本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種尿囊素的合成方法，該方法以乙醛酸和尿素為原料，以硫酸氫鹽與硫酸的混合物為催化劑，或以磷酸氫鹽與磷酸的混合物為催化劑，或以硫酸氫鹽為催化劑，或以磷酸氫鹽為催化劑，合成尿囊素；與傳統(tǒng)的合成方法相比可以顯著提高收率，收率達75%以上；同時降低了合成母液的酸性，母液經(jīng)處理可以用作肥料，綠色節(jié)能環(huán)保，具有良好的生態(tài)效應(yīng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種合成尿囊素的方法。
技術(shù)介紹
尿囊素(allantoin)，化學(xué)名稱為I-脲基間二氮雜茂烷_2，4_ 二酮，是一種被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、日化、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)及生物工程等領(lǐng)域的化工產(chǎn)品。由于尿囊素具有潤膚、保濕、角質(zhì)軟化和促進細(xì)胞再生等作用，因此被廣泛應(yīng)用在護膚類的化妝品中。在臨床上，用于皮膚干燥皸裂、皮膚潰瘍、手部皮炎等，也可口服用于胃及十二指腸潰瘍，還有報道稱它具有緩解癌性腹水和降血脂的作用。在農(nóng)業(yè)方面，它具有促生長、固果、催熟的作用，在飼料方面，它具有提高胃腸道消化吸收功能的作用，同時能使獸禽對流行疫病產(chǎn)生抵抗力，是一種良好的飼料添加劑。·目前，尿囊素的合成方法多為化學(xué)合成，但產(chǎn)率均未超過70%。李桂云、馬江全在“尿囊素的合成及表征”(江蘇石油化工學(xué)院學(xué)報)中公開了以硝酸、硫酸混酸為催化劑合成尿囊素的產(chǎn)率為59. 3%，其原料乙醛酸是用硝酸氧化法生產(chǎn)的，未經(jīng)過處理就直接生產(chǎn)尿囊素，產(chǎn)品會受到殘留乙二醛及副產(chǎn)物草酸的影響而質(zhì)量下降。雷虹等在“尿囊素生產(chǎn)及市場綜述”(全國中氮情報協(xié)作組第21次技術(shù)交流會論文集)中公開了以硫酸、鹽酸和硝酸等質(zhì)子酸為催化劑合成尿囊素的產(chǎn)率在52% 58%之間，而且產(chǎn)品質(zhì)量差；中國專利公開號CN1528749A，公開日2004年9月15日，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為“尿囊素合成新工藝”，該申請案公開了以金屬催化劑催化合成尿囊素收率僅能達到56%。另外，以固體酸為催化劑合成尿囊素的報道也屢見不鮮，但是產(chǎn)率都在60%以下，僅史高峰等在“尿囊素合成新工藝”中以磷鎢雜多酸為催化劑，產(chǎn)率可達68. 5%，但尿素用量過多；付薪菱等在“S042_/TiO2固體超強酸催化合成尿囊素”中以S042_/Ti02固體超強酸為催化劑催化合成尿囊素產(chǎn)率最高也只達58. 23%，而且固體酸制作困難，成本高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。另外，中國專利公開號CN1765888A，公開日2006年5月3日，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為“一種尿囊素的合成工藝”，該申請案公開了以凝膠型強酸性陽離子交換樹脂或大孔型強酸性陽離子交換樹脂為催化合成尿囊素收率可到67. 7%，但催化劑需要處理，生產(chǎn)成本高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供。所述尿囊素的合成方法，以乙醛酸和尿素為原料，以硫酸氫鹽與硫酸的混合物為催化劑，或以磷酸氫鹽與磷酸的混合物為催化劑，或以硫酸氫鹽為催化劑，或以磷酸氫鹽為催化劑，合成尿囊素；具體地說，所述尿囊素的合成方法包括，在反應(yīng)器中加入乙醛酸水溶液、尿素和催化劑，攪拌，加熱，反應(yīng)6. 5h 24. Oh后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫(15°C 25°C)，進行抽濾、洗滌，再抽濾、烘干得到尿囊素成品；所述催化劑為硫酸氫鹽與硫酸的混合物，或催化劑為磷酸氫鹽與磷酸的混合物；所述催化劑硫酸氫鹽與硫酸的混合物或催化劑磷酸氫鹽與磷酸的混合物中游離氫離子總和與乙醛酸的摩爾比為I. 264:1 O. 736:1 ；所述催化劑硫酸氫鹽與硫酸的混合物中硫酸氫鹽與硫酸的摩爾比為1:2. 6 1:9. O ；所述催化劑磷酸氫鹽與磷酸的混合物中磷酸氫鹽與磷酸的摩爾比為1:2. 6 1:9· O。所述催化劑也可以為硫酸氫鹽或者催化劑為磷酸氫鹽；所述催化劑硫酸氫鹽或者磷酸氫鹽與乙醛酸的摩爾比為O. 60:1 O. 21:1，優(yōu)選催化劑與乙醛酸的摩爾比為O.45:1 O. 40:1。所述硫酸氫鹽為硫酸氫鉀、硫酸氫鈉、硫酸氫銨中的一種或幾種；所述磷酸氫鹽為 磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨中的一種或幾種。所述乙醛酸水溶液的質(zhì)量濃度30% 50%。所述加熱溫度為60°C 75°C，優(yōu)選加熱溫度為65°C 70V ;更優(yōu)選加熱溫度為68。。。所述乙醛酸與尿素的摩爾比為1:3. 8 1:4. 5，優(yōu)選乙醛酸與尿素的摩爾比為1:4. 2。所述洗滌為將濾餅置于2 4倍的水中，攪拌20 60min。現(xiàn)有技術(shù)尿囊素的合成方法有(1)尿酸高錳酸鉀氧化法，該法應(yīng)用高錳酸鉀作為氧化劑，反應(yīng)屬于強氧化反應(yīng)，不易控制，而且尿酸成本高不易得到；(2)乙醛酸鈣鹽酸溶解法，該法分兩步進行，先制備乙醛酸鈣，再用鹽酸酸化與尿素縮合生成尿囊素，該法在反應(yīng)劇烈，不易操作，而且產(chǎn)率低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)；(3)尿素二氯乙酸加熱法，該法一步生成尿囊素，但是反應(yīng)需要甲醇作為溶劑，并需加熱40°C 50°C，使反應(yīng)過程存在爆炸危險，而且產(chǎn)率低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)；(4)尿素乙醛酸縮合法，該法是當(dāng)前尿囊素生產(chǎn)廠家普遍采用的方法，該法通過尿囊與乙醛酸一步縮合生產(chǎn)尿囊素，應(yīng)用傳統(tǒng)的質(zhì)子酸如硫酸、磷酸、鹽酸等強酸以及不同比例質(zhì)子酸的混合酸作為催化劑可以得到相對產(chǎn)率較高的產(chǎn)率，而且具有操作簡單，原料易得，產(chǎn)率相對較高的優(yōu)點，但是這種方法引入大量的強酸，使合成母液酸性高，不易處理，三廢問題嚴(yán)重。本專利技術(shù)尿囊素的合成方法是申請人對尿囊素的合成進行了深入研究并在多次實驗的基礎(chǔ)上得到的最佳工藝；本專利技術(shù)以硫酸氫鹽與硫酸的混合物為催化劑，或以磷酸氫鹽與磷酸的混合物為催化劑反應(yīng)，與傳統(tǒng)的合成方法(如以質(zhì)子酸或多種混合質(zhì)子酸為催化齊U)相比，可以顯著提高收率；同時，本專利技術(shù)用硫酸氫鹽或磷酸氫鹽替代了部分強酸(硫酸或磷酸)降低了合成母液的酸性，母液經(jīng)處理可以用作肥料，綠色節(jié)能環(huán)保，具有良好的生態(tài)效應(yīng)。本專利技術(shù)方法與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，工藝簡便，原料易得，原料均為大宗化工原料，成本低、收率高，易于工業(yè)化推廣；尿囊素收率可達75%以上(以硫酸氫鹽或磷酸氫鹽為催化劑時收率可達73%以上)，試驗發(fā)現(xiàn)可高達80. 13% ;本專利技術(shù)方法用無機鹽部分替代無機酸與傳統(tǒng)不使用催化劑的方法相比，可將收率提高30% ;與傳統(tǒng)的應(yīng)用無機酸做催化劑的方法相比，降低了合成母液的酸性，母液經(jīng)處理可用作農(nóng)業(yè)肥料，對環(huán)境友好，沒有工業(yè)污染，無需進行三廢處理，節(jié)能環(huán)保，一舉多得。經(jīng)電位滴定儀分析測定，本專利技術(shù)方法得到的尿囊素產(chǎn)品含量均在歐洲藥典(EP6. O)的要求范圍內(nèi)。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)做進一步的詳細(xì)描述。但不以此限制本專利技術(shù)。實施例I以硫酸氫銨與硫酸為催化劑，以乙醛酸和尿素為原料合成尿囊素。在反應(yīng)器中加入乙醛酸水溶液和尿素，其中，乙醛酸水溶液重822g (5. Omol)、質(zhì)量濃度為45%，尿素重1260g (21. Omol),加入49. 5g硫酸氫銨(O. 43mol),再加入168g濃硫酸(1.68mol)，攪拌，加熱，使系統(tǒng)升溫到68°C，在該溫度下反應(yīng)12. Oh后，停止加熱，冷卻 至室溫(15°C )，抽濾，用水洗滌兩次，每次用水IOOOg，再抽濾，取出置于100°C烘箱烘干，稱重，產(chǎn)品重633g，計算產(chǎn)率為80. 13%。實施例2以硫酸氫銨、硫酸氫鈉與硫酸為催化劑，以乙醛酸和尿素為原料合成尿囊素。在反應(yīng)器中加入乙醛酸水溶液和尿素，其中，乙醛酸水溶液重925g (5. Omol)，質(zhì)量濃度為40%，尿素的質(zhì)量為1260g (21.0mol),iJPA24. 15g (O. 21mol)硫酸氫銨，再加入25. 20g (0. 21mol)硫酸氫鈉，再加入168g (I. 68mol)濃硫酸，攪拌，加熱，使系統(tǒng)升溫到70°C,在該溫度下反應(yīng)10. Oh后,停止加熱,冷卻至室溫(15°C),用水洗漆兩次,每次用水本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種尿囊素的合成方法，其特征在于，合成方法包括，在反應(yīng)器中加入乙醛酸水溶液、尿素和催化劑，攪拌，加熱；反應(yīng)6.5h～24.0h后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，進行抽濾、洗滌，再抽濾、烘干得到尿囊素成品；所述催化劑為硫酸氫鹽與硫酸的混合物，或催化劑為磷酸氫鹽與磷酸的混合物，或催化劑為硫酸氫鹽，或催化劑為磷酸氫鹽。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡文靜，蔡萌萌，
申請(專利權(quán))人：北京桑普生物化學(xué)技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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