Способ получения @ -Бутиробетаина Советский патент 1993 года по МПК C07C229/10 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения у-бутиробетаина, который находит применение в качестве исходного продукта в микробиологическом способе получения L-карнитина.

Цель изобретения - упрощение процесса - достигается тем, что у -бутиролактон подвергают взаимодействию с хлористым водородом при температуре 40-150°С и давлении 1-25 атм/с получением -у -хлор- масляной кислоты, которую непосредственно в реакционной массе обрабатывают низшим алифатическим спиртом, предпочтительно метанолом или, этанолом при давлении 1-15 атм и температуре 40-150°С, образовавшийся низший алкиловый эфир -хлормасляной кислоты обрабатывают триметиламином при температуре 20-180°С и

давлении 1-10 атм, полученный хлорид низшего алкилового эфира триметиламмоний- масляной кислоты непосредственно в реакционной массе омыляют в присутствии основания. Целевой продукт выделяют известными приемами.

Очистку у-бутиробетаина или его выделение из реакционного раствора можно осуществить в зависимости от его назначения, например, обессоливанием с помощью ионообменника, по специальной методике кристаллизации или электродиализом. Последний успешно применяется для получе- . ния полностью обессоленного раствора, I X- бутиробетаина, который как таковой или Тфи необходимости в разбавленном виде можно использовать непосредственно в микробиологическом синтезе L-карнитина.

00

со о со со со

со

Как правило, чистота у -бутиробетаина, полученного предлагаемым способом больше 99,5%.

Пример.

а) Получение этилового эфира у-хлор- масляной кислоты.

В эмалированный смеситель, работающий под давлением, помещают 51,7 кг (0,6 кмоль) 100%-ного у-бутиролактона. Затем замкнутую систему, сильно перемешивая, разогревают до 100°С, причем, начиная с 60°С, нагнетают 26,5 кг (0.72 кмоль) HCI. За счет экзотермической реакции температура и давление быстро возрастают. Дозировку HCI и теплоподачу регулируют так, чтобы, реакцию можно было проводить при 100°С в изотермических условиях и под давлением 11 атм в изобарных условиях. Нагнетают HCI до прекращения его поглощения (приблизительно через 5-6 ч). Затем охлаждают до 20°С и выпускают избыток HCI, креакци- онному раствору добавляют 62,3 кг (1,35 кмоль) этанола и нагнетают еще 2 кг (0,055 кмоль) НС. Потом реакционный раствор нагревают до 100°С, выдерживают при этой температуре и под давлением 6 атм в течение 2 ч, охлаждают до 20°С, добавляют 92 кг толуола и подщелачивают (до рН 8-8,5) с помощью 23 кг 30%-ного водного раствора NaOH. Органическую фазу промывают 26 кг воды, объединенные водные фазы экстрагируют 46 кг толуола. После отгонки от органической фазы толуола, этанола и воды в качестве кубового остатка получают 87 кг сырого этилового эфира у-хлормасляной кислоты (содержание 88%), который можно использовать на следующей стадии, Выход 85%, считая на у-бутиролактон.

б) Получение у-бутиробетаина. 159 кг (0,92 кмоль) сырого этилового эфира у -хлормасляной кислоты (содержание 88%) и 107 кг (2,3 кмоль) этанола помещают в смеситель, работающий под давлением, в течение 15-30 мин отдельными дозами добавляют 57 кг (0,96 кмоль) трит метиламина. При этом температура поднимается до 30-50°С. Затем нагревают до 130°С. При этом давление сначала повышается до 5-7 атм, а затем падает до 4 атм. При достижении стабильного давления охлаждают до 20°С и удаляют остаточный три- метиламин. Вводя 138 кг 30%-ного водного

раствора NaOH, подщелачивают раствор до рН больше 11, выдерживают 1 ч при 60°С и в случае необходимости корректируют рН. Затем охлаждают до 20°С и отфильтровывают NaCI. После отгонки избытка тримегиламина и растворителя разбавляют остаток водой, доводят рН раствора до 8, фильтруют и подвергают электродиализу для полного удаления соли. Полученный раствор содержит 32% у-бутиробетаина, что соответствует выходу 80%, считая на этиловый эфир у - хлормасляной кислоты. Содержание целе1 вого продукта 99,5% (по данным быстродействующей жидкостной хроматографии обезвоженной пробы).

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что не выделяют промежуточный продукт - у-хлормасляную кислоту (и таким образом нет необходимости в трудоемких стадиях выделения).

Формула изобретения

1. Способ получения у- бутиробетаина с использованием обработки гидрохлорида низшего алкилового эфира триметиламмо- ниймасляной кислоты основанием, о т л и

чающийся тем, что, с целью упрощения процесса, у-бутиролактон подвергают взаимодействию с хлористым водородом при температуре 40-150°С и давлении 1-25 атм с получением у-хлормасляной кислоты, которую непосредственно в реакционной массе обрабатывают низшим алифатическим спиртом, при давлении 1-15 атм и температуре 40-150°С, образовавшийся низший ал- киловый эфир у -хлормасляной кислоты

обрабатывают триметиламином при температуре 20-180°С и давлении 1-10 атм, полученный хлорид низшего алкилового эфира триметиламмониймасляной кислоты непосредственно в реакционной массе омыляют

в присутствии основания.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве низшего алифатического спирта используют метанол или этанол.

Использование: в качестве исходного продукта для получения L -карнитина. Сущность изобретения: усовершенствованный способ получения у -бутиробетаина. Реагент 1: бутиролактон. Реагент 2: хлористый водород. Условия реакции: реагент 1 обрабатывают реагентом 2 при температуре 40- 150°С и давлении 1-25 атм/с получением у-хлормасляной кислоты, которую в реакционной массе обрабатывают низшим алифатическим спиртом при температуре 40-150°С и давлении 1-15 атм, полученный низший алкиловый эфир у-хлормасляной кислоты обрабатывают триметиламином при температуре 20-180°С и давлении 1-10 атм, получают хлорид низшего алкилового эфира триметиламмониймасляной кислоты, который подвергают гидролизу. 1 з.п. ф-лы.