[发明专利]氢氰酸与醛的缩合方法

说明书

本发明涉及氢氰酸与醛缩合的方法。

长久以来人们知道，例如根据US4518801按如下方法制备蛋氨酸：在0.3-5当量碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或它们的混合物存在下，水解5-(β甲基巯基乙基)海因，然后分离在水解时得到的碱金属蛋氨酸盐与联产盐，最后将得到的碱金属盐水解成蛋氨酸。海因是通过甲基硫代丙醛的氰醇、氨与二氧化碳进行接触制备的。

人们还知道一个实例，根据US4960932采用包括四个步骤的方法制备蛋氨酸。第一步是，在三乙胺存在下，由甲基硫代丙醛与氢氰酸缩合制备甲基硫代-α-羟基丁腈。然后，第二步是，让甲基硫代-α-羟基丁腈与氨进行接触，以便生成甲基硫代-α-氨基丁腈，然后，第三步是，在酮和碱金属氢氧化物存在下让甲基硫代-α-氨基丁腈水解生成甲基硫代丁酰胺，最后将甲基硫代丁酰胺水解成蛋氨酸碱金属盐，再用酸进行皂化。

在制备甲基硫代-α-羟基丁酸(还被称为蛋氨酸的羟基类似物)的情况下，在含吡啶或胺的介质中，由甲基硫代丙醛与氢氰酸反应得到的甲基硫代-α-羟基丁腈(参见US2745745第2栏第52-55行)是用硫酸水解的，以便生成甲基硫代-α-羟基丁酸的酰胺这一中间体，最后生成甲基硫代-α-羟基丁酸(参见欧洲专利No330527或US2745745)。

甲基硫代丙醛与氢氰酸进行接触时所使用的碱可提高反应的速度，便它们会很快地引起所生成的氰醇降解和原料醛的降解，得到颜色很深的溶液。另外，这些碱是挥发性的和有毒的，这在工业上使用时成为一个严重的障碍，因为它们在使用时需要安全的条件和循环使用，这在任何情况下都是费钱的。除了这些缺陷以外，这些碱因是挥发性的，它们可能引起局部积累，导致碱性很强的介质。这样一方面因氢氰酸的聚合，另一方面因甲基丙醛的降解而导致溶液的颜色加深。

非常令人惊奇的是，若在确切限定的pH范围内，和现有技术中通常使用的胺不存在的情况下进行操作，可能降低这些降解反应，还可能有利于该缩合反应。

因此，本发明涉及在除了胺之外能将溶液的pH固定在4.0以上的缓冲溶液存在的情况下醛与氢氰酸的缩合。所述溶液的pH优选地固定在4.0-6.0。所述溶液的pH更优选地固定在约5。根据实施本发明的较好方式，为了尤其能够通过反应性吸收，即通过诸如氢氰酸之类的气体与诸如甲基硫代丙醛这类的液体接触催化反应，更可取的是一种与现有技术中使用的挥发胺相反的，最好选用非挥发性的和无毒的缓冲液。

在能将pH固定在所研究的范围内的缓冲液中，更可取的是使用选自下述混合物的缓冲液，这些混合物是作为实例列出的，并不限制本发明：

-柠檬酸和柠檬酸钠或柠檬酸和氢氧化钠，

-磷酸和酸式磷酸钠或磷酸和氢氧化钠，

-琥珀酸和琥珀酸钠或琥珀酸和氢氧化钠，

-乙酸和乙酸钠或乙酸和氢氧化钠，

-邻苯二甲酸氢钾和氢氧化钠。

更一般地，可以使用酸的碱金属盐和酸的混合物，或酸和碱金属氢氧化物的混合的作为缓冲液。

使用缓冲液的优点是，避免原料和所希望得到产物的降解，和中和用于稳定氢氰酸这些酸，例如硫酸。

在这些醛中，更可取的是使用含1-6个碳原子的脂族醛，这些醛或许被烷基或烷氧基或烷基硫取代，尤其更可取的是使用甲基硫代丙醛。

按照实施本发明的较好方式，用苏打中和柠檬酸就地制备缓冲液，柠檬酸/苏打的摩尔比为0.3-0.7，优选地为约0.5。

按照实施本发明的较好方式，根据主要工艺，缩合使用含有以体积计约7％氢氰酸氢氰酸气体混合物和醛的水溶液，氢氰酸具体的地是根据Andrussow方法制备的，然后除去其中含有的氨。

按照实施本发明的第二种方式，在水中含有约20％(重量)氢氰酸的氢氰酸水溶液与醛进行接触。在任何情况下，氢氰酸与醛的摩尔比优选地是氢氰酸稍微过量。这样，更可取的是采用摩尔过量0.1-10％，更优选地2-5％。

采用作为缩合催化剂使用的缓冲液，以便将其pH固定在所确定的范围内，例如优选使用以醛计的摩尔比为0.01-0.001，更好地为约0.0001的柠檬酸-柠檬酸盐缓冲液。所述的缓冲液以水溶液形式使用，结果是生成氰醇在柱出口的重量浓度具体地为约50％。

正如上面指出的，该反应可以在气体与液体之间进行，这时这种反应优选地在气-液接触器中进行，如：

-层板蒸馏塔

-填充塔

-气泡塔

-管式反应器

-滴塔

-带机械搅拌槽的反应器

-浸入喷射(jet immerge)反应器