Способ непрерывного получения -аланина

П ИСАН ИЕ ЗОБРЕТЕН ИЯ Сфю СоветскннСоцмелмстическнхреспублик А Т Е Н Т У(23) Приоритет - (31) %РС 07 с/15 5 осударственнын ноннтеСовата Мнннстров СССРоо делам нзооретеннйн откритнй 5 (33) ГДР 5. 1 1.78.6 тол л ования описани тень4 16.11.78(43) Опубликовано (45) Пата опублик Иностранцымидт, Вопьфганг Бамберг, Дитевнг Шнайдер и Эрхард Шорм 72) Авторы изобретени дт,овхим оп остранное предприятие(71) Заявител СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ 9 -АЛАНИНА Изобретение относится к усовершенствованному способу получения Ь -апанина, используемого в качестве исходного соединения для получения пантотеновой кислоты.Известно большое число способов попучения-аланина, закпючвющихся в том, что газообразный ипи водный аммиак подвергают взаимодействию с акрипонитрипом при разпичных реакционных усповиях, выяепенный 1 Ь -аминопропионитрип образующийся в результате этой реак ции, гидропизуют до Ъ -апвнинв в киспой или щелочной среде Ц - 14Однако все эти способы обладают рядом существенных недостатков, основными из которых явпяктся: периодичность процессов, сложность аппаратурного оформления, образование побочных продуктов, в основном 5,) -иминодипропионовой кислоты, Ф /необходимость выдепения промежуточного продукта - Ъ -вминопропионитрипа, бопьшая продолжительность процесса, относитепьно низкий выход целевого продукта,который в пучшем случае не превышает85 %. В связи с этим наиболее перспективным представпяется способ, в которомводный аммиак в присутствии углекислого аммония вводят ео взаимодействие сакрипонитрипом при 150-160 С и дввпении 24-25 атм, в результате чего попучвют -алании в одну стадию 15,Хотя при осуществлении этого способа Е отпадает необходимость в выделении промежуточного продукта --аминопропиовитрина, однако время реакции в данномслучае составляет 7-8 ч, а выход целевого продукта не превышает 40%.15 Бель изобретения - упрощение процесса, повышение выхода и качества целевого продукта. Поставленная цель достигаежз за счет того, что процесс проводятв двух реакторах трубчатого типа: в перрц вый реактор подают водный аммиак и дозируют через форсунку акрипонитрил соскоростью не менее 20 м/с, а во второмреакторе непосредственно поспе этого каммиачному раствору добавпяют 45%-ныйвОдный раствор едкого натре с небольшим избытком, поддерживая во всей системе давпевие 20-25 атм, полученный реак- ционныВ продукт освобождают от аммиаке, нейтрапизуют, концентрируют досуха и мо Вонетрийиминодипропиоиет, содержащийся в смеси сопей в качестве побочного продукта, попностью удаляют экстракцией метанопом.Согласно изобретению способ непре рывного получения Р -апанина осуществпяют, применяя систему двух реакторов трубчатого типа. В первой секции первого реактора нагревают 25%-ный водный раствор аммиака до 100-150 С, преиомушественно 125 С) и подают акрипонитрип с помощью форсунки при мопярном соотношении от 1:5 - 1:12, преимущественно 1:8 по отношению к аммиаку. При скорости потока не менее 20 и/с пере мешивание имеет место вишь в непосредственной области струи акрилонитрила. Такие условия смешения компонентов реакции гарантируют высокий выход (5 -аминопропионитрила, при этом время реек ции составляет примерно 1 мин.Во втором реакторе трубчатого типа к аммиачному реакционному раствору добавпяют 45%-ный водный раствор гидро- окиси натрия с небольшим избытком, ЗО причем температуре повышается до 130- 150 С. Благодаря клапану дпя сброса давления во всей системе поддерживают давление 20-25 ати. При этих условиях -ам инопропионитрил за короткое время, равное 35 примерно 2 мин, гидролиэуется с выходом 98-1 00% в натриевую соль 3-аленина. После прохождения клапана для сброса давления раствор натриевой сопи 3 -еленина освобожде 1 от от аммиака на дистилпяционной 40 копание, работающей под действием пара, причем 95 % аммиака, испопьзованного дня синтеза, регенерируется.Установлено, что благодаря высокой концентрации аммиака при повышенных 45 температурах ,-иминодипропионовея/кислота, являющаяся побочным продуктом процесса, может в известной степени превращаться в ф-апенин. В связи с этимметанольный раствор мононатриевой соли1, Р -иминодипропионата, образовавшийсяпри очистке-апанина или натриевойсопи Ь -апенина, освобождают с помощьюдистиппяции от метипового спирта и водный остаток поспе дистиппяции на отдепьной стадии способа нагревают в евтокпеве в течение 30-60 мин с 25%-ным водным раствором аммиака при 150190 С, преимущественно 150-175 фС. Приэтих условиях происходит образованиепримерно 50 % Ь -апенина. Реакционныйраствор отгонкой с мягким паром освобождают от аммиака и объединяют с щелочным гидролизным раствором, полученным на стадии получения натриевой сопи3 -апанича. Поскольку при осуществлении взаимодействия укаэанным образомне происходит никаких побочных реакций,практически вся выдепенная в качествепобочного продукта , Ь -иминодипропионовая кислота превращается в Ъ-аленин.Согласно изобретению общий выходцелевого продукта достигает примерно95 %. Благодари непрерывному проведению синтеза от акрипонитрила до натриевой соли-еленине в одну стадию отпадает необходимость в выделении промежуточного продукта - ф -аминопропионитрипа. Очень короткое время реакции делаетвозможным большие загрузки реагентовв расчете на реакционный объем.На чертеже приведена схеме осуществления способа,П р и м е р 1. В первой секции реактора трубчатого типа, который выполненв качестве трубчатого теппообменнике срубашкой 1, нагревают до температуры127 С 19,5 л/ч 25%-ного аммиака (4,42кг МНЗ, 260. моль). Во второй секции2 того же трубчатого реактора предварительно нагретый указанным образом аммиак смешивают с помощью форсунки с2,02 л/ч акрипонитрила (1,64 кг, 31моль) при скорости потока минимум20 м/с. При этом температура смеси повышается до 135-138 С. Во втором реекторе трубчатого типа 3 к выходящей из первого трубчатого реактора реакционной смеси прибавляют с помощью форсунки 2,24 и 45%-ного раствора гидроокиси натрия (1,49 кг КаОН, 37 мопь). При этом температура смеси еще раэ повы,шается до 140-150 С. В системе двух трубчатых реакторов с помощью клапана 4 поддерживают постоянное давление 25 ати. После прохождения этого клапане дпя сброса давления реакционная смесь частично испаряется благодаря теппообменнику 5 и попадает в непрерывно работающую ректификационную колонну 6, В гоповной части колонны производят отбор 25 %-ного водного раствора аммиака, который непосредственна снова может быть испопьзован в процессе, Свободный от аммиака продукт, который отбирают из нижней ча 633469ти колоннь, пропускают через холодильник 7 и охлаждают до комнатной температуры. В растворе доводят при охлаждении рН до 70 посредством прибавления 70%-ной серной кислоты и непосредственно после этого упаривают при нормальном давлении до сухого состояния. Попученные указанным способом 5,2 кг/ч твердого вещества интенсивно перемешивают при комнатной температуре с 5-6 кг метилового спирта в течение 10-30 мин, остаток отфильтровывают и промывают небольшим количеством метипового спирта. Высушенный остаток содержит 2,44 кг сернокислого натрия и 2,23 кг )Ъ -апанина, что15 соответствует выходу 81,0 %.П р и м е р 2. Полученный аналогично примеру 1 не содержащий аммиака продукт, который выделяют из нижней части копонны 6, обрабатывают по спе 20 дующей методике.В охлажденном растворе доводят с помощью катионообменника Вофатит КР 5 в форме Н рН до 7,0 и обменник промывают .пятикратным количеством воды.25 Раствор и промывные воды объединяют и упаривают при нормапьном давпении до сухого остатка. Полученные указанным образом 2,8 кг/ч твердого вещества интенсивно перемешивают при комнатной30 температуре с 5-6 кг метилового спирта в течение 10-30 мин, остаток отфильтровывают и промывают небопьшим количеством метипового спирта. Высушенный35 остаток содержит 2,23 кг-апанина со степенью чистоты 99-100%,П р и м е р 3. Полученный в примере 1 ипи 2 метанопьный экстракт с содержанием 70 г/и мононатриевой сопи4 О иминодипропионовой кислоты освобождают от метипового спирта с помощью дистиппяции с водяным паром, В водный раствор при охлаждении пропускают аммиак до тех пор, пока концентрация аммиака не составит . 25 %, Полученный указанным способом раствор переводят в автоклав и нагревают в течение 1 ч прио150 С, причем давление повышается до 24-25 ати, После окончания реакции раствор содержит 50,3% Р-епанина в расчете на испопьзованное копичество мононатриевой сопи иминодипропионовой кислоты.формула изобретенияСпособ непрерывного получения Р -аланина из акрипонитрипа и водного аммиака с последующим гидропизом образовавшегося Р -аминопропионитрила до 3-апанина при нагревании и повышенном давпении, о т и и ч а ю ш и й с я тем, что,с пелью упрощения процесса и повышениявыхода и качества целевого продукта, процесс проводят в двух реакторах трубчатоготипа: в первый реактор полают водный аммиак и дозируют через форсунку акрилонитрип со скоростью не менее 20 м/с,а. во втором реакторе непосредстввеннопоспе этого к аммиачному раствору добавляют 45%-ный водный раствор едкогопатра с небопьшим избытком,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент США % 2377401, кп.260-534, 05,06, 1945,2, Патент США Мо 2819303, кп,260-534, 07.01.1958,3, Патент ПНР Мо 48559, кл.12 6/01, 28,09.1964,4. Патент США Мо 2956080, кп.260-534, 11.10,1960.5. Белая Е. И., Жданович Е, С.,Евдокимова Г. С., Наумова Б. С. Изучение прямого аммонопиза акрипонитрипа,Химико-фармацевт, журнал 3, Ло 12, 40,1969,Составитепь С, ПпужновРедактор Л. Новожилова Техред С, Ьеца Корректор Е. ПаппЗаказ 6414/49 Тираж 517 Подпнсное 0 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий 113035, Москва ЖРаущская наб д. 4/5 Фипивп ППН "Патент, г, Ужгород, уп. Проектная, 4