[发明专利]一种制备牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体地说，本发明涉及一种新的制备牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法。

背景技术

牛磺酸的化学名称为2-氨基乙磺酸，结构式为NH₂CH₂CH₂SO₃H。牛磺酸作为一种含硫氨基酸，是人及动物的重要营养物质，具有重要的生理作用，能促进大脑细胞发育、提高免疫力、缓解疲劳、调节神经传导。牛磺酸还具有重要的药理作用，具有消炎、解热、镇痛、抗病毒之功效。牛磺酸还可应用于医药、保健、食品、洗涤剂、荧光增白剂、pH缓冲剂等领域，也可用作生化试剂和其他有机合成的中间体。

牛磺酸的制备方法一般有以下两种：一种是从自然资源(比如动物内脏)中提取；另一种为化学合成方法。从动物内脏中提取天然牛磺酸由于受到原料来源、成本等的限制，因此天然源牛磺酸的量远远不能满足目前的需要，因而，通过化学方法合成牛磺酸已成为当今发展的必然趋势。

牛磺酸的化学合成方法主要包括乙醇胺法和环氧乙烷法。乙醇胺法反应周期很长，其中磺化反应需要30h以上，而且成本偏高，现逐渐被淘汰。环氧乙烷法原料成本比乙醇胺法低，目前国内工业化已达到一定规模，但现有的大生产工艺中，以硫酸调节pH值，很容易腐蚀设备和管道，从而给牛磺酸粗品中带入大量杂质，为牛磺酸的后处理添加了困难。且副产的大量硫酸盐需要包装，需要建仓储设施，还需要人去管理，增加了牛磺酸的生产成本。

目前现有技术中还有用二氧化硫代替硫酸在牛磺酸生产中调pH值，二氧化硫的来源，一般需另建生产二氧化硫的装置或者从硫酸厂购入，而且二氧化硫有很强的令人不愉悦的刺激性气味，对人及操作环境影响很大。

综上所述，现有技术中合成牛磺酸的制备方法存在以下弊端：①所使用液碱和硫酸等高危险化学原料，不仅容易腐蚀管道和设备，同时人操作时也容易引发安全事故，造成较大的经济损失；②大量硫酸钠固废产生，其中随着长时间的积累会带走部分牛磺酸，造成物料损失，同时硫酸钠始终会存在于母液中，其在高温高压的合成条件下，极易堵塞冷却器、加热器、合成塔和高压管道，造成生产无法正常进行，与此同时大量的硫酸盐固废增加劳动强度，且不易处理。③用二氧化硫代替硫酸在牛磺酸生产中调pH值时，一般需另建生产二氧化硫的装置或者从硫酸厂购入，而且二氧化硫有很强的令人不愉悦的刺激性气味，对人及操作环境影响很大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制备牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法。该方法能代替现有的制备牛磺酸的方法中以硫酸或二氧化硫调节pH值的工艺，同时又能处理锅炉废气，将其中的二氧化碳变废为宝，联产碳酸氢盐，是一种安全、环保和节能的生产牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种制备牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法，所述方法包括在碱金属或铵的氨基乙基磺酸盐水溶液中，通入二氧化碳气体或者加入二氧化碳水溶液进行调节pH值，得到牛磺酸和碳酸氢盐；

反应式如下：

其中，M为碱金属或铵。

优选地，在调节pH值时，所述碱金属或铵的氨基乙基磺酸盐水溶液为10～80℃。

进一步优选地，在调节pH值时，所述碱金属或铵的氨基乙基磺酸盐水溶液为30～70℃。

优选地，所述的调节pH值的范围为6～9。

进一步优选地，优选所述的调节pH值的范围为6.5～7.8。

优选地，所述的碱金属或铵的氨基乙基磺酸盐的水溶液，其质量百分比浓度为25～55％。

进一步优选地，所述的碱金属或铵的氨基乙基磺酸盐的水溶液，优选其质量百分比浓度为35～50％。

优选地，所述的新的制备牛磺酸及联产碳酸氢盐的方法，还包括将所述牛磺酸进一步纯化的过程。

作为本申请的一个优选的实施方式，所述方法包括步骤：

(a)向容器中加入质量百分比浓度35％～50％的碱金属的氨基乙基磺酸盐溶液，在10～80℃，搅拌状态下，通入二氧化碳气体或二氧化碳的过饱和溶液至pH值为6.5～7.8；

(b)将步骤(a)得到的溶液或悬浊液在60～85℃下负压浓缩，析出碳酸氢盐；

(c)将步骤(b)析出碳酸氢盐后的溶液降温至20～30℃，析出牛磺酸，洗涤并进一步纯化得到牛磺酸成品。

作为本申请的一个优选的实施方式，所述方法包括步骤：