甘氨酸的合成工艺研究

１ 实验部 分 １ Ｉ 原 料及 规格 ．
氯 乙酸 、 洛托 品 、乙二醇 、 乌 碳酸 氢铵 ，均为工
业级。
备简单 、 环境 污染 较 小 ， 目前 国 内生 产 甘 氨 酸 的 是
主要方法 。
１２ 反应 原 理 ． 化 学反应 式 如下 ：
ＣＩ ＯＯＨ ＋２ ＣＨ２ Ｃ ＮＨ４ Ｏ３ ＨＣ
以碳 酸氢 铵 替代 氨气 的氯 乙酸氨解 制 备甘氨 酸 的适 宜 生产工 艺 条件 ： 乙酸 １０ ，水 ８ｍ ，碳 酸 氯 ０ｇ ０Ｌ 氢铵 １６ （ 每批 补加 ，７ ｇ 乌洛 托 品 ２ｇ 后每 ７ｇ后 １０ ）， ０（ 批补 加 ２ ） 反 应 温 度 ６ ｇ， Ｏ一６ ＇ ； 氨 酸 混 晶分 离 ５１ 甘 ２
参 考 文 献
［ ］梁诚 ． 氨 酸 合 成 技 术 进 展 及 市 场 分 析 ［ ］ 四 川 化 工 与 １ 甘 Ｊ．
次总收 率 ９ ％ 以上 。甘 氨 酸 损 失 为 氯 化 铵 及 母 液 ０
乙二醇 夹带 。
腐蚀 控制 ， ０ ２ ３ ：８ ２０ （ ） ３ ．
［ ］宋彦梅 ，尹秋 响 ，王 静康 ．甘氨 酸 的应用 及 生产技 术 ２ ［ ］ 氨基酸 和生 物资源 ， ０ ３ ２ ２ ５ ６ ． Ｊ． ２０ ， ５（ ）： ５— ０
低 了催 化 剂 用 量 ， 高 了经 济 效 益 。 提
关键词 ： 甘氨酸； 氯乙酸 ； 合成工艺 中国分类号 ：Ｑ ６ ；６ ９ ７ Ｔ ４０ ０ ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ － ２ Ｘ ２ １ ）９－ ０ ０ ０ １ ８ ０ １ （０ １ ０ ０ ２ － ２ ０
Ｓｕ ｙｏ ｙ ｔｅｉ ｅ ｌ ｌｙｏ ｙ ｉｅ ｔ ｄ ｎ Ｓ ｎ ｈ ｔ Ｔ ｃｍｏｇ ｆＧｌｃｎ ｃ
表明， 制备 甘氨 酸混 晶合适 的温度 为 ６ ６ ℃ 。 ０— ５
表 ｌ 不 同温度 对 甘 氨 酸 混 晶 收 率 的 影 响
温度／ ℃
收 ％
５ Ｏ
８ ． ２３
６ ｏ
９ ． ２８
６ ５
９ ４
７ ０
９ ．５ １
７ ５
８ ． ４７
（ 文 文献格 式 ： 宏 明 ， 效毅 ， 正 国． 氨 酸 的 本 高 陈 韩 甘 合成 工 艺 研 究 ［ ］ 山 东 化 工 ， ０ １ ４ ９） ２ Ｊ． ２ １ ， ０（ ： ０—
以乙二 醇 为介 质 ，６ ６ ℃ 热 滤 ， 液套 用 ，采 取 ０～ ５ 母 以上 优化 反应 条件 ， 品 收率 可达 ８ ％ 。 产 ５
８ ｇ升 温至 ６ ６ ℃ ， ０， Ｏ一 ５ 搅拌 溶 解 ３ ｍｉ，趁 热过 滤 ， ０ ｎ
少量 冰水 淋 洗 ， 燥 得 白色 结 晶甘 氨 酸 ３ ｇ 含 量 干 ０，
ｒ ｃ ｖ ｒ ｒ ｇ ａ ｔ ｉｕ ｒ ｎ ｄ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｏ ｔｍｉａｉｎ， ｅ ｙ ｅｄ ｏ ｒ ｄ ｔ ｗａ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ５％ ， ｅ ｅ ｏ ｅ ｙ ｐ ｅ ｎ ｎ ｌ ｏ ａ ｔｃ ｏ ｏ ｑ ｙ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｔ ｉｌ ｆ ｐ ｏ ｕｃ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｏ ８ ｈ ｈ ｔ
启搅 拌 溶 解 氯 乙 酸 ， 温 至 ３ ℃ ， 慢 加 人 ８ ｇ碳 升 ０ 缓 ８ 酸氢铵 及 ２ ｇ乌 洛托 品 ， 应 平 稳 后 升 温 至 ４ ￣ ０ 反 ５Ｃ，
补 加 ８ ｇ 酸氢铵 后 升温 至 ６ ℃ ， 温 ６ ６ ￣ ８碳 Ｏ 控 Ｏ～ ５Ｃ反
了催化剂乌洛托品的用 量 ， 同时大大降低 了生产废
Ｇ ＡＯ 舶 ｎ 一， ｇ，ＣＨＥＮ ａ ｇ ｎ Ｘｉ ｏ—ｙ ，ＨＡＮ ｅ ｇ —ｇ ｏ ｉ Ｚｈ ｎ ｕ
（ ｕｈ ｕＩｓｔｔ ｏ ｈｍｉｒ ａｄＣ ｅ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｘ ｚｏ ２ １０ ， ｈｎ ） Ｘ ｚｏ ｔｕｅ ｆ ｅ ｓ ｙ ｎ ｈ ｍ ｃ ｇ ｅｉ ， ｕｈｕ ２ ０ ７ Ｃ ｉａ ｎｉ Ｃ ｔ ａＥ ｎ ｎ
产 物增加 。温度 对甘 氨酸 收 率 的 影 响见 表 １ 。实 验
［ ］程嘉豪 ，张萍．甘 氨酸合成 工艺 ［ ］ ４ Ｊ ．氨基酸 和生 物资
源 ，１９ ，１ １ ： ９ ６ ８（ ） ９—１ ． ０
［ ］毛建卫 ，崔艳 丽．甘氨酸合 成与分 离新 工艺 ［ ］ ５ Ｊ ．北 京
化 工 大 学 学 报 ，１９ ，４ ４ ：４— ６ ９ ７２ （ ） ６ ６ ．
ｂ ｎ ｆｔｃ ｕ ｄ ｂ ｒ ｕ ｈ ｐ． ｅ ｅ ｏ ｌ ｅ ｂ ｏ ｇ ｔｕ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｇｙ ｉ ｅ ｃ ｌｒ ａ ｉ ｃ ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｔ ｅ ｈ ｏｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｃｎ ； ｈｏ ｏ ｃｔ ｃ ｄ；ｙ ｔ ｅｉ ｔｃ ｎ ｌ ｉ ｃ ｙ
草 剂草甘膦 ， 占甘 氨 酸 总 量 的 ９ ％ 左 右 ， 用 于 约 ０ 还 生 产高效 植 物 生 长 调 节 剂 增 甘 膦 ¨－ 。２ ０ ２ ０ ２年 我
国仅农 药 生产消费 甘 氨酸 就 达 ３ ｋ，加 上 医药 、食 ０ｔ
品、 饲料 和化肥 工 业 用 作脱 除 二 氧 化碳 溶 剂 等 ， 国
山
・
东
化Hale Waihona Puke Baidu
工
２ ・ ０
Ｓ Ａ Ｄ Ｎ Ｈ ＭＩＡ Ｎ Ｕ Ｔ Ｙ Ｈ Ｎ Ｏ Ｇ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｄ Ｓ Ｒ
２１ ０ １年第 ４ ０卷
甘氨酸的合成工艺研究
高宏 明 ， 陈效毅 ， 正 国 韩
（ 州化 工研究 所 ， 苏 徐 州 徐 江 ２ １０ ） ２ ０ ７
摘要： 研究 了以水 为介质 的氯乙酸氨解制甘氨酸的生产工 艺， 优化 了工艺条件 ，母液套用 ， 简化 了分 离操作 ， 收率 达到 ８ ％， ５ 且降
水 的排放 ； 在混 晶分 离 及 产 品 精 制 时使 用 了高 沸点 的 乙二醇 ， 避免 了有毒 易挥 发溶 剂 甲醇 的使用 ， 得 使 生产环 境更 加 安 全 ， 除 了 甲醇 回收带 来 的 能耗 及 免
应 ２ 。降温 至 １￣ ｈ ０Ｃ以下抽 滤得 混 晶 （ 氨 酸和氯 化 甘 铵混 合 晶体 ） ０ ； ９ ｇ 滤液 套 用 ， 批 补 加 氯 乙酸 １０ 、 每 ０ ｇ 碳 酸氢 铵 １０ 、 洛 托 品 ２ ， 复 上 述 操 作 ２ ７ｇ 乌 ｇ重 ０批 次 ， 得混 晶 ２ ３ ｇ 经 分 析 化 验 确 定平 均 收率 约 为 共 ５０ ，
［ ］王修然 ， ３ 叶钟文 ，周虹屏． 甘氮酸的合成［ ］ Ｊ ．安徽师范
大学学报 ： 自然 科 学 版 ，９ ７ ４ ：５ １９ （ ） ３２—３３ ５．
２ 结果 与讨 论
２ １ 反应 温度 的选 择 ． 温度 升高 可 以加 快反 应 ， 对反应 的进行 有利 ， 这 但 副反应也 随之 加 剧 ； 度 较 低 ， 仅 影 响产 率 ， 温 不 并 且反 应时 间延长 较多 ； 度过 高 ， 温 原料 挥 发 、 解 ， 分 副
的 ５ ０ Ｌ四口瓶 中 ， 入 ８ ｍＬ水 、０ ｇ氯 乙酸 ， ０ｍ 加 ０ １０ 开
甘 氨酸 的制 备实 验 中 以碳 酸氢铵 替代 原工艺 的 液氨 ， 反应 温 和 ， 应温 度 可控 ， 高 了收率 ， 免 使 反 提 避
了液 氨贮 运 的危 险性 ； 成母 液 的循环 套用 ， 合 既减少
９％ ； ９ 滤液 降 温 至 ２ ￣ 滤 、 燥 得 混 晶 ２ ｇ滤 液 ０Ｃ过 干 ０， 继续 降 温 至 一５Ｃ过 滤 ， 燥 得 氯 化 铵 ８ ， 量 ￣ 干 ｇ含 ９％ ； ２ 乙二醇母 液循 环 套用 ， 晶投 入量 约 为 乙二 醇 混
量 １ ％ 一 ０ ， 晶甘 氨 酸 单 程 收率 约 ７ ％ ，０批 ５ ２％ 混 ０ ２
内产量远不能满足需求 ， 发展前景广 阔。据测算， 随 着人们生活水平的提高 ， 食品和医药工业将成为甘
氨 酸的主要 消费领 域 ， 有 巨大 的市 场潜 力 。 具 文献报道 甘 氨 酸 的合 成 路 线 有 十余 条 －Ｊ 目 ５， 前 国内外工业 化生 产方法 为 氯乙酸 氨解法 和施 特雷 克法 两条路线 ： 甲醛 、氰 化 钠 为 主 要原 料 的施 特 以
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆｇｙ ｉ ｅ ｕ ｉ ｇ ｗ ｔ ｒａ ｈ ｄ ａ ｗ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ． Ｂ ｔ ｉ ｎ ｆ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒ ｄ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｌｃｎ ｓｎ ａｅ ｓ ｔ ｅ ｍｅ ｉ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｙ ｕｉｚ ｇｏ ｌｉ
ａ ｕ ｔ ｆ ｃ ｔｌｓ ａ ｅ ｒ ａ ｅ ． ｉ ｌ ｅ ａ ａｅ ｍｅ ｏ ａ ｓ ｄ ｔ ｂ ａ ｎ ｇｙ ｉ ｅ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｍｏ ｎ ａａ ｙ ｔ ｗ ｓ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ Ａ ｓ ｏ ｍｐ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｔ ｄ ｗ ｓ ｕ ｅ ｏ ｏ ｔｉ ｌ ｃｎ ｎ ｃ ｎ ｍｉ ｈ
第 ９期
高宏 明 ， ： 等 甘氨酸 的合成工 艺研 究
・ １・ ２
半
ＮＣＣ ＨＮＣ Ｃ ＋ ＨＨＯ ＋ ：＋ Ｈ ： Ｏ Ｈ１ Ｏ ２ｏ
工流 图图 艺 程 见
１３ 工艺 流程 图 ．
图 １ 甘氨酸新工艺流程 图
１ ４ 实验操 作 ．
２ ２ 其 他 ．
１４ １ 甘氨 酸混 晶制 备 ．． 在装 有搅 拌器 、温 度计 、回 流冷 凝 管 及 导气 管
雷克法 ， 目前该 技术 国 内尚不是 很成熟 ， 且需要 剧 而 毒 的氰 化物 ， 运输 、 存 和使 用 要 求 比较 苛 刻 ； 内 贮 国
目前 主要 工业化 的氯 乙酸 氨解法 ， 艺路线 成熟 、 工 设
７％ ， ０ 乌洛托 品耗量大， 导致产 品生产成本高 ， 影响 了该 工艺 的应用 价值 。近年来 ，不 少人 对该 工艺 进 行 了改进 研 究 ， 终 因 成 本 或 技 术 问题 ， 得 到 推 但 未 广 。我们在 传统 生产 工艺 基础 上 ，对甘 氨酸 合成进 行 了研究 ， 通过 改 进 和优 化 工 艺 条 件 ， 氨解 反应 将 的液 氨改 为碳 酸氢铵 ， 应母液 套 用 ， 反 简化 了分离操 作， 提高了产品收率 ， 减少 了催化剂用量， 降低 了生 产成 本 。该 方 法无 论 是 在 降低 能耗 或 原 料成 本上 ， 还是设备投入及排污上都 比现行 的氯乙酸氨解法有 了很 大 的改善 ， 其具 有 良好 的工业 应用 价值 。 使
传统 的合成 工 艺是 ： 先将 氯 乙酸按 配 比要求 首
收 稿 日期 ： １ 一ｏ Ｏ ２ １ ９一 ７ ０
作者简介 ： 高宏明（ ９２ ） 江苏徐州人 ， 士 ， １６ 一 ， 学 工程师 ， 年从 事化工 中间体 的生产 与合成 ； 多 韩正 国 ， 江苏沛县人 ， 硕士 ， 工程 师， 多年从事有机 中间体及 药物 的合成 ， 讯联 系人 。 通
９ ４％ 。
设 备投 资 ； 照 该工 艺所 得 含 量 约 ９ ％ 的氯 化铵 晶 依 ２ 体 ， 加处理 即可得 到工 业 级 的氯化铵 ， 创造 了经 略 既 济效 益 ， 又避 免 了氯 化铵 排放 带来 的环 境污 染 。
３ 结论
１４ ２ 甘氨 酸混 晶分 离 ．． 在 １ ０ ｍＬ烧 瓶 中 加 人 乙 二 醇 ４ ０ 、 晶 ００ ０ ｍＬ 混
甘氨酸是最简单的氨基酸 ， 又名氨基乙酸 ， 作为
一
溶解 成氯 乙酸 水 溶 液 ， 滤 ， 温 至 ５ ６ ℃ 通 入 过 升 Ｏ一 ０ 氨 气反 应 。 该 工 艺 的 缺 点 是 ： 品 收 率 低 ， 为 产 约
种重要 的精细 化工 中间体 ， 广泛 地应 用于 医药 、 农
药 、 品、 食 饲料等行 业 ， 最 大 用 途 在 于用 来 合 成 除 其