СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНАЛОГОВ АЛЬФА-ГИДРОКСИМЕТИОНИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ ИЗ САХАРОВ Российский патент 2020 года по МПК C07C319/14 C07C323/52 

Предпосылки к созданию изобретения

Углеводы представляют собой самую большую фракцию биомассы, и создаются различные стратегии их эффективного использования в качестве сырья для получения коммерческих химических веществ. Биомасса представляет особый интерес благодаря своему потенциалу касательно дополнения и, в конечном счете, замены нефти как сырья для таких целей. Углеводы, получаемые из биомассы, содержат С2-С6 сахара и представляют особый интерес с точки зрения промышленного производства, поскольку они являются потенциальным источником высокофункциональных углеродных соединений с короткой длиной цепи.

Данное изобретение направлено на получение аналога α-гидроксиметионина и его производных из сахаров в присутствии соединений цеотипа. Аналог α-гидроксиметионина представляет собой 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановую кислоту. Аналог α-гидроксиметионина и его производные могут быть использованы в качестве пищевой/питательной добавки в композициях/составах кормов для животных.

Известно, что сахара С2-С6 могут превращаться в метиллактат и метилвинилгликолят (MVG) в присутствии материалов цеотипа, таких как Sn-BEA. В ЕР 2184270 В1 и Science (2010) 328, рр 602-605 сообщается о средних выходах метиллактата 64%, 43% и 44% при 160°С, в присутствии Sn-BEA и метанола из сахарозы, глюкозы и фруктозы, соответственно. Метилвинилгликолят (MVG) является основным побочным продуктом с сообщенным выходом 3-11%. MVG может быть получен с выходами вплоть до 56% из С4 сахара D-эритрозы.

WO 98/32735 раскрывает способ получения аналога метилового сложного эфира α-гидроксиметионина, метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, с выходом 85% за счет свободнорадикального присоединения метилтиола к не-конъюгированному олефиновому субстрату, то есть метилвинилгликоляту (MVG). Несмотря на высокий выход, радикальные реакции имеют способность к образованию регио-изомерных побочных продуктов.

WO 98/32735 также раскрывает альтернативный, многостадийный, коммерчески осуществимый способ получения аналога α-гидроксиметионина, 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты. Способ включает присоединение по Михаэлю метилмеркаптана к акролеину (конъюгированному олефиновому субстрату) в присутствии органического аминового катализатора с получением 3-(метилтио)-пропаналя, с последующим присоединением нитрила и гидролизом до кислоты. Хотя этот способ является промышленно осуществимым, следует избегать использования токсичных и дорогостоящих реагентов, таких как HCN и акролеин.

ChemCatChem (2013) 5, рр 569-575 раскрывает превращение тетроз (С4-сахаров) в MVG и ММНВ в гомогенных каталитических условиях. ММНВ селективно продуцируется из эритрулозы (С4-сахара) в присутствии гомогенного катализатора хлорида олова.

Соответственно, желательным является обеспечить альтернативный способ получения аналога α-гидроксиметионина и их производных. В частности, желательным является обеспечить способ, который является промышленно осуществимым, поэтому желательно, чтобы способ был высокопроизводительным, прямым и селективным. Желательно, чтобы процесс осуществлялся в условиях, которые являются промышленно осуществимыми, с регентами или катализаторами, которые обеспечивают легкость производства и уменьшают токсичные отходы, такую как использование гетерогенных катализаторов, которые могут быть регенерированы. Кроме того, желательным является обеспечить способ, в котором субстраты получают из возобновляемых источников, таких как С2-С6 сахара. В частности, поскольку сахарные субстраты гораздо менее токсичны и намного дешевле, чем, например, акролеин и реагент HCN, следовательно, использование сахарных субстратов значительно снижает затраты на производство.

Раскрытие изобретения

Неожиданно было обнаружено, что аналог α-гидроксиметионина и его производных может быть получен путем контактирования одного или нескольких сахаров с метало-силикатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

Аналог α-гидроксиметионина и его производные могут быть представлены формулой

,

в которой R выбирают из группы, состоящей из Н, C₁-C₈ алкила, или щелочного или щелочноземельного металлов; и R' выбирают из группы, состоящей из Н и метила.

Аналог α-гидроксиметионина и его производных альтернативно может быть представлен следующим образом:

Неожиданно было обнаружено, что высокий выход аналога α-гидроксиметионина и его производных может быть получен в соответствии со способом согласно представленному изобретению.

Соединение, содержащее серу, предпочтительно представляет собой соединение формулы RSR', где R и R' выбирают из группы, состоящей из Н. С₁-С₅ алкила, или щелочного, или щелочноземельного металлов. Соединение, содержащее серу, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из С₁-С₅ алкилтиола, солей С₁-С₅ алкилтиола, диметилмеркаптана, диметилдисульфида и сероводорода. С₁-С₅ алкил-тиол, как подразумевается в представленном контексте, относится к моно- и дизамещенным тиолам с заместителем, содержащим насыщенную алифатическую алкильную группу с линейной или разветвленной цепью, содержащей один, два, три, четыре или пять атомов углерода. C₁-C₅ алкилтиол, как подразумевается в представленном контексте, относится к алкилтиолу, выбранному из группы, состоящей из метантиола, этантиол, пропантиол с линейной или разветвленной цепью, бутан-тиол с линейной или разветвленной цепью и пентантиол с линейной или разветвленной цепью.

С₁-С₅ алкилтиоловая соль, как подразумевается в представленном контексте, относится к соли щелочного или щелочноземельного металла С₁-С₅ алкилтиола. Конкретно, С₁-С₅ алкилтиоловая соль, как подразумевается в представленном контексте, относится к C₁-C₅ алкилтиолу в форме соли, в которой катион выбирают из группы, состоящей из натрия, калия, лития, магния и кальция. Конкретно, С₁-С₅ алкилтиоловая соль, как подразумевается в представленном контексте, относится к С₁-С₅ алкилтиолу, выбранному из одной или нескольких из групп, состоящих из NaSCH₃, KSCH₃, Ca(SCH₃)₂ и Mg(SCH₃)₂.

Сероводород может быть использован в качестве соединения серы для получения 2-гидрокси-4-меркаптобутановой кислоты или ее сложных эфиров, которые могут быть в последствии превращены в аналоги α-гидроксиметионина по реакции с метанолом. Альтернативно, сероводород может быть использован для образования C₁-C₅ алкилтиола в присутствии сахара, спирта и кислотного катализатора, как описано в Roberts, J. S. 2000. Thiols, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.

Аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(С_1-5 алкилтио)бутановой кислоты, ее солей и сложных эфиров. С_1-5 алкилтио соответствует C_1-5 алкилтиосоединению, содержащему серу, представленному в способе. Предпочтительно, аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, ее солей и сложных эфиров. Предпочтительно, аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, ее солей щелочного и щелочноземельного металла и C_1-8 алкиловых сложных эфиров. Предпочтительно, аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, ее солей щелочного и щелочноземельного металла и C_1-8 алкиловых сложных эфиров.

С_1-8 алкиловые сложные эфиры, как подразумевается в представленном контексте, относятся к сложным эфирам, содержащим алкильную группу, выбранную из группы, состоящей из метила, этила, пропила, бутила, изопропила, изобутила, пентила, гексила, гептила, октила и 2-этилгексила. Соли щелочного и щелочноземельного металла означают соли кислоты, в которой катион соли выбирают из металлов группы I и группы II.

В одном из вариантов осуществления изобретения аналог α-гидроксиметионина и его производных представляет собой 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановую кислоту.

В другом варианте осуществления изобретения аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, этилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, пропилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, бутилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, изопропилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, пентилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, гексилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, гептилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, октилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты и 2-этилгексилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.

Один или несколько сахаров, или их производных, выбирают из группы, состоящей из С2-С6 сахаров или их производных. С2-С6 сахара или их производные, как подразумевается в представленном контексте, относятся к углеводам, обычно встречающимся в биомассе, выбранным из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, треозы, глико-левого альдегида и 2-гидрокси-γ-бутиролактона. Один или несколько сахаров, или их производных, могут быть использованы в растворе, или он может представлять собой сахарный сироп. Такой раствор и сироп может быть назван как композиция сахара. Композиция сахара может содержать растворитель. Соответственно, один или несколько сахаров и их производных могут быть смешаны с растворителем и/или соединением, содержащем серу, перед тем как он контактирует с металлосиликатной композицией. Это может быть названо реакционной смесью.

Способ предпочтительно представляет собой одностадийный процесс, в котором аналог α-гидроксиметионина и его производных может быть получен непосредственно из сахарного субстрата путем контактирования одного или нескольких сахаров с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

В следующем варианте осуществления изобретения сахара могут использоваться в присутствии других С₁-С₃ оксигенатов, таких как, ацетол, пирувальдегид, формальдегид и глиоксаль. Гликолевый альдегид (С2 сахар) может быть получен вместе с небольшими количествами других С₁-С₃ оксигенатов путем гидратированного термолиза сахаров в соответствии с процедурой, описанной в US 7,094,932 В2 и РСТ/ЕР 2014/053587.

Аналог α-гидроксиметионина и его производных также может быть получен, подвергая один или несколько сахаров, или их производных, стадии пиролиза с получением продукта пиролиза и с последующим контактированием продукта пиролиза с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

Металлосиликатная композиция относится к одному или нескольким твердым материалам, содержащим оксид кремния и компоненты металла и/или оксида металла, причем компоненты металла и/или оксида металла включены в и/или привиты на поверхность структуры оксида кремния (то есть структура оксида кремния включает связи М-O-Si). Структура оксида кремния также известна как силикат. Металлосиликатные композиции могут быть кристаллическими или некристаллическими. Некристаллические металлосиликаты включают упорядоченные мезопористые аморфные или другие мезопористые аморфные формы. Металлосиликатную композицию выбирают из одной или нескольких групп, состоящих из материалов цеотипа и упорядоченных мезопористых аморфных силикатов.

Предпочтительно активный металл компонента металла и/или оксида металла выбирают из одной или нескольких групп, состоящих из Ge, Sn, Pb, Ti, Zr и Hf. Род материалов цеотипа охватывает род цеолитного материала. Предпочтительно материал цеотипа имеет каркасную структуру, выбранную из группы, состоящей из BEA, MFI, FAU, MOR и FER. Предпочтительно упорядоченный мезопористый аморфный силикат имеет структуру, выбранную из группы, состоящей из МСМ-41 и SBA-15. В предпочтительном варианте осуществления металлосиликатная композиция представляет собой материал цеотипа. Более предпочтительно металлосиликатная композиция представляет собой материал цеотипа и выбирается из группы, состоящей из Sn-BEA, Sn-MFI, Sn-FAU, Sn-MCM-41 и Sn-SBA-15.

Растворитель предпочтительно выбирают из одной или нескольких групп, состоящих из метанола, этанола, 1-пропанола, 1-бутанола, 2-пропанола, 2-бутанола, DMSO и воды.

WO 2015/024875 раскрывает, что в определенных условиях присутствие иона металла в реакционном растворе является благотворным для выхода. WO 2015/024875 приводит экспериментальные подробности, которые описывают происхождение и добавление иона металла в способе или посредством собственно катализатора, или независимо от катализатора.

Следующий вариант осуществления представленного изобретения представляет собой основной реакционный раствор. Основной раствор может быть получен путем добавления одного или нескольких основных компонентов. Основной компонент может быть выбран из одного или нескольких реагентов, выбранных из соли металла и основной полимерной смолы. Основная полимерная смола может представлять собой, например, основную смолу из амберлиста.

Соль металла содержит ион металла. Предпочтительно ион металла выбирают из группы, состоящей из калия, натрия, лития, рубидия и цезия. Предпочтительно соль металла представляет собой соль щелочноземельного металла или щелочного металла, и анион выбирают из группы, состоящей из карбоната, нитрата, ацетата, лактата, хлорида, бромида и гидроксида. Еще более предпочтительно ион металла получают из одной или нескольких солей щелочноземельного металла или щелочного металла и выбирают из группы, состоящей из K₂CO₃, KNO₃, KCl, ацетата калия (CH₃CO₂K), лактата калия (СН₃СН(ОН)CO₂K), Na₂CO₃, Li₂CO₃ и Rb₂CO₃.

Реакционный сосуд/раствор, который используют в процессе, нагревают до температуры меньше, чем 250°С.Предпочтительно сосуд нагревают до от 50°С до 180°С, от 60°С до 170°С, от 80°С до 150°С; более предпочтительно от 60°С до 140°С.

В соответствии со способом согласно представленному изобретению авторы изобретения неожиданно обнаружили, что выход аналога α-гидроксиметионина и его производных является больше, чем выход MVG. Если С4 сахарид представляет собой субстрат, то выход MVG составляет меньше, чем 5%, 4%, 3%, 2%, 1%.

Кроме того, авторы изобретения неожиданно обнаружили, что выход аналога α-гидроксиметионина и его производных, полученного в соответствии со способом согласно представленному изобретению, составляет больше, чем 15%.

Способ получения аналога α-гидроксиметионина и его производных может быть осуществлен в периодическом режиме реакции или по реакции непрерывного потока.

Один или несколько сахаров, или их производных, контактируют с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя в реакторе. Сахара или их производные постепенно превращаются в аналог α-гидроксиметионина и его производные. Предпочтительно реактор перемешивают, например, с помощью мешалки или с помощью потока через реактор. Превращение предпочтительно проводят при нагревании и в течение периода времени, достаточного для достижения высокой конверсии сахаров и их производных. Предпочтительно в течение периода времени от 10 минут до 12 часов, более предпочтительно от 20 до 300 минут. Аналог α-гидроксиметионина и его производных может быть выделен так, как есть, или может быть очищен, например, путем дистилляции.

Продукты, полученные из биоматериалов, таких как сахара, будут иметь значительно более высокое содержание ¹⁴С углерода, чем такие же продукты, полученные из нефтехимических источников. Ранее, метионин и его производные для использования в качестве пищевых добавок были получены из ископаемых видов топлива.

Соответственно, согласно представленному изобретению предусматривается продукт, который может быть получен в соответствии со способом получения аналога α-гидроксиметионина и его производных из сахаров, описанным выше. Такой продукт характеризуется тем. что он имеет содержание ¹⁴С выше 0,5 частей на триллион общего содержания углерода. Аналог α-гидроксиметионина и его производных может представлять собой 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановую кислоту, ее соли и сложные эфиры и, по меньшей мере, 70% исходного углерода может быть выделено в такой форме.

Подписи к чертежам

Фигура 1. Выход метилового сложного эфира аналога α-гидроксиметионина (метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты) с использованием Sn-Beta в качестве катализатора, с использованием гликолевого альдегида в качестве сахара в реакции непрерывного потока. Состав исходной сырьевой композиции: 9 г/л гликолевого альдегида в метаноле в качестве растворителя, 10,7 масс. % воды, 0,9 г/л метантиола.

Фигура 2. Выход метилового сложного эфира аналога α-гидроксиметионина (метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты) с использованием Sn-Beta в качестве катализатора, с использованием гликолевого альдегида в присутствии соединений C₁-C₃ оксигената в реакции непрерывного потока. Состав исходной сырьевой композиции: 10,9 г/л гликолевого альдегида в метаноле в качестве растворителя, 8 масс. % воды, 0,7 г/л метантиола.

Примеры

Получение катализатора

Sn-BEA (Si/Sn = 125) получают в соответствии с модификацией процедуры, описанной в патенте US 4,933,161. Коммерческий цеолит Бета (Zeolyst, Si/Al 12.5, аммонийная форма) прокаливают (550°С в течение 6 ч) для получения формы Н (деалюминированная форма) и обрабатывают 10 граммами концентрированной азотной кислоты (Sigma-Aldrich, 65%) на грамм порошка цеолита бета в течение 12 ч при 80°С. Полученное в результате твердое вещество фильтруют, промывают достаточным количеством воды и прокаливают (550°С в течение 6 ч), получая деалюминированный Бета. Данное твердое вещество пропитывают с использованием методологии начальной влажности с соотношением Sn/Si 125. С этой целью хлорид олова (II) (0,128 г, Sigma-Aldrich, 98%) растворяют в воде (5,75 мл) и добавляют к деалюминированному Бета (5 г). После процесса пропитки, образцы сушат в течение 12 ч при 110°С и снова прокаливают (550°С в течение 6 ч).

Пример 1: Каталитическая реакция в периодическом режиме реакции

В сосуд высокого давления из нержавеющей стали (40 см³, Swagelok) загружают 15,0 г метанола (Sigma-Aldrich, >99,8%), 0,450 г сахарозы (Fluka, >99.0%) и 0,150 г катализатора. Затем реактор заполняют 75 мл метантиола при 1,7 бар, создают повышенное давление 11 бар с N₂ и закрывают. Реактор нагревают на масляной бане при 170°С при перемешивании (700 об./мин.). Реакцию продолжают в течение требуемого времени, и после этого периода реакцию гасят путем погружения сосуда в холодную воду. Образцы из реакционного сосуда фильтруют и анализируют с использованием HPLS (Agilent 1200, колонка Biorad Aminex НРХ-87Н при 65°С, 0,05 М H₂SO₄, 0,6 мл мин^-1) для того, чтобы количественно определить неконвертированные гексозы и дигидроксиацетон (DHA), глицеральдегид (GLA); и GS (Agilent 7890 с колонкой Phenomenex Solgelwax) использовали для количественного определения: металлактата (ML), метилвинилгликолята (MVG, метил 2-гидрокси-3-бутеноата), диметилацеталя гликолевого альдегида (GADMA) и МНА (аналога α-гидроксиметионина и его производных).

Сложный эфир аналога α-гидроксиметионина, полученный в соответствии с Примером 1, может быть подвергнут взаимодействию в основном водном растворе, таком как водный раствор NaOH или KOH, или кислотном водном растворе, таком как водный раствор HCl, или твердый кислотный катализатор, с получением солей и кислотных производных сложного эфира аналога α-гидроксиметионина.

Таблица 1: Превращение сахаров в аналог α-гидроксиметионина и его производных в присутствии металлосиликатной композиции и соединения серы. МНА означает аналог α-гидроксиметионина и его производных. В случае растворителей А, В и С, МНА означает метиловый сложный эфир 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты. В случае H₂O в качестве растворителя, МНА означает 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановую кислоту. В случае IPA, МНА означает изопропиловый сложный эфир 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты. В случае этанола, МНА означает этиловый сложный эфир 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.

Как видно из таблицы 1, С4 и С2 сахара (эритрулоза и гликолевый альдегид) обеспечивают самый высокие выходы аналога α-гидроксиметионина и его производных. Метанол и этанол обеспечивали аналогичные выходы соответствующих сложных эфиров.

Пример 2: Каталитическая реакция в реакции непрерывного потока

Композиции, содержащие гликолевый альдегид в присутствии соединений С_1-С₃ оксигената, могут быть получены путем приролиза биомассы или С₅-С₆ сахаров, таких как глюкоза, сахароза, фруктоза или ксилоза. Иллюстративные реакции пиролиза представлены в US 7,094,932 В2 и РСТ/ЕР 2014/053587.

Композицию, содержащую гликолевый альдегид или соединения С₁-С₃ оксигената с 814 г/л гликолевого альдегида, растворяли в метаноле (Sigma-Aldrich, 99,9%) при комнатной температуре до достижения концентрации 10,9 г/л. Кроме

того, к исходному раствору добавляли метантиол (Sigma, 1,7 бар) и, если необходимо, воду. Катализатор Sn-Beta (Si:Sn 125), полученный в соответствии с указанным выше способом получением, фракционировали (0,25 г, 300-600 мкм.) и загружали в реактор 0,25 дюйма из нержавеющей стали. Для удерживания катализатора на месте использовали стеклянную вату. Реактор вводили в печь, и температуру реактора повышали до 160°С. Когда температура составляла выше 140°С, запускали насос с потоком 0,05 мл/мин.

Как видно из фигур 1 и 2, стабильные выходы метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты (более 30%) были получены из гликолевого альдегида в воде и метаноле с использованием Sn-Beta в качестве катализатора. Присутствие других С1-С3 оксигенатов (Фигура 2) не влияло на реакцию получения метилового сложного эфира аналога α-гидроксиметионина.

Варианты осуществления

Представленное изобретение, кроме того, может быть описано в соответствии со следующими вариантами осуществления:

Вариант осуществления 1. Способ получения аналогов α-гидроксиметионина, включающий контактирование одного или нескольких сахаров, или их производных, с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

Вариант осуществления 2. Способ в соответствии с вариантом осуществления 1, в котором соединение, содержащее серу, выбирают из группы, состоящей из С₁-С₅ алкилтиола, С₁-С₅ алкилтиоловой соли, диметилмеркаптана, диметил-дисульфида и сероводорода.

Вариант осуществления 3. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1 и 2, где соединение, содержащее серу, выбирают из группы, состоящей из метантиола, диметилмеркаптана, диметилдисульфида и сероводорода.

Вариант осуществления 4. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-3, в котором один или несколько сахаров, или их производных, выбирают из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, триозы, гликолевого альдегида и 2-гидрокси-γ-бутиролактона.

Вариант осуществления 5. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-3, в котором один или несколько сахаров, или их производных, представляют собой производные, полученные путем подвергания воздействию одного или нескольких сахаров, выбранных из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, треозы; стадии пиролиза для получения продукта пиролиза и с последующим контактированием продукта пиролиза с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

Вариант осуществления 6. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-5, в котором металлосиликатная композиция представляет собой материал цеотипа.

Вариант осуществления 7. Способ в соответствии с вариантом осуществления 6, в котором материал цеотипа представляет собой один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из Sn-BEA, Sn-MFI, Sn-FAU, Sn-MCM-41 и Sn-SBA-15.

Вариант осуществления 8. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-7, в котором растворитель выбирают из одной или нескольких групп, состоящих из метанола, этанола, 1-пропанола, 1-бутанола, 2-пропанола, 2-бутанола, DMCO и воды.

Вариант осуществления 9. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-8, в котором аналоги α-гидроксиметионина выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, ее солей и сложных эфиров.

Вариант осуществления 10. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-9, в котором аналоги α-гидроксиметионина выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты и этилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.

Вариант осуществления 11. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-10, в котором температура процесса составляет меньше, чем 200°С, предпочтительно в пределах от 50 до 200°С.

Вариант осуществления 12. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-11, в котором реакционный раствор содержит один или несколько основных компонентов, выбранных из группы, состоящей из соли металла и полимерной смолы.

Вариант осуществления 13. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-12, в котором выход аналогов α-гидроксиметионина составляет больше, чем метилвинилгликолята (MVG).

Вариант осуществления 14. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-13, в котором выход аналогов α-гидроксиметионина составляет больше, чем 15%.

Вариант осуществления 15. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-14, где способ представляет собой непрерывный процесс.

Вариант осуществления 16. Способ в соответствии с каким-либо одним из вариантов осуществления 1-15, в котором аналоги α-гидроксиметионина очищают путем дистилляции.

Вариант осуществления 17. Способ по варианту 9, в котором гидролизуют сложные эфиры 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.

Вариант осуществления 18. Применение 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, ее солей и сложных эфиров, полученных согласно способу по пунктам 9-17, для пищевой добавки.

Изобретение относится к способу получения аналога α-гидроксиметионина и его производных, включающему стадию контактирования одного или нескольких cахаров или их производных, выбранных из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, треозы, гликолевого альдегида, метилвинилгликолята, винилгликолевой кислоты и 2-гидрокси-γ-бутиролактона, с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу формулы RSR', где R и R' имеют такие же значения, как указано выше, и растворителя при нагревании до температуры от 60 до 140°С. Технический результат – увеличение выхода целевого продукта. 19 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 2 пр.

1. Способ получения аналога α-гидроксиметионина и его производных формулы

,

в котором R выбирают из группы, состоящей из Н, C₁-C₈ алкила, щелочного или щелочноземельного металлов; и R' выбирают из группы, состоящей из Н и метила; и где

способ включает стадию контактирования одного или нескольких cахаров или их производных, выбранных из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, треозы, гликолевого альдегида, метилвинилгликолята, винилгликолевой кислоты и 2-гидрокси-γ-бутиролактона, с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу формулы RSR', где R и R' имеют такие же значения, как указано выше, и растворителя при нагревании до температуры от 60 до 140°С.

2. Способ по п. 1, в котором соединение, содержащее серу, выбирают из группы, состоящей из С₁-С₅алкилтиола, С₁-С₅алкилтиоловой соли, диметилмеркаптана, диметилдисульфида и сероводорода.

3. Способ по п. 2, в котором соединение, содержащее серу, выбирают из группы, состоящей из метантиола, щелочных солей метантиолята, диметилмеркаптана, диметилдисульфида и сероводорода.

4. Способ по п. 1, в котором один или несколько сахаров или их производных представляют собой производные, полученные путем подвергания воздействию одного или нескольких сахаров, выбранных из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, сахарозы, ксилозы, эритрозы, эритрулозы, треозы; стадии пиролиза с получением продукта пиролиза и последующего контактирования продукта пиролиза с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя.

5. Способ по п. 1, в котором металлосиликатная композиция представляет собой материал цеотипа.

6. Способ по п. 5, в котором материал цеотипа представляет собой один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из Sn-BEA, Sn-MFI, Sn-FAU, Sn-MCM-41 и Sn-SBA-15.

7. Способ по п. 1, в котором растворитель выбирают из одного или нескольких из группы, состоящей из метанола, этанола, 1-пропанола, 1-бутанола, 2-пропанола, 2-бутанола, DMSO и воды.

8. Способ по п. 1, в котором аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, её солей и сложных эфиров.

9. Способ по п. 1, в котором аналог α-гидроксиметионина и его производных выбирают из группы, состоящей из 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты, метилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты и этилового сложного эфира 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.

10. Способ по п. 1, в котором температура нагревания лежит между 80 и 120°С.

11. Способ по п. 1, в котором нагревание продолжают в течение периода времени от 10 минут до 12 часов, предпочтительно от 20 до 300 минут.

12. Способ по п. 1, в котором один или несколько сахаров или их производных контактируют с металлосиликатной композицией в присутствии соединения, содержащего серу, и растворителя и в присутствии одного или нескольких основных компонентов, выбранных из группы, состоящей из соли металла и полимерной смолы.

13. Способ по п. 1, в котором выход аналога α-гидроксиметионина и его производных является больше, чем выход метилвинилгликолята (MVG).

14. Способ по п. 1, в котором выход аналога α-гидроксиметионина и его производных составляет больше чем 15%.

15. Способ по п. 1, в котором способ представляет собой непрерывный процесс.

16. Способ по п. 15, в котором среднечасовая скорость подачи сырья лежит между 0,005 и 10 ч^-1, предпочтительно между 0,1 и 1 ч^-1.

17. Способ по п. 1, в котором выделяют аналог α-гидроксиметионина и его производные.

18. Способ по п. 1, в котором аналог α-гидроксиметионина и его производные выделяют посредством очистки.

19. Способ по любому из пп. 1-18, в котором аналог α-гидроксиметионина и его производные очищают посредством дистилляции.

20. Способ по п. 8, в котором гидролизуют сложные эфиры 2-гидрокси-4-(метилтио)бутановой кислоты.