[发明专利]一种乙醛酸制备甘氨酸的方法

说明书

本申请公开了一种乙醛酸制备甘氨酸的方法。该方法包括：将含有乙醛酸和溶剂的物料，在NH₃、H₂存在的条件下，与催化剂和添加剂接触，反应，得到甘氨酸；其中，所述催化剂为负载型金属催化剂；所述负载型金属催化剂包括金属和载体；所述金属负载在载体上；所述金属为Ni、Ru中的至少一种；所述载体为载体I和/或载体II；所述载体I选自活性炭、介孔碳、碳纳米管中的至少一种；所述载体II选自TiO₂、ZrO₂中的至少一种；所述添加剂为有机胺。该方法具有原料绿色环保、成本低、工艺简洁、转化率和产物选择性高等优势。

技术领域

本申请涉及一种乙醛酸制备甘氨酸的方法，属于有机化工领域。

背景技术

甘氨酸又名氨基乙酸，是结构最简单的氨基酸，是有机合成的重要中间体，广泛应用于农药、医药、饲料、食品等领域。甘氨酸用于医药、饲料和食品的抗氧化剂和防腐剂，还用于治疗重症肌无力、进行性肌肉萎缩、慢性肠炎、胃酸过多症、儿童高脯氨酸血症，用于合成维生素B6、苏氨酸、头孢菌素、甲砜霉素、盐酸地拉普利、草甘氨酸阿司匹林钙、扑热息痛甘氨酸盐、单甘氨酸乙酰水杨酸钙、利血胺等医药，以及杀虫剂拟除虫菊酯、杀菌剂异菌脲、除草剂草甘膦、植物生长调节剂增甘膦等农药。

甘氨酸的传统制备方法有：(1)施特雷克(Strecker)法，以甲醛、氢氰酸、氨为原料，合成氨基乙腈后再水解制得甘氨酸；(2)Bucherer法，以三聚甲醛、碳酸铵、氰化钠等为原料合成甘氨酸；(3)一氯乙酸氨化法，以氨水和一氯乙酸为原料合成甘氨酸。施特雷克法和Bucherer法制备甘氨酸使用氢氰酸、氰化钠等剧毒原料，环境影响大、安全性差。一氯乙酸氨化法制备甘氨酸选择性不易控制，易产生氨二乙酸和氨三乙酸等副产物，甘氨酸选择性低，原料消耗高，并且原料一氯乙酸生产需使用氯气为原料，环境影响大、安全性差。

发明内容

为了解决目前甘氨酸制备原料毒性大、环境影响大、安全性差、原料消耗高、选择性差等问题，本申请提供了一种乙醛酸制备甘氨酸的方法，具有原料绿色环保、成本低、工艺简洁、转化率和产物选择性高等优势。

本发明乙醛酸制甘氨酸的技术方案为：将含有乙醛酸和溶剂的物料，在NH₃、H₂存在的条件下，与催化剂和添加剂接触，反应，得到甘氨酸。

按照本发明，催化剂和添加剂极其重要。无催化剂、无添加剂或催化剂活性低时，乙醛酸转化率非常低。催化剂、添加剂活性及选择性高时，才能取得乙醛酸的高转化率及甘氨酸的高选择性。

按照本发明，所述催化剂为负载型金属催化剂；

所述负载型金属催化剂包括金属和载体；

所述金属负载在载体上；

所述金属为Ni、Ru中的至少一种；

所述载体为载体I和/或载体II；

所述载体I选自活性炭、介孔碳、碳纳米管中的至少一种；

所述载体II选自TiO₂、ZrO₂中的至少一种；

所述添加剂为有机胺。

可选地，所述使用载体I的负载型金属催化剂的制备方法包括：

将含有所述金属的可溶性盐的溶液和载体I混合搅拌A，干燥后在非活性气氛下焙烧，焙烧所得物和含KOH的KBH₄水溶液混合搅拌B，得到所述负载型金属催化剂；

可选地，所述非活性气氛选自氮气、氩气中的至少一种；

可选地，所述金属的可溶性盐的溶液中，金属的可溶性盐的质量浓度为5％～20％；

所述金属的可溶性盐的溶液和载体I的质量比为1:1～2:1；