CN106349093B - 一种二羧甲基丙氨酸及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二羧甲基丙氨酸，所述二羧甲基丙氨酸，结构式如下：
Description
技术领域
本发明涉及有机化学领域，具体涉及一种二羧甲基丙氨酸及其合成方法。
背景技术
二羧甲基丙氨酸（MGDA）是巴斯夫公司开发的新一代可生物降解的鳌合剂，在没有细菌的情况下，可自行降解68%以上；在标准状态下14天可降解89-100%。与其它新型鳌合剂比，MGDA能在广泛的PH范围内（2~13.5）和高温条件下，与金属离子形成稳定的络合物，且不形成沉淀。超强的络合作用，良好的安全特性，能够生物降解，对环境友好。使得国内外专家一致认为，MGDA在洗涤、日用、造纸、印染等行业被认为是含磷鳌合物的最佳替代物，对于环境污染的源头控制，减轻环境压力具有重要的作用。
MGDA的生产国际上采用Strecker方法（US5817864、 US5849950、 CN101171226），虽有成本低的优点。但该方法存在几个缺点：（1）需要高压；（2）副产较大数量的次氮基三乙酸二钠盐；（3）需要用到大量的氢氰酸和氨气等剧毒气体。一旦泄漏将酿成重大环保事件，安全生产和环保风险很大。
2011年，Basf公司发展了另一合成方法（US20110257431），虽革除了氢氰酸，但仍然需要用到易燃易爆的环氧乙烷气体，仍然需要高压反应等。
发明内容
针对现有技术的不足，提供一种二羧甲基丙氨酸及其合成方法，以实现以下发明目的：
（1）本发明制备二羧甲基丙氨酸过程中，不需要高压，常压即可完成合成；
（2）本发明制备二羧甲基丙氨酸过程中，副产物少，收率高，大大提高了原料利用率，节约能源，降低消耗；
（3）本发明过程中不会产生氢氰酸和氨气等剧毒物质，安全系数高；
（4）本发明过程中操作简便，成本低，三废少；
（5）本发明制备的二羧甲基丙氨酸绿色环保可降解，具有良好的工业化前景。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种二羧甲基丙氨酸（Ⅰ），其特征在于：所述二羧甲基丙氨酸（Ⅰ），结构式如下：
以下是对上述技术方案的进一步改进：
一种二羧甲基丙氨酸（Ⅰ）的合成方法，其特征在于：包括混合反应步骤。
所述混合反应步骤：将2-氯丙酸和亚氨基二乙酸在一定反应温度下反应制得二羧甲基丙氨酸（Ⅰ）。
所述反应温度为100℃-150℃。
所述反应温度为120℃。
所述反应时间为4-10小时。
所述反应时间为6小时。
所述方法还包括步尾气处理步骤；所述尾气处理步骤：将尾气通入20%氢氧化钠溶液中。
所述方法还包括产物回收步骤；所述产物回收步骤：将混合反应后的混合液，降温至60℃，减压至10 mmHg后，蒸馏回收2-氯丙酸；剩余物用100 mL甲醇洗涤，过滤，50℃干燥得二羧甲基丙氨酸。
由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果如下：
（1）本发明制备过程中，不需要高压，常压即可完成合成；
（2）本发明过程中，副产物少，收率高达85-97%；
（3）本发明过程中不会产生氢氰酸和氨气等剧毒物质，安全系数高；
（4）本发明过程中操作简便，成本低，三废少；，大大提高了原料利用率，节约能源，降低消耗；
（5）本发明制备的二羧甲基丙氨酸绿色环保可降解，具有良好的工业化前景。
具体实施方式
下述实施方式更好地说明本发明内容，但本发明不限于下述实施例；
以下是本发明的反应过程：
实施例1 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步骤1 混合反应：
将亚氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反应瓶中，30分钟升温至120 ℃，反应6小时。
步骤2 尾气处理：
尾气通入20%氢氧化钠溶液中，进行尾气处理，回收。
步骤3 产物回收：
将混合反应后的混合液，降温至60度，减压至10 mmHg后，蒸馏回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗涤，过滤，50度干燥得200 g二羧甲基丙氨酸，收率为97%。
检测指标如下：
ESI-MS：（m/z，%）=206（M+）
1H NMR （DMSO-d 6）:δ＝1.22（d，3H），3.29（s，4H），3.67（q，1H）ppm。
实施例2 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步骤1 混合反应：
将亚氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反应瓶中，30分钟升温至100 ℃，反应10小时。
步骤2 尾气处理：
尾气通入20%氢氧化钠溶液中，反应完毕。
步骤3 产物回收：
将混合反应后的混合液，降温至60度，减压至10 mmHg，蒸馏回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗涤，过滤，50℃干燥得175 g二羧甲基丙氨酸，收率为85%。
1H NMR和MS与实例1一致。
实施例3 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步骤1 混合反应：
将亚氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反应瓶中，30分钟升温至150 ℃，反应4小时，
步骤2 尾气处理：
尾气通入20%氢氧化钠溶液中，反应完毕。
步骤3 产物回收：
将混合反应后的混合液，降温至60度，减压至10 mmHg，蒸馏回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗涤，过滤，50℃干燥得183 g二羧甲基丙氨酸，收率为89%。
1H NMR和MS与实例1一致。
除非另有说明和本领域常用单位，本发明中所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种二羧甲基丙氨酸的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1 混合反应：将1 mol亚氨基二乙酸和2 mol 2-氯丙酸加入反应瓶中，30分钟升温至120℃，反应6小时；
步骤2 尾气处理：尾气通入20%氢氧化钠溶液中，进行尾气处理，回收；
步骤3 产物回收：将混合反应后的混合液，降温至60℃，减压至10 mmHg后，蒸馏回收2-氯丙酸，剩余物用 100 mL甲醇洗涤，过滤，50℃干燥得200 g二羧甲基丙氨酸，收率为97%。
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