天冬氨酸中和度约为50%；（2）将315g氯乙酸溶解于220g去离子水中，装入恒压滴液漏斗备用；（3）将655g质量百分含量为45%的氢氧化钠水溶液装入另一恒压滴液漏斗备用；（4）升高反应釜体系温度至85℃，同时滴加步骤（2）中的氯乙酸水溶液和步骤（3）中的液碱，控制滴加速度，使反应体系温度在85~90℃、pH值维持10.5-11，1.5小时滴加完毕；开始滴加反应的同时，在-0.002MPa负压条件下，边反应边将反应体系中的水移出；（5）90±2℃下，保温0.5小时，体系降温至50℃并趁热过滤；（6）滤液稀释得活性含量为36.28%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液1384g，产品收率99.07%，氯离子含量2.37%。实施例2（1）分别将134gL-天冬氨酸、30%的氢氧化钠水溶液107g和50g去离子水加入到反应釜中，搅拌混合均匀，L-天冬氨酸中和度约为80%；（2）将200g氯乙酸溶解于141g去离子水中，装入恒压滴液漏斗备用；（3）将460g质量百分含量为40%的氢氧化钠水溶液装入另一恒压滴液漏斗备用；（4）升高反应釜体系温度至80℃，同时滴加步骤（2）中的氯乙酸水溶液和步骤（3）中的液碱，控制滴加速度，使反应体系温度在80~85℃、pH值维持10-10.5，1小时滴加完毕；开始滴加反应的同时，在-0.003MPa负压条件下，边反应边将反应体系中的水移出；（5）85±2℃下，保温0.5小时，体系降温至45℃并趁热过滤；（6）滤液稀释得活性含量为38.59%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液859g，产品收率98.41%，氯离子含量2.18%。实施例3（1）分别将134gL-天冬氨酸、30%的氢氧化钠水溶液80g和50g去离子水加入到反应釜中，搅拌混合均匀，L-天冬氨酸中和度约为60%；（2）将219.5g氯乙酸溶解于155g去离子水中，装入恒压滴液漏斗备用；（3）将445g质量百分含量为45%的氢氧化钠水溶液装入另一恒压滴液漏斗备用；（4）升高反应釜体系温度至85℃，同时滴加步骤（2）中的氯乙酸水溶液和步骤（3）中的液碱，控制滴加速度，使反应体系温度在85~90℃、pH值维持11-11.5，1小时滴加完毕；开始滴加反应的同时，在-0.003MPa负压条件下，边反应边将反应体系中的水移出；（5）95±2℃下，保温0.5小时，体系降温至50℃并趁热过滤；（6）滤液稀释得活性含量为38.42%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液859g，产品收率99.23%，氯离子含量2.45%。实施例4（1）分别将268gL-天冬氨酸、30%的氢氧化钠水溶液214g和105g去离子水加入到反应釜中，搅拌混合均匀，L-天冬氨酸中和度约为80%；（2）将458g氯乙酸溶解于323g去离子水中，装入恒压滴液漏斗备用；（3）将520g质量百分含量为40%的氢氧化钠水溶液装入另一恒压滴液漏斗备用；（4）升高反应釜体系温度至80℃，同时滴加步骤（2）中的氯乙酸水溶液和步骤（3）中的液碱，控制滴加速度，使反应体系温度在95~100℃、pH值w维持11.5-12，1小时滴加完毕；开始滴加反应的同时，在-0.001MPa负压条件下，边反应边将反应体系中的水移出；（5）95±2℃下，保温0.5小时，体系降温至50℃并趁热过滤；（6）滤液稀释得活性含量为36.58%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液1831g，产品收率99.34%，氯离子含量1.97%。附：天冬氨酸二乙酸四钠活性含量检测方法—氯化铁络合滴定法精确称取样品mg置于烧杯中，加水50mL稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色螯合剂天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法，其特征在于， 具体包括以下步骤： （1）分别将计量好的L‑天冬氨酸、液碱和去离子水加入反应釜中，室温下，搅拌混合均匀；（2） 将氯乙酸水溶液和液碱分别装入滴加装置中备用；（3）负压条件下，将步骤（1）反应釜升温至80℃以上，同时滴加氯乙酸和液碱，控制滴加速度使反应体系pH值维持在一定范围内；（4）滴加完毕，温度80~100℃保温0.5~1小时；（5）降温至40~50℃、过滤、滤液稀释得活性含量＞35%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液成品。

【技术特征摘要】
1.一种绿色螯合剂天冬氨酸二乙酸四钠的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）分别将计量好的L-天冬氨酸、液碱和去离子水加入反应釜中，室温下，搅拌混合均匀；（2）将氯乙酸水溶液和液碱分别装入滴加装置中备用；（3）负压条件下，将步骤（1）反应釜升温至80℃以上，同时滴加氯乙酸和液碱，控制滴加速度使反应体系pH值维持在一定范围内；（4）滴加完毕，温度80~100℃保温0.5~1小时；（5）降温至40~50℃、过滤、滤液稀释得活性含量＞35%的天冬氨酸二乙酸四钠水溶液成品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中液碱氢氧化钠的质量百分比浓度为30%，L-天冬氨酸与液碱的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁宁，赵坤，陆久田，赵芹，齐晓婧，刘全华，
申请(专利权)人：山东泰和水处理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37