CN114031663B - 一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，属于化学领域。本发明以联合化学方法解决生产甘草酸二钾盐中氨的残留量高的问题，本发明使用甘草酸单铵盐为原料，在制备过程中分四个步骤联合除去其中的副产氨。本发明提供的联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾的方法具有成本低且环保、乙醇和氨的残留非常低、产品质量高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及甘草酸二钾盐纯化技术领域，具体涉及一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法。
背景技术
甘草酸二钾盐(Dipotassium Glycyrrhizinate)，又称甘草酸二钾，是甘草酸的衍生物，属于三萜皂苷类化合物。甘草酸二钾盐提取自豆科植物甘草的根部，其含有亲水性基团和亲油性基团，可以降低水溶液表面张力，发泡力强，能够防止色素沉积。作为化妆品功能性添加剂，甘草酸二钾盐能预防皮肤受刺激时敏感发炎，而且能够镇静日照引起的炎症，在化妆品行业有着广泛应用。
目前，国内外甘草酸二钾盐的生产方法主要有以下三种：
方法1.甘草酸单铵盐直接溶解于氢氧化钾水溶液中，最终制得甘草酸二钾盐。该法制备的甘草酸二钾盐氨残留很高。残留值大约在10000mg/kg左右。这样的产品大都应用于低端产品。
方法2.甘草酸单铵盐溶解于稀乙醇中，通过离子交换树脂交换成游离甘草酸后，再加氢氧化钾制备成甘草酸二钾盐。该法制备的甘草酸二钾盐产品乙醇残留比较高，一般都在20000mg/kg以上。这也直接影响到它的应用。
方法3.甘草酸单铵盐用醇溶解后，通过大孔吸附树脂吸附，水冲洗树脂柱，除去其它杂质，然后用氢氧化钾、碳酸钾及碳酸氢钾的水溶液洗脱，浓缩，然后加入有机溶剂搅拌，静置，固体析出，得到甘草酸二钾盐。该法制备的甘草酸二钾盐含量有所提高，但制备过程中使用了乙醇，无法解决乙醇残留和氨残留较高的问题。
以上方法制备出的产品中，醇和氨的残留都太高，并且使用过程中，对皮肤均有刺激作用，残氨还有难闻的气味，在化妆品、食品中的使用时受到了明显限制。
申请号为CN 107722102 A的专利公布了低残醇、低残氨甘草酸二钾盐的制备方法，该方法使用用甘草酸单铵盐为原料，在制备过程中以纯净水为溶剂，加入一定量的氢氧化钾，使甘草酸单铵盐溶于碱性纯净水中，再通过氢型强酸性阳离子交换树脂转化得到甘草酸二钾盐，虽然该方法未使用有机溶剂，具有绿色环保、成本低的特点，但是该方法的工艺复杂，且氨的残留量较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，该制备方法不使用有机溶剂，具有成本低、乙醇和氨的残留低、产品质量高、无废水污染、绿色环保等优点。
本发明提供了一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，包括以下步骤：
(1)配制碱性水溶液，在50-60℃的温度条件下，搅拌加入甘草酸单铵盐，溶解后测定pH为8.4，再在真空条件下置换除氨60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至25-30℃，加入磷酸氢镁，反应30min，再加入活性炭吸附除氨30-60min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入氧化镁，并在60-80℃的温度条件下真空蒸馏除氨30-60min，再加入磷酸调节pH，然后加入活性炭，并在60-80℃的温度条件下脱色30-60min，降至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B依次进行减压浓缩、喷雾干燥，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
本发明实施例提供一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，以联合化学方法解决生产甘草酸二钾盐中氨的残留问题，该方法使用甘草酸单铵盐为原料，在制备过程中分个四个步骤联合除去其中的副产氨。
步骤(1)的主要目的是最大限度地以物理手段真空脱除苛性钾置换出的氨，减轻后续脱氨压力(物理一次除氨)。
步骤(2)利用铵离子与磷酸氢镁反应生成微溶于水的磷酸铵镁沉淀，以吸附除去剩余铵离子(化学二次脱氨)。
步骤(3)利用碱性氧化镁进一步置换磷酸氢镁未吸附完全的铵离子，结合真空除去生成的氨(化学与物理方法再次除氨)。
步骤(3)中加入碱性氧化镁使甘草酸二钾盐pH值增高，加入磷酸的目的是回调甘草酸二钾盐的pH，并使镁离子与磷酸反应生成磷酸镁沉淀，过滤除去多余氧化镁，净化甘草酸二钾盐。
经过以上四步，最终使甘草酸二钾盐产品中残氨含量低于60ppm。
优选地，步骤(1)中所述碱性水溶液为纯化水和碱性物质配制的水溶液，所述碱性物质为碳酸钾或者氢氧化钾。
优选地，所述碱性物质为碳酸钾，所述碳酸钾的质量为所述甘草酸单铵盐质量的21-25％。
优选地，步骤(1)中所述碱性水溶液和甘草酸单铵盐的质量比为4-5：1。
优选地，步骤(2)中所述磷酸氢镁的加入量为甘草酸单铵盐的质量的5-10％。
优选地，步骤(3)中所述氧化镁的加入量为甘草酸单铵盐的质量的2.5-5％。
优选地，步骤(1)中所述真空条件和步骤(3)所述真空蒸馏的真空度均为-0.08～-0.06Pa。
优选地，步骤(3)中所述磷酸调节pH至6.5-6.8。
优选地，步骤(2)和步骤(3)所述活性炭的加入量为所述甘草酸单铵盐质量的5-15％。
优选地，步骤(4)所述喷雾干燥的条件为，喷塔65℃～75℃，进风120℃～135℃，回风55℃～65℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果，本发明提供的联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法工艺简单合理，以纯化水为溶剂，制备过程中不再使用酸碱再生树脂及有机溶剂，绿色环保，成本低，生产过程操作安全，产品中乙醇和氨的残留非常低，提高了产品质量，适合于产业化大规模生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述原料和助剂，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
采用100g甘草酸粉制得甘草酸单铵盐35g(HPLC甘草酸含量为63.2％)，供以下实施例使用。
实施例1
(1)取纯化水175ml，加入化学纯碳酸钾7.5g，加热至50℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.06Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至25℃，加入3.5g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭2g吸附除氨30min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入1.75g氧化镁，并在60℃的温度条件下真空蒸馏除氨60min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.5，然后加入废活性炭6g，并在60℃的温度条件下脱色30min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔65℃，进风120℃，回风55℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
实施例2
(1)取纯化水140ml，加入化学纯碳酸钾7.7g，加热至60℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.08Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至30℃，加入1.75g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭5.25g吸附除氨60min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入3.5g氧化镁，并在60℃的温度条件下真空蒸馏除氨60min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.3，然后加入废活性炭5.25g，并在60℃的温度条件下脱色60min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔75℃，进风120℃，回风65℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
实施例3
(1)取纯化水158ml，加入化学纯碳酸钾8.75g，加热至50℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.06Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至30℃，加入3.5g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭2g吸附除氨30min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入1.75g氧化镁，并在60℃的温度条件下真空蒸馏除氨30min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.5，然后加入废活性炭6g，并在60℃的温度条件下脱色30min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔70℃，进风120℃，回风55℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
实施例4
(1)取纯化水175ml，加入化学纯碳酸钾7.5g，加热至50℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.08Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至25℃，加入2.65g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭1.75g吸附除氨30min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入0.875g氧化镁，并在60℃的温度条件下真空蒸馏除氨60min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.5，然后加入废活性炭6g，并在60℃的温度条件下脱色30min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔75℃，进风130℃，回风65℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
实施例5
(1)取纯化水175ml，加入化学纯碳酸钾7.5g，加热至50℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.06Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至25℃，加入3.5g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭2g吸附除氨30min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入1.4g氧化镁，并在80℃的温度条件下真空蒸馏除氨60min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.5，然后加入废活性炭6g，并在60℃的温度条件下脱色30min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔75℃，进风120℃，回风65℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
实施例6
(1)取纯化水175ml，加入化学纯碳酸钾7.5g，加热至50℃，搅拌溶解，缓慢加入甘草酸单铵盐35g，苛化反应30min，pH8.4；然后在负压-0.06Pa、温度60℃条件下抽真空60min；
(2)将步骤(1)中得到的反应液降至25℃，加入3.5g磷酸氢镁，搅拌反应30min，再加入废活性炭2g吸附除氨30min，过滤后得到滤液A；
(3)向滤液A中加入1.75g氧化镁，并在60℃的温度条件下真空蒸馏除氨30min，过滤，除去稍过量的氧化镁；再加入磷酸调节pH至6.5，然后加入废活性炭2g，并在60℃的温度条件下脱色60min，降温至室温，过滤后得到滤液B；
(4)对滤液B进行减压浓缩至12°Bé，然后喷雾干燥，喷雾干燥的条件为喷塔65℃，进风135℃，回风55℃，得到低残留氨甘草酸二钾盐。
对上述实施例1-6制备得到的甘草酸二钾盐进行氨含量测定，按中国药典附录铵的限量检查方法检测，其残氨含量均低于60ppm，符合要求。
对上述实施例1-6制备得到的甘草酸二钾盐进行乙醇含量测定，按中国药典附录乙醇的限量检查方法检测，其乙醇的残留量低于500mg。
由上述实施例1-6可知，本发明提供的联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾的方法，在制备过程中，不使用有机溶剂，溶剂选用洗炭回用的纯化水，成本低且环保，制备得到的甘草酸二钾盐中乙醇和氨的残留非常低，提高了产品质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制碱性水溶液，在50-60℃的温度条件下，搅拌加入甘草酸单铵盐，溶解后测定pH为8.4，再在真空条件下置换除氨60min；
（2）将步骤（1）中得到的反应液降至25-30℃，加入磷酸氢镁，反应30min，再加入活性炭吸附除氨30-60min，过滤后得到滤液A；
（3）向滤液A中加入氧化镁，并在60-80℃的温度条件下真空蒸馏除氨30-60min，再加入磷酸调节pH，然后加入活性炭，并在60-80℃的温度条件下脱色30-60 min，降至室温，过滤后得到滤液B；
（4）对滤液B依次进行减压浓缩、喷雾干燥，得到低残留氨甘草酸二钾盐；
步骤（1）中所述碱性水溶液为纯化水和碱性物质配制的水溶液；
所述碱性物质为碳酸钾，所述碳酸钾的质量为所述甘草酸单铵盐质量的21-25%；
步骤（3）中所述磷酸调节pH至6.5-6.8。
2.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（1）中所述碱性水溶液和甘草酸单铵盐的质量比为4-5：1。
3.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（2）中所述磷酸氢镁的加入量为甘草酸单铵盐的质量的5-10%。
4.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（3）中所述氧化镁的加入量为甘草酸单铵盐的质量的2.5-5%。
5.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（1）中所述真空条件和步骤（3）所述真空蒸馏的真空度均为-0.08~-0.06Pa。
6.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（2）和步骤（3）所述活性炭的加入量为所述甘草酸单铵盐质量的5-15%。
7.根据权利要求1所述联合化学法制备低残留氨甘草酸二钾盐的方法，其特征在于，步骤（4）所述喷雾干燥的条件为：喷塔65℃～75℃，进风120℃～135℃，回风55℃～65℃。
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