本發明專利技術公開了一種氧化三甲胺的制備方法，采用過氧化氫比三甲胺過量或加入穩定劑和/或引發劑的技術方案，使三甲胺和過氧化氫反應完全，避免了原料損失，有利于節約成本；反應使用穩定劑，可有效地穩定反應體系，控制反應原料的過度流失，提高收率；反應使用引發劑，可降低反應活化能，在較低的溫度下引發反應，控制反應平穩進行。本發明專利技術方法節約了原料成本、減少了設備投資，大幅降低了反應劇烈程度，穩定了反應進程，使反應過程易于控制，母液可循環利用，提高了產品收率和質量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種制備氧化三甲胺的方法。
技術介紹
氧化三甲胺，又稱三甲胺氧化物、三甲基-N-氧化物，是三甲胺形成的N-氧化物，化學式(CH3) 3N0,英文名Tri metlyl amine oxide,簡稱TMA0。氧化三甲胺是一種無色針狀晶體，一般以二水合物的形式出現。易吸濕，溶于水，不溶于乙醚。氧化三甲胺在自然界中廣泛存在，是水產品體內自然存在的內源性物質，也是水產品區別于其他動物的特征物質。氧化三甲胺二水合物作為一種新型、天然、安全的動物飼料添加劑，對動物具有明顯的誘食、促生長等作用，在水產業和畜牧業中具有廣闊應用前景。其主要用途1)飼料添加劑；主要功能有①促進肌肉細胞的增殖來促進肌肉組織的生長級增加膽汁體積，減少脂肪沉積；③參與水生動物滲透壓調節；④穩定蛋白質結構提高飼料轉化率；⑥提高瘦肉率(通過降低酮體脂肪含量)；⑦特殊的鮮味和爽口的甜味，有誘食作用；2)洗滌助劑；氧化三甲胺具有季銨鹽的結構，具有表面活性劑的特性，可用作洗衣粉的洗滌助劑，具有不傷手的特征，還具有一定的漂白作用，目前在國外的洗滌劑配方中使用較多；3)弱的氧化劑；氧化三甲胺作為一種弱的氧化劑，用在化學反應中用作醛的合成、有機硼烷的氧化、從鐵羰基化合物中釋放有機配體。工業上生產的氧化三甲胺，分為二水合氧化三甲胺和無水氧化三甲胺兩種二水合氧化三甲胺(Trimethylamine oxide, dihydrate), CAS :62637-93-8,分子式=C3H9NO 2H20，分子量111. 14 ；無水氧化三甲胺(anhydrousTrimethylamine N-oxide), CAS :1184-78-7,分子式C3H9N0，分子量75. 11。二水合氧化三甲胺為針狀透明晶體，二水合物的熔點93°C 95°C (另據《默克索弓I》第14版，2006年，1668頁9711條記載，氧化三甲胺二水合物熔點96°C )。易溶于水(45. 4g/100ml)、甲醇，微溶于乙醇，不溶于乙醚、苯，其水溶液呈強堿性，與酸形成結晶鹽。無水氧化三甲胺的白色結晶，熔點220°C 222°C (另據《默克索引》第14版，2006年，1668頁9711條記載，無水氧化三甲胺熔點225°C 227°C)，溶于苯、四氫呋喃，無水乙醇中溶解度大于0. 5%。氧化三甲胺的制備方法一般為三甲胺的水溶液經雙氧水氧化，得到氧化三甲胺的水溶液，然后經濃縮、結晶，得到二水合氧化三甲胺。二水合氧化三甲胺在中高溫溶劑中加熱脫水、結晶，或真空干燥脫水、噴霧干燥脫水，即得到無水氧化三甲胺。《默克索引》(《MerckIndex)),Merk&Co, Inc. 1989，1528 頁 9625 條)記載的方法為(CH3) 3N+H202+HC1 — (CH3)3N=O HC1+H202 (CH3) 3N=0 HCl+3H20+Ag20 — 2 (CH3) 3N=0 2H20+2AgCl該方法缺點是反應所需反應器體積較大，后工序濃縮、結晶操作能耗高，分離、提純工序需消耗氧化銀；另輔料鹽酸腐蝕性強，需耐腐蝕性設備；分離提純工藝復雜，需消耗乙醇、甲醇等有機溶劑，造成對環境的嚴重污染，成本高。中國專利公開號CN1456072A，公開日2003年11月19日，專利技術創造名稱為“一種三甲基-N-氧化物飼料添加劑的制備方法”，該申請公開了以三甲胺和等摩爾過氧化氫水溶液為原料制備三甲基-N-氧化物(即二水合氧化三甲胺)的方法，反應溫度20°C 45°C，保溫數小時，再濃縮、結晶，濾餅在60°C 105°C常壓或真空干燥，得到三甲基-N-氧化物，再與流動性改進劑混合、研磨，在三甲基-N-氧化物表面形成疏水性防潮層。其不足之處是①水合物(二水合氧化三甲胺)熔點96°C左右，該方法干燥溫度60°C 105°C超過了水合物熔點，使產物熔融，破壞了結晶結構，使產品性質改變該方法使用的30%過氧化氫水溶液，盡管濃度不高，但過氧化氫本身是一種揮發性很強的原料，隨反應溫度升高等進程，易分解成氧氣和水，如果以三甲胺和等摩爾過氧化氫反應容易造成三甲胺反應不完全
技術實現思路
本專利技術克服現有技術的不足，提供一種改進的氧化三甲胺的制備方法，該方法穩定性更佳、更高效。水生動物體內存在的、自然環境中常使用氧化三甲胺(TMAO)均為二水合的氧化三甲胺，本專利技術所述氧化三甲胺除特殊標注外，一般指水合的氧化三甲胺。方案一，氧化三甲胺的制備方法，以三甲胺和過氧化氫為主要原料制備，所述原料過氧化氫比三甲胺過量；優選過氧化氫比三甲胺略過量；所述原料三甲胺與過氧化氫摩爾比優選為1:1. 01 1. 60。具體地說，氧化三甲胺的制備方法包括在反應釜中加入原料三甲胺、過量的過氧化氫，反應數小時，降溫結晶后，產物固-液分離；液體導入濃縮罐內濃縮，結晶后，再固-液分離，兩次分離固體干燥，即得氧化三甲胺。母液可循環回用至下一批次的反應中。所述原料三甲胺優選質量分數23% 35%水溶液；過氧化氫優選質量百分數25% 58%水溶液；所述反應溫度35°C 80°C ;優選60°C 75°C ;更優選68V 72°C ；所述反應時間2 IOh ;優選3 6h ;所述濃縮溫度隨設備不同而不同，一般不超過96°C ;優選60°C 90°C ；所述濃縮優選減壓濃縮；所述固體干燥溫度40°C 90°C ;優選40°C 70°C。方案二，氧化三甲胺的制備方法，以三甲胺、過氧化氫、穩定劑和/或引發劑為主要原料制備；所述氧化三甲胺的制備方法，過氧化氫與三甲胺可等摩爾反應或過氧化氫比三甲胺過量；優選過氧化氫比三甲胺略過量；三甲胺與過氧化氫摩爾比優選為1:1.01 1.60 ；所述氧化三甲胺的制備方法，優選以三甲胺、過氧化氫、穩定劑和引發劑為主要原料制備。具體地說，氧化三甲胺的制備方法包括在反應釜中加入原料三甲胺、過氧化氫，穩定劑和/或引發劑，反應數小時，降溫結晶后，產物固-液分離；液體導入濃縮罐內濃縮，結晶后，再固-液分離，兩次分離固體干燥，即得氧化三甲胺。母液可循環回用至下一批次的反應中。分離液體中仍含大量未結晶出的產物，為確保濃縮步驟產物放料，濃縮步驟蒸出的水量不宜過大，一般為總液體體積的30% 50% ;母液循環回用既不損失溶于水中的部分產品，又可因水溶液的套入，稀釋了原料，從而降低下一批反應的劇烈程度。所述原料三甲胺與穩定劑的摩爾比為1:0. 0005 0. 040 ；所述穩定劑包括乙酸、水楊酸、檸檬酸 ，乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)中的一種或幾種；所述原料三甲胺與引發劑的摩爾比為1:0. 002 0. 040 ；所述引發劑包括過氧乙酸、苯甲酸、過氧苯甲酸、硫酸、過氧硫酸中的一種或幾種，所述引發劑，可降低反應活化能，使反應在較低的溫度下起始反應，從而控制反應平穩進行。所述原料三甲胺優選質量分數23% 35%水溶液；過氧化氫優選質量百分數25% 58%水溶液；所述反應溫度35°C 80°C ;優選60°C 75°C ;更優選68V 72°C ；所述反應時間2 IOh ;優選3 6h ;所述濃縮溫度隨設備不同而不同，一般不超過96°C ;優選60°C 90°C ；所述濃縮優選減壓濃縮；所述固體干燥溫度40°C 90°C ;優本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，以三甲胺和過氧化氫為主要原料制備，所述原料過氧化氫比三甲胺過量。
【技術特征摘要】
1.一種氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，以三甲胺和過氧化氫為主要原料制備，所述原料過氧化氫比三甲胺過量。2.根據權利要求1所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，所述原料三甲胺與過氧化氫摩爾比優選為1:1. Ol 1. 60。3.根據權利要求1所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，所述原料三甲胺優選質量分數23% 35%水溶液；過氧化氫優選質量百分數25% 58%水溶液。4.根據權利要求1 3任一所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，氧化三甲胺的制備方法包括在反應釜中加入原料三甲胺、過量的過氧化氫，反應數小時，降溫結晶后，產物固-液分離；液體導入濃縮罐內濃縮，結晶后，再固-液分離，兩次分離固體干燥，即得氧化三甲胺。5.根據權利要求4所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，母液循環回用至下一批次的反應中。6.根據權利要求4所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，所述反應溫度35°C 800C ;優選60°C 75°C ;更優選68°C 72°C ;所述反應時間2 IOh ;優選3 6h。7.根據權利要求4所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，所述濃縮溫度不超過960C ;優選60°C 90°C ;所述濃縮優選減壓濃縮。8.根據權利要求4所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，所述固體干燥溫度40°C 90°C ;優選 40°C 70°C。9.一種氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，以三甲胺、過氧化氫、穩定劑和/或引發劑為王要原料制備。10.根據權利要求9所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，過氧化氫與三甲胺等摩爾反應或過氧化氫比三甲胺過量。11.根據權利要求9所述氧化三甲胺的制備方法，其特征在于，三甲胺與過氧化氫摩爾比優選為1:1. 01 1. 60。12.根據權利要求9 11任一所述氧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡冬琴，潘詠梅，
申請(專利權)人：北京桑普生物化學技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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