[go: up one dir, main page]

RU2841154C1 - Method for catalytic production of methionine analogue - Google Patents

Method for catalytic production of methionine analogue Download PDF

Info

Publication number
RU2841154C1
RU2841154C1 RU2023109865A RU2023109865A RU2841154C1 RU 2841154 C1 RU2841154 C1 RU 2841154C1 RU 2023109865 A RU2023109865 A RU 2023109865A RU 2023109865 A RU2023109865 A RU 2023109865A RU 2841154 C1 RU2841154 C1 RU 2841154C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
hydroxy
hmtba
catalyst
hmtbn
Prior art date
Application number
RU2023109865A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феликс ТОЛУ
Дидье МОРВАН
Виржини БЕЛЛЬЕР-БАКА
Дороте ЛАУРЕНТИ
Original Assignee
Адиссео Франс С.А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Адиссео Франс С.А.С. filed Critical Адиссео Франс С.А.С.
Application granted granted Critical
Publication of RU2841154C1 publication Critical patent/RU2841154C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing a hydroxy acid selected from 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (HMTBA) or 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid (HMSeBA), which are of great interest for animal nutrition. Method involves catalytic conversion of a hydroxynitrile compound selected from 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile, respectively, in the presence of water and at least one weak acid. Weak acid is selected from formic acid, acetic acid, propionic acid, linear or branched butanoic acid, pentanoic acid, carbonic acid, glycolic acid, thioacetic acid, cyanoacetic acid, lactic acid, pyruvic acid and oxalic acid and one catalyst containing at least one of: aluminium oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide. Catalyst contains at least one of: aluminium oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide.
EFFECT: combining the hydration and hydrolysis steps into one catalytic step to obtain HMTBA or its selenium analogue with high output.
9 cl, 2 dwg, 15 ex

Description

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения 2-гидрокси-4-метилтиомасляной кислоты, аналога метионина, или его селенового аналога, 2-гидрокси-4-метилселеномасляной кислоты, из 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила или 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрила, соответственно.The invention relates to an improvement in the method for producing 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid, an analogue of methionine, or its selenium analogue, 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid, from 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile, respectively.

2-гидрокси-4-метилтиомасляная кислота (HMTBA), которая является гидрокси-аналогом метионина, ее соли, ее хелаты, в частности хелаты металлов (Zn, Ca, Mn, Mg, Cu, Na и т. д.) и ее сложные эфиры, такие как изопропиловый и трет-бутиловый сложные эфиры HMTBA, широко используются в кормлении животных. Производные селена указанной кислоты, ее солей, ее хелатов и ее сложных эфиров также представляют большой интерес для питания животных.2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (HMTBA), which is the hydroxy analogue of methionine, its salts, its chelates, in particular metal chelates (Zn, Ca, Mn, Mg, Cu, Na, etc.) and its esters such as isopropyl and tert-butyl esters of HMTBA are widely used in animal nutrition. Selenium derivatives of the said acid, its salts, its chelates and its esters are also of great interest in animal nutrition.

Получение 2-гидрокси-4-метилтиобутироновой кислоты может быть осуществлено различными способами, включающими различные синтетические промежуточные соединения, и, в частности, 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрил (HMTBN) и 2-гидрокси-4-метилтиобутирамид (HMTBM).The preparation of 2-hydroxy-4-methylthiobutyronic acid can be accomplished by a variety of methods, including various synthetic intermediates, and in particular 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile (HMTBN) and 2-hydroxy-4-methylthiobutyramide (HMTBM).

В документе US2001/0001105A1 описан непрерывный способ синтеза 2-гидрокси-4-метилтиомасляной кислоты (HMTBA) из 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила (HMTBN), согласно которому на первой стадии HMTBN гидролизовали в 2-гидрокси-4-метилтиобутирамид (HMTBM) в присутствии водного раствора минеральной кислоты, такой как серная кислота, затем на второй стадии HMTBM гидролизовали в HMTBA. Этот способ имеет недостаток в использовании больших количеств серной кислоты, причем последняя обычно используется в избытке по отношению к HMTBN, что приводит к образованию больших количеств побочных продуктов, таких как бисульфат аммония, которые необходимо отделять и которые, кроме того, трудно перерабатывать. Этот метод также требует длительного пребывания в течение нескольких часов.Document US2001/0001105A1 describes a continuous process for the synthesis of 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (HMTBA) from 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile (HMTBN), according to which in a first step HMTBN is hydrolyzed to 2-hydroxy-4-methylthiobutyramide (HMTBM) in the presence of an aqueous solution of a mineral acid such as sulfuric acid, then in a second step HMTBM is hydrolyzed to HMTBA. This process has the disadvantage of using large quantities of sulfuric acid, the latter being usually used in excess with respect to HMTBN, which leads to the formation of large quantities of by-products such as ammonium bisulfate, which must be separated and which are also difficult to recycle. This method also requires a long residence time of several hours.

Согласно документу WO2004/089863A1 известен способ получения аммониевой соли HMTBA из нитрильного предшественника HMTBA, HMTBN, согласно которому HMTBN в водном растворе в присутствии катализатора на основе титана превращали в аммониевую соль HMTBA за одну стадию. Этот синтез также приводит к образованию метионина и HMTBM, и сообщаемые выходы солей аммония HMTBA находятся в диапазоне 1%. Они слишком малы для того, чтобы предусматривать возможности применения этого способа в промышленных масштабах.According to document WO2004/089863A1, a process is known for the preparation of the ammonium salt of HMTBA from the nitrile precursor of HMTBA, HMTBN, according to which HMTBN in aqueous solution in the presence of a titanium-based catalyst was converted into the ammonium salt of HMTBA in a single step. This synthesis also leads to the formation of methionine and HMTBM, and the reported yields of ammonium salts of HMTBA are in the range of 1%. They are too low to envisage the possibility of using this process on an industrial scale.

Настоящее изобретение представляет собой альтернативу существующим способам, позволяющую отказаться от использования серной кислоты и объединить стадии гидратации и гидролиза в одну каталитическую стадию и привести к выходу HMTBA или ее селенового аналога, исключительному и неожиданно высокому.The present invention represents an alternative to existing processes that eliminates the use of sulfuric acid and combines the hydration and hydrolysis steps into a single catalytic step, resulting in an exceptional and unexpectedly high yield of HMTBA or its selenium analogue.

Согласно изобретению было обнаружено, что промежуточное соединение гидроксинитрила (HMTBN или его селеновый эквивалент) может быть превращено в 2-гидрокси-4-метилтиомасляную кислоту (или в селено-гидроксиметионин) за одну стадию в присутствии по меньшей мере одного катализатора и слабой кислоты. Доступность и эффективность его превращения таковы, что его превращение возможно в промышленное производство гидроксианалога метионина. По сравнению с известными способами синтеза и разработанными усовершенствованиями, которые могут быть сделаны для них, но которые недостаточно полезны для модификации традиционных промышленных способов, настоящее изобретение представляет собой реальный прогресс. Значительные выходы получали за очень короткое время, и этот способ позволяет избежать использования серной кислоты и образования побочных продуктов или промежуточных продуктов синтеза.According to the invention, it has been found that the intermediate hydroxynitrile (HMTBN or its selenium equivalent) can be converted into 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (or into seleno-hydroxymethionine) in one step in the presence of at least one catalyst and a weak acid. The availability and efficiency of its conversion are such that its conversion is possible in the industrial production of the hydroxy analogue of methionine. Compared with the known synthesis methods and the developed improvements that can be made to them, but which are not sufficiently useful for modifying traditional industrial processes, the present invention represents a real advance. Significant yields were obtained in a very short time, and this method avoids the use of sulfuric acid and the formation of by-products or intermediates in the synthesis.

Изобретение относится к способу получения гидроксианалога метионина или гидроксианалога селенметионина путем каталитического превращения 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила или 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрила, соответственно, причем указанное превращение осуществляли в присутствии воды и по меньшей мере одной слабой кислоты и одного катализатора, содержащего по меньшей мере одно из: оксида алюминия, диоксида титана и диоксида циркония.The invention relates to a method for producing a hydroxy analogue of methionine or a hydroxy analogue of selenomethionine by catalytic conversion of 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile, respectively, wherein said conversion is carried out in the presence of water and at least one weak acid and one catalyst containing at least one of: aluminum oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide.

Согласно изобретению гидроксинитрильное соединение непосредственно превращали в гидроксикислоту после превращения аммониевой соли гидроксикислоты в соответствии с общепринятыми методами без необходимости прибегать к тяжелой стадии разделения, что приводит к значительной экономической выгоде.According to the invention, the hydroxynitrile compound is directly converted into a hydroxy acid after converting the ammonium salt of the hydroxy acid according to conventional methods without having to resort to a cumbersome separation step, which results in significant economic benefits.

Перед более подробным описанием изобретения даются определения некоторых терминов, используемых в этом тексте.Before describing the invention in more detail, definitions of some terms used in this text are given.

Термин гидроксикислота используется взаимозаменяемо с 2-гидрокси-4-метилтиомасляной кислотой или 2-гидрокси-4-метилселеномасляной кислотой, рассматриваемой вместе или отдельно. Аналогично, термин гидрокси-нитрил относится как к 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрилу, так и к 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрилу, рассматриваемым вместе или по отдельности, а термин гидроксиамид относится к 2-гидрокси-4-метилтиобутирамиду или 2-гидрокси-4-метилселенобутирамиду, рассматриваемым вместе или по отдельности.The term hydroxy acid is used interchangeably with 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid or 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid, considered together or separately. Similarly, the term hydroxy nitrile refers to both 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile and 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile, considered together or separately, and the term hydroxy amide refers to 2-hydroxy-4-methylthiobutyramide or 2-hydroxy-4-methylselenobutyramide, considered together or separately.

Под слабой кислотой согласно изобретению подразумевается любая органическая или минеральная кислота, константа pKa которой составляет по меньшей мере 1 и не более 10 при 25 °С, или любое соединение или смесь, ведущие себя таким образом. В качестве иллюстрации слабой органической кислоты можно упомянуть карбоксильные кислоты и поликислоты, которые могут выполнять или не выполнять одну или более функций, например, выбранные из OH, C=O, такие как уксусная кислота, муравьиная кислота, и в качестве иллюстрации слабой минеральной кислоты можно упомянуть фосфорную кислоту, дигидрофосфат, фтористоводородную кислоту (HF), хлорноватистую кислоту (HOCl), борную кислоту (H3BO3), сернистую кислоту (H2SO3), синильную кислоту (HCN).According to the invention, a weak acid is any organic or mineral acid whose pK a constant is at least 1 and not more than 10 at 25 °C, or any compound or mixture that behaves in this manner. As an illustration of a weak organic acid, mention may be made of carboxylic acids and polyacids that may or may not perform one or more functions, for example, selected from OH, C=O, such as acetic acid, formic acid, and as an illustration of a weak mineral acid, mention may be made of phosphoric acid, dihydrogen phosphate, hydrofluoric acid (HF), hypochlorous acid (HOCl), boric acid (H 3 BO 3 ), sulfurous acid (H 2 SO 3 ), hydrocyanic acid (HCN).

Используемый термин «катализатор» в целом относится к активной фазе катализатора, не исключая того факта, что катализатор может быть легирован и/или нанесен.The term "catalyst" as used herein generally refers to the active phase of the catalyst, without excluding the fact that the catalyst may be doped and/or supported.

Под оксидом алюминия, диоксидом титана и диоксидом циркония подразумеваются все полиморфы, где это применимо, оксида алюминия Al2O3, диоксида титана TiO2 и диоксида циркония ZrO2, соответственно, причем эти формы хорошо известны специалистам в данной области техники. Катализатор также может представлять собой двукратную или трехкратную комбинацию оксида алюминия, диоксида титана и диоксида циркония. Он также может содержать любое другое вещество, способствующее его каталитической функции.By aluminum oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide are meant all polymorphs, where applicable, of aluminum oxide Al 2 O 3 , titanium dioxide TiO 2 and zirconium dioxide ZrO 2 , respectively, these forms being well known to those skilled in the art. The catalyst may also be a two-fold or three-fold combination of aluminum oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide. It may also contain any other substance that contributes to its catalytic function.

Характеристики, применения и преимущества изобретения изложены ниже более подробно, учитывая, что эти характеристики можно рассматривать независимо друг от друга или в комбинации, независимо от комбинации.The characteristics, applications and advantages of the invention are set out below in more detail, taking into account that these characteristics can be considered independently of each other or in combination, regardless of the combination.

Слабая кислота предпочтительно представляет собой органическую кислоту, имеющую одну или более карбоксильных групп, или минеральную кислоту, имеющую pKa по меньшей мере 1 при 25 °С и предпочтительно не более 10, более предпочтительно не более 7 при 25 °С. В практическом интересе он имеет температуру кипения 170 °С или менее и предпочтительно 150 °С или менее или даже 120 °С или менее, чтобы его было легче отделить от реакционной среды, обычно путем дистилляции. Такие кислоты, которые могут быть использованы согласно изобретению, в частности, выбраны из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, линейной или разветвленной бутановой кислоты, пентановой кислоты, угольной кислоты, гликолевой кислоты, тиоуксусной кислоты, цианоуксусной кислоты, молочной кислоты, пировиноградной кислоты, щавелевой кислоты, метионина или его селенового эквивалента, или гидроксианалога метионина или его селенового эквивалента. Эти кислоты могут быть использованы отдельно или в любой смеси друг с другом. Согласно одному варианту они выбраны из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, линейной или разветвленной бутановой кислоты, пентановой кислоты, угольной кислоты, гликолевой кислоты, тиоуксусной кислоты, циануксусной кислоты, молочной кислоты, пировиноградной кислоты и щавелевой кислоты. Предпочтительно, используемые кислоты представляют собой муравьиную кислоту, уксусную кислоту и/или пропионовую кислоту. Согласно другому варианту изобретения слабая кислота представляет собой минеральную кислоту, такую как фосфорная кислота, дигидрофосфат, используемые отдельно или в виде смеси. The weak acid is preferably an organic acid having one or more carboxyl groups or a mineral acid having a pK a of at least 1 at 25 °C and preferably not more than 10, more preferably not more than 7 at 25 °C. In practical interest, it has a boiling point of 170 °C or less and preferably 150 °C or less or even 120 °C or less, so that it can be more easily separated from the reaction medium, usually by distillation. Such acids which can be used according to the invention are in particular selected from formic acid, acetic acid, propionic acid, linear or branched butanoic acid, pentanoic acid, carbonic acid, glycolic acid, thioacetic acid, cyanoacetic acid, lactic acid, pyruvic acid, oxalic acid, methionine or its selenium equivalent, or a hydroxy analogue of methionine or its selenium equivalent. These acids can be used alone or in any mixture with each other. According to one variant, they are selected from formic acid, acetic acid, propionic acid, linear or branched butanoic acid, pentanoic acid, carbonic acid, glycolic acid, thioacetic acid, cyanoacetic acid, lactic acid, pyruvic acid and oxalic acid. Preferably, the acids used are formic acid, acetic acid and/or propionic acid. According to another embodiment of the invention, the weak acid is a mineral acid, such as phosphoric acid, dihydrogen phosphate, used alone or as a mixture.

Указанная слабая кислота находится в по меньшей мере одном молярном эквиваленте по отношению к гидроксинитрилу или даже в избытке, предпочтительно молярное соотношение слабой кислоты к гидроксинитрилу составляет от 0,001 до 50 или даже от 0,001 до 30 и даже от 0,001 до 10 или даже от 0,001 до 1. На практике молярная концентрация слабой кислоты в реакционной среде варьирует от 0,05 до 10 М, предпочтительно от 0,1 до 2 М и еще более предпочтительно от 0,2 до 1 М.Said weak acid is present in at least one molar equivalent with respect to the hydroxynitrile or even in excess, preferably the molar ratio of the weak acid to the hydroxynitrile is from 0.001 to 50 or even from 0.001 to 30 and even from 0.001 to 10 or even from 0.001 to 1. In practice, the molar concentration of the weak acid in the reaction medium varies from 0.05 to 10 M, preferably from 0.1 to 2 M and even more preferably from 0.2 to 1 M.

Согласно изобретению катализатор выбран из оксида алюминия, диоксида титана и диоксида циркония; это соединение представляет собой по меньшей мере активную фазу катализатора, необязательно носителя. Таким образом, если катализатор не состоит полностью из одного или более указанных оксидов, он может содержать любое другое соединение, которое не влияет на характеристики катализатора или даже усиливает их. В одном варианте осуществления катализатор состоит из одного из указанных оксидов.According to the invention, the catalyst is selected from aluminum oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide; this compound is at least the active phase of the catalyst, optionally the support. Thus, if the catalyst does not consist entirely of one or more of the said oxides, it can contain any other compound that does not affect the characteristics of the catalyst or even enhances them. In one embodiment, the catalyst consists of one of the said oxides.

Катализатор может быть легирован и/или нанесен. Он может быть легирован любым элементом или соединением, обычно используемым и хорошо известным специалистам в данной области техники. В качестве иллюстрации, легирование катализатора может быть осуществлено одним или более соединениями, выбранными из сульфатов (SO4), фосфатов (PO4), вольфраматов (WO3), боратов (B2O3), гетерополикислот, соответствующих одной из формул HnXM12O40 и HnX2M18O62, в которых n представляет собой целое число, предпочтительно не превышающее 10, X представляет собой Si, Ge, P или As, и M представляет собой Mo или W, такую как фосфомолибденовая кислота формулы H6P2Mo18O62, а также любое другое легирующее соединение, обеспечивающее катализатору кислотность. Следующие соединения PO4, SO4 и H6P2Mo18O62 являются предпочтительными. Если катализатор не состоит из оксида алюминия, диоксида титана и/или диоксида циркония, он также может быть нанесен на любые другие соединения, обычно используемые и хорошо известные специалистам в данной области техники, и, в частности, диоксид кремния и силикоалюминаты. The catalyst can be doped and/or supported. It can be doped with any element or compound commonly used and well known to those skilled in the art. As an illustration, the catalyst can be doped with one or more compounds selected from sulfates (SO 4 ), phosphates (PO 4 ), tungstates (WO 3 ), borates (B 2 O 3 ), heteropoly acids corresponding to one of the formulas H n XM 12 O 40 and H n X 2 M 18 O 62 , in which n is an integer, preferably not exceeding 10, X is Si, Ge, P or As, and M is Mo or W, such as phosphomolybdic acid of the formula H 6 P 2 Mo 18 O 62 , as well as any other doping compound that provides acidity to the catalyst. The following compounds PO 4 , SO 4 and H 6 P 2 Mo 18 O 62 are preferred. If the catalyst does not consist of aluminum oxide, titanium dioxide and/or zirconium dioxide, it can also be supported on any other compounds commonly used and well known to those skilled in the art, and in particular silicon dioxide and silicoaluminates.

Согласно изобретению все твердые катализаторы, упомянутые выше, могут быть в порошкообразной форме или предпочтительно в форме гранул, экструдатов, таблеток, в форме трилистника или любой другой форме, позволяющей использовать их в реакторе непрерывного действия с неподвижным слоем или других или в периодическом режиме в открытом реакторе или реакторе под давлением.According to the invention, all the solid catalysts mentioned above may be in powder form or, preferably, in the form of granules, extrudates, tablets, trefoils or any other form that allows them to be used in a continuous fixed bed reactor or other or in batch mode in an open reactor or a reactor under pressure.

Указанный катализатор предпочтительно имеет удельную площадь поверхности по меньшей мере 10 м2/г. Ниже этого предела производительность катализатора быстро падает, особенно со снижением селективности по гидроксикислоте в пользу селективности по гидроксиамиду и снижением превращения гидрокси-нитрила. Это наблюдение применяется к селеновому эквиваленту. Предпочтительно удельная поверхность составляет по меньшей мере 50 м2/г. Верхний предел удельной поверхности не является критическим в контексте изобретения, причем последний определяется коммерчески доступными активными фазами. Значения удельной площади поверхности, указанные в настоящем тексте, определяются наиболее распространенным методом, а именно физической адсорбцией азота, и рассчитываются методом БЭТ (Брюнера – Эммета – Теллера).Said catalyst preferably has a specific surface area of at least 10 m2 /g. Below this limit, the productivity of the catalyst drops off rapidly, especially with a decrease in the selectivity for the hydroxy acid in favor of the selectivity for the hydroxy amide and a decrease in the conversion of the hydroxy nitrile. This observation applies to the selenium equivalent. Preferably, the specific surface is at least 50 m2 /g. The upper limit of the specific surface is not critical in the context of the invention, the latter being determined by commercially available active phases. The values of the specific surface area indicated in the present text are determined by the most common method, namely the physical adsorption of nitrogen, and are calculated by the BET (Bruner-Emmett-Teller) method.

В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению катализатор присутствует в массовой концентрации от 0,1 до 200% по отношению к массе HMTBN, предпочтительно от 0,5 до 100% и еще лучше от 1 до 50%.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the catalyst is present in a weight concentration of from 0.1 to 200% based on the weight of HMTBN, preferably from 0.5 to 100% and even better from 1 to 50%.

Согласно изобретению может быть предусмотрено различное оборудование для проведения реакции в периодическом или непрерывном режиме: твердый катализатор, легированный или нет, может быть иммобилизован в реакторе в форме зерен или экструдатов или в любой другой форме или быть нанесен на металлическую пену. Реактор, связанный с этим типом катализатора, предпочтительно представляет собой трубчатый или многотрубчатый неподвижный слой, работающий струйном или затопляемом изотермическом или адиабатическом режиме, или обменный реактор, покрытый катализатором.According to the invention, various equipment for carrying out the reaction in a batch or continuous mode can be provided: the solid catalyst, doped or not, can be immobilized in the reactor in the form of grains or extrudates or in any other form or be applied to a metal foam. The reactor associated with this type of catalyst is preferably a tubular or multi-tubular fixed bed operating in a jet or flooded isothermal or adiabatic mode, or an exchange reactor coated with a catalyst.

Превращение HMTBN в рамках настоящего изобретения предпочтительно проводили при температуре в диапазоне от 20 до 200 °С, предпочтительно от 50 до 180 °С, а еще лучше от 80 до 170 °С. Было замечено, что в течение периода реакции, составляющего от около 10 минут до 3 часов, при температуре ниже 20 °С реакция значительно замедляется, и что с 180 °С, чем больше по мере повышения температуры, тем больше селективность для метионина и полипептида динитрила и метионина увеличивается в ущерб селективности для 2-гидрокси-4-метилтиомасляной кислоты. Селективность к гидроксикислоте наиболее высока в диапазоне от 100 до 180 °С.The conversion of HMTBN in the context of the present invention is preferably carried out at a temperature in the range of 20 to 200 °C, preferably from 50 to 180 °C, and even better from 80 to 170 °C. It was noted that during the reaction period of from about 10 minutes to 3 hours, at a temperature below 20 °C the reaction slows down significantly, and that from 180 °C, the more the temperature increases, the more the selectivity for methionine and the dinitrile polypeptide and methionine increases to the detriment of the selectivity for 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid. The selectivity for the hydroxy acid is highest in the range of 100 to 180 °C.

В контексте изобретения время контакта реакционной смеси, содержащей воду, гидроксинитрил и кислоту, с катализатором составляет от 30 секунд до 1 часа, предпочтительно от 1 минуты до 30 минут и еще более предпочтительно от 2 минут до 20 минут.In the context of the invention, the contact time of the reaction mixture containing water, hydroxynitrile and acid with the catalyst is from 30 seconds to 1 hour, preferably from 1 minute to 30 minutes and even more preferably from 2 minutes to 20 minutes.

Гидроксинитрил обычно находится в водном растворе. Он может быть подготовлен для осуществления способа. Слабая кислота, используемая в реакции, может быть добавлена к водному раствору гидроксинитрила или добавлена через смеситель перед подачей в каталитический реактор.Hydroxynitrile is usually in aqueous solution. It can be prepared for the process. The weak acid used in the reaction can be added to the aqueous solution of hydroxynitrile or added through a mixer before feeding to the catalytic reactor.

Концентрация гидроксинитрила может влиять на эффективность способа, особенно когда она слишком высока. Таким образом, согласно варианту изобретения гидроксинитрил находится в водном растворе в концентрации от 0,01 до 10 М, предпочтительно от 0,05 до 1 М. Было отмечено, что за пределами 1 М, если превращение в гидроксинитрил остается сильным, селективность по гидроксикислоте снижается, а по гидроксиамиду, динитрилу и даже полипептиду, соответственно, увеличивается.The concentration of hydroxynitrile can influence the efficiency of the process, especially when it is too high. Thus, according to an embodiment of the invention, hydroxynitrile is in an aqueous solution at a concentration of 0.01 to 10 M, preferably 0.05 to 1 M. It has been noted that beyond 1 M, if the conversion to hydroxynitrile remains strong, the selectivity for hydroxy acid decreases, and for hydroxyamide, dinitrile and even polypeptide, respectively, increases.

Изобретение также относится к осуществлению способа по изобретению непрерывно. Согласно этому варианту способ осуществляли под давлением, которое может составлять от 1 до 20 бар, предпочтительно от 2 до 10 бар. Таким образом, изобретение относится к устройству, содержащему резервуар для раствора гидроксинитрила, в который добавляли слабую кислоту. Полученный раствор гидроксикислоты закачивали в реактор, который содержит катализатор и который нагревали с помощью рукава или печи при температуре от 80 до 180 °С. Реакционную среду отводили в газожидкостный сепаратор, из которого будут удаляться газы и из которого жидкость обрабатывали для извлечения гидроксикислоты. Затем раствор упаривали для отделения избытка использованной воды и слабой кислоты, которая может образовывать или не образовывать азеотроп, причем эти соединения затем предпочтительно рециркулируют в способе. Затем фаза, содержащая гидроксикислоту, может быть отогнана для удаления всего или части аммиака, который составляет аммониевую соль гидроксикислоты. Можно предусмотреть дополнительные стадии электродиализа или другие технологии, известные специалистам в данной области техники, для полного извлечения гидроксикислоты в ее кислотной форме (2-гидрокси-4-метилтиомасляная кислота или соответствующая селеновая кислота) и полной рециркуляции аммиака, образованного во время гидролиза промежуточного соединения HMBTM на стадии катализа. Предпочтительно выделенный аммиак будет рециркулировать перед способом получения гидроксикислоты, как при синтезе HCN. The invention also relates to the continuous implementation of the process according to the invention. According to this variant, the process was carried out under a pressure which may be from 1 to 20 bar, preferably from 2 to 10 bar. The invention thus relates to a device comprising a reservoir for a hydroxynitrile solution, to which a weak acid was added. The resulting hydroxy acid solution was pumped into a reactor which contained a catalyst and which was heated by means of a sleeve or a furnace at a temperature of from 80 to 180 °C. The reaction medium was discharged into a gas-liquid separator from which gases would be removed and from which the liquid was treated to recover the hydroxy acid. The solution was then evaporated to separate the excess used water and the weak acid, which may or may not form an azeotrope, wherein these compounds were then preferably recycled in the process. The phase containing the hydroxy acid may then be stripped to remove all or part of the ammonia which constitutes the ammonium salt of the hydroxy acid. Additional electrodialysis steps or other techniques known to those skilled in the art may be provided to completely recover the hydroxy acid in its acid form (2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid or the corresponding selenic acid) and to completely recycle the ammonia formed during the hydrolysis of the intermediate HMBTM in the catalysis step. Preferably, the recovered ammonia will be recycled before the process for producing the hydroxy acid, as in the synthesis of HCN.

Изобретение и его преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники проиллюстрированы в приведенных ниже примерах в поддержку следующих фигур:The invention and its advantages over the prior art are illustrated in the following examples in support of the following figures:

[Фиг. 1] иллюстрирует превращение HMTBN, селективность к HMTBA, селективность к метионину и селективность к HMTBM в зависимости от времени реакции согласно способу согласно изобретению в условиях, описанных в примере 1.[Fig. 1] illustrates the conversion of HMTBN, selectivity to HMTBA, selectivity to methionine and selectivity to HMTBM as a function of reaction time according to the method of the invention under the conditions described in Example 1.

[Фиг. 2] иллюстрирует превращение HMTBN, селективность к HMTBA, селективность к метионину и селективность к HMTBM в зависимости от времени реакции согласно способу согласно изобретению в условиях, описанных в примере 2.[Fig. 2] illustrates the conversion of HMTBN, selectivity to HMTBA, selectivity to methionine and selectivity to HMTBM as a function of reaction time according to the method of the invention under the conditions described in Example 2.

В экспериментальной части, которая следует:In the experimental part that follows:

Примеры 1-6 иллюстрируют различные варианты способа согласно изобретению;Examples 1-6 illustrate various embodiments of the method according to the invention;

Примеры 7 и 8 иллюстрируют методику легирования катализатора для получения легированного катализатора, который может быть использован в способе согласно изобретению, в соответствии с вариантом, таким как тот, который является предметом примера 6;Examples 7 and 8 illustrate a procedure for doping a catalyst to obtain a doped catalyst that can be used in the process of the invention, according to a variant such as that which is the subject of Example 6;

Пример 9 иллюстрирует стадию разделения соли гидроксикислоты на гидроксикислоту; и Example 9 illustrates the step of separating a hydroxy acid salt into a hydroxy acid; and

Примеры 10-15 иллюстрируют способы, выходящие за рамки настоящего изобретения, путем сравнения.Examples 10-15 illustrate methods beyond the scope of the present invention by comparison.

Пример 1: Получение HMTBA в присутствии диоксида титана и уксусной кислоты согласно изобретениюExample 1: Preparation of HMTBA in the presence of titanium dioxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 14,0 г HMTBN с 2000 мл H2O и 60 мг уксусной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота и вводили в трубчатый реактор, нагретый до 120 °С со скоростью потока 0,05 мл/мин (время контакта 24 минуты) и содержащий 60 г TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120).In a 1-liter screw-cap vial, 14.0 g HMTBN was added with 2000 ml H2O and 60 mg acetic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream and introduced into a tubular reactor heated to 120 °C at a flow rate of 0.05 ml/min (contact time 24 minutes) and containing 60 g TiO2 (anatase, 150 m2 /g, Norpro, ST 61120).

После реакции проводят HPLC (высокоэффективная жидкостная хроматография). Выход HMTBA составляет 88%.After the reaction, HPLC (high performance liquid chromatography) is carried out. The yield of HMTBA is 88%.

Пример 2: Получение HMTBA в присутствии диоксида титана и уксусной кислоты согласно изобретениюExample 2: Preparation of HMTBA in the presence of titanium dioxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 990 мл H2O и 10 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота и раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 минуты) и содержащий 4 г TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120). Полученную соль HMTBA превращали в HMTBA путем отгонки аммиака в соответствии с методикой, проиллюстрированной в Примере 9.In a 1 liter screw cap vial, 13.1 g of HMTBN were added with 990 ml of H2O and 10 ml of acetic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 minutes) and containing 4 g of TiO2 (anatase, 150 m2 /g, Norpro, ST 61120). The resulting HMTBA salt was converted to HMTBA by distilling off ammonia according to the procedure illustrated in Example 9.

После реакции проводили HPLC: превращение HMTBN, селективность к HMTBA, селективность к метионину и селективность к HMTBM в зависимости от времени представлены на [фиг. 1].After the reaction, HPLC was performed: the conversion of HMTBN, selectivity to HMTBA, selectivity to methionine and selectivity to HMTBM as a function of time are shown in [Fig. 1].

Выход HMTBA составляет 95% и 5% метионина.The yield of HMTBA is 95% and 5% methionine.

Пример 3: Получение HMTBA в присутствии диоксида титана и уксусной кислоты согласно изобретениюExample 3: Preparation of HMTBA in the presence of titanium dioxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 800 мл H2O и 200 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота, раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С, со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 мин). В реакторе содержится 4 г TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120). Полученную соль HMTBA превращали в HMTBA путем отгонки аммиака в соответствии с методикой, проиллюстрированной в Примере 9.In a 1-liter screw-cap vial, 13.1 g of HMTBN were added with 800 ml of H2O and 200 ml of acetic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream, and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 min). The reactor contained 4 g of TiO2 (anatase, 150 m2 /g, Norpro, ST 61120). The resulting HMTBA salt was converted to HMTBA by distilling off ammonia according to the procedure illustrated in Example 9.

После реакции проводили HPLC: превращение HMTBN, селективность к HMTBA, селективность к метионину и селективность к HMTBM в зависимости от времени представлены на [фиг. 2].After the reaction, HPLC was performed: the conversion of HMTBN, selectivity to HMTBA, selectivity to methionine and selectivity to HMTBM as a function of time are shown in [Fig. 2].

Выход HMTBA составляет 89% и 11% метионина.The yield of HMTBA is 89% and 11% methionine.

Пример 4: Получение HMTBA в присутствии диоксида титана и уксусной кислоты согласно изобретениюExample 4: Preparation of HMTBA in the presence of titanium dioxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 990 мл H2O и 10 мл муравьиной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота, раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С, со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 мин). В реакторе содержится 4 г TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120). In a 1-liter screw-cap vial, 13.1 g HMTBN was added with 990 ml H2O and 10 ml formic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream, and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 min). The reactor contained 4 g TiO2 (anatase, 150 m2 /g, Norpro, ST 61120).

После реакции через 2 часа проводили HPLC.After the reaction, HPLC was performed after 2 hours.

Полученную соль HMTBA превращали в HMTBA путем отгонки аммиака в соответствии с методикой, проиллюстрированной в Примере 9.The resulting HMTBA salt was converted to HMTBA by distillation of ammonia according to the procedure illustrated in Example 9.

Выход HMTBA составляет 90% и 10% метионина.The yield of HMTBA is 90% and 10% methionine.

Пример 5: Получение HMTBA в присутствии оксида алюминия, легированного сульфатом и уксусной кислотой, согласно изобретениюExample 5: Preparation of HMTBA in the presence of sulfate-doped aluminum oxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 800 мл H2O и 200 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота, раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С, со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 мин). Реактор содержит 4 грамма Al2O3 (гамма, 300 м2/г, IFPEN, 33006 GFSA 401, оксид алюминия, легированный 10% по массе сульфатной функции).In a 1 liter screw cap vial, 13.1 g of HMTBN were added with 800 ml of H 2 O and 200 ml of acetic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream, and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 min). The reactor contained 4 grams of Al 2 O 3 (gamma, 300 m 2 /g, IFPEN, 33006 GFSA 401, alumina doped with 10% by weight of sulfate function).

После реакции через 2 часа проводили HPLC.After the reaction, HPLC was performed after 2 hours.

Полученную соль HMTBA превращали в HMTBA путем отгонки аммиака в соответствии с методикой, проиллюстрированной в Примере 9.The resulting HMTBA salt was converted to HMTBA by distillation of ammonia according to the procedure illustrated in Example 9.

Выход HMTBA составляет 96% и 4% метионина.The yield of HMTBA is 96% and 4% methionine.

Пример 6: Получение HMTBA в присутствии диоксида циркония и уксусной кислоты согласно изобретениюExample 6: Preparation of HMTBA in the presence of zirconium dioxide and acetic acid according to the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 800 мл H2O и 200 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота, раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С, со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 мин). В реакторе содержится 6 грамм ZrO2 (моноклинный, 100 м2/г, Norpro, XZ 16075).In a 1-liter screw-cap vial, 13.1 g of HMTBN were added with 800 ml of H 2 O and 200 ml of acetic acid. The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream, and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 min). The reactor contained 6 grams of ZrO 2 (monoclinic, 100 m 2 /g, Norpro, XZ 16075).

После реакции через 2 часа проводили HPLC.After the reaction, HPLC was performed after 2 hours.

Полученную соль HMTBA превращали в HMTBA путем отгонки аммиака в соответствии с методикой, проиллюстрированной в Примере 9.The resulting HMTBA salt was converted to HMTBA by distillation of ammonia according to the procedure illustrated in Example 9.

Выход HMTBA составляет 74% и 16% метионина.The yield of HMTBA is 74% and 16% methionine.

Пример 7: Получение TiO2, легированного 10 мас.% сульфата (SO4) серной кислотой.Example 7: Preparation of TiO 2 doped with 10 wt.% sulfate (SO 4 ) using sulfuric acid.

В 1-литровую колбу вводили 20 г порошка TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120) с 500 мл воды и 2,04 г серной кислоты. Раствор перемешивали в течение 2 часов при комнатной температуре, затем воду выпаривали. Затем полученный порошок сушили при 200 °С в течение 3 часов, а затем прокаливали при 700 °С на воздухе в течение 2 часов. Проведен элементный анализ для измерения серы, наблюдается количество серы 3,4 мас.% катализатора, что соответствует количеству сульфата 10 мас.%.20 g of TiO 2 powder (anatase, 150 m 2 /g, Norpro, ST 61120) were added to a 1-liter flask with 500 ml of water and 2.04 g of sulfuric acid. The solution was stirred for 2 hours at room temperature, then the water was evaporated. Then the obtained powder was dried at 200 °C for 3 hours and then calcined at 700 °C in air for 2 hours. Elemental analysis was carried out to measure sulfur, the amount of sulfur of 3.4 wt.% of the catalyst was observed, which corresponds to the amount of sulfate of 10 wt.%.

Пример 8: Получение TiO2, легированного 10 мас.% сульфата (SO4) с сульфатом аммонияExample 8: Preparation of TiO 2 doped with 10 wt.% sulfate (SO 4 ) with ammonium sulfate

В 1-литровую колбу вводили 20 г порошка TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120) с 500 мл воды и 2,78 г сульфата аммония. Раствор перемешивали в течение 2 часов при комнатной температуре, затем воду выпаривали. Затем полученный порошок сушили при 200 °С в течение 3 часов, а затем прокаливали при 700 °С на воздухе в течение 2 часов. Проведен элементный анализ для измерения серы, наблюдается количество серы 3,2 мас.% катализатора, что соответствует количеству сульфата 9,8 мас.%. 20 g of TiO 2 powder (anatase, 150 m 2 /g, Norpro, ST 61120) were added to a 1-liter flask with 500 ml of water and 2.78 g of ammonium sulfate. The solution was stirred for 2 hours at room temperature, then the water was evaporated. Then the obtained powder was dried at 200 °C for 3 hours and then calcined at 700 °C in air for 2 hours. Elemental analysis was carried out to measure sulfur, the amount of sulfur of 3.2 wt.% of the catalyst was observed, which corresponds to the amount of sulfate of 9.8 wt.%.

Пример 9: Превращение аммониевой соли HMTBA в HMTBAExample 9: Conversion of ammonium salt HMTBA to HMTBA

Раствор соли аммония HMTBA, полученный согласно изобретению, концентрировали в органике до содержания органики 87 мас.%. Температура среды изменяется от 100 до 130 °С (атмосферное давление). После этой стадии концентрирования превращение в количестве HMTBA составляет 21% (моль). Затем проводили фазу отгонки паром. Воду для отгонки вводили в жидком виде. Содержание органики поддерживали постоянным на уровне 87 мас.%. Температура находится в диапазоне от 115 до 121 °C. Скорость отгонки составляет от 3,8 до 4,3 мл/мин. Через 200 минут в этих условиях получали превращение в HMTBA 47%. Дополнительную стадию отгонки проводили с получением HMTBA с выходом около 100%.The solution of ammonium salt HMTBA obtained according to the invention was concentrated in organics to an organic content of 87 wt.%. The temperature of the medium varies from 100 to 130 °C (atmospheric pressure). After this concentration step, the conversion in the amount of HMTBA is 21% (mol). Then, a steam distillation phase was carried out. Water for distillation was introduced in liquid form. The organic content was maintained constant at 87 wt.%. The temperature is in the range from 115 to 121 °C. The distillation rate is from 3.8 to 4.3 ml/min. After 200 minutes under these conditions, a conversion to HMTBA of 47% was obtained. An additional distillation step was carried out to obtain HMTBA with a yield of about 100%.

Пример 10: Получение HMTBA в присутствии уксусной кислоты, не являющейся частью изобретенияExample 10: Preparation of HMTBA in the presence of acetic acid, not part of the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

Во флакон с завинчивающейся крышкой объемом 20 мл вводили 0,131 г HMTBN с 8 мл H2O и 2 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при 160 °С в течение десяти минут.0.131 g of HMTBN was added to a 20 ml screw cap vial with 8 ml of H 2 O and 2 ml of acetic acid. The solution was stirred at 160 °C for ten minutes.

Раствор анализировали с помощью HPLC, никакой реакции не наблюдается.The solution was analyzed by HPLC, no reaction was observed.

Пример 11: Получение HMTBA в присутствии муравьиной кислоты, не являющейся частью изобретенияExample 11: Preparation of HMTBA in the presence of formic acid, not part of the invention

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

Во флакон с завинчивающейся крышкой объемом 20 мл вводили 0,131 г HMTBN с 9 мл H2O и 1 мл уксусной кислоты. Раствор перемешивали при 160 °С в течение десяти минут.0.131 g of HMTBN was added to a 20 ml screw cap vial with 9 ml of H 2 O and 1 ml of acetic acid. The solution was stirred at 160 °C for ten minutes.

Раствор анализировали с помощью HPLC, никакой реакции не наблюдается.The solution was analyzed by HPLC, no reaction was observed.

Пример 12: Получение HMTBA в присутствии диоксида титана согласно известному уровню техникиExample 12: Preparation of HMTBA in the presence of titanium dioxide according to the prior art

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

В 1-литровый флакон с завинчивающейся крышкой вводили 13,1 г HMTBN с 1000 мл H2O. Раствор перемешивали при комнатной температуре потоком азота и раствор вводили в трубчатый реактор, нагретый до 160 °С со скоростью потока 0,1 мл/мин (время контакта 10 минуты) и содержащий 4 г TiO2 (анатаз, 150 м2/г, Norpro, ST 61120).In a 1-liter screw-cap vial, 13.1 g of HMTBN was added with 1000 ml of H2O . The solution was stirred at room temperature with a nitrogen stream and the solution was introduced into a tubular reactor heated to 160 °C at a flow rate of 0.1 ml/min (contact time 10 minutes) and containing 4 g of TiO2 (anatase, 150 m2 /g, Norpro, ST 61120).

После реакции проводили HPLC, выход HMTBA составляет 1% и 15% метионина.After the reaction, HPLC was performed, the yield of HMTBA was 1% and 15% methionine.

Пример 13: Получение HMTBA в присутствии гамма-фазы оксида алюминия, согласно известному уровню техникиExample 13: Preparation of HMTBA in the presence of gamma-phase alumina according to the prior art

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

Во флакон с завинчивающейся крышкой объемом 10 мл вводили 0,4г γ-Al2O3 (300 м2/г), затем 0,1 г HMTBN (97%) с 1 мл воды. Раствор нагревали при 90 °С в течение 60 минут, после чего раствор фильтровали и анализировали с помощью протонного NMR (ядерный магнитный резонанс).In a 10 ml screw cap vial, 0.4 g of γ-Al 2 O 3 (300 m 2 /g) was added, followed by 0.1 g of HMTBN (97%) with 1 ml of water. The solution was heated at 90 °C for 60 min, after which the solution was filtered and analyzed by proton NMR (nuclear magnetic resonance).

Превращения HMTBN не наблюдаетсяNo HMTBN conversion observed

Пример 14: Получение HMTBA в присутствии гамма-фазы оксида алюминия, согласно известному уровню техникиExample 14: Preparation of HMTBA in the presence of gamma-phase alumina according to the prior art

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

Во флакон с завинчивающейся крышкой объемом 20 мл вводили 0,4 г γ-Al2O3 (300 м2/г), затем 1,1 г HMTBN (97%) с 10 мл воды. Раствор нагревали при 90 °С в течение 18 часов, после чего раствор фильтровали и анализировали с помощью протонного NMR.In a 20 ml screw cap vial, 0.4 g of γ- Al2O3 (300 m2 /g) was added followed by 1.1 g of HMTBN (97%) with 10 ml of water. The solution was heated at 90 °C for 18 h, after which the solution was filtered and analyzed by proton NMR.

Наблюдается выход HMTBM 30% и HMTBA 6%.The yield of HMTBM is 30% and HMTBA is 6%.

Пример 15: Получение HMTBA в присутствии анатаза TiO2 согласно известному уровню техникиExample 15: Preparation of HMTBA in the presence of anatase TiO2 according to the prior art

Реакция гидролиза HMTBN и условия, в которых она проводится, описаны на диаграмме ниже.The hydrolysis reaction of HMTBN and the conditions under which it is carried out are described in the diagram below.

Во флакон с завинчивающейся крышкой объемом 10 мл вводили 1 г TiO2 (в виде анатаза) (90 м2/г), затем 1,1 г HMTBN (97%) с 1 мл воды. Раствор нагревали при 90 °С в течение 96 часов, после чего раствор фильтровали и анализировали с помощью протонного NMR.In a 10 mL screw cap vial, 1 g TiO 2 (as anatase) (90 m 2 /g) was added followed by 1.1 g HMTBN (97%) with 1 mL water. The solution was heated at 90 °C for 96 h, after which the solution was filtered and analyzed by proton NMR.

Следов HMTBM или HMTBA не наблюдается.No traces of HMTBM or HMTBA were observed.

Сравнение результатов Примеров 1-6 согласно изобретению с результатами, полученными в способе, осуществляемом без катализатора (Примеры 10 и 11) или без слабой кислоты (Примеры 12-15), демонстрирует значительное улучшение характеристик получения гидроксикислоты в способе согласно изобретению, что, кроме того, является неожиданным.A comparison of the results of Examples 1-6 according to the invention with the results obtained in the process carried out without a catalyst (Examples 10 and 11) or without a weak acid (Examples 12-15) demonstrates a significant improvement in the characteristics of the production of hydroxy acid in the process according to the invention, which is also unexpected.

Claims (9)

1. Способ получения гидроксикислоты, выбранной из 2-гидрокси-4-метилтиомасляной кислоты (HMTBA) или 2-гидрокси-4-метилселеномасляной кислоты (HMSeBA), путем каталитического превращения гидроксинитрильного соединения, выбранного из 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила или 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрила, соответственно, где указанное превращение осуществляют в присутствии воды и по меньшей мере одной слабой кислоты, выбранной из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, линейной или разветвленной бутановой кислоты, пентановой кислоты, угольной кислоты, гликолевой кислоты, тиоуксусной кислоты, цианоуксусной кислоты, молочной кислоты, пировиноградной кислоты и щавелевой кислоты, и одного катализатора, содержащего по меньшей мере одно из: оксида алюминия, диоксида титана и диоксида циркония.1. A method for producing a hydroxy acid selected from 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (HMTBA) or 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid (HMSeBA) by catalytically converting a hydroxynitrile compound selected from 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile, respectively, wherein said conversion is carried out in the presence of water and at least one weak acid selected from formic acid, acetic acid, propionic acid, linear or branched butanoic acid, pentanoic acid, carbonic acid, glycolic acid, thioacetic acid, cyanoacetic acid, lactic acid, pyruvic acid and oxalic acid, and one catalyst containing at least one of: aluminum oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide. 2. Способ по п. 1, где указанная слабая кислота выбрана из уксусной кислоты, муравьиной кислоты и пропионовой кислоты.2. The method according to claim 1, wherein said weak acid is selected from acetic acid, formic acid and propionic acid. 3. Способ по п. 1 или 2, где слабая кислота находится в по меньшей мере одном молярном эквиваленте по отношению к гидроксинитрилу или даже в избытке, предпочтительно молярное отношение слабой кислоты к 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрилу или 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрилу составляет от 0,001 до 50.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the weak acid is in at least one molar equivalent relative to the hydroxynitrile or even in excess, preferably the molar ratio of the weak acid to 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile is from 0.001 to 50. 4. Способ по любому из пп. 1-3, где катализатор имеет массовую концентрацию от 0,1 до 200% относительно массы HMTBN (2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрил), предпочтительно от 0,5 до 100% и еще лучше от 1 до 50%.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst has a mass concentration of from 0.1 to 200% relative to the mass of HMTBN (2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile), preferably from 0.5 to 100% and even better from 1 to 50%. 5. Способ по любому из пп. 1-4, где 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрил или 2-гидрокси-4-метилселенобутиронитрил находится в водном растворе в концентрации от 0,01 до 10 М, предпочтительно от 0,05 до 1 М. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile or 2-hydroxy-4-methylselenobutyronitrile is in an aqueous solution at a concentration of 0.01 to 10 M, preferably 0.05 to 1 M. 6. Способ по любому из пп. 1-5, где указанный катализатор имеет удельную площадь поверхности по методу БЭТ (Брюнера – Эммета – Теллера) по меньшей мере 10 м2/г, предпочтительно по меньшей мере 50 м2/г.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein said catalyst has a specific surface area according to the BET (Bruner-Emmett-Teller) method of at least 10 m2 /g, preferably at least 50 m2 /g. 7. Способ по любому из пп. 1-6, где указанный катализатор легирован, предпочтительно он легирован одним или более соединениями, выбранными из сульфатов, фосфатов, боратов, вольфраматов, гетерополикислот, имеющих одну из формул HnXM12O40 и HnX2M18O62, в которой n представляет собой целое число, предпочтительно не превышающее 10, X представляет собой Si, Ge, P или As, а M представляет собой Mo или W, такой как фосфомолибденовая кислота формулы H6P2Mo18O62, а также любое другое легирующее соединение, обеспечивающее катализатору кислотность.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein said catalyst is doped, preferably it is doped with one or more compounds selected from sulfates, phosphates, borates, tungstates, heteropoly acids having one of the formulas H n XM 12 O 40 and H n X 2 M 18 O 62 , in which n is an integer, preferably not exceeding 10, X is Si, Ge, P or As, and M is Mo or W, such as phosphomolybdic acid of the formula H 6 P 2 Mo 18 O 62 , as well as any other doping compound that provides acidity to the catalyst. 8. Способ по любому из пп. 1-7, где превращение осуществляют при температуре в диапазоне от 20 до 200 °С, предпочтительно от 50 до 180 °С, и более предпочтительно от 80 до 170 °С. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the conversion is carried out at a temperature in the range from 20 to 200 °C, preferably from 50 to 180 °C, and more preferably from 80 to 170 °C. 9. Способ по любому из пп. 1-8, который осуществляют непрерывно.9. The method according to any of paragraphs 1-8, which is carried out continuously.
RU2023109865A 2020-10-23 2021-10-20 Method for catalytic production of methionine analogue RU2841154C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2010876 2020-10-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2841154C1 true RU2841154C1 (en) 2025-06-03

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213729C2 (en) * 1999-02-03 2003-10-10 Сумитомо Кемикал Компани, Лимитед Method for preparing 2-hydroxy-4-methylthio- butanoic acid
US8309763B2 (en) * 2006-10-27 2012-11-13 Tetrahedron Process for preparing 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid, alone or as a mixture with its sulphur-containing analogue, and uses thereof in nutrition, in particular animal nutrition
WO2018167405A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Adisseo France S.A.S. Method for manufacturing 2-hydroxy-4-(methylthio)butyric acid
CN109912471A (en) * 2019-04-02 2019-06-21 禄丰天宝磷化工有限公司 Method for synthesizing methionine hydroxy analogue by continuously and rapidly hydrolyzing 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213729C2 (en) * 1999-02-03 2003-10-10 Сумитомо Кемикал Компани, Лимитед Method for preparing 2-hydroxy-4-methylthio- butanoic acid
US8309763B2 (en) * 2006-10-27 2012-11-13 Tetrahedron Process for preparing 2-hydroxy-4-methylselenobutyric acid, alone or as a mixture with its sulphur-containing analogue, and uses thereof in nutrition, in particular animal nutrition
WO2018167405A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Adisseo France S.A.S. Method for manufacturing 2-hydroxy-4-(methylthio)butyric acid
CN109912471A (en) * 2019-04-02 2019-06-21 禄丰天宝磷化工有限公司 Method for synthesizing methionine hydroxy analogue by continuously and rapidly hydrolyzing 2-hydroxy-4-methylthiobutyronitrile

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rey, P. et al. Hydrolysis of Nitriles Using an Immobilized Nitrilase: Applications to the Synthesis of Methionine Hydroxy Analogue Derivatives. J. Agric. Food Chem., 2004, 52 (26), 8155-8162. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110060159A1 (en) Process for preparing carboxamides by hydrolysing carbonitriles in the presence of a catalyst comprising manganese dioxide
US20120232305A2 (en) Method for producing a carboxylic acid amide from a carbonyl compound and hydrocyanic acid
EP3921305B1 (en) Salt-free production of methionine from methionine nitrile
RU2841154C1 (en) Method for catalytic production of methionine analogue
EP0406676B1 (en) Process for producing methyl methacrylate
CN113105376A (en) Clean preparation method of high-purity methionine hydroxy analogue calcium salt
RU2533117C2 (en) METHOD OF OBTAINING ESTERS OF α-HYDROXYCARBOXYLIC ACIDS
US20240034716A1 (en) Process for the catalytic production of an analogue of methionine
CN105246594B (en) Gas and liquid-gas phase nitrilation methods
JP3219544B2 (en) Method for producing 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid
RU2005134398A (en) METHOD FOR PRODUCING 2-HYDROXY-4-METHYLBUT OTHER ACID AMMONIUM SALT
ES2995096T3 (en) Method for producing methionine
JP2623810B2 (en) Method for producing α-hydroxyisobutyric amide
RU2421441C1 (en) Single-step method of producing isoprene
RU2841085C1 (en) Method of producing methionine
TWI893233B (en) Method for producing methionine
JP3514525B2 (en) Method for producing hydroxyacetic acid ester
US6111113A (en) Process for the preparation of 2,3,5-collidine and 2-ethyl-5-methylpyridine
JP7509644B2 (en) Method for producing 6-hydroxycaproic acid
US3979432A (en) Preparation of nitriles
JPH04217659A (en) Production of aziridine compound
US6844467B2 (en) Method for the production of glyceric acid
JP2006131566A (en) Production method for hydroxycarboxylic acid
US20030120111A1 (en) Catalysts and processes for the conversion of succinates to citraconates or itaconates
DUAN et al. Hydrolysis of Adiponitrile in Near‐critical Water