β-氨基丙酸的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种氨基酸的生产，尤其是涉及一种β-氨基丙酸的制备方法。
背景技术
β-氨基丙酸，又称β-丙氨酸，3-氨基丙酸，是一种白色或淡黄色结晶粉末，主要用于合成泛酸、泛酸钙、肌肽、帕米膦酸钠、巴柳氮等，在医药、饲料、食品等领域应用广泛。
现在生产Beta-氨基丙酸的方法主要是丙烯腈法生产：是丙烯腈和氨在100～115℃的温度和3.0～4.0MPa压力下合成β-氨基丙腈，最后在一定条件下水解生成.该法所得产品含量低，特别是杂质无法达到内控指标，对医药合成和作为运动营养添加剂的应用带来不良后果。
【发明内容】
本发明主要是解决现有β-氨基丙酸生产工艺所存在含量低、杂质无法排除，应用领域较窄的问题。
本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的：
该β-氨基丙酸的制备方法包括以下步骤：A.合成：将体积浓度为15～25％的氨水和碳酸氢铵按重量比6～11∶1的比例混合后投入反应釜中，然后按摩尔比为丙烯酸∶氨水＝1∶6～10的比例将丙烯酸(CH2CHCOOH)投入反应釜中，将反应温度控制在140～160℃、压力控制在2.0～2.2Mpa，恒温反应6～8小时；
B.浓缩：将A步骤得到地反应液压入浓缩釜，接着将反应液升温至160～180℃，同时打开氨吸收泵吸收反应所剩余的氨气，然后减压蒸馏，当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至50～60℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量6～9倍的乙醇，继续搅拌1～2小时，然后将反应液温度降至室温，离心得β-氨基丙酸粗品；
C.重结晶：将β-氨基丙酸粗品投入反应釜中，再加入β-氨基丙酸重量1～3倍的水，拌匀后，加热至溶液沸腾，恒温反应1～2小时，然后将活性炭投入反应釜中脱色0.5～1小时，再减压蒸馏；当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至50～60℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量3～10倍的乙醇，将反应液温度降至室温，使β-氨基丙酸全部结晶析出，结晶体离心、干燥，即得精制的β-氨基丙酸。
本发明以丙烯酸、氨、碳酸氢铵为原料，不仅原料易得，成本低廉，而且碳酸氢铵的加入，可以阻止丙烯酸在高温高压下的聚合反应，因此缩短了β-氨基丙酸的制备时间、并大大提高了产品品质。经检测：采用本发明方法制备的产品杂质少，其纯度在98％以上。
【具体实施方式】
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：将体积浓度为18％的氨水、碳酸氢铵按重量比6∶1的比例混合后投入反应釜中，然后按摩尔比为丙烯酸∶氨水＝1∶8的比例将丙烯酸投入反应釜中，将反应温度控制在140℃、压力控制在2.0Mpa，恒温反应8小时；
然后将反应产物压入浓缩釜，接着将反应液升温至160℃，同时打开氨吸收泵吸收反应所剩余的氨气，1小时后关闭吸氨泵并打开真空泵，然后减压蒸馏，当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至60℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量9倍的乙醇，继续搅拌2小时，然后将反应液温度降至室温，离心得β-氨基丙酸粗品；经检测：该β-氨基丙酸粗品的纯度为93.2％。
将β-氨基丙酸粗品投入反应釜中，再加入β-氨基丙酸重量2.5倍的水，拌匀后，加热至溶液沸腾，恒温反应1.5小时，然后将活性炭投入反应釜中脱色1小时，再减压蒸馏；当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至60℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量3倍的乙醇，将反应液温度降至室温，使β-氨基丙酸全部结晶析出，结晶体离心、干燥，即得精制的β-氨基丙酸。经检测：该β-氨基丙酸的纯度为99.1％。
实施例2：将体积浓度为15％的氨水、碳酸氢铵按重量比8∶1的比例混合后投入反应釜中，然后按摩尔比为丙烯酸∶氨水＝1∶10的比例将丙烯酸投入反应釜中，将反应温度控制在150℃、压力控制在2.1Mpa，恒温反应7小时；
然后将反应产物压入浓缩釜，接着将反应液升温至170℃，同时打开氨吸收泵吸收反应所剩余的氨气，1小时后关闭吸氨泵并打开真空泵，然后减压蒸馏，当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至55℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量8倍的乙醇，继续搅拌2小时，然后将反应液温度降至室温，离心得β-氨基丙酸粗品；经检测：该β-氨基丙酸粗品的纯度为94.9％。
将β-氨基丙酸粗品投入反应釜中，再加入β-氨基丙酸重量1倍的水，拌匀后，加热至溶液沸腾，恒温反应2小时，然后将活性炭投入反应釜中脱色1小时，再减压蒸馏；当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至55℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量7倍的乙醇，将反应液温度降至室温，使β-氨基丙酸全部结晶析出，结晶体离心、干燥，即得精制的β-氨基丙酸。经检测：该β-氨基丙酸的纯度为98.6％。
实施例3：将体积浓度为25％的氨水、碳酸氢铵按重量比11∶1的比例混合后投入反应釜中，然后按摩尔比为丙烯酸∶氨水＝1∶6的比例将丙烯酸投入反应釜中，将反应温度控制在160℃、压力控制在2.2Mpa，恒温反应6小时；
然后将反应产物压入浓缩釜，接着将反应液升温至180℃，同时打开氨吸收泵吸收反应所剩余的氨气，1小时后关闭吸氨泵并打开真空泵，然后减压蒸馏，当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至50℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量6倍的乙醇，继续搅拌1小时，然后将反应液温度降至室温，离心得β-氨基丙酸粗品；经检测：该β-氨基丙酸粗品的纯度为91.5％。
将β-氨基丙酸粗品投入反应釜中，再加入β-氨基丙酸重量3倍的水，拌匀后，加热至溶液沸腾，恒温反应1小时，然后将活性炭投入反应釜中脱色0.5小时，再减压蒸馏；当蒸馏至反应液呈糖浆粘稠状时，将反应液温度降至50℃，向反应釜中加入重量为丙烯酸重量10倍的乙醇，将反应液温度降至室温，使β-氨基丙酸全部结晶析出，结晶体离心、干燥，即得精制的β-氨基丙酸。经检测：该β-氨基丙酸的纯度为98.9％。
对比例：将配制好的氨水160L(体积浓度为65％)加入反应釜中，升温至85℃，在20分钟内加入丙烯晴220Kg，控制温度在110℃、压力在3.5MPa，保温反应10分钟，慢慢开启输氨阀将余氨卸入吸氨釜，循环套用。然后打开真空减压出水，温度控制在94℃。当水分浓度小于10％结束。
将反应产物抽入丙晴蒸馏釜中，控温在68℃以下收集前馏分，68℃以上，收集丙晴至140℃，自然升温至150℃结束。然后将精β-氨基丙腈按折百丙腈1∶2(重量比)加入30％液碱水解，之后加入盐酸中和，调PH值至6.8。保持温度在55℃，复测不变。转入浓缩釜，打开真空系统，浓缩至水干。加入1000L乙醇，搅拌1小时，降温至40℃，离心得湿β-氨基丙酸粗品，经检测，β-氨基丙酸纯度为45％。
取粗品600Kg，加水1500L，打开搅拌升温溶解，温度控制在96℃，保温2小时，投入活性炭20Kg，脱色1小时，然后停止搅拌静置1小时，压滤，压力控制在0.05～0.2MPa，滤毕，抽入浓缩釜，打开真空系统，减压出水至水干，溶液呈糖浆稠状。降温、冷却至50℃，加入1200L乙醇，搅拌1小时，温度降至25℃，离心得湿β-氨基丙酸精品，经干燥，取样测水分为0.15％，即得β-氨基丙酸，经检测：该β-氨基丙酸的纯度为79％。