[发明专利]高纯度和高堆积密度D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明针对化工领域，涉及一种D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，具体涉及在D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺制备方法的基础上制备D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的方法。

背景技术

蛋氨酸羟基类似物(MHA）又称D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸，是一种蛋氨酸添加剂，具有毒性小、瘤胃降解率低、促进瘤胃微生物的合成、节约日粮中的蛋白质、提高乳牛的生产性能、提高动物的生产性能和免疫能力、减少氨的排放、污染环境较少、生产工艺简单、价格较低等特点，是动物最经济有效的一种氨基酸源。虽然蛋氨酸羟基类似物具有上述优点，在市场上正在逐渐代替价格昂贵的一些氨基酸，但是它仍存在如下的问题：1）具有较强的腐蚀性和刺激性气味，储存、运输、使用不方便，必须使用价格昂贵的专用液体加料系统；2）粘性很大，在饲料预混料中不易混合均匀；3）遇水放出大量的热量，造成饲料在储运过程中发热发酵酸败；酸性很大，pH约为1，易与饲料或者预混饲料中的其他成分发生酸碱反应，对饲料中的营养成分造成破坏。

D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸金属螯合物是解决上述问题的一种有效办法，它是将动物生长必须的金属元素与蛋氨酸羟基类似物作用生成螯合态的化合物，是一种接近于动物体内天然形态的微量元素补充剂。2-羟基-4-甲硫基丁酸钙是蛋氨酸羟基类似物金属螯合物中的一种，是一种绿色饲料添加剂。它既能提供蛋氨酸的来源用于合成体内蛋白质，又含有机体必需的优质钙源，以满足机体生长发育的需要。

根据文献介绍，D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的合成方法主要有以下几种：

公开号为CN1493560的专利文献中，提出采用商品级的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸与氧化钙或者氢氧化钙作为原料进行中和反应制备D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙，最终干燥粉碎得到粉末状的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品。此法存在的问题主要是：由于市售的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸中含有22%左右的二聚体及其多聚体，而这些聚合体多以酯或者酸酐的形式存在，导致这些聚合体难于与氧化钙或者氢氧化钙反应，最后吸附在产物表面，产物难于干燥，进而影响产物质量。

公开号为CN101348451的专利文献中，公开了以D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸为原料，先与醇进行酯化反应，得到D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸酯；在使D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸酯与氧化钙在溶剂中水解生成D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙。此法存在的问题主要是：1）酯化反应需加入原料D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸量10%～50%的硫酸或者对苯磺酸作为催化剂，有一些酸不可避免的会带入后续反应，而这些酸一旦与氢氧化钙反应，生成的钙盐粘度非常大，不易除去，在工业化操作中非常不便，对产品的质量影响也很大；2）酯化反应需加入的醇的量是D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸的10～40倍，大量醇的使用会使其后续处理过程中消耗大量的热能，工业化生产成本大大上升；3）也以市售的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸为原料，由于其为混合物，总含量低且其中多聚体所占比例高，因此，单是酯化反应的收率最高也不超过60%。

公开号为CN102399176的专利文献中，公开了以含量高达99%以上的2-羟基-4-甲硫基丁腈为原料，加入浓盐酸水解，用30%的氢氧化钠中和，水重结晶得到高含量的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺，在与过量的氢氧化钙水解，得到D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙。此法存在的问题主要是：1）在进行D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺纯化时，虽然进行了重结晶，但是并不能得到高纯度的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺；2）废水废渣较多，废水中不仅含有氯化铵，还含有氯化钠、少量的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺等，给废水处理带来了难度；3）原料2-羟基-4-甲硫基丁腈纯度要求高，提高了生产成本。

公开号为CN102079719的专利文献中，公开了以D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸为起始原料，与氨反应生成铵盐，进而脱水得到D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺，经过萃取、浓缩和结晶纯化，得到含量大于98.5%的D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺；再水解生成D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸盐，最后与无机钙盐反应生成D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙。此法存在的问题主要是：1）D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸铵盐脱水形成D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酰胺，精馏提纯需要高温高真空度，条件苛刻，从而限制了大规模工业化生产；2）D,L-2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的收率低，只有70%左右。