[发明专利]一种氰醇法连续快速合成蛋氨酸的工艺

说明书

本发明提供一种氰醇法连续快速合成蛋氨酸的工艺，包括：（1）氨化反应：将氨和2‑羟基‑4‑甲硫基丁腈通入微通道反应器中进行氨化反应，控制反应温度60～200℃，反应物停留时间为0.5～8.0min，得到2‑氨基‑4‑甲硫基丁腈水溶液；（2）碱解反应：将步骤（1）2‑氨基‑4‑甲硫基丁腈水溶液和碱同时加入微通道反应器中进行反应，反应温度80～200℃，压力1.0～2.5MPa，反应停留时间10～60min，经后处理得到DL‑蛋氨酸。本发明采用氨化和无催化碱解工艺制备蛋氨酸，简化了蛋氨酸的制备工艺；选用微通道反应器在无催化剂条件进行氨化和碱解反应，反应时间快，收率高，影响产品收率和质量的原料热解聚合物及副反应产物大大减少，有利于工业化中蛋氨酸的成本降低和品质提高。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及一种一种氰醇法连续快速合成蛋氨酸的工艺。

背景技术

蛋氨酸又名甲硫氨酸，是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸，除了参与动物体内甲基的转移、磷的代谢和肾上腺素、胆碱、肌酸的合成外，还是合成蛋白质和胱氨酸的原料。蛋氨酸广泛用于医药、食品、饲料和化妆品等领域，其中作为饲料添加剂的用量最大，2018年我国的蛋氨酸的需求量达到了23万吨左右，进口量达到了近18万吨，将近80%的需求量依靠进口，国内蛋氨酸产能只有15万吨，远远不能满足需求。

目前DL-蛋氨酸合成工艺主要采用海因法，而海因法又分为钠盐工艺和钾盐工，所谓的钠盐工艺是以甲硫基丙醛为原料，经过与氢氰酸发生氰化加成反应，得到2-羟基-4-甲硫基丁腈（简称氰醇），氰醇再与氨、二氧化碳的水溶液反应，制备得到5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲（简称海因）水溶液（如专利CN1070178C和CN1321979C所述），或者甲硫基丙醛与氰化钠水溶液、碳铵水溶液的“三组分”反应，制备得到5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲和碳酸钠混合水溶液（如专利CN102659650B所述），得到的5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲水溶液或者5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲和碳酸钠混合水溶液再与氢氧化钠在高温（178℃）高压（1.5MPa）反应，得到DL-蛋氨酸钠和碳酸钠水溶液（简称钠盐皂化液），所述的皂化液中，蛋氨酸与钠离子的摩尔比为1:2.0～2.8，皂化液经过汽提脱氨后，经硫酸酸化、结晶，得到DL-蛋氨酸产品，副产硫酸钠，每生产1吨蛋氨酸，至少副产1.5吨的硫酸钠；所谓的钾盐工艺是以甲硫基丙醛为原料，经过与氢氰酸发生氰化加成反应，得到2-羟基-4-甲硫基丁腈（简称氰醇），氰醇再与氨、二氧化碳的水溶液反应，制备得到5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲水溶液，5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲水溶液与碳酸钾在高温（178℃）高压（1.5MPa）反应，得到DL-蛋氨酸钾和碳酸钾水溶液（简称钾盐皂化液），所述的皂化液中，蛋氨酸与钾离子的摩尔比为1:1.8～2.2，皂化液经过汽提脱氨后，经二氧化碳酸化、结晶，得到DL-蛋氨酸产品，含有少量蛋氨酸的碳酸氢钾母液经过加热脱碳后，循环至5-（β-甲硫基乙基）-乙内酰脲水溶液水解用碱，整个生产过程中不副产任何无机盐（如专利US4069251、US4303621和CN100410238C所述）。但海因法制备蛋氨酸在海因合成步骤加入氨、二氧化碳，在海因水解后又需将二氧化碳、氨从水解液中分离出来，实际参与合成原子利用的只有当量氨，大量的氨和二氧化碳仅仅在制备过程中不断循环，并消耗了较多能量；而海因法钠盐工艺产生较多低附加值无机盐，增加了成本且难以处理，钾盐工艺母液循环大量杂质会逐渐累积，有色杂质和蛋氨酸二肽等对蛋氨酸结晶和外观颜色品质均有较大影响，需要定期排除或处理一定量的母液，出于经济和环保考虑，处理过程往往较为复杂。

但是蛋氨酸除了上述海因法外，另外一种方法的制备方法是值得关注的，比如专利CN1103066A公开了一种在酮存在下通过将2-氨基-4-甲硫基丁腈化合物水解成蛋氨酸酰胺，随后用碱皂化为蛋氨酸或者一种蛋氨酸盐的方法。在该方法中，2-羟基-4-甲硫基丁腈在高压反应釜中进行氨化，氨水的浓度在60wt%以上，氨化温度为60℃左右，氨化时间在30min左右，得到的2-氨基-4-甲硫基丁腈收率可以达到99%，但是伴随着不可避免的副产物就是蛋氨酸二腈（大约为0.8%）。