本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種二羧甲基丙氨酸及其合成方法。
背景技術(shù)：
二羧甲基丙氨酸（MGDA）是巴斯夫公司開(kāi)發(fā)的新一代可生物降解的鰲合劑，在沒(méi)有細(xì)菌的情況下，可自行降解68%以上；在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下14天可降解89-100%。與其它新型鰲合劑比，MGDA能在廣泛的PH范圍內(nèi)（2~13.5）和高溫條件下，與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，且不形成沉淀。超強(qiáng)的絡(luò)合作用，良好的安全特性，能夠生物降解，對(duì)環(huán)境友好。使得國(guó)內(nèi)外專家一致認(rèn)為，MGDA在洗滌、日用、造紙、印染等行業(yè)被認(rèn)為是含磷鰲合物的最佳替代物，對(duì)于環(huán)境污染的源頭控制，減輕環(huán)境壓力具有重要的作用。
MGDA的生產(chǎn)國(guó)際上采用Strecker方法（US5817864、 US5849950、 CN101171226），雖有成本低的優(yōu)點(diǎn)。但該方法存在幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）需要高壓；（2）副產(chǎn)較大數(shù)量的次氮基三乙酸二鈉鹽；（3）需要用到大量的氫氰酸和氨氣等劇毒氣體。一旦泄漏將釀成重大環(huán)保事件，安全生產(chǎn)和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)很大。
2011年，Basf公司發(fā)展了另一合成方法（US20110257431），雖革除了氫氰酸，但仍然需要用到易燃易爆的環(huán)氧乙烷氣體，仍然需要高壓反應(yīng)等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二羧甲基丙氨酸及其合成方法，以實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明目的：
（1）本發(fā)明制備二羧甲基丙氨酸過(guò)程中，不需要高壓，常壓即可完成合成；
（2）本發(fā)明制備二羧甲基丙氨酸過(guò)程中，副產(chǎn)物少，收率高，大大提高了原料利用率，節(jié)約能源，降低消耗；
（3）本發(fā)明過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生氫氰酸和氨氣等劇毒物質(zhì)，安全系數(shù)高；
（4）本發(fā)明過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，成本低，三廢少；
（5）本發(fā)明制備的二羧甲基丙氨酸綠色環(huán)?？山到?，具有良好的工業(yè)化前景。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種二羧甲基丙氨酸（Ⅰ），其特征在于：所述二羧甲基丙氨酸（Ⅰ），結(jié)構(gòu)式如下：
以下是對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
一種二羧甲基丙氨酸（Ⅰ）的合成方法，其特征在于：包括混合反應(yīng)步驟。
所述混合反應(yīng)步驟：將2-氯丙酸和亞氨基二乙酸在一定反應(yīng)溫度下反應(yīng)制得二羧甲基丙氨酸（Ⅰ）。
所述反應(yīng)溫度為100℃-150℃。
所述反應(yīng)溫度為120℃。
所述反應(yīng)時(shí)間為4-10小時(shí)。
所述反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)。
所述方法還包括步尾氣處理步驟；所述尾氣處理步驟：將尾氣通入20%氫氧化鈉溶液中。
所述方法還包括產(chǎn)物回收步驟；所述產(chǎn)物回收步驟：將混合反應(yīng)后的混合液，降溫至60℃，減壓至10 mmHg后，蒸餾回收2-氯丙酸；剩余物用100 mL甲醇洗滌，過(guò)濾，50℃干燥得二羧甲基丙氨酸。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果如下：
（1）本發(fā)明制備過(guò)程中，不需要高壓，常壓即可完成合成；
（2）本發(fā)明過(guò)程中，副產(chǎn)物少，收率高達(dá)85-97%；
（3）本發(fā)明過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生氫氰酸和氨氣等劇毒物質(zhì)，安全系數(shù)高；
（4）本發(fā)明過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，成本低，三廢少；，大大提高了原料利用率，節(jié)約能源，降低消耗；
（5）本發(fā)明制備的二羧甲基丙氨酸綠色環(huán)?？山到?，具有良好的工業(yè)化前景。
具體實(shí)施方式
下述實(shí)施方式更好地說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例；
以下是本發(fā)明的反應(yīng)過(guò)程：
實(shí)施例1 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步驟1 混合反應(yīng)：
將亞氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反應(yīng)瓶中，30分鐘升溫至120 ℃，反應(yīng)6小時(shí)。
步驟2 尾氣處理：
尾氣通入20%氫氧化鈉溶液中，進(jìn)行尾氣處理，回收。
步驟3 產(chǎn)物回收：
將混合反應(yīng)后的混合液，降溫至60度，減壓至10 mmHg后，蒸餾回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗滌，過(guò)濾，50度干燥得200 g二羧甲基丙氨酸，收率為97%。
檢測(cè)指標(biāo)如下：
ESI-MS：（m/z，%）=206（M+）
1H NMR （DMSO-d6）:δ＝1.22（d，3H），3.29（s，4H），3.67（q，1H）ppm。
實(shí)施例2 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步驟1 混合反應(yīng)：
將亞氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反應(yīng)瓶中，30分鐘升溫至100 ℃，反應(yīng)10小時(shí)。
步驟2 尾氣處理：
尾氣通入20%氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)完畢。
步驟3 產(chǎn)物回收：
將混合反應(yīng)后的混合液，降溫至60度，減壓至10 mmHg，蒸餾回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗滌，過(guò)濾，50℃干燥得175 g二羧甲基丙氨酸，收率為85%。
1H NMR和MS與實(shí)例1一致。
實(shí)施例3 二羧甲基丙氨酸的合成方法
步驟1 混合反應(yīng)：
將亞氨基二乙酸(133 g, 1 mol) 和2-氯丙酸(217 g, 2 mol)加入反應(yīng)瓶中，30分鐘升溫至150 ℃，反應(yīng)4小時(shí)，
步驟2 尾氣處理：
尾氣通入20%氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)完畢。
步驟3 產(chǎn)物回收：
將混合反應(yīng)后的混合液，降溫至60度，減壓至10 mmHg，蒸餾回收2-氯丙酸，剩余物用100 mL甲醇洗滌，過(guò)濾，50℃干燥得183 g二羧甲基丙氨酸，收率為89%。
1H NMR和MS與實(shí)例1一致。
除非另有說(shuō)明和本領(lǐng)域常用單位，本發(fā)明中所采用的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)，本發(fā)明所述的比例，均為質(zhì)量比例。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。