一种制备高纯度n,n-二甲基甘氨酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备高纯度N，N- 二甲基甘氨酸的方法，属于有机合成技术领域。
【背景技术】
[0002]N，N- 二甲基甘氨酸作为药物可用于治疗忧郁症，提高人体免疫力，增强人体的耐受力，此外，可以在人体内合成游离基，促进体组织对氧的利用作用，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。并且N，N-二甲基甘氨酸有很强的的吸水性，可以作为皮肤渗透促进剂和化妆品的添加剂，同时也能够作为食品抗氧剂。
[0003]N，N- 二甲基甘氨酸的制备方法主要包括生物提取法和化学合成法，主要以化学合成法为主。传统的方法均是采用氯乙酸钠与二甲胺制备N，N-二甲基甘氨酸，但是氯化钠与产品很难分离，很难得到高纯度的N，N- 二甲基甘氨酸。也有以甘氨酸为原料，得到N，N- 二甲基甘氨酸，但是，此路线反应时间长，产率较低，仅有64-67%的收率，且甲酸很难从体系中分离出来，产物纯度不够。也有用氰化钠，二甲胺，亚硫酸氢钠，甲醛反应制备N，N-二甲基甘氨酸，但是此反应的收率仅为52.8%。也有一甘氨酸，甲醛，亚磷酸，氢氧化钠反应合成N，N-二甲基甘氨酸的工艺，也同样存在盐不易分离的情况。用甘氨酸，甲醛反应，然后，高压加氢的工艺，但是因为催化剂昂贵，还不适用于工业化生产。
[0004]《N，N- 二甲基甘氨酸的合成与提纯研宄》中提到了将得到的N，N- 二甲基甘氨酸含有氯化钠的溶液通过电渗析的方法除去系统中的盐分，但是盐分的去除率受到一定的限制，也无法制备高纯度的N，N- 二甲基甘氨酸。
[0005]综上所述，N，N- 二甲基甘氨酸得到高纯度的产品有很大的难度。本专利的目的是针对现有技术存在的问题进行了摸索和开发，提高了产品的纯度，得到了高纯度的产品，工艺过程较简单，省去了复杂的除盐过程，利于环保。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种制备高纯度N，N- 二甲基甘氨酸的新方法。
[0007]本发明的技术方案概述如下:
[0008]将羟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，并蒸馏得到含有甲醇，水，N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物。然后，在60-100°C下进行水解，蒸出多余的甲醇，得到高纯度的N，N-二甲基甘氨酸水溶液，然后析晶，得到产品。收率达到90%以上，纯度达到99.9%以上。
[0009]具体步骤包括:
[0010](I)将羟基乙腈加入到二甲胺溶液中，控制温度在0_50°C，控制加入速度，然后继续保温3?8h。无需后处理，直接得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0011](2)将上述N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液与硫酸作用水解，得到二甲基甘氨酸和硫酸氢铵的水溶液。
[0012](3)向N，N_ 二甲基甘氨酸和硫酸氢铵的水溶液中加入甲醇进行酯化，并蒸馏出含有N，N- 二甲基甘氨酸甲酯和甲醇等的混合物。
[0013](4)将水加入到N，N- 二甲基甘氨酸甲酯中进行水解，分离出甲醇，得到N，N- 二甲基甘氨酸的水溶液；
[0014](5)将N，N- 二甲基甘氨酸的水溶液浓缩，降温，过滤，得到N，N- 二甲基甘氨酸固体。
[0015]所述的N，N- 二甲基甘氨腈的浓度为40%以上，所述的硫酸浓度98%以上，所述的N，N-二甲基甘氨腈和硫酸的摩尔比为1: 1-2。
[0016]与硫酸作用的温度为50_120°C，反应时间为5-10小时。
[0017]所述的水解温度为60_100°C。
[0018]所述的与甲醇的酯化反应是多次进行的。
[0019]所述的N，N-二甲基甘氨酸甲酯的混合物是被蒸馏出来的，常压蒸馏或是减压蒸饱。
[0020]此工艺路线提高了产品纯度，产品中无盐存在。产品质量好，收率高。对于实现工业化有很高的经济价值和社会价值。
[0021]有益效果
[0022]本发明的生产工艺具有以下有益效果。
[0023](I)本发明工艺产品收率高，纯度高，可达99.9%以上，满足了 N，N- 二甲基甘氨酸作为药品、食品以及护理品的纯度要求；
[0024](2)本发明工艺使用的原料易得、价格低廉，使得整体工艺成本较低，具有很大的经济价值；
[0025](3)本发明工艺步骤较少，基本是一锅法完成，减少了操作，利于工业化生产；
[0026](4)本发明工艺采用成酯时的分段酯化，保证了酯化产物纯度和收率；
[0027](5)本发明工艺中不使用酸、碱等物质进行酯的水解，而是利用反应平衡的原理，将醇移出从而使水解反应进行，从而减少了酸、碱以及生成的盐的对产物污染和废水的排放，对环境友好。
[0028]
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0030]实施例1
[0031]在四口烧瓶中，先加入40%的二甲胺水溶液lmol，然后在5°C的条件下，搅拌下滴加Imol羟基乙腈，滴加0.5h完毕，保温2h，制备得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0032]在装有搅拌，温度计，恒压滴液漏斗和回流冷凝器的四口烧瓶中，加入浓硫酸lmol，再加入30g水，升温到100°C，缓慢滴加N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液，滴加过程中，蒸出80g水，然后，在体系中加入3mol甲醇，在回流条件下进行酯化，同时蒸出生成的水和N，N-二甲基甘氨酸甲酯，然后再加入2mol甲醇，lmol甲醇重复上述操作。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，进行水解，当釜内甲醇几乎采净时，得到N，N-二甲基甘氨酸的水溶液，继续浓缩，降温，过滤，得到N，N- 二甲基甘氨酸固体50g，含量99.9%。
[0033]实施例2
[0034]在四口烧瓶中，先加入40%的二甲胺水溶液lmol，然后在15°C的条件下，搅拌下滴加Imol羟基乙腈，滴加0.5h完毕，保温2h，制备得到N，N- 二甲基甘氨腈的水溶液。
[0035]在装有搅拌，温度计，恒压滴液漏斗和回流冷凝器的四口烧瓶中，加入浓硫酸0.8mol，再加入30g水，升温到120°C，缓慢滴加N，N_ 二甲基甘氨腈的水溶液，滴加过程中，蒸出50g水，然后，在体系中加入5mol甲醇，在回流条件下进行酯化，同时蒸出生成的水和N，N-二甲基甘氨酸甲酯，然后再加入3mol甲醇，lmol甲醇重复上述操作。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