CN101186935A - 使用酶促氰醇水解而制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其特征在于，该方法具有用酶水解氰醇的步骤，在有20mM氰离子存在下，甲基丙烯酸腈在20℃反应30分钟之后，酶的残余活性至少为在其他方面同样条件下不存在氰离子时使用的酶残余活性的90％。

Description

使用酶促氰醇水解而制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法

本发明涉及一种使用酶促氰醇水解而制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法。

丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，以下称为(甲基)丙烯酸烷基酯，其主要应用领域是制备聚合物和与其他可聚合的化合物的共聚物。

而且，甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯，是一种用于各种基于甲基丙烯酸(MAS)的特殊酯的重要原料，其通过与相应的醇进行酯交换反应而制得。

目前，甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸大多数从氢氰酸和丙酮开始通过所形成的丙酮合氰化氢(ACH)作为中间体而制备。

使用非ACH的原料的其他方法在相关专利文献中公开，并同时在生产规模中实现。与此相关，目前C-4基的原料，如异丁烯或叔丁醇作为起始物使用，其通过多个步骤转化为所希望的甲基丙烯酸衍生物。

此外，深入研究了丙烯作为基础原料的用途，其中，通过加氢甲酰化(成为异丁酸)步骤和脱水氧化步骤，可以获得中等收率的甲基丙烯酸。

已知，丙醛或丙酸作为基础原料使用，它们在工业方法中易于由乙烯和诸如一氧化碳的C-1原料获得。在这些方法中，在原位形成的β-羟基-羰基化合物脱水条件下，在醛醇化反应中与甲醛反应成相应的α，β-不饱和化合物。制备甲基丙烯酸及其酯的通用方法的综述在文献中有记载，如Weissermel，Arpe的“Industrielle organischeChemie”，VCH，Weinheim1994，第4版，第305页等或者Kirk Othmer“Encyclopedia of Chemical Technology”，第3版，第15卷，第357页。

众所周知，工业上以ACH为基础的方法，用高浓度硫酸(约100重量％的H₂SO₄)在反应的第一步，即所谓的酰胺化，在温度为80℃至约110℃时进行。

这种方法的代表是例如US专利4529816，其中，ACH酰胺化在约100℃温度下，以ACH∶H₂SO₄的摩尔比为约1∶1.5至1∶1.8进行。该方法中，相关方法的工艺步骤是：a)酰胺化；b)转化；和c)酯化。

除了上述方法具有较差的总收率，特别是在生产规模中，其带来大量废物和废气的产生，该方法的缺点是，必须使用大幅度化学计量过量的硫酸。而且，从在硫酸接触装置中再生的含硫酸氢铵和硫酸的过程酸(prozesssaeure)中分离焦油状的固体冷凝产物，该冷凝产物阻碍了过程酸的无困难运输并且必须用巨大的成本予以清除。

由于在上述US专利4529816的方法中巨大的收率损失，出现了一些建议，以在有水存在下将ACH酰胺化和水解，其中，分子结构中的羟基官能团至少在反应的第一步予以保留。

根据存在甲醇与否，在有水存在下进行的可替代的酰胺化的建议导致或者形成2-羟基异丁酸甲基酯(＝HIBSM)或者形成2-羟基异丁酸(＝HIBS)。

2-羟基异丁酸是制备甲基丙烯酸以及由此衍生的甲基丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯的中心中间体。

另外一种可替代的由ACH制备2-羟基异丁酸，尤其是2-羟基异丁酸甲基酯的方法公开在JP平成4-193845中。在JP平成4-193845中，ACH与0.8至1.25当量的硫酸在有低于0.8当量的水存在下在60℃以下首先酰胺化，接着在温度大于55℃时与大于1.2当量的醇，尤其是甲醇，反应成为HIBSM或者相应的酯。这里，并未探讨相对于反应基体是稳定的粘度降低介质的存在情况。

这些方法的缺点和问题是由于在反应结束时极度的粘度形成而带来的工艺实施。

在专利文献中描述了利用和通过脱水转化HIBSM成为甲基丙烯酸甲酯的一些途径。

除此之外，已知可以在矿物油存在下皂化腈官能团从而由丙酮合氰化氢(ACH)制备2-羟基异丁酸(见J.Brit.Chem.Soc.(1930)；Chem.Ber.72(1939)，800)。

这种方法的代表例如是日本专利公开文件昭和63-61932，其中，ACH在两步过程中皂化为2-羟基异丁酸。在此，在0.2-1.0mol水和0.5-2当量硫酸存在下首先反应ACH，其中形成相应的酰胺盐。在使用对于获得较好的收率、较短的反应时间和较低的过程酸废料量而言必需的较低水和硫酸浓度时，已经在该步骤中出现了巨大的问题，即由于反应批料的高粘度，尤其是临近反应时间结束时的高粘度，出现了酰胺化混合物的可搅拌性的问题。

如果提高水的摩尔量以保证低粘度，则会使反应严重减慢并且会出现副反应，尤其是使ACH裂解成起始物丙酮和氢氰酸，它们在这种反应条件下会进一步反应为副产物。根据日本专利公开文本昭和63-61932的教导，在提高温度时，虽然可以抑制反应混合物的粘度以及虽然由于下降的粘度而使相应的反应批料变得可搅拌，但是在中等的温度下已经极大地增加了副反应，最终这仅仅表现出中等的收率(见对比实施例)。

如果在保证选择性反应进行的＜50℃低温下进行操作，通过提高在这种反应条件下难溶的酰胺盐的浓度，会在临近反应时间结束时首先形成难以搅拌的悬浮液，并最后会使反应批料完全固化。

在日本专利公开文本昭和63-61932的第二步中，向酰胺化溶液中加入水，并在比酰胺化温度高的温度下水解，其中在释放硫酸氢铵条件下，由酰胺化后所形成的酰胺盐形成2-羟基异丁酸。

除了在反应中选择性地合成目的产物HIBS，对于工业工艺的经济性而言，从反应基体中分离或者从残留过程酸中除去HIBS也是非常重要的。

在JP昭和57-131736中，用于分离α-含氧异丁酸(＝HIBS)的方法解决了该问题，是通过在丙酮合氰化氢、硫酸和水反应之后通过水解裂解而获得的含α-羟基异丁酸和酸式硫酸氢铵的反应溶液用萃取剂处理，其中2-羟基异丁酸转移至萃取剂中，而酸式硫酸铵留在水相中。

根据该方法，在萃取之前，反应介质中仍然游离的硫酸通过用碱性介质进行处理而中和，从而提高有机萃取相中HIBS的萃取度。必需的中和反应会带来在铵式和矿物式碱方面的巨大额外成本，并会带来相应盐的大量沉淀，这些盐不能生态地和经济地去除。

JP昭和57-131736所述的用甲基丙烯酸酰胺-硫酸氢盐来合成MMA的方法(反应顺序：酰胺化-转化-水解酯化)的缺点总结如下：

a.)使用比ACH过量的高摩尔硫酸(在工业工艺中为约1.5-2当量硫酸/当量ACH)。

b.)在酰胺化步骤(约3-4％)和转化步骤(约5-6％)中的高收率损失，这最终表现为约91％的甲基丙烯酸酰胺硫酸盐最大收率。

c.)含水硫酸形式的大量废料流，其中溶解有硫酸氢铵和有机副产物。不确定的焦油残留物从该过程酸废料中沉积，其必须进行后处理或者高成本的处置。

JP昭和57-131736所述的用羟基异丁酸作为中心中间体合成MMA的方法(反应顺序：酰胺化-水解HIBS合成-MAS合成-水解酯化)的缺点总结如下：

a.)虽然使用比ACH过量的低摩尔的硫酸(仅约1.0当量硫酸/当量ACH)，但是会有大量的酰胺化介质的粘度和可搅拌性问题直至反应批料完全固化的问题；所建议的用醇(甲醇)或不同的酯稀释酰胺化介质在反应条件下会引起不完全的ACH反应、副反应的显著增加或者引起稀释剂的化学分解。

b.)在酰胺化步骤中高的收率损失(约5-6％)以及使用有机溶剂的高成本萃取，形成含水和HIBS的萃取剂相，这必须在高能量消耗下进行蒸馏加工以分离HIBS。每千克HIBS会产生约2kg过程酸废料，其除了66重量％的硫酸氢铵还含有34重量％的水(见日本公开文本昭和57-131736，实施例4)。在硫酸接触装置(＝SK装置)中再生高含水量的废料盐溶液会带来显著的能量消耗，这明显地限制了这种SK装置的容量。

所有这些方法的共同点是，从含硫酸氢铵的水性反应基体中分离HIBS具有非常大的成本。含HIBS的萃取相中过高的水量也决定了在后续MAS步骤中硫酸氢铵的夹带，其在工业规模中在可代表的期间内不再能连续运行。而且，在再生高浓度含水过程酸流以及萃取流时，高的能量消耗会使前述方式不经济，并且，相对于虽然是非选择性的、但却由于简单、少量的技术操作而符合目的的、成熟的方法，其没有提供真正的替代方式。

EP0487853记载了由丙酮合氰化氢(ACH)制备甲基丙烯酸的方法，其特征在于，第一步，在中等温度下，在有多相水解催化剂存在下ACH与水反应，第二步，2-羟基异丁酸酰胺与甲酸甲基酯或甲醇/一氧化碳反应，形成甲酰胺和羟基异丁酸甲酯，第三步，在有多相离子交换剂存在下，HIBSM与水皂化为羟基异丁酸，第四步，使HIBS脱水，其中，使其在高温下，在有溶解性碱金属盐存在下，在液相中反应。描述了经过HIBS制备甲基丙烯酸在约99％的高转化率下具有或多或少的定量选择性。许多必要的反应步骤和单个中间体的中间分离的必要性，尤其是在提高的压力下单个步骤的实行，会使方法复杂化，从而最终使方法不经济。

利用并通过脱水使HIBSM转化为甲基丙烯酸甲酯的几种方式在专利文献中有描述。

例如在EP0429800中，在有甲醇作为共同供料存在下，HIBSM或者HIBSM与相应的α-或β-烷氧基酯的混合物在气相中在多相催化剂上反应，该多相催化剂由结晶铝硅酸盐和由碱金属元素与贵金属构成的混合掺杂剂组成。

EP0941984关注一个类似的方式，其中记载了在由存在于SiO₂上的磷酸碱金属盐组成的多相催化剂存在下，HIBSM的气相脱水作为MMA合成的部分步骤。但是总而言之，这种多步方法很复杂，在部分步骤中需要提高压力并因此需要昂贵的设备，但仅能提供不令人满意的收率。

根据EP0429800、EP0487853和EP0941984的方法，制备(甲基)丙烯酸烷基酯的中心步骤是氰醇水解为羧酸酰胺。在此，通常可以使用含二氧化锰的催化剂。很多文件的例子可以参考DE1593320的公开文本。在DE1593320中描述了借助二氧化锰将腈水解为酰胺的方法，其中使用脂族腈时，收率达到超过90％。这种方法在高速度下提供了良好的收率。然而其缺点是催化剂的较低持久性。因此，在连续进行的方法中，在较短时间内必须中断生产以更换催化剂。这一过程具有很高的成本。尽管已经做出了很多努力以改进催化剂的有效时间，但是，根据前述方法，有限的催化剂寿命仍然在(甲基)丙烯酸烷基酯的生产中具有很高的成本因素。

此外，已知使用酶而从氰醇制备羧酸酰胺。合适的酶尤其包括腈水化酶。这种反应例如记载在″Screening，Characterization andApplication of Cyanide-resistant Nitrile Hydratases″Eng.Life.Sci.2004，4，No.6中。但是，这种反应的生产率很低，因而，这种羧酸酰胺的制备方式对于实现(甲基)丙烯酸烷基酯的生产而言至今也不具备工业意义。

鉴于现有技术，本发明现在的任务是提供一种羧酸酰胺的制备方法，其能够特别简单地、成本适宜地进行并且具有较高收率。一个特别的问题尤其在于提出一种方法，其能够在较高速度、较低能耗和较低收率损失条件下保证使用的催化剂有特别长的持久性。

此任务以及其他未详尽叙述的任务通过具有权利要求1全部技术特征的方法得以解决，这些未详尽叙述的任务可以由开头讨论的上下文中轻易得到推导或得出。本发明方法合乎目的的改变由从属权利要求所保护。

通过一种制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法具有用酶水解氰醇的步骤，在有20mM氰离子存在下，在20℃经过30分钟后，甲基丙烯腈反应之后该酶的残余活性为在其他方面同样条件下没有氰离子时使用的酶残余活性的至少90％，这成功提供了一种制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其尤其能够简单地、成本适宜地进行并具有较高收率。

同时，通过本发明的方法，能够实现一系列的其它优点。其中尤其包括，通过本发明的方法，催化剂的寿命能够令人惊奇地大大延长。由此，该方法可以特别有效地并且成本适宜地进行，因为在装置的连续操作中，仅需要很少的用于更换催化剂的操作中断。另外，本发明要使用的催化剂可以非常简单地并且成本适宜地获得。此外，优选的能够用于水解氰醇的酶显示出令人惊奇的高生产率。

该方法避免使用大量硫酸作为反应物。相应地，本发明方法中不会生成大量硫酸氢铵。

因此，形成的副产物极少。此外，尤其考虑到高的选择性，能够达到高的转化率。本发明的方法具有低的副产物形成。

本发明的方法能够有效地制备(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯是由(甲基)丙烯酸衍生的酯。措辞(甲基)丙烯酸表示甲基丙烯酸、丙烯酸和二者的混合物。除了丙烯酸和甲基丙烯酸(2-甲基丙烯酸)，还特别包括具有取代基的衍生物。合适的取代基尤其包括卤素，如氯、氟和溴，以及含有优选1至10个碳原子，特别是1至4个碳原子的烷基。它们尤其包括β-甲基丙烯酸(丁烯酸)、α，β-二甲基丙烯酸、β-乙基丙烯酸以及β，β-二甲基丙烯酸。优选为丙烯酸和甲基丙烯酸(2-甲基丙烯酸)，其中特别优选的是甲基丙烯酸。优选的(甲基)丙烯酸烷基酯的醇基优选含有1至20个碳原子，特别优选具有1至10个碳原子以及特别优选具有1至5个碳原子。优选的醇基特别地来自于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，特别是正丁醇和2-甲基-1-丙醇、戊醇、己醇和2-乙基己醇，特别优选的是甲醇和乙醇。优选的(甲基)丙烯酸烷基酯特别包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸乙酯。

本发明的方法具有一个用酶水解氰醇的步骤，在有20mM氰离子存在下，在20℃经过30分钟后，甲基丙烯腈反应之后该酶的残余活性为在其他方面同样条件下没有氰离子时使用的酶残余活性的至少90％。根据本发明的一个优选方面，在有50mM氰离子存在下反应之后的残余活性可以为至少60％。

通常对酶的使用形式并不苛刻。例如能够以含酶的微生物形式使用酶。也可以使用该微生物的溶菌产物。这里优选使用产生酶的微生物。根据本发明的一个特殊方面，可以使用该微生物的静息细胞。在此，可以使用天然微生物或者经过分离和提纯的微生物。“分离和提纯的微生物”是指以比天然形式浓度高的微生物。另外，表示为腈水化酶的酶也能够以提纯形式使用。

根据本发明的一个优选实施方式，酶可以源自假单胞菌属(Pseudomonas)微生物。优选的假单胞菌属(Pseudomonas)微生物包括Pseudomonas marginalis或者Pseudomonas putida。本发明可用的酶源自的特别优选的假单胞菌属(Pseudomonas)微生物以编号DSM16275和DSM16276保藏。根据布达佩斯条约于2004年3月4日在Braunschweig的德国微生物和细胞培养保藏中心完成保藏。该菌株特别适合于产生本发明的酶。

微生物或酶例如通过这样一种方法获得，其中

a)一种产生腈水化酶的微生物，尤其是Pseudomonasmarginalis或者Pseudomonas putida，在微生物中形成酶的条件下进行发酵，

b)最早在通过对数生长周期之后获得细胞，

c)含酶微生物，必要时在提高细胞膜的渗透性之后，或者

d)细胞的溶菌产物，或者

e)在微生物细胞中的酶

可以通过已知措施进行分离。微生物优选可以作为静息细胞被分离。

待用培养基应当以适当方式满足各个菌株的要求。不同微生物培养基的描述包含在American Society for Bacteriology(WashingtonD.C.，USA，1981)的手册″Manual of Methods for GeneralBacteriology″中。

作为碳源可以使用的是糖和碳水化合物，例如葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、麦芽糖、蜜糖、淀粉和纤维素，油和脂肪，例如豆油、葵花油、花生油和可可油，脂肪酸例如棕榈酸、硬脂酸和亚油酸，醇，例如甘油和乙醇，以及有机酸，例如醋酸。这些物质可以单独或混合使用。

作为氮源可以有利地使用的是有机腈或酸酰胺，如乙腈、乙酰胺、甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、异丁酰胺或脲，或者与其他含氮化合物的组合，例如胨、酵母提取物、肉提取物、麦芽提取物、玉米胚质、黄豆粉和/或无机化合物，如硫酸铵、氯化铵、磷酸铵、碳酸铵和硝酸铵。这些氮源可以单独或混合使用。

作为磷源可以使用的是磷酸、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾或相应的钠盐。

培养基通常还含有生长所必需的金属盐，例如硫酸镁或硫酸铁。最后，还可以使用除了上述物质以外的必要生长物质，如氨基酸和维生素。所述应用物质能够以一次性批料形式加入培养物或者以合适方式在培养期间喂入。

控制培养物的pH值时，可以以合适方式使用碱性化合物，如氢氧化钠、氢氧化钾、氨或氨水，或者酸性化合物，如磷酸或硫酸。

抗发泡剂，如脂肪酸聚二醇酯，可以用于控制泡沫产生；为了保持需氧条件，要向培养物中引入氧气或含氧气体混合物，例如空气。

培养的温度一般为10℃至40℃，优选为10℃至30℃。培养优选可以继续，直至经过对数生长周期。该目标一般在10小时至70小时内实现。紧接着，优选收获细胞，洗涤并吸收到缓冲剂中作为pH值为6-9，尤其为6.8-7.9的悬浮液。细胞浓度为1-25％，特别为1.5-15％(湿重/V)。渗透性可以用物理方法或化学方法提高，例如甲苯，如Wilms等人，期刊Biotechnol，86卷(2001)，19-30页所述的，使得待转变的氰醇可以穿透细胞壁，并且羧酸酰胺可以离开。

根据本发明，使用氰醇(α-羟基羧酸腈)。该化合物本身是已知的，并且在例如Roempp Chemie Lexikon第2版的CD-ROM上公开。优选的氰醇尤其包括羟基乙腈、2-羟基-4-甲基硫代-丁腈、α-羟基-γ-甲基硫代丁腈(4-甲基硫代-2-羟基丁腈)、2-羟基丙腈(乳腈)和2-羟基-2-甲基丙腈(丙酮合氰化氢)，其中特别优选的是丙酮合氰化氢。

反应溶液中待反应氰醇的浓度不限制在确定范围。

为了避免由于基质而抑制酶活性，氰醇的浓度以干细胞物料形式的生物催化剂量计，一般保持在0.02至10w/w％，特别是0.1至2w/w％。基质可以在反应开始一起加入或者在反应过程中连续地或非连续地加入。

用湿度分析仪MA45(Startorius)确定干重。

水解氰醇所必需的水大多可以作为溶剂使用。

用于水解的水可以具有高纯度。但是并不强制要求这种性质。除了纯净水，还可以使用常规水或工艺水，它们具有或多或少的杂质。与此相应的是，也可以使用循环水进行水解。

如果氰醇在含水反应体系中的溶解度过低，则可以加入增溶剂。但是，该反应也可以替代地在两相体系水/有机溶剂中进行。

使用微生物细胞作为酶活性材料时，所用以干细胞物料形式的细胞量与基质量的比例优选为0.02至10w/w％。

分离的酶也可以根据常规已知技术固定，然后以这种方式使用。

此外，水解羧酸腈的反应混合物中还可以存在其他成分。它们尤其包括羰基化合物，如醛和酮，特别是那些用来制备优选作为羧酸腈使用的氰醇的化合物。例如丙酮和/或乙醛可以包含在反应混合物中。这些例如在US4018829A中所述。所加醛和/或酮的纯度通常不是特别重要。相应地，这些物质可能含有杂质，特别是醇，例如甲醇、水和/或α-羟基异丁酸甲基酯(HIBSM)。羰基化合物，特别是丙酮和/或乙醛的量，可以在反应混合物中以一个很宽的范围使用。羰基化合物的优选使用量为0.1-6mol，更优选为0.1-2mol/mol羧酸腈。

根据本发明的一个特别方面，在有氢氰酸或氢氰酸的盐存在下进行氰醇的水解。氰化物的起始浓度以所用氰醇计，优选为0.1mol％至3mol％氰化物，特别优选为0.5至3mol％氰化物。

完成氰醇水解反应的温度通常为-5至50℃，优选为0-40℃以及特别优选为10-30℃。

根据反应温度，水解反应可以在负压或高压下进行。该反应优选在压力范围为0.1-10bar，特别优选为0.5-50bar下进行。

另外，水解反应的反应时间尤其依赖于所用的羧酸腈、催化剂活性以及反应温度，其中这些参数的范围可以很宽。水解反应的反应时间优选为5分钟至200小时，特别优选为30分钟至100小时以及非常特别优选为2小时至5小时。

在连续方法中，停留时间优选为5分钟至100小时，特别优选为30分钟至50小时以及非常特别优选为2小时至10小时。

反应例如可以在固定床反应器或者在悬浮液反应器中进行。

除希望的羧酸酰胺以外，所得反应混合物通常可以含有其他成分，特别是未反应的氰醇以及任选地使用的丙酮和/或乙醛。相应地，可以提纯反应混合物，其中例如未反应的氰醇可以分裂成丙酮和氢氰酸，从而再次用于制备氰醇。同样适合于已分离的丙酮和/或乙醛。

此外，纯化的含羧酸酰胺的反应混合物可以通过离子交换柱从其他成分中提纯。

特别可以使用阳离子交换剂和阴离子交换剂。对此合适的离子交换剂本身是已知的。例如，合适的阳离子交换剂可以通过苯乙烯-二乙烯苯共聚物的磺化而获得。碱性阴离子交换剂包含季铵基，其与苯乙烯-二乙烯苯共聚物共价键合。

α-羟基羧酸酰胺的提纯尤其在EP-A-0686623中有较详细描述。

用于水解的羧酸腈可以通过各种方法获得。在本发明的方法中，羧酸腈的纯度，例如氰醇的纯度，通常并不重要。因此，提纯的或未提纯的羧酸腈都可以用于水解反应。例如酮，特别是丙酮，或者醛，例如乙醛、丙醛、丁醛，可以与氢氰酸反应生成相应的氰醇。这里，特别优选丙酮和/或乙醛以典型方法，在使用较少量碱金属(Alkali)或胺作为催化剂情况下进行反应。

上述水解反应用作制备(甲基)丙烯酸烷基酯方法的中间步骤。可以具有用于制备(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸烷基酯的氰醇的水解步骤的方法，尤其在EP-A-0406676、EP-A-0407811、EP-A-0686623和EP-A-0941984中述及。

所得α-羟基羧酸酰胺可以从氰醇例如反应成(甲基)丙烯酸酰胺，其接着可以与甲酸烷基酯，例如甲酸甲酯或者醇，转变成(甲基)丙烯酸烷基酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯。前述反应步骤在EP-A-0406676和EP-A-0686623中详细述及。

由氰醇制备(甲基)丙烯酸烷基酯也可以通过α-羟基羧酸烷基酯的脱水来完成，其事先由α-羟基羧酸酰胺通过醇解或酯交换而获得。该反应路线的单独步骤例如在EP-A-0407811或EP-A-0941984中有详细描述。

根据一个特别优选的实施方式，(甲基)丙烯酸烷基酯可以由羰基化合物、氢氰酸和醇用简单并且成本合适的方式通过包括以下步骤的方法获得：

A)通过至少一种羰基化合物与氢氰酸发生酯交换反应形成至少一种氰醇；

B)水解所述氰醇，形成至少一种α-羟基羧酸酰胺；

C)醇解所述α-羟基羧酸酰胺，其中获得至少一种α-羟基羧酸烷基酯；

D)所述α-羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸发生酯交换反应，其中形成至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯和至少一种α-羟基羧酸；

E)将所述α-羟基羧酸脱水，其中形成(甲基)丙烯酸。

通过特别是包含步骤D)的方法，可以达到特别的优点。因此，可以通过具有酯交换步骤的方法，以高收率获得(甲基)丙烯酸烷基酯。与EP-A-0941984所述方法相比，其也是特别合适的，在该方法中，α-羟基羧酸烷基酯可以迅速脱水为(甲基)丙烯酸烷基酯。令人惊奇地发现，通过α-羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸进行酯交换的额外反应步骤，可以达到总计较高的选择性。在此，形成极少的副产物。另外，尤其考虑到高选择性，可以达到高的转化率。本发明的方法可以成本适宜地，尤其是在低的能量需求下进行。在此，用于脱水和酯交换的催化剂可以长时间使用，而选择性或活性不下降。

步骤A)和步骤B)在之前已经详细描述。在紧接着的步骤C)中，所得α-羟基羧酸酰胺可以反应成α-羟基羧酸烷基酯。这例如可以通过使用甲酸烷基酯而完成。特别合适的是甲酸甲基酯或者甲醇和一氧化碳的混合物，该反应例如在EP-A-0407811中有描述。

优选α-羟基羧酸酰胺通过与优选具有1-10个碳原子、特别优选具有1至5个碳原子的醇进行醇解而完成反应。优选的醇尤其是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，特别是正丁醇和2-甲基-1-丙醇、戊醇、己醇、庚醇、2-乙基己醇、辛醇、壬醇和癸醇。特别优选作为醇使用的是甲醇和/或乙醇，其中最优选的是甲醇。羧酸酰胺与醇反应以获得羧酸酯通常是已知的。

反应例如可以用碱性催化剂加速。其包括均相催化剂以及多相催化剂。

均相催化剂包括碱金属醇盐和钛、锡和铝的有机金属化合物。优选使用一种钛醇盐或锡醇盐，例如四异丙基氧化钛或者四丁基氧化锡。多相催化剂尤其包括氧化镁、氧化钙以及如前所述的碱性离子交换剂。

α-羟基羧酸酰胺与醇的摩尔比，例如α-羟基异丁酸酰胺与甲醇的摩尔比，其本身并不重要，该比例优选为2∶1至1∶20。

反应温度同样可以范围很宽，其中反应速率通常随着温度升高而增加。温度上限通常由所用醇的沸点得出。反应温度优选为40-300℃，特别优选为160-240℃。根据反应温度，反应可以在负压或高压下进行。该反应优选在0.5-35bar压力范围内，特别优选在5至30bar压力范围内进行。

通常，所生成的氨从反应体系导出，其中，反应大多在沸点处进行。

在醇解时释放的氨可以用简单的方式送回至总工艺中。例如，氨与甲醇可以反应为氢氰酸。这在例如EP-A-0941984中有描述。此外，氢氰酸可以根据BMA-或Andrussow-方法由氨和甲烷获得，这种方法在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry第5版的CD-ROM，索引“Inorganic Cyano Compounds”中有描述。

在紧接着的步骤D)中，α-羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸反应，获得了(甲基)丙烯酸烷基酯以及α-羟基羧酸。

根据本发明的另一个方面，α-羟基羧酸烷基酯可以与(甲基)丙烯酸反应。对此可用的(甲基)丙烯酸本身是已知的并且可以商购得到。除了丙烯酸和甲基丙烯酸(2-甲基丙烯酸)，还特别包括含有取代基的衍生物。合适的取代基特别包括卤素，如氯、氟和溴，以及可以含有优选1至10个碳原子、特别优选1至4个碳原子的烷基。它们尤其包括β-甲基丙烯酸(丁烯酸)、α，β-二甲基丙烯酸、β-乙基丙烯酸以及β，β-二甲基丙烯酸。优选为丙烯酸和甲基丙烯酸(2-甲基丙烯酸)，其中特别优选的是甲基丙烯酸。

对此所用的α-羟基羧酸烷基酯本身是已知的，其中，酯的醇基优选具有1至20个碳原子，特别具有1至10个碳原子以及特别优选具有1至5个碳原子。优选的醇基特别地来自于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，特别是正丁醇和2-甲基-1-丙醇、戊醇、己醇和2-乙基己醇，特别优选的是甲醇和乙醇。

用于酯交换反应的α-羟基羧酸烷基酯的酸基优选来自于(甲基)丙烯酸，其可以通过α-羟基羧酸脱水而获得。例如如果使用甲基丙烯酸，则应用α-羟基异丁酸酯。例如如果使用丙烯酸，则优选应用α-羟基异丙酸。

优选使用的α-羟基羧酸烷基酯为α-羟基丙酸甲酯、α-羟基丙酸乙酯、α-羟基异丁酸甲酯和α-羟基异丁酸乙酯。

除了反应物，反应混合物还可以含有其他成分，例如溶剂、催化剂、阻聚剂和水。

羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸的反应可以用至少一种酸或至少一种碱来催化。这里，不仅可以使用均相催化剂，还可以使用多相催化剂。特别合适作为酸式催化剂的尤其是无机酸，例如硫酸或盐酸，以及有机酸，例如磺酸，特别是对甲苯磺酸以及酸性阳离子交换剂。

特别合适的阳离子交换树脂特别包括含有磺酸基的苯乙烯-二乙烯基苯聚合物。特别合适的阳离子交换树脂能够以商品名为

商购自Rohm&Haas公司和以商品名为

商购自Bayer公司。

催化剂的浓度以所使用的α-烷基羟基羧酸酯和所使用的(甲基)丙烯酸总和计，优选可以处于1至30重量％，特别优选5至15重量％范围内。

优选可用的阻聚剂尤其包括吩噻嗪、叔丁基邻苯二酚、氢醌单甲基醚、氢醌、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶子基氧(TEMPOL)或它们的混合物；其中，通过使用氧气可以部分地改进这些阻聚剂的效果。阻聚剂以所使用的α-烷基羟基羧酸酯和所使用的(甲基)丙烯酸总和计，能够使用的浓度范围是0.001至2.0重量％，特别优选是0.01至0.2重量％。

反应优选在50℃至200℃温度范围内进行，特别优选为70℃至130℃，特别为80℃至120℃以及非常特别优选为90℃至110℃。

根据反应温度，反应可以在负压或高压下进行。优选这种反应在0.02-5bar压力范围进行，特别为0.2至3bar以及特别优选为0.3至0.5bar。

(甲基)丙烯酸与α-羟基羧酸烷基酯的摩尔比优选为4∶1-1∶4，特别为3∶1至1∶3以及特别优选为2∶1-1∶2。

选择性优选为至少90％，特别优选为98％。选择性定义为基于反应的α-羟基羧酸烷基酯和(甲基)丙烯酸的物质总量，所形成的(甲基)丙烯酸烷基酯和α-羟基羧酸的物质总量所占比例。

根据本发明的一个特别方面，在有水存在条件下完成酯交换反应反应。水量基于所用α-羟基羧酸烷基酯的重量，其范围优选是0.1-50重量％，特别优选是0.5-20重量％以及非常特别优选为1-10重量％。

通过加入少量的水，令人惊奇地可以提高反应的选择性。尽管加入了水，但是令人惊奇地保持了低的甲醇形成。在基于所用α-羟基羧酸烷基酯的重量，水的浓度为10至15重量％时，在反应温度为120℃并且反应时间或停留时间为5至180分钟时，优选形成低于5重量％的甲醇。

可以间歇式或连续式进行酯交换反应，其中优选连续式方法。

酯交换的反应时间取决于应用的摩尔量以及反应温度，其中这些参数的范围可以很宽。α-羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸的酯交换反应时间优选范围是30秒至15小时，特别优选是5分钟至5小时以及非常特别优选是15分钟至3小时。

在连续方法中，停留时间优选为30秒至15小时，特别优选为5分钟至5小时以及非常特别优选为15分钟至3小时。

在由α-羟基异丁酸甲酯制备甲基丙烯酸甲酯时，温度优选为60至130℃，特别优选为80至120℃以及非常特别优选为90至110℃。压力优选为50至1000mbar，特别优选为300至800mbar。甲基丙烯酸与α-羟基异丁酸甲酯的摩尔比优选为2∶1-1∶2，特别为1.5∶1-1∶1.5。

附图说明

图1示意了用于进行交换反应的装置流程图；

图2表示进行反应蒸馏的一个优选实施方式；

图3和图4分别表示根据氰化物浓度的甲基丙烯腈反应的相对活性；以及

图5和图6表示用菌种MA113和MA31达到的时间上的反应过程。

酯交换反应可以例如在图1所示装置中完成。羟基羧酸酯，例如羟基异丁酸甲酯通过管线(1)通入含有阳离子交换树脂的固定床反应器(3)中。(甲基)丙烯酸，例如2-甲基丙烯酸通过管线(2)或者管线(17)加入到固定床反应器(3)中。管线(2)可以与其他管线，例如管线(9)和管线(13)相连，以减少进入反应器的管线数量。但是，管线(9)、(13)和/或(17)也可以直接通入到固定床反应器中。在前述反应条件下形成反应混合物，除了甲醇以及未反应的羟基异丁酸甲酯和甲基丙烯酸以外，其含有反应产物羟基异丁酸以及甲基丙烯酸甲酯。该反应混合物通过管线(4)通入蒸馏器(5)中。在蒸馏器(5)中获得作为馏出物的水、甲基丙烯酸甲酯以及甲醇，它们作为顶部产物通过管线(7)通入相分离器(8)中。在上层相中聚集了甲基丙烯酸甲酯以及甲醇，通过管线(10)将它们从系统中提取。在相分离器(8)的下层相中特别地聚集了水，通过管线(11)可以将其从系统中去除或者通过管线(9)可以将其通入固定床反应器(3)中。

羟基异丁酸甲酯、羟基异丁酸以及甲基丙烯酸可以从贮槽中获得，它们可以通过管线(6)通入第二蒸馏器(12)中。在这里，将羟基异丁酸甲酯以及甲基丙烯酸蒸馏出来，它们通过管线(13)送回到酯交换反应。蒸馏器贮槽中的羟基异丁酸通过管线(14)通入用于脱水的反应器(15)中。由此获得的甲基丙烯酸可以通过管线(17)送入前述酯交换反应或者通过管线(16)从系统移除。

根据一个特别优选的实施方式，可以在蒸馏器中完成酯交换。在此过程中，催化剂可以添加到蒸馏器的任何区域中。例如，催化剂可以提供到贮槽区域中或者柱区域中。但是，起始物应当与催化剂接触。此外，催化剂可以提供到蒸馏器的分隔区域中，其中，该区域与蒸馏器的其他区域相连，例如与贮槽和/或柱相连。这种催化剂区域的分隔设置是优选的。

通过这种优选的设计，反应的选择性令人惊奇地成功得到提高。与此相关要理解的是，反应的压力可以不依赖蒸馏柱内的压力而调整。由此，可以保持低的沸点，而不会使反应时间或者停留时间相应升高。此外，反应的温度可以在宽的范围上变化。由此，反应时间缩短。另外，催化剂的体积可以任意选择，而不必考虑柱的几何形状。另外，例如还可以添加其他反应物。所有这些措施都有助于提高选择性以及提高生产率，其中能达到令人惊奇的协同作用。

在此过程中，将α-羟基羧酸烷基酯，例如α-羟基异丁酸甲酯送到蒸馏器。另外，将(甲基)丙烯酸，例如甲基丙烯酸引入蒸馏器。蒸馏条件优选这样执行，即通过蒸馏恰好将产物从蒸馏器中导出，其中第二产物留在贮槽中并连续地从中去除。在应用低碳数醇的时候，特别是乙醇或甲醇，(甲基)丙烯酸烷基酯优选通过蒸馏从反应混合物提取出来。起始物循环地经过催化剂区域。由此，连续地形成(甲基)丙烯酸烷基酯以及α-羟基羧酸。

反应蒸馏的一个优选的实施方式在图2中图示说明。起始物可以通过共用的管线(1)或者分别通过两个管线(1)和(2)通入蒸馏柱(3)。优选通过分隔的管线添加起始物。因此，起始物可以在相同的阶段或者在柱的任意位置输入。

反应物的温度可以通过在输送的热交换器进行调整，其中必要装置未在图1中表示。在一个优选的方案中，起始物分别计量加入到柱中，其中易沸腾成分的添加在难沸腾化合物的通入位置下方。在这种情况下，易沸腾成分以蒸汽形态加入。

每种具有两个或多个分离级的多级蒸馏柱(3)都可以用于本发明。在本发明中，层板柱中的层板数目，或者在填充(Packung)柱或含有填充体的柱情况下理论分离级的数目，都被称为分离级的数目。

一个具有层板的多级蒸馏柱的例子包括那些如泡罩板、筛板、通道板、阀门板、缝隙板、筛缝板、筛罩板、喷嘴板、离心板，含有填充体的多级蒸馏柱的例子包括那些如Raschig-环、Lessing-环、Pall-环、Berl-鞍、Intalox-鞍，具有填充物的多级蒸馏柱的例子包括那些如Mellapak(Sulzer)、Rombopak(Kühni)、Montz-Pak(Montz)以及具有催化剂袋的填充物类型，例如Kata-Pak。

同样可以使用具有由层板区域、由填充体区域或由填充物区域相结合的蒸馏柱。

可以给柱(3)安装构件。该柱优选具有一个冷凝蒸汽的冷凝器(12)和一个贮槽蒸发器(18)。

蒸馏装置优选具有至少一个区域，下文称之为反应器，其中至少设置一种催化剂。该反应器位于蒸馏柱内部。但是该反应器优选置于柱(3)外部的一个分隔区域中，这种优选的实施方式在图2中进一步阐述。

为了在分隔的反应器(8)中进行酯交换反应，在柱内部，部分向下流动的液相可以通过一个收集器接收，并作为分流(4)从柱中导出。收集器的位置通过单个成分在柱中的浓度分布来确定。浓度分布可以由温度和/或回流而控制。收集器优选这样定位，即从柱中流出的液流含有两种反应物，特别优选的是具有足够高浓度的反应物以及最优选的是酸∶酯＝1.5∶1至1∶1.5摩尔比例的反应物。此外，可以在蒸馏柱的不同位置设置多个收集器，通过提取的反应物的量可以调节摩尔比。

而且，还可以向从柱中流出的液流加入其他反应物，例如水，从而在交叉酯交换反应中调整酸/酯的产物比或者提高选择性。水可以通过一个管线从外部引入(在图1中未表示)或者从相分离器(13)中提取。接着，富集水的液流(5)的压力用一个增压设备(6)升高，例如泵。

通过提高压力，可以在反应器中，例如在一个固定床反应器中，减少或阻止蒸汽的形成。因此，可以达到反应器的均匀流动以及催化剂颗粒的湿润。液流可以流经热交换器(7)，反应温度得到调整。液流可以根据需要得到加热或冷却。而且，酯与酸的产物比例可以通过反应温度进行调整。

在固定床反应器(8)中，在催化剂上发生酯交换反应。反应器可以向下或向上穿流。含有一定量产物和未反应起始物的反应器导出流(9)首先流经热交换器(10)并调整至一个在引入到蒸馏柱时有利的温度，其中，反应器导出流中成分的量取决于停留时间、催化剂量、反应温度和起始物比例以及加入的水量。温度优选这样调整，即该温度要与蒸馏柱中的液流引入位置的温度一致。

离开反应器的液流送回至柱中的位置可以位于反应器供料提取位置的上方或下方，但是优选在上方。在送回至柱之前，液流可以通过阀门(11)降压，其中优选调节至与柱中相同的压力水平。蒸馏柱优选具有较低的压力。这样的设计提供了优点，即降低了待分离成分的沸点，由此，蒸馏可以在较低温度水平进行，这样可以节省能量并且热量优异地进行。

在蒸馏柱(3)中完成产物混合物的分离。低沸物，优选为酯交换中形成的酯，从顶部分离。蒸馏柱优选这样运行，即在固定床反应器之前添加的水同样作为顶部产物而分离。在顶部提取的、蒸汽态的液流在冷凝器(12)中冷凝，接着在沉淀器(13)中分离成水相和含产物酯的相。水相可以通过管线(15)排放出来用于加工，或者完全地或部分地通过管线(17)作为液流再次送回到反应中。由含酯相形成的液流可以通过管线(14)部分地作为逆流(16)引导至柱中或者部分地从蒸馏器中排放出来。难沸物，优选为交叉酯交换中形成的酸，作为贮槽液流从柱(19)中排放出来。

通过这种优选的设计，反应的选择性令人惊奇地成功得到提高。与此相关要理解的是，反应的压力可以不依赖蒸馏柱内的压力而调整。由此，可以保持低的沸点，而不会使反应时间或者停留时间相应升高。此外，反应的温度可以在宽的范围上变化。由此，反应时间缩短。另外，催化剂的体积可以任意选择，而不必考虑柱的几何形状。另外，例如还可以添加其他反应物。

反应所得α-羟基羧酸，例如羟基异丁酸，可以用已知方式在另一步骤E)中脱水。通常，α-羟基羧酸，例如α-羟基异丁酸在至少一种金属盐存在条件下，例如碱金属盐和/或碱土金属盐，加热至160-300℃的温度范围，特别优选的范围是200至240℃，其中，通常会获得(甲基)丙烯酸以及水。合适的金属盐尤其包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锶、碳酸镁、碳酸氢钠、醋酸钠、醋酸钾和磷酸二氢钠。

α-羟基羧酸的脱水优选可以在压力为0.05bar至2.5bar进行，特别优选为0.1bar至1bar。

α-羟基羧酸的脱水在例如DE-A-1768253中有描述。

所得(甲基)丙烯酸可以再次用于制备(甲基)丙烯酸烷基酯。此外，(甲基)丙烯酸是一种商品。令人惊奇地，相应地，用于制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法同样可以用于制备(甲基)丙烯酸，其中(甲基)丙烯酸烷基酯与(甲基)丙烯酸的产物比例可以由α-羟基羧酸烷基酯的酯交换中水的浓度和/或由反应温度轻易调节。

下面按照实施例进一步阐述本发明。

实施例1

培养条件

在24小时内，在30℃晃动条件下将预培养物以5ml的量在小玻璃管中生长。用1ml的预培养物接种100ml的皮培养物(Hautkultur)，并在25℃，在总容量为1000ml的锥形烧瓶中晃动42小时。

实施例2

微生物的分离和鉴定

在有2mM氰化钾存在下，通过确定静息细胞的腈水化酶活性，从而选择两菌种MA32和MA113。

MA32的性质：

细胞形态           杆菌

宽                 0.6-0.8um

长                 1.5-3.0um

活动性             +

鞭毛               极性＞1

克-反应            -

用3％KOH溶解       +

氨肽酶(Cerny)      +

氧化酶             +

触酶               +

在41℃的生长       -

基质的使用

己二酸酯           -

柠檬酸酯           +

苹果酸酯           +

乙酸苯基酯         -

D-葡萄糖         +

麦芽糖           -

甘露醇           +

阿拉伯糖         +

甘露糖           +

海藻糖           +

山梨糖醇         +

赤醇             +

Citraconat       +

肌醇             +

ADH(抗利尿激素)  +

脲酶             -

明胶的水解       +

七叶苷的水解     +

来自蔗糖的果聚糖 +

脱氮作用         +

卵磷脂酶         +

荧光性           +

绿脓菌素         -

细胞脂肪酸的分布对于假单胞菌(Pseudomonad)的组I是典型的。

分析484bp长的16S rRNA片段，会取得与Pseudomonasmarginalis序列100％的一致性。

考虑到全部数据，MA32被鉴定为Pseudomonas marginalis。

MA113的性质：

细胞形态           杆菌

宽                 0.6-0.8um

长                 1.5-3.0um

活动性             +

鞭毛               极性＞1

克-反应            -

用3％KOH溶解       +

氨肽酶(Cerny)      +

氧化酶                +

触酶                  +

在41℃的生长          -

基质的使用

己二酸酯              -

柠檬酸酯              +

苹果酸酯              +

乙酸苯基酯            +

D-葡萄糖              +

麦芽糖                -

甘露醇                -

阿拉伯糖              -

甘露糖                -

海藻糖                -

肌醇                  +

β-氨基丙酸           +

α-酮戊二酸           +

苯甲基胺              +

马尿酸盐              +

壬二酸盐              +

D-扁桃酸盐            +

ADH(抗利尿激素)       +

脲酶                  -

明胶的水解            -

七叶苷的水解          -

来自蔗糖的果聚糖      -

脱氮作用              -

卵磷脂酶              -

荧光性                +

绿脓菌素              -

细胞脂肪酸的分布对于假单胞菌(Pseudomonad)的组I是典型的。

分析476bp长的16S rRNA片段，会取得与Pseudomonas putida序列100％的一致性。

考虑到全部数据，MA32被鉴定为Pseudomonas putida。

实施例3

氰化物对腈水化酶活性的影响

如实施例1所述使细胞生长，离心分离培养基，在标准缓冲剂(50mM磷酸钾缓冲剂pH7.5)中再悬浮化。50μl的该细胞悬浮液加入到700μl的标准缓冲剂中，其含有0；21.4；53.6和107.1mM的氰化钾(最终浓度为0，20，50，100mM氰化物)。200μl的200mM腈溶液加入到标准缓冲剂中以开始反应，其分别具有与其他反应溶液相同的氰化物浓度。细胞悬浮液中的细胞浓度这样测定，即不含氰化物的批料中腈在20℃10分钟之后有16％被反应。在20℃10分钟之后，通过加入20μl半浓缩的磷酸而使反应停止，离心分离细胞。

一个U的活性定义为将1μmol甲基丙烯腈在1分钟内反应成酰胺的酶的量。如果除了酰胺外还生成酸，则U定义为将1μmol甲基丙烯腈在1分钟内反应成酰胺和酸的酶的量。

转化率用HPLC分析仪确定。在此使用具有Intersil ODS-3V(GLSciences Inc.)的柱，其中，由pH2.3的10mM磷酸钾缓冲剂与乙腈以85∶15的比例组成的混合物作为移动相使用。流速为1ml/min。用200nm的UV完成检测。

在图3和图4中提出了根据氰化物浓度的甲基丙烯腈反应的相对活性。

实施例4

丙酮合氰化氢与Pseudomonas marginalis MA.32和Pseudomonasputida MA113静息细胞的反应

如实施例1所述，将Pseudomonas marginalis MA32和Pseudomonas putida MA113生长并离心分离。这种含有1.16g干生物物料的细胞量用pH8.0的50mM磷酸钾缓冲剂稀释到50ml的最终体积。另外，将0.02mM的2-甲基-1-丙烷硼酸加入到反应混合物中。刚刚蒸馏的丙酮合氰化氢在4℃并强烈搅拌条件下以在反应期间任何时刻不出现超过5g/L的浓度的速度连续加入。pH值恒定保持在7.5。借助如实施例3所述的HPLC进行反应追踪。140分钟后，10.0g腈完全反应成10.7g酰胺和1.4g酸。

用菌种MA113和MA31达到的时间上的反应过程表示在图5和图6中。

实施例5

在图2所示的反应蒸馏器中，经过48小时，向其中加入4619g的α-羟基异丁酸甲酯(HIBSM)以及3516g甲基丙烯酸(MAS)。反应在120℃温度和250mbar压力下进行。所得α-羟基异丁酸从贮槽中去除。将甲基丙烯酸甲酯(MMA)蒸馏出来。在以α-羟基异丁酸甲酯重量计的16重量％水存在下进行反应。使用酸式催化剂进行反应(阳离子交换剂；Bayer公司的

-Typ K2431)。

所形成的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和α-羟基异丁酸(HIBS)的物质量与HIBSM和MAS的未反应物质量的比例被定义为选择性，其为99％。

由方法所获得的α-羟基异丁酸根据DE-A-1768253脱水。

选择性总计为98.5％，其定义为形成的MMA物质量与未反应的HIBSM物质量的比例。

实施例6

通过α-羟基异丁酸甲酯的脱水而制备甲基丙烯酸甲酯。该反应按照EP-A-0941984进行。将20g磷酸二氢钠和80g水的混合物加入到60g硅胶中。在减压条件下，水从混合物中去除。残留物在150℃过夜干燥，从而获得催化剂。10g所得催化剂加入到配备有蒸发器的石英管中。用炉子加热石英管，在此，催化剂层的温度为约400℃。甲醇和α-羟基异丁酸甲酯(2∶1)的混合物以10g/小时的速率连续地蒸发并通过催化剂层。以形成的MMA物质量与未反应HIBSM物质量的比例定义的反应选择性为88％。

实施例7至23

基本重复实施例1，但是不在反应混合物中加入水。在表1所述条件下完成反应，特别是温度、停留时间和起始物的摩尔比。以形成的MMA物质量与未反应HIBSM和MAS物质量的比例定义的反应选择性同样表示在表1中。

表1

实施例	反应温度[℃]	HIBSM/MAS的摩尔比	停留时间[min]	选择性[％]
					7	120	1.00	28.33	93.21
8	90	1.00	42.50	95.06
					9	100	1.00	42.50	94.81
10	110	1.00	42.50	94.64
					11	120	1.00	42.50	90.67
12	90	1.00	85.00	95.53
					13	100	1.00	85.00	94.95
14	110	1.00	85.00	93.55
					15	120	1.00	85.00	91.78
16	90	1.00	170.00	94.83
					17	100	1.00	170.00	94.06
18	90	2.0	42.50	91.61
					19	100	2.0	42.50	91.73
20	90	2.0	85.00	90.63
					21	100	2.0	85.00	90.30
22	120	0.50	28.33	92.05
					23	120	0.50	42.50	92.62

Claims (18)

1.用于制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其特征在于，该方法具有一个用酶水解氰醇的步骤，在有20mM氰离子存在下，甲基丙烯酸腈在20℃反应30分钟之后，酶的残余活性至少为在其他同样条件下不存在氰离子时使用的酶残余活性的90％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在有50mM氰离子存在下，反应之后的残余活性为至少60％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用产生酶和含有酶的微生物或其溶菌产物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用微生物的静息细胞。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用提纯的酶。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，酶源自假单胞菌属(Pseudomonas)微生物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，酶源自以编号DSM16275和DSM16276保藏的假单胞菌属(Pseudomonas)微生物。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在有氢氰酸或其盐存在下进行氰醇的水解。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，以所用氰醇计，在起始浓度为大于0.5mol％氰化物至3mol％氰化物存在条件下进行氰醇的水解。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，氰醇是2-羟基-2-甲基丙腈或2-羟基丙腈。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在有羰基化合物存在下进行水解反应。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，羰基化合物的浓度为0.1-6mol/mol氰醇。

13.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，氰醇的浓度以干细胞物料形式的生物催化剂的量计算，为0.2-10w/w％。

14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在温度范围为-5至50℃时进行水解反应。

15.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在压力范围为0.1bar至10bar时进行水解反应。

16.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在有碱性催化剂存在下，通过酮或醛与氢氰酸反应而获得氰醇。

17.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A)通过至少一种羰基化合物与氢氰酸反应形成至少一种氰醇；

B)水解所述氰醇，形成至少一种α-羟基羧酸酰胺；

C)醇解所述α-羟基羧酸酰胺，其中获得至少一种α-羟基羧酸烷基酯；

D)所述α-羟基羧酸烷基酯与(甲基)丙烯酸发生酯交换反应，其中形成至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯和至少一种α-羟基羧酸；

E)将所述α-羟基羧酸脱水，其中形成(甲基)丙烯酸。

18.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，制备甲基丙烯酸甲酯。

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