JP6896079B2 - メチオニンの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、メチオニンまたはその塩の製造方法に関する。特に、本発明は、３−（メチルチオ）プロパナール（＝メチルメルカプトプロピオンアルデヒド、ＭＭＰ）およびアンモニア含有シアン化水素（シアン化水素酸、ＨＣＮ）からの２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）の製造を記載している。
２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）は、とりわけメチオニンの製造における中間体である。メチオニンは、とりわけ飼料中の補給物として使用される必須アミノ酸である。より詳細な情報は、多くの教科書、例えばＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙの表題“Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ”のチャプター，２００７年４月１５日オンライン出版、ＤＯＩ：１０．１００２／１４３５６００７．ａ０２＿０５７．ｐｕｂ２に見出すことができる。
多くの通常の方法においては、メチオニンは、多段階の化学的経路において、例えばアクロレイン、メチルメルカプタン、シアン化水素、および炭酸アンモニウムからのいわゆるヒダントイン経路を介して、ラセミ体、つまりＤ−エナンチオマーおよびＬ−エナンチオマーの混合物として生産される：
Figure 0006896079
第２工程、つまり５−（２−メチルメルカプトエチル）ヒダントイン（ヒダントイン）の合成は、ＭＭＰ、ＨＣＮ、アンモニア、およびＣＯ2から直接的に、あるいはシアノヒドリン前駆体ＭＭＰ−ＣＮの形成を介して２段階で実施され得る：
Figure 0006896079
欧州特許出願公開第０７８０３７０号明細書（ＥＰ０７８０３７０Ａ２）は、ＭＭＰ、ＨＣＮ、アンモニア、および二酸化炭素の反応により、メチオニン前駆体のヒダントインを得る（ヒダントインの直接的合成）メチオニンの製造方法を開示している。アンモニアのＭＭＰに対するモル比は、この場合には１．２から６の間であり得、アンモニアの二酸化炭素に対するモル比は、１．２〜４．０である。この方法によれば、ＭＭＰは事実上定量的な収率でヒダントインに転化される。こうして製造されたヒダントインは、その後にさらに開裂されて、メチオニン塩が形成される。その開裂により形成されるアンモニアおよび二酸化炭素は、プロセス中に再循環され得る。
特開２００３−１０４９５９号公報（ＪＰ２００３１０４９５９Ａ）および特開２００３−１０４９６０号公報（ＪＰ２００３１０４９６０Ａ）は、ＭＭＰをＨＣＮ、ＮＨ3、およびＣＯ2と反応させて、ヒダントインを得る類似の方法を記載している。ここで、アンモニアのＭＭＰに対するモル比およびＣＯ2のＭＭＰに対するモル比は、それぞれの場合に１．５〜２．５の値を有し得る。
より以前の出願である英国特許出願公告第９３６６６４号明細書（ＧＢ９３６６６４Ａ）および英国特許出願公告第１１０８９２６号明細書（ＧＢ１１０８９２６Ａ）はまた、ＭＭＰをＨＣＮ、ＮＨ3、およびＣＯ2と反応させてヒダントインを得る方法であって、アルデヒドまたはケトンを等モルまたは過剰量のＣＯ2および過剰のアンモニアと水性環境において反応させることによる方法を記載している。
国際公開第２０１２／１１３６６４号（ＷＯ２０１２／１１３６６４Ａ１）および国際公開第２０１２／１１３６６５号（ＷＯ２０１２／１１３６６５Ａ１）は、ＭＭＰおよびＨＣＮからＭＭＰ−ＣＮを製造する方法、つまり上述のヒダントインへの２段階経路の第１工程を記載している。
多数のシアン化水素の製造方法が文献に記載されている。工業的実施において最も頻繁に使用されるのは、いわゆるアンドルソフ法（独国特許出願公開第１０２００７０３４７１５号明細書（ＤＥ１０２００７０３４７１５Ａ１）およびＣｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．−Ｔｅｃｈｎ．，１９５３，Ｎｏ．１２，ｐｐ．６９７−７０１）およびいわゆるＢＭＡ法（Ｂｌａｕｓａｅｕｒｅ［ｈｙｄｒｏｃｙａｎｉｃ ａｃｉｄ］ ｆｒｏｍ Ｍｅｔｈａｎｅ ａｎｄ Ａｍｍｏｎｉａ、独国特許第１０４１４７６号（ＤＥ１０４１４７６）およびＣｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．−Ｔｅｃｈｎ．，１９５８，Ｎｏ．５，ｐｐ．３０５−３１０［１］）である。還元的なＢＭＡ法においてはメタンおよびアンモニアがシアン化水素酸へと転化されるが、酸化的なアンドルソフ法は、メタン、アンモニア、および酸素から生ずる。両者の方法は、“Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ”，編集者：Ｇ．Ｅｒｔｌ．ｅｔ ａｌ，第２版，第５巻，チャプター１２．３ “Ｈｙｄｒｏｃｙａｎｉｃ Ａｃｉｄ（ＨＣＮ）Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ” ２５９２−２６０９［２］、およびＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，“Ｃｙａｎｏ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ” ２０１１年１０月１５日オンライン出版，ＤＯＩ：１０．１００２／１４３５６００７．ａ０８＿１５９．ｐｕｂ３［３］において詳細に記載されている。
アンドルソフ法およびＢＭＡ法の両者とも、アンモニアに対して不完全な転化で進行する。したがって、反応器を出るＨＣＮ粗製ガス流は、両者の場合にアンモニアの割合を含む。ＨＣＮ生産の直後のこのガス状生成物混合物に関するＨＣＮおよびアンモニアの以下の一般的含量（体積％）は、文献に見出すことができる：
第１表：
Figure 0006896079
第１表中に表されるモル比ＮＨ3／ＨＣＮ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）は、アボガドロの法則によりアンモニアおよびシアン化水素酸の相応の濃度（体積％）から得られる：
ＮＨ3／ＨＣＮ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）＝［生成物混合物中のＮＨ3（体積％）］／［生成物混合物中のＨＣＮ（体積％）］。
中国特許出願公開第１０３４０８４９８号明細書（ＣＮ１０３４０８４９８Ａ）はさらに、アンドルソフ法の後の粗製ＨＣＮガス流中のＮＨ3およびＨＣＮについての以下の濃度範囲：１．６±２質量％のＮＨ3および８．８±２質量％のＨＣＮを開示している。相応のモル比ＮＨ3／ＨＣＮは、そこから最大０．８４であると計算され得る。
アンドルソフ法によるＨＣＮ合成の直後のガス状生成物混合物は、ＨＣＮおよびアンモニアの他に、特に水を含むが、メタン、窒素、水素、ＣＯ、およびＣＯ2、ならびにその他の成分も含む。アンドルソフ法により製造されたＨＣＮ粗製ガス流の典型的な組成は、ＨＣＮ：７．６体積％、ＮＨ3：２．３体積％、およびＨ2Ｏ：２３．１体積％である［３］。アンモニアに対するシアン化水素酸の形成における典型的な収率は、約６３％である。
ＢＭＡ法においては、粗製ＨＣＮガス流は、ＨＣＮおよびアンモニアの他に、特に水を含むが、メタン、窒素、およびその他の成分も含む。ＢＭＡ法により製造されたＨＣＮガス流の典型的な組成は、ＨＣＮ：２２．９体積％、ＮＨ3：２．５体積％、およびＨ2：７１．８体積％である［３］。アンモニアに対するシアン化水素酸の典型的な収率は、約８３％である。
粗製ＨＣＮガス混合物は一般的に、両者の方法において製造直後に１０００℃を上回る温度であり、直ちに冷却される。粗製ＨＣＮガス流中に存在するアンモニアは、あらゆる通常の方法において、例えば希硫酸での洗浄により直ちに除去される。これは特に、高められたｐＨおよび相転移で、例えばＨＣＮの液化において特に生ずる自己触媒的な発熱性シアン化水素酸重合を避けるために必要である。
純粋なシアン化水素酸が必要とされる場合に、粗生成物は、アンモニアの除去後に通常は冷水中で吸収されて、不活性ガスが除去され、より後の段階において蒸留により精製される。精製されたシアン化水素酸は次いで、ガス状の形態か、または酸安定化および凝縮の後に液体の形態のいずれかにおいて、さらなるプロセス工程で、例えばメチオニンの製造方法において使用され得る。
Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．−Ｔｅｃｈｎ．，１９５３，Ｎｏ．１２，ｐｐ．６９７−７０１によれば、アンドルソフ法では、使用されるアンモニアの約６０％が転化されてシアン化水素酸となり、１０％は排ガスを介して失われ、３０％は硫酸での酸洗浄において硫酸アンモニウムとして結合される。
ＢＭＡ法によれば、アンモニアに対して８０％を上回るＨＣＮ収率が達成されるが、依然としてアンモニアの少なくとも１０％は、該方法において酸洗浄で除去する必要がある（Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．−Ｔｅｃｈｎ．，１９５８，Ｎｏ．５，ｐｐ．３０５−３１０）。
硫酸による酸洗浄から生ずる不可避の硫酸アンモニア形成および使用されるＮＨ3の損失の問題は、長い間当業者には知られており、この問題に対する幾つかの選択的な解決策が提案されている。
米国特許第２５９０１４６号明細書（ＵＳ２５９０１４６Ａ）は、アンドルソフ法により製造された粗製ＨＣＮガス混合物の、ホウ酸−ペンタエリトリトール錯体の水溶液中での吸収を開示しており、その際に、アンモニアは可逆的に化学結合される。次いで、結合されていないシアン化水素酸を蒸留により分離し、引き続きアンモニア−ホウ酸−ペンタエリトリトール錯体を分解し、放出されたアンモニアが分離される。この多段階法は、こうして粗製ＨＣＮガス混合物からのＨＣＮおよびアンモニアの分離を可能にする。
粗製ＨＣＮガス流からのアンモニアの可逆的な結合の原理はまた、米国特許第２８９９２７４号明細書（ＵＳ２８９９２７４Ａ）によっても観察される。アンモニアのための吸収媒体としての、飽和脂肪酸およびそのアンモニウム塩の水溶液の使用がそこには記載されている。
米国特許第３１１２１７７号明細書（ＵＳ３１１２１７７Ａ）は、可逆的なアンモニアの結合のために水中でのＣＯ2の使用を開示しており、米国特許第２７９７１４８号明細書（ＵＳ２７９７１４８Ａ）および米国特許第３９１４３８６号明細書（ＵＳ３９１４３８６Ａ）は、同じ目的のためにリン酸水素アンモニウム溶液を提案している。
すべてのこれらの方法は、技術的に非常に複雑であり、さらにアンモニアの可逆的な吸収および脱着は決して完全ではなく、任意に下流の硫酸洗浄で補う必要がある。したがって、後続の酸洗浄により硫酸アンモニウムを形成させるＨＣＮ合成の実施が、今のところ最も一般的な工業的実施であり続けている。
すべての公知の方法に共通するのは、粗製ＨＣＮガス流からの酸性ガススクラビングによるアンモニアの迅速な除去である。
粗製ＨＣＮガス混合物のアンモニアおよびその他の成分の除去を、完全にまたは部分的に省くことができれば有利であることとなる。しかしながら、これは現行の技術水準によっては不可能である。上述の液体のシアン化水素酸がアンモニアの存在下で重合する傾向の他に、アンモニアはまた、メチオニン合成の後続のプロセス工程においてさらなる問題を引き起こす。例えば、米国特許出願公開第５，７５６，８０３号明細書（ＵＳ５，７５６，８０３）による塩基の存在下でのシアノヒドリンの合成、つまりＭＭＰのＭＭＰ−ＣＮへの反応が行われると、この反応の加速がもたらされるが、同時にそれは形成されるシアノヒドリンおよび使用されるアルデヒドのより迅速な分解を促進することから、該反応混合物の激しい変色がもたらされる。この問題を回避するために、米国特許第５７５６８０３号明細書（ＵＳ５７５６８０３Ａ）は、したがって、シアノヒドリン形成においてアミンを使用しないことを提案している。
米国特許出願公開第２７４５７４５号明細書（ＵＳ２７４５７４５）は、シアノヒドリン、例えばＭＭＰ−ＣＮを、ＭＭＰと無水の液体シアン化水素酸との触媒反応により製造することを述べている。この場合に、ピリジンまたはその他の塩基性アミンが触媒として機能し得る。
国際公開第２０１２／１１３６６４号（ＷＯ２０１２／１１３６６４Ａ１）および国際公開第２０１２／１１３６６５号（ＷＯ２０１２／１１３６６５Ａ１）は、ＭＭＰおよびガス状シアン化水素酸から貯蔵安定なシアノヒドリンＭＭＰ−ＣＮを製造するためのさらなる触媒法を記載している。この場合に、トリアルキルアミンが触媒として使用される。適切な添加剤および貯蔵条件を選択することにより、高い貯蔵安定性を有するＭＭＰ−ＣＮが得られた。その詳細な説明においては、粗製ＨＣＮガス混合物から酸洗浄によりアンモニアを除去した後に、ＭＭＰ−ＣＮ合成の前にさらなる精製工程を省くことができると指摘されている。
中国特許出願公開第１０３４０８４９８号明細書（ＣＮ１０３４０８４９８Ａ）および中国特許出願公開第１０３４２０８８３号明細書（ＣＮ１０３４２０８８３Ａ）は同様に、ＭＭＰおよび未蒸留のＨＣＮからのＭＭＰ−ＣＮの合成を開示している。この場合に、アンドルソフ法によりシアン化水素酸が得られ、シアノヒドリン合成の前に硫酸による吸収によりアンモニアが除去される。
特開２００２−１０５０４８号公報（ＪＰ２００２１０５０４８）は、ＭＭＰおよびＨＣＮからのアンモニアにより触媒されるＭＭＰ−ＣＮの合成を開示している。純粋なアンモニア不含のシアン化水素酸は、水溶液としてのＭＭＰと混合される。アミン、例えばアンモニアは、その後にこの混合物へと触媒量で添加される。この出願により使用される触媒の量は、０．００１ｍｏｌ〜０．０５ｍｏｌから１ｍｏｌまでのＭＭＰであり得、ＨＣＮのＭＭＰに対するモル比は、１．０〜１．１の値を有し、そこから計算されたアンモニアのＨＣＮに対する可能なモル比は、０．０００９〜０．０５である。
上記列挙は、すべての公知法において、製造後のシアン化水素酸からは、酸洗浄によりアンモニアが直接的に除去されることを示している。示された文献のいずれにも、ＭＭＰとアンモニアが事前に除去されていないガス状シアン化水素酸とからＭＭＰ−シアノヒドリンを合成すること、またはこうして製造されたＭＭＰ−シアノヒドリンの転化によりメチオニンもしくはその他の転化生成物を得ることは開示されていない。
本発明の課題は、ＭＭＰ−シアノヒドリンおよびその転化生成物、特にメチオニンを、未精製のガス状シアン化水素酸から高い全収率および純度で製造するための経済的な方法を提供することである。
この場合における主目的は、粗製ＨＣＮガス流からアンモニアを除去する費用および不都合を最小限にし、該方法を酸洗浄の排除により単純化することである。この方法の強化により、メチオニン合成の方法工程の総数を減らすことが可能となる。さらに、アンモニウム塩の形成は、この単純化されたＨＣＮ合成により回避され、したがってメチオニン合成の副生成物の量は低減される。さらに、メチオニン生産のためのアンモニアに関する特定の要求は減少する。それというのも、粗製ＨＣＮガス混合物から過剰のアンモニアが除去されずに、後続の方法工程へと渡されるからである。
取り組まれる技術的課題は、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）の製造方法であって、シアン化水素（ＨＣＮ）およびアンモニアを含むガス混合物を３−メチルメルカプトプロピオンアルデヒド（ＭＭＰ）と接触させ、それにより２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）を含む生成物混合物を得る工程Ｂを含む方法により解決される。
本発明はさらに、メチオニンまたはメチオニンの塩の製造方法であって、シアン化水素（ＨＣＮ）およびアンモニアを含むガス混合物を３−メチルメルカプトプロピオンアルデヒド（ＭＭＰ）と接触させ、それにより２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）を含む生成物混合物を得る工程Ｂを含む方法を提供する。次いでＭＭＰ−ＣＮをさらに反応させることで、例えば上述の先行技術からの方法の１つによりメチオニン（塩）を得ることができる。
以下の第２表において、詳細な説明で使用される化学名、その略記、およびそれらのＩＵＰＡＣ、そしてまたＣＡＳ番号による相応の組織名が列記される。
第２表：
Figure 0006896079
本発明を、以下でメチオニン塩を製造するために特に適している本発明の具体的な実施形態を示している図１を参照して、より具体的に説明する。この大幅に簡略化された図面は、本発明による方法工程の完全な概観を与えるものと解釈される。以下で（第３表）、方法工程Ａ〜Ｆ、対応する流れ（１）〜（１５）、および関連の混合物が、より大幅に詳細に記載される。
第３表：図１の参照番号／文字および説明
Figure 0006896079
ＨＣＮ合成Ａにおいて、アンドルソフ法の場合には、シアン化水素酸（ＨＣＮ）および水が、発熱反応においてメタン、アンモニア（流れ（１））および酸素（流れ（２））から製造される。ＢＭＡ法の場合には、シアン化水素酸（ＨＣＮ）および水素が、吸熱反応においてメタンおよびアンモニア（流れ（１））から製造される。
ＨＣＮ合成Ａからの粗製ＨＣＮガス混合物（３）は、工程Ｂにおいて、好ましくは液体の形態のＭＭＰ（４）と接触される。ＭＭＰ−ＣＮ生成物混合物のガス状部分、つまり排ガス（６）を除去した後に、生成物混合物の液体部分（５）は、任意に工程Ｃにおいて中間貯蔵される。工程ＢからのＭＭＰ−ＣＮを含む生成物混合物は、任意の工程Ｃにおける中間貯蔵後に、流れ（７）としてヒダントイン合成Ｄへと移送され、そこでアンモニアおよびＣＯ2またはその塩と反応することで、ヒダントインが得られる。この場合に、アンモニアおよびＣＯ2は、下流工程Ｅから、好ましくは流れ（１０）として導入される。工程Ｄからのヒダントインを含む混合物は、流れ（８）を介して工程Ｅへと移送され、そこでヒダントインは、塩基の作用により相応のメチオニン塩に転化される。ここで、適切な塩基は、流れ（１４）を介して工程Ｅへと供給され、メチオニン塩は、流れ（１５）を介して工程Ｅから取り出される。ヒダントインの開裂により放出されるアンモニアおよび二酸化炭素は、流れ（９）を介して工程Ｅから取り出される。この混合物の一部分は、任意に流れ（１３）として廃棄経路に送ることができ、さらなる部分は工程Ｄに再循環され得、さらに別の部分は、流れ（１１）として任意の精製工程Ｆへと移送され得る。工程Ｆにおいて適切な度合いにまで精製されたアンモニアは、工程Ａに再循環され得るか、または何らかの他の方法で使用され得る。
ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物をＭＭＰと接触させることで、ＭＭＰ−ＣＮを含む生成物混合物を形成する本発明による工程Ｂは、様々な様式で構成され得る。
工程Ｂの１つの可能な実施形態は、ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス状混合物の液体ＭＭＰによる吸収である。ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物と液体ＭＭＰとの接触は、ガス状成分と液体成分との効率的な混合が可能な吸収塔、またはその目的に適した別のもしくは２つ以上の装置において実施され得、そこで、ＭＭＰおよびＨＣＮのＭＭＰ−ＣＮへの比較的迅速な転化が達成され得る。工程Ｂのさらなる可能な実施形態には、撹拌型反応器、ループ型反応器、または直列接続されたそのような反応器のカスケードが含まれる。さらに、工程Ｂを実施するためには、当該技術分野において一般的に知られるさらなる装置の他に、段塔式反応器、不規則充填塔式反応器、液滴塔式反応器、または気泡塔式反応器を使用することもできる。
ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物と液体ＭＭＰとは、好ましくは互いに向流で接触される。吸収塔が工程Ｂの実施に選択される場合に、ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物は、好ましくはそのような吸収塔の下方区画に導入されるが、液体ＭＭＰは、この塔の上方部に導入される。
工程Ｂに先行する工程Ａにおいては、シアン化水素は、アンドルソフ法またはＢＭＡ法により製造され得る。
酸化的なアンドルソフ法においては、ＨＣＮ、アンモニア、および水を主として含むガス混合物は、発熱反応においてメタン、アンモニア、および酸素から製造される。酸素源として、通常は空気が使用される。ＨＣＮ合成後の生成物混合物は、一般的にさらに窒素、アルゴン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、およびメタン等のその他のガスを含む。
ＢＭＡ法においては、ＨＣＮ、アンモニア、および水素を主として含むガス混合物は、メタンおよびアンモニアから製造される。ＨＣＮ合成後の生成物混合物は、さらに、とりわけ少量の窒素およびメタンを含有し得る。前記の両方のＨＣＮ合成は、一般的に白金系触媒上で行われる。
本発明の必須部分は、ガス状シアン化水素であって、その製造の直後にアンモニアが除去されていない、または部分的にのみ除去されたガス状シアン化水素の使用である。粗製ＨＣＮガス混合物は、この場合に慣用のように酸洗浄にかけられずに、本発明による工程Ｂにおいて直接的に、任意に冷却した後に、ＭＭＰ−ＣＮを含む混合物へと転化される。
工程Ｂで反応させるＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物中のアンモニアのＨＣＮに対するモル比は、０．０５〜１．００、好ましくは０．０６〜０．９９、好ましくは０．０７〜０．８０、特に好ましくは０．０８〜０．７５、殊に好ましくは０．１０〜０．７０であり得る。該モル比は、ここで、ＨＣＮおよびアンモニアを含むガス混合物のガス組成から決定することができる：
ＮＨ3／ＨＣＮ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）＝
［前記混合物中のＮＨ3（ｍｏｌ％）］／［前記混合物中のＨＣＮ（ｍｏｌ％）］＝
［前記混合物中のＮＨ3（体積％）］／［前記混合物中のＨＣＮ（体積％）］＝
［前記混合物中のＮＨ3（質量％）×Ｍ（ＨＣＮ）］／［前記混合物中のＨＣＮ（質量％）×Ｍ（ＮＨ3）］
ここで、Ｍ（ＨＣＮ）＝２７．０２５ｇ／ｍｏｌおよびＭ（ＮＨ3）＝１７．０３１ｇ／ｍｏｌは、ＨＣＮおよびアンモニアのモル質量である。
粗製ＨＣＮガス混合物は、アンドルソフまたはＢＭＡによる生産後に、一般的に１０００℃を上回る温度であり、したがってシアン化水素の分解を避けるために直ちに冷却される。この工程Ｂの前のＨＣＮ含有ガス混合物の冷却は、例えば直列接続された１個以上の熱交換器により行われ得る。この場合に、エネルギーは段階的または連続的に粗製ＨＣＮガス混合物から取り出され、任意にさらに該方法の別の時点でまたは外部で使用され得る。工程Ｂの直前のＨＣＮ含有ガス流の温度は、０℃〜８００℃、好ましくは１０℃〜５００℃、特に好ましくは２０℃〜３００℃であり得る。工程Ｂの実施の間に維持される温度は、０℃〜３００℃、好ましくは０℃〜１００℃、特に好ましくは０℃〜８０℃であり得る。
工程Ｂ後に得られるＭＭＰ−ＣＮを含む生成物混合物は、工程Ｂ中に、かつ／または工程Ｂの後にガス状混合物と液体混合物とに分離され得る。窒素、水素、および／またはメタンを含むガス状混合物（排ガス）は、任意にさらに精製される。そのガス状混合物は、燃料ガスとしてエネルギーを得るために、または個別の成分、例えば水素を得るために使用され得る。ＭＭＰ−ＣＮを含む液体混合物は、以下に記載される後続工程において使用され得る。
驚くべきことに、粗製ＨＣＮガス混合物を、慣用のように酸により洗浄せずにＭＭＰと直接的に接触させる場合に、ＨＣＮの重合は生じないことが判明した。その代わりに、ＭＭＰは、ＭＭＰ−ＣＮと、主な副生成物として相応のアミノ誘導体の２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＡＮ）および２，２’−ビス−（２−メチルメルカプトエチル）イミノジアセトニトリル（イミノジニトリル）とを含む混合物へと迅速にかつ事実上完全に転化される：
Figure 0006896079
本発明による方法において、工程Ｂで得られた生成物混合物は、したがって、ＭＭＰ−ＣＮの他に、２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＡＮ）および／または２，２’−ビス（２−メチルメルカプトエチル）イミノジアセトニトリル（イミノジニトリル）も含む。
工程Ｂからの生成物混合物は、任意に、蒸留により、または別の様式で、例えば相分離、ストリッピング、もしくは膜技術により、その中に存在する水の少なくとも一部を除去することにより精製され得る。この工程は、アンドルソフ法によるＨＣＮ生産において特に有用であり、工程Ｂの直後に、工程Ｃにおける中間貯蔵の間に、またはその後に続く方法工程において行うことができる。したがって、当初２相である水性−有機混合物は、アンドルソフ法による工程Ａに続く工程Ｂの後に、必要に応じて単相（有機）にされ、さらに簡単に処理され得る。工程ＡがＢＭＡ法により実施される場合に、単相混合物は工程Ｂの後に存在する。
物流的理由およびプロセス工学的理由のため、ＭＭＰ−ＣＮを含む混合物を、その製造の直後にメチオニン合成のさらなるプロセス工程において転化させずに、むしろ時間的に遅れて中間貯蔵Ｃの後に転化させることが有利または必要とされ得る。この場合に、中間生成物ＭＭＰ−ＣＮが比較的長い期間にわたり安定であること、すなわちシアノヒドリンがほとんど分解せずに貯蔵され得ることが重要である。したがって、本発明による方法はさらに、工程Ｂで得られた生成物混合物を、この生成物混合物をさらに反応させる前に、６０℃以下、好ましくは４０℃以下、特に好ましくは２０℃以下の温度および２〜８、好ましくは４〜７のｐＨで貯蔵する工程Ｃを含み得る。
工程Ｂ後の生成物混合物のｐＨは、工程Ｂで使用されるアンモニアのシアン化水素に対するモル比に起因し、使用されるＨＣＮ法（アンドルソフまたはＢＭＡ）またはプロセスパラメーターに応じて変動し得る。
生成物混合物のｐＨはまた、工程ＢおよびＣの間に変化し得る。例えば、そのｐＨは、例えばアンモニアのＭＭＰ−ＡＮおよびイミノジニトリルへの転化が進めば降下し得る。吸収塔が工程Ｂの実施のために使用される場合に、それによりｐＨ勾配が吸収塔に沿って生じ得る。
ＭＭＰ−ＣＮを含む生成物混合物を、工程Ｂおよび任意の工程Ｃの後に、工程Ｄにおいてアンモニアおよび／またはアンモニウム塩および二酸化炭素および／または炭酸塩と反応させることで、５−（２−メチルメルカプトエチル）ヒダントイン（ヒダントイン）を得ることができる。ヒダントインを得るためのこの反応は、例えば撹拌型圧力反応器中で高められた温度で実施され得る。この反応のために必要とされるアンモニアおよび二酸化炭素は、工程Ｄへと相応のガスとして、単独で、もしくは任意に水との混合物として、または少なくとも部分的に相応の炭酸アンモニウムおよび／もしくは炭酸水素アンモニウム塩、またはそれらの水溶液として導入され得る。水溶液においては、アンモニア、二酸化炭素、炭酸イオン、炭酸水素イオン、およびアンモニウムイオンは、互いに平衡状態にある。単純化のために、アンモニアおよびＣＯ2のみが、さらなる詳細な説明において述べられている。
ＭＭＰ−ＣＮだけでなく、上述の主な副生成物のＭＭＰ−ＡＮも、そして特に驚くべきことには、比較的安定なイミノジニトリルさえも反応に成功して、ヒダントインが得られることが明らかになった。
工程Ｅにおいては、ヒダントインを塩基性条件下で二酸化炭素およびアンモニアを形成しつつ反応させることで、少なくとも１種のメチオニン塩を得ることができる。使用される塩基は、例えばアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、もしくはその他の塩、希土類金属、またはアンモニウム塩、そしてまたこれらの塩基の混合物であり得る。特に好ましくは、アルカリ金属またはアンモニウムの炭酸塩または炭酸水素塩、特に好ましくは炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、もしくは炭酸アンモニウム、またはそれらの混合物が使用される。
本発明による方法で使用され、部分的に再使用されるアンモニアの様式は、特定の役割を担う。本発明による工程Ｅからのアンモニアおよび二酸化炭素は、少なくとも部分的に工程Ｄへと再循環され得る。好ましくは、工程Ｅから再循環されたアンモニアおよび二酸化炭素のみが工程Ｄで使用される。
本発明による工程Ｅからのアンモニアは、少なくとも部分的に工程Ａへと再循環され得る。こうして再循環されたアンモニアは、そこで再びＨＣＮ生産のために使用され得る。この場合に、そのアンモニアからは、好ましくは硫黄含有化合物、そして任意にＣＯ2および水が除去された後に、それは工程Ａへと再循環される。
本発明による工程Ｅからのアンモニアは、少なくとも部分的に廃棄され得る。この場合に、そのアンモニアは、好ましくは触媒的にまたは非触媒的に焼却される。
工程Ｅで得られたメチオニン塩を、さらなる方法工程で酸と反応させることで、メチオニンを得ることができる。メチオニンまたはメチオニンの塩を製造するための本発明による方法は、回分的にまたは連続的に、好ましくは連続的に実施され得る。メチオニン塩を介してメチオニンを得るためのヒダントインの連続的な反応は、文献において知られている。
メチオニンまたはメチオニン塩の形成の他に、本発明による方法による工程Ａおよび工程Ｂの後に得られるＭＭＰ−ＣＮを含む生成物混合物を、さらなる方法工程において、例えば米国特許出願公開第２０１１０２９５００６号明細書（ＵＳ２０１１０２９５００６Ａ１）に従って反応させることで、３，６−ビス（２’−メチルメルカプトエチル）−２，５−ジケトピペラジン（ＤＫＰ）を得ることもでき、または独国特許出願公開第２２６１９２６号明細書（ＤＥ２２６１９２６Ａ１）に従って反応させることで、メチオニンのジペプチド、つまりメチオニルメチオニン（Ｍｅｔ−Ｍｅｔ）を得ることもできる。
Figure 0006896079
本発明の具体的な実施形態を示す図
実施例
使用される方法
中和滴定による遊離アンモニアの測定
ＭＭＰ−ＣＮ中の物理的に溶解されたアンモニアの含量は、塩化水素酸による中和滴定によって当量点の電圧差測定示度を用いて測定した。
このために、蒸留水（５ｍＬ〜１０ｍＬ）中の溶液としての約８００ｍｇの試料を初充填（プラスチック製の使い捨てシリンジ）し、０．１モラーの塩化水素酸を用いて滴定した。当量点は、ｐＨ電極により測定した。中和滴定の性能は当業者に公知である。
滴定による遊離シアン化水素酸の測定
ＭＭＰ−ＣＮ中の遊離シアン化水素酸の含量は、チオシアン酸アンモニウムを用いた銀滴定的逆滴定によって終点の電圧差測定示度を用いて測定した（フォルハルト滴定）。
このために、７０ｍＬの２−プロパノール／氷酢酸混合物（２．５Ｌの２−プロパノール中の５．７１５ｍＬの氷酢酸）、１０ｍＬの０．１モラーの硝酸銀溶液、および約４ｇの試料を滴定容器中に初充填し、１ｍＬの氷酢酸を添加し、該混合物を０．１モラーのチオシアン酸アンモニウム標準溶液で終点まで滴定した。正確な試料の重さを変化量測定により測定した。フォルハルト滴定の性能は当業者に公知である。
カールフィッシャー滴定による含水量の測定
ＭＭＰ−ＣＮ中のＨ2Ｏ含量は、滴定法によって終点の複電流滴定示度を用いて測定した（カールフィッシャー滴定）。
このために、２０ｍｌ〜３０ｍｌの滴定媒体（例えば、Ｆｌｕｋａ社製のＨｙｄｒａｎａｌ Ｓｏｌｖｅｎｔ ５）を滴定容器中に初充填し、滴定液（例えば、Ｆｌｕｋａ社製のＨｙｄｒａｎｔａｌ Ｔｉｔｒａｎｔ ５）で乾燥するまで滴定した。約５００ｍｇの試料の量を滴定容器（プラスチック製の使い捨てシリンジ）に加え、滴定液で終点まで滴定した。正確な試料の重さを、変化量測定により測定した。
この標準的方法の手順は、当業者に公知である（例えば、Ｐ．Ａ．Ｂｒｕｔｔｅｌ，Ｒ．Ｓｃｈｌｉｎｋ：Ｗａｓｓｅｒｂｅｓｔｉｍｍｕｎｇ ｄｕｒｃｈ Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ［Ｗａｔｅｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｂｙ Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｃｈｅｒ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ］Ｍｅｔｒｏｈｍ ＡＧを参照）。
高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）
大部分のクロマトグラフィー調査（ＭＭＰ−シアノヒドリン、ＭＭＰ、ＭＭＰ−アミノニトリル、メチオニン、メチオニンアミド、ヒダントイン、ヒダントインアミド、Ｍｅｔ−Ｍｅｔ、メチオニンジケトピペラジン）は、ＲＰ−１８カラム（２５０ｍｍ×４．６ｍｍ、５μｍ）上でのＪＡＳＣＯ社製のＨＰＬＣに引き続き２１０ｎｍでのＵＶ検出によって実施した。リン酸−アセトニトリル−水混合物（３．３ｇのＨ3ＰＯ4、６．８ｇのアセトニトリル、８９．９ｇのＨ2Ｏ）を溶出剤として供給した。１ｍＬ／分の流速で、１０μＬのそれぞれの試料溶液（２５ｍＬのＨ2Ｏ中の５０ｍｇの試料）を注入した。較正は予め適切な較正溶液の注入により行い、外部標準法によるピーク面積比較により評価した。標準的方法の手順は当業者に公知である。
イミノジニトリルは、前記で特定されたＨＰＬＣシステム上で同じカラム、流速、および検出を用いて測定した。この場合に、メタノールおよび水（それぞれ５０質量％）の混合物を溶出剤として供給した。１０μＬのそれぞれの試料溶液（２５ｍＬの溶出剤中の２５０ｍｇの試料）を注入した。
実施例１
アンモニア含有シアン化水素酸からのＭＭＰ−シアノヒドリンの製造
工業生産からの１８８ｇの３−メチルチオプロピオンアルデヒド（ｍｅｔｈｙｌｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｌｄｅｈｙｄｅ、ＭＭＰ）（９４．０質量％、１．００当量）を６ｇ／分の速度で、還流冷却器を備えた５５℃で温度制御された泡鐘段塔（５段、二重ジャケット）の頂部で計量供給した。塔底部で向流原理によって、シアン化水素酸（４７．０ｇ、ＭＭＰに対して１．０２当量、９０ｇ／ｈ）、アンモニア（７．９９ｇ、ＭＭＰに対して０．２８当量、１５．３ｇ／ｈ）、水蒸気（８０ｇ、１５６ｇ／ｈ）、および窒素（２３０ＮＬ、４５０ＮＬ／ｈ）からなるガス混合物（ＮＨ3：ＨＣＮ＝０．２７ｍｏｌ／ｍｏｌ）を導入した。生成物を塔底部に固定されたフラスコ中で収集し、ＭＭＰ添加の完了（約３０分）後に分析した。澄明で無色な２相の生成物が得られた。ＨＰＬＣ分析により、１４５ｇのＭＭＰ−シアノヒドリン（ＭＭＰ−ＣＮ、使用したＭＭＰに対して６５．１％）、３３．８ｇのＭＭＰ−アミノニトリル（ＭＭＰ−ＡＮ、使用したＭＭＰに対して１５．３％）、および３０．６ｇのイミノジニトリル（使用したＭＭＰに対して１４．８％）の全含量が明らかになった。ＭＭＰ−ＣＮ、ＭＭＰ−ＡＮ、およびイミノジニトリルはさらに、ＭＭＰ−ＣＮ等価物とも呼ばれる。
比較例１
工業生産からの１８８ｇの３−メチルチオプロピオンアルデヒド（ｍｅｔｈｙｌｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｌｄｅｈｙｄｅ、ＭＭＰ）（９４．０質量％、１．００当量）を６ｇ／分の速度で、還流冷却器を備えた５５℃で温度制御された泡鐘段塔（５段、二重ジャケット）の頂部で計量供給した。塔底部で向流原理によって、シアン化水素酸（４７．０ｇ、ＭＭＰに対して１．０２当量、９０ｇ／ｈ）および窒素（２３０ＮＬ、４５０ＮＬ／ｈ）を導入した。生成物を、塔底部に固定されたフラスコ中で収集し、ＭＭＰ添加の完了（約３０分）後に分析した。澄明で無色の反応生成物（２２４．０ｇ）のＨＰＬＣ分析により、９５．４質量％（使用したＭＭＰに対して９６．１％）のＭＭＰ−シアノヒドリン含量が明らかになった。
実施例２
アンモニア含有シアン化水素酸からのＭＭＰ−シアノヒドリンの安定性の研究
ジャケット付きコイル式凝縮器および温度計を備えた３つ口フラスコにおいて、工業生産からの７９．０ｇの３−メチルチオプロピオンアルデヒド（９６．３質量％、１．０当量）を磁気的に撹拌した。２０．８ｇのシアン化水素酸（１．０５当量）および２．１２ｇのアンモニア（０．１７当量）からなるガス混合物を導入し（ＮＨ3：ＨＣＮ＝０．１６ｍｏｌ／ｍｏｌ）、この場合に添加速度は、反応容器中の温度が決して４０℃を超過しないように調節した。添加が完了したら、該混合物を室温で１５分間にわたり撹拌した。得られた無色の物質を、３つのＳｃｈｏｔｔ社のフラスコの間で分け、１０℃、室温、または６０℃で１０週間にわたり貯蔵した。１日後、１週間後、および１０週間後の分析の結果は、以下の第４表にまとめられている。
第４表：
Figure 0006896079
第４表にまとめられた実施例２の結果により、本発明により得られたＭＭＰ−ＣＮ含有生成物混合物は、６０℃までの温度で長期間にわたり（少なくとも１０週間まで）保たれ得るため、後続のメチオニン製造工程のために使用することができることが分かる。
実施例３
アンモニアを含むシアン化水素酸を用いて製造されたＭＭＰ−シアンヒドリンからのヒダントインの製造
撹拌棒を備えた３００ｍＬのオートクレーブビーカーにおいて、蒸留水（５２．０ｇ）、炭酸アンモニウム（１１．９ｇ）、および炭酸水素アンモニウム（３０．２ｇ）を、アンモニアを含むシアン化水素酸（ＮＨ3：ＨＣＮ＝０．１７ｍｏｌ／ｍｏｌ）を用いて製造された６０．１質量％のＭＭＰ−ＣＮ、３．７質量％のＭＭＰ−ＡＮ、および２０．９質量％のイミノジニトリルからなる３５．０ｇのＭＭＰ−シアノヒドリンに添加した。反応容器を、圧力計、ヒーター、温度センサ、および圧力解放部を備えたＲＯＴＨ社製の高圧研究室用オートクレーブに移した。該オートクレーブをしっかり密封し、撹拌しながら１０５℃で１５分の期間にわたり加熱し、次いでこの温度でさらに２０分間にわたり維持した。反応期間の終わりに、該オートクレーブを流水下で室温にまで冷やし、生じた圧力（約１７ｂａｒ）を抜いた。反応生成物（１２１．３ｇ）のＨＰＬＣ分析により、２４．８質量％のヒダントイン（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して７４．９％の収率）および６．５質量％のヒダントインアミド（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して１７．９％の収率）の含量が明らかになった。
比較例３
実施例３と同様であるが、アンモニア不含のシアン化水素酸（３５．０ｇ、８８質量％）から製造されたＭＭＰ−シアノヒドリンを使用してヒダントインを製造するための比較実験により、２７．９質量％のヒダントイン（使用したＭＭＰ−ＣＮに対して７１．４％の収率）および８．２質量％のヒダントインアミド（使用したＭＭＰ−ＣＮに対して１９．１％の収率）の組成を有する１０４．７ｇの反応生成物が得られた。
実施例４
アンモニアを含むシアン化水素酸を用いて製造されたＭＭＰ−シアンヒドリンからのメチオニンの製造
撹拌棒を備えた３００ｍＬのオートクレーブビーカーにおいて、蒸留水（３９．０ｇ）、炭酸アンモニウム（１３．９ｇ）、および炭酸水素アンモニウム（２３．４ｇ）を、アンモニアを含むシアン化水素酸（ＮＨ3：ＨＣＮ＝０．１７ｍｏｌ／ｍｏｌ）を用いて製造された６４．５質量％のＭＭＰ−ＣＮ、４．６質量％のＭＭＰ−ＡＮ、および１９．７質量％のイミノジニトリルからなる３５．０ｇのＭＭＰ−シアノヒドリンに添加した。反応容器を、圧力計、ヒーター、温度センサ、送り込み管、および圧力解放部を備えたＲＯＴＨ社製の高圧研究室用オートクレーブに移した。該オートクレーブをしっかり密封し、撹拌しながら１０５℃で１５分の期間にわたり加熱し、次いでこの温度でさらに２０分間にわたり維持した。反応期間の終わりに、該オートクレーブを水浴中で７０℃にまで冷やし、生じた圧力（約１５ｂａｒ）を抜いた。次いで４０ｇのＫＯＨ水溶液（２５ｇのＨ2Ｏ中１５ｇのＫＯＨ）を、送り込み管を介して１０分間の期間にわたり計量供給した。添加が完了した後に、該オートクレーブを、撹拌しながら１８０℃で２５分の期間にわたり加熱し、次いでこの温度でさらに３０分間にわたり維持した。反応の経過の間に、圧力は約５分おきであるが、少なくとも１０ｂａｒを超過した場合に５ｂａｒへと抜いた。反応期間の終わりに、該オートクレーブを流水下で室温にまで冷やし、標準圧力にまで減圧した。反応生成物（１１８．８ｇ）のＨＰＬＣ分析により、１６．６質量％のメチオニン（使用したＭＭＰ等価物に対して５４．８％の収率）、０．７質量％のメチオニンアミド（使用したＭＭＰ等価物に対して２．３％の収率）、７．１質量％のメチオニルメチオニン（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して２４．９％の収率）、および０．４質量％のメチオニンジケトピペラジン（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して１．６％の収率）の含量が明らかになった。
比較例４
アンモニア不含のシアン化水素酸から製造されたＭＭＰ−シアノヒドリン（３５．０ｇ、９５．４質量％）を用いた比較実験により、１５．１質量％のメチオニン（使用したＭＭＰ等価物に対して５６．５％の収率）、１．１質量％のメチオニンアミド（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して４．１％の収率）、６．２質量％のメチオニルメチオニン（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して２４．７％の収率）、および０．６質量％のメチオニンジケトピペラジン（使用したＭＭＰ−ＣＮ等価物に対して２．６％の収率）の組成を有する１４２．２ｇの反応生成物が得られた。
第５表．アンモニア不含のシアン化水素酸からと、アンモニア含有シアン化水素酸からとのＭＭＰ−ＣＮ、ヒダントイン、およびメチオニンの製造の比較：
Figure 0006896079
第５表にまとめられている結果は、アンモニア含有のシアン化水素酸（実施例３、４）およびアンモニア不含のシアン化水素酸（比較例３、４）からのＭＭＰ−シアノヒドリンによる中間ヒダントイン、そしてまた最終生成物のメチオニンの製造が、副生成物の同等の収率および範囲をもたらすことを示している。

Claims (18)

  1. ２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）の製造方法であって、シアン化水素（ＨＣＮ）およびアンモニアを含むガス混合物を３−メチルメルカプトプロピオンアルデヒド（ＭＭＰ）と接触させ、それにより２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）を含む生成物混合物を得る工程Ｂを含む、方法。
  2. メチオニンまたはメチオニンの塩の製造方法であって、シアン化水素（ＨＣＮ）およびアンモニアを含むガス混合物を３−メチルメルカプトプロピオンアルデヒド（ＭＭＰ）と接触させ、それにより２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＣＮ）を含む生成物混合物を得る工程Ｂを含む、方法。
  3. 前記ガス混合物中のアンモニアのＨＣＮに対するモル比は、０．０６〜０．９９である、請求項１または２記載の方法。
  4. 工程Ｂに先行して、ＨＣＮ、アンモニア、および水を主として含むガス混合物を、アンドルソフ法に従ってメタン、アンモニア、および酸素から製造する工程Ａをさらに含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 工程Ｂに先行して、ＨＣＮ、アンモニア、および水素を主として含むガス混合物を、ＢＭＡ法に従ってメタンおよびアンモニアから製造する工程Ａをさらに含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  6. 工程Ｂ後に得られる生成物混合物を、工程Ｂ中に、かつ／または工程Ｂの後に、窒素、水素、および／またはメタンを含む排ガスと、ＭＭＰ−ＣＮを含む液体混合物とに分離し、前記排ガスを、任意にさらに精製する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 工程Ｂで得られた生成物混合物は、２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＭＭＰ−ＡＮ）および／または２，２’−ビス（２−メチルメルカプトエチル）イミノジアセトニトリル（イミノジニトリル）をさらに含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 工程Ｂで得られた生成物混合物を、この生成物混合物をさらに反応させる前に６０℃以下の温度および２〜８のｐＨで貯蔵する工程Ｃをさらに含む、請求項２から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 工程Ｂで得られた生成物混合物を、アンモニアおよび／またはアンモニウム塩および二酸化炭素および／または炭酸塩と反応させることで、５−（２−メチルメルカプトエチル）ヒダントイン（ヒダントイン）を得る工程Ｄをさらに含む、請求項２から７までのいずれか１項記載の方法。
  10. 前記ヒダントインを塩基性条件下で二酸化炭素およびアンモニアを形成しつつ反応させることで、少なくとも１種のメチオニン塩を得る工程Ｅをさらに含む、請求項９記載の方法。
  11. 工程Ｅからのアンモニアおよび二酸化炭素を、少なくとも部分的に工程Ｄに再循環させる、請求項１０記載の方法。
  12. 工程Ｅで得られたアンモニアを、少なくとも部分的に工程Ａに再循環させる、請求項１０記載の方法。
  13. 工程Ｅで得られたアンモニアを、少なくとも部分的に廃棄する、請求項１０記載の方法。
  14. 工程Ｂからの生成物混合物を、蒸留によってその中に存在する水の少なくとも一部分を除去することにより精製する、請求項２から１３までのいずれか１項記載の方法。
  15. 工程Ｅの後に得られたアンモニアから、硫黄含有化合物、および任意にＣＯ2を除去した後に、それを工程Ａへと再循環させる、請求項１２記載の方法。
  16. メチオニン塩を酸と反応させることで、メチオニンを得る、請求項１０記載の方法。
  17. 請求項１または２記載の方法により製造されたメチオニン、メチオニンの塩、および／またはＭＭＰ−ＣＮの、メチオニンのジペプチド、つまりメチオニルメチオニン（Ｍｅｔ−Ｍｅｔ）の製造方法における使用。
  18. 請求項１または２記載の方法により製造されたメチオニン、メチオニンの塩、および／またはＭＭＰ−ＣＮの、３，６−ビス（２’−メチルメルカプトエチル）−２，５−ジケトピペラジン（ＤＫＰ）の製造方法における使用。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3301075A1 (en) 2016-09-28 2018-04-04 Evonik Degussa GmbH Method for producing hydrogen cyanide
JP7472137B2 (ja) * 2018-12-14 2024-04-22 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー メチオニンの製造方法
CN112592302A (zh) * 2020-12-17 2021-04-02 重庆紫光化工股份有限公司 一种利用氰醇连续氨化制备甲硫基氨基丁腈的方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2590146A (en) 1949-03-24 1952-03-25 Freeport Sulphur Co Production of hydrogen cyanide
US2797148A (en) 1951-03-13 1957-06-25 Du Pont Recovery of nh3 from a gaseous mixture containing nh3 and hcn
US2745745A (en) 1952-10-30 1956-05-15 Monsanto Chemicals Poultry feed
NL202236A (ja) 1954-09-18 1900-01-01
BE563619A (ja) 1956-12-31
DE1166201B (de) 1959-04-15 1964-03-26 Degussa Druckloses Verfahren zur Herstellung von in 5-Stellung ein- oder zweifach substituierten Hydantoinen
US3112177A (en) 1959-11-11 1963-11-26 Toyo Koatsu Ind Inc Method of separating ammonia from hydrogen cyanide
GB1108926A (en) 1965-01-12 1968-04-10 Sumitomo Chemical Co Method for producing 5-ª‰-methylmercaptoethylhydantoin
DE2261926C3 (de) 1972-12-18 1978-11-30 Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung von DL-Methionyl-DL-methionin
US3914386A (en) 1974-07-30 1975-10-21 Du Pont Reduction of foaming in ammonia recovery system of a HCN manufacturing process
FR2733231B1 (fr) 1995-04-24 1997-07-04 Rhone Poulenc Nutrition Animal Procede de condensation de l'acide cyanhydrique avec un aldehyde
DE19547236A1 (de) 1995-12-18 1997-07-03 Degussa Verfahren zur Herstellung von D,L-Methionin oder dessen Salz
JP4517486B2 (ja) 2000-09-25 2010-08-04 住友化学株式会社 ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニトリルの製造方法
JP2003104959A (ja) 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Soda Co Ltd メチオニンの製造方法
JP2003104960A (ja) 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Soda Co Ltd メチオニンの製造方法
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
DE102008042932A1 (de) * 2008-10-17 2010-04-22 Evonik Degussa Gmbh Herstellung und Verwendung von Methionylmethionin als Futtermitteladditiv für Fische und Krustentiere
DE102010029399A1 (de) 2010-05-27 2011-12-01 Evonik Degussa Gmbh Cyclische Dipeptide als Futtermitteladditive
CN102399177B (zh) * 2010-09-15 2016-02-24 李宽义 连续化合成蛋氨酸的环保清洁工艺方法
CN103380109B (zh) 2011-02-23 2015-05-20 赢创德固赛有限公司 存储稳定的2-羟基-4-(甲硫基)丁酸腈
BR112013018092B1 (pt) 2011-02-23 2021-04-27 Evonik Operations Gmbh Método para produção de 2-hidróxi-4-(metiltio) butano nitrila a partir de 3- (metiltio) propanal e cianeto de hidrogênio, e uso de um produto de reação, que contém mmp-cianidrina
CN103408498B (zh) 2013-08-28 2016-02-17 重庆紫光化工股份有限公司 利用粗氢氰酸气体制备5-（2-甲硫基乙基）-乙内酰脲的方法
CN103420883A (zh) 2013-08-28 2013-12-04 重庆紫光化工股份有限公司 利用粗氢氰酸气体制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法
ES2864754T3 (es) * 2014-09-26 2021-10-14 Sumitomo Chemical Co Método de producción de metionina

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