專利名稱：一種水性氨基酸制備氨基醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性一氨基酸制備一氨基醇的方法，具體涉及一種采用催化劑， 使得一步法氫氣還原合成氨基醇的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)工藝制備的氨基丙醇產(chǎn)品分析含量低，且對(duì)丙氨酸的摩爾收率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于將水性氨基酸溶解在水溶液或水與水混溶溶劑的混合溶劑中，在催化劑作用下，在溫度60-10(TC， 壓力0. l-20MPa, ph :1_5，反應(yīng)過程中反應(yīng)器內(nèi)只含有氫氣條件下，一步法氫氣還原合成氨基醇，進(jìn)而蒸餾、結(jié)晶分離得到氨基醇或其鹽。本發(fā)明還提供了一種水性氨基酸制備氨基醇的催化劑，其特征在于所述催化劑由以下三種組分組合而成第一組分選自Ru元素或其鹽或其氧化物的一種或幾種；第二組分選自Pd元素或其氧化物或其鹽的一種或幾種；第三組分為載體，選自鋁硅酸鹽或活性碳或碳納米管的一種或幾種；其中Ru占4%，Pd占1%，其余為第三組分；催化劑的表面積比為 1000-1500m2/g，粒度為 100-500 目。進(jìn)一步地，所述催化劑的制備方法如下將第三組分用50%的硝酸溶液在 50-90°C加熱一小時(shí)，過濾，將得到的濾餅加入到氫氧化鈉水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅加入到硝酸水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅再用去離子水洗至出水無硝酸根；用去離子水配成10%的懸浮液；將第一組分用鹽酸和水溶解，配成水溶液，向其中加入非離子表面活性劑，表面活性劑與第一組分的重量比為0.1-5 1，再在充分?jǐn)嚢柘戮徛龑⑸鲜龈男暂d體懸浮于溶液中，預(yù)熱至40-90°C，以200-600r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌下加入還原劑和堿液，使溶液PH值控制在8-10，在90-250°C，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速持續(xù)快速攪拌 1-10小時(shí)，過濾，用去離子水洗濾餅至出水電導(dǎo)率在IO5K-1以上，濾餅在1-10以60-90°C 的速度梯度升溫至60-800°C保持1-5小時(shí)得催化劑。進(jìn)一步地，所述還原劑選自甲醛或甲酸或乙二醇或硼氫化鈉或次磷酸鈉或其中的一種或幾種，用量為第一組分摩爾數(shù)的一倍，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。進(jìn)一步地，所述非離子表面活性劑為聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。進(jìn)一步地，所述催化劑與氨基酸的重量比為-10%。進(jìn)一步地，所述氨基酸為DL-2-氨基丙酸或D-2-氨基丙酸或L_2_氨基丙酸，氨基醇為DL-2-氨基丙醇或D-2-氨基丙醇或L-2-氨基丙醇。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用上述方法制備的氨基丙醇產(chǎn)品分析含量可達(dá)99. 5%以上，且對(duì)丙氨酸的摩爾收率可達(dá)以上90%以上。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一氨基酸制備氨基醇的方法，包括將水性氨基酸溶解在水溶液或水與其他溶劑的混溶溶劑的混合溶劑中，在溫度60-100°C，優(yōu)選80°C，壓力5-20MPa，優(yōu)選8MPa，ph =1-5條件下調(diào)節(jié)的酸堿選自無機(jī)酸或有機(jī)酸或無機(jī)堿，在催化劑作用下，用氫氣還原，一步法合成氨基醇，氨基醇的收率為60-90%，純度大于99. 5%。其中，氨基酸為DL-2-氨基丙酸或D-2-氨基丙酸或L-2-氨基丙酸，氨基醇為DL-2-氨基丙醇、D-2-氨基丙醇或L-2-氨基丙醇。水與其他溶劑的混合溶劑為體積比為11的水-甲醇或水-乙醇或水-叔丁醇或水-DMF或水-DMSO或水-THF。此外催化反應(yīng)后進(jìn)行過濾，分離得到的催化劑可進(jìn)行套用，得到的濾液中加入鹽酸或硫酸后分離得到氨基醇的鹽酸鹽或硫酸鹽或者蒸餾得到氨基利用本發(fā)明以丙氨酸為原料直接催化加氫制備氨基丙醇的具體方法如下在高壓反應(yīng)釜中，注入水，投入丙氨酸，催化劑。催化劑與丙氨酸的重量比為0.1-10%，優(yōu)選為 0. 1_5%，調(diào)溶液至phl-5(調(diào)節(jié)Ph的酸堿選自無機(jī)酸或有機(jī)酸或無機(jī)堿，優(yōu)選為鹽酸或硫酸或磷酸或醋酸或氫氧化鈉。氫氣置換后通氫氣至壓力5-20MPa，優(yōu)選為8MPa。開啟攪拌， 升溫至溫度60-100°C，優(yōu)選80°C，保持1-20小時(shí)，優(yōu)選為3_10小時(shí)。過程中間歇通入氫氣， 保持壓力在5-20MPa。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾餅催化劑套用。濾液分兩種方法處理其一為加鹽酸或硫酸調(diào)溶液至phl-5，優(yōu)選為phl-3，結(jié)晶分離得到氨基丙醇鹽酸鹽或硫酸鹽，結(jié)晶母液套用；其二 為蒸餾分離，得到氨基丙醇。上述催化劑的組分由以下三種組分組合而成第一組分選自Ru元素或其鹽或其氧化物的一種或幾種；第二組分選自Pd元素或其氧化物或其鹽的一種或幾種；第三組分為載體，選自鋁硅酸鹽或活性碳或碳納米管的一種或幾種；其中Ru占4%，Pd占1%，其余為第三組分。催化劑的表面積比為1000-1500m2/g，，粒度為100-500目。其催化劑的制備方法包括將第三組分用50%的硝酸溶液在50-90°C加熱一小時(shí)，過濾，將得到的濾餅加入到濃度為30-50 %的氫氧化鈉水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅加入到濃度為30-50%的硝酸水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅再用去離子水洗至出水無硝酸根。用去離子水配成10%的懸浮液。將第一組分用濃度為30-50% 的鹽酸和水溶解，配成水溶液，向其中加入聚乙二醇非離子表面活性劑，表面活性劑與第一組分的重量比為0.1-5 1，再在充分?jǐn)嚢柘戮徛龑⑸鲜龈男暂d體懸浮于溶液中，預(yù)熱至 40-90°C，以200-600r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌下加入還原劑和堿液，使溶液PH值控制在8-10， 在90-250°C，持續(xù)攪拌1-10小時(shí)，過濾，用去離子水洗濾餅至出水電導(dǎo)率在IO5歐―1以上， 濾餅在1-10以60-90°C的速度梯度升溫至60-800°C保持1_5小時(shí)得催化劑。催化劑的比表面積為1000-1500m2/g，粒度為100-500目。實(shí)施例1100克市售高強(qiáng)度椰殼活性炭，用1500毫升15%硝酸溶液在80°C加熱小時(shí)，過濾， 得到濾餅。濾餅加入到1500毫升15%氫氧化鈉水溶液中攪拌洗滌，過濾，得到濾餅。濾餅加入到1500毫升10%硝酸溶液中攪拌洗滌，過濾，得到濾餅。濾餅再用去離子水洗至出水無硝酸根。將9克三氯化釕和1. 5克氯化鈀用40毫升30%鹽酸和1500毫升水溶解，向其中加入5克市售聚乙二醇500，在攪拌下緩慢將上述改性負(fù)載體懸浮于溶液中，預(yù)熱至100 在攪拌下加入25克37%甲醛溶液，用氫氧化鈉調(diào)溶液ph控制在8-9，在150°C溫度下持續(xù)快速攪拌10時(shí)，過濾，用去離子水洗至出水電導(dǎo)率在IO5歐―1以上，濾餅在10小時(shí)內(nèi)升溫至500°C，保持2時(shí)，得到催化劑。在1升高壓釜中，投入400毫升水，60克L-2-丙氛酸，取上述催化劑，將溶液用磷酸PH調(diào)至4，開啟攪拌，氫氣置換次后通氫氣，升溫至1300°C，壓力7. OMPa,保持7時(shí)，過程中間歇通入氫氣，保持壓力在7. OMPa。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾餅催化劑套用濾液蒸反應(yīng)液中加入NaOH(與加入的磷酸對(duì)應(yīng))加入與水等量體積的乙醇，然后在10度以下放置12小時(shí)過濾。固體主要是磷酸鈉，濾液在抽真空的條件下蒸發(fā)除水，除去水后剩下的產(chǎn)物在高真空度下蒸溜一真空度750mmHg，溫度10(Tl20度。得到40克L-2-氨基丙醇，分析含量99. 9%， 產(chǎn)品收率79%。實(shí)施例2在1升高壓釜中，投入200毫升水，200毫升甲醇60克L_2_丙氛酸，取上述催化劑，將溶液用硫酸PH調(diào)至4，開啟攪拌，氫氣置換次后通氫氣，升溫至1300°C，壓力7. OMPa, 保持7時(shí)，過程中間歇通入氫氣，保持壓力在7. OMPa0反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾餅催化劑套用濾液蒸反應(yīng)液中加入NaOH(與加入的磷酸對(duì)應(yīng))加入與水等量體積的乙醇，然后在10度以下放置12小時(shí)過濾。固體主要是磷酸鈉，濾液在抽真空的條件下蒸發(fā)除水，除去水后剩下的產(chǎn)物在高真空度下蒸溜——真空度750mmHg，溫度10(Tl20度。得到40克L-2-氨基丙醇， 分析含量99. 9 %，產(chǎn)品收率80 %。
權(quán)利要求
1.一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于將水性氨基酸溶解在水溶液或水與水混溶溶劑的混合溶劑中，在催化劑作用下，在溫度60-100°C，壓力0. l-20MPa, ph 1-5，反應(yīng)過程中反應(yīng)器內(nèi)只含有氫氣條件下，一步法氫氣還原合成氨基醇，進(jìn)而蒸餾、結(jié)晶分離得到氨基醇或其鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述催化劑由以下三種組分組合而成第一組分選自Ru元素或其鹽或其氧化物的一種或幾種；第二組分選自Pd元素或其氧化物或其鹽的一種或幾種；第三組分為載體，選自鋁硅酸鹽或活性碳或碳納米管的一種或幾種；其中Ru占4%，Pd占1%，其余為第三組分；催化劑的表面積比為 1000-1500m2/g，粒度為 100-500 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述催化劑的制備方法如下將第三組分用50%的硝酸溶液在50-90°C加熱一小時(shí)，過濾，將得到的濾餅加入到氫氧化鈉水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅加入到硝酸水溶液中攪拌洗滌，過濾，將得到的濾餅再用去離子水洗至出水無硝酸根；用去離子水配成10%的懸浮液；將第一組分用鹽酸和水溶解，配成水溶液，向其中加入非離子表面活性劑，表面活性劑與第一組分的重量比為0.1-5 1，再在充分?jǐn)嚢柘戮徛龑⑸鲜龈男暂d體懸浮于溶液中，預(yù)熱至40-90°C，以200-600r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌下加入還原劑和堿液，使溶液PH值控制在 8-10，在90-250°C，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速持續(xù)快速攪拌1_10小時(shí)，過濾，用去離子水洗濾餅至出水電導(dǎo)率在IO5歐―1以上，濾餅在1-10以60-90°C的速度梯度升溫至60-800°C保持 1-5小時(shí)得催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述還原劑選自甲醛或甲酸或乙二醇或硼氫化鈉或次磷酸鈉或其中的一種或幾種，用量為第一組分摩爾數(shù)的一倍，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述非離子表面活性劑為聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述催化劑與氨基酸的重量比為-10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性氨基酸制備氨基醇的方法，其特征在于所述氨基酸為DL-2-氨基丙酸或D-2-氨基丙酸或L-2-氨基丙酸，氨基醇為DL-2-氨基丙醇或 D-2-氨基丙醇或L-2-氨基丙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以水性氨基酸為原料制備氨基醇的方法，具體為在該方法中使用了催化劑氨基酸在水溶液或水與水的混合溶液中在催化劑作用下用氫氣還原，一步法合成氨基醇。本方法具有步驟簡單，生產(chǎn)周期短，污染小，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C215/08GK102344378SQ201010243250
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者石勇, 邱志剛 申請(qǐng)人:江蘇康恒化工有限公司