CN105693558A - 一种通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，它包括如下步骤：(1)将盐酸胍水溶液与氢氧化钠水溶液分别同时泵入微结构混合器I中，混合均匀后，在微通道反应器I中反应，得到游离胍反应液；(2)将游离胍反应液与氯乙酸水溶液分别同时泵入微结构混合器II中，混合均匀后，在微通道反应器II中反应得到胍基乙酸反应液；(3)反应结束后，将胍基乙酸反应液降温、结晶、过滤、收集滤渣、干燥得到胍基乙酸。
Description
技术领域
本发明属于化学合成及工艺领域，具体涉及利用盐酸胍、氢氧化钠和氯乙酸通过微通道反应装置高效生产胍基乙酸的方法。
背景技术
胍基乙酸又称胍乙酸(Glycocyamine或Guanidineaceticacid，GAA)是人类及动物体内自身存在的一种物质，是肌酸的前体物，在机体内是由甘氨酸和精氨酸合成的含有高能磷酸基团转移势能的磷酸肌酸在肌肉神经组织中广泛存在，是肌肉组织中主要的能量供应物质，添加胍基乙酸使肌体产生大量的磷酸基团转移物质(磷酸肌酸)可以促进肌肉块的增长，也可以作为食品添加剂饲料添加剂及有机合成中间体等，同时胍基乙酸也是一种抗菌剂，对金黄色葡萄球菌抑菌效果明显。
通常胍基乙酸的合成方法有化学合成法，通常将硫脲与溴乙烷反应生成S-乙基硫脲氢溴酸盐,用氢氧化钠中和,再与甘氨酸反应制得胍基乙酸。该方法制备工艺较复杂，且产品收率不高，其中CN102702032A中表明了一种从乙醇胺与O-甲基异脲在40-50℃反应1h应制得胍基乙醇，然后胍基乙醇与二氧化锰在50-60℃下反应1h制得胍基乙酸。反应路线见图1；CN101462983A中表明了一种以甘氨酸和单氰胺为原料，按照1:1的摩尔比，水作溶剂，碳酸氢钠或碳酸钠存在下反应制备而成。反应路线见图2。
这些制备胍基乙酸的方法，反应过程较为繁琐，原料不易获得，并且产率不高，不利于工业化生产，然而微通道反应器具有分子间扩散距离短，微通道比表面积大，传热和传质速率快等优点，所以使用微通道反应器生产胍基乙酸能够克服以上缺点
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，它包括如下步骤：
(1)将盐酸胍水溶液与氢氧化钠水溶液分别同时泵入微结构混合器I中，混合均匀后，在微通道反应器I中反应，得到游离胍反应液；
(2)将游离胍反应液与氯乙酸水溶液分别同时泵入微结构混合器II中，混合均匀后，在微通道反应器II中反应得到胍基乙酸反应液；
(3)反应结束后，将胍基乙酸反应液降温、结晶、过滤、收集滤渣、干燥得到胍基乙酸。
步骤(1)中，所述的盐酸胍水溶液，溶质盐酸胍的浓度为4～5mol/L；所述的氢氧化钠水溶液，溶质氢氧化钠的浓度为5～6mol/L。
步骤(1)中，盐酸胍水溶液与氢氧化钠水溶液的体积流量比为1:1～2。
步骤(1)中，微通道反应器I的反应温度为10～20℃，反应温度优选为10℃；保留时间为2～10min，保留时间优选为4min。
步骤(2)中，所述的氯乙酸水溶液，溶质氯乙酸的浓度为4～5mmol/L。
步骤(2)中，游离胍反应液与氯乙酸水溶液进入微通道反应器II的体积流量比为1:1-1.5。
步骤(2)中，微通道反应器II的反应温度为30～40℃，反应温度优选为40℃；保留时间为10～30min，保留时间优选为20min。
其中，所述的微通道反应装置包括：微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II，所述的微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II依次串联连通。
其中，所述的微通道反应器I、微通道反应器II的直径为1.5mm，体积为150ml。
有益效果：与现有技术相比，本发明的主要优势有：
本发明制备胍基乙酸的方法原料常见，反应时间较短，并且反应过程由于微反的传质效应好，反应的的选择性和产率均优于之前的制备方法，反应对盐酸胍的转化率100％，胍基乙酸产率为87％左右。
附图说明
图1为以乙醇胺为原料传统路线合成方法。
图2为以甘氨酸为原料传统路线合成方法。
图3为本发明路线示意图。
图4为本发明合成路线图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明中，所述的微通道反应装置包括：微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II，所述的微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II依次串联连通。
所述为混合器为slitplatemixerLH25(HastelloyC)；购自于EhrfeldMikrotechnikBTSGmbH,型号为0109-4-0004-F。
所述微结构反应器为meanderreactorHC、sandwichreactorHC、fixedbedmeanderreactorHC；优选sandwichreactorHC，购自于EhrfeldMikrotechnikBTSGmbH，型号分别为0211-2-0314-F；0222-2-2004-F。
所述管状温度控制模块，购自于EhrfeldMikrotechnikBTSGmbH，型号为0501-2-1004-F。
该方案主要经过两步反应，分别是盐酸胍和氢氧化钠反应生成游离胍，以及游离胍溶液与氯乙酸水溶液反应制备胍基乙酸。
实施例1：
在第一原料储罐中配置盐酸胍的水溶液，盐酸胍与水的配比为1mol:200ml，在第二原料储罐中配置氢氧化钠的水溶液，氢氧化钠与水的配比为1mol:250ml。等待泵入微结构混合器中，进入微结构反应器反应。
实施例2～10：
将第一原料储罐(盐酸胍的水溶液)与第二原料储罐(氢氧化钠的水溶液)按照体积流量比为1:1泵入微结构反应器中，在一定的温度下，保留一段时间，取微结构反应器I出来的反应液检测。
表1实施例2-10的选择性和转化率
实施例11～16：
配置的第三原料储罐(氯乙酸水溶液)氯乙酸与水的摩尔体积比为1mol:200ml，将氯乙酸水溶液与微结构反应器I出来的反应液按照1:1的体积流量比在不同的反应温度下反应一定的时间，取从微结构反应器II出来的固渣检测胍基乙酸的产率和纯度。具体实施例和配比见下表所示。
表2实施例11～16的选择性和转化率
实施例23：
收集从微结构反应器II出来的反应液，将该混悬液过滤，收集滤渣，滤渣在70℃下真空干燥。取样品称量得率为87％。
Claims (9)
1.一种通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)将盐酸胍水溶液与氢氧化钠水溶液分别同时泵入微通道反应装置中的微结构混合器I中，混合均匀后，在微通道反应装置中的微通道反应器I中反应，得到游离胍反应液；
(2)将游离胍反应液与氯乙酸水溶液分别同时泵入微通道反应装置中的微结构混合器II中，混合均匀后，在微通道反应装置中的微通道反应器II中反应得到胍基乙酸反应液；
(3)反应结束后，将胍基乙酸反应液降温、结晶、过滤、收集滤渣、干燥得到胍基乙酸。
2.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的盐酸胍水溶液，溶质盐酸胍的浓度为4～5mol/L；所述的氢氧化钠水溶液，溶质氢氧化钠的浓度为5～6mol/L。
3.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，盐酸胍水溶液与氢氧化钠水溶液的体积流量比为1:1～2。
4.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，微通道反应器I的反应温度为10～20℃，保留时间为2～10min。
5.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的氯乙酸水溶液，溶质氯乙酸的浓度为4～5mmol/L。
6.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，游离胍反应液与氯乙酸水溶液进入微通道反应器II的体积流量比为1:1～1.5。
7.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，微通道反应器II的反应温度为30～40℃，保留时间为10～30min。
8.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，所述的微通道反应装置包括：微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II，所述的微结构混合器I、微通道反应器I、微结构混合器II、微通道反应器II依次串联连通。
9.根据权利要求1所述的通过微通道反应装置连续生产胍基乙酸的方法，其特征在于，所述的微通道反应器I、微通道反应器II的直径为1.5mm，体积为150ml。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |