專利名稱:一種β-氨基丙酸合成新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物的合成方法,特別是涉及一種有機(jī)化工中間體0 -氨基丙酸的合成工藝。
背景技術(shù):
腈化合物是一類含氰基功能團(tuán)的化學(xué)物質(zhì)(R-CN),是一種重要的合成原料。由腈化合物出發(fā)可以獲得酰胺、氨基酸、羧酸等價(jià)值更高、應(yīng)用范圍更廣的一類化合物,它們可作為化工原料、醫(yī)藥中間體以及維生素前體等?!?氨基丙酸是一種多用途有機(jī)原料,是制備泛酸鈣的重要中間體,廣泛用于醫(yī)藥、食品和飼料行業(yè)。我國(guó)對(duì)¢-氨基丙酸及其相關(guān)產(chǎn)品的消費(fèi)量較大,目前國(guó)內(nèi)已有多家 單位生產(chǎn)P -氨基丙酸,但其工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是丙烯腈氨化水解法、丙烯酸氨化法等。國(guó)內(nèi)外¢-氨基丙酸的合成工藝,目前較為成熟的路線主要有丙烯酸法路線、丙烯腈氨化一步法路線和丙烯腈氨化水解兩步法。以丙烯腈為底物合成P -氨基丙酸有兩類方法,即直接氨化法和氨化水解法,直接氨化法是丙烯腈與氨水直接氨化一步反應(yīng)合成P-氨基丙酸;國(guó)內(nèi)普遍采用的工業(yè)化路線為丙烯腈氨化水解兩步法,但反應(yīng)聯(lián)合收率一般不高只有55 72% :丙烯腈氨化收率在75 85%,^ -氨基丙腈水解精制收率75 85%^ -氨基丙腈水解精制工藝國(guó)內(nèi)一般現(xiàn)行合成工藝如下將¢-氨基丙腈在液堿條件下水解,然后用鹽酸中和,然后濃縮過(guò)濾得到45%左右的氨基丙酸粗品;粗品用水溶解后過(guò)濾,濾液再降溫結(jié)晶過(guò)濾得到70%左右的氨基丙酸,濾餅為氯化鈉,氯化鈉用水進(jìn)行洗滌,將3 -氨基丙酸洗出來(lái)后返回前面濃縮階段進(jìn)行濃縮;70%左右的¢-氨基丙酸再用熱水溶解脫色,加入甲醇進(jìn)行醇析,過(guò)濾得到¢-氨基丙酸精品,烘干后既得成品,濾液為甲醇母液,進(jìn)行精餾,甲醇回收套用,精餾殘液套回前面濃縮階段進(jìn)行循環(huán)濃縮。以上工藝流程的缺點(diǎn)I、大量的母液需要循環(huán)濃縮,生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致部分¢-氨基丙酸在循環(huán)回收過(guò)程中破壞,收率低。2、循環(huán)回收導(dǎo)致雜質(zhì)累積,每循環(huán)套用5次以上就會(huì)導(dǎo)致成品質(zhì)量不合格,最終不得不將甲醇精餾的殘液進(jìn)行舍棄(俗稱殺批),成品水洗返工處理,導(dǎo)致收率低,污染大。因此,尋找一種可以優(yōu)化回收工藝,使回收周期大幅度縮短,提高精制收率并不存在雜質(zhì)累計(jì)而殺批的情況的P-氨基丙酸的合成新工藝就顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中存在的問(wèn)題,提出了本發(fā)明。因此,本發(fā)明的目的在于提供一種¢-氨基丙酸的合成新工藝,該工藝,可使回收周期大幅度縮短,提高精制收率同時(shí)不存在雜質(zhì)累計(jì)而殺批的情況,從而使3 -氨基丙酸轉(zhuǎn)化率得以提高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種¢-氨基丙酸合成新工藝,其是將3 -氨基丙腈在液堿條件下水解,而后中和,少許濃縮后加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到¢-氨基丙酸粗品,此時(shí)將濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作,同時(shí),將
氨基丙酸粗品溶解,加入新的重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶;此時(shí),將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到氨基丙酸精品,烘干后即得成品,同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收3 -氨基丙酸,回收3 -氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。本發(fā)明具體是按照以下順序的操作步驟實(shí)現(xiàn)¢-氨基丙酸合成新工藝的步驟一,水解,將P -氨基丙腈在液堿條件下水解;步驟二,中和,使用強(qiáng)酸對(duì)水解后的溶液進(jìn)行中和; 步驟三,濃縮,保持一定的溫度及真空度的條件下進(jìn)行濃縮,;步驟四,熱過(guò)濾,加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到¢-氨基丙酸粗品;步驟五,同步操作,將濾得¢-氨基丙酸粗品的濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作;同時(shí),將¢-氨基丙酸粗品溶解以進(jìn)入下一步驟;步驟六,重結(jié)晶,將P -氨基丙酸粗品溶解后加入重結(jié)晶劑進(jìn)行重結(jié)晶;步驟七,過(guò)濾,將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到¢-氨基丙酸精品;步驟八,同步操作,¢-氨基丙酸精品烘干后即得成品;同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收¢-氨基丙酸,回收¢-氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。作為本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝的一種優(yōu)選方案,其中步驟二中所述強(qiáng)酸為鹽酸。作為本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝的一種優(yōu)選方案,其中步驟三中所述一定的溫度為85 100° C。作為本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝的一種優(yōu)選方案,其中步驟三中所述真空度為-0. 09MPa以上。作為本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝的一種優(yōu)選方案,其中所述步驟五中用氯化鈉作為濾餅進(jìn)行水洗過(guò)濾。作為本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝的一種優(yōu)選方案,其中步驟六中所述重結(jié)晶劑為甲苯與乙醇的混合溶液。本發(fā)明采用¢-氨基丙酸合成新工藝,在將¢-氨基丙腈水解中和后的溶液濃縮后直接排鹽離心,可以一步得到70%左右的氨基丙酸粗品,效率高,濃縮周期短,收率高;同時(shí),改用新的重結(jié)晶溶劑,可以使重結(jié)晶收率更高;采用噴霧干燥,優(yōu)化了回收工藝,使回收周期大幅度縮短,提高精制收率且整個(gè)工藝流程中,不存在雜質(zhì)累計(jì)而殺批的情況,¢-氨基丙酸合成新工藝精制過(guò)程聯(lián)合精制收率可以達(dá)到95%。
圖I本發(fā)明所述¢-氨基丙酸合成新工藝工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述P -氨基丙酸合成工藝工藝流程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖所示,圖中1、¢-氨基丙腈計(jì)量罐;2、水解釜;3、中和釜;4、濃縮釜;5、離心機(jī);6、洗鹽釜;7、溶解、結(jié)晶釜;8、離心機(jī);9、雙錐烘干;10、精餾塔;11、噴霧干燥。實(shí)施例I(I)水解,將P -氨基丙腈計(jì)量罐I中P -氨基丙腈控溫滴加至已加入液堿的水解釜2中進(jìn)行水解反應(yīng);(2)中和,使用鹽酸對(duì)水解后的溶液在中和爸3進(jìn)行中和;(3)濃縮,保持一定的溫度及真空度的條件下進(jìn)行在濃縮釜4中濃縮;
(4)熱過(guò)濾,加入鹽析劑采用離心機(jī)5直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到P -氨基丙Ife粗品;(5)同步操作,將濾得P -氨基丙酸粗品的濾液通過(guò)洗鹽釜6返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作;同時(shí),將¢-氨基丙酸粗品溶解以進(jìn)入下一步驟;(6)重結(jié)晶,將P -氨基丙酸粗品溶解后加入重結(jié)晶劑再溶解、結(jié)晶釜7中進(jìn)行重結(jié)晶;(7)過(guò)濾,將重結(jié)晶的混合物通過(guò)離心機(jī)8過(guò)濾得到P -氨基丙酸精品;(8)同步操作,P -氨基丙酸精品通過(guò)雙錐烘干9烘干后即得成品;同時(shí),將結(jié)晶母液轉(zhuǎn)入精餾塔10進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥11后得到回收氨基丙酸,回收氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解、結(jié)晶釜7中進(jìn)行再次溶解、重結(jié)晶循環(huán)操作。實(shí)施例2水解I.在三口燒瓶中加入液堿211.2g,用水浴鍋升溫到80°C,緩慢開(kāi)啟88g@-氨基丙腈滴加閥,控制在5-6小時(shí)滴加完,溫度80-90°C ;2.滴加結(jié)束保溫30分鐘,溫度90-95 °C,壓力_0. 02MPa ;3.保溫完畢,真空驅(qū)氨。中和I.降溫到40°C左右滴加鹽酸230g,中和溫度50°C以下;2.滴加至還剩IOg鹽酸時(shí),檢測(cè)PH,繼續(xù)滴加至PH為7時(shí),半小時(shí)后復(fù)測(cè)PH值不變。濃縮保持減壓出水溫度在85_100°C,真空度-0. 09MPa以上。熱過(guò)濾加入鹽析劑后直接熱過(guò)濾,濾液降溫得70% P -氨基丙酸粗品。洗鹽濾餅為氯化鈉,用80g水進(jìn)行洗滌,將¢-氨基丙酸洗出來(lái)后返回濃縮。溶解70%的氨基丙酸粗品再用熱水溶解,加入重結(jié)晶劑(甲苯與乙醇混合溶液)進(jìn)
行重結(jié)晶。過(guò)濾過(guò)濾得0 -氨基丙腈精品。烘干P -氨基丙酸精品轉(zhuǎn)入烘干。精餾過(guò)濾所得的母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液去噴霧干燥。噴霧干燥精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收3 -氨基丙酸,經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解釜后套用。
反應(yīng)結(jié)束后,共計(jì)得到106. 7g ¢-氨基丙酸成品,收率為94. 8%。為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果,同時(shí)進(jìn)行原工藝的反應(yīng)反應(yīng)結(jié)束后,得¢-氨基丙酸90. 5g,^ -氨基丙酸轉(zhuǎn)化率為80. 43%。即,該反應(yīng)工藝是先將P -氨基丙腈在液堿條件下水解,而后中和,少許濃縮后加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到P -氨基丙酸粗品,此時(shí)將濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作,同時(shí),將¢-氨基丙酸粗品溶解,加入新的重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶;此時(shí),將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到¢-氨基丙酸精品,烘干后即得成品,同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收¢-氨基丙酸,回收¢-氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。實(shí)施例3水解
I.在三口燒瓶中加入液堿105. 6g,用水浴鍋升溫到80°C,緩慢開(kāi)啟44g氨基丙腈滴加閥,控制在2-3小時(shí)滴加完,溫度80-90°C ;2.滴加結(jié)束保溫30分鐘,溫度90-95 °C,壓力_0. 02MPa ;3.保溫完畢,真空驅(qū)氨。中和I.降溫到40°C左右準(zhǔn)備滴加鹽酸115g,中和溫度50°C以下;2.滴加至還剩IOg鹽酸時(shí),檢測(cè)PH,繼續(xù)滴加至PH為7時(shí),半小時(shí)后復(fù)測(cè)PH值不變。濃縮保持減壓出水溫度在85_100°C,真空度-0. 09MPa以上。熱過(guò)濾加入鹽析劑后直接熱過(guò)濾,濾液降溫得70% P -氨基丙酸粗品。洗鹽濾餅為氯化鈉,用40g水進(jìn)行洗滌,將¢-氨基丙酸洗出來(lái)后返回濃縮。溶解70%的¢-氨基丙酸粗品再用熱水溶解,加入重結(jié)晶劑(甲苯與乙醇混合溶液)進(jìn)行重結(jié)晶。過(guò)濾過(guò)濾得0 -氨基丙腈精品。烘干@ -氨基丙酸精品轉(zhuǎn)入烘干。精餾過(guò)濾所得的母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液去噴霧干燥。噴霧干燥精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收氨基丙酸,經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解爸后套用。反應(yīng)結(jié)束后,共計(jì)得到53. 2g氨基丙酸成品,收率為95. 22%。為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果,同時(shí)進(jìn)行原工藝的反應(yīng)反應(yīng)結(jié)束后,得¢-氨基丙酸45g,^ -氨基丙酸轉(zhuǎn)化率為80. 54%。綜上所述,本發(fā)明采用P -氨基丙酸合成新工藝,在將P -氨基丙腈水解中和后的溶液濃縮后直接排鹽離心,可以一步得到70%左右的¢-氨基丙酸粗品,效率高,濃縮周期短,收率高;同時(shí),改用新的重結(jié)晶溶劑,可以使重結(jié)晶收率更高;采用噴霧干燥,優(yōu)化了回收工藝,使回收周期大幅度縮短,提高精制收率且整個(gè)工藝流程中,不存在雜質(zhì)累計(jì)而殺批的情況,3 -氨基丙酸合成新工藝精制過(guò)程聯(lián)合精制收率可以達(dá)到95%。應(yīng)說(shuō)明的是,以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍, 其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種3 -氨基丙酸合成新工藝,其是將3 -氨基丙腈在液堿條件下水解,而后中和,少許濃縮后加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到氨基丙酸粗品,此時(shí)將濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作,同時(shí),將氨基丙酸粗品溶解,加入新的重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶;此時(shí),將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到¢-氨基丙酸精品,烘干后即得成品,同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收氨基丙酸,回收氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的P -氨基丙酸合成新工藝,其特征在于 按照以下順序的操作步驟實(shí)現(xiàn)¢-氨基丙酸合成新工藝的 步驟一,水解,將3-氨基丙腈在液堿條件下水解; 步驟二,中和,使用強(qiáng)酸對(duì)水解后的溶液進(jìn)行中和; 步驟三,濃縮,保持一定的溫度及真空度的條件下進(jìn)行濃縮,; 步驟四,熱過(guò)濾,加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到氨基丙酸粗品; 步驟五,同步操作,將濾得氨基丙酸粗品的濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作;同時(shí),將氨基丙酸粗品溶解以進(jìn)入下一步驟; 步驟六,重結(jié)晶,將氨基丙酸粗品溶解后加入重結(jié)晶劑進(jìn)行重結(jié)晶; 步驟七,過(guò)濾,將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到¢-氨基丙酸精品; 步驟八,同步操作,¢-氨基丙酸精品烘干后即得成品;同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收氨基丙酸,回收氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3-氨基丙酸合成新工藝,其特征在于步驟二中所述強(qiáng)酸為鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3-氨基丙酸合成新工藝,其特征在于步驟三中所述一定的溫度為85 100° C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的¢-氨基丙酸合成新工藝,其特征在于步驟三中所述真空度為-0. 09MPa以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的¢-氨基丙酸合成新工藝,其特征在于所述步驟五中用氯化鈉作為濾餅進(jìn)行水洗過(guò)濾。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的¢-氨基丙酸合成新工藝,其特征在于步驟六中所述重結(jié)晶劑為甲苯與乙醇的混合溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種β-氨基丙酸合成新工藝,其是將β-氨基丙腈在液堿條件下水解,而后中和,少許濃縮后加入鹽析劑直接熱過(guò)濾,濾液降溫過(guò)濾得到氨基丙酸粗品,此時(shí)將濾液返回濃縮、過(guò)濾循環(huán)操作,同時(shí),將β-氨基丙酸粗品溶解,加入新的重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶;此時(shí),將重結(jié)晶的混合物過(guò)濾得到β-氨基丙酸精品,烘干后即得成品,同時(shí),將結(jié)晶母液進(jìn)行精餾,溶劑回收套用,精餾殘液經(jīng)噴霧干燥后得到回收氨基丙酸,回收氨基丙酸經(jīng)新溶劑洗滌后返回溶解進(jìn)行再次重結(jié)晶循環(huán)操作。該合成新工藝效率高,濃縮周期短,收率高,精制過(guò)程聯(lián)合精制收率可以達(dá)到95%。
文檔編號(hào)C07C227/26GK102827010SQ201210318450
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者李健平, 李來(lái)成, 陳英明, 崔勝凱 申請(qǐng)人:江蘇兄弟維生素有限公司