一种制备牛磺酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备牛磺酸的方法。包括如下步骤：将所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述羟乙基磺酸碱金属盐被酸化成羟乙基磺酸，收集得到洗脱液；将洗脱液重结晶，得到羟乙基磺酸，将羟乙基磺酸经氨解、酸化后，得到牛磺酸。在本发明专利技术除去制备牛磺酸反应体系中杂质的过程中，未引入其他有机溶剂进行除杂，而是采用酸性阳离子交换树脂柱将溶解性高的羟乙基磺酸碱金属盐和牛磺酸碱金属盐酸化成溶解度相对较低的酸，通过重结晶，易于分离有机杂质和/或电中性杂质。本发明专利技术所提供的方法，不仅能够提高羟乙基磺酸碱金属盐的转化率，并且生产工艺简单，能降低生产能耗，有利于环保。

A method of preparing taurine

The invention relates to a method for preparing taurine. The steps are as follows: the solution containing hydroxyethyl sulfonate is acidified into hydroxyethyl sulfonic acid through the acid cation exchange resin column, and the eluate is collected; the eluate is recrystallized to obtain hydroxyethyl sulfonic acid, and after the aminolysis and acidification of hydroxyethyl sulfonic acid, taurine is obtained. In the process of removing impurities in the preparation of taurine reaction system, no other organic solvent is introduced for impurity removal, instead, the acid cation exchange resin column is used to convert the high solubility hydroxyethyl sulfonic acid-base metal salt and taurine acid-base metal hydrochloric acid into the relatively low solubility acid, and the organic impurities and / or the electrically neutral impurities are easy to be separated through recrystallization. The method can not only improve the conversion rate of hydroxyethyl sulfonic acid base metal salt, but also has simple production process, can reduce production energy consumption and is beneficial to environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种制备牛磺酸的方法
本专利技术涉及牛磺酸生产的
，特别是涉及一种从牛磺酸制备的反应体系中除去杂质从而制备牛磺酸的方法。
技术介绍
牛磺酸是生物体内一种特殊的氨基酸。其具有广泛的生理功能，如促进婴幼儿脑组织和智力发育、增强细胞抗氧化能力等，在临床上已被广泛应用于心血管疾病、糖尿病、消化道疾病、神经系统疾病、眼部疾病等一系列疾病的治疗。由于应用广泛，生物提取法已经不能满足人类对牛磺酸的需求。现在市场上90％以上的牛磺酸均来自化学合成法，例如乙醇胺法、环氧乙烷法。到目前为止，中国的企业利用化学合成法制备牛磺酸，产能已经达到6万吨/年。乙醇胺法因产率低、合成成本高、合成周期长等原因，已经逐渐被合成产率高、成本低、周期短的环氧乙烷法取代。但无论利用哪种化学合成法，都会产生相应的副产物，例如工业上利用环氧乙烷法制备牛磺酸，废母液中经常会含有未提取完全的牛磺酸、未反应完的羟乙基磺酸钠、乙二醇、乙醇胺及其聚合物等，由于含有乙二醇、乙醇胺及其聚合物等杂质，母液重新回收利用量受到限制，因此降低了牛磺酸的产率，浪费了资源。环氧乙烷法制备牛磺酸的反应式如下：环氧乙烷与亚硫酸氢钠在氢氧化钠做催化剂下发生加成反应生成中间体羟乙基磺酸钠，羟乙基磺酸钠与氨发生氨解反应，生成中间体牛磺酸钠，牛磺酸钠在酸性条件下被中和，生成产物牛磺酸。环氧乙烷法制备牛磺酸的副反应式如下：环氧乙烷在水溶液中，与水可以发生加成反应，产生乙二醇，乙二醇自身又可发生聚合反应，得到聚乙二醇，在氨解步骤中乙二醇与氨又可发生取代反应，产生乙醇胺，乙醇胺自身可发生聚合反应，产生聚乙醇胺。由于乙二醇和乙醇胺易溶于水且沸点高，难以通过蒸发途径去除，因此这些有机杂质会长期留在母液当中，影响母液回收利用率，降低产量，增加成本。环氧乙烷法制备牛磺酸起源于20世纪80年代，工艺成熟，但对于其副产物乙二醇、乙醇胺及其聚合物的处理方法研究相对较少。美国专利US15366835提供了一种利用萃取法，回收牛磺酸工业生产中乙二醇和乙醇胺的方法，该方法在母液中引入大量有机溶剂，分离有机层后，通过蒸馏回收有机溶剂，分离副产物。该方法不仅需要大量的能耗，并且需引入有机溶剂，增加环境污染风险，不适合牛磺酸的工业生产。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。中国专利CN107056659B介绍了一种利用酸性阳离子交换树脂代替硫酸中和牛磺酸钠得到牛磺酸的方法，在此反应体系中，不可避免的也会产生乙二醇和乙醇胺物种，若此类杂质不经处理，则牛磺酸母液利用率就会受到限制，增加环保风险。
技术实现思路
本专利技术利用牛磺酸碱金属盐和牛磺酸以及羟乙基磺酸碱金属盐和羟乙基磺酸在水中溶解性的差异，将碱金属盐通过酸性阳离子树脂酸化成酸，降低其物种的水溶性，从而达到分离提纯的目的。本专利技术的第一目的是提供一种无需引入有机溶剂且能够提高牛磺酸产品收率的生产牛磺酸的方法。本专利技术的第二目的是提供一种无需引入有机溶剂就能够从牛磺酸制备的反应体系中除去杂质的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的第一种方案是：提供一种从含有牛磺酸碱金属盐的溶液中除去杂质生产牛磺酸的方法，包括如下步骤：将所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述牛磺酸碱金属盐被酸化成牛磺酸，收集得到含有牛磺酸及杂质的洗脱液；将洗脱液进行重结晶，分离含有杂质的液体，回收含有牛磺酸的固体。为实现上述第一目的，本专利技术提供的第二种方案是：提供一种从含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液生产牛磺酸的方法，包括如下步骤：将所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述羟乙基磺酸碱金属盐被酸化成羟乙基磺酸，收集含有羟乙基磺酸及杂质的洗脱液；将所述洗脱液进行重结晶，分离含有杂质的溶液，含有羟乙基磺酸的固体经氨解和酸化反应制备牛磺酸。在一个具体的方案中，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液是通过羟乙基磺酸碱金属盐进行氨解反应制得，所述羟乙基磺酸碱金属盐由环氧乙烷与碱金属亚硫酸氢盐发生加成反应制得。其中，加成反应和氨解反应具体是指：在加成反应中，可添加碱金属盐做为催化剂，也可添加其他类型的催化剂，促进加成反应的发生；更具体的，在加成步骤中，反应温度为40-100℃，且环氧乙烷与亚硫酸氢盐的摩尔比为1：0.95-1，在氨解步骤之前，需调节氨与羟乙基磺酸碱金属盐的摩尔比为1:10-20，氨解反应温度为200-300℃，压力为15-22MPa，氨解反应结束后，迅速降压到0.1-1.5MPa，回收多余的氨和热量。在一个具体的方案中，牛磺酸碱金属盐溶液为包含牛磺酸碱金属盐的水性溶液，其浓度为0.01-99.99wt％，羟乙基磺酸碱金属盐溶液为包含羟乙基磺酸碱金属盐的水性溶液，其浓度为0.01-99.99wt％。高含量的牛磺酸碱金属盐或羟乙基磺酸碱金属盐可用于制备高纯度的牛磺酸产品，以满足高端客户的需求。在一个具体的方案中，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液或含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液为在工业生产时分离出牛磺酸后的母液。其中，母液具体可以是通过乙醇胺法制备牛磺酸，提取了牛磺酸之后的母液，该母液中主要含有牛磺酸碱金属盐和乙醇胺；也可以是通过环氧乙烷法制备牛磺酸，提取了牛磺酸之后的母液，该母液中主要含有羟乙基磺酸碱金属盐、牛磺酸碱金属盐、乙二醇、聚乙二醇、乙醇胺和聚乙醇胺中的一项或者多项。在一个具体的方案中，所述酸性阳离子交换树脂在酸化洗脱时同时酸化洗脱所述牛磺酸碱金属盐和羟乙基磺酸碱金属盐。例如，在环氧乙烷法制备牛磺酸的过程中，提取了牛磺酸的母液里不仅含有牛磺酸碱金属盐还含有羟乙基磺酸碱金属盐。在一个具体的方案中，所述述酸性阳离子交换树脂选自Amberlite型酸性阳离子树脂或732型酸性阳离子交换树脂。在一个具体的方案中，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液或含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液中包含有机杂质和/或电中性杂质，所述有机杂质和/或电中性杂质在所述洗脱后被分离到所述洗脱液中；优选地，所述有机杂质和/或电中性杂质选自乙二醇、聚乙二醇和乙醇胺、聚乙醇胺。在一个具体的方案中，将所述洗脱液经低温下重结晶后，重结晶得到的固体返回到所述环氧乙烷与碱金属亚硫酸氢盐的反应液中，或者返回到羟乙基磺酸碱金属盐进行氨解的反应液中。在一个具体的方案中，在所述牛磺酸碱金属盐溶液或所述羟乙基磺酸碱金属盐溶液通过所述酸性阳离子交换树脂洗脱之前，还包括对所述牛磺酸碱金属盐溶液或所述羟乙基磺酸碱金属盐溶液进行稀释的步骤；优选地，在通过所述酸性阳离子交换树脂洗脱之前，将所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液或含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液中牛磺酸碱金属盐或羟乙基磺酸碱金属盐的浓度控制在0.05–5mol/L。在一个具体的方案中，将洗脱液经低温下重结晶所得到的固体经氨解和酸化后，得到牛磺酸。所述酸化方式为通过酸性阳离子交换树脂柱进行酸化，或者使用电解法、浓硫酸、浓盐酸中的一种或者多种对所述洗脱液进行处理而实现。在一个具体的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含有牛磺酸碱金属盐的溶液生产牛磺酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将含有牛磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述牛磺酸碱金属盐被酸化，收集得到含有牛磺酸和杂质的洗脱液；/n将所述洗脱液进行重结晶，得到牛磺酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种从含有牛磺酸碱金属盐的溶液生产牛磺酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含有牛磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述牛磺酸碱金属盐被酸化，收集得到含有牛磺酸和杂质的洗脱液；
将所述洗脱液进行重结晶，得到牛磺酸。


2.一种从含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液生产牛磺酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通过酸性阳离子交换树脂柱，使得所述羟乙基磺酸碱金属盐被酸化，收集得到含有羟乙基磺酸和杂质的洗脱液；
将所述洗脱液经过重结晶除去杂质后，再经氨解和酸化反应制备牛磺酸。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液是通过羟乙基磺酸碱金属盐进行氨解反应制得，所述羟乙基磺酸碱金属盐由环氧乙烷与碱金属亚硫酸氢盐反应制得。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液或含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液为分离出牛磺酸后的母液。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸性阳离子交换树脂柱在洗脱时同时洗脱牛磺酸碱金属盐和羟乙基磺酸碱金属盐，得到含有牛磺酸和羟乙基磺酸的溶液。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述酸性阳离子交换树脂选自Amberlite型酸性阳离子树脂、732型酸性阳离子交换树脂。


7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液或含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液中包含有机杂质和/或电中性杂质，所述有机杂质和/或电中性杂质在所述洗脱液中，经低温下重结晶后被分离；
优选地，所述有机杂质和/或电中性杂质选自乙二醇、聚乙二醇和乙醇胺、聚乙醇胺。


8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述洗脱液经低温下重结晶后所得的固体返回到所述环氧乙烷与碱金属亚硫酸氢盐的反应液中，或者返回到羟乙基磺酸碱金属盐进行氨解的反应液中。

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华君，江汝泳，郭晨，彭洪波，钱志强，
申请(专利权)人：湖北远大生命科学与技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42