本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)及精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及一種高純度n‐氨甲酰谷氨酸的合成及其后處理方法。
背景技術(shù)：
：n‐氨甲酰谷氨酸是合成不同側(cè)鏈抗菌劑的重要衍生物，已經(jīng)作為治療、預(yù)防高氨血癥藥物使用；此外，它還是合成雜環(huán)和多肽化合物的中間體。近年來發(fā)現(xiàn)在豬飼料中添加此物質(zhì)可以提高豬生長(zhǎng)過程中需要的精氨酸水平，從而提高豬的生長(zhǎng)速度。目前，n‐氨甲酰谷氨酸的合成及后處理方法主要有以下幾種：1.微波合成法選擇谷氨酸及尿素作為原料，加入一定量的氫氧化鈉，在微波(1000w)條件下，反應(yīng)4‐7分鐘，然后冷卻到0℃用鹽酸酸化，過濾后用水洗滌除去氯化鈉及多余的尿素，獲得產(chǎn)物。此法用尿素大大過量，處理后有大量的含鹽廢水無法處理，而且微波合成法不適于大量生產(chǎn)，同時(shí)這種方法的收率也不高，僅僅達(dá)到65％。2.用氰酸鉀作為原料水中加入一定比例的谷氨酸、氰酸鉀、氫氧化鉀混合物。室溫下反應(yīng)20小時(shí)，隨后用濃鹽酸酸化，過濾后固體用脲丙酸重結(jié)晶。這種方法用的原料比較昂貴，而且同樣產(chǎn)生大量含鹽廢水。3.用甲酸銨作為原料這種方法與方法2相似，該方法用甲酸銨代替了氰酸鉀，減少了一些成本，同時(shí)后處理時(shí)不再用脲丙酸，使用甲醛替代。這種方法收率不高，并且產(chǎn)生了大量含鹽廢水，同時(shí)甲醛很可能殘留到產(chǎn)品中而危害較大。以上可以看出，現(xiàn)有這些方法工藝復(fù)雜，成本較高、由于鹽酸酸化后，需要加熱至80℃以上溶解，然后降溫結(jié)晶獲得產(chǎn)物，副產(chǎn)物氯化鈉在水中溶解度隨溫度變化較小，結(jié)晶過程中容易包裹氯化鈉而使得產(chǎn)品純度較低，并且產(chǎn)生大量含鹽廢水。因此，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品收率及純度并且減少?gòu)U水排放是目前亟待解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種工藝及后處理簡(jiǎn)單的高純度n‐氨甲酰谷氨酸的生產(chǎn)方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改進(jìn)，以谷氨酸鈉和氰酸鈉為原料，降低了原料成本；用硫酸替代鹽酸中和反應(yīng)混合物，副產(chǎn)物由氯化鈉變?yōu)榱蛩徕c，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)母液的循環(huán)使用，減少了廢水排放，提高了n‐氨甲酰谷氨酸的收率及純度。由圖1可以看出，硫酸鈉在水中溶解度隨溫度變化較大，在40‐50℃之間溶解度較高(大大高于氯化鈉溶解度)，而n‐氨甲酰谷氨酸在50℃以下溶解度較低，通過控制溫度可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物n‐氨甲酰谷氨酸和副產(chǎn)物硫酸鈉的有效分離。同時(shí)硫酸的濃度可以很容易達(dá)到95％以上，在酸化過程中可以減少水的引入，因此我們采取硫酸酸化，在40‐50℃左右過濾，使得產(chǎn)物純度較高，母液冷卻后，水硫酸鈉析出，過濾后母液重復(fù)利用，減少污染。本發(fā)明所述高純度n‐氨甲酰谷氨酸的合成及其后處理方法步驟如下：a,以谷氨酸鈉和氰酸鈉為原料，水作為溶劑，在30‐50℃條件下反應(yīng)；b,將反應(yīng)液冷卻，用質(zhì)量百分比80％‐90％的硫酸酸化至ph＝3，然后加熱至40‐50℃，攪拌均勻，過濾，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；c，將母液冷卻至0‐5℃，過濾，獲得副產(chǎn)物水合硫酸鈉，濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性循環(huán)使用。本方法解決了n‐氨甲酰谷氨酸生產(chǎn)過程中成本高，純度低，工藝復(fù)雜等問題，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本方法采用廉價(jià)的谷氨酸鈉，氰酸鈉為原料，大大降低了生產(chǎn)成本。2、反應(yīng)完成后用硫酸進(jìn)行酸化，較少地引入水，并且反應(yīng)母液可重復(fù)利用。3、產(chǎn)物易與副產(chǎn)物分離，純度達(dá)99％以上。因此，本發(fā)明為工業(yè)生產(chǎn)n‐氨甲酰谷氨酸提供了切實(shí)可行的途徑。附圖說明圖1為氯化鈉、硫酸鈉和n‐氨甲酰谷氨酸溶解度曲線圖。具體實(shí)施方式為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更好地說明，舉實(shí)施例如下：實(shí)施例1本發(fā)明所述高純度n‐氨甲酰谷氨酸的合成及其后處理方法步驟如下：a,將谷氨酸鈉和氰酸鈉摩爾比1:1加入反應(yīng)釜中，水作為溶劑，在50℃條件下攪拌反應(yīng)；b,將反應(yīng)液冷卻，用質(zhì)量百分比80％的硫酸酸化至ph＝3，然后加熱至40℃，攪拌均勻，過濾，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；產(chǎn)物純度99.2％。c，將母液冷卻至0℃，水合硫酸鈉析出，過濾，獲得副產(chǎn)物水合硫酸鈉，濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性循環(huán)使用。實(shí)施例2本發(fā)明所述高純度n‐氨甲酰谷氨酸的合成及其后處理方法步驟如下：a,將谷氨酸鈉和氰酸鈉摩爾比1:1加入反應(yīng)釜中，水作為溶劑，在30℃條件下攪拌反應(yīng)；b,將反應(yīng)液冷卻，用質(zhì)量百分比90％的硫酸酸化至ph＝3，然后加熱至50℃，攪拌均勻，過濾，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；產(chǎn)物純度99.5％。c，將母液冷卻至5℃，水合硫酸鈉析出，過濾，獲得副產(chǎn)物水合硫酸鈉，濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性循環(huán)使用。實(shí)施例3取實(shí)施例1過濾液，液相色譜檢測(cè)溶液中谷氨酸含量，加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值為7，按照實(shí)施例1條件補(bǔ)加相應(yīng)的谷氨酸鈉及氰酸鈉、蒸餾水，攪拌下加熱至50℃反應(yīng)，按實(shí)施例1處理步驟處理，濾液重復(fù)套用3次，結(jié)果如下表，純度均大于99.2％。重復(fù)次數(shù)一二三純度(％)99.599.299.5對(duì)比實(shí)施例1a,將谷氨酸鈉和氰酸鈉摩爾比1:1加入反應(yīng)釜中，水作為溶劑，在30℃條件下攪拌反應(yīng)；b,將反應(yīng)液冷卻，用質(zhì)量百分比36％的鹽酸酸化至ph＝3，然后加熱至48℃，攪拌均勻，過濾，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；產(chǎn)物純度81.5％。c,母液為高濃度的氯化鈉溶液，難以通過析出氯化鈉而循環(huán)套用。當(dāng)前第1頁12