CN1887857A - 一种dl－丙氨酸的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于氨基酸的制备技术领域，公开了一种DL－丙氨酸的制备工艺。其主要技术方案为：以L－丙氨酸为原料，加入催化剂，在冰醋酸溶液中加热、溶解、蒸发浓缩得到消旋的DL－丙氨酸；后再经降温、结晶、离心甩干和烘干等工序即可得到高含量的DL－丙氨酸。该DL－丙氨酸的制备工艺为一步法反应程序，并具有工艺简单、没有副产物排出、避免了有害物质对环境的污染的特点；利用该工艺生产的L－丙氨酸产品成本大大降低。

Description

一种DL-丙氨酸的制备工艺

                            技术领域

本发明属于氨基酸的制备技术领域，具体的讲公开了一种DL-丙氨酸的制备工艺。

                            背景技术

DL-丙氨酸(DL-Alanine)是氨基酸的一种，物理性状为白色针状结晶或结晶性粉末，是食品、化妆品、饲料生产的重要添加剂，也是维生素B6、泛酸等药物合成中间体及其它有机合成的主要原料。

目前DL-丙氨酸的制备包括Streck法、α-卤代酸法和相转移催化合成等三种工艺。其中

Streck法为：乙醛与氰化氢形成氰醇，除去其中过量氰化氢后，加入氨溶液内，生成氨基腈，加碱水解得丙氨酸的钠盐，经离子交换树脂处理得DL-α-丙氨酸，再由水或乙醇水溶液重结晶而得。利用该方法制备DL-α-丙氨酸，尽管原料价格便宜，但却存在着氨基氰水解后分离比较困难，特别是DL-丙氨酸与副产物分离比较复杂，稍有不当即影响产品质量，氨解反应条件苛刻，氰化氢的运输比氨更为困难。

α-卤代酸法为：以α-氯丙酸为原料，以乌洛托品为催化剂，与氨水进行氨化，制成α-丙氨酸和氯化铵混合物，粗制品进入醇溶液中进行醇析、离心、干燥得工业级产品，再经离子交换树脂法或重结晶法得精品DL-α-丙氨酸。利用该方法制备DL-α-丙氨酸，尽管原料易得，对设备要求不高，但在生产过程中会产生大量副产物氯化铵，分离困难，精制成本高；要采用大量甲醇醇析，造成甲醇严重挥发排放，污染严重，且甲醇贮存场地和生产场地易燃易爆，生产安全性不高；催化剂用量很大，不能回收而造成浪费，未反应完原料不能回用，反应终点难以判断，难于降低原料的消耗。

相转移催化合成DL-丙氨酸为：先加入氢氧化钾和氯化锂、浓氨水，搅拌，预冷。再加入用二氯甲烷溶解的氯化三乙基苄基铵(PTC)，待温度冷至0℃时开始通入氨气，滴加40％的乙醛、氯仿和二氯甲烷的混合液，滴完乙醛后，在0～5℃条件下继续通氨搅拌反应6～12h，使其完成重排、氨解、水解等反应，至室温时，停止搅拌和通氨，静置，产物用去离子水溶解，静置分层，水层用5％的稀盐酸调节等电点，调好等电点的溶液进行离子交换树脂处理，分别用去离子水、氨水淋洗，提取液进行减压蒸馏，析出的针状淡黄色粗品DL-α-丙氨酸用甲醇重结晶处理，干燥后，得到白色粉末成品DL-α-丙氨酸。该工艺具有操作周期长，需低温冷冻，离子交换树脂法处理效率低、三废产生量大的缺陷。

                             发明内容

本发明的目的就是提供一种生产工艺简单、无三废产生、生产成本低的DL-丙氨酸的制备工艺。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案为；

一种DL-丙氨酸的制备工艺，包括下列步骤：

以L-丙氨酸为原料，加入催化剂，在冰醋酸溶液中加热至80-110℃、溶解；温度保持在95-100℃进行蒸发浓缩得到消旋的DL-丙氨酸；将消旋的DL-丙氨酸母液降温至20-50℃冷却后，含有杂质的DL-丙氨酸结晶析出，将该结晶进行离心甩干后，加热至100-120℃的温度下烘干再得粗品DL-丙氨酸；在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行重结晶，即得DL-丙氨酸。

另外：所述的蒸发浓缩形成的冰醋酸溶液回收；所述的在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行重结晶的工序至少重复两次；所述的催化剂为醛类催化剂。

本发明的目的就是提供一种DL-丙氨酸的制备工艺与现有技术相比，具有以下优点：其一，本工艺反应为一步法，大大简化了传统工艺的多步骤、多工序的反应程序，具有工艺简单的优点；其二，本工艺所使用的溶剂均可回收再利用——催化剂与溶剂冰醋酸均可以循环使用，精制过程中，废活性炭经协作厂回收复活再生后，可循环使用，实现了副产物为零的突破，避免了有害物质对环境的污染；其三，本工艺是采用L-丙氨酸为基础原料，在生产过程中未涉及任何传统工艺中不易控制的氯化物、硫酸盐、重金属等离子，故成品的质量容易控制，解决了目前传统工艺生产的产品中重金属、离子氯离子、硫酸根离子含量高的问题；其四，成本大大降低(利用本工艺生产的产品成本为28000元/吨，其他工艺生产的产品成本在40000元/吨以上)。

                        附图说明

如图所示为本发明所提供的DL-丙氨酸制备工艺的流程图。

                        具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所提供的一种DL-丙氨酸的制备工艺做进一步的详细说明：

实施例1

将130公斤的L-丙氨酸为原料、0.18公斤的水杨醛作催化剂和1200公斤的冰醋酸溶液置入反应釜中加热至80℃下溶解反应；温度保持在100℃进行蒸发浓缩，通过催化剂的作用，使L-丙氨酸中的碳原子的氢键发生断裂并进行转移，得到消旋的DL-丙氨酸；将消旋的DL-丙氨酸母液降温至50℃冷却后，含有杂质的DL-丙氨酸过饱和结晶析出，将该结晶置入离心机中离心甩干后，置入双锥干燥器中加热至120℃的温度下烘干再得二次粗品DL-丙氨酸；在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行过饱和重结晶，将该结晶再次置入离心机中离心甩干，并置入双锥干燥器中加热至120℃的温度下烘干再得三次粗品DL-丙氨酸；第四次在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水，进行过饱和重结晶，将该结晶再次置入离心机中离心甩干，并置入双锥干燥器加热至120℃的温度下烘干得DL-丙氨酸。

在上的述蒸发浓缩工序中，将收回的冰醋酸溶液收集起来，再次使用；废活性炭经协作厂回收复活再生后，可循环使用。

在实施例中，所采用的催化剂还可以是纯度为分子纯的苯甲醛、乙酸酐、对苯甲醛和甲醛或乙醛等；反应釜中加热溶解反应的温度还可以是85℃、90℃、100℃、105℃和100℃；蒸发浓缩的温度在95℃至100℃之间均可以；消旋的DL-丙氨酸母液降温冷却的温度还可以是20℃、25℃、30℃、40℃和45℃；将离心甩干后DL-丙氨酸过饱和结晶加热烘干的温度还可以是100℃、105℃、110℃、105℃和110℃。

在上的实施例中，粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行重结晶的、离心甩干和烘干工序可以是两次、三次或四次，次数多所得到的DL-丙氨酸的含量越高，但成本会相应增加。

经过上述工艺制得的DL-丙氨酸外观呈白色结晶性粉末；含量(干基)，达99。9％；加热减量小于0.18％；重金属(以Pb计)，小于0.0010％。

Claims (4)

1、一种DL-丙氨酸的制备工艺，其特征在于包括下列步骤：

以L-丙氨酸为原料，加入催化剂，在冰醋酸溶液中加热至80-110℃、溶解；温度保持在95-100℃进行蒸发浓缩得到消旋的DL-丙氨酸；将消旋的DL-丙氨酸母液降温至20-50℃冷却后，含有杂质的DL-丙氨酸结晶析出，将该结晶进行离心甩干后，加热至100-120℃的温度下烘干再得粗品DL-丙氨酸；在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行重结晶，即得DL-丙氨酸。

2、根据权利要求1所述的一种DL-丙氨酸的制备工艺，其特征在于：所述的蒸发浓缩形成的冰醋酸溶液回收。

3、根据权利要求1所述的一种DL-丙氨酸的制备工艺，其特征在于：所述的在粗品DL-丙氨酸中加入添加有活性炭的去离子水中进行重结晶的工序至少重复两次。

4、根据权利要求1所述的一种DL-丙氨酸的制备工艺，其特征在于：所述的催化剂为醛类催化剂。

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