点击显示 收起
来源：东方医药网
摘要：牛磺酸(taurine)具有消炎，解热镇痛和促进大脑发育、增强视力、调节神经传导及促进吸收等作用。作为添加剂，已广泛用于药物、食品饮料中，具有进一步推广使用的前景。但药用和化学用的大量牛磺酸主要通过化学合成法生产，最终反应产物为牛磺酸和硫酸钠的混和物，二者的分离方法将是牛磺酸纯度和得率的关键。本文探讨了不同的离子交换树脂和操作条件对分离的影响，取得了满意的结果。用离子交换法来分离牛磺酸和硫酸钠，阳树脂为001×7，阴树脂为D301-SC，交换柱25×6O0mm，阴阳树脂体积比为1：1.37，试液浓度0.4mol/L，流速5.0ml/min。，牛磺酸回收率为97.0％，纯度99.5％。
0前言
牛磺酸(taurine)学名2-氨基乙磺酸(2-aminoethanesulfonicacid)，具有消炎，解热镇痛和促进大脑发育、增强视力、调节神经传导及促进吸收等作用。作为添加剂，已广泛用于药物、食品饮料中，具有进一步推广使用的前景。
某些水产品中含有比较多的牛磺酸，从贝类、虾、蟹和鲱鱼、沙丁鱼、青花鱼等鱼类中提取牛磺酸已有过报道。但药用和化学用的大量牛磺酸主要通过化学合成法生产，目前国内主要采用乙醇胺脂化、磺化路线。
H2NCH2CH2OH+H2SO4——————一H2NCH2CH2SO4H+H2O
103-105℃．40h
H2NCH2CH2SO4H+Na2SO3————+H2NCH2CH2S03H+Na2SO4
最终反应产物为牛磺酸和硫酸钠的混和物，二者的分离方法将是牛磺酸纯度和得率的关键。目前国内主要采用沉淀法来进行分离。其方法是，向上述混合液中，加入氯化钙溶液，产生的硫酸钙沉淀趁热滤去，滤液经60℃下减压浓缩后滤除氯化钠，滤液在5℃下冷却，析出牛磺酸，经过重结晶精制后得到产品牛磺酸，回收率低是该工艺存在的主要问题。田代智康采用离子交换分离法，取得在最佳实验条件下，回收率达98.4％，产物的红光谱图与标准品一致的结果。本文探讨了不同的离子交换树脂和操作条件对分离的影响，取得了满意的结果。
1、实验部分
1．1设备与试剂
1．1．1设备与材料
ZBS-1自动部分收集器(湖州无线电厂)；LDB-M电子蠕动泵(象山定山仪器厂)；离子交换柱(玻璃，25×200mm、25×400mm、25×600mm、2×500mm)；离子交换树脂(001×7、201×7、D301-SC、D301-FC、层析树脂；余杭光化工厂)。
1．1．2试剂
牛磺酸(食品级，临海制药厂)；无水硫酸钠(AR兰溪化学试剂厂)其余所用试剂均为分析纯，水为去离子水。
1．1．3实验方法
(1)牛磺酸的测定
吸取一定量牛磺酸溶液于250ml锥形瓶中，加36％甲醛溶液5ml，2滴酚酞指示剂，用0.1mol/LNaOH标准溶液滴至微红色，30s不褪色为终点，并作空白试验。
(2)硫酸根的测定
吸取一定量含有SO42-的溶液于250ml锥形瓶中，加2.00ml的0.3mol/LBaCl2和0.2mo1/LMgCl2混合溶液，加10ml氨性缓冲溶液和2滴0.5％铬黑T指示剂，用0.1mol/L-1EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为纯兰色为终点。
(3)树脂预处理
将市售树脂用水充分漂洗，除去机械杂质和微小颗粒，用湿法将树脂装入柱内，用3mo1/L盐酸溶液将阳树脂转化成H+型，用3mol/L氨水将阴树脂转化成OH-型，转型完毕后，用去离子水将树脂洗至中性，浸泡于水中备用。
(4)树脂静态交换容量的测定
取已经过预处理的树脂，用布氏漏斗抽滤后，称取5.00g树脂于10ml具塞锥型瓶中，准确加入50ml0.1mol/L牛磺酸或硫酸钠溶液，置于磁力搅拌器上搅拌8h后准确吸取10ml清液(不能吸入树脂)测定牛磺酸或硫酸钠浓度，从而计算出树脂对它们的静态交换容量。
(5)阳树脂始漏量的测定
将0.1mol/L的硫酸钠溶液，以5ml/min的流速通过装有阳树脂的柱子，用自动部分收集器每10ml为1份连续收集。以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液滴定。在最早流出的数份收集液中将不消耗碱，则它们的体积之和就是柱的死体积。当碱的消耗由逐渐增加，然后开始下降时，则表明此时已有Na+流出。根据此时流出液体积和柱死体积之差，便可计算始漏量。
(6)阴树脂始流量的测定
将0.1mo1/L～H2SO4溶液，以5ml/min-1的流速通过阴树脂柱，连续测定流出液中的SO42-，当加入O.3mo1/LBaCl2溶液2滴，出现混浊时表明有SO42-流出，从此时的流出液体积和死体积之差，便可计算出始漏量。将交换柱中，浸没树脂的液体尽量排出，测量它的体积，便得柱的死体积。
(7)流出曲线的绘制
将牛磺酸和硫酸钠混合溶液以5ml/min的流速通过001×7H+型柱和D301-SCOH-型柱。以每5ml为份，连续收集流出液，分别测定各管中牛磺酸和硫酸钠的浓度，根据它们的浓度和流出液体绘制流出曲线。
2、结果与讨论
2．1树脂的选择
牛磺酸具有氨基和磺酸基，分子内带电得两性离子交换树脂具有中性盐分解能力，但牛磺酸分子中的磺酸基和具有磺酸基的阳离子交换树脂的交换基有着同离子效应，而不被交换。另外，含有叔胺、仲胺和伯胺基弱碱性阴树脂由于不具有盐解交换量，所以也不和牛磺酸发生交换作用，具有季胺盐的强碱性阴树脂则能和牛磺酸进行交换反应。牛磺酸回收率为零，而通过001×7H+型、层析H+型、D301-SCOH型和D301-FCOH-柱后，回收率均在99％以上。大孔弱阴树脂和粒径较小的层析树脂，由于具有较大得比表面积，有较强得吸附性能，而使牛磺酸的回收率略低。
所以要除去混合液中的Na2SO4，必须使用一种不和牛磺酸进行交换反应，而能与Na+交换得阳树脂和能与SO42-交换得阴树脂。0.1mol/L的Na2SO4溶液在不同树脂上得静态交换容量，001×7H+型和D301-SCOH-树脂分别和Na+与SO42-发生交换反应，201×7OH-型阴树脂虽对SO42-有更大的交换容量，但它同时也和牛磺酸交换，故在本文情况下，不能使用。综上所述，采用001×7H+阳树脂和D301-SCOH-阴树脂是合适的。考虑到树脂的盐解交换量，试样溶液必须显通过样树脂然后再通过阴树脂柱。
2．2流速对始漏量的影响
始漏量和交换柱的径高比、树脂颗粒度和粒度分布及填装的均匀、紧密程度有关。当上述因素确定后，则流速是关键因素。在流速较低时，始漏量较小，随着流速增加，始漏量缓缓增加，在交换柱直径1.9ml/min时，脂层高20cm的条件下，当流速达6ml/min时，始漏量下降。所以本实验的操作流速均选用5ml/min。这时的始漏量均在总交换容量的80％以上。D301-SC具有较大的比表面积，离子交换速度快，故流速影响较小，而001×7阳树脂粒度分布较宽，在低流速时，由于纵向和径向的扩散，故始漏量较小。
2．3阴阳树脂比例对分离的影响
根据阴阳树脂的始漏量，能够计算出操作时阴阳树脂用量的比例。但实际比例和理论计算存在差别。当阴阳树脂体积之比为1：1时，当通人600ml试液时，流出夜中已出现SO42-，而当二者之比为1：1．37和1：1．5时，流出液达1200ml才出现SO42-，故本文阴阳树脂之比选择为1：1.37，这时可充分利用二种数脂的交换容量。
2．4试液浓度对分离的影响
当阴阳树脂体积比为1：1．37，流速为5ml/min时，试液浓度对分离的影响见表。随着浓度的增加，由于受到离子交换平衡速度的影响，使始漏量下降，回收率减少，考虑到生产周期，选用0.4mol/L的浓度是合适的，时的回收率为97％，在全部浓度条件下，分离后牛磺酸的含量均在99％以上，产物中SO42-含量小于3x10mg/L。