一种适合规模化生产的n,n-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺的制作方法
【专利摘要】一种适合规模化生产的N,N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，包括如下步骤：称取氯乙酸置于反应釜中，依序加入正丁醇、对甲苯磺酸，机械搅拌，升温至60℃～70℃，回流分水；称取二甲胺置于反应釜中，将反应液在50℃～60℃下加入，加入完成后，在该温度段保温1h～2h；分出制得反应液的有机相，水相加入正丁醇萃取，合并有机相；将制得的有机相真空浓缩，回收环己烷；将得到的剩余有机相升温至70℃～87℃，加液碱调节pH至7～9，在该温度保温2h～3h，降温过滤、干燥得产品。本发明提供的合成制备工艺原料易得、便宜，工艺简单、方便操作，不存在提纯困难的问题，成本较低，无“三废”排放。
【专利说明】一种适合规模化生产的N, N- 二甲基甘氨酸钠盐合成工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学合成【技术领域】，具体地说是涉及一种适合规模化生产的N，N- 二甲基甘氨酸钠盐合成工艺。
【背景技术】
[0002]目前，N,N-二甲基甘氨酸钠盐，英文名称:N, N-Dimethylglycinesodium saltCAS 号:18319-88-5，分子量:127.11，分子式=C4H8NNaO2,密度:1.069g/cm3,沸点:175.2° Cat760mmHg,闪点:59.8°C,白色片状晶体或粉末。
[0003]N，N-二甲基甘氨酸钠盐是一种内原性化合物钠盐，同时也是生物体内一种非常有效的代谢酶，由于它具有两性分子结构的特点，使其具有很多独特的功能，能够刺激B细胞产生更高的抗体反应并加强T细胞和巨噬细胞的活性，所以作为药物N，N-二甲基甘氨酸钠盐可用于治疗忧郁症，提高人体免疫力，增强人体的耐受力。此外，N, N- 二甲基甘氨酸钠盐可以在人体内合成游离基，促进体组织对氧的利用，具有抗氧化和增进体液和细胞免疫反应的作用，也可以有效的加倍干扰素的产生，因而是一种不产生热量的营养物质。将N，N-二甲基甘氨酸钠盐与抗细胞内感染或寄生虫病(如疟疾)的疫苗联合使用，则其免疫作用更明显，结构中的甲基具有转甲基化作用，这一提供甲基的能力可以用来抵抗毒瘤或癌症，所以，可以考虑与肿瘤相关抗原结合用于癌症的治疗。另外，由于N，N-二甲基甘氨酸钠盐具有很强的吸水性，它可以作为皮肤渗透促进剂和化妆品的添加剂；因它的抗氧化特性，可以作为食品的抗氧剂；N，N-二甲基甘氨酸钠盐在生物体代谢中的产物或者被身体利用或者可以从身体内安全的排除，所以无毒性。
[0004]二甲基甘氨酸钠盐作为VB16医药中间体，在营养上具有重要应用价值。应用于食品、医疗对人体无毒副作用；应用 饲料添加剂动物体内无累积残留。2011年5月份通过欧盟授权取得合法性，由于是新产品，市场推广需要一定的时间，但潜在价值巨大。
[0005]传统制备N，N- 二甲基甘氨酸钠盐的方法为先合成N，N- 二甲基甘氨酸，再与液碱中和。以往制备N，N-二甲基甘氨酸的方法有:用氰化钠、二甲胺、亚硫酸氢钠、甲醛反应制备N，N-二甲基甘氨酸，这种合成方法采用了剧毒的氰化钠作为反应原料，由于氰化钠在反应中不能被完全反应掉或水解掉，将对环境造成影响；在甲酸环境中甲醛与甘氨酸反应制备N，N-二甲基甘氨酸，这种方法不易从甲酸体系中得到纯净的N，N-二甲基甘氨酸；以甘氨酸和甲醛为原料在钯/碳催化剂的存在下常压加氢合成N，N- 二甲基甘氨酸，这种方法催化剂成本太高。现在，也有一种方法，利用氯乙酸与氢氧化钠反应生成氯乙酸钠，氯乙酸钠再与二甲胺反应，经电渗析除盐后，在乙醇中重结晶得到N，N-二甲基甘氨酸，这种方法氯乙酸先要与氢氧化钠反应，由于氢氧化钠碱性太强，容易使氯乙酸发生水解反应，生成羟基乙酸钠，使收率偏低，而且反应过程中生成的氯化钠不易除掉，要用到电渗析，工业生产中上整套电渗析设备成本太高，能耗也太高，通过电渗析后，有一部分N，N.二甲基甘氨酸会通过膜进入到浓水中去，使收率降低，收率只有60%左右。
[0006]总之，以上方法都不适合工业生产。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种适合规模化生产的N，N- 二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其合成路线简单明确，收率高，而且无污染物产生，从而消除上述【背景技术】中缺陷。[0008]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0009]一种适合规模化生产的N，N- 二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，包括如下步骤:
[0010]S1、称取氯乙酸置于反应釜中，依序加入正丁醇、对甲苯磺酸，机械搅拌，升温至60°C~70°C，回流分水；
[0011]S2、称取二甲胺置于反应釜中，将步骤SI制得的反应液在50°C~60°C下加入，加入完成后，在该温度段保温Ih~2h ;
[0012]S3、分出步骤S2制得反应液的有机相，水相加入正丁醇萃取，合并有机相；
[0013]S4、将步骤S3制得的有机相真空浓缩，回收环己烷；
[0014]S5、将步骤S4得到的剩余有机相升温至70°C~87 V，加液碱调节pH至7~9，在该温度保温2h~3h，降温过滤、干燥得产品。
[0015]作为一种改进，所述步骤SI中，氯乙酸与正丁醇的摩尔比为1:1.5。
[0016]作为一种改进,所述步骤SI中，每1000mol氯乙酸,对应加入5kg~7kg的对甲苯磺酸。
[0017]作为一种改进，所述步骤S2中，氯乙酸与二甲胺的摩尔比是1:2。
[0018]作为一种改进，所述液碱的浓度不小于32wt%。
[0019]本方法中所用的原料中，氯乙酸纯度不低于97.5%、正丁醇纯度不低于99%、对甲苯磺酸纯度不低于99%、二甲胺浓度不低于40%。本发明为了方便描述，上述步骤中的对甲苯磺酸以纯物料计。
[0020]本发明提供的技术方案中，首先利用氯乙酸和正丁醇在对甲苯磺酸存在的条件下反应，生成氯乙酸丁酯，然后将氯乙酸丁酯在特定条件下与二甲胺反应，生成N，N 二甲基甘氨酸丁酯，最后向N，N 二甲基甘氨酸丁酯中加入液碱调节pH，同时将反应体系严格控制在特定的温度段，最终生成N，N- 二甲基甘氨酸钠盐。整个过程不产生N，N- 二甲基甘氨酸，直接合成N，N- 二甲基甘氨酸钠盐。
[0021]本发明提供了一种新的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成思路，避免了传统工艺中，首先合成N，N-二甲基甘氨酸，然后再与氢氧化钠溶液进行中和反应从而制得二甲基甘氨酸钠盐中存在的各种弊端。
[0022]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0023]和以往方法相比，本发明采用了完全不同的合成工艺，其原料易得、便宜，工艺简单、方便操作，不存在提纯困难的问题，生产过程中多余的二甲胺可以循环利用，无“三废”排放，正丁醇可以回收利用，降低成本，N，N-二甲基甘氨酸钠盐含量达到99%以上，在国内外，处于领先地位。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0025]实施例1
[0026]称取氯乙酸2000mol置于1000L的反应釜中，顺次加入正丁醇3000mol、对甲苯磺酸12kg，机械搅拌，升温至60°C，回流分水；称取二甲胺4000mol置于2000L的反应釜中，在60°C下将上步反应液加入，控温60°C，滴加完成后，在该温度段保温1.0h ;分出上步反应液的有机相，水相加入正丁醇120kg萃取，合并有机相；将有机相真空浓缩，回收环己烷；将剩余有机相升温至80°C，加液碱调节pH至7，在该温度保温2h，降温过滤、干燥得产品213.74kg,收率为 85.49%。
[0027]
【权利要求】
1.一种适合规模化生产的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其特征在于:包括如下步骤: 51、称取氯乙酸置于反应釜中，依序加入正丁醇、对甲苯磺酸，机械搅拌，升温至600C~70°C，回流分水； 52、称取二甲胺置于反应釜中，将步骤SI制得的反应液在50°C~60°C下加入，加入完成后，在该温度段保温Ih~2h ; 53、分出步骤S2制得反应液的有机相，水相加入正丁醇萃取，合并有机相； 54、将步骤S3制得的有机相真空浓缩，回收环己烷； 55、将步骤S4得到的剩余有机相升温至70°C~87V，加液碱调节pH至7~9，在该温度保温2h~3h，降温过滤、干燥得产品。
2.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其特征在于:所述步骤SI中，氯乙酸与正丁醇的摩尔比为1:1.5。
3.如权利要求1或2所述的一种适合规模化生产的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其特征在于:所述步骤SI中，每1000mol氯乙酸,对应加入5kg~7kg的对甲苯磺酸。
4.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其特征在于:所述步骤S2中，氯乙酸与二甲胺的摩尔比是1:2。
5.如权利要求1所述的一种适合规模化生产的N，N-二甲基甘氨酸钠盐合成工艺，其特征在于:所述液碱的浓度不小于32wt%。
【文档编号】C07C229/12GK103524363SQ201310499459
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】马兴群, 丁振柱, 曾凡伟, 张守伟, 张毅丰, 孟涛 申请人:潍坊祥维斯化学品有限公司