2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的制备方法及其作为饲料补充剂的用途技术

通过液—液萃取或合并液/液与固/液相分离技术，自MMP＝氰醇水解得到的混合物中分离MHA的方法的已知的。该方法既是耗费大的操作又产生难以处理的废料。该方法的缺点通过用固/液分离的方法将MHA分出而被克服了，该混合物经蒸发，直至含MHA盐剩余物中很少或无水存在，此时用有机溶剂处理含MHA的盐剩余物，得到一悬浮液，由此悬浮液中分出固体成分，直至得到含MHA的溶液，然后将有机溶剂自含MHA的溶液中除去，直至得到MHA剩余物，如若需要MHA剩余物中加水调节成混合物。本法除得到可用于市售的结晶性硫酸铵或硫酸氢铵外，还是用于生产饲料补充剂的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的制备方法及其作为饲料补充剂的用途本专利技术涉及权利要求1所述的2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的制备方法和用制法此备的MHA的用途。本专利技术尤其涉及改良的新型方法，该方法可同时高纯度和高收率地得到MHA和结晶形的硫酸铵或硫酸氢铵，并避免了必须进行处理含盐的废水。2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)是消旋形式的必需氨基酸蛋氨酸的羟基类似物，是动物营养的重要添加剂。MHA在家禽养殖业中显示出类似于已知氨基酸的刺激生长的性质。但在动物营养的其它领域中也在增加其重要性。若MHA主要以水性浓缩液使用时，除含有其单体外，仍有一定量的寡聚物，主要是二聚和三聚线型酯酸。该寡聚物的含量取决于制备的条件和选定的浓度。由于寡聚物的营养价值较小，且因粘度增高对流动性产生不利影响，因而希望其含量尽量地降低。市售的剂型中总含量为88-90％(重量)中寡聚物总量低于20％(重量)，优选的低于17％(重量)，单体与寡聚物之比为4∶1～5∶1。皆知MHA的钙盐和钙铵混合盐用于动物饲料添加剂。但制备这类盐成本高。此外，不易得到粉末状固体以与饲料拌合。而具有低聚的寡聚物游离酸的水性浓缩液较容易。MHA合成途径由三个反应构成。制备MHA的通法是3-甲硫基丙醛与氢氰酸反应生成2-羟基-4-甲硫基丁腈，又称MMP-氰醇或MMP-CH，(方程I)：-->得到的MMP-氰醇然后与过量的强矿酸反应生成中间体2-羟基-4-甲硫基丁酰胺，又称MHA-酰胺(方程II)：将其水解生成蛋氨酸羟基类似物(MHA)(方程III)：这些水解作用既可一步也可两步进行。MMP-氰醇的两步水解法，叙述于美国专利专利2745745,2938053和3175000。该文献中，首先用较低的温度和低浓度矿酸如50～85％硫酸，使氰醇反应成MHA-酰胺，然后加入水，在较高温度下再水解成MHA。用氢氧化钙或碳酸钙处理水解液，得到MHA钙盐或钙铵盐和副产物硫酸钙，为了避免无用的副产物的生成，前述的两个专利中用的水解试剂硫酸量低于MMP-氰醇的化学计量的比例，例如0.55-0.8∶1。英国专利722024叙述了由MHA-酰胺生成MHA盐，涉及两步操作。在欧洲专利(0142488(用硫酸)，0143100(用盐酸)中公开的方法也用两步水解法，得到流体形式的MHA，为高浓度的水溶液。根据所限定的浓度和温度条件，经过酰胺阶段与过量的盐酸发生水解反应，然后用与水部分混溶的溶剂萃取。虽然用此法得到的MHA浓溶液质量和收率都较高，但在水性液中保留了副产物硫酸氢铵是个问题。关于对它的利用和处理未被述及。美国专利3773927叙述了用两步水解法水解MMP-氰醇，不用溶剂得到MHA浓溶液，其是用过量的盐酸水溶液水解，然后将水解混合液浓缩，分出析离的氯化铵。这样得到的MHA浓溶液仍有大量的寡聚物，且颜色深，分离出的氯化铵也不纯。-->根据美国专利4353924所述的盐酸两步水解法，过量的盐酸用氨或其它碱性物质中和。得到的MHA浓溶液略带腐蚀性。铵盐问题仍然存在。为了解决这个问题，美国专利4310690叙述的方法是在用盐酸水解后用精确量的氢氧化钠中和，氯化铵变成食盐和氨。在后来用氢氧化钾处理时，得到MHA-钙盐，为基本上是饱和食盐溶液的悬浮液。在固-液分离后，滤液主要用于再回收处理的氢氧化钾悬浮液。用这方法避免了废水处理和对环境污染的副产物的产生。但未述及第二个产物氨的利用和出路。在专利文献中也述及了一步水解法。根据英国专利915193所述的方法得到了MHA-钙盐，即用过量的稀硫酸水解MMP-氰醇，生成的MHA用高沸点醚萃取水解液，然后用氢氧化钙处理萃取液，得到MHA钙盐。这种连续的方法在水解步骤所规定的回收水性液，当然会积累无机副产物。欧洲专利0330527公布了用硫酸一步法水解。它不用溶剂，直接成浓缩的水性MHA液，副产物是结晶性硫酸铵，达到市售的标准。为达到此目的，将水解混合液用氢氧化铵中和，过量的硫酸生成硫酸铵，为中性硫酸盐。此时得到两个流体相，然后是分离和浓缩，以获得液体的MHA和结晶性硫酸铵。因而各种过滤和回收步骤加以组合，使产品没有损失，也没有含盐的废水。得到的MHA其质量类似于用EP012488得到的产品。不过该无环境污染的方法仍有不利的缺点，如同本
技术实现思路
中所证明的该方法的缺点那样，必须用比较高稀释度的硫酸(20-50％)，明显比应当用的酸过量，以便使氰醇反应完全。在中和过程中，为避免析出盐，必需用较稀的溶液，以便能够分离开两个液体相。此外，分出的硫酸铵很粘稠，有强烈的异味，因而后处理，如洗涤过滤或重结晶都是不可少的，用此法是昂贵的。而且该法的蒸发步骤-如所需要的-与EP-A-0142488方法相比是耗能量的，此外，用过滤/离心进行两次分离处理固体以及在流程图中未列出的硫酸铵干燥都是昂贵和占用设备的。根据所述的现有技术及这些已知的方法的缺点，本专利技术的目的是基于所选定的类别，提出另一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的方法，使在反应产物的处理上尽量简便和便宜，而且同时避免产生不希望有的废料。在权利要求1叙述的特征是一种解决该目的和其它未一一列出目的的方法。-->自反应混合物中蒸发分离出MHA，得到含MHA的盐剩余物，其残留少量的水或基本上无水，然后用有机溶剂处理该含MHA的盐剩余物，得到混悬物，再自混悬物分离出固体成分，得到含MHA溶液。自MHA液中除去有机溶剂得到MHA剩余物，或者如若需要加入水成浓溶液。按照本专利技术方法制备的液体的MHA有良好的质量，尤其是避免生成含盐的废水，除了结晶性硫酸铵或硫酸氢铵外，得到的液体MHA中有很少量寡聚物，纯度很高。尤其是用本法制取的液体MHA基本上没有有机杂质。本
技术实现思路
中，自反应混合物分离MHA，优选用固/液分离法，为此用与水完全或部分不溶的惰性溶剂处理主要是含MHA的盐剩余物。这个方法明显与已知的方法有区别，已知的或是用液/液萃取(EP0142448)自反应混合物(水解液)中分离MHA，或是用组合的液/液与固/液相分离(EP0330527)方法分离。上面第一个提及的专利方法没有分离出MHA固体，第二个专利方法在由含MHA的水解液中分离MHA时没有使用溶剂，而本专利技术方法在自水解液中分离MHA时，既有固体操作，也使用了有机溶剂，这比已知的方法有决定性的优点：除可制备所希望性质的液体MHA外(尤其是寡聚物含量低)，还可制备出市售等级的高纯度的两种铵盐(硫酸铵和硫酸氢铵)。本专利技术方法与EP142488相比，一重要优点是不产生含有无机盐因而需处理的废水，对废水的处理是需要花费的；本法与EP330527比，耗费能量少，设备少，得到的副产物硫酸铵或硫酸氢铵的质量很高，不需要后处理。本专利技术与已知的EP330527方法相比，后者在蒸发步骤所耗之能量二倍于本法，严格地讲是1.8倍，而且按EP330527对盐进行后处理时，还需要能量才能转换成市售标准。本专利技术尤其具有的优点是，水解得到的反应液经一步蒸发，加入惰性溶剂，得到基本上或完全无水的反应产物的混合物，此时MHA是溶解的，硫酸铵或硫酸氢铵实际是不溶解的，因而可分开成为含有MHA的液体组分和含有铵盐的结晶组分。蒸发水解后得到的反应混合物是用技术人员已知的方法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、制备2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的方法，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)用硫酸水解，得到的混合物中分离出MHA，其特征是，反应混合物经蒸发，得到很少残余水量到基本上无水的含MHA的盐剩余物，该盐剩余物然后与有机溶剂混合，得到浮悬液，再将固体内容物从悬浮液中分出，得到含MHA溶液，将有机溶剂自含MHA溶液中除去，得到MHA剩余物，如若需要，在MHA剩余物中加入水成浓溶液。

【技术特征摘要】
1994.08.12 DE P4428608.21、制备2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)的方法，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)用硫酸水解，得到的混合物中分离出MHA，其特征是，反应混合物经蒸发，得到很少残余水量到基本上无水的含MHA的盐剩余物，该盐剩余物然后与有机溶剂混合，得到浮悬液，再将固体内容物从悬浮液中分出，得到含MHA溶液，将有机溶剂自含MHA溶液中除去，得到MHA剩余物，如若需要，在MHA剩余物中加入水成浓溶液。2、权利要求1的方法，其特征是，反应混合物被蒸发时残余水量以MHA+寡聚物总量计，≤5％。3、权利要求1的方法，其特征是，反应混合物中基本上完全没有水。4、权利要求1-3中一项的方法，其特征是，反应混合物的蒸发是连续进行的。5、权利要求1-4中一项的方法，其特征是，反应混合物在蒸发前和/或蒸发时，用绝热蒸发冷却方法，在真空下于大约60℃或略低温度下，以除去反应混合物中挥发性的和/或有气味的成分。6、权利要求1-5中一项的方法，其特征是，在用氨预中和后，蒸发反应混合物。7、上述权利要求中一项的方法，其特征是，含MHA的盐剩余物基本上完全无水后作为浆状产物用丙酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮、异丙醇、甲苯或四氢呋喃等有机溶剂处理。8、上述权利要求中一项的方法，其特征是，悬浮液过滤后，固体成分为纯度≥99％的结晶性硫酸铵和含MHA的溶液。9、上述权利要求中一项的方法，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·祖赫斯兰，福尔克尔·海夫纳，
申请(专利权)人：德古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE