CN102381998A - γ-氨基丁酸的合成方法 - Google Patents

Abstract

一种γ - 氨基丁酸的合成方法，属于有机化学催化合成技术领域。其是以固体碱为催化剂，将呲咯烷酮的水溶液开环反应，得到反应液，对反应液过滤得到γ - 氨基丁酸溶液，而后对γ - 氨基丁酸溶液浓缩、冷却结晶和干燥，得到γ - 氨基丁酸。优点：收率可达到 94% 以上；反应时间显著缩短并且由于是一步法合成，因此工艺简练；合成过程中不产生损及环境的污染物，从而能体现清洁生产；γ - 氨基丁酸的纯度达 99% 以上。

Description

γ-氨基丁酸的合成方法

技术领域

本发明涉及一种γ-氨基丁酸的合成方法，属于有机化学催化合成技术领域。

背景技术

γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric Acid，简称GABA）是一种天然存在的功能性氨基酸，是中枢神经系统主要的抑制性氨基酸递质，介导神经系统快速抑制作用，在学习和记忆过程和视觉形成以及发育中发挥重要作用。γ-氨基丁酸存在于玄参科植物地黄的根茎及葫芦科、百合科等多种植物，也可由γ-氯代丁腈与邻苯二甲酰亚胺钾反应，再经水解制得。γ-氨基丁酸广泛应用于药品、保健食品、方便食品、烘焙食品和运动食品配料中；可制成胶囊、口服液、粉剂、糖浆、饮料、面包、饼干、巧克力糖等产品形态；γ-氨基丁酸还具有短暂的降血压作、抗惊厥和利尿等作用。

γ-氨基丁酸自发现以来，人们就在不断地探索其人工合成的途径。目前得到γ-氨基丁酸的化学合成法主要有以下三种：

1、由吡咯烷酮开环制得。将生石灰用蒸馏水消化成石灰乳，抽入水解反应釜，加吡咯烷酮，升温至125-130℃，反应压力保持在0.29MPa，保温反应10-14h以上。反应结束后降温至30℃出料过滤，用蒸馏水洗涤。滤液加碳酸氢铵，直至无钙离子检出，再加活性炭在80℃保温脱色30min，60℃过滤，用蒸馏水洗，洗液与滤液合并，在60℃减压浓缩至析出结晶，加入乙醇，冷却、过滤、干燥，得成品。

、CN100999479A公开的一种γ-氨基丁酸的制造方法，用氢氧化钠或氢氧化钾作为α-吡咯烷酮的水解开环试剂在常压下回流2～3小时生成γ-氨基丁酸钠，再用弱酸型阳离子交换树脂柱酸化处理γ-氨基丁酸钠生成γ-氨基丁酸水溶液，用反渗透装置分离γ-氨基丁酸水溶液中的部分水，然后经活性炭脱色，浓缩析晶，乙醇分散，离心分离、干燥，得到氨基丁酸成品。该法生产步骤复杂，设备要求高，而且生产过程中阳离子交换树脂需要经常活化，易产生酸性废水，造成污染。

、 CN1660777A公开的一种γ-氨基丁酸的化学合成方法，以吡咯烷酮和氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)为原料合成γ-氨基丁酸。所述具体的生产步骤是：将吡咯烷酮、氢氧化钾或氢氧化钠和水投入反应釜中，在100-150℃下回流2-6小时后，用活性碳脱色，真空抽滤，然后用冰醋酸中和，浓缩，过滤，干燥得γ-氨基丁酸。该法制备γ-氨基丁酸时产品不易提纯，产品纯度低，副产物醋酸钠处理困难。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著提高收率、有利于缩短反应时间并且简化工艺、有益于体现清洁化生产而藉以避免对环境造成污染和有便于提高产品纯度的γ-氨基丁酸的合成方法。

本发明的任务是这样来完成的，一种γ-氨基丁酸的合成方法，其是以固体碱为催化剂，将呲咯烷酮的水溶液开环反应，得到反应液，对反应液过滤得到γ-氨基丁酸溶液，而后对γ-氨基丁酸溶液浓缩、冷却结晶和干燥，得到γ-氨基丁酸。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的呲咯烷酮水溶液的质量百分比浓度为50%。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的呲咯烷酮与固体碱的质量比为1∶1.2-2。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的开环反应的温度为50-150℃，开环反应时间为6-15h。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的开环反应的温度为90-110℃，开环反应时间为10-13h。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的开环反应为常压或大于常压下进行的开环反应。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的开环反应所用的反应容器为搪瓷玻璃反应容器、玻璃反应容器或金属反应容器。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的对反应液过滤时的反应液的温度为20-30℃。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的浓缩的温度为103-107℃。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的冷却结晶的温度为4-6℃。

本发明提供的技术方案相对于已有技术收率可达到94%以上；反应时间显著缩短并且由于是一步法合成，因此工艺简练；合成过程中不产生损及环境的污染物，从而能体现清洁生产；γ-氨基丁酸的纯度达99%以上。

具体实施方式

实施例1：

在1000L带搅拌、加热、装置的不锈钢反应釜中放入170公斤水，再加入170公斤吡咯烷酮（吡咯烷酮水溶液的质量百分比浓度为50%），在搅拌下加入固体碱204公斤，然后加热升温至釜内温度在150℃，并继续反应6小时，结束反应，得到反应液，降温，将反应液在20℃下过滤得到γ-氨基丁酸溶液，然后将γ-氨基丁酸溶液的体积在105℃下浓缩至一半，然后将γ-氨基丁酸溶液在5℃下冷却结晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品162公斤。收率为78.6%,经检测γ-氨基丁酸主含量为99.81%。

本实施例的反应方程式如下：

实施例2：

在1000L带搅拌、加热、装置的搪玻璃反应釜中放入170公斤水，再加入170KG吡咯烷酮溶液，在搅拌下加入固体碱340公斤，然后加热升温至釜内温度在50℃，并继续反应15小时，结束反应。降温，将反应液在30℃下过滤得到γ-氨基丁酸溶液，然后将γ-氨基丁酸溶液的体积在107℃下浓缩至一半，然后将γ-氨基丁酸溶液在4℃下冷却结晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品160.5公斤。收率为77.9%,经检测γ-氨基丁酸主含量为99.6%。其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

在1000L带搅拌、加热、装置的不锈钢反应釜中放入170公斤水，再加入170KG吡咯烷酮溶液，在搅拌下加入固体碱221公斤，然后加热升温至釜内温度在90℃，并继续反应12小时，结束反应。降温，将反应液在25℃下过滤得到γ-氨基丁酸溶液，然后将γ-氨基丁酸溶液的体积在106℃下浓缩至一半，然后将γ-氨基丁酸溶液在6℃下冷却结晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品188.6公斤。收率为91.55%,经检测γ-氨基丁酸主含量为99.6%。其余均同对实施例1的描述。

实施例4：

在1000mL带搅拌、加热、装置的玻璃反应釜中放入170mL水，再加入170g吡咯烷酮溶液，在搅拌下加入固体碱289g，然后加热升温至釜内温度在110℃，并继续反应10小时，结束反应。降温，将反应液在27℃下过滤得到γ-氨基丁酸溶液，然后将γ-氨基丁酸溶液的体积在105℃下浓缩至一半，然后将γ-氨基丁酸溶液在5℃下冷却结晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品190.2 g。收率为92.33%,经检测γ-氨基丁酸主含量为99.6%。其余均同对实施例1的描述。

实施例5：

在1000mL带搅拌、加热、装置的玻璃反应釜中放入170mL水，再加入170g吡咯烷酮溶液，在搅拌下加入固体碱255g，然后加热升温至釜内温度在100℃，并继续反应13小时，结束反应。降温，将反应液在26℃下过滤得到γ-氨基丁酸溶液，然后将γ-氨基丁酸溶液的体积在105℃下浓缩至一半，然后将γ-氨基丁酸溶液在5℃下冷却结晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品195.2 g。收率为94.75%,经检测γ-氨基丁酸主含量为99.59%。其余均同对实施例1的描述。

Claims (10)

1.一种γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于其是以固体碱为催化剂，将呲咯烷酮的水溶液开环反应，得到反应液，对反应液过滤得到γ-氨基丁酸溶液，而后对γ-氨基丁酸溶液浓缩、冷却结晶和干燥，得到γ-氨基丁酸。

2.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的呲咯烷酮水溶液的质量百分比浓度为50%。

3.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的呲咯烷酮与固体碱的质量比为1∶1.2-2。

4.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的开环反应的温度为50-150℃，开环反应时间为6-15h。

5.根据权利要求4所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的开环反应的温度为90-110℃，开环反应时间为10-13h。

6.根据权利要求1或4或5所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的开环反应为常压或大于常压下进行的开环反应。

7.根据权利要求6所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的开环反应所用的反应容器为搪瓷玻璃反应容器、玻璃反应容器或金属反应容器。

8.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的对反应液过滤时的反应液的温度为20-30℃。

9.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的浓缩的温度为103-107℃。

10.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的合成方法，其特征在于所述的冷却结晶的温度为4-6℃。