[发明专利]一种氧化三甲胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氧化三甲胺的方法。

背景技术

氧化三甲胺，又称三甲胺氧化物、三甲基-N-氧化物，是三甲胺形成的N-氧化物，化学式：(CH₃)₃NO，英文名Tri metlyl amine oxide，简称TMAO。氧化三甲胺是一种无色针状晶体，一般以二水合物的形式出现。易吸湿，溶于水，不溶于乙醚。氧化三甲胺在自然界中广泛存在，是水产品体内自然存在的内源性物质，也是水产品区别于其他动物的特征物质。

氧化三甲胺二水合物作为一种新型、天然、安全的动物饲料添加剂，对动物具有明显的诱食、促生长等作用，在水产业和畜牧业中具有广阔应用前景。

其主要用途：

1）饲料添加剂；主要功能有：①促进肌肉细胞的增殖来促进肌肉组织的生长；②增加胆汁体积，减少脂肪沉积；③参与水生动物渗透压调节；④稳定蛋白质结构；⑤提高饲料转化率；⑥提高瘦肉率（通过降低酮体脂肪含量）；⑦特殊的鲜味和爽口的甜味，有诱食作用；

2）洗涤助剂；氧化三甲胺具有季铵盐的结构，具有表面活性剂的特性，可用作洗衣粉的洗涤助剂，具有不伤手的特征，还具有一定的漂白作用，目前在国外的洗涤剂配方中使用较多；3）弱的氧化剂；氧化三甲胺作为一种弱的氧化剂，用在化学反应中用作醛的合成、有机硼烷的氧化、从铁羰基化合物中释放有机配体。

工业上生产的氧化三甲胺，分为二水合氧化三甲胺和无水氧化三甲胺两种：

二水合氧化三甲胺（Trimethylamine oxide,dihydrate），CAS：62637-93-8，分子式：C₃H₉NO·2H₂O，分子量：111.14；

无水氧化三甲胺（anhydrous Trimethylamine N-oxide），CAS：1184-78-7，分子式：C₃H₉NO，分子量：75.11。

二水合氧化三甲胺为针状透明晶体，二水合物的熔点93℃～95℃（另据《默克索引》第14版，2006年，1668页9711条记载，氧化三甲胺二水合物熔点96℃)。易溶于水（45.4g/100ml）、甲醇，微溶于乙醇，不溶于乙醚、苯，其水溶液呈强碱性，与酸形成结晶盐。

无水氧化三甲胺的白色结晶，熔点220℃～222℃（另据《默克索引》第14版，2006年，1668页9711条记载，无水氧化三甲胺熔点225℃～227℃），溶于苯、四氢呋喃，无水乙醇中溶解度大于0.5%。

氧化三甲胺的制备方法一般为：三甲胺的水溶液经双氧水氧化，得到氧化三甲胺的水溶液，然后经浓缩、结晶，得到二水合氧化三甲胺。二水合氧化三甲胺在中高温溶剂中加热脱水、结晶，或真空干燥脱水、喷雾干燥脱水，即得到无水氧化三甲胺。

《默克索引》（《Merck Index》，Merk&Co,Inc.1989，1528页9625条）记载的方法为：

(CH₃)₃N+H₂O₂+HCl→(CH₃)₃N=O·HCl+H₂O

2(CH₃)₃N=O·HCl+3H₂O+Ag₂O→2(CH₃)₃N=O·2H₂O+2AgCl

该方法缺点是：反应所需反应器体积较大，后工序浓缩、结晶操作能耗高，分离、提纯工序需消耗氧化银；另辅料盐酸腐蚀性强，需耐腐蚀性设备；分离提纯工艺复杂，需消耗乙醇、甲醇等有机溶剂，造成对环境的严重污染，成本高。