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氨基酸类饲料添加剂-甘氨酸合成工艺

【别名】甘氨酸；氨基乙酸；氨基醋酸【化学名】氨基乙酸；

氨基醋酸【英文名】Glycine【分子式】C2H5NO2【结构式】

H2N-CH2-COOH【CAS号】56-40-6【性状】本品为白色单斜晶系或

六方晶系晶体或白色结晶粉末，甘氨酸是不带电的极性氨基酸，无臭，

有特殊甜味。溶于水，不溶于乙醇和乙醚。熔点232～236℃（分解）。

相对密度1.1607，能与盐酸作用而成盐酸盐。【制法】化学合成甘

氨酸的方法主要有氯乙酸氨解法、施特雷克法(Strecker)和海因法

(Hydantion)三种。目前国内仍采用在国外已被淘汰的氯乙酸氨解法

技术，而国外则采用改进的施特雷克法和海因法技术路线。由于原料

和工艺的不同，氯乙酸氨解法具有生产成本高，产品质量差的特点，

所生产的甘氨酸大多为工业级，纯度一般在95％左右，严重制约了

其下游的应用，而国外厂商大多利用丙烯腈副产氢氰酸和羟基乙腈生

产甘氨酸，该法生产成本低，产品质量好，一般纯度可以达到99％

以上。1.氯乙酸氨解法该法是以氯乙酸为原料，在催化剂乌洛托

品的存在下与氨水反应而得。反应温度50～60℃、常压，反应后物

料在乙醇溶液中进行醇析分离，反应时间14～15小时。是传统的甘

氨酸的合成工艺，工艺简单，对设备要求不高，环境污染压力不大；

但是也存在很多不足，一是氯化铵等副产品难以分离，导致产品质量

差，不能满足医药和食品工业的需要，若精制则生产成本较高；二是

作为催化剂的乌洛托品无法回收，造成很大的资源浪费；三是反应时

间长，不易连续操作。目前该法是我国主要的工业化方法，为了克服

缺点，提高甘氨酸的质量和收率，国内外化学工作者对此法合成技术

进行了深入研究，研究的热点集中在新型催化剂的选择与使用上，另

外在强化工艺过程控制、优化反应条件等方面也做了大量的工作。

ClCH2COOH+2NH3→H2NCH2COOH+N4Cl2.Strecke法传统的施特雷

克法是以甲醛、氰化钠、氯化铵一起反应，再加入乙酸，析出得到亚

甲基氨基乙腈，将亚甲基氨基乙腈在硫酸存在下加入乙醇分解，得到

氨基乙腈硫酸盐，将此硫酸盐用氢氧化钡分解，得到甘氨酸钡盐，然

后加入硫酸使钡沉淀、过滤，滤液浓缩、冷却得到甘氨酸结晶。该法

产品易精制，产品质量好，但需使用剧毒化学原料，操作条件要求高，

反应后脱盐操作复杂，工艺路线长，目前国外许多企业采用施特雷克

法，但多是进行一定改进的技术路线。3直接Hydantion工艺

Hydantion工艺的发展源于寻找氢氰酸的替代品，以消除甘氨酸生产

的地域局限性。羟基乙腈是氢氰酸和甲醛的加成产物，其沸点为

183℃，在高温下易分解为氢氰酸和甲醛。因此，从生产和化学角度

来说，以羟基乙腈为原料来生产甘氨酸，既解决了氢氰酸不易处理的

缺陷，又保持了改进Strecker工艺的优点，该工艺目前正成为国外

最受关注的技术路线之一。

4改进的Strecker和Hydantion工艺为了提高甘氨酸的质量，

降低生产成本和减少环境污染，国外开发了以氢氰酸替代氰化钠或氰

化钾改进的Strecker工艺，反应以氢氰酸、甲醛、氨和二氧化碳为

原料，反应液在管式反应器中进行。在低温下析出甘氨酸，母液循环

使用，通过改变反应体系中副产物的浓度，使平衡向目标产物方向移

动，从而达到提高反应收率的目的。虽然该工艺具有流程短、收率高

和不产生污染等诸多优势，但由于氢氰酸的剧毒性和易挥发性，无法

长距离运输，装置只能放在其原料装置附近，制约了甘氨酸生产的发

展。5生物法工艺生物法制备甘氨酸工艺目前尚处于技术开发阶

段，有些日本公司在该领域较为活跃，申请了许多专利。它以甘氨腈

为原料，在微生物酶的作用下，使甘氨腈水溶液进行水解反应，从而

转化为甘氨酸，同时伴随产生氨，水解时系统中含有至少一种抑制该

微生物酶的有机物。6甘氨酸的精制由氯乙酸氨解法制取的甘氨酸

含量在90%～95%之间，杂质含量为4%～10%，并带有较深的色泽，如

不进行精制处理，无法满足食品及医药级甘氨酸的要求。目前工业上

提纯甘氨酸的方法是利用活性炭吸附脱色后进行重结晶。首先将粗甘

氨酸溶解在热水中，加入粉状活性炭吸附脱色，再经过滤分离活性炭

后加热浓缩，当浓缩液体积为原先体积的二分之一时，冷却至室温，

再加入3～4倍体积的乙醇或甲醇使甘氨酸结晶析出，为了使甘氨酸