生产蛋氨酸的方法技术

本发明专利技术提供一种生产蛋氨酸的方法，所述方法包括以下步骤：在无搅拌连续第一反应釜中在碱性钾化合物的存在下水解５－［２－（甲硫基）乙基］咪唑烷－２，４－二酮，以及在第二反应釜中热处理水解后的反应溶液。根据本发明专利技术的方法，可以生产具有较高堆密度的蛋氨酸晶体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过5-[2-(甲硫基)乙基I咪唑烷-2，4-二酮的水解反 应[见如下所示的反应方案(l)I。反应方案(l)
技术介绍
蛋氨酸可用作动物饲料添加剂。作为生产蛋氨酸的已知方法的实例，有一种方法包括使用碱性钾化 合物(例如碳酸钟或碳酸氢钾)在碱性条件下水解5-[2-(甲硫基)乙基咪 唑烷-2,4-二酮。根据该方法，可通过在水解后将二氧化碳引入到反应溶 液中诱导结晶来分离并得到晶体形式的蛋氨酸。公开了包括在搅拌连续反应釜中进行水解的上述蛋氨酸生产方法 的一个实例(例如，JP-A2007-99778)。还已知蛋氨酸晶体通常难以稳定化，因为它为片状晶体，因此结晶 需要絮凝剂。当水解在如上所述的搅拌连续反应釜中进行时，所得的蛋氨酸晶体 的堆密度低，导致设备成本高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供生产具有较高堆密度的蛋氨酸晶体的方法。本专利技术人进行了广泛的研究并发现，反应溶液中作为水解副产物的 蛋氨酸二肽的量影响结晶蛋氨酸的堆密度，也就是说，当反应溶液中含 有较大量的蛋氨酸二肽时，结晶蛋氨酸具有较低的堆密度。基于这个发 现，本专利技术人进行了进一步的研究。结果，他们发现可以通过在无搅拌 连续反应釜而不是搅拌连续反应釜中实施水解来降低反应溶液中蛋氨 酸二肽的量，并且可以通过热处理所述反应溶液以使蛋氨酸二肽水解成 蛋氨酸来进一步降低蛋氨酸二肽的量，从而可以提高结晶蛋氨酸的堆密 度。因此，完成了本专利技术。本专利技术提供一种，所述方法包括以下步骤在无搅拌连续第 一反应釜中在碱性钾化合物的存在下水解5-[2-(曱 硫基)乙基l咪唑烷-2，4-二酮，以及在第二反应釜中热处理水解后的反应溶液；咪唑烷-2，4-二酮的转化率为50%-100%;根据[1的方法，其中第二反应菱中的热处理在0.5-1.5MPa的表压下进行；咪唑烷-2，4-二酮和产物蛋氨酸在所述反应 釜中累积，因此恒定量的这些化合物总是存在于反应釜中。由此，副产 物蛋氨酸二肽总是以恒定的量生成。当在无搅拌连续反应釜(第一反应釜)而不是搅拌连续反应釜中实施水解时，在水解进行的同时，连续加入的起始物料5-2-(曱硫基)乙基] 咪唑烷-2，4-二酮穿过管式反应釜，使得起始物料5-咪唑 烷-2,4-二酮和产物蛋氨酸的量在反应釜的各部分变化。换句话说，在反 应釜的上部，起始物料5-咪唑烷-2，4-二酮的量较小，而产物蛋氨酸的量较大。因此，在使用 无搅拌连续反应釜的情况下，副产物蛋氨酸二肽的量降低，这是因为起 始物料5-[2-(甲硫基)乙基l咪唑烷-2,4-二酮和产物蛋氨酸之一的量总是 比另一个的量少，与使用搅拌连续反应釜时两种化合物总是以恒定的量 存在的情况不同。水解完成后，对如上所述含有减少量的蛋氨酸二肽的反应溶液进行 热处理，由此，通过水解将蛋氨酸二肽转化为蛋氨酸，因此作为副产物 生成的蛋氨酸二肽的最终量进一步减少。具体实施例方式在本专利技术中，在碱性钾化合物的存在下水解作为起始物料的 5-咪唑烷-2,4-二酮可通过 例如以下方式制得使2-羟基-4-甲硫基丁腈与氨和二氧化碳或与碳酸铵 反应。反应方案(2)OH+ NH3 + C02- 反应方案(3)MH + H20 (2)碱性钾化合物的例子包括氢氧化钾、碳酸钾和碳酸氢钾，按需要可以将它们中的两种或更多种组合使用。碱性钾化合物的用量通常是2-10 摩尔、优选3-6摩尔的钾每l摩尔5-[2-(甲硫基)乙基I咪唑烷-2，4-二酮。 水的用量通常是5-[2-(曱硫基)乙基咪唑烷-2，4-二酮重量的2-20倍。水解反应优选在约150-200。C下加热的同时在约0.5-lMPa的表压下 加压实施。反应时间(第一反应釜中的停留时间)优选为5-60分钟，更优 选10-30分钟。在本专利技术中，水解在无搅拌连续反应釜(第一反应釜)中实施。无搅拌连续反应釜没有特别限制， 一般来说其可以是管式的。从反 应速率的角度来讲，优选无搅拌连续反应薈接近于活塞流反应器。另外，第一反应釜具有排气管线，以便排出作为副产物生成的二氧 化碳和氨。如上所述，因为在无搅拌连续反应釜中实施水解，所以起始物料 5-[2-(曱硫基)乙基咪唑烷-2，4-二酮和产物蛋氨酸的量在反应釜的各部 分变化，并且这些化合物之一的量少于另外一个的量，使得作为副产物 生成的蛋氨酸二肽的量减少。接下来，在第二反应釜中对由此得到的含有减少量的蛋氨酸二肽的 反应溶液进行热处理。通过热处理，蛋氨酸二肽通过水解转化成蛋氨酸。热处理于优选150-200'C、更优选160-180。C的温度下在优选0.5-1.5 MPa、更优选0.6-1 MPa的表压下加压实施。热处理时间(第二反应蒼中 的停留时间)为优选5-60分钟，更优选10-30分钟。优选热处理实施到使蛋氨酸二肽与蛋氨酸的比例达到优选0.1-20 wt%、更优选l-10wt0/。。第二反应釜的类型没有特别限制。笫二反应釜的类型可以是间歇型 或连续型，搅拌型或非搅拌型。从设备成本的角度来讲，优选第二反应 釜为无搅拌连续反应釜。第 一反应釜(非搅拌连续型)也可以充当第二反应釜。在这种情况下， 管式第一反应釜在反应釜的中部和下部之间配有加热装置。热处理后，通过下述程序从反应溶液中分离出蛋氨酸.将二氧化碳 引入到反应溶液中以诱导结晶，并通过过滤或倾析将所得的浆料分离成 沉淀物和母液，从而以沉淀物的形式获得蛋氨酸(第 一结晶步骤)。作为引入二氧化碳的结果，二氧化碳被反应溶液吸收，因此蛋氨酸 的钾盐以游离蛋氨酸的形式沉淀。二氧化碳的引入优选在通常为O.l-lMPa、优选0.2-0.5MPa的表压 下加压实施。结晶温度通常是0-50。C,优选10-30°C。结晶时间可根据直到水解 反应溶液被二氧化碳饱和而足以使蛋氨酸沉淀的时间来确定，通常是30 分钟到24小时。从设备成本和质量的角度来讲，第一和第二反应釜中的总停留时间 优选为10-120分钟，更优选20-60分钟。可视需要对分离出的蛋氨酸进行洗涤或pH调节，然后将其千燥得 到产物。干燥优选通过在略微减压下在50-120。C下加热来实施。干燥时 间通常是10分钟到24小时。分离蛋氨酸后的母液(在下文中，称作"第一晶体母液")仍含有与 其溶解度相对应的量的蛋氨酸，还含有碳酸氢钾，其可作为碱性钾化合 物再循环。因此，优选使第一晶体母液在水解反应中再循环。但是，第 一晶体母液还含有存在于起始物料中的杂质和由水解时的副反应得到的杂质例如不同于蛋氨酸的氨基酸(如甘氨酸和丙氨酸)以及着色组分。 因此，第一晶体母液的再循环将这些杂质引入到水解反应中。因此，需 要以不是全部量而是不使杂质累积的量再循环第一晶体母液。第一晶体 母液的再循环量通常是第一晶体母液全部量的wt%，优选70-90Wt%。对于第一晶体母液的再循环，优选将第一晶体母液浓缩并将浓缩物 用作再循环溶液。通过浓缩步骤，可将二氧化碳从第一晶体母液中蒸出， 因此可以得到碱度增加且有利于水解反应的再循环溶液。此外，通过在100-140'C的高温下实施第一晶体母液的浓缩，来促进第一晶体母液中 的碳酸氢钾转化为碳酸钟(2KHC03 — K2C03+H20+C02)的转化反应，因 此可以得到碱度进一步增加且有利于水解反应的再循环溶液。浓缩可以 在大气压、减压或加压下实施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产蛋氨酸的方法，所述方法包括以下步骤：　在无搅拌连续第一反应釜中在碱性钾化合物的存在下水解５－［２－（甲硫基）乙基］咪唑烷－２，４－二酮，以及　在第二反应釜中热处理水解后的反应溶液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古泉善行，久保文雄，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]