[发明专利]一种3-胍基丙酸的制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于食品添加剂、医药中间体的化合物，具体地说，涉及一种3-胍基丙酸的制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

长期以来，胍类化合物作为杀菌消毒剂、催化剂、营养剂、饲料以及化妆品添加剂等广泛用于医药、农药和化工领域。已有广泛应用的有肌酸及其衍生物、胍基乙酸、胍基丙酸等这些2-3个碳原子的胍基类化合物的应用越来越广泛。3-胍基丙酸可用于食品添加剂，化妆品方面用于表面活性剂，以及用于饲料添加剂、营养强化剂、饮料添加剂、医药原料等。由于胍类化合物的活泼特性，3-胍基丙酸在生产过程中收率偏低，提取过程困难，严重制约产品规模化生产。申请号为201110210823.3的文件公开了一种胍基丙酸的化学合成方法，在反应釜中加入异丙醇、3-氨基丙酸和10％氢氧化钠溶液，室温下搅拌溶解，得到碱性混合溶液；向碱性混合溶液滴加单氰胺溶液，然后在一定温度下搅拌回流一段时间，反应完毕后，减压浓缩，蒸出溶剂，得到胍基丙酸粗品；在反应釜中投入胍基丙酸粗品、水和异丙醇，常温下搅拌一段时间，然后进行抽滤、漂洗、烘干，最后得到胍基丙酸收率不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种3-胍基丙酸的制备方法，采用本方法，工艺方法简单、可控和适于工业生产，并具有产品收率和产品纯度高的优点。

为解决以上问题，本发明采用以下技术方案：3-胍基丙酸, 其特征在于：3-胍基丙酸的结构式如下：

                                                                                    

    3-胍基丙酸为白色结晶，含量（以干基计）：99.0-100.0%；分子式：C₄H₉N₃O₂，相对分子质量：131.13；CAS：353-09-3；熔点：222℃；干燥失重＜0.50%；溶液外观：清澈透明。

3-胍基丙酸的制备方法，包括以下步骤：

a、缩合反应：常温下，在溶剂甲醇中加入3-氨基丙酸，搅拌中缓慢加入氢氧化钠至完全溶解，氢氧化钠与3-氨基丙酸的摩尔比为1:1，降温至15℃，得到溶液a；

b、溶解反应：将单氰胺晶体置于15℃的甲醇中并搅拌溶解，单氰胺晶体与3-氨基丙酸的摩尔比为1:1，得到溶液b； 

c、加成反应：在溶液a中流加溶液b，控制温度在15℃以内，PH 7.5-8.0，得到溶液c；

d、减压浓缩：将溶液c减压浓缩至约1/3，然后降温至-5℃以下过滤，得到溶液d1和3-胍基丙酸钠粗品, 将3-胍基丙酸钠烘干后用配制成质量百分比浓度为25%的3-胍基丙酸钠水溶液，得到溶液d2；

e、离子交换：在离子交换柱中填充H型弱酸性阳离子树脂，正接离子交换柱，缓慢流加溶液d2到离子交换柱中，溶液d2的流量控制在每小时添加H型弱酸性阳离子树脂体积的1/2，每50±0.5ml收集一次交换溶液，检测交换溶液中3-胍基丙酸的含量，直到检测不到3-胍基丙酸为止；

f、醇析结晶：将步骤e中收集的交换溶液合并，减压浓缩至3-胍基丙酸的质量百分比含量43±2%，流加其2倍质量的甲醇溶液，并缓慢梯度降温至-10℃结晶，得到结晶混合液f。

实际生产中，在步骤e中间时间段收集到的交换溶液中3-胍基丙酸含量高，开始和末尾时间段收集的3-胍基丙酸含量低，对开始和末尾时间段收集的3-胍基丙酸进行提取不但增加能耗，还延长了减压浓缩时间，容易引起胍基丙酸自身反应降低收率，一般不合并交换溶液，可通过下批次生产套用来避免损失。

步骤f中不直接将3-胍基丙酸溶液减压浓缩结晶，增加醇析结晶的其中一个目的，也是为了减少减压浓缩时间，增加收率。

g、过滤烘干：将结晶混合液f过滤，得到溶液g和3-胍基丙酸晶体，将3-胍基丙酸晶体在烘箱内105℃烘干，得到3-胍基丙酸。

一种优化方案，步骤d中：将溶液d1进行减压浓缩，蒸出的甲醇用于步骤a中。

另一种优化方案，步骤g中：将溶液g进行减压浓缩，蒸出的甲醇返回步骤f作为醇析液使用，剩余的水溶液返回步骤d用于配制溶液d2。蒸出甲醇后的3-胍基丙酸水溶液可以用于下一次试验，以提高收率。