JP2002520311A - ヒドロキシメチルチオ酪酸の分離方法 - Google Patents
ヒドロキシメチルチオ酪酸の分離方法Info
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Abstract
Description
改良製造方法、より詳細には2−ヒドロキシ−4−メチルチオブチロニトリル(
HMTBN)酸水解物混合物からの改良分離方法に関する。1−メチオニンの類
似体である2−ヒドロキシ−4−メチルチオ酪酸は動物飼料に使用される。
離により除去するような条件下でHMTBNの塩酸加水分解によりHMTBAを
製造する方法を米国特許第3,773,927号に記載している。その後、濾液
を減圧蒸留して水を除去する。この米国特許第3,773,927号はHMTB
A濃度の高い(85〜90重量%)水性液体生成物の製造方法を記載している。
このような方法により得られるこの種の生成物は臭気が強く暗色でエステルオリ
ゴマーを含んでいる。これらの特徴は恐らく最終脱水段階時に含水率の低い生成
物を高温条件下におくためであると思われる。この方法は、この同一段階時のエ
ネルギー消費が高く、遠心分離又は濾過時の問題や収率低下という欠点もある。
抽出によるHMTBAの分離を記載している。英国特許第915,193号はH
MTBAをエチルエーテルよりも沸点の高いエーテル(例えばイソプロピルエー
テル又はブチルエーテル)で抽出するHMTBAのカルシウム塩の製造方法を記
載している。水を加えてエマルションを形成し、これに炭酸カルシウム又は水酸
化カルシウムを加えてHMTBAのカルシウム塩を沈殿させる。同特許はHMT
BAを主成分とする液体生成物の製造に関するものではない。
を直接抽出すると収率が悪いと記載している。同特許では抽出を二次回収手段と
してしか使用していない。
ソブチルケトンによるHMTBAの液−液抽出後、得られた抽出物からHMTB
Aを回収することを記載しており、含水率は回収されるHMTBAの重量を基に
して最低5重量%である。こうして製造した生成物は上記従来方法により製造し
た生成物よりも色が薄く、臭気が弱く、低粘度で熱安定性が良好である。
成した後、HMTBAを含む第1の有機相とアンモニウム塩を含む第2の水相を
蒸発工程に送って水分を除去することからなるHMTBAの分離方法を記載して
いる。有機相を濃縮濾過後、商用溶液濃度に合うように希釈する。水相から得ら
れる硫酸アンモニウムは硫黄残渣で汚染されており、悪臭を伴うことが多いため
、商品化が難しく、付加的な脱臭処理が必要である。本方法は中和後に得られる
各相から水を蒸発させる際に多量のエネルギーが必要であり、同様に費用のかか
る付加的な硫酸アンモニウム処理段階も必要である。本発明は上記問題を解決す
ることができた。
、より詳細にはHMTBAの新規分離方法に関する。本方法は第1段階で2−ヒ
ドロキシ−4−メチルチオブチロニトリルの硫酸水解溶液に水酸化アンモニウム
から構成される中和剤を加え、媒体を2相に分離する。これらの2相は有機溶媒
添加による塩類の塩析段階に送る有機相と、有機溶媒添加により残留2−ヒドロ
キシ−4−メチルチオ酪酸を抽出する水相から構成される。
媒としては、HMTBAを可溶化することができ、媒体と化学的に適合性であり
、水に対して低親和性の任意溶媒を挙げることができる。ケトン、アルデヒド、
エーテル、エステル、カーボネート又はアルコール類から選択することができる
。メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)等の低分子量ケト
ン類や、メチルt−ブチルエーテルもしくはジイソプロピルエーテル等のエーテ
ル類や、ジエチルカーボネート等のカーボネート類が好ましい。メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン及びエチルカーボネートがより好ましい。
これらの溶媒としては、HMTBAを可溶化することができ、媒体と化学的に適
合性であり、水に対して低親和性の任意溶媒を挙げることができる。ケトン、ア
ルデヒド、エーテル、エステル、カーボネート又はアルコール類から選択するこ
とができる。メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)等の低
分子量ケトン類や、メチルt−ブチルエーテルもしくはジイソプロピルエーテル
等のエーテル類や、ジエチルカーボネート等のカーボネート類が好ましい。メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びエチルカーボネートがより好まし
い。
る際に相互に独立して実施してもよいし、連動して実施してもよい。これらの2
段階を連続法で連動して実施することが好ましい。
る有機媒体に加える有機溶媒の量は溶媒/HMTBA有機溶液の重量比が好まし
くは>0.3、より好ましくは0.3〜1となるように選択する。当然のことな
がら、当業者は方法を経済的にするように溶媒使用量を調節できる。塩析を実施
する温度は使用する溶媒の種類に適合するようにし、特にその沸点よりも低くす
る。
無機塩類、特に硫酸アンモニウムを含む水溶液に対して>0.05、好ましくは
0.1〜0.5の重量比に設定した量の有機溶媒を使用することが好ましい。抽
出を実施する温度は使用する溶媒の種類に適合するようにし、特にその沸点より
も低くする。
。この工程は従来技術で実施されている脱水工程よりも所要エネルギーが少なく
て済む。
類濃度が非常に低い有機相が得られ、従来実施されていた濾過段階は不要になる
。その後、必要な水を加えて88重量%の商用濃度に調整する。
まない結晶化した硫酸アンモニウムを主体とする塩類の溶液が得られる。結晶は
品質良好であり、実質的に無臭である。これらの塩類の第1の利用手段によると
、これらの結晶は特に肥料又は工業用途に使用される。
合により中和段階にリサイクルするアンモニアと、濃縮後にHMTBNの加水分
解段階にリサイクルする硫酸を再生する。
溶液を例えば硫酸再生装置で熱処理し、HMTBNの加水分解に直接リサイクル
可能な濃硫酸を回収する。
により塩類の塩析工程に送る(流6)。この処理は液−液接触である。この処理
は慣用ミキサー−デカンター又はミキサー−デカンター系、充填塔、多孔板塔、
回転ディスク塔、遠心抽出機、パルス塔もしくは他の任意の液−液接触装置から
選択される他の任意の液−液接触装置で実施される。
テーション後の水相からHMTBAを抽出する段階にリサイクルする。抽出液(
流4)は溶媒除去処理する。溶媒除去は特に蒸発、蒸留又は飛沫同伴により実施
される。この溶媒除去工程は任意工程である濃度調整前に残留溶媒含量の非常に
低い十分に濃縮した塔底HMTBA流(流8)を得るために実施する。この溶媒
除去からの塔頂流(流5)は、 ・デカンテーション後の有機相の塩析段階(流6)と、 ・デカンテーション後の水相の抽出段階(流7)にリサイクルされる。
)と接触させることによりHMTBA抽出処理する。この処理もミキサー−デカ
ンター系、充填塔、多孔板塔、回転ディスク塔、遠心抽出機、パルス塔又は他の
任意の液−液接触装置等の液−液接触装置で実施される。
デカンテーションからの有機相の塩析段階にリサイクルし、ラフィネート(流1
3)は溶媒除去処理する。この処理は特に蒸留、蒸発又はストリッピングである
。硫酸アンモニウムの結晶化時に蒸発により実施することが好ましい。
限するものではない。
存在する残留HMTBAを抽出することである。
BK56.2gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は11.1%(w/w)
とした。75℃で2相のデカンテーション後、2相を分取し、分析した処、HM
TBAが部分的に抽出された上相は67.9gであり、HMTBA濃度20.5
%(w/w)であった。この上相において塩類濃度は分析ツール(電位差計)の
検出限界未満であった。 従って、初期HMTBAの74.3%を11.1%の初期有機溶媒/被抽出溶液
比でMIBKにより単一段階で抽出することができた。
ボネート56.2gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は11.1%(w/
w)とした。75℃で2相のデカンテーション後、2相を分取し、分析した処、
HMTBAが部分的に抽出された上相は67.3gであり、HMTBA濃度14
.2%(w/w)であった。この上相において塩類濃度は分析ツール(電位差計
)の検出限界未満であった。 従って、初期HMTBAの50.3%を11.1%の初期有機溶媒/被抽出溶液
比でエチルカーボネートにより単一段階で抽出することができた。
.2gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は11.1%(w/w)とした。
75℃で2相のデカンテーション後、2相を分取し、分析した処、HMTBAが
部分的に抽出された上相は65.3gであり、HMTBA濃度は23.7%(w
/w)であった。この上相において塩類濃度は分析ツール(電位差計)の検出限
界未満であった。 従って、初期HMTBAの82.9%を11.1%の初期有機溶媒/被抽出溶液
比でMECにより単一段階で抽出することができた。
析 本操作の目的は水に対して低親和性の溶媒の添加により形成される水相中で塩
類((NH4)2SO4及びNH4HSO4)を置換することにより有機相から
これらの塩類を抽出することである。
K137.3gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は36.2%(w/w)
とした。75℃でデカンテーション後、形成された2相を分取し、分析した処、
HMTBAが抽出された上相は445.7gであり、塩類濃度1%であった。従
って、使用した初期有機溶媒/被処理溶液比で抽出前に媒体中に存在する塩類の
89%をMIBK添加により形成された水相に置換することができた。
w)であった。従って、これらの置換条件下で初期HMTBAの99.4%を3
6.2%の初期有機溶媒/被処理溶液比でMIBKにより1段階で抽出すること
ができた。
ボネート137.3gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は36.2%(w
/w)とした。75℃でデカンテーション後、形成された2相を分取し、分析し
た処、HMTBAが抽出された上相は455.5gであり、塩類濃度2.4%(
w/w)であった。従って、使用した初期有機溶媒/被処理溶液比で抽出前に媒
体中に存在する塩類の73.9%をエチルカーボネート添加により形成された水
相に置換することができた。
w/w)であった。従って、これらの置換条件下で初期HMTBAの99.4%
を36.2%(w/w)の初期有機溶媒/被処理溶液比でエチルカーボネートに
より1段階で抽出することができた。
7.3gと接触させた。抽出溶媒/被分離溶液比は36.2%(w/w)とした
。75℃でデカンテーション後、形成された2相を分取し、分析した処、HMT
BAが抽出された上相は467gであり、塩類濃度2.1%(w/w)であった
。従って、使用した初期有機溶媒/被処理溶液比で抽出前に媒体中に存在する塩
類の76.5%をMEC添加により形成された水相に置換することができた。
w)であった。従って、これらの置換条件下で初期HMTBAの99.5%を3
6.2%(w/w)の初期有機溶媒/被処理溶液比でMECにより1段階で抽出
することができた。
Claims (16)
- 【請求項1】 HMTBNの硫酸水解物のアンモニア中和及びデカンテーシ
ョン後に得られる水溶液からHMTBAを抽出する方法であって、存在するHM
TBAのほぼ全量を抽出するために十分な量の難水混和性有機溶媒で前記溶液を
抽出することを特徴とする前記方法。 - 【請求項2】 有機溶媒がケトン、アルデヒド、エーテル、エステル、カー
ボネート又はアルコール類から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 溶媒がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の低
分子量ケトン類、メチルt−ブチルエーテルもしくはジイソプロピルエーテル等
のエーテル類又はジエチルカーボネート等のカーボネート類から選択されること
を特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 溶媒がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びエ
チルカーボネートから選択されることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 硫酸加水分解及び中和後に得られる水溶液に対する溶媒の使
用量が0.05を上回り、好ましくは0.1〜0.5であることを特徴とする請
求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 HMTBNの硫酸水解物のアンモニア中和及びデカンテーシ
ョン後に得られる有機溶液に含まれる塩類の塩析方法であって、存在するHMT
BAのほぼ全量を抽出するために十分な量の難水混和性有機溶媒で前記溶液の塩
類を塩析することを特徴とする前記方法。 - 【請求項7】 有機溶媒がケトン、アルデヒド、エーテル、エステル、カー
ボネート又はアルコール類から選択されることを特徴とする請求項6に記載の方
法。 - 【請求項8】 溶媒がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の低
分子量ケトン類、メチルt−ブチルエーテルもしくはジイソプロピルエーテル等
のエーテル類又はジエチルカーボネート等のカーボネート類から選択されること
を特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 溶媒がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びエ
チルカーボネートから選択されることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 硫酸加水分解及び中和後に得られる水溶液に対する溶媒の
重量使用量が0.3を上回り、好ましくは0.3〜1であることを特徴とする請
求項7から9のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項11】 HMTBNの硫酸水解物のアンモニア中和及びデカンテー
ション後に得られる有機相の抽出及び水相の塩類塩析方法であって、十分な量の
難水混和性有機溶媒を用いて各相の抽出及び塩析工程を実施することを特徴とす
る請求項1又は6に記載の方法。 - 【請求項12】 各相に十分な量の難水混和性有機溶媒を用いて各相の抽出
及び塩析工程を連続法で連動的に実施することを特徴とする請求項11に記載の
方法。 - 【請求項13】 抽出及び塩析工程後に使用済み溶媒を蒸発させ、別工程に
リサイクルし、有機相に水を加えて商用濃度に調整し、抽出した水相を結晶化さ
せることを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 請求項13に記載の方法により水相から回収された結晶の
肥料又は工業用途における使用。 - 【請求項15】 請求項13に記載の方法により水相から回収された結晶を
電気透析により処理し、中和段階にリサイクルするアンモニアと濃縮後にHMT
BNの加水分解段階にリサイクルする硫酸を再生する方法。 - 【請求項16】 請求項13に記載の方法により水相から回収された結晶を
硫酸再生装置で熱処理し、硫酸溶液を回収してHMTBNの加水分解段階にリサ
イクルする方法。
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