阅读说明：本技术 一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法 (A kind of synthetic method of taurine precursor 2- ethylaminoethanol sulfuric ester ) 是由 茅仲平 马东旭 李景伟 于 2019-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法,通过以乙醇胺为起始原料,在硫酸和相转移催化剂四丁基溴化铵存在的情况下合成2-氨基乙醇硫酸酯。本发明提供的2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法,合成线路更短,反应效率更高；同时所得产物的纯度更好,收率更高。另外本发明不需价格高昂的特殊生产设备,且原料来源广泛,价格便宜,从而有效降低了生产成本,能获得良好的经济效益。(The present invention relates to a kind of synthetic methods of taurine precursor 2- ethylaminoethanol sulfuric ester, by synthesizing 2- ethylaminoethanol sulfuric ester in the presence of sulfuric acid and phase transfer catalyst tetrabutylammonium bromide using ethanol amine as starting material.The synthetic method of 2- ethylaminoethanol sulfuric ester provided by the invention, synthetic line is shorter, and reaction efficiency is higher；The purity of products therefrom is more preferable simultaneously, and yield is higher.In addition the present invention is not required to expensive special producing equipment, and raw material sources are extensive, cheap, to effectively reduce production cost, can obtain good economic benefit.)

一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法

技术领域

本发明涉及药物中间体领域，尤其涉及一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法。

背景技术

2-氨基乙醇硫酸酯作为一种重要的化工或医药中间体被广泛应用，如用于工业化合成牛磺酸中。

牛磺酸，化学名为2-氨基乙磺酸，是人体内存在的一种具有多种生理功能的含硫氨基酸，具有促进大脑发育、增强视力、抗炎、解热、降血压、降血糖、强肝利胆等作用，对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉能力的完善以及钙的吸收有良好的作用，是人体内最重要的氨基酸之一，是一种重要的营养强化剂，能促进体内代谢，增强体质，解除疲劳，也是一种优良的食品添加剂。牛磺酸无色、无味，且无任何毒副作用，故发达国家对它的研究和应用十分重视。近年来随着对其生理作用、营养价值的深入研究，其应用变得非常广泛。牛磺酸在国外大量用作营养保健品和食品添加剂。据报道，美国和日本是最主要的消费国，年消费量分别达1万吨和5000吨。目前牛磺酸生产成熟工艺主要是以单乙醇胺为原料，通过酯化、磺化反应化学合成牛磺酸，合成路线如下：

从合成路线看,2-氨基乙基硫酸酯作为合成牛磺酸的中间产物,其收率的高低将直接影响到牛磺酸的生产成本。

长期以来人们对牛磺酸本身的经济价值比较重视。但是，由于其合成路线比较简单，在进一步优化合成工艺方面，不能够引起足够的重视，很容易被科研人员忽视，因此相关的专利报道也非常有限，甚至二十多年来，牛磺酸的生产工艺升级都长期处于停滞或半停滞状态，至今都在沿用上世纪末的工艺。关于牛磺酸前体物质2-氨基乙基硫酸酯的专利报道更是少之又少。已知的方法是专利CN107739349报道的关于2-氨基乙基硫酸酯在合成3-苄基-1,3-噻唑-2-硫酮中的应用。该专利着重探讨了3-苄基-1,3-噻唑-2-硫酮的不同合成方法和合成路线的选择，但是对于2-氨基乙基硫酸酯在合成只是概括性的陈述了现有的合成方法，没有展开讨论，更没有深入的探讨高效合成2-氨基乙基硫酸酯的各项技术指标。对于升级现有的生产工艺没有特别高的参考价值。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法。本发明以乙醇胺为起始原料，在硫酸和相转移催化剂四丁基溴化铵存在的情况下合成2-氨基乙醇硫酸酯。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法，其特征在于：一种牛磺酸前体物2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将乙醇胺、相转移催化剂加入到溶剂中；控温50℃以下滴加浓硫酸，滴加时间至少1小时；滴加完成以后搅拌至少30分钟；

(2)升温至至少110℃回流脱水；当油水分离设备中没有水被继续分出以后将反应液降温至30℃以下；过滤、洗涤滤饼、干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯。

作为一种优选方案，所述步骤(1)中，相转移催化剂为四丁基溴化铵。

作为一种更优选方案，所述步骤(1)中，相转移催化剂的当量为0.1当量。

作为一种优选方案，所述步骤(1)中，溶剂为甲苯。

作为一种更优选方案，所述步骤(1)中，甲苯与乙醇胺的体积比为4：1。

作为一种优选方案，所述步骤(1)中，硫酸浓度为98％，硫酸当量数为1.1当量。

作为一种优选方案，所述步骤(1)中，硫酸滴加时温度控制在40℃以下，滴加时间为1个小时。

作为一种优选方案，所述步骤(2)中，升温至110℃回流脱水。

作为一种优选方案，所述步骤(2)中，采用无水乙醇进行洗涤滤饼。

本发明与现有的技术相比有益技术效果在于：

(1)相比于常规合成方法，本发明提供的2-氨基乙醇硫酸酯的合成方法，合成线路更短，反应效率更高；同时所得产物的纯度更好，收率更高。

(2)本发明不需价格高昂的特殊生产设备，且原料来源广泛，价格便宜，从而有效降低了生产成本，能获得良好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的合成原理图。

图2为本发明实施例1的2-氨基乙基硫酸酯的定量核磁谱图。

图3为本发明实施例1的2-氨基乙基硫酸酯的核磁谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1，本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL甲苯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB(四丁基溴化铵)，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

其中：浓硫酸即作为反应底物参与反应，也作为催化剂提供酸性环境，同时也作为脱水剂进而拉动反应平衡向产物的方向进行；

相转移催化剂TBAB的添加，能够更加有力的捕获反应体系中游离的底物分子，在两相的界面区域发生酯化反应，让反应速度更快，更彻底；从而实现缩短时间成本、降低能耗、提高反应收率的目的；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，1小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体；

其中：回流脱水指甲苯-水共沸体系脱水的过程，能够及时的移除反应过程中产生水，能够有效地维持浓硫酸的浓度，保证浓硫酸的催化效率和脱水能力。

经检测：产物纯度为99％，核磁定量为97wt％(图2)，收率为99％；熔点为300℃。

¹H NMR(400MHz,CD₃OD)(图3)：

δ3.35-3.38(t,2H)，4.30-4.32(t,2H)。

实施例2

如图1，本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到800mL甲苯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，1小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

经检测：产物纯度为99％，收率为96％。

¹H NMR(400MHz,CD₃OD)：δ3.35-3.38(t,2H)，4.30-4.32(t,2H)。

经观察对比，由于甲苯量过大，共沸除水过程中出现剧烈沸腾现象；而甲苯量如果少于四倍体积会出现明显的碳化现象，所以优选甲苯的加入体积为4倍。

实施例3

如图1，本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL甲苯当中，加入150mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，1小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

经检测：产物纯度为98％，收率为96％。

¹H NMR(400MHz,CD₃OD)：δ3.35-3.38(t,2H)，4.30-4.32(t,2H)。

经观察对比，相转移催化剂TBAB加大用量以后，导致了产品纯度下降；而如果少于0.1％会导致反应时间过长，反应液出现碳化，产品收率降低，外观变差的现象。所以优选TBAB使用量为0.1％。

实施例4

如图1，本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL甲苯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(0.95当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，3小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

经观察对比，硫酸用量减少以后，导致了反应速度明显下降(3小时后分离器中才没有水被继续分出)，反应液出现碳化，产品收率降低，外观变差的现象。所以优选硫酸使用量为1.1当量。

实施例5

本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL二甲苯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至140℃回流脱水，1小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

实施例6

本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL环己烯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，3小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

结合实例1，5，6的实验进程，采用甲苯作为反应溶剂和共沸除水的溶剂，反应速度更快，反应条件更温和。

对比例1

本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL甲苯当中，不加入相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，5小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

经观察对比，不添加相转移催化剂导致了反应速度明显下降。

对比例2

本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL水当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)升温至150℃回流脱水5小时结束；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用乙醇淋洗(滤饼与乙醇体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯块状固体。

经观察对比，水作为溶剂大幅提高了反应温度，能耗较大，同时产品质量和性状都变差了。

对比例3

本发明提供了一种牛磺酸前体物2-氨基乙基硫酸酯的合成，包括以下步骤：

(1)100mL乙醇胺加入到400mL甲苯当中，加入100mg相转移催化剂TBAB，控温40℃以下滴加98％的浓硫酸(1.1当量)；滴加1小时完成，滴加完成以后搅拌30分钟；

(2)安装油水分离器，升温至110℃回流脱水，1小时后分离器中没有水被继续分出；之后将反应液降温至30℃以下，过滤，滤饼用水淋洗(滤饼与水体积比为1：1)，干燥得到2-氨基乙醇硫酸酯粉末状固体。

经观察对比，乙醇作为漂洗溶剂，水漂洗滤饼造成的大量产品损失。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。