本发明属于甜菜碱类化合物制备，具体涉及一种甜菜碱类季铵碱的制备方法。
背景技术：
1、甜菜碱类化合物是精细化工领域中的季铵型生物碱之一。甜菜碱具有降血脂、抗衰老、吸湿性、两性活性、抗氧化、耐酸碱及高温等多种特性，因此广泛应用于食品、饲料、医药、个人护理、日化及印染等领域。可以通过对天然产物的提取或化学合成途径获得甜菜碱以满足市场需求。
2、目前制备甜菜碱的方法主要有两种：一种是从甜菜糖蜜发酵液中提取，其提取工艺主要是离子排斥法，应用聚乙烯-二乙烯树脂色谱分离柱，洗脱出的甜菜碱母液，经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得无水或一水合甜菜碱。本方法受到季节和地区的限制，提取工艺也比较烦琐。另一种是通过化学合成方法制备，采用氯乙酸和三甲胺为原料在碱液中进行反应生成甜菜碱和氯化钠。
3、实际生产过程中我们发现，在化学合成甜菜碱的工艺中，为提高氯乙酸转化率，均存在三甲胺严重过量的情况，使得三甲胺的利用率较低，回收困难，回收成本过高。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，达到避免原料水解、原料利用率高、反应速度快的目的。
2、另外生产中我们还发现若以强碱性物质作为缚酸剂，存在反应温度较高，氯乙酸水解，反应时间较长等缺点。
3、同时后处理脱水过程中存在水分难蒸发；溶剂萃取时易与氯化钠形成胶体，增大了氯化钠在萃取剂中溶解度，致使结晶产品中氯化钠含量较高等问题。
4、本发明解决现有技术的问题是采用以下技术方案实现的：
5、本发明目的在于提供一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，包括以下步骤：将叔胺和碱性化合物在25℃以下混合均匀后，再加入氯代羧酸或氯代羧酸酯，0～70℃阶段升温反应1～7h，然后反应液经浓缩、脱盐、重结晶与干燥处理后即得产品。
6、进一步的，叔胺化合物结构式为
7、
8、式中
9、r1、r2＝—ch3或—ch2ch3；
10、r3＝—(ch2)nch3，n＝0～17。
11、进一步的，碱性化合物为碱金属、碱土金属、铵的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种。
12、进一步优选的，碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钙、碳酸氢镁、碳酸氢钡、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种。
13、进一步的，氯代羧酸结构式为
14、
15、氯代羧酸酯结构式为
16、
17、式中
18、m＝1或2；
19、r4＝—ch3或—ch2ch3；
20、r5＝h、—ch3、—ch2ch3或—ch2c6h5。
21、进一步的，氯代羧酸或氯代羧酸酯与一元碱性化合物摩尔比为1：1.04，氯代羧酸或氯代羧酸酯与二元碱性化合物摩尔比为1：0.52，氯代羧酸或氯代羧酸酯与叔胺的摩尔比为1：1.01～1.50。
22、进一步的，反应液浓缩为将反应液减压蒸馏至固含量74～82％，保温条件下过滤除去析出固体后，滤液继续蒸馏至固含量89～92％结束。
23、进一步的，脱盐过程为向浓缩产物中加入有机溶剂，甜菜碱充分溶解后过滤除去不溶物。
24、进一步的，重结晶工艺为将脱盐后滤液升温至70℃，减压蒸馏至甜菜碱开始析出为止，然后缓慢降温至室温，甜菜碱析出，过滤后向滤液中缓慢加入不良溶剂，使甜菜碱继续析出，过滤并收集滤饼。
25、进一步的，干燥采用流化床干燥，干燥温度160℃。
26、与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
27、1、本发明甜菜碱类季铵碱的制备方法先将叔胺与碱性化合物原料低温混合，再加入氯代羧酸或氯代羧酸酯后阶段升温，相比现有技术的制备方法原料利用率高，制得的甜菜碱含量97.7-99.5％，收率94.5-98.5％，均高于现有制备方法制得的甜菜碱。
28、2、本发明的制备方法控制反应温度，避免原料水解，且反应速度快，合成反应效率明显提高。
29、3、本发明同时还优化了后处理工艺的缺陷，经浓缩、脱盐、重结晶与干燥处理，溶剂萃取时不易与氯化钠形成胶体，使结晶产品中氯化钠含量降低，提供产品质量。
30、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述内容和其目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将叔胺和碱性化合物在25℃以下混合均匀后，再加入氯代羧酸或氯代羧酸酯，0～70℃阶段升温反应1～7h，然后反应液经浓缩、脱盐、重结晶与干燥处理后即得产品。
2.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：叔胺化合物结构式为
3.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：碱性化合物为碱金属、碱土金属、铵的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种。
4.如权利要求3所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钙、碳酸氢镁、碳酸氢钡、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种。
5.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：氯代羧酸结构式为
6.如权利要求1-5任一项所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：氯代羧酸或氯代羧酸酯与一元碱性化合物摩尔比为1：1.04，氯代羧酸或氯代羧酸酯与二元碱性化合物摩尔比为1：0.52，氯代羧酸或氯代羧酸酯与叔胺的摩尔比为1：1.01～1.50。
7.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：反应液浓缩为将反应液减压蒸馏至固含量74～82％，保温条件下过滤除去析出固体后，滤液继续蒸馏至固含量89～92％结束。
8.如权利要求1或7所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：脱盐过程为向浓缩产物中加入有机溶剂，甜菜碱充分溶解后过滤除去不溶物。
9.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：重结晶工艺为将脱盐后滤液升温至70℃，减压蒸馏至甜菜碱开始析出为止，然后缓慢降温至室温，甜菜碱析出，过滤后向滤液中缓慢加入不良溶剂，使甜菜碱继续析出，过滤并收集滤饼。
10.如权利要求1所述一种甜菜碱类季铵碱的制备方法，其特征在于：干燥采用流化床干燥，干燥温度160℃。