[发明专利]一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺

说明书

本发明公开了一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺，该方法先以环氧乙烷与亚硫酸氢钠发生加成反应生成2‑羟基乙磺酸钠，2‑羟基乙磺酸钠与氨在高温高压下发生氨解反应生成2‑氨基乙磺酸钠；2‑氨基乙磺酸钠水溶液依次通过超滤处理，两隔室双极膜电渗析转化处理；两隔室双极膜电渗析的副产品碱液通过均相膜电渗析浓缩，浓缩液回用于前端加成反应工段。所述方法避免了传统工艺酸碱用量巨大，引入危险化学原料，无机盐脱除困难，牛磺酸结晶纯度低等问题。同时工艺简单，自动化程度高，无需较多基建设施，系统产生废水量较少，大幅度的降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及药物合成领域，特别涉及一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺。

背景技术

牛磺酸具有消炎、解热镇痛、抗癫痫、降低血压、消除疲劳、提高免疫力和调节渗透压的作用，特别是对促进大脑发育，加强心脏功能，及增强视力，调节神经传导等具有独特的生理和药理作用。其作为一种新型营养型氨基酸，在药品和食品添加剂领域已经得到了广泛应用。

目前国内牛磺酸化学合成工艺主要为乙醇胺法和环氧乙烷法，传统合成工艺乙醇胺法，其生产工艺简单，但生产能力低，收率仅有50％左右，生产成本高，能耗大，劳动强度大。采用环氧乙烷法工艺，收率提高到了75％左右，生产成本低，产品质量稳定。但该工艺依旧存在着酸碱用量巨大，牛磺酸纯化困难，硫酸钠固废难以处理等尖锐问题。

环氧乙烷法工艺大体可分为三个工艺段：(1)加成反应，环氧乙烷与亚硫酸氢钠溶液，在氢氧化钠碱性条件下，于66～88℃时发生加成反应生成2-羟基乙磺酸钠；(2)氨解反应，2-羟基乙磺酸钠与氨在高温高压(18～19.5MPa，265～270℃)下反应生成2-氨基乙磺酸钠与水；(3)酸化工艺，2-氨基乙磺酸钠与硫酸发生中和反应，生成牛磺酸与硫酸钠。

专利CN201710456576.2公开了一种环氧乙烷法与离子交换树脂工艺组合的牛磺酸制备方法，牛磺酸结晶纯度较高，树脂洗脱液回用到前段工艺后产生的废液较少，但其用于去除无机盐所需的树脂量巨大，再生操作繁琐，树脂洗脱液直接回用同时导致了无机盐离子的混入，增加树脂工艺的处理负荷。

专利CN201410847352.0公开了一种两隔室双极膜电渗析制备硫磺酸的方法，牛磺酸结晶纯度较高，整体工艺简单，无污染物排放，但由于氢离子容易返迁到碱室与氢氧根离子中和，导致运行电流效率较低，运行能耗偏高，处理量较低，副产品碱液的碱量产出偏低。

因此，研究出一条高效益、高收率、绿色环保、节能的工艺路线十分有必要，本发明为此提出了一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺。

发明内容

本发明要解决的是传统环氧乙烷法牛磺酸制备工艺酸碱用量巨大，产品牛磺酸纯度较低，硫酸钠固废难以处理等问题，为此提供一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺。

一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺，该方法包括如下步骤：

(1)环氧乙烷与亚硫酸氢钠发生加成反应生成2-羟基乙磺酸钠，2-羟基乙磺酸钠与氨发生氨解反应生成2-氨基乙磺酸钠；

(2)将2-氨基乙磺酸钠水溶液通过超滤(UF)进行过滤预处理；

(3)超滤产水通过两隔室双极膜电渗析(BPED)系统进行转化处理，在制备牛磺酸产品时获取副产品碱液；

(4)两隔室双极膜电渗析(BPED)副产品碱液通过均相膜电渗析(ED)系统进行浓缩处理，浓缩液回用于前端步骤(1)的加成反应工段。

本发明选用超滤过滤的方法进行预处理，因为合成的2-氨基乙磺酸钠水溶液中含有少量的悬浮物与盐分结晶，进电渗析前通过过滤的方法将其去除以防止电渗析系统出现离子交换膜污堵、流量降低、压力上升等问题，这对于电渗析的长久、高效运行十分重要。