廉價的環(huán)境友好的d,l-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明針對化工領域，涉及一種廉價的環(huán)境友好的D,L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法。該方法采用安氏法制得氫氰酸混合氣與甲硫基丙醛在堿的催化作用下，充分反應得2-羥基-4-甲硫基丁腈體系；2-羥基-4-甲硫基丁腈體系與無機酸作用，水解得2-羥基-4-甲硫基丁酸的反應液，反應液經堿中和，加入甲基叔丁基醚蒸餾除水，剩余物固液分離，濾液再蒸出甲基叔丁基醚，得殘留物即為高純度的2-羥基-4-甲硫基丁酸。該方法制得的D,L-2-羥基-4-甲硫基丁酸純度高、單體含量高，生產操作簡單，設備要求低，生產成本低，環(huán)境友好，具有很好的工業(yè)化生產價值。
【專利說明】廉價的環(huán)境友好的D, L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明針對化工領域，涉及一種廉價的環(huán)境友好的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法。
【背景技術】
[0002]蛋氨酸羥基類似物(MHA)又稱D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸，是一種蛋氨酸添加劑。長期以來2-羥基-4-甲硫基丁酸及其鹽已代替甲硫氨酸，廣泛用于動物飼料，主要用于反芻動物，用于肉雞和水產動物也得到了很好的效果。與甲硫氨酸相比，2-羥基-4-甲硫基丁酸呈液態(tài)，便于飼料生產商的使用。
[0003]D, L-2-羥基-4-甲硫基丁酸主要以水性濃縮液使用時，除含有其單體，還具有一定量的寡聚物，主要是二聚體和三聚體。如市售的劑型中，D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸總含量為88%~90% (重量)的產品中，寡聚物總量僅能控制在20% (重量)以內。這些寡聚物多以酯或者酸酐的形式存在，進一步加工制備其他產品時效果差，影響最終產品質量。如制備D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸鈣時，寡聚物難于與氧化鈣或者氫氧化鈣反應，最后吸附在產物表面，產物干燥困難，進而影響產物質量。
[0004]在大多數專利和文獻報道中，D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的原料都是采用經過精制的甲硫基丙醛與高純氫 氰酸反應，制備2-羥基-4-甲硫基丁腈，2-羥基-4-甲硫基丁腈再水解制備D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸。主要有以下三個過程:
[0005](I)精制的3-甲硫基丙醛(99%以上)與高純氫氰酸(99%以上)反應生成2_羥基-4-甲硫基丁腈，又稱MMP-氰醇或者MMP-CN，反應式如下:
[0006]
【權利要求】
1.D, L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: A、以甲烷、氨氣和氧氣為原料，采用安氏法合成原理，制備得氫氰酸混合氣I;所述氫氰酸混合氣I經脫氨處理得氫氰酸混合氣II ； B、所述氫氰酸混合氣II與甲硫基丙醛在堿的催化作用下，充分反應得2-羥基-4-甲硫基丁臆體系； C、所述2-羥基-4-甲硫基丁腈體系在無機酸的存在下進行水解反應，得到的反應液經堿中和，得D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸和無機酸鹽的混合體系； D、向所述混合體系中加入甲基叔丁基醚，再蒸餾除水，得無機酸鹽和2-羥基-4-甲硫基丁酸的甲基叔丁基醚溶液，分離除去無機酸鹽，得濾液；所述濾液蒸出甲基叔丁基醚，得殘留物即為高純度的2-羥基-4-甲硫基丁酸。
2.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:步驟A所述的脫氨處理是將氫氰酸混合氣I通入質量分數為75%~90%的硫酸進行脫氨處理。
3.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:步驟B所述的甲硫基丙醛為未經純化的甲硫基丙醛，其中含質量分數94.5%~96%的甲硫基丙醛、質量分數3.5%~5.3%的輕組分和質量分數0.2%~0.5%的重組分；所述輕組分為甲硫醇、甲醇、丙烯醛和水；所述重組分為甲硫基丙醛的二聚物和三聚物。
4.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸酯的制備方法，其特征在于:步驟B所述的堿為有機堿和/或無機堿；所述堿的用量為維持反應體系的pH為4.0~6.5。
5.根據權利要求 1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸酯的制備方法，其特征在于:所述步驟B中，氫氰酸與甲硫基丙醛的摩爾比為1: 1.0~1.05，反應壓力為0.09~0.5MPa，反應溫度為30~80°C。
6.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:步驟C所述的堿為堿金屬氧化物、氫氧化物、堿金屬碳氧化物、液氨或者氨水中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:所述步驟C中，所述的無機酸為硫酸，2-羥基-4-甲硫基丁腈與硫酸的摩爾比為1:0.5~I ;所述2-羥基-4-甲硫基丁腈先后經過水合反應和水解反應得到2-羥基-4-甲硫基丁酸；所述水合反應時，硫酸的質量分數為50%~80%，溫度控制在40~70°C ;所述水解反應時，加水稀釋硫酸至硫酸的質量分數為40%~50%，溫度控制在90~130°C。
8.根據權利要求1所述的D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的制備方法，其特征在于:所述步驟D中，蒸餾除水的溫度控制在55~75°C。
9.利用D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸生產裝置制備D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的方法，其特征在于:所述生產裝置包括氫氰酸合成塔(I)、酸塔(2)、反應釜(3)和分離裝置(4)，所述酸塔(2)中盛有質量分數為75%~90%的硫酸，所述反應釜(3)設有壓力及溫度調節(jié)輔助裝置，氫氰酸合成塔(I)的出氣口通過管道與酸塔(2)的進氣口連通，酸塔(2)的出氣口通過設有節(jié)流閥的管道與反應釜(3)連通； A、以甲烷、氨氣和氧氣為原料，采用安氏法合成原理，通過氫氰酸合成塔(I)制備氫氰酸混合氣I ;所述氫氰酸混合氣I通入酸塔(2)脫去氨氣和水蒸氣，得氫氰酸混合氣II ； B、所述氫氰酸混合氣II在節(jié)流閥控制下，以250~350L/min的速度通入反應釜(3)中的甲硫基丙醛中，在堿的催化作用下，充分反應得2-羥基-4-甲硫基丁腈體系；C、劇烈攪拌下，向反應釜(3)中加入硫酸與2-羥基-4-甲硫基丁腈體系混合，先后經過水合反應和水解反應得到2-羥基-4-甲硫基丁酸的反應液；所述水合反應時，硫酸的質量分數為50%~80%，溫度控制在40~70°C;所述水解反應時，加水稀釋硫酸至硫酸的質量分數為40%~50%，溫度控制在90~130°C ;得到2-羥基-4-甲硫基丁酸的反應液經堿中和，得D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸和硫酸鹽的混合體系； D、向所述混合體系中加入甲基叔丁基醚，再蒸餾除水，得硫酸鹽和2-羥基-4-甲硫基丁酸的甲基叔丁基醚溶液，經分離裝置(4)分離除去硫酸鹽，得濾液；所述濾液返回反應釜(3)，蒸出甲基叔丁基醚，得殘留物即為高純度的2-羥基-4-甲硫基丁酸；所述蒸餾出的水可循環(huán)至下次步驟C硫酸的稀釋；所述蒸出的甲基叔丁基醚可循環(huán)至下次步驟D的生產。
10.根據權利要求12所述的利用D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸生產裝置制備D，L-2-羥基-4-甲硫基丁酸的方法，其特征在于:所述反應釜(3)還帶有分水器。
【文檔編號】C07C323/52GK103664717SQ201310587405
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】吳傳隆, 秦嶺, 丁永良, 楊帆, 朱麗利, 鄭道敏, 姚如杰, 任星宇, 王用貴 申請人:重慶紫光化工股份有限公司