[发明专利]一种离子液体催化氧化乙醇胺制备甘氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种氧化法制备甘氨酸的方法，具体是指以一乙醇胺溶液和氧气为反应原料，在离子液体催化剂和碱的作用下反应生成甘氨酸盐，该盐进一步经酸化过程得到甘氨酸。该方法具有原料转化率高、副产物少、收率高，且操作简便、催化剂可循环利用等特点。

技术领域

本发明涉及一种离子液体催化氧化一乙醇胺合成甘氨酸的方法，属于催化技术领域。

技术背景

甘氨酸是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于农药、医药、食品、饲料等领域。在农药方面，甘氨酸可生产新型农药除草剂草甘磷和植物生长调节剂增甘磷；医药方面，甘氨酸可用于各种氨基酸输液的配方、金霉素缓冲剂、L-多巴(L-DoPa)和一些重要氨基酸的中间体等；食品方面，可用作食品添加剂、饮料去苦剂、食品抗氧化剂及防腐剂等；除此之外，甘氨酸在饲料添加剂、有机溶剂、日用化工产品中也得到了广泛应用，是一类非常重要的精细化学品。

目前合成甘氨酸的方法主要有氯乙酸氨解工艺、Strecker工艺、Hydantion工艺以及生物法工艺等。其中氯乙酸氨化工艺以氯乙酸与氨水为原料，在乌洛托品催化剂作用下制得，反应过程中产生大量无机盐，使得产品的提纯过程复杂、损失严重，而且乌洛托品催化剂在反应过程中易分解、难以循环使用。Strecker工艺将甲醛水溶液、氰化钠和氯化铵混合后在低温下进行反应，反应结束后加入醋酸使亚氨基乙腈析出，然后溶于乙醇，加入硫酸后转化为氨基乙腈硫酸盐，最后加入化学计量的氢氧化钡生成硫酸钡和甘氨酸。该工艺以剧毒氰化钠为原料，存在环境污染严重、生产成本高、产品质量差等缺点。Hydantion工艺的发展源于寻找氢氰酸的替代品，以消除甘氨酸生产的地域局限性，目前技术尚不成熟。生物法制备甘氨酸工艺目前尚处于技术开发阶段，未有工业化报道。

近年来，陆续有文献报道氧化法制备甘氨酸的方法：美国专利4,782,183公开了使用氨基醇和碱金属氢氧化物在阮内铜催化剂存在下反应制备甘氨酸的方法；专利WO 92/06069公开了制备甘氨酸、亚氨基二乙酸和次氨基三乙酸盐的方法，具体指使用一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺与碱金属氢氧化物在阮内铜催化剂的存在下反应，其中催化剂可以在回流条件下用甲酸处理部分再生；中国专利4,810,426公开了制备N膦酰基甲基甘氨酸的方法，用过量含水碱和铜催化剂氧化N-膦酰基甲基乙醇胺或其环内酯，然后经酸中和所得盐制备N-膦酰基甲基甘氨酸。尽管所用铜催化剂或阮内铜催化剂可以将氨基乙醇转化为氨基酸，然而在催化剂循环利用过程中其催化活性大大降低，导致该工艺成本剧增。

本发明以一乙醇胺溶液和氧气为反应原料，在离子液体催化剂和碱的作用下反应生成甘氨酸盐，该盐进一步经酸化过程得到甘氨酸。本发明具有转化率高、副产物少、收率高、催化剂用量少、不易失活等优点。

发明内容