本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法。
背景技术：
2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸，是氨基磺酸盐类生物缓冲剂，其分子结构式为
2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸两性离子缓冲剂是这类缓冲盐有重要的应用价值的产品之一，被用于多个生化过程中。但是这类产品的合成目前未见有公开报导。
经过深入调研，发现国内有相关的生产工艺，其通过2-卤乙基磺酸为原料，与氯代物或者溴代物反应，合成目标产品，但因2-卤乙基磺酸在反应条件下，若使用氯代物与其反应，则因其相关性质的问题，会导致可能无法得到产品或者产率较低；而使用溴代物与其反应，虽然收率有一定的提高，但是会带来成本上升，以及在实际应用中会产生大量三废的问题。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其采用两步一锅法合成，以三羟甲基氨基甲烷为原料，与1,2-二卤乙烷反应后，再与亚硫酸钠反应，最后得到目标产物，其反应的收率高，后处理工艺简便，产品纯度好，同时克服了使用2-卤代乙磺酸所带来的低收率或者三废的问题。
本发明采用如下技术方案实现：
一种2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：
s1：将三羟基甲基氨基甲烷与1,2-二卤代乙烷溶于溶剂中，在搅拌下，加热升温至回流反应，控制溶液的ph值≥7.0，得到第一中间反应液；
s2：将亚硫酸钠加入步骤s1所得的第一中间反应液中，在催化剂的作用下，加热升温至回流反应，得到第二中间反应液；
s3：将步骤s2所得的第二中间反应液经过降温、过滤后，然后加入阳离子交换树脂，进行吸附，再经过脱溶剂、结晶处理后，得到2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸。
进一步地，在步骤s1中，通过滴加浓度为6mol/l的naoh水溶液控制溶液的ph值≥7.0。
进一步地，在步骤s1中，回流反应的时间为4h-5h。
进一步地，所述1,2-二卤代乙烷为1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二碘乙烷、2-氯-1-溴乙烷、1-氯-2-碘乙烷、1-溴-2-碘乙烷中的一种或者多种组合。
进一步地，在步骤s1中，所述溶剂为水。
进一步地，所述三羟基甲基氨基甲烷与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.01-1.1：1。优选的，所述三羟基甲基氨基甲烷与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.05：1。
进一步地，在步骤s2中，所述催化剂为铜粉。
进一步地，在步骤s2中，回流反应的时间为16h-17h。
进一步地，所述亚硫酸钠与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.2-1.5：1。优选的，所述亚硫酸钠与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.5：1。
进一步地，所述阳离子交换树脂为苯乙烯系凝胶型强酸阳离子树脂或者丙烯酸系凝胶型弱酸阳离子树脂。在另一些实施例中，所述阳离子交换树脂还可以为酚醛系凝胶型强酸阳离子树脂、环氧系凝胶型强酸阳离子树脂、乙烯吡啶系凝胶型强酸阳离子树脂、脲醛系凝胶型强酸阳离子树脂中的一种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明采用两步一锅法合成，以三羟甲基氨基甲烷为原料，与1,2-二卤乙烷反应后，再与亚硫酸钠反应，最后得到目标产物，其反应的收率高，后处理工艺简便，产品纯度好，同时克服了使用2-卤代乙磺酸所带来的低收率或者三废的问题。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其合成路线为：
具体的，该2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法包括如下步骤：
s1：将三羟基甲基氨基甲烷与1,2-二卤代乙烷溶于水中，在搅拌下，加热升温至回流反应，通过滴加浓度为6mol/l的naoh水溶液控制溶液的ph值≥7.0，回流反应的时间为4h-5h，得到第一中间反应液；
s2：将亚硫酸钠加入步骤s1所得的第一中间反应液中，在催化剂的作用下，加热升温至回流反应，回流反应的时间为16h-17h，得到第二中间反应液；
s3：将步骤s2所得的第二中间反应液经过降温、过滤后，然后加入阳离子交换树脂，进行吸附，再经过脱溶剂、结晶处理后，得到2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸。
其中，所述1,2-二卤代乙烷为1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二碘乙烷、2-氯-1-溴乙烷、1-氯-2-碘乙烷、1-溴-2-碘乙烷中的一种或者多种组合；所述三羟基甲基氨基甲烷与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.01-1.1：1；所述亚硫酸钠与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.2-1.5：1。优选的，所述三羟基甲基氨基甲烷与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.05：1；所述亚硫酸钠与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.5：1。
所述催化剂为但不限于铜粉，该铜粉的加入量为亚硫酸钠的重量的2.4％-2.7％。
所述阳离子交换树脂为但不限于苯乙烯系凝胶型强酸阳离子树脂或者丙烯酸系凝胶型弱酸阳离子树脂。在另一些实施例中，所述阳离子交换树脂还可以为酚醛系凝胶型强酸阳离子树脂、环氧系凝胶型强酸阳离子树脂、乙烯吡啶系凝胶型强酸阳离子树脂、脲醛系凝胶型强酸阳离子树脂中的一种。由于阳离子交换树脂中含有大量的强酸性基团，如磺酸基-so3h，或者弱酸性基团，如羧基-cooh，容易在溶液中离解出h 。树脂离解后，本体所含的负电基团，能吸附结合溶液中的其他阳离子，这两个反应使树脂中的h 与溶液中的阳离子互相交换。
在其中一实施例中，该步骤s3具体为：
将步骤s2所得的第二中间反应液经过降温，过滤催化剂和不溶性杂质后，然后加入阳离子交换树脂，进行吸附，再进行过滤分离，得到母液，接着，经过减压脱溶，脱除溶剂，得到粘稠性液体，趁热加入乙醇，搅拌分散1h，过滤，得到2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸。
上述的制备步骤中反应的收率高，反应的总收率最高可达87％，后处理工艺简便，产品纯度好，同时克服了使用2-卤代乙磺酸所带来的低收率或者三废的问题。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1
在400ml水中，加入143.4g(1mol)的2-氯-1-溴乙烷和127.5g(1.05mol)的三羟甲基氨基甲烷，在搅拌下，升温至回流，反应过程中监控反应的ph值，通过滴加naoh水溶液(6.0m)控制反应液的ph值不低于7.0，回流反应4h后，补加200ml水，接着，加入190g亚硫酸钠和5g铜粉催化剂，回流反应16h，然后降温，过滤催化剂和不溶性杂质，再加入阳离子交换树脂，吸附，然后过滤分离得到母液，再经过减压脱溶，脱除溶剂，得到粘稠液体，最后，趁热加入400ml乙醇，搅拌分散1h，过滤，得到199g的白色固体，即2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸，其收率约为87％，色谱分析纯度为99％。
实施例2
在400ml水中，加入143.4g(1mol)的2-氯-1-溴乙烷和122.4g(1.01mol)的三羟甲基氨基甲烷，在搅拌下，升温至回流，反应过程中监控反应的ph值，通过滴加naoh水溶液(6.0m)控制反应液的ph值不低于7.0，回流反应4h后，补加200ml水，接着，加入190g亚硫酸钠和5g铜粉催化剂，回流反应16h，然后降温，过滤催化剂和不溶性杂质，再加入阳离子交换树脂，吸附，然后过滤分离得到母液，再经过减压脱溶，脱除溶剂，得到粘稠液体，最后，趁热加入400ml乙醇，搅拌分散1h，过滤，得到185g的白色固体，即2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸，其收率约为81.6％，色谱分析纯度为99％。
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分，并且各材料的组分含量不限于上述含量，各材料的含量还可以为本发明所记载的其它组分含量的组合，在此不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
1.一种2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1：将三羟基甲基氨基甲烷与1,2-二卤代乙烷溶于溶剂中，在搅拌下，加热升温至回流反应，控制溶液的ph值≥7.0，得到第一中间反应液；
s2：将亚硫酸钠加入步骤s1所得的第一中间反应液中，在催化剂的作用下，加热升温至回流反应，得到第二中间反应液；
s3：将步骤s2所得的第二中间反应液经过降温、过滤后，然后加入阳离子交换树脂，进行吸附，再经过脱溶剂、结晶处理后，得到2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸。
2.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，通过滴加浓度为6mol/l的naoh水溶液控制溶液的ph值≥7.0。
3.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，回流反应的时间为4h-5h。
4.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，所述1,2-二卤代乙烷为1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二碘乙烷、2-氯-1-溴乙烷、1-氯-2-碘乙烷、1-溴-2-碘乙烷中的一种或者多种组合。
5.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述溶剂为水。
6.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，所述三羟基甲基氨基甲烷与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.01-1.1：1。
7.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述催化剂为铜粉。
8.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，回流反应的时间为16h-17h。
9.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸钠与所述1,2-二卤代乙烷的摩尔比为1.2-1.5：1。
10.根据权利要求1所述的2-[[三(羟甲基)甲基]氨基]乙磺酸的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂为苯乙烯系凝胶型强酸阳离子树脂或者丙烯酸系凝胶型弱酸阳离子树脂。
技术总结