Способ получения @ -аланина или метионина Советский патент 1989 года по МПК C07C101/08 C07C149/247 

О1

ю

Изобретение относится к способу получения α - аланина или метионина, которые находят применение в ветеринарии и медицине. Цель - увеличение срока службы катализатора. Получение целевых продуктов ведут каталитической гидратацией соответствующего α - аминонитрила в водно-аммиачной среде в присутствии гидроксида щелочного металла (при концентрации гидроксидионов 0,15 М) и катализатора - поли -N -ацилпиперидиновой смолы, полученной полимеризацией акрилоилпиперидона и последующей его сшивкой N, N -бисакрилоилпиперазином при молярном соотношении 80:20 и имеющей емкость 2,5 мэкв/г. Водно-аммиачный раствор α - аминонитрила предварительно разбавляют рециркулируемым со стадии гидролиза охлажденным α - аминокислотным раствором до обеспечения 0,1 М концентрации α - аминоамида на стадии гидратации. Гидролиз получаемого α - аминоамида ведут в присутствии гидроксида щелочного металла при эквимолярной концентрации гидроксидионов по отношению к концентрации α - аминоамида.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения i -аминокислот, конкретно вб-аланина и метионина, которые находят широкое использование в ветеринарии в качестве кормовой добавки, в медицине, а также в производстве косметических препаратов.

Цель изобретения - упрощение процесса за счет увеличения срока службы катализатора.

Пример 1. Получение л -аланина.

А. Стадия гидратации (катализ). Используют колонну (высота 250 мм, диаметр 6 мм), термостатируемую при и содержащую 1,5 г N-ацил-пипе- ридоновой смолы, что соответствует 5,5 г смоченной смолы. Смолу получают полимеризацией акрмлоилпипери- дона и сиивкой с М,К-бис-ак110илпипе- разином при мольном соотноиклими 80:20. Емкость смолы состанляет 2,5 мэкв/г. В нее непрерывно пнодят со скоростью О, 1 с.ь 1 /-ами- нопропионитрила в 5 ,

ел

ы

3 150

растворе.На входе в колонну этот раствор разбавляют щелочным раствором «J-аминопропионовой кислоты в форме соли натрия, поступающим со стадии гидролиза со скоростью 0,9 и содержащим 0,88 моль/л аминокислоты, 0,166 моль/л гидроокиси натрия (гидроксид-ионов) и. 5,4 ммоль/л амьшака. Температуру колонны поддерживают на уровне 29-30°С Гидратацию о -аминонитрила до ноамида контролируют путем ЯМР-анали за.

При рН среды гидратации 7,6 сиг- нал метильной группы с6-аминонитри- ла и сигнал (х.-аминоамида достаточно четко разделены.

На выходе из колонны получают pacTSop ui-аминопропиоа№1да с кон- центрацией 0,1 моль/л, выходящий со скоростью 1 . Б. Стадия гидролиза. Раствор с -аминопропиоамида, по- лученный на стадии гидратации, не- прерывно вводят с расходом 1 см /мин в реактор для гидролиза емкостью 150 смз.

Для проведения гидролиза в него непрерывно подают раствор гидрооки- си натрия с концентрацией 10,9 моль/ со скоростью 0,01 . Температуру реактора поддерживают на уровне 80 С.

В результате гидролиза получают раствор аланина, содержащий: 0,88 М аланина (в форме натриевой соли), 0,166 М гидроокиси натрия; 5,4 М аммиака.

Часть полученного раствора со скоростью 0,9 см /мин рециркулируют на стадию гидратации (катализа), а остальную часть со скоростью О,11 см /мин выводят из реактора гидролиза, обрабатывают реакционную смесь соляной кислотой для создания изоэлектрического состояния системы и выпавший в осадок аланин отделяют фильтрацией. Выход аланина составляет 96%,

Чистоту аланина определяют тонкослойной, хроматографией на SiO, элю- ент пропанол-2/ гидрат окиси аммо- Jния 34% (70:30) : Rf 0,30.

Пример 2. Получение метио- нина.

Методика такая же, как и и случае получения аланина (пример 1). Однако исходят из 1 М ci-аминоме

д

5

0 5

0

г

0

5

5

тилмеркаптобутиронитрила, который инжектируют со скоростью 0,06 см /мин в колонну катализа, термостатируемую при 37 С и содержащую 2 г пиперидо- новой смолы (емкость смйлы 2,4 мэкв/г) .

ji-Аминометилмеркаптобутиронитрил на входе в колонну катализа разбавляют Ш основным раствором и -амино- кислоты и 0,15 н, раствором гидрок- сида натрия, рециркулируемым со с,ко- ростью 0,92 см /мин. Реактор для гидролиза поддерживают при .

Определенный путем количественного анализа карбоксильной группы аминокислоты выход составляет 95%.

Контроль за реакцией гидратации осуществляют с помощью ЯМР, Для рН, при котором работают, сигнал метиль- нрй группы ()-аминонитрила и сигнал о(-амино-амида достаточно четко разделены, что позволяет следить за реакцией гидратации, Вьщеление метионина из реакционной среды осуществляют путем его осаждения соляной кислотой и последующей фильтрации. Чистоту метионина определяют хроматографией в тонком слое на SiO., Элюент:пропанол-2/ /гидрат окиси аммония 34% (70/30), Rf - метионин 0,45.

Метионин отделяют из реакционной среды путем добавления кислоты НС1, выпавший в осадок метионин отделяют фильтрацией.

Предложенный способ позволяет исключить недостаток известного способа, заключающийся в уменьщении каталитической активности смолы за счет отравления концевых карбонильных групп. Способ является непрерывным, исключает отравление катализатора и тем самым увеличивает срок его службы.

Формула изоб ретения

Способ получения « -аланина или метионина путем каталитической гидратации соответствующего с -амино- нитрила в водно-аммиачной среде в присутствии гидроксида щелочного металла при концентрации гидроксидио- нов 0,15М и катализатора - поли-N- -ацилпиперидиновой смолы, полученной полимеризацией акрилоилпиперидона и последующей его сшивки N,N-5 n& 3K- рилоилпиперазином при молярном соотношении 80:20 и имеющей емкость 2,5 мэкв/г с последующим гидролизом

получаемого в -аминоамида в при-ра, водно-аммиачный раствор а -ами- сутствии гидроксида щелочного ме-нонитрила предварительно разбавляют талла при эквимолярной концентрациирециркулируемым со стадии гидролиза гидроксидионов по отношению к кон-охлажденным u j-аминокислотным раст- центрации oi-аминоамида, о т л и-вором до обеспечения 0,1 М конден- чающийся тем, что, с цельютрадии л -аминоамида на стадии гид- увеличения срока службы катализато-ратации.