ES2324547T3 - Metodo para la produccion de acido 2-hidroxi-4-(metil-tio)butirico. - Google Patents
Metodo para la produccion de acido 2-hidroxi-4-(metil-tio)butirico. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para producir ácido 2-hidroxi-4-(metiltio)butírico que comprende las etapas (A), (B) y (C) siguientes: Etapa (A): etapa de reacción de 1,2-epoxi-3-buteno con agua para obtener 3-buteno-1,2-diol. Etapa (B): etapa de reacción del 3-buteno-1,2-diol con metanotiol para obtener 4-(metiltio)butano-1,2-diol, Etapa (C): etapa de oxidación del 4-(metiltio)butano-1,2-diol para obtener ácido 2-hidroxi-4-(metiltio)butírico.
Description
Método para la producción de ácido
2-hidroxi-4-(metil-tio)butírico.
La presente invención se refiere a un método
para la producción de ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico.
El ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
es un análogo del aminoácido esencial 1-metionina, y
es un compuesto importante para utilización como aditivo
alimentario. Como métodos para la producción del mismo, se conoce
un método que comprende la adición de metanotiol a acroleína para
obtener 3-metiltiopropionaldehído, la reacción del
3-metiltiopropionaldehído obtenido con cianuro de
hidrógeno para obtener
2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo,
y la hidrólisis posterior del
2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo
obtenido con ácido sulfúrico (por ejemplo, US 4524077).
La presente invención proporciona un método para
producir ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
que comprende las etapas (A), (B) y (C) siguientes:
Etapa (A): etapa de reacción de
1,2-epoxi-3-buteno
con agua para obtener
3-buteno-1,2-diol,
Etapa (B): etapa de reacción del
3-buteno-1,2-diol
con metanotiol para obtener
4-(metiltio)butano-1,2-diol,
Etapa (C): etapa de oxidación del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
para obtener ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico.
En primer lugar, se ilustrará la etapa (A):
etapa de reacción de
1,2-epoxi-3-buteno
con agua para obtener
3-buteno-1,2-diol.
El
1,2-epoxi-3-buteno
puede ser producido, por ejemplo, de acuerdo con métodos conocidos
tales como un método que comprende la reacción de un agente
oxidante tal como oxígeno, un peróxido orgánico y peróxido de
hidrógeno con butadieno. Como método preferible, un método que
comprende la reacción de butadieno con oxígeno en presencia de un
catalizador que contenga plata, por ejemplo, descrito en US
4897498.
La reacción de
1,2-epoxi-3-buteno y
agua se lleva a cabo preferiblemente en presencia de un ácido.
Ejemplos del ácido incluyen ácido sulfúrico, un compuesto de ácido
fosfórico, una resina para intercambio iónico de ácido fuerte, un
silicato conteniendo al menos un elemento seleccionado de un
elemento del grupo 5 y de un elemento del grupo 6 de la tabla
periódica larga como constituyente (de aquí en adelante referido
sencillamente como silicato que contiene un metal), etcétera. Entre
ellos, se prefieren el compuesto de ácido fosfórico y el silicato
que contiene un metal.
Cuando se utiliza ácido sulfúrico como el ácido,
la reacción puede ser llevada a cabo de acuerdo con el método
descrito en US 5250743. Cuando se utiliza como el ácido la resina
intercambiadora de iones de ácido fuerte, la reacción puede ser
llevada a cabo de acuerdo con el método descrito en WO 91/15469.
Se ilustrarán a continuación los casos en los
que se utiliza el compuesto de ácido fosfórico y el silicato que
contiene un metal.
En primer lugar, se ilustrará el caso en el que
se utiliza el compuesto de ácido fosfórico como el ácido.
Ejemplos del compuesto de ácido fosfórico
incluyen ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido hipofosforoso,
ácido metafosfórico y ácido polifosfórico. Normalmente se utiliza
uno disponible comercialmente. El compuesto de ácido fosfórico
puede ser utilizado como una solución acuosa.
La cantidad del compuesto de ácido fosfórico a
utilizar es normalmente de 0,001 moles o mayor, con relación a 1
mol de
1,2-epoxi-3-buteno.
No existe un límite superior específico y es prácticamente 1 mol o
menos con relación a 1 mol de
1,2-epoxi-3-buteno,
considerando el punto de vista económico.
La cantidad de agua a utilizar es normalmente de
1 mol o superior, con relación a 1 mol de
1,2-epoxi-3-buteno.
No existe un límite superior específico y puede utilizarse también
una cantidad en exceso grande de la misma, por ejemplo 500 moles
con relación a 1 mol de
1,2-epoxi-3-buteno,
para que sirva como solvente.
La reacción de
1,2-epoxi-3-buteno y
agua se lleva a cabo normalmente mezclando
1,2-epoxi-3-buteno,
agua y el compuesto de ácido fosfórico en ausencia de solvente o
utilizando agua como solvente. El orden de mezclado no está
particularmente limitado. La reacción puede ser llevada a cabo en
presencia de un solvente orgánico. Ejemplos del solvente orgánico
incluyen un solvente éter tal como éter dietílico, éter metil
ter-butílico y tetrahidrofurano; un solvente éster
tal como acetato de etilo; un solvente alcohol terciario tal como
ter-butanol; y un solvente nitrilo tal como
acetonitrilo y propionitrilo, y estos solventes pueden ser
utilizados solos o en forma de mezcla. La cantidad de solvente
orgánico a utilizar no está particularmente limitada, y es en la
práctica de 100 partes en peso o menos por 1 parte en peso de
1,2-epoxi-3-buteno,
considerando el rendimiento volumétrico.
La reacción se lleva a cabo habitualmente bajo
condiciones de presión normales y puede ser llevada a cabo bajo
condiciones de presión reducida o bajo condiciones de presurización.
La temperatura de reacción es normalmente de -20ºC a 100ºC,
preferiblemente de 0ºC a 100ºC.
La progresión de la reacción puede ser
confirmada mediante un medio analítico convencional tal como
cromatografía de gases, cromatografía líquida de alta resolución,
cromatografía en capa fina, análisis del espectro de resonancia
magnética nuclear y análisis del espectro de adsorción de
infrarrojos.
Después de la finalización de la reacción, por
ejemplo, el
3-buteno-1,2-diol
puede ser también aislado mediante la adición de agua y/o de un
solvente orgánico insoluble en agua al líquido de reacción, si es
necesario, realizando una extracción para obtener una capa orgánica
que contiene
3-buteno-1,2-diol y
concentrando la capa orgánica tal cual o después de lavar con agua
o con agua alcalina, si es necesario. Ejemplos del solvente
orgánico insoluble en agua incluyen un solvente hidrocarburo
halogenado tal como diclorometano, cloroformo y clorobenceno; un
solvente éter tal como éter dietílico y éter metil
ter-butílico; y un solvente éster tal como acetato
de etilo, y la cantidad a utilizar del mismo no está particularmente
limitada. Ejemplos del agua alcalina incluyen un agua de amonio;
una solución acuosa de hidrógeno carbonato de un metal alcalino tal
como una solución acuosa de hidrógeno carbonato de sodio y una
solución acuosa de hidrógeno carbonato de potasio; un carbonato de
metal alcalino tal como una solución acuosa de carbonato de sodio y
una solución acuosa de carbonato de potasio; y una solución acuosa
de un hidróxido de metal alcalino tal como una solución acuosa de
hidróxido de sodio y una solución acuosa de hidróxido de potasio, y
la concentración y la cantidad de la misma no están particularmente
limitadas.
A continuación, se ilustrará el caso en el que
se utiliza como ácido el silicato que contiene un metal.
En la presente invención, el silicato que
contiene un metal no está particularmente limitado, siempre que sea
un silicato que contenga como constituyente un elemento del grupo 5
de la tabla periódica larga, un elemento del grupo 6 de la tabla
periódica larga o ambos elementos.
Ejemplos del elemento del grupo 5 de la tabla
periódica larga incluyen vanadio, niobio, tantalio, etcétera.
Ejemplos del elemento del grupo 6 de la tabla periódica larga
incluyen tungsteno, molibdeno, cromo, etcétera. Se prefieren
vanadio, molibdeno y tungsteno, siendo los más preferidos vanadio y
molibdeno.
El silicato que contiene un metal puede ser
producido, por ejemplo, mediante un método que comprende la reacción
de un óxido metálico que contiene como constituyente al menos un
elemento seleccionado del elemento del grupo 5 y del elemento del
grupo 6 de la tabla periódica larga, con un compuesto de silicio en
presencia de un molde orgánico, seguido por lavado o calcinación
del producto de reacción obtenido según está descrito en EP 1473275
A, Applied Catalysis A: General 179, 11 (1999). J. Chem. Soc., Chem.
Commun., 2231 (1995), etcétera. Entre ellos, se prefiere como el
óxido metálico anteriormente mencionado un silicato que contiene un
metal producido mediante la utilización de un óxido metálico que es
obtenido mediante la reacción de al menos un compuesto seleccionado
de un metal del grupo 5 de la tabla periódica larga, un metal del
grupo 6 de la tabla periódica larga, un compuesto que contenga el
elemento del grupo 5 de la tabla periódica larga y un compuesto que
contenga el elemento del grupo 6 de la tabla periódica larga (de
aquí en adelante referido sencillamente como el metal o el
compuesto) con peróxido de hidrógeno. El método para producir el
silicato que contiene un metal producido mediante la utilización
del óxido metálico que es obtenido mediante la reacción del metal o
del compuesto con peróxido de hidrógeno, será ilustrado más
adelante.
Ejemplos del metal del grupo 5 de la tabla
periódica larga incluyen el metal vanadio, el metal niobio y el
metal tantalio. Ejemplos del metal del grupo 6 de la tabla periódica
larga incluyen el metal tungsteno, el metal molibdeno y el metal
cromo. Ejemplos del compuesto que contiene el elemento del grupo 5
de la tabla periódica larga como constituyente incluyen un
compuesto de vanadio tal como óxido de vanadio, vanadato de amonio,
complejo de vanadio carbonilo, sulfato de vanadio y complejo de
sulfato de vanadio etilén diamina; un compuesto de niobio tal como
óxido de niobio, cloruro de niobio y el complejo de niobio
carbonilo; y un compuesto de tantalio tal como óxido de tantalio y
cloruro de tantalio. Ejemplos del compuesto que contiene el
elemento del grupo 6 de la tabla periódica larga como constituyente
incluyen un compuesto de tungsteno tal como boruro de tungsteno,
carburo de tungsteno, óxido de tungsteno, tungstato de amonio y
complejo de tungsteno carbonilo; un compuesto de molibdeno tal como
boruro de molibdeno, óxido de molibdeno, cloruro de molibdeno,
complejo de molibdeno carbonilo; y un compuesto de cromo tal como
óxido de cromo y cloruro de cromo.
Entre los metales o compuestos, son preferibles
el metal tungsteno, el compuesto de tungsteno, el metal molibdeno,
el compuesto de molibdeno, el metal vanadio y el compuesto de
vanadio, siendo más preferibles el metal molibdeno, el compuesto de
molibdeno, el metal vanadio y el compuesto de vanadio.
Los metales o los compuestos pueden ser
utilizados solos, o bien pueden utilizarse dos o más tipos de los
mismos. Entre los metales o compuestos, hay metales o compuestos que
tienen hidratos y para la presente invención pueden utilizarse los
hidratos o los anhidros.
El óxido metálico es obtenido mediante la
reacción del metal o del compuesto con peróxido de hidrógeno. Como
peróxido de hidrógeno, se utiliza normalmente una solución acuosa.
Puede utilizarse una solución de peróxido de hidrógeno en un
solvente orgánico y se prefiere utilizar la solución acuosa de
peróxido de hidrógeno desde el punto de vista de un manejo más
fácil. La concentración de peróxido de hidrógeno en la solución
acuosa de peróxido de hidrógeno o en la solución de peróxido de
hidrógeno en el solvente orgánico no está particularmente limitada,
pero a la vista del rendimiento volumétrico y de la seguridad, la
concentración práctica es del 1 al 60% en peso. Como solución de
peróxido de hidrógeno acuosa se emplea normalmente una disponible
comercialmente tal cual es, o si es necesario puede ser utilizada
después de ajustar la concentración por dilución o concentración.
La solución de peróxido de hidrógeno en el solvente orgánico puede
ser preparada, por ejemplo, extrayendo la solución acuosa de
peróxido de hidrógeno con el solvente orgánico, o bien destilando la
solución en presencia del solvente orgánico.
La cantidad de peróxido de hidrógeno a utilizar
es normalmente de 3 moles o superior, preferiblemente 5 moles o
superior, con relación a 1 mol del metal o del compuesto, y el
límite superior de la misma no está particularmente definido.
La reacción del metal o del compuesto con
peróxido de hidrógeno se lleva a cabo normalmente en una solución
acuosa. La reacción puede ser llevada a cabo en un solvente orgánico
tal como un solvente éter tal como éter dietílico, éter metil
ter-butílico y tetrahidrofurano, un solvente éster
tal como acetato de etilo, un solvente alcohólico tal como metanol,
etanol y ter-butanol, un solvente nitrilo tal como
acetonitrilo y propionitrilo, o en una mezcla del solvente orgánico
y agua.
La reacción del metal o del compuesto con
peróxido de hidrógeno se lleva a cabo normalmente poniendo a ambos
en contacto. Con el fin de mejorar la eficacia del contacto entre el
metal o el compuesto y el peróxido de hidrógeno, la reacción se
lleva a cabo preferiblemente con agitación para dispersar
suficientemente el metal o el compuesto en una solución para
preparar el óxido metálico. La temperatura de reacción es
normalmente -10ºC a 100ºC.
Mediante la reacción del metal o del compuesto
con peróxido de hidrógeno en agua, en el solvente orgánico o en el
solvente mixto de agua y solvente orgánico, todo o una parte del
metal o del compuesto se disuelve, por lo que puede obtenerse una
solución o suspensión homogénea conteniendo el óxido metálico. El
óxido metálico puede ser aislado de la solución o suspensión
homogénea mediante, por ejemplo, concentración o filtración seguido
por la preparación de un silicato que contiene el metal, y la
solución o suspensión homogénea puede ser utilizada tal cual es
para preparar el silicato que contiene el metal.
Como compuesto de silicio, se utiliza
normalmente un tetraalcoxisilano tal como tetrametoxisilano,
tetraetoxisilano y tetraisopropoxisilano. El compuesto de silicio
es utilizado normalmente en una cantidad tal que los átomos de
silicio sean 4 moles o más con relación a 1 mol del átomo de metal
del óxido metálico anteriormente mencionado, y el límite superior de
la misma no está particularmente definido.
Ejemplos del molde orgánico incluyen una
alquilamina, una sal de amonio cuaternario y un surfactante no
iónico, siendo preferibles la alquilamina y la sal de amonio
cuaternario.
Ejemplos de la alquilamina incluyen una amina
primaria en la que un átomo de hidrógeno del amonio está sustituido
con un grupo alquilo de 8 a 20 átomos de carbono tal como
octilamina, nonilamina, decilamina, undecilamina, dodecilamina,
tridecilamina, tetradecilamina y eicosilamina; una amina secundaria
en la que uno de los átomos de hidrógeno del grupo amino de la
amina primaria anteriormente mencionada está sustituido con un grupo
alquilo inferior de 1 a 6 átomos de carbono tal como un grupo
metilo; y una amina terciaria en la que un átomo de hidrógeno del
grupo amino de la amina secundaria anteriormente mencionada está
sustituido con un grupo alquilo inferior de 1 a 6 átomos de
carbono, y se prefiere la amina primaria.
Como sal de amonio cuaternario, se ejemplifican
aquellas que constan de un ión de amonio cuaternario en el que
cuatro átomos de hidrógeno del ión amonio (NH_{4}^{+}) están
sustituidos con los mismos o diferentes cuatro grupos alquilo de 1
a 18 átomos de carbono y un anión tal como un ión hidróxido, un ión
cloruro y un ión bromuro. Ejemplos específicos de las mismas
incluyen una sal hidróxido de amonio cuaternario tal como hidróxido
de tetraetilamonio, hidróxido de tetrapropilamonio, hidróxido de
tetrabutilamonio e hidróxido de trimetiloctilamonio; una sal
cloruro de amonio cuaternario tal como cloruro de tetraetilamonio,
cloruro de tetrapropilamonio, cloruro de tetrabutilamonio y cloruro
de trimetiloctilamonio; y una sal bromuro de amonio cuaternario tal
como bromuro de tetraetilamonio, bromuro de tetrapropilamonio,
bromuro de tetrabutilamonio y bromuro de trimetiloctilamonio, y se
prefiere el hidróxido de amonio cuaternario.
Ejemplos del surfactante no iónico incluyen
polietilén glicol.
El molde orgánico puede ser utilizado tal cual
es y mezclado con agua o con un solvente hidrofílico descrito
posteriormente. La cantidad a utilizar del molde orgánico es
normalmente de 0,03 a 1 mol con relación a 1 mol del compuesto de
silicio.
La reacción del óxido metálico anteriormente
mencionado con el compuesto de silicio en presencia del molde
orgánico se lleva a cabo normalmente mezclando los tres componentes
en presencia de un solvente. Ejemplos del solvente incluyen agua,
el solvente hidrofílico y una mezcla de los mismos, prefiriéndose
agua y el solvente mixto de agua y el solvente hidrofílico.
Ejemplos del solvente hidrofílico incluyen un solvente alcohólico
hidrofílico tal como metanol, etanol e isopropanol; un solvente
nitrilo hidrofílico tal como acetonitrilo; y un solvente éter
hidrofílico tal como dioxano, siendo preferible el solvente
alcohólico hidrofílico y los más preferibles metanol y etanol. La
cantidad a utilizar del solvente es normalmente de 1 a 1000 partes
en peso con relación a 1 parte en peso del molde orgánico.
La temperatura de reacción es normalmente de 0ºC
a 200ºC.
Después de la finalización de la reacción, por
ejemplo, el silicato que contiene un metal puede ser producido
separando el producto de reacción del líquido de reacción mediante
filtración, seguido por el lavado o la calcinación del producto de
reacción separado. En el caso de lavado del producto de reacción
separado, ejemplos del solvente de lavado incluyen un solvente
alcohólico, tal como metanol y etanol, y agua. La cantidad a
utilizar del mismo no está particularmente limitada. En el caso de
calcinación del producto de reacción separado, la temperatura de
calcinación es normalmente de 300 a 700ºC, preferiblemente de 500 a
600ºC, y el tiempo de calcinación es normalmente de 0,5 a 20 horas.
El producto de reacción separado puede ser calcinado después del
lavado.
El silicato que contiene un metal así obtenido
tiene normalmente poros cuyo diámetro medio de microporo es de 4 a
100 \ring{A} (calculado mediante el método BHJ basado en el
resultado medido mediante el método de adsorción de nitrógeno) y el
área superficial específica del mismo es normalmente de 100
m^{2}/g o mayor (calculada mediante el método de múltiples puntos
BET (p/p_{0}=0,1) sobre la base del resultado medido mediante el
método de adsorción de nitrógeno).
A continuación, se ilustrará la reacción de
1,2-epoxi-3-buteno y
agua utilizando el silicato que contiene un metal.
La cantidad a utilizar del silicato que contiene
un metal es normalmente de 0,001 partes en peso o mayor, con
relación a 1 parte en peso del
1,2-epoxi-3-buteno.
No existe un límite superior específico y en la práctica es de 5
partes en peso o menos por 1 parte en peso del
1,2-epoxi-3-buteno,
considerando el punto de vista económico.
La cantidad de agua a utilizar es normalmente de
1 mol o mayor con relación a 1 mol de
1,2-epoxi-3-buteno.
No existe un limite superior específico y puede utilizarse también
una gran cantidad en exceso de la misma, por ejemplo 500 moles con
relación a 1 mol de
1,2-epoxi-3-buteno,
para que sirva como solvente.
La reacción del
1,2-epoxi-3-buteno y
agua se lleva a cabo normalmente mezclando el
1,2-epoxi-3-buteno,
el agua y el silicato que contiene un metal en ausencia de solvente
o utilizando agua como solvente, y el orden de mezclado no está
particularmente limitado. La reacción puede ser llevada a cabo en
presencia de un solvente orgánico. Ejemplos del solvente orgánico
incluyen un solvente éter tal como éter dietílico, éter metil
ter-butílico y tetrahidrofurano; un solvente éster
tal como acetato de etilo; un solvente alcohol terciario tal como
ter-butanol; y un solvente nitrilo tal como
acetonitrilo y propionitrilo. Estos solventes pueden ser utilizados
solos o en forma de mezcla. La cantidad a utilizar de solvente
orgánico no está particularmente limitada, y en la práctica es de
100 partes en peso o menor por 1 parte en peso de
1,2-epoxi-3-buteno,
considerando el rendimiento volumétrico.
La reacción se lleva a cabo habitualmente bajo
condiciones normales de presión y puede ser llevada a cabo bajo
condiciones de presión reducida o bajo condiciones de presurización.
La temperatura de reacción es normalmente de -20 a 100ºC,
preferiblemente de 0 a 100ºC.
La progresión de la reacción puede ser
confirmada mediante un método analítico convencional tal como
cromatografía de gases, cromatografía líquida de alta resolución,
cromatografía en capa fina, análisis del espectro de resonancia
magnética nuclear y análisis del espectro de adsorción de
infrarrojos.
Después de la finalización de la reacción, el
3-buteno-1,2-diol
puede ser aislado mediante concentración del filtrado obtenido al
eliminar por filtración el silicato que contiene un metal. El
3-buteno-1,2-diol
puede ser también aislado, si es necesario, mediante la adición de
agua y/o un solvente orgánico insoluble en agua al filtrado
anteriormente mencionado, seguido por extracción para obtener una
capa orgánica que contiene
3-buteno-1,2-diol y
concentración de la capa orgánica tal cual o después de ser lavada
con agua o con un agua alcalina, si es necesario.
El
3-buteno-1,2-diol
así obtenido puede ser utilizado en la etapa (B) descrita a
continuación tal cual es o después de una purificación posterior
mediante un medio convencional de purificación tal como destilación
y cromatografía en columna. El
3-buteno-1,2-diol
puede ser utilizado como una solución tal como el filtrado o la
capa orgánica anteriormente mencionados sin aislar el
3-buteno-1,2-diol.
A continuación se ilustrará la etapa (B): etapa
de reacción de
3-buteno-1,2-diol
con metanotiol para obtener
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Como metanotiol, puede utilizarse uno que esté
disponible comercialmente y uno producido a partir de metanol y
sulfuro de hidrógeno. Puede utilizarse metanotiol gaseoso y puede
utilizarse metanotiol líquido. El metanotiol líquido puede ser
preparado, por ejemplo, mediante un método que comprende la
introducción de metanotiol gaseoso en un recipiente enfriado por
debajo del punto de ebullición del mismo (6ºC) para condensarlo.
La cantidad a utilizar de metanotiol es
normalmente 1 mol o mayor con relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol.
No existe particularmente un límite superior y considerando el punto
de vista económico, la cantidad del mismo es en la práctica de 10
moles o menos con relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol.
La reacción de
3-buteno-1,2-diol y
metanotiol se lleva a cabo normalmente en ausencia de solvente, y la
reacción puede ser llevada a cabo en presencia de un solvente. El
solvente no está particularmente limitado, siempre que no impida la
reacción. Ejemplos del mismo incluyen agua; un solvente
hidrocarbonado tal como hexano, heptano y tolueno; un solvente
hidrocarbonado halogenado tal como clorobenceno y cloroformo; un
solvente éter tal como éter dietílico, éter metil
ter-butílico y tetrahidrofurano; un solvente éster
tal como acetato de etilo; un solvente alcohol terciario tal como
ter-butanol; y un solvente nitrilo tal como
acetonitrilo y propionitrilo. Pueden ser utilizados solos o en
forma de mezcla. La cantidad a utilizar del mismo no está
particularmente limitada, y es prácticamente de 100 partes en peso
o menos por 1 parte en peso de
3-buteno-1,2-diol,
considerando el rendimiento volumétrico.
La reacción se lleva a cabo habitualmente bajo
condiciones normales de presión o bajo condiciones de presurización,
y puede ser llevada a cabo bajo condiciones de presión reducida.
La reacción de
3-buteno-1,2-diol y
metanotiol se lleva a cabo preferiblemente en presencia de un
catalizador. Ejemplos del catalizador incluyen catalizadores
conocidos tales como un peróxido orgánico y un compuesto de boro.
En el caso de utilizar el catalizador conocido tal como el peróxido
orgánico y el compuesto de boro, la reacción puede ser llevada a
cabo de acuerdo con los métodos descritos en J. of Agricultural and
Food Chemistry, 23, 1137 (1975) y en EP 1260500 A.
Como catalizador de la presente etapa (B), puede
utilizarse también un compuesto azo. En la presente etapa (B), el
compuesto azo es utilizado preferiblemente como catalizador. En la
presente, un compuesto azo significa un compuesto que tiene un
enlace azo (-N=N-) en la molécula y cuya temperatura de
descomposición es inferior a 250ºC.
Ejemplos del mismo incluyen un compuesto
azonitrilo tal como 2,2'-azobisisobutironitrilo,
2-2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo),
2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo),
1,1'-azobis(ciclohexano-1-carbonitrilo),
ácido
4,4'-azobis-4-cianopentanoico,
2-fenilazo-2,4-dimetil-4-metoxivaleronitrilo
y
2-ciano-2-propilazoformamida;
un compuesto azoéster tal como diacetato de azobisisobutanol,
azobisisobutirato de metilo y azobisisobutirato de etilo; un
compuesto azoamidina tal como diclorhidrato de
2,2'-azobis(2-amidinopropano);
un compuesto azoimidazolina tal como
2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano];
un compuesto azoamida tal como
1,1'-azobisformamida,
1,1'-azobis(N-metilformamida)
y
1,1'-azobis(N,N-dimetilformamida);
y un compuesto azoalquilo tal como
azo-ter-butano. Los preferidos son
el compuesto azonitrilo, el compuesto azoéster, el compuesto
azoamidina y el compuesto azoimidazolina. Normalmente se utiliza el
compuesto azo disponible comercialmente.
La cantidad a utilizar del compuesto azo es
normalmente de 0,001 moles o mayor, con relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol.
No hay un límite superior específico y es en la práctica de 0,2
moles o menos con relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol,
considerando el punto de vista económico.
La temperatura de reacción en el caso en el que
se utilice el compuesto azo como catalizador difiere dependiendo de
los tipos de compuesto azo que van a ser utilizados y de la cantidad
del mismo, y cuando la temperatura de reacción es demasiado baja la
reacción difícilmente tiene lugar y, cuando la temperatura de
reacción es demasiado elevada, puede tener lugar una reacción
colateral tal como la polimerización del
3-buteno-1,2-diol y
el producto. Por tanto, la reacción se lleva a cabo normalmente en
un rango de -10 a 100ºC, preferiblemente de 0 a 50ºC.
Como catalizador de la presente etapa (B), puede
utilizarse también un compuesto aromático que contenga nitrógeno y
un compuesto ácido carboxílico alifático. En la presente etapa (B),
el compuesto aromático que contiene nitrógeno y el compuesto ácido
carboxílico alifático son también utilizados preferiblemente como
catalizador.
El compuesto aromático que contiene nitrógeno
puede ser un compuesto heteroaromático C3-C20
monocíclico o de anillos condensados en el que al menos uno de los
átomos que constituyen el anillo aromático es un átomo de
nitrógeno. Uno o dos o más de los átomos de hidrógeno que
constituyen el anillo aromático anteriormente mencionado pueden ser
sustituidos por un sustituyente o sustituyentes. Ejemplos de
sustituyentes incluyen un átomo de halógeno tal como un átomo de
flúor, de cloro y de bromo; un grupo alquilo C1-C4
tal como un grupo metilo, etilo, n-propilo,
isopropilo, n-butilo, isobutilo,
sec-butilo y ter-butilo; un grupo
alcoxi C1-C4 tal como metoxi, etoxi,
n-propoxi, isopropoxi, n-butoxi,
isobutoxi, sec-butoxi y ter-butoxi;
un grupo alcoxicarbonilo C2-C5 tal como un grupo
metoxicarbonilo, etoxicarbonilo, n-propoxicarbonilo,
isopropoxicarbonilo, n-butoxicarbonilo y
ter-butoxicarbonilo; un grupo amino y un grupo
carbamoilo.
Ejemplos del compuesto aromático que contiene
nitrógeno incluyen piridina, piperidina, pirazina, imidazol,
bencimidazol, fenatrolina, oxazol, tiazol, quinolina, isoquinolina,
2-metilpiridina, 3-metilpiridina,
4-metilpiridina, 2-cloropiridina,
3-cloropiridina, 4-cloropiridina,
2,3,5-colidina, 2,4,6-colidina,
nicotinamida, nicotinato de metilo, N-metilimidazol
y 2-cloroquinolina. Entre ellos, se prefiere un
compuesto piridina que puede tener un sustituyente o sustituyentes
tal como piridina, 2-metilpiridina,
3-metilpiridina, 4-metilpiridina,
2-cloropiridina, 3-cloropiridina,
4-cloropiridina, 2,3,5-colidina,
2,4,6-colidina, nicotinamida y nicotinato de metilo.
Como compuesto aromático que contiene nitrógeno, se utiliza
normalmente uno que esté disponible comercialmente.
La cantidad a utilizar del compuesto aromático
que contiene nitrógeno es normalmente de 0,001 moles o mayor con
relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol.
No hay un límite superior específico y es en la práctica de 1 mol o
menos con relación a 1 mol de
3-buteno-1,2-diol,
considerando el punto de vista económico.
El ácido carboxílico alifático puede ser un
compuesto alifático C1-C20 que tenga al menos un
grupo carboxilo. Ejemplos del mismo incluyen ácido fórmico, ácido
acético, ácido propiónico, ácido butanoico, ácido pentanoico, ácido
hexanoico, ácido oxálico, ácido láctico, ácido succínico y ácido
adípico. Como ácido carboxílico alifático, se utiliza normalmente
uno que esté disponible comercialmente.
La cantidad a utilizar del compuesto ácido
carboxílico alifático es normalmente de 0,3 a 10 moles con relación
a 1 mol del compuesto aromático que contiene nitrógeno.
El compuesto aromático que contiene nitrógeno y
el compuesto ácido carboxílico alifático pueden ser mezclados
previamente.
La reacción de
3-buteno-1,2-diol y
metanotiol se lleva a cabo normalmente mezclando el catalizador,
3-buteno-1,2-diol y
metanotiol, y el orden de mezclado no está particularmente limitado.
Cuando la reacción se lleva a cabo bajo condiciones de presión
normal, la reacción se lleva a cabo normalmente mediante un método
que comprende el ajuste de una mezcla del catalizador y
3-buteno-1,2-diol a
una temperatura dada y la insuflación a la misma de metanotiol
gaseoso. Cuando la reacción se lleva a cabo bajo condiciones de
presurización, la reacción se realiza, por ejemplo, mediante un
método que comprende la adición del catalizador y de
3-buteno-1,2-diol a
un recipiente capaz de ser cerrado herméticamente tal como un
autoclave, el cierre hermético del recipiente y la adición al mismo
bajo presión de metanotiol gaseoso a una temperatura dada, y un
método que comprende la adición del catalizador, de
3-buteno-1,2-diol y
de metanotiol líquido al recipiente de cierre hermético
anteriormente mencionado, el cierre hermético del recipiente y el
ajuste a una temperatura dada. En el caso de que se mezcle
3-buteno-1,2-diol,
metanotiol y el catalizador, seguido por el ajuste a una temperatura
dada para llevar a cabo la reacción, o en el caso de que se mezcle
3-buteno-1,2-diol
con metanotiol seguido por la adición a los mismos del catalizador
para llevar a cabo la reacción, la cantidad de metanotiol en la
mezcla que contiene
3-buteno-1,2-diol y
metanotiol es preferiblemente de 4 moles o menor, con relación a 1
mol de
3-buteno-1,2-diol, a
fin de comenzar la reacción suavemente.
La progresión de la reacción puede ser
confirmada mediante un medio analítico convencional tal como
cromatografía de gases, cromatografía líquida de alta resolución,
cromatografía en capa fina, análisis del espectro de resonancia
magnética nuclear y análisis del espectro de adsorción de
infrarrojos.
Cuando se utiliza como catalizador un
catalizador lipofílico, después de la finalización de la reacción
puede aislarse, por ejemplo, el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
mediante la eliminación del metanotiol restante de la mezcla de
reacción y posteriormente, si es necesario, la adición a la misma de
agua o de un solvente apolar, seguido por extracción y
concentración de la capa acuosa obtenida que contiene
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Cuando se utiliza como catalizador un catalizador hipofílico, puede
aislarse, por ejemplo, el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
mediante la eliminación del metanotiol restante de la mezcla de
reacción y posteriormente, si es necesario, la adición a la misma
de agua o de un solvente orgánico insoluble en agua, seguido por
extracción y concentración de la capa orgánica obtenida que
contiene
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Ejemplos del método para eliminar el metanotiol restante de la
mezcla de reacción incluyen un método que comprende la concentración
de la mezcla de reacción y un método que comprende la insuflación
de un gas inerte tal como gas nitrógeno en la mezcla de reacción.
Ejemplos del solvente apolar incluyen un solvente hidrocarbonado tal
como hexano, heptano, tolueno y xileno, y la cantidad a utilizar
del mismo no está particularmente limitada. Ejemplos del solvente
orgánico insoluble en agua incluyen un solvente éster tal como
acetato de etilo y un solvente éter tal como éter metil
ter-butílico, además del solvente hidrocarbonado
anteriormente mencionado, y la cantidad a utilizar del mismo no
está particularmente limitada.
Cuando se utiliza como catalizador el compuesto
aromático que contiene nitrógeno y el compuesto ácido carboxílico
alifático, después de la finalización de la reacción puede aislarse,
por ejemplo, el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
mediante la eliminación del metanotiol restante de la mezcla de
reacción y posteriormente, si es necesario, la adición a la misma
de un solvente orgánico insoluble en agua, seguido por extracción,
lavado de la capa orgánica obtenida que contiene
4-(metiltio)butano-1,2-diol
con agua, un agua ácida y/o un agua alcalina, y la concentración de
la misma.
El
4-(metiltio)butano-1,2-diol
obtenido puede ser utilizado en la etapa (C) descrita a continuación
tal cual o después de una purificación adicional mediante un medio
de purificación convencional tal como destilación y cromatografía
en columna. El
4-(metiltio)butano-1,2-diol
puede ser utilizado como una solución tal como la capa orgánica
anteriormente mencionada sin aislar el
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Finalmente, se ilustrará la etapa (C): etapa de
oxidación del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
para obtener ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico.
En la presente invención, la oxidación del resto
alcohol primario de la molécula de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
tiene lugar generalmente de forma prioritaria a la oxidación del
resto alcohol secundario y del resto sulfuro.
Ejemplos del método para oxidar el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
para obtener ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
incluyen un método que comprende la realización de una oxidación de
Swern del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
seguido por oxidación con nitrato de plata y un método que comprende
la puesta en contacto del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
con una célula microbiana que tenga la capacidad de convertir el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
o un material tratado de la misma. El ejemplo preferible es el
método que comprende la puesta en contacto del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
con una célula microbiana que tenga la capacidad de convertir el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
o con un material tratado de la misma.
En método que comprende la realización de la
oxidación de Swern del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
seguido por oxidación con nitrato de plata puede ser realizado, por
ejemplo, de acuerdo con el método descrito en Tetrahedron, 48, 6043
(1992).
Se ilustrará el método que comprende la puesta
en contacto del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
con una célula microbiana con capacidad para convertir el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
o con un material tratado de la misma.
Ejemplos de la célula microbiana que tiene la
capacidad de convertir el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
o del material tratado de la misma, incluyen una célula microbiana o
un material tratado de la misma tal como microorganismos
pertenecientes al género Alcaligenes tales como Alcaligenes
faecalis, Alcaligenes denitrificans, Alcaligenes eutrophus,
Alcaligenes sp. y Alcaligenes xylosoxydans;
microorganismos pertenecientes al género Bacillus tales como
Bacillus alvei, Bacillus badius, Bacillus brevis, Bacillus
cereus, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus firmus,
Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus macerans, Bacillus
megaterium, Bacillus moritai, Bacillus mycoides, Bacillus polymyxa,
Bacillus pumilus, Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis, Bacillus
thuringensis y Bacillus validus; microorganismos
pertenecientes al género Pseudomonas tales como Pseudomonas
auricularis, Pseudomonas azotoformans, Pseudomonas caryophylli,
Pseudomonas chlororaphis, Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas
diminuta, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas fragi, Pseudomonas
fulva, Pseudomonas mendocina, Pseudomonas mutabilis, Pseudomonas
nitroreducens, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas ovalis,
Pseudomonas oxalaticus, Pseudomonas plantarii, Pseudomonas
pseudoalcaligenes, Pseudomonas putida, Pseudomonas putrefaciens,
Pseudomonas riboflavina, Pseudomonas sp., Pseudomonas straminea,
Pseudomonas synxantha, Pseudomonas syringae, Pseudomonas tabaci,
Pseudomonas taetrolens y Pseudomonas vesicularis;
microorganismos pertenecientes al género Rhodobacter tales como
Rhodobacter sphaeroides; y microorganismos pertenecientes al
género Rhodococcus tales como Rhodococcus erythropolis,
Rhodococcus globerulus, Rhodococcus rhodochrous y Rhodococcus
sp.
Ejemplos típicos de los mismos incluyen células
microbianas o un material tratado de las mismas tales como
Alcaligenes faecalis IFO13111t, Alcaligenes
denitrificans JCM5490, Alcaligenes eutrophus ATCC43123,
Alcaligenes sp. IFO14130, Alcaligenes xylosoxydans
IFO15125t, Bacillus alvei IFO3343t, Bacillus badius
ATCC14574t, Bacillus brevis IFO12334, Bacillus cereus
JCM2503, Bacillus circulans ATCC13403, Bacillus
coagulans JCM2257t, Bacillus firmus JCM2512t,
@Bacillus lentus JCM2511t, Bacillus licheniformis
IFO12195, Bacillus macerans JCM2500t, Bacillus
megaterium IFO12108, Bacillus moritai ATCC21282,
Bacillus mycoides IFO3039, Bacillus polymyxa IFO3020,
Bacillus pumilus IFO12092t, Bacillus sphaericus
IFO3341, Bacillus subtilis JCM1465t, Bacillus
thuringensis
ATCC13366, Bacillus validus IFO13635, Pseudomonas auricularis IFO13334t, Pseudomonas azotoformans
JCM2777t, Pseudomonas caryophylli IFO13591, Pseudomonas chlororaphis IFO3121t, Pseudomonas denitrificans IAM1923, Pseudomonas diminuta JCM2788t, Pseudomonas fluorescens IFO14160t, Pseudomonas fragi IFO3458t, Pseudomonas fulva JCM2780t, Pseudomonas mendocina IFO14162, Pseudomonas mutabilis ATCC 31014, Pseudomonas nitroreducens JCM2782t, Pseudomonas oleovorans IFO13583t, Pseudomonas ovalis IFO12688, Pseudomonas oxalaticus IFO13593t, Pseudomonas plantarii JCM5492t, Pseudomonas pseudoalcaligenes JCM5968t, Pseudomonas putida IFO3738, Pseudomonas putida IAM1002, Pseudomonas putida IAM1090, Pseudomonas putida IAM1236, Pseudomonas putida ATCC39213, Pseudomonas putrefaciens IFO3910, Pseudomonas riboflavina IFO13584t, Pseudomonas sp. ATCC53617, Pseudomonas straminea JCM2783t, Pseudomonas synxantha IFO3913t, Pseudomonas syringae IFO14055, @Pseudomonas tabaci IFO3508, Pseudomonas taetrolens IFO3460, Pseudomonas vesicularis JCM1477t, Rhodobacter sphaeroides ATCC17023, Rhodococcus erythropolis IFO12320, Rhodococcus globerulus ATCC15610, Rhodococcus rhodochrous JCM3202t, Rhodococcus rhodochrous@ ATCC15610 y Rhodococcus sp. ATCC19148.
ATCC13366, Bacillus validus IFO13635, Pseudomonas auricularis IFO13334t, Pseudomonas azotoformans
JCM2777t, Pseudomonas caryophylli IFO13591, Pseudomonas chlororaphis IFO3121t, Pseudomonas denitrificans IAM1923, Pseudomonas diminuta JCM2788t, Pseudomonas fluorescens IFO14160t, Pseudomonas fragi IFO3458t, Pseudomonas fulva JCM2780t, Pseudomonas mendocina IFO14162, Pseudomonas mutabilis ATCC 31014, Pseudomonas nitroreducens JCM2782t, Pseudomonas oleovorans IFO13583t, Pseudomonas ovalis IFO12688, Pseudomonas oxalaticus IFO13593t, Pseudomonas plantarii JCM5492t, Pseudomonas pseudoalcaligenes JCM5968t, Pseudomonas putida IFO3738, Pseudomonas putida IAM1002, Pseudomonas putida IAM1090, Pseudomonas putida IAM1236, Pseudomonas putida ATCC39213, Pseudomonas putrefaciens IFO3910, Pseudomonas riboflavina IFO13584t, Pseudomonas sp. ATCC53617, Pseudomonas straminea JCM2783t, Pseudomonas synxantha IFO3913t, Pseudomonas syringae IFO14055, @Pseudomonas tabaci IFO3508, Pseudomonas taetrolens IFO3460, Pseudomonas vesicularis JCM1477t, Rhodobacter sphaeroides ATCC17023, Rhodococcus erythropolis IFO12320, Rhodococcus globerulus ATCC15610, Rhodococcus rhodochrous JCM3202t, Rhodococcus rhodochrous@ ATCC15610 y Rhodococcus sp. ATCC19148.
Como microorganismo, es preferible al menos un
tipo de microorganismos seleccionados del género Alcaligenes, del
género Bacillus, del género Pseudomonas, del género Rhodobacter y
del género Rhodococcus, es más preferible al menos un tipo de
microorganismos seleccionados del género Bacillus, del género
Pseudomonas y del género Rhodococcus, es además preferible al menos
un tipo de microorganismos seleccionados del género Pseudomonas y
del género Rhodococcus y son especialmente preferibles
microorganismos pertenecientes al género Rhodococcus.
El microorganismo puede ser cultivado utilizando
medios de cultivo para cultivar diferentes microorganismos que
contienen por consiguiente fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno,
sales orgánicas o sales inorgánicas. Ejemplos de la fuente de
carbono contenida en los medios de cultivo incluyen glucosa,
sacarosa, glicerol, almidón, ácidos orgánicos y melazas. Ejemplos
de la fuente de nitrógeno incluyen extracto de levadura, extracto de
carne, peptona, casaminoácidos, extracto de germen de trigo, polvo
de soja, extracto del embrión de maíz, polvo de semilla de algodón,
levadura seca, sulfato de amonio y nitrato de sodio. Ejemplos de la
sal de ácidos orgánicos o inorgánicos incluyen cloruro de sodio,
cloruro de potasio, carbonato de sodio, fosfato monopotásico,
fosfato dipotásico, carbonato de calcio, acetato de amonio, sulfato
de magnesio, sulfato de cobre, sulfato de zinc, sulfato ferroso y
cloruro de cobalto.
Ejemplos del método para el cultivo incluyen un
cultivo sólido y un cultivo líquido (cultivo en tubo de ensayo,
cultivo en matraz, cultivo en fermentador de jarra).
La temperatura de cultivo y el pH del líquido de
cultivo no están particularmente limitados, siempre que estén en el
rango en el que crece un microorganismo, y la temperatura de cultivo
es normalmente de 15 a 40ºC aproximadamente, y el pH del líquido de
cultivo es normalmente de 4 a 8 aproximadamente. El tiempo de
cultivo puede ser seleccionado por consiguiente dependiendo de las
condiciones de cultivo y es normalmente de 1 a 10 días
aproximadamente.
La célula microbiana puede ser utilizada tal
cuales. Ejemplos del método de utilización del cuerpo fúngico de la
célula microbiana tal cual es incluyen (1) un método que comprende
la utilización del líquido de cultivo tal cual es y (2) un método
que comprende la corrección de la célula mediante separación
centrífuga del líquido de cultivo y la utilización del cuerpo
fúngico corregido (la célula húmeda después de lavar con líquido
tampón o con agua, si es necesario).
Los materiales tratados de las mismas pueden ser
utilizados. Ejemplos de materiales tratados incluyen los obtenidos
por el tratamiento de la célula obtenida mediante cultivo con un
solvente orgánico (acetona, etanol, etcétera), con liofilización o
con un álcali, los obtenidos mediante la ruptura física o enzimática
y el enzima bruto separado y extraído de estos materiales. Además,
los materiales tratados de la célula pueden incluir también los
obtenidos por el sometimiento al tratamiento anteriormente
mencionado seguido por la realización de un tratamiento de
inmovilización según el método conocido.
El
4-(metiltio)butano-1,2-diol
es oxidado para obtener ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
mediante la puesta en contacto de la célula microbiana o de
materiales tratados de la misma con
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
La cantidad a utilizar de la célula microbiana o
de los materiales tratados de la misma es una cantidad tal que la
concentración de la célula microbiana o de los materiales tratados
de la misma en el líquido de reacción es normalmente del 0,001 al
50% en peso, y preferiblemente del 0,01 al 20% en peso.
La reacción de la célula microbiana o de los
materiales tratados de la misma y
4-(metiltio)butano-1,2-diol
se lleva a cabo normalmente en presencia de agua. Como agua, puede
utilizarse una solución acuosa tamponante y ejemplos del agente
tamponante utilizado para la solución acuosa tamponante incluyen una
sal del ácido fosfórico con metales alcalinos tal como fosfato de
sodio y fosfato de potasio; y una sal del ácido acético con metales
alcalinos tal como acetato de sodio y acetato de potasio. La célula
microbiana o los materiales tratados de la misma pueden hacerse
reaccionar con
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en presencia de agua y un solvente orgánico. El solvente orgánico
puede ser un solvente orgánico hidrofóbico o un solvente orgánico
hidrofílico. Ejemplos del solvente orgánico hidrofóbico incluyen
solventes éster tales como formato de etilo, acetato de etilo,
acetato de propilo, acetato de butilo, propionato de etilo y
propionato de butilo; solventes alcoholes hidrofóbicos tales como
alcohol n-butílico, alcohol
n-amílico y alcohol n-octílico;
solventes hidrocarburos aromáticos tales como benceno, tolueno y
xileno; solventes éteres hidrofóbicos tales como éter dietílico,
éter diisopropílico y éter metil ter-butílico;
solventes hidrocarburos halogenados tales como cloroformo y
1,2-dicloroetano y un solvente mezcla de los
mismos. Ejemplos del solvente orgánico hidrofílico incluyen
solventes alcoholes hidrofílicos tales como metanol y etanol;
solventes cetonas hidrofílicas tales como acetona; solventes
éteres hidrofílicos tales como dimetoxietano, tetrahidrofurano y dioxano; y un solvente mezcla de los mismos.
éteres hidrofílicos tales como dimetoxietano, tetrahidrofurano y dioxano; y un solvente mezcla de los mismos.
El pH de la reacción de la célula microbiana o
de los materiales tratados de la misma y
4-(metiltio)butano-1,2-diol
está normalmente en el rango de 3 a 10, y la temperatura de reacción
es normalmente de 0 a 60ºC. El tiempo de reacción es normalmente de
0,5 horas a 10 días.
La concentración de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en el líquido de reacción es normalmente del 50% (p/v) o menor.
La reacción de la célula microbiana o de los
materiales tratados de la misma y
4-(metiltio)butano-1,2-diol
se lleva a cabo normalmente mezclando ambos. La reacción puede ser
llevada a cabo añadiendo el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
continuamente o sucesivamente al sistema de reacción.
Si es necesario, pueden añadirse al sistema de
reacción azúcares tales como glucosa, sacarosa y fructosa, o un
surfactante tal como Triton X-100 y Tween 60.
El punto final de la reacción puede ser
confirmado mediante la monitorización de la cantidad de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en el líquido de reacción mediante cromatografía líquida o
cromatografía de gases.
Después de la finalización de la reacción, puede
aislarse el ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
mediante la realización de un tratamiento posterior convencional
del líquido de reacción tal como un tratamiento de extracción y un
tratamiento de concentración. El ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
obtenido puede ser purificado adicionalmente mediante un medio de
purificación convencional tal como cromatografía en columna y
destilación.
La presente invención será ilustrada
adicionalmente con detalle a continuación mediante Ejemplos, pero la
presente invención no está limitada por estos Ejemplos.
El área superficial específica y el diámetro
medio de los microporos del silicato que contiene un metal obtenidos
fueron medidos cada uno de ellos a 150ºC bajo una condición de
desgasificación de 1,35 x 10^{-5} kg/cm^{-2} (equivalente a
0,013 kPa) mediante el método de adsorción de nitrógeno utilizando
Autosorb-6 fabricado por Quantachrome Instruments,
y el área superficial específica y el diámetro medio de los
microporos del mismo se calcularon utilizando el método de
múltiples puntos BET (p/p_{0}=0,1) y el método BHJ,
respectivamente.
Ejemplo de Referencia
1
A un matraz de 500 ml equipado con un agitador,
se añadieron 5 g de polvo metálico de tungsteno y 25 g de agua
sometida a intercambio iónico, y la temperatura interna fue ajustada
a 40ºC. A ello se añadieron gota a gota 15 g de una solución acuosa
de peróxido de hidrógeno al 60% en peso durante 30 minutos, y
posteriormente la mezcla fue mantenida a la misma temperatura
durante 1 hora para obtener una solución que contenía óxido de
tungsteno. A la solución que contenía óxido de tungsteno, se
añadieron 75 g de agua sometida a intercambio iónico y 80 g de
etanol, y posteriormente se añadieron a ello 41,6 g de
tetraetoxisilano, gota a gota, durante 10 minutos. Además, se
añadieron gota a gota 20 g de una solución acuosa de hidróxido de
tetrabutilamonio al 40% en peso a la misma temperatura durante 10
minutos. A continuación, la mezcla fue enfriada hasta una
temperatura interna de 25ºC y la agitación continuó a la misma
temperatura y en 30 minutos aproximadamente precipitó un sólido,
formándose una suspensión. Después de agitar y mantener a la misma
temperatura durante 24 horas, el sólido fue recogido por
filtración. El sólido filtrado fue lavado dos veces con 100 g de
agua sometida a intercambio iónico y posteriormente fue secado a
130ºC durante 24 horas para obtener 38,0 g del sólido blanco. El
sólido blanco obtenido fue calcinado a 550ºC durante 6 horas para
obtener 16,5 g del silicato blanco que contenía tungsteno.
Espectro DRX: Se observa un pico ancho que tiene
un vértice a un valor de d de 3,77 \ring{A}. No se observa ningún
pico atribuible al óxido de tungsteno.
Espectro IR (KBr)
- \nu_{máx}: 3478, 1638, 1078, 960, 806, 557 cm^{-1}
Valores del análisis elemental; W: 9,8%, Si:
39,5%
Área superficial específica: 543 m^{2}/g,
diámetro medio de los microporos: 16 \ring{A}.
Ejemplo de Referencia
2
A un matraz de 500 ml equipado con un agitador,
se añadieron 5 g de polvo metálico de tungsteno y 25 g de agua
sometida a intercambio iónico, y la temperatura interna fue ajustada
a 40ºC. A ello se añadieron gota a gota 15 g de una solución acuosa
de peróxido de hidrógeno al 60% en peso durante 30 minutos y
posteriormente la mezcla fue mantenida a la misma temperatura
durante 2 horas para obtener una solución que contenía óxido de
tungsteno. A la solución que contenía óxido de tungsteno se
añadieron 75 g de agua sometida a intercambio iónico y 80 g de
etanol y a ello se añadieron posteriormente 41,6 g de
tetraetoxisilano a una temperatura interna de 40ºC durante 10
minutos. Además, a todo ello se añadieron gota a gota 40 g de una
solución de hidróxido de tetrapropilamonio al 10% en peso, a la
misma temperatura, durante 10 minutos. Posteriormente la mezcla fue
enfriada hasta una temperatura interna de 25ºC y la agitación
continuó a la misma temperatura. Un sólido precipitó en 30 minutos
aproximadamente formándose una suspensión. Después de agitar y
mantener a la misma temperatura durante 24 horas, el sólido fue
recogido por filtración. El sólido filtrado fue lavado dos veces
con 100 g de agua sometida a intercambio iónico y secado a 130ºC
durante 24 horas para obtener 38,0 g de un sólido blanco. El sólido
blanco obtenido fue calcinado a 550ºC durante 6 horas para obtener
17,3 g de un silicato blanco que contenía tungsteno.
Espectro DRX: Se observa un pico ancho que tiene
un vértice a un valor de d de 3,76 \ring{A}. Se observa
ligeramente un pico pronunciado atribuible al óxido de
tungsteno.
Espectro IR (KBr)
- \nu_{máx}: 3480, 1638, 1078, 956, 800 cm^{-1}
Valores del análisis elemental; W: 11,0%, Si:
31,4%
Área superficial específica: 573 m^{2}/g,
diámetro medio de los microporos: 22 \ring{A}.
Ejemplo de Referencia
3
A un matraz de 500 ml equipado con un agitador,
se añadieron 2 g de polvo metálico de molibdeno y 25 g de agua
sometida a intercambio iónico, y la temperatura interna se ajustó a
40ºC. A ello se añadieron gota a gota 15 g de una solución acuosa
de peróxido de hidrógeno al 60% en peso durante 1 hora y
posteriormente la mezcla fue mantenida a la misma temperatura
durante 1 hora para obtener una solución que contenía óxido de
molibdeno. A la solución que contenía óxido de molibdeno, se
añadieron 75 g de agua sometida a intercambio iónico y 80 g de
etanol, y a ello se añadieron posteriormente 41,6 g de
tetraetoxisilano a una temperatura interna de 40ºC durante 10
minutos. Además, se añadieron gota a gota a todo ello 10 g de
dodecilamina a la misma temperatura durante 10 minutos.
Inmediatamente precipitó un sólido formándose una suspensión. La
mezcla fue enfriada hasta una temperatura interna de 25ºC y agitada
y mantenida durante 24 horas, y posteriormente el sólido fue
recogido por filtración. El sólido filtrado fue lavado dos veces con
100 g de agua sometida a intercambio iónico, secado a 110ºC durante
6 horas y calcinado a 550ºC durante 6 horas para obtener 15,5 g de
un silicato blanco que contenía molibdeno.
Espectro DRX: Se observa un espectro mixto que
consta de un pico ancho que tiene un vértice a un valor de d de 3,8
\ring{A} y un pico pronunciado atribuible al óxido de
molibdeno.
Espectro IR (KBr)
- \nu_{máx}: 3470, 1640, 1090, 956, 915, 802 cm^{-1}
Valores del análisis elemental; Mo: 13,9%, Si:
32,4%
Área superficial específica: 171 m^{2}/g,
diámetro medio de los microporos: 73 \ring{A}.
A partir de estos resultados se confirmó que el
silicato blanco obtenido que contenía molibdeno tenía óxido de
molibdeno.
Ejemplo de Referencia
4
A un matraz de 500 ml equipado con un agitador,
se añadieron 2,5 g de polvo metálico de molibdeno y 25 g de agua
sometida a intercambio iónico, y la temperatura interna se ajustó a
40ºC. A ello se añadieron gota a gota 15 g de una solución acuosa
de peróxido de hidrógeno al 60% en peso durante 1 hora y
posteriormente la mezcla fue mantenida a la misma temperatura
durante 1 hora para obtener una solución que contenía óxido de
molibdeno. A la solución que contenía óxido de molibdeno, se
añadieron 75 g de agua sometida a intercambio iónico y 80 g de
etanol, y a ello se añadieron posteriormente 41,6 g de
tetraetoxisilano a una temperatura interna de 40ºC durante 10
minutos. Además, a todo ello se añadieron gota a gota 20 g de una
solución de hidróxido de tetrabutilamonio al 40% en peso durante 10
minutos. Posteriormente, la agitación continuó a la misma
temperatura y precipitó un sólido en 15 minutos aproximadamente
formándose una suspensión. A la suspensión se añadieron 200 g de
agua sometida a intercambio iónico. La mezcla fue enfriada hasta una
temperatura interna de 25ºC y agitada y mantenida a la misma
temperatura durante 24 horas. Posteriormente, el sólido fue recogido
por filtración. El sólido filtrado fue lavado dos veces con 100 g
de agua sometida a intercambio iónico, secado a 110ºC durante 6
horas y calcinado a 550ºC durante 6 horas para obtener 15,9 g de un
silicato blanco que contenía molibdeno.
Espectro DRX: Se observa un pico ancho que tiene
un vértice a un valor de d de 3,79 \ring{A}. No se observa ningún
pico pronunciado atribuible al óxido de tungsteno.
Espectro IR (KBr)
- \nu_{máx}: 3470, 1640, 1080, 956, 913, 796 cm^{-1}
Valores del análisis elemental; Mo: 5,22%, Si:
37,0%
Área superficial específica: 649 m^{2}/g,
diámetro medio de los microporos: 22 \ring{A}.
Ejemplo de Referencia
5
A un matraz de 500 ml equipado con un agitador,
se añadieron 1,3 g de polvo metálico de vanadio y 25 g de agua
sometida a intercambio iónico, y la temperatura interna se ajustó a
40ºC. A ello se añadieron gota a gota 15 g de una solución acuosa
de peróxido de hidrógeno al 30% en peso durante 30 minutos, y
posteriormente la mezcla fue mantenida a la misma temperatura
durante 1 hora para obtener una solución que contenía óxido de
vanadio. A la solución que contenía óxido de vanadio, se añadieron
75 g de agua sometida a intercambio iónico y 80 g de etanol, y
posteriormente se añadieron a todo ello 41,6 g de tetraetoxisilano a
una temperatura interna de 40ºC durante 10 minutos. Además, se
añadieron a todo ello gota a gota 40 g de una solución de
tetra-n-propilamina al 40% en peso
durante 10 minutos. A continuación, la mezcla fue enfriada hasta una
temperatura interna de 25ºC y la agitación continuó y precipitó un
sólido en 30 minutos aproximadamente formándose una suspensión. La
suspensión fue agitada y mantenida a la misma temperatura durante 24
horas. Posteriormente, el sólido fue recogido por filtración. El
sólido filtrado fue lavado dos veces con 100 g de agua sometida a
intercambio iónico, secado a 130ºC durante 8 horas y calcinado a
550ºC durante 6 horas para obtener 16,0 g de un silicato de color
marrón que contenía vanadio.
Espectro DRX: Se observa un pico ancho que tiene
un vértice a un valor de d de 3,85 \ring{A}. No se observa ningún
pico pronunciado atribuible al óxido de vanadio.
Espectro IR (KBr)
- \nu_{máx}: 1050, 956, 794, 629 cm^{-1}
Valores del análisis elemental; V: 5,56%, Si:
36,1%
Área superficial específica: 708 m^{2}/g,
diámetro medio de los microporos: 27 \ring{A}.
\vskip1.000000\baselineskip
A un matraz de 50 ml equipado con un agitador
magnético y un refrigerante de reflujo, se añadieron 30 mg del
silicato que contenía molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia
4 anteriormente mencionado, 310 mg de
1,2-epoxi-3-buteno y
3 g de agua destilada. La mezcla resultante fue agitada a una
temperatura interna de 25ºC durante 5 horas para llevar a cabo la
reacción. Al líquido de reacción obtenido se añadieron 10 g de
tetrahidrofurano para obtener una solución que contenía
3-buteno-1,2-diol.
La solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
era del 93%.
Se llevó a cabo una reacción de manera similar a
la del Ejemplo 1, excepto en que se utilizó el silicato que
contenía vanadio obtenido en el Ejemplo de Referencia 5
anteriormente mencionado en lugar del silicato que contenía
molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia 4 anteriormente
mencionado, y en que se utilizaron 300 mg de
1,2-epoxi-3-buteno.
El rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
fue del 94%.
Se llevó a cabo una reacción de manera similar a
la del Ejemplo 1, excepto en que se utilizó el silicato que
contenía molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia 3
anteriormente mencionado en lugar del silicato que contenía
molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia 4 anteriormente
mencionado, y en que se utilizaron 330 mg de
1,2-epoxi-3-buteno.
El rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
fue del 95%.
Se llevó a cabo una reacción de manera similar a
la del Ejemplo 1, excepto en que se utilizó el silicato que
contenía tungsteno obtenido en el Ejemplo de Referencia 1
anteriormente mencionado en lugar del silicato que contenía
molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia 4 anteriormente
mencionado.
El rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
fue del 81%.
Se llevó a cabo una reacción de manera similar a
la del Ejemplo 1, excepto en que se utilizó el silicato que
contenía tungsteno obtenido en el Ejemplo de Referencia 2
anteriormente mencionado en lugar del silicato que contenía
molibdeno obtenido en el Ejemplo de Referencia 4 anteriormente
mencionado.
El rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
fue del 82%.
En un matraz de 50 ml equipado con un agitador
magnético y un refrigerante de reflujo, se cargaron 30 mg del
silicato que contenía vanadio obtenido en el Ejemplo de Referencia 5
anteriormente mencionado, 300 mg de
1,2-epoxi-3-buteno
y 3 g de agua destilada. La mezcla resultante fue agitada a una
temperatura interna de 25ºC durante 5 horas para llevar a cabo la
reacción. Al líquido de reacción obtenido se añadieron 10 g de
tetrahidrofurano y posteriormente el silicato que contenía vanadio
fue separado por decantación para obtener una solución que contenía
3-buteno-1,2-diol.
La solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
era del 94%.
En un matraz de 50 ml equipado con un agitador
magnético y un refrigerante de reflujo, se cargaron toda la
cantidad del silicato que contenía vanadio separado por decantación
en el Ejemplo 6 anteriormente mencionado, 300 mg de
1,2-epoxi-3-buteno y
3 g de agua destilada. La mezcla resultante fue agitada a una
temperatura interna de 25ºC durante 5 horas para llevar a cabo la
reacción. Al líquido de reacción obtenido se añadieron 10 g de
tetrahidrofurano para obtener una solución que contenía
3-buteno-1,2-diol.
La solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
era del 87%.
En un matraz de 50 ml equipado con un agitador
magnético y un refrigerante de reflujo, se cargaron 30 mg de ácido
fosfórico al 85%, 300 mg de
1,2-epoxi-3-buteno y
3 g de agua destilada. La mezcla resultante fue agitada a una
temperatura interna de 5ºC durante 5 horas para llevar a cabo la
reacción. Al líquido de reacción obtenido se añadieron 10 g de
tetrahidrofurano para obtener una solución que contenía
3-buteno-1,2-diol.
La solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
era del 92%.
En un matraz de 50 ml equipado con un agitador
magnético y un refrigerante de reflujo, se cargaron 30 mg de ácido
metafosfórico, 300 mg de
1,2-epoxi-3-buteno y
3 g de agua destilada. La mezcla resultante fue agitada a una
temperatura interna de 5ºC durante 5 horas para llevar a cabo la
reacción. Al líquido de reacción obtenido se añadieron 10 g de
tetrahidrofurano para obtener una solución que contenía
3-buteno-1,2-diol.
La solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
3-buteno-1,2-diol
era del 86%.
A un matraz de 100 ml equipado con un agitador
magnético, se añadieron 880 mg de
3-buteno-1,2-diol y
10 mg de 2,2'-azobisisobutironitrilo. En la mezcla
obtenida se insufló metanotiol gaseoso a una temperatura interna de
25ºC con agitación y a una velocidad de 10 a 20 ml/minuto
aproximadamente durante 1 hora. La mezcla fue agitada
posteriormente a la misma temperatura durante 1 hora para llevar a
cabo la reacción. Después de la finalización de la reacción, el
metanotiol remanente fue eliminado insuflando nitrógeno a la mezcla
de reacción, y se obtuvieron 1245 mg de una materia oleosa que
contenía
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Esta materia oleosa fue analizada por cromatografía de gases
mediante el método del porcentaje de áreas, encontrándose que el
rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 73%.
A un autoclave de 100 ml equipado con un
agitador magnético, se añadieron 1300 mg de
3-buteno-1,2-diol y
20 mg de 2,2'-azobisisobutironitrilo. Después de
enfriar la mezcla obtenida hasta una temperatura interna de 0ºC, se
añadieron a la misma 1400 mg de metanotiol líquido. El autoclave fue
cerrado herméticamente y posteriormente la mezcla fue agitada a
30ºC durante 2 horas para llevar a cabo la reacción. La presión
(presión manométrica) en el interior del autoclave en el momento
del inicio de la reacción era de 2 kg/cm^{2} (equivalente a 0,2
MPa) y la presión (presión manométrica) en el interior del autoclave
en el momento de la finalización de la reacción era de 1
kg/cm^{2} (equivalente a 0,1 MPa). Después de la finalización de
la reacción, el metanotiol remanente fue eliminado insuflando
nitrógeno en la mezcla de reacción, y se obtuvieron 1790 mg de una
materia oleosa que contenía
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Esta materia oleosa fue analizada por cromatografía de gases
mediante el método del porcentaje de áreas, encontrándose que el
rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 67%.
A un autoclave de 100 ml equipado con un
agitador magnético, se añadieron 1300 mg de
3-buteno-1,2-diol y
20 mg de 2,2'-azobisisobutironitrilo. Después de
enfriar la mezcla obtenida a una temperatura interna de 0ºC, se
añadieron a la misma 1400 mg de metanotiol líquido. El autoclave fue
cerrado herméticamente y posteriormente la mezcla fue agitada a
40ºC durante 4 horas para llevar a cabo la reacción. La presión
(presión manométrica) en el interior del autoclave en el momento
del inicio de la reacción era de 2,5 kg/cm^{2} (equivalente a
0,25 MPa) y la presión (presión manométrica) en el interior del
autoclave en el momento de la finalización de la reacción era de
0,5 kg/cm^{2} (equivalente a 0,05 MPa). Después de la finalización
de la reacción, el metanotiol remanente fue eliminado insuflando
nitrógeno en la mezcla de reacción, y se obtuvieron 1990 mg de una
materia oleosa que contenía
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Esta materia oleosa fue analizada por cromatografía de gases
mediante el método del porcentaje de áreas, encontrándose que el
rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 94%.
A un autoclave de 50 ml equipado con un agitador
magnético, se añadieron 2000 mg de
3-buteno-1,2-diol y
20 mg de
2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano].
Después de enfriar la mezcla obtenida a una temperatura interna de
0ºC, se añadieron a la misma 1500 mg de metanotiol líquido. El
autoclave fue cerrado herméticamente y posteriormente la mezcla fue
agitada a 40ºC durante 4 horas para llevar a cabo la reacción. La
presión (presión manométrica) en el interior del autoclave en el
momento del inicio de la reacción era de 2,5 kg/cm^{2}
(equivalente a 0,25 MPa) y la presión (presión manométrica) en el
interior del autoclave en el momento de la finalización de la
reacción era de 0,5 kg/cm^{2} (equivalente a 0,05 MPa). Después de
la finalización de la reacción, el metanotiol remanente fue
eliminado insuflando nitrógeno en la mezcla de reacción, y se
añadieron a la misma 10 g de acetato de etilo para obtener una
solución que contenía
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
La solución obtenida fue analizada por cromatografía de gases
mediante el método del estándar interno, encontrándose que el
rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 94%.
De manera similar a la del Ejemplo 13, se obtuvo
una solución que contenía
4-(metiltio)butano-1,2-diol,
excepto en que se utilizó azobisisobutirato de metilo en lugar de
2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano].
La solución obtenida fue analizada por cromatografía de gases
mediante el método del estándar interno, encontrándose que el
rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 98%.
A un autoclave de 50 ml equipado con un agitador
magnético, se añadieron 2000 mg de
3-buteno-1,2-diol, 9
mg de piridina y 14 mg de ácido acético. Después de enfriar la
mezcla obtenida hasta una temperatura interna de 0ºC, se añadieron
a la misma 1500 mg de metanotiol líquido. El autoclave fue cerrado
herméticamente y posteriormente la mezcla fue agitada a 40ºC
durante 4 horas para llevar a cabo la reacción. La presión (presión
manométrica) en el interior del autoclave en el momento del inicio
de la reacción era de 2,5 kg/cm^{2} (equivalente a 0,25 MPa) y la
presión (presión manométrica) en el interior del autoclave en el
momento de la finalización de la reacción era de 0,5 kg/cm^{2}
(equivalente a 0,05 MPa). Después de la finalización de la reacción,
se liberó la presión hasta alcanzar la presión normal y el
metanotiol remanente fue eliminado insuflando nitrógeno en la
mezcla de reacción, y a ella se añadieron 10 g de acetato de etilo.
Esta solución fue analizada por cromatografía de gases mediante el
método del estándar interno, encontrándose que el rendimiento de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
era del 94%.
La cantidad predeterminada de agua fue añadida
al aceite incoloro obtenido en el Ejemplo 10 y el material
insoluble fue eliminado por filtración para preparar una solución
acuosa de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
al 10% (p/v).
Se añadieron a un tubo de ensayo 5 ml de medio
de cultivo después de su esterilización (el obtenido mediante la
adición de 20 g de glucosa, 5 g de polipeptona, 3 g de extracto de
levadura, 3 g de extracto de carne, 0,2 g de sulfato de amonio, 1 g
de dihidrogenosulfato de potasio y 0,5 g de sulfato de magnesio
heptahidruro y el ajuste del pH del mismo a 7,0), y varias de las
células mostradas en las Tabla 1 a 4 fueron inoculadas en el mismo.
El cultivo con agitación se llevó a cabo bajo condiciones aerobias a
30ºC. Después de la finalización del cultivo, las células fueron
separadas mediante separación por centrifugación para obtener un
hongo viable. Al tubo de ensayo con tapón de rosca se añadieron 2
ml de tampón fosfato de potasio 0,1 M (pH 7) y al mismo se añadió
el hongo viable anteriormente mencionado. A ello se añadieron 0,2 ml
de la solución acuosa de
4-(metiltio)butano-1,2-diol
al 10% (p/v) anteriormente mencionada y posteriormente la mezcla
obtenida fue agitada a 30ºC durante 2 a 3 días. Después de la
finalización de la reacción, se tomaron muestras de 1 ml del líquido
de la reacción. Las células fueron extraídas de las muestras
líquidas y se analizó la cantidad de ácido
2-hidroxi-4-metiltiobutírico
generado mediante cromatografía líquida. Los resultados obtenidos
están mostrados en las Tablas 1 a 4. La tasa de formación (%) del
ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
fue calculada sobre la base del
4-(metiltio)butano-1,2-diol.
Las condiciones analíticas de la cromatografía
líquida se muestran a continuación.
Columna: Cadenza CD-C18 (4,6
mm\Phi x 15 cm, 3 \mum) (fabricada por Imtakt Corporation)
Fase móvil: Líquido A - solución acuosa de ácido
trifluoroacético al 0,1%, Líquido B - metanol
Condiciones del gradiente:
- Del minuto 0 al 10 Líquido A/Líquido B = 80/20 (constante)
- Del minuto 10 al 20 Líquido A/Líquido B = 50:50 durante 10 minutos
- Del minuto 20 al 30 Líquido A/Líquido B = 50:50 (constante)
- Del minuto 30 al 30,1 Líquido A/Líquido B = 80:20 durante 0,1 minutos
- Del minuto 30,1 al 50 Líquido A/Líquido B = 80:20 (constante)
Velocidad de flujo: 0,5 ml/minuto, temperatura
de la columna: 40ºC, Longitud de onda de detección: 220 nm.
Claims (12)
1. Un método para producir ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
que comprende las etapas (A), (B) y (C) siguientes:
Etapa (A): etapa de reacción de
1,2-epoxi-3-buteno
con agua para obtener
3-buteno-1,2-diol.
Etapa (B): etapa de reacción del
3-buteno-1,2-diol
con metanotiol para obtener
4-(metiltio)butano-1,2-diol,
Etapa (C): etapa de oxidación del
4-(metiltio)butano-1,2-diol
para obtener ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la reacción se lleva a cabo en presencia de un ácido en
la etapa (A).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el ácido es un silicato que contiene como constituyente al
menos un elemento seleccionado de un elemento del grupo 5 y de un
elemento del grupo 6 de la tabla periódica larga.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que el silicato que contiene al menos un elemento
seleccionado de un elemento del grupo 5 y un elemento del grupo 6 de
la tabla periódica larga es vanadio, tungsteno o molibdeno.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el ácido es un compuesto de ácido fosfórico.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el
1,2-epoxi-3-buteno
es
1,2-epoxi-3-buteno
obtenido mediante la oxidación de butadieno en la etapa (A).
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la reacción se lleva a cabo en presencia de un
catalizador en la etapa (B).
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7,
en el que el catalizador es un compuesto azo.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que el compuesto azo es un compuesto azonitrilo, un compuesto
azoéster, un compuesto azoamidina o un compuesto azoimidazolina.
10. El método de acuerdo con la reivindicación
7, en el que el catalizador es un compuesto aromático que contiene
nitrógeno y un compuesto ácido carboxílico alifático.
11. El método de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
es oxidado poniendo en contacto el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
con una célula microbiana que tenga la capacidad de convertir el
4-(metiltio)butano-1,2-diol
en ácido
2-hidroxi-4-(metiltio)butírico
o con un material tratado de la misma en la etapa (C).
12. El método de acuerdo con la reivindicación
11, en el que el microorganismo es al menos un tipo de
microorganismo seleccionado del género Alcaligenes, del género
Bacillus, del género Pseudomonas, del género Rhodobacter y del
género Rhodococcus.
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| US5811601A (en) * | 1996-08-09 | 1998-09-22 | The Dow Chemical Company | Isomerization of vinyl glycols to unsaturated diols |
| US5973200A (en) * | 1997-01-23 | 1999-10-26 | Novus International, Inc. | Process for the preparation of 2-hydroxy-4-(methylthio) butanoic acid or methionine by mercaptan addition |
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