2-羟基-4-(甲硫基)丁酸铵的制备方法技术

用氨处理２－羟基－４－甲硫基－正丁酸（ＭＨＡ）生成２－羟基－４－甲硫基－正丁酸铵（ＭＨＡＡＳ）的方法是已知的，ＭＨＡ中也包括二聚体和寡聚体。该反应是将氢氰酸（ＨＣＮ）加成到甲硫基丙醛（ＭＭＰ），得到的甲硫基丙醛氰醇（ＭＭＰ－ＣＨ）用矿酸水解，然后从反应混合物中分离ＭＨＡ。为了得到２－羟基－４－甲硫基正丁酸铵以及含有该化合物的、具有显著的可流动性和低含量聚合物的混合物，该方法基于用与水不相混或部分混溶的惰性溶剂萃取。得到第一有机萃取液和第一水性液。第一有机萃取液用氨处理并分离得到第二有机萃取液和第二水性液。在第二水性液中ＭＨＡ被反萃取为ＭＨＡＡＳ，导致盐的生成，从第二水性液中分离出ＭＨＡＡＳ。该化合物作为蛋氨酸的代替品用作动物饲料添加剂。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对动物营养有价值的新的有效物质和含有这些物质的液态混合物，以及制备它们的方法。本专利技术尤其涉及制备2-羟基-4-(甲硫基)丁酸铵(MHAAS)的方法，其是将2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)与氨反应，其中，MHA既可是单体，也可是二聚体和较高的寡聚物，然后自反应混合物中将其分离出，而MHA是通过加成氢氰酸(HCN)到甲硫基丙醛(MMP)上，再经无机酸水解生成甲硫基丙醛-氰醇(MMP-CH)而得到的。营养改善的饲料添加剂如今是动物营养不容忽视的内容。他们被用来更好地利用营养供应品，刺激生长和促进蛋白质生成。这些最重要的添加剂之一是必需的氨基酸蛋氨酸，它特别是在禽类饲养上作为助剂占有突出的地位。在此领域中，日渐增长的所谓蛋氨酸-添加剂有重要意义，因为它表现有类似的刺激生长的性质，这一点像已知的氨基酸那样。2-羟基-4-(甲硫基)-丁酸作为外消旋形式的蛋氨酸-羟基类似物(简称MHA)，可以用作添加剂而且具有经济意义。MHA以水溶液形式、有效物质的含量大约为88-90％而获得和加入。这样的浓度当然不仅含有单体酸，而且由于分子间的酯化，也可含有寡聚物，主要为线型和环状二聚体，也会有少量的三聚体和四聚体。寡聚物由于皆知的低营养作用和较差的流动性，所以希望寡聚物含量要尽可能小。另一方面，寡聚物如同所有2-羟基酸一样，其生成作用遵循化学平衡的规则，所以其生成的份额是不能自由选择的。其平衡点主要取决于某些参数如浓度、温度、pH值和水份含量。基于平衡反应的惰性，在适宜的条件下可以成功地制备出具有比处于平衡态时明显低的寡聚物含量的产物。单体与寡聚物之比例大都在大约4∶1以上，更可达到5∶1。但长时间贮存会不断改变其比例，最终达到平衡点时的单体份额大约降为2.5-3∶1；这取决于水含量、温度、pH值。产物变了。在这种变化过程中市售的MHA也出现了用途特异性方面的缺点。此外，生成特异的不利因素是在得到MHA的同时不可避免地产生无机铵盐。因而现今工业上常规的制法是每千克MHA产生等量的硫酸铵成为废水。但为了对其再利用而进行加工又增加了费用，使该过程和目的物价格昂贵。蛋氨酸添加剂也可有MHA的某些盐类化合物，特别是钙盐和混合的钙铵盐。但这些没有像游离酸那样良好的经济价值，因它的制造费用很高。此外，它们作为粉状的弱潮解性固体饲料，不能像易于喷淋的游离酸水溶液那样简单和均匀地混入饲料混合物中。这类物质的另一种添加剂是2-羟基-4-(甲硫基)-正丁酸铵，简称为MHAAS。虽然MHAAS早属已知，但迄今未用于动物饲料中。其中之原因是其盐难分离成纯净形式，且费用明显高，此时得到粘稠油状物或是溶解性和潮解性物质。处理这类难倾倒性物质因非均匀性也会有应用上的技术问题，所以很难正规地确定它的生物效价。迄今对于市场产品的营养等价物还没有确切的了解。2-羟基-4-(甲硫基)-正丁酰胺(简称MHA-酰胺)也已知是蛋氨酸代替品。当然在发展有目的地制备这样的化合物时，它作为MHA制备过程的中间体，很难从水解的混合物中分离出。低效率的结晶性MHA-酰胺与MHA本身一样，有较小的营养作用，迄今该物质无经济意义。制备MHA及其碱金属/碱土金属盐的通法是由3-甲硫基丙醛(简称MMP)与氢氰酸氰化，生成2-羟基-4-甲硫基丁腈(简称MMP-氰醇或MMP-CH)(方程I)。 生成的MMP-氰醇按常规方法用强矿酸如H2SO4或HCl水解，经中间体2-羟基-4-甲硫基丁酰胺(又称MHA-酰胺)(方程II)， 生成蛋氨酸羟基类似物(MHA)(方程III)。 该水解作用既可为一步也可为两步进行。为了生成MHA盐，在反应混合物中存在的MHA用适当的方法(直接的或按以前的分离方法)处理。可用不同的分离方法进行分离，如用溶剂萃取、盐析、沉淀、过滤和浓缩中的一种或组合方法。该MHA酸例如可用金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐等再转变成所需的MHA盐。为了得到铵盐(MHAAS)，可用氨处理MHA(方程IV)。 因而在每一种情况下非常重要的任务是将无机副产物和未反应物与各个目的物分开。在加工中除评价及安全外，根据现今的规格还有科学上的问题，这对生产过程的经济考虑有决定性影响。在专利文献中叙述了多种方法，既包括MHA也有其碱/碱土金属盐的制备。尤其是钙盐和钙铵混合盐。MHA的水性浓溶液的制备方法在欧洲专利EP-PS142488，143100，330521和美国专利US-PS3773927和4353924有叙述。由MMP-CH经两步水解的方法叙述于EP-PS142488(用硫酸)和EP-PS143100(用矿酸)。专利中首先在较低温度下与例如50-70％硫酸反应，将氰醇水合生成MHA-酰胺，加水稀释后于较高温度下使水解完全。然后萃取反应混合物，其中用某些可与水部分混合的溶剂萃取。在一定条件和水存在下，将有机提取液蒸发去除溶剂，得到MHA水性浓缩液。用这个方法可以收率很好地得到含有高效价的终产物，其特征尤其是很少变色和有较低的寡聚物，这些寡聚物明显地呈平衡态组成。该方法的缺点是在水性精制液中沉出硫酸铵，关于它的存在和除去未加以说明，并且该未处理的混合物显然会生成不能替换的废水积累。这个方法的缺点还有前已述及的变化趋势，即在新鲜制备的状态下单体/寡聚体的平衡比值较低。不使用溶剂而得到MHA浓缩液是按照US-PS3773927方法，用盐酸经两步水解MMP-CH，除分离出结晶的氯化铵外，将反应混合物浓缩。这样得到的MHA仍有很深的颜色，并富含寡聚物。而且分离的另一产物铵盐也未纯化，因而用处不大，是无应用价值的废料。上述方法的改进是叙述于US-PS4353924中，是用过量的矿酸氨或其它碱性反应物质进行中和，这样得到的MHA溶液稍具腐蚀性。所以仍然有盐的问题。在EP-PS330521中还叙述了用硫酸一步水解的方法，该法不用溶剂，除液体的MHA外，还有副产物结晶形硫酸铵。为此，用氨水部分中和水解混合物，将硫酸氢铵和尚存在的游离硫酸转变成中性的硫酸铵。这样存在有两个液相一方面将其分开，浓缩，以一方面得到液体的MHA，而另一方面得到结晶状的硫酸铵。通过各种过滤和回收步骤的适当配合，可以实现无产物的损失，并避免了含盐的废水。得到的MHA质量极好。尽管有这些优点，该方法仍有缺陷分出的硫酸铵含有粘性成分，还有强烈的怪味，因而必须经过例如重结晶来纯化，以达到出售标准。另一缺点是通过稀释操作，在化合物中加入必需的高过量之矿酸增加了费用，较高的耗费量和较大的能耗，例如各种蒸发操作。仍存在有固体处理方面的浪费。所有这些因素都使本方法明显地昂贵。常规上用类似于EP-PS142488和143100的处理方法处理得到的单体/寡聚物浓缩液。制备MHA的碱/碱土金属盐(尤其是钙和钙铵盐混合物)的方法叙述于专利US-PS2745745，2938053，3175000，4310690和GB-PS722024以及915193，在所有的成盐情况下，通过无机酸对腈进行水解，以便先生成MHA-中间体。使用硫酸的二步水解法是基于US-PS2745745、2938053和3175000所述的方法。上述的前两个步骤是将稀释的水解混合物用例如氢氧化钙或碳酸钙处理，至少使相当量的硫酸根离子被结合掉。硫酸钙沉出，并游离出氨，其与本文档来自技高网...

【技术保护点】
用氨处理２－羟基－４－甲硫丁酸（ＭＨＡ）以制备２－羟基－４－甲硫基正丁铵（ＭＨＡＡＳ）的方法，其中，ＭＨＡＡＳ包括ＭＨＡ及其二聚体及高寡聚物，并由由应混合物中分出，该方法是将氢氰酸（ＨＣＮ）加成到甲硫基丙醛（ＭＭＰ），并用矿酸水解得到的甲硫基丙醛－氰醇（ＭＭＰ－ＣＨ），其特征是，反应混合物用与水不相溶或部分相溶的惰性溶剂萃取，得到第一有机萃取液和第一水性液，第一有机萃取液用氨处理，经两相分开后，得到第二有机萃取液和第二水性液，此时ＭＨＡ经反萃取生成盐ＭＨＡＡＳ，进入第二水性液内，ＭＨＡＡＳ由第二水性液中分出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特祖赫斯兰，海因茨科尔，
申请(专利权)人：德古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]