[發明專利]一種無臭的蛋氨酸的合成方法

無效

• 申請號: 201410477479.8
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104193661A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王洪林
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C07C323/58
• 分類號: C07C323/58;C07C319/20
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明為一種無臭的蛋氨酸的合成方法。本發明蛋氨酸合成方法包括以下步驟：3-氯丙醛與氫氰酸和碳酸氫銨水溶液反應得到5-(β-氯乙基)乙內酰脲，再與硫脲反應然后與硫酸二甲酯反應得到5-(β-甲硫基乙基)乙內酰脲，然后5-(β-甲硫基乙基)乙內酰脲加堿水解，中和結晶得到蛋氨酸產品。

背景技術

傳統的蛋氨酸生產方法都是以丙烯醛、甲硫醇為原料生產甲硫基丙醛，然后再通過氰氨化反應最后獲得蛋氨酸產品。惡臭的甲硫醇對環境影響很大。中間體甲硫基丙醛必須精餾除臭避免惡臭物質對后續產品產生影響。文獻(J.?Amer.?Chem.?Soc.1944(66)511-512)用3,6-雙-(β-氯乙基)-2,5-二酮哌嗪為原料與硫脲反應然后與硫酸二甲酯反應獲得甲硫基取代的中間體，然后水解得到蛋氨酸。但是該合成路線的中間體需要以丁內酯衍生物為原料，通過多步合成反應才能得到，合成路線長收率低而且原料成本高沒有工業價值。

發明內容

本發明以3-氯丙醛為原料進行合成反應。3-氯丙醛可以用氯化氫與丙烯醛加成獲得，也可以用氯乙烯與CO和H₂進行氫甲酰化反應獲得。本發明用硫脲和硫酸二甲酯代替甲硫醇，雖然比用甲硫醇(用甲醇和硫化氫生產)的傳統工業過程成本高，但生產過程不接觸有臭味的硫化氫和惡臭的甲硫醇，原料、產物及三廢處理簡單。對于有氫氰酸的蛋氨酸合成工廠，可以用氰化物與硫磺反應制備硫氰酸銨，硫氰酸銨加熱轉晶獲得硫脲，整個過程不接觸臭味物質，生產成本也可以得到控制。

本發明采用以下的合成路線：

將3-氯丙醛與氫氰酸和碳酸氫銨溶液在50-100℃合成5-(β-氯乙基)乙內酰脲，加入硫脲在70-100℃反應得到硫脲鎓鹽，然后加硫酸二甲酯并滴加液堿控制pH值反應得到5-(β-甲硫基乙基)乙內酰脲溶液，再加堿在130-200℃在加壓條件水解得到蛋氨酸鈉鹽溶液，通過調pH值、結晶、濃縮、甲醇提取除鹽、再結晶等過程得到蛋氨酸產品。

現詳細說明本發明技術方案：

第一步：反應合成5-(β-氯乙基)乙內酰脲。反應分兩步進行。首先將3-氯丙醛滴加到氫氰酸水溶液中，與弱酸性的氫氰酸加成獲得氰醇中間體。在弱酸性條件反應避免活潑的醛在堿性條件發生縮聚副產物。然后將過量的碳酸氫銨加入反應液中升溫發生環合反應生成5-(β-氯乙基)乙內酰脲。后一步反應在中性到弱堿性條件進行。pH值不超過8(碳酸氫銨的pH值)。反應溫度控制在100℃以下。堿性太強除了會使醛縮聚外，還會破壞氯基團。反應溫度超過100℃會使氯基團與過量氨反應生成副產物。因此必須控制溫度和堿度。在環合反應溫度下，過量的碳酸氫銨會揮發產生氨和二氧化碳氣體，需要密閉反應釜帶壓反應。反應完成后，放出過量氨和二氧化碳氣體，然后用真空抽吸能除去過量碳酸氫銨及氫氰酸。在控制好的反應條件下，液相色譜分析表明反應物β-氯丙醛完全轉化為5-(β-氯乙基)乙內酰脲。

第二步：甲硫基化合成5-(β-甲硫基乙基)乙內酰脲。向上一步得到的5-(β-氯乙基)乙內酰脲溶液中加入硫脲，摩爾比為約1?:?1，然后加熱到70-100℃進行縮合反應。反應溫度越高反應時間越短，通常需要5-10小時完成縮合反應獲得硫脲鎓鹽中間體。反應過程用液相色譜監測。反應完成后，反應溶液降溫到10℃以下，滴加硫酸二甲酯進行甲基化反應。同時滴加液體NaOH控制pH值為7-8。滴加時反應溫度控制在10-20℃。滴加完成后在室溫繼續攪拌完成反應。氯代物與硫脲的縮合反應必須控制氯代物與硫脲為等摩爾比。反應過程硫脲有少量分解因此氯代物少量過量。如果硫脲過量，必須補加氯代物溶液使過量硫脲反應完全。如果在過量硫脲存在下繼續進行甲基化反應，將會生成惡臭的甲硫醇，因此必須避免甲基化反應時存在硫脲。如果氯代物過量過多，反應總收率降低。而且氯代物通過下一步水解反應得到4-羥基氨基酸。最后的溶液中過量的4-羥基氨基酸將會和主產物蛋氨酸同時析出影響產品質量。因此氯代物也不能過量太多，最佳的反應條件為等摩爾比。