牛磺酸的化学合成方法及应用前景[1]
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Na SO , NH,
进现有 的牛磺酸合成 工艺 ,降低牛磺酸的生产成本 ,提 高牛磺酸的产率具有 十分重要 的意义。
牛磺酸的制备方法 主要有生物提取法 、发酵法和化 学合成方法 ,其 中化 学合成方 法的研究 发展最 为迅速 。
CI H, C CH, CI
——:— —— — —— ・
产物 ,所 以收率很低。 日本学者 山本勇等 针对该反应 中存在 的问题进行
了改进 ,通人氨气 并 添 加适 量 的硫 酸 酯 ,抑 制 水解 反
磺酸 的生产虽起步较晚 ,生产技术 、产 品质量和开发应 用等也均与发达 国家有一定差距 ,但是 牛磺酸作为食 品
营养添加剂 已逐步被 国人所认识 和接受。美 国, 日本等 国家 已规定 在婴 儿食 品 中必 须添 加 牛磺酸 ,我 国有
作者简介 :张
贺 ( 9 0一) 18 ,女 ,河北 藁城人 ,助教 ,主要 从事物
理 化学 与药 物 化 学 教 学 与 科研 工 作 。
酸钠发生磺化反应生成牛磺酸 。
第 1 期 1
张
贺等 :牛磺酸 的化学合成方法及应用前景
・ 1・ 7
HNHC:H H H HOO 二 C H 2 2 — 2 O NC S3 — — 2 22 H C
我国所采 取 的牛磺 酸 氯化 法合 成 工 艺总 收率 仅 为 4 % 。 日本学者 荒井 研一 等 将 8 %浓 度 的 中间体 8 0 2氯 乙胺盐酸盐水溶液慢速加入 3 %浓度的亚硫酸钠 溶 - 0 液 中,在 8 0℃下恒 温反应 ,经 电渗析脱 盐 ,然后 冷却 至3 ℃进 行结 晶 ,所得 牛 磺酸 纯度 达 9 . % ,收 率达 95
少 ,经 2步合成反应就可得 到牛磺酸 。
乙醇胺法按合成路线又可分为酯化法 和氯化法 。 16 1 酯化法 . . 酯化 法是 以乙醇胺 、硫酸 和亚硫 酸钠
为原料 ,反应分酯化和磺化 2步进 行。先酯 化合 成出中
收 稿 日期 :2 0 -50 0 80 -8
间产物 2氨基乙基硫酸酯 ,2氨基 乙基硫酸酯再 与亚硫 . .
NH2 CH2 CH2 O3 S H
在中间产物 2氨基乙基硫 酸酯 的合成过 程 中,由于 -
反应很难 进行完全 ,影 响了乙醇胺的转化率 。用提 高反
应温度或加入 除水剂除去酯化反应所产生水分 的方 法可 以促进反应 的进行 。中间体 2氨基 乙基硫酸酯与亚硫 酸 一
钠进行的磺化 反应 时 由于反应 较慢 ,加 热 回流时间 长 , 并且反应过程 中硫酸酯容易水解 ,同时还产生 乙醇胺 副
有发展前途 的精 细化学 品。
参考文献 :
[ ]刘庆得 ,唐朝枢 .牛磺 酸在治疗 学上 的应用 [ ] 中国 1 J.
医 学 药 杂 志 ,19 ,1 ( ) 2 32 9 2 2 7 :30— 2 .
气体 )和 亚 硫 酸 钠 为 原 料 ,反 应 分 氯 化 和 磺 化 2步
H 2 NCH2 CH2 0H —— Hc . NH2 H HC ・ I CH2 CH CH2 CI ——二— — NH2 CH2 CH2 O3 S H
1 5 环 氧 乙烷 法 .
牛磺酸 的化 学合 成方 法根 据原 料 和工 艺不 同 , 目前 有 2 0多种 。但 由于受 到原料来 源 、生 产成 本 、产 品收率
及合成工艺条件和设 备要求等 的限制 ,真正能用于工业 化生产 的很少 。
该方法先通过环氧乙烷 与亚硫酸氢钠反应制得 2羟 一
法 ,关键一步是 副产物 N C 和 N 0 a1 aS 盐 的脱 除 分离 , 该过程直接影响到牛磺酸的纯度和 收率 。 17 乙撑亚胺 法 . 该方法是通过乙撑亚胺 与二氧化硫和水反应 合成牛 磺酸 。
O O / \ H2 C— CH2 + S O2+ H2 ———— 0
应 ,牛磺酸 收率达 9 % 以上 。我 国科 技 人员 对存 在 问 0 题 进行改 进 的方法 是通 入氮 气 ,使 牛磺 酸 的 收率 达 到
8 % [ 5
。
关部 门也 已制定 出 《 品营养 强化 剂使 用 卫生标 准 》 食 ,
规定 了牛磺酸在婴幼儿食 品中的允许 添加量 。
Ke r s: T u ie; S n h ss; Ap l ain po p c y wo d a rn y t ei pi t rse t c o
牛磺酸 (ar e t i )化学名为 2氨基 乙磺 酸 ,又被称 un . 为牛胆素 、牛胆碱。牛磺酸 是 1 种非 蛋 白质类 氨基酸 , 是人体必须的 氨 基酸 之一 ,具有 独 特 的生理 功 能 。 ’
H, = CHCN — — — Na C CH, C — — O S H, CN — — 一 — — — Na CH2 O3 S CH2 CONH2 NH2 CH2 H2 O3 C S H
————
H T
HOC CH2 O3 H2 S Na
——
NH, CH, CH, O S Na
[ ]龚丽芬 ,黄慰生 ,郑 志福 .牛磺酸 的生物 活性 、提取 与 5 测定 [ ] J .福建化工 ,2 0 ,( ) 6— 9 0 3 1 :2 2 .
[ ]陈敏元 .牛磺 酸 的制 取 和应 用 [ ] 6 J .现代 化 工 ,19 , 9 1
H2 H2 NC CH2 O3 S H
目前 ,国内多数厂家采用乙醇胺 法生产牛磺酸 。以
该方法是将氧气 通人 到 2巯基乙胺溶液 中,经氧化 一
反应得到牛磺酸 ,收率 可达 8. % 。但 由于原料巯基 乙 76 醇价格较高 ,因此难 以用于工业生产。
乙醇胺 为原 料 ,原 料易 得 ,合成 工 艺简 单 ,设 备投 资
添加剂 。近年来 ,牛磺 酸 的用 量越来 越大 ,因此改
该方法首先需要解 决 2硝 基 乙基 磺 酸的来 源 问题 , 一
收率 为 6 % ,效果不甚理想。 5
1 4 二 氯 乙烷 法 .
1 - ,2二氯 乙烷 与 硫 酸钠 反 应 得 到 2氯 乙磺 酸 钠 , . 然后在加热加压 的条件下 与氨反应得 2氨基 乙磺 酸钠 , . 再用盐酸 酸化制得牛磺酸。
河北农业科学 ,20 ,1 ( 1 0 8 2 1 ):7 0—7 1 Junl f bi gittr cecs ora o e A r dua S i e He c l n
责任编辑
李布青
牛 磺 酸 的化 学 合成 方法 及应 用 前 景
张 贺 ,田玉珍 ,何晓云 ( 河北化工医药职 业技术学院, 河北 石家 002) 庄 5 6 0
16 2 氯化 法 .. 进行 。
氯化法 以乙醇胺 、盐酸 ( 括氯 化氢 包
我 国是 1 个人 口大国 ,牛磺酸在我 国有 巨大 的潜在 市场 。若使我 国 13的婴幼儿的牛磺酸 消费量 达到 国外 / 水平 ,则仅 此 1 项每年消耗 的牛磺酸量 就十分巨大 。由 此可见 ,作 为 1 种优 良的食品添加剂 ,牛磺 酸是 1种极
1 牛磺酸的 合成方法
1 1 以 丙烯 腈 为原 料 合 成 法 .
Na HSO3 Hy r lz d oy e
基乙磺酸钠 ,然后在加热加 压的条件下与氨反应得到 2 一
氨基乙磺 酸钠 ,最后用盐酸酸化制得牛磺酸 。
0 \ H2 — CH2 C
/ Na 原 法 . -
NO, CH, CH, O S H
『 ] H
H, H, NC CH, O H S
国内外研究表明 ,牛磺酸具有镇静 、消 炎及 降血脂等作 用 ,对促进婴 幼儿 的大脑发育 、视觉传 导 、视觉能力的 完善以及钙质的吸收也有 良好的作用 ,同时牛磺酸能促 进体 内代谢 ,增强体质 ,解除疲劳 ,是 1种很好 的食品
摘要 :牛磺 酸具有广泛的药用和保健功能。 综述 了牛磺 酸的化 学合成方 法,并分析 了牛磺酸的应用前景 。 关键词 :牛磺 酸 ;合成 ;应用前景 中图分类号 :T 4 Q6 文献标识码 :A 文章编号 :10 — 3 2 0 )1 - 7 -2 081 1(0 8 1 0 00 6 0
H T
CI CH, CH, O Na S
— —
NH2 CH2 H2 O C S Na—— } NH2 CH2 H2 O3 C S H
该方法 的生 产 原料 和生 产 步骤 较 多,副 产物 也很
多 ,生产成本高 ,而且在加热加压 的条件 下反应 ,因此 工业装备 的造价较高 。
[ ]杨建成 .牛磺 酸在畜牧生 产 中应 用研究 进展 [ ] 中国 3 J. 畜牧售 医 ,20 ,2 ( ) 7— 0 0 2 9 4 :1 2 .
[ ]李龙威 ,王新 一 ,徐清 海 .牛磺酸 的研发现 状 [ ] 4 J .安
徽 农 业 科 学 ,20 ,3 ( 4 :4 8 4 8 ,4 8 . 0 7 5 1 ) 05— 0 6 0 8
HN, CH, CH, O S H
该方法步骤较多 ,产率较低 。 因此 ,不适合工业生 产。
12 2巯 基 乙胺 氧化 法 . -
H
2
环氧 乙烷具有一定 的危险性 ,而且反应要在 加热加
压下进行 ,设备投资高 ,实现工业化有难度 。
16 乙醇 胺 法 .
『 O1
NCH2 CH2 H S
: :
2 牛 酸的 前景 磺酸 应用 磺 的
牛磺 酸具有 多种药理作用和营养保健作用 ,应用 范
围已由最初 的药用 转 向 以食 品添加 剂和 营养 保健 品 为 主 ,并逐渐成 为大众化 的消费 品。世界一些 主要 消费国 人均年 消费牛 磺酸量 大致为 : 日本 6 、美 国 5 、英 0g 0g 国 3 、德 国 3 、加拿大 2 、法 国 2 、韩 国 1 、 4g 2 g 9g 6g 9 g 印尼 1 、新 加坡 1 ,而 我 国不足 0 2g 。我 国牛 7 g 7 g .
Ab ta t Ta rn s a s r fp riu a mio a i t n e tn ie f n t n i dcn a d h at. n ti a e , sr c : u ie i oto atc lr a n cd wi a xe sv u ci n me ii e n e l I h s p p r h o h c e c lsn h ssmeh d ftu ie wee s mma z d, a d t e a p iain p o p c sa ay e . h mia y t e i to so a rn r u i re n h p lc t rs e twa n z d o l
Ch m ia y h ssM eho n p ia in Pr s e to u i e e c lS nt e i t dsa d Ap lc to o p c fTa rn
Z A GH ,TA uze ,H i — n ( ee C e i l n hr aeta C lg ,S ia un 002 ,C i ) H N e IN Y - n EXa y H bi hmc dP a cu c o ee h i h ag 50 6 h a h ou aa m i l l jz n
9 . % 。 4 8
[ ]李建华 ,刘东文 ,方丽 云 ,等 .牛 磺酸 的生理功 能及其 2
在畜禽饲料 中的应 用 进展 [ ] J .安 徽农 业科 学 ,20 , 0 7
3 ( 5 :4 4 4 4 . 5 1 ) 5 0— 5 1
乙醇胺法合成牛磺酸 ,不论是硫酸酯 化法还是氯化
进现有 的牛磺酸合成 工艺 ,降低牛磺酸的生产成本 ,提 高牛磺酸的产率具有 十分重要 的意义。
牛磺酸的制备方法 主要有生物提取法 、发酵法和化 学合成方法 ,其 中化 学合成方 法的研究 发展最 为迅速 。
CI H, C CH, CI
——:— —— — —— ・
产物 ,所 以收率很低。 日本学者 山本勇等 针对该反应 中存在 的问题进行
了改进 ,通人氨气 并 添 加适 量 的硫 酸 酯 ,抑 制 水解 反
磺酸 的生产虽起步较晚 ,生产技术 、产 品质量和开发应 用等也均与发达 国家有一定差距 ,但是 牛磺酸作为食 品
营养添加剂 已逐步被 国人所认识 和接受。美 国, 日本等 国家 已规定 在婴 儿食 品 中必 须添 加 牛磺酸 ,我 国有
作者简介 :张
贺 ( 9 0一) 18 ,女 ,河北 藁城人 ,助教 ,主要 从事物
理 化学 与药 物 化 学 教 学 与 科研 工 作 。
酸钠发生磺化反应生成牛磺酸 。
第 1 期 1
张
贺等 :牛磺酸 的化学合成方法及应用前景
・ 1・ 7
HNHC:H H H HOO 二 C H 2 2 — 2 O NC S3 — — 2 22 H C
我国所采 取 的牛磺 酸 氯化 法合 成 工 艺总 收率 仅 为 4 % 。 日本学者 荒井 研一 等 将 8 %浓 度 的 中间体 8 0 2氯 乙胺盐酸盐水溶液慢速加入 3 %浓度的亚硫酸钠 溶 - 0 液 中,在 8 0℃下恒 温反应 ,经 电渗析脱 盐 ,然后 冷却 至3 ℃进 行结 晶 ,所得 牛 磺酸 纯度 达 9 . % ,收 率达 95
少 ,经 2步合成反应就可得 到牛磺酸 。
乙醇胺法按合成路线又可分为酯化法 和氯化法 。 16 1 酯化法 . . 酯化 法是 以乙醇胺 、硫酸 和亚硫 酸钠
为原料 ,反应分酯化和磺化 2步进 行。先酯 化合 成出中
收 稿 日期 :2 0 -50 0 80 -8
间产物 2氨基乙基硫酸酯 ,2氨基 乙基硫酸酯再 与亚硫 . .
NH2 CH2 CH2 O3 S H
在中间产物 2氨基乙基硫 酸酯 的合成过 程 中,由于 -
反应很难 进行完全 ,影 响了乙醇胺的转化率 。用提 高反
应温度或加入 除水剂除去酯化反应所产生水分 的方 法可 以促进反应 的进行 。中间体 2氨基 乙基硫酸酯与亚硫 酸 一
钠进行的磺化 反应 时 由于反应 较慢 ,加 热 回流时间 长 , 并且反应过程 中硫酸酯容易水解 ,同时还产生 乙醇胺 副
有发展前途 的精 细化学 品。
参考文献 :
[ ]刘庆得 ,唐朝枢 .牛磺 酸在治疗 学上 的应用 [ ] 中国 1 J.
医 学 药 杂 志 ,19 ,1 ( ) 2 32 9 2 2 7 :30— 2 .
气体 )和 亚 硫 酸 钠 为 原 料 ,反 应 分 氯 化 和 磺 化 2步
H 2 NCH2 CH2 0H —— Hc . NH2 H HC ・ I CH2 CH CH2 CI ——二— — NH2 CH2 CH2 O3 S H
1 5 环 氧 乙烷 法 .
牛磺酸 的化 学合 成方 法根 据原 料 和工 艺不 同 , 目前 有 2 0多种 。但 由于受 到原料来 源 、生 产成 本 、产 品收率
及合成工艺条件和设 备要求等 的限制 ,真正能用于工业 化生产 的很少 。
该方法先通过环氧乙烷 与亚硫酸氢钠反应制得 2羟 一
法 ,关键一步是 副产物 N C 和 N 0 a1 aS 盐 的脱 除 分离 , 该过程直接影响到牛磺酸的纯度和 收率 。 17 乙撑亚胺 法 . 该方法是通过乙撑亚胺 与二氧化硫和水反应 合成牛 磺酸 。
O O / \ H2 C— CH2 + S O2+ H2 ———— 0
应 ,牛磺酸 收率达 9 % 以上 。我 国科 技 人员 对存 在 问 0 题 进行改 进 的方法 是通 入氮 气 ,使 牛磺 酸 的 收率 达 到
8 % [ 5
。
关部 门也 已制定 出 《 品营养 强化 剂使 用 卫生标 准 》 食 ,
规定 了牛磺酸在婴幼儿食 品中的允许 添加量 。
Ke r s: T u ie; S n h ss; Ap l ain po p c y wo d a rn y t ei pi t rse t c o
牛磺酸 (ar e t i )化学名为 2氨基 乙磺 酸 ,又被称 un . 为牛胆素 、牛胆碱。牛磺酸 是 1 种非 蛋 白质类 氨基酸 , 是人体必须的 氨 基酸 之一 ,具有 独 特 的生理 功 能 。 ’
H, = CHCN — — — Na C CH, C — — O S H, CN — — 一 — — — Na CH2 O3 S CH2 CONH2 NH2 CH2 H2 O3 C S H
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HOC CH2 O3 H2 S Na
——
NH, CH, CH, O S Na
[ ]龚丽芬 ,黄慰生 ,郑 志福 .牛磺酸 的生物 活性 、提取 与 5 测定 [ ] J .福建化工 ,2 0 ,( ) 6— 9 0 3 1 :2 2 .
[ ]陈敏元 .牛磺 酸 的制 取 和应 用 [ ] 6 J .现代 化 工 ,19 , 9 1
H2 H2 NC CH2 O3 S H
目前 ,国内多数厂家采用乙醇胺 法生产牛磺酸 。以
该方法是将氧气 通人 到 2巯基乙胺溶液 中,经氧化 一
反应得到牛磺酸 ,收率 可达 8. % 。但 由于原料巯基 乙 76 醇价格较高 ,因此难 以用于工业生产。
乙醇胺 为原 料 ,原 料易 得 ,合成 工 艺简 单 ,设 备投 资
添加剂 。近年来 ,牛磺 酸 的用 量越来 越大 ,因此改
该方法首先需要解 决 2硝 基 乙基 磺 酸的来 源 问题 , 一
收率 为 6 % ,效果不甚理想。 5
1 4 二 氯 乙烷 法 .
1 - ,2二氯 乙烷 与 硫 酸钠 反 应 得 到 2氯 乙磺 酸 钠 , . 然后在加热加压 的条件下 与氨反应得 2氨基 乙磺 酸钠 , . 再用盐酸 酸化制得牛磺酸。
河北农业科学 ,20 ,1 ( 1 0 8 2 1 ):7 0—7 1 Junl f bi gittr cecs ora o e A r dua S i e He c l n
责任编辑
李布青
牛 磺 酸 的化 学 合成 方法 及应 用 前 景
张 贺 ,田玉珍 ,何晓云 ( 河北化工医药职 业技术学院, 河北 石家 002) 庄 5 6 0
16 2 氯化 法 .. 进行 。
氯化法 以乙醇胺 、盐酸 ( 括氯 化氢 包
我 国是 1 个人 口大国 ,牛磺酸在我 国有 巨大 的潜在 市场 。若使我 国 13的婴幼儿的牛磺酸 消费量 达到 国外 / 水平 ,则仅 此 1 项每年消耗 的牛磺酸量 就十分巨大 。由 此可见 ,作 为 1 种优 良的食品添加剂 ,牛磺 酸是 1种极
1 牛磺酸的 合成方法
1 1 以 丙烯 腈 为原 料 合 成 法 .
Na HSO3 Hy r lz d oy e
基乙磺酸钠 ,然后在加热加 压的条件下与氨反应得到 2 一
氨基乙磺 酸钠 ,最后用盐酸酸化制得牛磺酸 。
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/ Na 原 法 . -
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国内外研究表明 ,牛磺酸具有镇静 、消 炎及 降血脂等作 用 ,对促进婴 幼儿 的大脑发育 、视觉传 导 、视觉能力的 完善以及钙质的吸收也有 良好的作用 ,同时牛磺酸能促 进体 内代谢 ,增强体质 ,解除疲劳 ,是 1种很好 的食品
摘要 :牛磺 酸具有广泛的药用和保健功能。 综述 了牛磺 酸的化 学合成方 法,并分析 了牛磺酸的应用前景 。 关键词 :牛磺 酸 ;合成 ;应用前景 中图分类号 :T 4 Q6 文献标识码 :A 文章编号 :10 — 3 2 0 )1 - 7 -2 081 1(0 8 1 0 00 6 0
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CI CH, CH, O Na S
— —
NH2 CH2 H2 O C S Na—— } NH2 CH2 H2 O3 C S H
该方法 的生 产 原料 和生 产 步骤 较 多,副 产物 也很
多 ,生产成本高 ,而且在加热加压 的条件 下反应 ,因此 工业装备 的造价较高 。
[ ]杨建成 .牛磺 酸在畜牧生 产 中应 用研究 进展 [ ] 中国 3 J. 畜牧售 医 ,20 ,2 ( ) 7— 0 0 2 9 4 :1 2 .
[ ]李龙威 ,王新 一 ,徐清 海 .牛磺酸 的研发现 状 [ ] 4 J .安
徽 农 业 科 学 ,20 ,3 ( 4 :4 8 4 8 ,4 8 . 0 7 5 1 ) 05— 0 6 0 8
HN, CH, CH, O S H
该方法步骤较多 ,产率较低 。 因此 ,不适合工业生 产。
12 2巯 基 乙胺 氧化 法 . -
H
2
环氧 乙烷具有一定 的危险性 ,而且反应要在 加热加
压下进行 ,设备投资高 ,实现工业化有难度 。
16 乙醇 胺 法 .
『 O1
NCH2 CH2 H S
: :
2 牛 酸的 前景 磺酸 应用 磺 的
牛磺 酸具有 多种药理作用和营养保健作用 ,应用 范
围已由最初 的药用 转 向 以食 品添加 剂和 营养 保健 品 为 主 ,并逐渐成 为大众化 的消费 品。世界一些 主要 消费国 人均年 消费牛 磺酸量 大致为 : 日本 6 、美 国 5 、英 0g 0g 国 3 、德 国 3 、加拿大 2 、法 国 2 、韩 国 1 、 4g 2 g 9g 6g 9 g 印尼 1 、新 加坡 1 ,而 我 国不足 0 2g 。我 国牛 7 g 7 g .
Ab ta t Ta rn s a s r fp riu a mio a i t n e tn ie f n t n i dcn a d h at. n ti a e , sr c : u ie i oto atc lr a n cd wi a xe sv u ci n me ii e n e l I h s p p r h o h c e c lsn h ssmeh d ftu ie wee s mma z d, a d t e a p iain p o p c sa ay e . h mia y t e i to so a rn r u i re n h p lc t rs e twa n z d o l
Ch m ia y h ssM eho n p ia in Pr s e to u i e e c lS nt e i t dsa d Ap lc to o p c fTa rn
Z A GH ,TA uze ,H i — n ( ee C e i l n hr aeta C lg ,S ia un 002 ,C i ) H N e IN Y - n EXa y H bi hmc dP a cu c o ee h i h ag 50 6 h a h ou aa m i l l jz n
9 . % 。 4 8
[ ]李建华 ,刘东文 ,方丽 云 ,等 .牛 磺酸 的生理功 能及其 2
在畜禽饲料 中的应 用 进展 [ ] J .安 徽农 业科 学 ,20 , 0 7
3 ( 5 :4 4 4 4 . 5 1 ) 5 0— 5 1
乙醇胺法合成牛磺酸 ,不论是硫酸酯 化法还是氯化