[发明专利]合成硫酸氨基乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成硫酸氨基乙酯的方法，属于有机化工合成技术领域。

背景技术

硫酸氨基乙酯，学名硫酸氢-2-氨基乙酯，也称乙醇胺硫酸酯、乙醇胺硫酸氢酯、氨乙醇硫酸氢酯、2-氨乙基硫酸，是乙醇胺酯化法生产牛磺酸产品的中间体即中间产物。

硫酸氨基乙酯也可以作为商品销售，是生产乙烯亚胺等的原料，乙烯亚胺可以是合成聚乙烯亚胺的中间体，也可以作为生产半胱胺盐酸盐的中间体等。

硫酸氨基乙酯通常由乙醇胺和硫酸通过酯化反应制得，因为乙醇胺同时是一种有机碱，碱性较强，它和硫酸首先会发生酸碱中和反应，所以这一反应不同于一般羧酸和醇的酯化，反应实际分两步进行：中和成盐和脱水酯化。

1)中和成盐：

NH₂CH₂CH₂OH+H₂SO₄→[NH₃CH₂CH₂OH]⁺·OSO₃H^-

2)脱水酯化：

乙醇胺和硫酸发生酯化反应的原理是明确的，酯化移走水的方法可以不同，有报道的酯化反应具体方法有两种：一是加热减压脱水酯化方法，在真空减压条件下，将硫酸和乙醇胺的成盐物料加热脱水酯化，反应中浓硫酸过量，浓硫酸在反应中兼起脱水作用，反应需要较高的真空度和温度，加压加热脱水直至物料成固体；实用精细化学品手册则介绍将乙醇胺稀释至质量百分比浓度为85％，在搅拌下缓慢滴加浓硫酸，滴加硫酸时温度控制在10～30℃，滴加完毕保温搅拌1小时，再继续升温减压脱水至有结晶析出，冷却结晶过滤，少量水洗后干燥得产品，收率可达90％(章思规.实用精细化学品手册.北京：化学工业出版社.1996，6：146-147)。

二是有机溶剂共沸脱水方法，硫酸和一乙醇胺首先也是中和成盐，然后在有机溶剂做带水剂的条件下，常压/或者同时真空减压，加热成盐物料脱水酯化，带水剂为有机溶剂甲苯、丁醇等；由于带水剂的存在，反应温度和真空度的要求相对不高，反应后酯也不易结成大块。南柱石(南柱石.2-氨乙基硫酸制备的改进.中国医药工业杂志，1989，2：71)采用硫酸铵与浓硫酸反应生成硫酸氢铵再与乙醇胺反应，用甲苯共沸带去所生成之水，粗品硫酸酯中的硫酸铵可用水重结晶除去，含硫酸铵和未反应的乙醇胺之母液可用作下批反应的原料。

上述两种方法中的前者的缺点在于：在牛磺酸生产中实际采用的是直接加热减压脱水的酯化方法，是一种可以称作炒干法的操作方法，即在没有带水剂条件下加热减压脱水，加热物料逐渐变得粘稠，物料将经列下述变化：

清亮流动液体→粘稠→糊状→干糊状→粉状/干粉状

物料至糊状之后就是一种类似“炒”的操作，利用搅拌在反应釜底部将糊状物料研磨“炒干炒松”。如果成盐物料配比准确，酯化反应是真空条件和搅拌条件均控制理想的话，那么可以达到物料脱水最后成为粉状硫酸酯的理想结果。为使酯化反应尽可能完成，往往选择硫酸过量10％以上，所以实际用炒干法进行酯化一般往往难以完全反应，且反应后需用碳酸钠等中和过量的游离酸。这种使用加热减压脱水的酯化方法存在设备要求高，能源消耗大；工业生产上对设备本身和设备运行正常的要求很高，需要大功率电机带动定制的加粗锚式搅拌。反应釜中搅拌锚距离反应釜底较近，在物料转化为糊状乃至固体时仍强行运转搅拌，此时易于产生震动损坏机械密封，酯的摩擦损坏反应釜和搅拌的搪瓷。实际生产中往往出现搅拌至糊状时就出现电机过载而断电，搅拌停转；偶尔反应能进行至粉状时如果不及时加水溶解，真空负压会带走粉状物料。

后者的存在问题是：有机溶剂共沸脱水酯化方法在实验室阶段取得成功，但在生产上实施还有很大距离。主要问题在于：(1)有机溶剂本身属于危险化学品，购买、运输、仓储中有一定危险因素；(2)反应过程有浓硫酸参与，溶剂需要蒸馏回收操作，生产过程增加危险因素；(3)大量有机溶剂的使用和回收，增加购买成本和操作成本。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了积极而有益的尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于提高晶体的纯度、有利于避免造成对环境污染而藉以体现绿色生产和有益于提高产品收率、节省设备运行成本的合成硫酸氨基乙酯的方法。