蛋氨酸或蛋氨酸衍生物的生产方法技术

本发明专利技术涉及连续生产蛋氨酸或其衍生物的方法，该方法适于大规模工业生产，该方法的详细描述见说明书。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种优选地是可连续进行的方法，此方法适于大规模工业生产可直接使用的例如可用作食物添加剂的碱金属或碱土金属蛋氨酸盐溶液，或者适于分离适用作食物添加剂的氨基酸或其盐。此方法特别适于蛋氨酸溶液的生产，蛋氨酸和蛋氨酸盐水溶液，特别是蛋氨酸钠盐水溶液(DE 31 05 009 C)以及例如蛋氨酸羟基类似物(MHA)的代替物已广泛地用作家禽、猪以及农业经济动物的饲养中的食物添加剂并主要是用于动物蛋白的产生。特别是考虑到世界人口的不断增长以及食物供应问题的日益突出，作为动物生长过程中必需氨基酸的一种，蛋氨酸及其各种形式，以及它们更经济的制备将会变得特别重要。根据需要，此产品优选是以固体或液体形式使用。商业上可获得的蛋氨酸钠溶液的浓度为40%蛋氨酸重量比，与代替物MHA对照，以等摩尔为基准测定，具在生物价值上与固体蛋氨酸等同。适于制备此蛋氨酸钠溶液的方法主要有下列三种方法;1.简单地溶解分离的蛋氨酸。尽管此方法可制得最纯的产品形式，但是因为增添了工序，此方法较制备固体形式更昂贵，因而与蛋酸氨本身的制备相比更不经济。2.用NaOH或NaOH/CA(OH)2混合物碱解5-(β-甲硫基乙基)乙内酰脲，为此必需使用约2-3当量的氢氧化物以避免生成不需要的副产物。当使用CA(OH)2时，过量的皂化剂应可从碳酸钙的形式除去(DE 3105006 C)，但是必须是作为实际上没用的废盐除去或者转化成氢氧化物形式，此氢氧化物形式可再次使用，但这需要昂贵的步骤例如煅烧或淬火。相反，当单独使用氢氧化钠溶液时，过量的皂化剂必须以生成的碳酸钠形式除去(DE 31 04 997 A)或者其必须以在用硫酸中和碳酸钠后形成的硫酸钠除去(EP 253 740)盐的生成和除去此盐的昂贵方法以及在产品的溶液中不需要的残余的危害物构成了此方法的缺点。3.蛋氨酸酰胺的碱解。此方法可以按例如EP 0 228 938中的已知方法用不增加过量的副产物生成的约化学计量的氢氧化物进行。与方法2相比，这里有一个重要的优点。蛋氨酸酰胺的制备可以按已知的方法通过蛋氨酸腈化物的水解进行，此蛋氨酸腈化物可依次通过由常规起始原料，甲硫基丙醛(MMP)，氢氰酸或氰化铵和直接合成获得。由于在碱性腈化物的水解反应优选是通过加入催化活性的羰基化合物，特别是酮进行时不可避免地会引起中性盐的生成，因而将不能使用酸催化的腈化物的水解方法(Houben-wey Methoden der Organischen chemce，enlarged，supplementary volumes to the 4th edition，1985，vol.E5，PP.535以及其中所引述的文献)。纯净地分离出蛋氨酸并随即如专利EP228 938所述用NAOH将其水解成为NaMet这需要相当大的支出和损耗，此方法是不经济的。在同一个专利的其它一些实例中，首先用常规方法在500ml压力容器中由MMP和HCN制得MMP-氰醇，然后再通过通入浓缩NH3将MMP-氰醇转变成蛋氨酸腈化物。释放压力并由60℃冷却至10℃后，将此产物(见Houben-weyl)与丙酮和NaOH的水溶液反应，于180℃加入氢氧化钠溶液后，在所得蛋氨酰胺被水解成蛋氨酸钠之前，真空除去剩余的氨和丙酮。随后释放压力并真空除去剩余的氨，结果产生除了含有蛋氨酸的蛋氨酸钠溶液，这溶液仍然含有至少10种不同而又不可忽略浓度的其它的副产物。此实试室方法对于通常每个工厂每年蛋氨酸产量为几万吨的大规模工业生产是不适合的。而且，更不用说丙酮剩余物和其再循环的可能或者反应中投入的大量过量的NH3的再循环可能性。除了优先安排产率和选择性方面所希望的合成路线外，最大可能地回收过量使用的氨和再循环中所需的酮催化剂以及随后回收氨和酮这两者是采用经济方法的前提条件这应该能够以所需的规模连续进行。至今还没有有关均相酮催化的碱氨基腈化物水解的连续方法的报导。很显然，其原因在于至今还没有获得能够对所得酮、氨、水和可能的副产物的混合物连续进行纯化的有效的工业方法。这个问题的重要性可由下列事实说明，即含有羰基基因的催化活性聚合物树脂已经开发成为酮替代物(EP 84 470 DD 208 349，其可以通过过滤由反应介质中很容易地除去或者可以将其制成固体垫令基质溶液不断地流过。但是，这种初看起来十分吸引人的想法存在下列缺点。首先这种催化剂至今还没有投放市场并且可以推测要到生产以适于大规模工业生产的量将是十分昂贵的，相反酮则是十分便宜的，另外，所述聚合物树腈很快会由于在羰基基团上的副反应而中毒并且必须通过昂贵的方法再生。在各种此类方法中(EP168 282，US 4，677，224)，通过以在随后的皂化阶段中生产的产物溶液由约1M至0.1M用于水解的大量的反稀释氨基腈化物溶液为代价实现了催化剂寿命的提高。这对于大规模工业生产也是一个缺点。首先，它需要使用一个装填了聚合物催化剂的庞大柱子，并且这些柱子必须至少参与两次，而催化剂的再生问题仍然还没有彻底解决。其次，约80℃大约90%产物溶液必须被再次冷却到30℃，这是初始步骤所需的温度，而且在其经过初始步骤后，此溶液必须再次加热到原来的皂化温度。在此方法中，对于经济上原因以及现代生态学的需要求两者来讲最佳的反应控制和避免或最小限度地产生废气是十分必要的。因此，问题就在于需要提供一种生产蛋氨酸或其盐或者蛋氨酸前体如蛋氨酸腈化物或酰氨的方法，此方法直接以已述的基本化学物为基础并应能够以巨大的工业规模进行而不需要中间的分离步骤。此方法应该是经济的并且特别是应可以连续地进行而反应中加入的过量氨和酮应能够以最可能小的损耗回收并能再次使用。本专利技术权利要求书中提出的方法解决了此问题，特别是各种权利要求能够结合使用同时又保留它们的各自的优点。此方法，其优选可连续或部分连续地进行但也可以分批进行，其包括总共下列5或6个生主要反应步骤1)由MMP和HCN制得MMP-氰醇(CH)粗品(初始步骤)。 2)由粗MMP-CH和NH3或NH3/水混合物或者由MMP.HCN和NH3或NH3/水的混合物以一步制得MMP-氨基腈化物粗品(初始步骤)。 3)将粗MMP-氨基腈化物(AN)酮催化碱解成蛋氨酸酰胺粗品。 4)任意地用同时部分或全部地脱除酮、NH3以及任意其它的挥发性组分，将由3)获得的含有蛋氨酸酰胺(Met-AM)的粗产物混合物碱皂化。 5)然后任意在处理由4)获得的粗品蛋氨酸盐溶液后，例如，通过后反应，纯化或蒸发浓缩成所需的最终浓度。6)将氨/酮纯化并再循环R＝(CH2)2SCH3到1)和2)从由醛与氢氰酸和氨反应(Strecker合成)或者由最初形成的氰醇和氨(Tieman变化)制得作为α-氨基酸前体步骤的氨基腈化物生成是公知的并有大量的实例进行过研究(Houben-WeylMethoden der Organischen，Chemie第4板，1952，Vol.8，P.274等和P.279等以及第4版的增补版，E5 P.1425等)，若选择合适的反应条件，两种反应的产率可以达到＞90%。在此情况下，Tieman变化具有这样一个优点，即它能收集氰醇形成反应中相当多的热量。特别是在连续方法中，它能使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在酮存在下通过将蛋氨酸腈化物水解成蛋氨酸酰胺，随后用碱皂化生产蛋氨酸或一种蛋氨酸盐的方法，其特征在于在酰胺的皂化期间和／或其后于≥８５℃温度下和／或通过真空将氨、酮和水一起除去。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HA哈斯伯格，K胡希玛彻，S若坦伯格，H比奇，H威盖尔，
申请(专利权)人：底古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]