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La présente invention est relative à la préparation
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de sels d'acides a-hdrot.'$1lt.arcagtc butyriques de formule générale ! :
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Ciiccxt . SOOH dans laquelle R est un radical alkyle inférieur, en particu- lier, ceux qui conviennent pour être utilisés comme supplé- ments pour aliments pour des poussins ou poulets et d'autres animaux domestiques. L'invention concerne également les sup- pléments pour aliments contenant ces sels ainai que les ali- ments contenant ces suppléments. L'invention concerne parti-
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culièrempnt la préparation de sela d'acide a-hydroxy-1-mé- thylmercapto butyrique ainsi qae les suppléments pour ali- mente contenant le sel de calcium de cet acide en mélange à du phosphate tricalcique.
L'expression "alkyle inférieur", telle qu'elle est utilisée dans le présent mémoire, définit des radicaux alkyle ne posaédant pas plus de 4 atomes de carbone.
Dans un procédé connu de préparation de sels d'aci-
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de -hydroxy-1-mµthylmercapto-butyrique,le Y-m6thylmercap- to butyronitrile correspondent est d'abord préparé et il est ensuite hydrolysé de manière à former l'acide a-hydroxy car- boxylique correspondant. Ce procédé implique le traitement du nitrile par de l'acide sulfurique aqueux, la neutralisa- tion subséquente du mélange réactionnel à l'aide d'hydroxyde
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de calcium et l'élimination du sulfate de calcium par filtration du sel de calcium ou d'ammonium de l'acide carboxylique qui demeure en solution.
Cette opération est compliquée étant donné que les volumes de liquide à filtrer sont importants et que la filtration du sulfate de calcium précipité est extrêmement lente et qu'elle n'est pas facile à réaliser.
On a également proposé de réaliser l'hydrolyse du nitrile-à l'aide d'acide chlorhydrique. Dans ce cas, le mé- lange réactionnel ne peut pas être neutralisé étant donné que le chlorure de calcium demeurerait alors én solution. Au con- traire, l'excès d'acide doit être éliminé par extraction par solvant de l'acide carboxylique libre.
L'invention est basée sur la découverte que l'opé- ration est facilitée et qu'un produit plus pur est obtenu,
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lorsque l'on réalise l'hydrolyse de l'a-bydroxy--alkylmerc8pto- butyronitrile à l'aide d'acide phosphorique aqueux.
Dans une forme de réalisation de la présente inven-
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tion, l'oe-hydroxy-1-alkylmercapto butyrate d'ammonium et de calcium est isolé à l'état pur. Dans ce cas, l'excès d'acide phosphorique encore présent est éliminé par précipitation avec une quantité d'oxyde ou d'hydroxyde de calcium qui est de pré- férence choisie de manière à ce que le précipité consiste ex- clusivement ou de manière prédominante en phosphate dicalcique qui est un sous-produit de valeur. Le précipité de phosphate dicalcique peut être aisément séparé de la liqueur réactionnelle par filtration qui se déroule de manière beaucoup plus aisée que la filtration difficile des liqueurs réactionnelles conte- nant des précipités de sulfate de calcium.
A partir de la li- queur surnageante séparée, on peut récupérer le sel ammonique
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de l'acide carboxylique par évaporation du liquide jusqu'à siccité. Lorsqu'il est souhaitable de produire le sel de calcium, le liquide est chauffé avec la quantité requise d'hydroxyde de calcium, si bionique l'ammoniac est libéré
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et chassé. L'adroxy-1-alkylmercapto butyrate ainsi obtenu est plus pur que le composé produit par l'hydrolyse du nitrile avec de l'acide sulfurique.
Cette plus grande pureté des pro- duits préparés par le précédé selon la présente invention peut être constatée, par exemple, par le degré plus élevé d'acti- vité biologique de ces composés, activité exprimée en termes d'accroissement de poids des poussins ou poulets et par la
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teinte du produit qui, pour l'a-hydroxy--méthylmarcapto bu- tyrate de calcium est pratiquement blanche, contrairement à la teinte jaune crème du sel de calcium du même acide, lorsque celui-ci est préparé à l'aide d'acide sulfurique. De plus, le produit obtenu par le procédé-selon la présente invention est plus aisément soluble dans l'eau que le produit obtenu par le procédé connu.
Dans une forme particulièrement avantageuse de la présente'invention, l'acide a-hydroxy-Y-alkylmercapto buty- rique n'est pas séparé du phosphate de calcium précipité.
La quantité d'hydroxyde de calcium ajoutée pour la neutralisa- tion du mélange réactionnel peut être choisie, par exemple, de manière à produire, après l'évaporation du liquide, un mé- lange de phosphate dicalcique et de sel d'ammonium de l'acide carboxylique ou bien, par exemple, de manière à produire du phosphate dicalcique en mélange avec le sel de calcium de l'acide carboxylique. De cette manière , un mélange de supplé- ment pour aliments est obtenu , ce mélange contenant du
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phosphate de calcium qui est un élément nutritif ou un sup- plément pour aliments de par lui-même, ce qui est en accord avec la technique antérieure.
Cependant, jusqu'à présent,
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l'a-hydroxy-y.-alkylmercapto butyrate devait être préparé par . lui-même et, après l'élimination du sulfate de calcium ou de l'excès d'acide chlorhydrique, ce produit devait être mélangé à du phosphate de calcium préparé séparément* L'invention éli- mine par conséquent non seulement la préparation séparée de phosphate de calcium mais, par-dessus tout, elle élimine la nécessité de séparer le précipité de phosphate de calcium du mélange réactionnel, si bien que le procédé est fortement simplifié.
Il est évident que si l'on désire obtenir une teneur plus élevée en phosphate de calcium dans le supplément pour aliments, que la teneur fournie par le procédé de la pré- sente invention, on peut mélanger une quantité supplémentaire de phosphate de calcium au supplément obtenu.
Lors de la mise en oeuvre du procédé selon la pré- sente invention, le nitrile peut être traité par une solution' aqueuse d'acide phosphorique à environ 70 à 85 % en poids en une quantité suffisante pour dissoudre le nitrile à une tem- pérature de 30-75 C, ce qui représente environ 1,5 mole d'acide par mole de nitrile. L'acide phosphorique est ajouté au ni- trile à la température ambiante. La température s'élève spon- tanément jusqu'à environ 40 C et elle est ensuite élevée jusqu'à 65-75 C en l'espace d'environ 15-30 minutes. Au cours de cette période, le mélange réactionnel devient incolore et transparent. Le mélange réactionnel est maintenu à cette tempé- rature pendant 15-30 minutes.
De l'eau est ajoutée afin de diluer l'acide jusqu'à 10-20 % et la température est élevée
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jusqu'au point d'ébullition en l'espace -de 30-60 minutes.
Le chauffage au point d'ébullition est ensuite poursuivi pendant 1-2 heures.
Les opérations ultérieures dépendent du fait de savoir si le procédé concerne la préparation d'un mélange d'a-hydroxy-Y-alkylmercapto carboxylate et de phosphate de calcium ou de butyrate d'ammonium ou de calcium à l'état pur.
Dans le premier cas, on laisse refroidir le mé- lange réactionnel jusqu'à 40-50 C et de l'oxyde ou de l'hydro- xyde de calcium est ajouté en une quantité nécessaire pour la formation du phosphate dicalcique ou tricalcique et du spl d'ammonium ou de calcium de l'acide Ó-hydroxy-r-aklylmercap- to butyrique, plus un excès d'oxyde ou d'hydroxyde de calcium de 2 à 7 %. Le mélange est ensuite chauffé et évaporé jusqu'à siccité. Il n'est pas Fusible d'obtenir un mélange de phos- phate dicalcique et du sel de calcium de l'acide Ó-hydroxy-r-al- kylmercapto butyrique parce que l'addition d'hydroxyde ou d'oxyde de calcium au mélange se traduit par la transformation du phos- phate dicalcique en phosphate tricalcique avant la formation du sel de calcium dudit acide carboxylique.
Cependant, le phosphate tricalcique s'est révélé satisfaire à toutes les exigences d'un produit de qualité pour aliments.
Si l'on désire préparer le sel de calcium ou d'am- monium pur dudit acide carboxylique, il faut ajouter une quan- tité telle d'hydroxyde ou d'oxyde de calcium que le phosphate dicalcique soit précipité , la couche de liquide surnageante séparée du phosphate étant ensuite évaporée jusqu'à siccité.
Lorsque le sel de calcium pur de l'acide carboxyli- que est requis, le mélange réactionnel est dilué jusqu'à une teneur en acide de 10 % et de l'hydroxyde ou de l'oxyde de
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calcium est ajouté en une quantité nécessaire à la formation de phosphate dicalcique , plus un excès de 5 à 10 %. Le pré- cipité peut aisément être séparé par filtation et on obtient ainsi un produit blanc constitué de CaHPO4.2H2O qui répond à toutes les exigences de phosphate dicalcique de qualité pour aliments. De l'hydroxyde de calcium en excès par rapport à la quantité correspondant à la formation du sel de calcium de l'acide carboxylique, est ensuite ajouté et l'ammoniac libéré est chassé cependant qu'une petite quantité de préci- pité se forme, précipité qui est séparé par filtration.
A partir des sels d'ammonium ou de calcium d'acide carboxylique, on peut préparer d'autres selssi on le désire, par exemple, par double décomposition.
L'invention sera à présent illustrée à l'aide des exemples non limitatifs suivants.
Exemple 1
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bzz 5 g d'a-hydroxy-y..méthylmercapto butyronitrile brut sont introduits dans un récipient de réaction et l'on ajoute on l'espace de 5 minutes 30 g d'acide phosphorique d'une force de 85 %.
La température s'élève spontanément à 35-40 C et on l'élève ensuite jusqu'à 70 C en l'espace de 15 minutes. Au cours de cette dernière période, le mélange réactionnel laiteux devient transparent. Il est ensuite conservé à 70-72 C pendant
20 minutes, après quoi on laisse la température retomber jusqu'à .
50 C et l'on ajoute 140 g d'eau. La température est ensuite.élevée jusqu'au point d'ébullition en l'espace de 50 minutes et le mélange est chauffé au reflux pendant 2 heures, De l'eau est ensuite ajoutée afin d'ajuster le volume à environ 240 ml
Une suspension laiteuse d'hydroxyde de calcium (21,2 g, excès de
10 %) est ajoutée à 40-50 C si bien qu'il se forme un précipité
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de CaHPO4.2H2O, ce précipité étant préparé par filtration et lavé. Au filtrat on ajoute 6,5 g d'oxyde de calcium ce qui re- présente un excès de 2 g par rapport à la quantité requise, cette addition s'effectuant à 50 C. La température du mélange est éle- ' vée jusqu'à 80 C et on maintient cette température de 80-90 C pendant environ 3 heures.
A ce moment, la petite quantité sup- plémentaire de phosphate de calcium, à savoir environ 2 g, est séparée par filtration e le filtrat est concentré jusqu'à sic- cité. Le résidu est constitué par 25 g d'Ó-hydryx-r-méthylmercap- to butyrate de calcium parfaitement soluble dans l'eau.
Exemple 2
On répète le mode opératoire de l'exemple 1, si ce n'est que l'on omet la seconde filtration, De cette manière, une quantité de 2 g de CaHPO4.2H2O demeure en mélange à l'a-hydroxy- Y-méthylmercapto butyrate de calcium et le rendement total en produit est de 27 g.
Exemple 3
On répète le mode opératoire de l'exemple 1, jusqu'à et y compris l'opération de chauffage au reflux du mélange réac- tionnel. Ce dernier est ensuite admis à refroidir jusqu'à 40-50 C et il est alors mélangé à une suspension aqueuse de 37,3 g d'hy- droxyde de calciwn, ce qui représente un excès d'environ 7 % par rapport à la quantité nécessaire pour former le sel de calcium d'acide carboxylique et le phosphate tricalcique à partir de l'entièreté des ions acide phosphorique présents. Ensuite on élève la température du mélange à 80-90 C et l'ammoniac libéré est chassé, après quoi le mélange réactionnel est évaporé jusqu'à siccité.
Le rendement est de 71 g, avec une teneur en humidité de 3 %.
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Exemple
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10,9 g dt a-hydroxy-1-éthylmercapto butyronitrile brut sont introduits dans un récipient de réaction et on ajoute en- suite 15 g d'acide phosphorique d'une force de 85 %, La tem - pérature est élevée à 70-72 C en l'espace de 15 minutes qt le mé- lange réactionnel devient transparent. Après 20 minutes à cette température, on laisse refroidir le mélange jusqu'à 50 C et on ajoute 70 g d'eau, Après chauffage au reflux pendant 2 heures, le mélange réactionnel est à nouveau refroidi jusqu'à environ 45 C et l'on ajoute 18,5 g d'hydroxyde de calcium. Le mélange réactionnel est chauffé à 80-90 C et l'ammonicac libéré est chauffé.
L'évaporation jusqu'à siccité donne 36g d'un mélange de.phosphate
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tricalcique et du sel de calcium de l'acide a-hydroxy-'-éthylmer capto-butyrique avec une teneur en humidité de 2 %.
Exemple 5
On répète le mode opératoire de l'exemple 4 si ce n'est que 'on utilise comme matière de départ 12,Og d'
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-hydroxy-1-isopropylmercapto butronitrile. 37,2 g d'un mélange de phosphate tricalcique et du sel de calcium de l'acide
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0-hydroxy-y-isopropylmercapto butyrique sont obtenus, avec une teneur en humidité de 3 %.
REVENDICATIONS......
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to the preparation
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salts of a-hdrot. '$ 1lt.arcagtc butyric acids of general formula! :
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Ciiccxt. SOOH in which R is lower alkyl, in particular those which are suitable for use as feed supplements for chicks or chickens and other domestic animals. The invention also relates to food supplements containing these salts and to foods containing these supplements. The invention relates in part to
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Especially in the preparation of α-hydroxy-1-methylmercapto butyric acid salt as well as in food supplements containing the calcium salt of this acid mixed with tricalcium phosphate.
The term "lower alkyl", as used herein, defines alkyl radicals having no more than 4 carbon atoms.
In a known process for the preparation of acid salts
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of -hydroxy-1-methylmercapto-butyric, the corresponding Y-methylmercapto butyronitrile is first prepared and it is then hydrolyzed so as to form the corresponding α-hydroxy carboxylic acid. This process involves the treatment of the nitrile with aqueous sulfuric acid, the subsequent neutralization of the reaction mixture with hydroxide.
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of calcium and the removal of calcium sulfate by filtration of the calcium or ammonium salt of the carboxylic acid which remains in solution.
This operation is complicated since the volumes of liquid to be filtered are large and the filtration of the precipitated calcium sulphate is extremely slow and it is not easy to carry out.
It has also been proposed to carry out the hydrolysis of the nitrile using hydrochloric acid. In this case, the reaction mixture cannot be neutralized since the calcium chloride would then remain in solution. On the contrary, the excess acid must be removed by solvent extraction of the free carboxylic acid.
The invention is based on the discovery that the operation is facilitated and that a purer product is obtained,
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when hydrolysis of α-bydroxy-alkylmerc8ptobutyronitrile is carried out with the aid of aqueous phosphoric acid.
In one embodiment of the present invention
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tion, ammonium calcium α-hydroxy-1-alkylmercapto butyrate is isolated in the pure state. In this case, the excess phosphoric acid still present is removed by precipitation with an amount of calcium oxide or hydroxide which is preferably chosen so that the precipitate consists exclusively or exclusively of predominantly in dicalcium phosphate which is a valuable by-product. The dicalcium phosphate precipitate can be easily separated from the reaction liquor by filtration which proceeds much more easily than the difficult filtration of reaction liquors containing precipitates of calcium sulfate.
From the separated supernatant liquor, the ammonium salt can be recovered.
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carboxylic acid by evaporating the liquid to dryness. When it is desirable to produce the calcium salt, the liquid is heated with the required amount of calcium hydroxide, if bionic ammonia is released
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and hunted. The hydroxy-1-alkylmercapto butyrate thus obtained is purer than the compound produced by the hydrolysis of the nitrile with sulfuric acid.
This greater purity of the products prepared by the precedent according to the present invention can be observed, for example, by the higher degree of biological activity of these compounds, activity expressed in terms of increase in the weight of the chicks or chickens and by the
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color of the product which, for calcium α-hydroxy - methylmarcaptobutyrate, is practically white, unlike the creamy yellow color of the calcium salt of the same acid, when this is prepared with acid sulfuric. In addition, the product obtained by the process according to the present invention is more easily soluble in water than the product obtained by the known process.
In a particularly advantageous form of the present invention α-hydroxy-Y-alkylmercaptobutyric acid is not separated from the precipitated calcium phosphate.
The amount of calcium hydroxide added for the neutralization of the reaction mixture can be chosen, for example, so as to produce, after evaporation of the liquid, a mixture of dicalcium phosphate and ammonium salt of the liquid. carboxylic acid or, for example, so as to produce dicalcium phosphate mixed with the calcium salt of the carboxylic acid. In this way, a food supplement mixture is obtained which mixture contains
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calcium phosphate which is a nutrient or food supplement by itself, which is in accordance with the prior art.
However, so far,
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α-hydroxy-y.-alkylmercapto butyrate had to be prepared by. itself and, after removal of calcium sulfate or excess hydrochloric acid, this product had to be mixed with separately prepared calcium phosphate. The invention therefore eliminates not only the separate preparation of calcium phosphate but, above all, it eliminates the need to separate the calcium phosphate precipitate from the reaction mixture, so that the process is greatly simplified.
It is evident that if it is desired to obtain a higher content of calcium phosphate in the food supplement than the content provided by the process of the present invention, an additional amount of calcium phosphate can be mixed with the supplement. got.
In carrying out the process according to the present invention, the nitrile can be treated with an aqueous solution of phosphoric acid at about 70 to 85% by weight in an amount sufficient to dissolve the nitrile at a temperature. of 30-75 C, which represents about 1.5 moles of acid per mole of nitrile. Phosphoric acid is added to nitrile at room temperature. The temperature rises spontaneously to about 40 ° C and is then raised to 65-75 ° C within about 15-30 minutes. During this time, the reaction mixture becomes colorless and transparent. The reaction mixture is kept at this temperature for 15-30 minutes.
Water is added to dilute the acid up to 10-20% and the temperature is raised
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to boiling point within 30-60 minutes.
Heating to the boiling point is then continued for 1-2 hours.
Subsequent operations depend on whether the process is for the preparation of a mixture of α-hydroxy-Y-alkylmercapto carboxylate and pure calcium phosphate or ammonium or calcium butyrate.
In the first case, the reaction mixture is allowed to cool to 40-50 ° C. and calcium oxide or hydroxide is added in an amount necessary for the formation of the dicalcium or tricalcium phosphate and the calcium hydroxide. ammonium or calcium spl of Ó-hydroxy-r-aklylmercap- to butyric acid, plus an excess of calcium oxide or hydroxide of 2 to 7%. The mixture is then heated and evaporated to dryness. It is not fusible to obtain a mixture of dicalcium phosphate and the calcium salt of Ó-hydroxy-r-al-kylmercaptobutyric acid because the addition of calcium hydroxide or oxide to the calcium salt. mixing results in the conversion of the dicalcium phosphate into tricalcium phosphate before the formation of the calcium salt of said carboxylic acid.
However, tricalcium phosphate has been shown to meet all the requirements for a food grade product.
If it is desired to prepare the pure calcium or ammonium salt of said carboxylic acid, such an amount of calcium hydroxide or oxide must be added that the dicalcium phosphate is precipitated, the supernatant layer of liquid. separated from the phosphate being then evaporated to dryness.
When the pure calcium salt of the carboxylic acid is required, the reaction mixture is diluted to an acid content of 10% and the hydroxide or oxide.
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Calcium is added in an amount necessary for the formation of dicalcium phosphate, plus an excess of 5-10%. The precipitate can easily be removed by filtration and thus a white product of CaHPO4.2H2O is obtained which meets all the requirements for food grade dicalcium phosphate. Calcium hydroxide in excess of the amount corresponding to the formation of the calcium salt of the carboxylic acid is then added and the liberated ammonia is driven off while a small amount of precipitate is formed, precipitate which is separated by filtration.
From the ammonium or calcium salts of the carboxylic acid, other salts can be prepared if desired, for example, by double decomposition.
The invention will now be illustrated with the aid of the following non-limiting examples.
Example 1
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bzz 5 g of crude α-hydroxy-y..methylmercapto butyronitrile are introduced into a reaction vessel and 30 g of phosphoric acid of 85% strength are added over the course of 5 minutes.
The temperature spontaneously rises to 35-40 C and is then raised to 70 C within 15 minutes. During this last period, the milky reaction mixture becomes transparent. It is then stored at 70-72 C for
20 minutes, after which the temperature is allowed to drop to.
50 C and 140 g of water are added. The temperature is then raised to the boiling point within 50 minutes and the mixture is heated under reflux for 2 hours, water is then added in order to adjust the volume to about 240 ml.
A milky suspension of calcium hydroxide (21.2 g, excess of
10%) is added at 40-50 C so that a precipitate forms
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of CaHPO4.2H2O, this precipitate being prepared by filtration and washed. To the filtrate are added 6.5 g of calcium oxide, which represents an excess of 2 g relative to the quantity required, this addition being carried out at 50 ° C. The temperature of the mixture is raised to at 80 ° C. and this temperature of 80-90 ° C. is maintained for about 3 hours.
At this point the additional small amount of calcium phosphate, ie about 2 g, is filtered off and the filtrate is concentrated to dryness. The residue consists of 25 g of calcium Ó-hydryx-r-methylmercapto butyrate which is perfectly soluble in water.
Example 2
The procedure of Example 1 is repeated, except that the second filtration is omitted. In this way, a quantity of 2 g of CaHPO4.2H2O remains mixed with the α-hydroxy-Y- calcium methylmercapto butyrate and the total product yield is 27 g.
Example 3
The procedure of Example 1 is repeated up to and including the operation of heating the reaction mixture to reflux. The latter is then allowed to cool to 40-50 C and it is then mixed with an aqueous suspension of 37.3 g of calcium hydroxide, which represents an excess of about 7% over the mixture. amount necessary to form the calcium salt of carboxylic acid and tricalcium phosphate from all of the phosphoric acid ions present. Then the temperature of the mixture is raised to 80-90 C and the liberated ammonia is removed, after which the reaction mixture is evaporated to dryness.
The yield is 71 g, with a moisture content of 3%.
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Example
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10.9 g of crude α-hydroxy-1-ethylmercapto butyronitrile are introduced into a reaction vessel and 15 g of phosphoric acid with a strength of 85% are then added. The temperature is raised to 70- 72 ° C within 15 minutes when the reaction mixture becomes transparent. After 20 minutes at this temperature, the mixture is allowed to cool to 50 C and 70 g of water are added. After heating under reflux for 2 hours, the reaction mixture is again cooled to about 45 C and the 18.5 g of calcium hydroxide are added. The reaction mixture is heated to 80-90 C and the liberated ammonia is heated.
Evaporation to dryness gives 36g of a phosphate mixture.
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tricalcium and calcium salt of α-hydroxy -'-ethylmer capto-butyric acid with a moisture content of 2%.
Example 5
The procedure of Example 4 is repeated except that 12, Og d 'is used as starting material.
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-hydroxy-1-isopropylmercapto butronitrile. 37.2 g of a mixture of tricalcium phosphate and the calcium salt of the acid
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0-hydroxy-y-isopropylmercapto butyric acid are obtained, with a moisture content of 3%.
CLAIMS ......
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