DE1939710A1 - Verfahren zur Herstellung von Beta-Alanin - Google Patents

Description

193371 Ω

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ^igje/lu

Unser Zeichens O.Z. 26 301 Hz/zrn 67ΟΟ Ludwigshafen, 4. August 1969

Verfahren zur Herstellung von ß-Alanin

Es ist bekannt, ß-Alanin durch Anlagerung von Ammoniak in wäßriger Lösung an Acrylsäure zu gewinnen. Dabei entstehen Iminodi- und Nitrilotripropionsäure als Nebenprodukte.

Es wurde nun gefunden, daß man ß-Alanin aus Acrylsäure und wäßrigen Ammoniaklösungen bei erhöhten Temperaturen und unter Druck, gegebenenfalls unter Aufpressen eines Inertgases in verbesserten Ausbeuten erhält, wenn man aus dem bei der Umsetzung entstehenden Gemisch aus ß-Alanin, Iminodi- und Nitrilotripropionsäure das ß-Alanin abtrennt und die Nebenprodukte derart mit Acrylsäure und wäßriger Ammoniaklösung umsetzt, daß ein Mengenverhältnis der Acrylsäure zum Gemisch der Nebenprodukte zwischen 1:1 und 1:5 eingehalten wird. Das Gemisch an Iminodi- und Nitrilotripropionsäure wird vorzugsweise in dem verhältnis eingesetzt, wie es bei der Synthese von ß-Alanin anfällt.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten wäßrigen Ammoniaklösungen können zwischen 10 und 60, bevorzugt zwischen 20 und 40 Gewichtsprozent Ammoniak enthalten. Sie werden in Überschüssen von 5 bis 15, vorzugsweise von 8 bis 13 Mol Ammoniak Je Mol Acrylsäure angewandt. Die Temperaturen betragen zwischen 120 und 200 C, insbesondere zwischen l40 und l80°C, die Drucke können zwischen 1 und 100, bevorzugt zwischen 1 und 40 atü schwanken. Besonders wichtig ist es zur Erzielung der hohen Ausbeuten des neuen Verfahrens, die auf 90 bis 95 % der Theorie gesteigert werden können, daß bei der Rückführung des Gemisches der Nebenprodukte ein Mengenverhältnis zwischen 1:1 und 1:5,0, vorzugsweise von 1:1,5 bis 1:4,0 (Acrylsäure zu Nebenproduktegemisch) eingehalten wird.

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Man kann das neue Verfahren diskontinuierlich, z.B. in Rollbomben, gegebenenfalls unter Aufpressen eines Inertgases, wie Stickstoff, oder kontinuierlich, z.B. in einem Reaktionsofen, wobei die Lösung kontinuierlich Über einen Vorwärmer in den Ofen eingetragen und über einen Überlauf kontinuierlich ausgetragen wird, ausführen,

Die Aufarbeitung des Umsetzungsgemisches wird z.B. so ausgeführt, daß man in einem Dünnschichtverdampfer Ammoniak und Wasser abdestilliert und den Sumpf unter Kühlen und Rühren mit Methanol behandelt. Das ß-Alanin kristallisiert aus und wird mittels einer Schleuder oder Nutsche abgesaugt und im Vakuum bei 70°C getrocknet. Es fällt dabei schmelzpunktrein an. Das methanolische FiI-trat wird in einem Dünnschichtverdampfer eingeengt und der vom Methanol befreite Sumpf der Umsetzung wieder zugeführt.

ß-Alanin ist ein wichtiges Zwischenprodukt für die Herstellung von Arzneimitteln und anderen physiologisch wirksamen Verbindungen, z.B. für das B-Vitamin Pantothensäure.

Die in^- den folgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

9Q0 Teile 25-gewichtsprozentiger wäßriger Ammoniaklösung, 50 Teile Acrylsäure und I78 Teile eines Gemisches von Iminodi- und Nitrilotripropionsäure werden in einer mit Edelstahl ausgekleideten Rollbombe während 2 Stunden auf 155°C erhitzt, wobei der Druck auf 20 atü ansteigt. Nach Beendigung der Reaktion filtriert man das Umsetzungsgemisch über Tierkohle, engt das FiI-trat im Wasserstrahlvakuum ein und rührt den Rückstand kurze Zeit unter Eiskühlung und unter Zusatz von Methanol. Das hierbei abgeschiedene fl-Alanin saugt man ab, wäscht es mit Methanol und trocknet es bei 50⁰C im Vakuum. Man erhält so 59 Teile ß-Alanin, entsprechend einer Ausbeute von 96 #, bezogen auf Acrylsäure. Das methanolische Filtrat kann zur Wiedergewinnung der Nebenprodukte im Vakuum destilliert werden.

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Beispiel 2

Arbeitet man, wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet aber Teile des Iminodi- und Nitrilotripropionsäuregemisches und arbeitet während 4 Stunden bei l60°C und unter Aufpressen von 30 atü Stickstoff, so erhält man 73 Teile ß-Alanin, entsprechend einer Ausbeute von 98 %, bezogen auf Acrylsäure.

Beispiel 3

über einen Vorwärmer führt man kontinuierlich 1 1 einer Lösung von 12 500 Teilen 25-prozentigem wäßrigem Ammoniak, 94O Teilen Acrylsäure und 2 500 Teilen des in Beispiel 1 genannten Säuregemisches je Stunde einem Reaktionsofen zu, in dem eine Temperatur von 160⁰C und ein Eigendruck von 30 atü herrscht. Das in einer Menge von etwa l6 kg/Stunde erhaltene Umsetzungsprodukt wird über Tierkohle und eine Drucknutsche abfiltriert und in einem Dünnschichtverdampfer eingeengt. Den erhaltenen Sumpf behandelt man in einem Rührkessel unter Kühlung mit Methanol, saugt dann das dabei ausgeschiedene ß-Alanin ab und trocknet es bei 6O⁰C im Vakuum. Man erhält das ß-Alanin in einer Ausbeute von 91 %, bezogen auf umgesetzte Acrylsäure.

Beispiel 4

Manvarbeitet, wie in Beispiel 3 beschrieben, mit einer Zulauflösung von 1166 Teilen 25-prozentigem wäßrigem Ammoniak, 840 Teilen Acrylsäure und 2700 Teilen Säuregemisch. Nach der Aufarbeitung erhält man 88O Teile ß-Alanin, entsprechend einer Ausbeute von 95 %_t bezogen auf umgesetzte Acrylsäure.

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Claims (1)

1. o.z. _26JO1 1833710

   Patentanspruch

   Verfahren zur Herstellung von ß-Alanin aus Acrylsäure mit wäßrigen Ammoniaklösungen bei erhöhten Temperaturen und unter Druck, gegebenenfalls unter Aufpressen eines Inertgases, dadurch gekennzeichne fc, daß man aus dem bei der Umsetzung entstehenden Gemisch von ß-Alanin, Iminodi- und Nitrilotripropionsäure das ß-Alanin abtrennt und die Nebenprodukte derart mit Acrylsäure und wäßriger Ammoniaklösung umsetzt, daß ein Mengenverhältnis der Acrylsäure zum Gemisch der Nebenprodukte zwischen 1:1 und 1:5 eingehalten wird.

   Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

   109809/2188 SADOfVQINAt.