×
08.12.2019
219.017.ea64

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИОНИНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002708258
Дата охранного документа
05.12.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к непрерывному способу производства метионина посредством щелочного гидролиза метионингидантоина в водной фазе, удаления NH и CO из среды гидролиза и нейтрализации полученного метионината. Способ характеризуется тем, что после удаления NH и СО реакционную среду гидролиза концентрируют для осаждения NaCO, который отделяют и затем повторно используют для щелочного гидролиза, который проводят в присутствии NaOH и NaCO. Предлагаемый способ позволяет получать твердый метионин высокой чистоты и при этом существенно снизить количество образующегося сульфата натрия. 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к улучшению способа получения метионина из метионингидантоина.

Метионин представляет собой незаменимую аминокислоту человека, которая должна входить в его диету. Но его основным рынком сбыта является корм для животных, для которого метионин производят в количестве сотен тысяч тонн в год. В основном его получают посредством химического синтеза.

Один из известных химических способов получения метионина (см. например, US 2557920 A) включает стадию превращения метионингидантоина посредством щелочного гидролиза или омыления в метионинат с последующей нейтрализацией последнего до метионина. Гидролиз метионингидантоина осуществляют в присутствии гидроксида натрия и/или карбоната натрия в водной фазе. Он происходит в результате одновременного удаления диоксида углерода и аммиака, что приводит к образованию соли метионина, метионината натрия. Диоксид углерода и аммиак удаляют из среды гидролиза, затем реакционную среду гидролиза, содержащую метионинат, нейтрализуют серной кислотой, что приводит к образованию метионина. Последний затем отделяют и очищают посредством кристаллизации.

Обычные условия реакции вышеупомянутых стадий являются следующими:

Щелочной гидролиз может быть осуществлен в присутствии избытка гидроксида натрия, от 1,3 до 3,5 экв, предпочтительно от 1,7 до 2,5 экв, при температуре от 150 до 200°С.

После удаления аммиака и диоксида углерода из среды омыления обычно проводят нейтрализацию при помощи добавления концентрированной серной кислоты до достижения рН от 3 до 6 при температурах от 70 до 130°С. Метионин затем может быть очищен кристаллизацией и впоследствии - охлаждением. Затем метионин отделяют от образовавшегося сульфата натрия фильтрованием при 30-50°С.

Преобладающим недостатком данного синтеза является образование больших объемов сульфата натрия в конце стадии нейтрализации, который не может быть повторно использован в способе получения метионина и который трудно восстановить.

В предшествующем уровне техники данная проблема частично решается с помощью способов получения водных растворов метионината натрия, которые используют вместо твердого метионина. Согласно данным способам проводят омыление метионингидантоина в присутствии гидроксида натрия, и часть карбоната натрия, образовавшегося в ходе щелочного гидролиза, отделяют, и он может быть повторно использован на стадии омыления с получением водного раствора метионината с меньшей концентрацией карбоната натрия. Таким образом, согласно US 4391987 A, карбонат натрия отделяют посредством холодного осаждения при температуре от -10 до 5°С. Этот процесс имеет недостаток, заключающийся в применении охладителей и необходимости охлаждения раствора омыления, температура которого превышает 100°С, что приводит к существенно высоким энергозатратам. В US 6126972 A предложено улучшение данного разделения посредством концентрирования растворов омыления для горячего осаждения карбоната натрия и его отделения посредством горячего фильтрования (100-130°С). Целью данного разделения является получение метионината натрия, который затем может быть гранулирован с помощью псевдоожиженного слоя.

Изобретение относится к разработке способа, позволяющего получать твердый метионин высокой чистоты, преимущество которого заключается в том, что он является намного более эффективным для корма для животных, чем метионинат натрия в эквивалентной массе, и на данный момент все еще не способствует избыточному совместному образованию сульфата натрия в ходе нейтрализации метионината с получением метионина.

В изобретении предложено решение, заключающееся в способе получения метионина, включающем дополнительную стадию, позволяющую существенно снизить количество образующегося сульфата натрия. Этот способ может быть реализован в промышленном масштабе непрерывным или дискретным образом. Выходы метионина количественно близки, и предложенная модификация не влияет на качество метионина.

Таким образом, способ по изобретению включает щелочной гидролиз метионингидантоина в водной фазе, удаление NH3 и СО2 из среды гидролиза и нейтрализацию соли метионината, причем указанный способ включает стадию концентрирования реакционной среды гидролиза после удаления NH3 и СO2, позволяющую осадить Na2CO3, причем указанный Na2CO3 отделяют а, затем подвергают повторному использованию на предшествующей стадии щелочного гидролиза. Стадию щелочного гидролиза способа по изобретению таким образом осуществляют в присутствии NaOH и Nа2СО3, что позволяет с одной стороны существенно уменьшить необходимое количество гидроксида натрия, причем данное уменьшение компенсируется за счет поступления карбоната натрия со стадии самого способа, и с другой стороны - снизить количество сульфата натрия, образующегося в конце стадии нейтрализации. Может быть измерено снижение на 20-50% (масс./масс.) количества сульфата натрия на кг полученного метионина.

Среда гидролиза содержит метионинат натрия и карбонат натрия, которые имеют различные профили растворимости в зависимости от температуры и от их соответствующих концентраций. Сложность заключается в достижении воспроизводимого компромисса между кристаллизацией максимального количества карбоната натрия и минимального количества метионината натрия, который позволит определить условия нейтрализации метионината с образованием метионина. Авторы изобретения впервые обнаружили, что стадия экстракции карбоната натрия может быть включена в промышленный способ синтеза метионина с целью решения проблемы совместного образования сульфата натрия, и они также определили оптимальные условия, при которых был достигнут вышеупомянутый компромисс, которые не влияют на выход стадии нейтрализации для получения метионина. Условия приведены ниже и могут быть рассмотрены по отдельности или в комбинации.

Преимущественно, концентрирование или обогащение среды в отношении карбоната натрия осуществляют посредством удаления воды из среды до концентрации метионината от 20 до 70%, предпочтительно от 30 до 50 масс. % метионината натрия относительно массы среды. Для концентрирования среды может быть применена любая хорошо известная специалистам в области техники технология. Особенно эффективным является удаление воды посредством выпаривания при температуре от 90 до 100°С при атмосферном давлении. Это обеспечивает кристаллизацию максимального количества карбоната натрия, в то же время поддерживая максимальное содержание соли метионината в растворе в среде для последующей стадии нейтрализации. Согласно другому варианту удаление воды осуществляют посредством вакуумного выпаривания при температуре от 30 до 90°С, предпочтительно от 40 до 60°С.

Среда щелочного гидролиза гидантоина может содержать чистый метионингидантоин, неочищенный или частично очищенный гидантоин из его среды синтеза. Метионингидантоин может быть получен из 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила (HMTBN). В данном случае его предпочтительно не выделяют из реакционной среды, которую непосредственно подвергают условиям омыления. Затем предпочтительно, чтобы доля метионингидантоина в указанной реакционной среде составляла по меньшей мере 10%. Преимущественно, проводят предварительное удаление аммиака и диоксида углерода, образовавшихся в ходе синтеза метионингидантоина.

Предпочтительно, для щелочного гидролиза метионингидантоина молярное отношение суммы оснований к сумме продуктов серы (Na/S) составляет по меньшей мере 2, предпочтительно от 2,5 до 4. Такое отношение позволяет достичь выходов омыления, превышающих 98%. Это позволяет в частности ограничить образование дипептида метионина. Количество серы в основном обеспечивается метионингидантоином из реакционной среды, где он образуется из HMTBN; в незначительных количествах она также берется из неизрасходованного HMTBN и из метионингидантоина, присутствующего в виде примесей в повторно используемом карбонате натрия и введенного в среду омыления. Натрий обеспечивается добавленным гидроксидом натрия в качестве реагента омыления и карбонатом натрия, восстановленным в конце стадии концентрирования среды гидролиза и использованным повторно. Предпочтительно, молярное отношение NаОН/Nа2СО3 в среде гидролиза варьирует от 0,5 до 3, предпочтительно от 1 до 2.

Кристаллизованный карбонат натрия в среде гидролиза отделяют с помощью любой технологии, хорошо известной специалистам в области техники, например, посредством фильтрования. Согласно преимущественному варианту способа по изобретению карбонат натрия фильтруют при температуре от 70 до 130°С, предпочтительно от 90 до 110°С. Данное горячее фильтрование проводят после достаточного концентрирования потока омыления с целью осаждения желаемого количества карбоната натрия.

В предпочтительном воплощении способа по изобретению после отделения восстановленный Nа2СО3 предварительно растворяют в воде, удаленной в ходе концентрирования среды гидролиза в отношении карбоната натрия, затем повторно используют на стадии гидролиза метионингидантоина.

Поток метионината натрия затем может быть нейтрализован серной кислотой по аналогии с общепринятым способом получения, а также диоксидом углерода в виде сжатого газа, который позволяет нейтрализовать среду с образованием бикарбоната натрия и метионина, который осаждается из среды и может быть отделен фильтрованием. Нейтрализацию преимущественно проводят при температуре от 10 до 60°С.

Способ по изобретению проиллюстрирован следующими примерами и следующей фигурой.

На фигуре показана блок-схема синтеза метионина, включающего стадию концентрирования среды гидролиза в отношении карбоната натрия по изобретению. Метионин получают из 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила (HMTBN), который превращают в метионингидантоин с помощью любой известной технологии, такой как аммиачный гидролиз в присутствии бикарбоната аммония. Метионингидантоин затем омыляют при помощи гидроксида натрия, затем жидкость омыления нейтрализуют. Таким образом, согласно изобретению добавлена стадия концентрирования жидкости омыления, что позволяет осаждать карбонат натрия, который отделяют от метионината натрия фильтрованием, вновь вводят в водную суспензию, затем повторно используют на стадии омыления. По сравнению с общеизвестным способом совместное образование сульфата натрия существенно снижено.

Пример 1: Стадия омыления

В автоклав загружают 92 г 50% (масс./масс.) гидроксида натрия, 52 г карбоната натрия и 520 г потока синтеза метионингидантоина, содержащего 139 г гидантоина и производных (гидантоиновая кислота, метионинамид, уреидобутирамид). Среду нагревают при 180°С в течение 30 мин, автогенное давление составляет 10 бар. После охлаждения анализ реакционной среды посредством жидкофазной хроматографии позволяет вычислить выход метионина, составляющий более чем 98%. До применения на стадии концентрирования с целью кристаллизации карбоната натрия поток омыления предварительно концентрируют посредством отгонки с помощью азота.

Пример 2: Стадия отделения карбоната натрия.

1100 г потока омыления, полученного в результате вышеупомянутого концентрирования и содержащего 150 г метионината натрия и 110 г карбоната натрия, концентрируют при 90-110°С посредством выпаривания. Таким образом, удаляют 600 г воды, содержащей карбонат аммония. Полученную среду, в которой была осаждена часть карбоната натрия, фильтруют при 90°С в атмосфере азота (150 мбар). Отделяют 165 г твердого вещества, содержащего карбонат натрия и метионинат натрия, которые могут быть повторно использованы на стадии омыления. 340 г маточного раствора, содержащего 125 г метионината натрия, восстанавливают для следующей стадии нейтрализации.

Пример 3: Стадия нейтрализации/кристаллизации метионина

В реактор загружают 740 г фильтрационных маточных растворов карбоната натрия, полученных в Примере 2, содержащих 190 г метионината натрия и 50 г карбоната натрия, который не кристаллизовался на предшествующей стадии. Полученную среду нейтрализуют при 90-100°С до рН~4,5 за счет добавления 135 г 92,5% серной кислоты. Метионин кристаллизуется в жидкости за счет охлаждения при 40°С. Его отделяют фильтрованием в атмосфере азота, и после промывания 100 г воды получают 200 г жидкости, содержащей 2,2% метионина. После высушивания при 100°С получают 170 г сухого осадка метионина с чистотой 95% и содержанием остаточного сульфата натрия 4%.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИОНИНА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 13 items.
10.05.2013
№216.012.3c49

Термостабильная композиция для животных, содержащая смесь ферментов

Предложенную термостабильную композицию получают совместным высушиванием наполнителя, выбранного из группы, состоящей из злаковой муки, крахмала, гипса, мальтодекстрина и стержней початков кукурузы, и жидкой смеси ферментов, полученных из микроорганизма Penicillium funiculosum IMI 378536, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481000
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.10.2014
№216.012.ff8d

Способ получения акролеина из глицерола или глицерина

Изобретение относится к улучшенному способу получения акролеина из глицерола. При этом дегидратацию глицерола осуществляют в присутствии катализатора на основе оксида циркония, состоящего по меньшей мере из: а) смешанного оксида циркония и по меньшей мере одного металла M, где указанный металл...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531277
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.08.2015
№216.013.754b

Способ получения аминокислоты из 2-аминобутиролактона

Изобретение относится к способу получения аминокислоты или ее солей из 2-аминобутиролактона (2ABL). Упомянутая аминокислота соответствует формуле XCHCHCHNHCOOH, где X такой, что X представляет собой нуклеофильный ион. Предлагаемый способ включает следующие стадии: N-карбоксилирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561602
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.03.2016
№216.014.cc52

Способ получения 2-гидроксибутиролактона

Изобретение относится к способу получения 2-гидроксибутиролактона (2HBL) из соединения формулы (I) CH-S-CHCHCRIR2R3, где сначала получают сульфоний формулы (II) [CH][CHCHCR1R2CR3][CR6R7R8]S Х, и полученный сульфоний гидролизуют, и 2,4-дигидроксимасляную кислоту или ее соль циклизуют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577534
Дата охранного документа: 20.03.2016
26.08.2017
№217.015.e4d7

Способ получения 2,4-дигидроксимасляной кислоты

Группа изобретений относится к получению 2,4-дигидроксимасляной кислоты (2,4-ДГМ). Предложен способ получения 2,4-ДГМ, включающий первую стадию превращения малата в 4-фосфомалат с использованием фермента, способного осуществить подобное превращение, вторую стадию превращения 4-фосфомалата в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626531
Дата охранного документа: 28.07.2017
04.04.2018
№218.016.311e

Способ получения акролеина из глицерина

Изобретение относится к способу получения акролеина из глицерина. Способ заключается в дегидрировании глицерина в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанных оксидов вольфрама и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644767
Дата охранного документа: 14.02.2018
04.04.2018
№218.016.3238

Способ получения 2,4-дигидроксибутирата

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ получения 2,4-дигидроксибутирата (2,4-ДГБ) из гомосерина, включающий два этапа: 1) замещение первичной аминогруппы гомосерина карбонильной группой для получения 2-оксо-4-гидроксибутирата (ОГБ), и 2) восстановление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645260
Дата охранного документа: 19.02.2018
10.05.2018
№218.016.4796

Способ ферментативного получения l-метионина из о-фосфо-l-гомосерина и метантиола

Предложен способ получения L-метионина, в котором О-фосфо-L-гомосерин (OPHS) и метантиол ферментативно превращают в L-метионин и НРО согласно схеме реакции: О-фосфо-L-гомосерин + CH-SH <=> L-метионин + HPO Указанное ферментативное превращение достигают путем использования OPHS-зависимой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650859
Дата охранного документа: 17.04.2018
12.07.2018
№218.016.7018

Способ получения олефина посредством каталитической конверсии по меньшей мере одного спирта

Изобретение относится к способу получения олефина, диена или полиена посредством каталитической конверсии по меньшей мере одного спирта, имеющего углеродную цепь по меньшей мере из трех атомов углерода, отличного от пропан-2-ола и глицерина, в присутствии по меньшей мере одного катализатора на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660132
Дата охранного документа: 10.07.2018
20.02.2019
№219.016.bca0

Способ получения метионина

Настоящее изобретение относится к способу получения метионина, который включает (а) гидролиз метионинамида в присутствии катализатора, содержащего титан, с получением метионината аммония, причем указанный катализатор имеет бимодальное распределение пор, где указанный катализатор имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002265593
Дата охранного документа: 10.12.2005
Showing 1-5 of 5 items.
20.09.2015
№216.013.7b9b

Способ получения комплекса кислоты и металла

Настоящее изобретение относится к способу получения комплекса кислоты, выбранной из метионина, 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты (НМТВА) и молочной кислоты, и по меньшей мере одного металла. Способ включает взаимодействие кислоты с минеральным источником металла в экструдере. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563240
Дата охранного документа: 20.09.2015
04.04.2018
№218.016.311e

Способ получения акролеина из глицерина

Изобретение относится к способу получения акролеина из глицерина. Способ заключается в дегидрировании глицерина в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанных оксидов вольфрама и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644767
Дата охранного документа: 14.02.2018
12.07.2018
№218.016.7018

Способ получения олефина посредством каталитической конверсии по меньшей мере одного спирта

Изобретение относится к способу получения олефина, диена или полиена посредством каталитической конверсии по меньшей мере одного спирта, имеющего углеродную цепь по меньшей мере из трех атомов углерода, отличного от пропан-2-ола и глицерина, в присутствии по меньшей мере одного катализатора на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660132
Дата охранного документа: 10.07.2018
20.02.2019
№219.016.beff

Способ очистки акролеина

Изобретение относится к непрерывному способу очистки акролеина, при котором водный раствор акролеина, свободный от трудно конденсируемого газа, подают в дистилляционную колонну, снабженную по меньшей мере одним испарителем в ее основании и по меньшей мере одним конденсатором в верхней ее части....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315744
Дата охранного документа: 27.01.2008
24.11.2019
№219.017.e599

Каталитическое окисление бут-3-ен-1,2-диола

Изобретение относится к cпособу синтеза по меньшей мере одного соединения следующей формулы (I) или одной из его солей, в которой R представляет собой группу COOH, CHOH или CHO, где бут-3-ен-1,2-диол (BDO) подвергают окислению в присутствии катализатора, содержащего активную фазу на основе по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707078
Дата охранного документа: 22.11.2019
+ добавить свой РИД