JPH051787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 本発明は２−ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸
（HMBA）の製造法に関し、更に詳細には
HMBAから成る液体生成物を製造する改良法に
関する。 ２−ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸は、通常
はメチオインのヒドロキシ類似体として表わさ
れ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン
酸としても知られており、必須アミノ酸１−メチ
オニンの類似体である。HMBAのようなメチオ
ニン類似体は、栄養的用途、特に養鶏用飼料添加
剤としてメチオニンを供給するのに有効である。 工業的には、HMBAは２−ヒドロキシ−４−
メチルチオビチロニトリル（HMBN）を鉱酸で
加水分解し、アルカリ土類水酸化物又は炭酸塩を
加えて酸残部を沈澱させ、蒸発結晶化によつて水
性層からHMBAの塩を回収することによりラセ
ミ性Ｄ，Ｌ−混合物として製造されている。上記
のように、例えば、Blake等の米国特許第
2745745号明細書には、この酸のアンモニウム塩
又はアンモニウムとアルカリ土類混合塩は、水酸
化又は炭酸アルカリ土類を加水分解物に添加して
酸残基を沈澱させるモル量により製造することが
できる。 最近、高濃度の一般には85％〜90重量％の水中
HMBAから成る液状HMBA生成物の製造法が開
発された（例えば、Cumminsの米国特許第
3773927号明細書）。このように製造した液状
HMBA生成物は強い臭いと比較的暗い色を呈す
る。イソプロパノールに10：１稀釈の場合でも、
この液状生成物はガードナーカラースケールで14
以上の読みを示す。一般に、濃縮液状生成物はエ
ステルオリゴマーをも含有する。殆んどのオリゴ
マーは≧35重量％の水を含む系でHMBAモノマ
ーに加水分解することにより平衡化するが、この
ような加水分解速度は10％〜15重量％水分レベル
で非常に遅い。このことは比較的安定なオリゴマ
ーとなり、これが濃縮液状生成物を比較的高粘度
にさせる。 液状生成物の変色とオリゴマーの生成は脱水行
程の最終でHMBAが高温条件にさらされかつ水
分含量が低い結果によると主に考えられている。
脱水はエネルギー消費が強い。というのは生成物
単位重量当り多くの水を除く必要があるからであ
る。母液から固体副産物を分離するのに必要な濾
過又は遠心分離行程には幾多の困難がある。この
方法から除かれる固体副産物の塩の表面に付着す
るHMBA生成物がロスする結果収量も落ちる。 HMBA塩製造の蒸発結晶化の別法として、
Blakeの米国特許第2745745号明細書には、ジエ
チルエーテルの如き酸用の有機溶媒である適当な
水不混和性有機液体で抽出することにより反応溶
液から酸生成物を分離する可能性が限定的に開示
されている。１つの実施例では、Blakeは
HMBNを濃塩酸で処理し、反応混合物を冷却
し、塩化アンモニウムを結晶化させ、生成スラリ
ーを濾過して塩化アンモニウムを除き、ついで濾
液をジエチルエーテルで抽出し、油状物を得、こ
れを飽和酢酸亜鉛溶液で処理して、HMBAの亜
鉛塩を得る方法を後述している。 英国特許第915193号明細書には、稀硫酸溶液を
使つて連続バツク混合反応器にてHMBNを
HMBAに加水分解しそしてエチルエーテルによ
り高沸点のイソプロピルエーテル又はブチルエー
テルの如きエーテルにより抽出して反応液から
HMBAを分離する方法が開示されている。水を
この抽出物に添加して、エマルジヨンを得、炭酸
カルシウム又は水酸化カルシウムをエマルジヨン
に加えて、HMBAカルシウムを沈澱させる。こ
の英国特許は液状HMBA生成物の製造法に関す
るものではない。連続逆混合反応系を使うため
に、英国特許の方法はHMBN又はアミド中間体
をHMBAに完全に転換することができない。完
全に反応してない物質を塩沈澱アルカリ条件下で
十分ケン化する場合、このことは対照方法におけ
る問題とならないが、液状HMBA生成物を製造
する場合には、未反応物質が存在するのは望まし
くない。 抽出によりHMBAを加水分解物から直接回収
するのは、収量が劣るので、Gielkensの米国特
許第3175000号明細書では非難されている。
Gielkenは硫酸アンモニウムを添加して、
HMBAを先ず硫酸加水分解物から塩析する方法
において第二回収のために抽出を使用している。
水性相の残存HMBAをその後抽出により回収す
る。 Cumminsの米国特許第3773927号明細書には、
HMBNを塩酸加水分解して、HMBAを製造する
方法が記述されている。この特許に記述された条
件下で、加水分解反応は固体塩化アンモニウムを
含有するスラリーを得、塩化アンモンは遠心分離
により除く。ついで濾液は水を分離するため真空
蒸留する。加水分解を行なうのに、Cumminsは
80℃の31％〜38％塩酸溶液にHMBNを加え、そ
の後塊りを85°〜100℃ に加熱することを推奨し
ている。 発明の要約 本発明の目的は、HMBAの新規製造法、特に
常法により製造した相当するHMBA生成物より
淡色で、臭いがなく、低粘度で熱安定性がすぐれ
ているHMBAの濃厚水溶液の効率的製造法を供
することである。 別の目的は、HMBAを比較的低エネルギーコ
ストでかつ全体の転換コストも低い方法を供する
ことである。 更に別の目的は、濃厚液体HMBA生成物を生
成物回収において最小の変色又はオリゴマー化で
製造し得る方法を供することである。 別の目的は、２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
酪酸から成りかつ色、香り、粘度の有利な性質を
示す新規液状生成物を供することである。 簡単に言えば、本発明は２−ヒドロキシ−４−
メチルチオブチロニトリル（HMBN）を無機酸
に加水分解して、HMBAを含有しかつ未反応の
HMBNと中間体アミドを実質的に含まない水性
加水分解物を得る、２−ヒドロキシ−４−メチル
チオ酪酸（HMBA）の製造法に関している。加
水分解物溶液から、存在しうる任意の固体フラク
シヨンを分離せずに、加水分解物を液−液抽出系
中実質的水不混和性有機溶媒と接触させ、溶媒お
よび加水分解物から移したHMBAから成る抽出
物を得る。抽出条件は、抽出物と水性ラフイネー
トが相分離に続く抽出により生成した唯一の液体
相であるように調節する。HMBAは抽出物から
回収する。 本発明は更にHMBAを無機酸で加水分解して、
HMBAを含有する水性加水分解物を得る、
HMBAの製造法に関する。加水分解物溶液を液
−液抽出系中実質的に水不混和性有機溶媒と接触
させ、溶媒および加水分解物から移したHMBA
から成る抽出物を得る。この抽出物を水蒸気蒸留
して溶媒を除き、HMBAと水から成る液体混合
物を含む底部フラクシヨンを得る。 本発明は更にHMBAを水性無機酸から成る混
合物で加水分解して、HMBAを含有する加水分
解物水溶液を得る、HMBAの製造法に関する。
この水性加水分解物を実質的に水不混和性溶媒と
接触させ、溶媒と水溶液から移行したHMBAか
ら成る抽出物を得る。HMBAは溶媒から分離す
る。溶媒は約60°から約200℃の沸点を有し、分配
係数は溶媒と加水分解物とを接触させた後に残る
水性ラフイネートと抽出HMBAを含む溶媒間の
平衡でHMBAでは少なくとも約２であり、
HMBA含有抽出物試料と、この試料と洗浄水と
を接触した後に残る水性相の分配係数は少なくと
も約1.0である。溶媒中の水溶解性は室温で約12
重量％より高くない。 本発明はまた色と香りが改善され、粘度の減少
したHMBAの製造法にも関する。この方法では、
有機物のない基準で約50％から約70重量％の初期
濃度を有する硫酸でHMBAを加水分解して、２
−ヒドロキシ−４−メチルチオブチルアミドを含
有する中間体加水分解物水溶液を得る。有機物の
ない基準で約30％から約50重量％の濃度を有する
硫酸で２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチルア
ミドを加水分解して、HMBAを含有する加水分
解物水溶液を得る。この加水分解物溶液を液−液
抽出系中、実質的に水不混和性有機溶媒と接触さ
せ、溶媒と加水分解物から移行したHMBAから
成る抽出物を得る。HMBAは抽出物から回収す
る。 望ましい態様の記述 本発明は水性液HMBA生成物の新規かつ改良
法を供する。特に望ましい態様では、本発明方法
は常法により製造される相当する液状生成物より
淡色、香りが少なく、低粘度で、かつ熱安定性の
よい液状HMBA水溶液を得るのに適用される。
更に、本方法は液状HMBAの製造上エネルギー
転換コストに利点がある。 第１図には本発明方法の特に望ましい態様によ
る工程を示すフローシートである。この態様にお
いて、HMBAを先ず硫酸と接触させ加水分解し、
HMBAを含有する淡色加水分解物を得る。その
後、加水分解物を液−液抽出系にて溶媒と接触さ
せて、HMBAを溶媒から成る抽出物に移行させ
る。抽出物とラフイネートを分離し、抽出物を水
蒸気蒸留して溶媒を除く。HMBAと水から成る
塔底物を供するために、水蒸気蒸留の操作を調節
する。 抽出物から分離後、水性ラフイネートを水蒸気
ストリツピングに供して、残存溶媒を除く。抽出
物とラフイネートストリツピングカラムからの溶
媒は第２図に示すように、抽出工程に回す。 この望ましい方法の加水分解工程において、有
機物のない基準で約50％から約70重量％、望まし
くは約55％から約65重量％の濃度を有する硫酸
と、約25℃から約65℃の温度でHMBAを混合す
る。HMBAの有効な反応速度制御を供するため
に、HMBNを逆にするより酸に添加するのがよ
い。酸をニトリルに添加すると、閾値量の酸が存
在するまで、反応はおきない。その後、反応が最
終生成物の品質を劣化させる発熱温度が上昇し
て、急速に進行する。一般には、ニトリルの添加
は約30分から約60分で行なう。望ましい条件下で
は、ニトリルがアミドに実質的に転換するのは約
30分から約１時間半である。したがつて、混合が
完了した後、上記温度で約15分から約30分攪拌下
に反応混合物を維持するのが望ましい。 その後、約70℃から120℃、望ましくは85℃か
ら95℃の温度で更に加水分解して、２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブチルアミドをHMBAに転
換する。アミドを酸に最終的に加水分解する場
合、有機物のない基準で約30％から約50重量％、
望ましくは30％から40重量％、最適には40％近く
の初期濃度を有する硫酸にて行なうのがよい。反
応混合物を最終加水分解温度に急速に加熱する場
合、生産性は望ましいが、初期の酸濃度が有機物
のない基準で約50重量％より高い場合、別々の有
機相が分離が一般におきる。望ましい酸濃度を供
するために、反応混合物を70℃から120℃に加熱
する前に添加して、酸相を稀釈する必要がある。
比較的稀薄な酸濃度および上昇温度条件下では、
約１時半から３時間以内でアミドを酸に転換す
る。 硫酸加水分解はHMBN供給量モル当り硫酸約
１モルを使つて行なうのが望ましい。一般に、０
〜10％、望ましくは０〜５％の酸過剰が良い結果
を生む。 加水分解を硫酸で行なつた場合、生成物の性質
が改善されるが、別の無機酸例えば塩酸で加水分
解を行なつても、本発明の多くの目的は達成され
る。塩酸を使う場合、最初の加水分解工程、即ち
ニトリルをアミドに転換するのは、約30％から約
40重量、望ましくは35％から37重量％のの濃度を
有する酸に、25℃から60℃、望ましくは45℃から
55℃で、約30分から約60分HMBNを添加して始
めるのがよい。ニトリルがアミドに転化するにつ
れて、少量の固体が通常存在する。更にアミドを
HMBAに加水分解するために、反応系を約70℃
から約120℃と、望ましくは約75℃から約80℃に
急速加熱する。HMBNをHMBAに完全に加水分
解するのに、大体15％から20％過量の塩酸を必要
とする。アミドをHMBAに最終的に加水分解す
るのはバツチ式反応器で約90分から約180分で完
了する。 本方法の加水分解工程はバツチ式又は連続式で
行なうことができるが、加水分解反応は実質的に
完全に行なうことが肝要である。連続反応系を使
う場合には、本質的に完全な転換を達成するよう
に操作計画すべきである。したがつて、例えば、
連続操作はプログフロー型管状反応器又はカスケ
ード型攪拌タンク系で行なうことができる。単一
の逆混合型反応器は、工業的生産で一般に不適切
と考えられている保持時間で適当な転換を行な
う。非常な高生産容量を必要としない限り、バツ
チ式反応器が望ましい。 加水分解反応が完了した後、どんな酸が加水分
解に使われたかに関係なく、熱反応溶液に対する
圧力を約50から約200mmHgに下げて、揮発性不純
物を加水分解物から取除き、そして揮発物と水
を、ポツト温度や約55℃から約65℃に低下するま
で蒸留させるのがよい。加水分解に硫酸を用いる
場合、加水分解物をストリツピングするのに多く
の水が除かれると、有機相が分離する。この結果
は望ましいことではなく、抽出工程において相関
係と分離をおこすからである。有機相の分離は、
加水分解に使う硫酸の濃度が変る時点で、ストリ
ツピング工程を止めることにより回避することが
できる。したがつて、例えば、40重量％の硫酸溶
液を加水分解工程に使用した場合、約12重量％以
上の加水分解物が除かれる前に、ストリツピング
を一般に止めるべきである。過剰量の塩化アンモ
ニウム塩が沈澱する前に、塩酸加水分解物のスト
リツピングを止めるべきである。どちらの加水分
解物に対しても、約５％から10％の塊りが除かれ
た後、ストリツピングを止めるのがよい。 加水分解物溶液を抽出工程に導入する前に、そ
れを中和しそして／又は水で稀釈するのがよい。
無水アンモニアを加水分解物に添加して有利に行
なう中和は、加水分解物が接触する装置の腐蝕を
防ぐのに役立つが、また固形物を生成することに
もなう。加水分解物を水で稀釈すると、別々の有
機相物質の水性相を再吸収し、加水分解物中の殆
んどあるいは全ての固形塩を溶解し、そして抽出
系に供給物からの固体を除くことができる。加水
分解物中の適当な水分含量は、抽出系中に固形分
が生成又は蓄積せず、また外来の液体相が抽出中
生成しない。有意量のNH₄Clが最終加水分解中
沈澱する傾向があるために、塩酸加水分解の場合
には稀釈は特に大切である。 加水分解酸の濃度は所望の範囲で調節するなら
ば、硫酸加水分解物の稀釈は固形物又は外来の液
体相の生成を避けるために一般に必要でないこと
が分つた。外来の液体相とは、加水分解物から
HMBAを抽出する前にあるいは抽出中に生成さ
れる加水分解物、溶媒、抽出物および水性ラフイ
ネート以外の相を意味する。 実際、硫酸加水分解物を約40重量％未満（有機
物のない基準）の濃度に稀釈するのが望ましく、
加水分解の副産物重硫酸アンモニウム／硫酸アン
モニウムの濃度の関連する硫酸加水分解の特別な
利点を利用する。 したがつて、残存酸のアンモニウム塩の水溶解
性は抽出物とラフイネート相間のHMBAの分配
係数に有意に影響することが分つた。塩含量が高
いと水性相からHMBAが塩析しがちであるから、
分配係数を改善する。したがつて、その高水溶解
性により、重硫酸アンモニウムは分配係数につい
て特に有利な効果を有する。重硫酸アンモニウム
はこの点で硫酸アンモニウムや塩化アンモニウム
より優れている。どの場合も、最も有利な分配係
数を達成するために、加水分解物の過剰稀釈は最
小に保つのがよい。 抽出を行なう場合、使用する溶媒は実質的に水
混和性であるべきである。しかし、溶媒と水の交
互溶解性は、生成物の回収が蒸気ストリツピング
により行ないそして水性ラフイネートを溶媒回収
用にストリツピングする、本考案の特に望ましい
態様において許容することができる。一般に望ま
しいことは、溶媒中の水の溶解性は約12重量％よ
り大でなく、更に望ましくは室温で約８重量％以
下である。溶媒の沸点は約60°から約200℃が望ま
しく、更には約70°から約170℃がよい。分配係数
は抽出されたHMBAを含む溶媒と、溶媒と
HMBA加水分解物間で接触した後に残る水性ラ
フイネートとの間の平衡時にHMBAについて少
なくとも約２であるべきである。望ましくは、こ
の分配係数は少なくとも約５である。また、
HMBAの分配係数は抽出物試料と、この試料と
洗浄水とを接触させた後の水性相との間の平衡時
で少なくとも約1.0であるべきである。更に、溶
媒の毒性は低くあるべきである。 各種ケトン、アルデヒドおよびカルボン酸のア
ルキルエステルが抽出溶媒として特に適してい
る。特に適当な溶媒は比較的分子量のケトン、例
えばメチルｎ−プロピルケトン、メチルエテルケ
トン、メチルアミルケトン、メチルイソアミルケ
トン、メチルイソブチルケトン、エチルビチルケ
トンおよびイソブチルケトンである。またｎ−ブ
チルアルデヒドの如きアルデヒド類、および酢酸
エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｎ−プロピルおよ
び酢酸イソプロピル等のエステルが適している。
アルコール類も使用することができるが、水との
相互溶解性が高く、相分離が遅くそして乾燥し易
く又はHMBAとエステル化し易いために望まし
くない。 攪拌タンク中バツチ式で抽出を行なうことがで
きるが、溶媒相と水性相間の物質移動を促進する
要素から成る抽出帯を有する連続向流抽出系で行
なうのがよい。したがつて、例えばカラム、濾板
カラム、回転デイスクカラムのある連続向流ミキ
サー／セトラー、又は遠心分離抽出器例えば
Baker−Perkinsより「Podbielniak」の商品名
で、LUWAの「Luwesta」、Transamerican
DeLaval社の「DeLaval」で各種販売されている
カスケードにて抽出を行なうのがよい。特に望ま
しい態様では、往復板カラムで抽出を行なう。断
続的又はパルス型フローは、瞬間流速で循環する
が、本明細書では「連続的」とみなす。 抽出操作は抽出帯において連続相として溶媒相
を確立し維持する様に調節するのがよい。 最終産物の塩含量を最小化するために、抽出物
を水で洗うのがよい。連続向流抽出系では、水性
流の方向について、上流位置で抽出物と水とを混
合して抽出物を洗うことができ、その位置で加水
分解物を液−液抽出系に導入する。したがつて、
例えば、比重が１未満である溶媒を使う垂直カラ
ムでは、水性加水分解物溶液を導入する供給位置
の下で溶媒をカラムに導入し、洗浄水は加水分解
物溶液の供給点の上でカラムに導入する。望まし
い態様では、溶媒は加水分解物重量単位当り約
0.5重量部から0.6重量部の速度で供給するので、
約0.92から0.97の比重と35％から40重量％の
HMBA含量を有する抽出物を供する。 抽出操作の生産性は、抽出系内の溶媒相につい
ての比較的低い粘度を供するために幾分高い温度
で処理して促進する。約50°から約80℃の温度に
おける操作は有機相と水性相間のHMBA分配係
数に対し限界的に有利な効果を供する。50°から
60℃の操作は、例えばわずかな連行がある場合、
25℃で得られるものより一層澄明な抽出物を供す
る。 HMBAは抽出物から蒸留により回収すること
ができるが、水蒸気蒸留が望ましい。水蒸気蒸留
により溶媒を除去して、得られた塔底物は動物の
飼料添加剤として直接使用するのに適した、
HMBAと水の液状混合物である。塔底フラクシ
ヨンは本質的に溶媒を有さず、少なくとも約５重
量％の水、望ましくは約10％から約15重量％の
水、および約80％から約95重量％、望ましくは85
％から90重量％の全HMBAを含むような条件下
で水蒸気蒸留を行なう。 特定のカラム条件は必ず抽出に使うために選ん
だ特定溶媒により変る。溶媒は例外的に低沸点を
有する外は、ストリツピングカラムに複数段階を
利用する。カラムの蒸気速度と圧力は次のように
調節すべきであり、即ち液状相は約４％から約15
重量％、望ましくは約５％から約12重量％の水を
カラムに、あるいは供給体導入点の下の少なくと
もカラムの部分に含むようにする。水が存在する
と、生成物のオリゴマー化の減少と変色に役立
つ。更に望ましいことは、供給点下のカラムにお
ける液状相滞留時間は約１時間半以下、望ましく
は約45分以下である。 一般に、カラムの塔底段階の温度は120℃未満
に調節するのがよく、相当する圧力は約１絶対気
圧以下である。加水分解物源はどうであれ、カラ
ム塔底の圧力は約50mmHgから大気圧に維持する
のがよい。しかし、許容可能な温度条件の上部範
囲の操作は、ケトン溶媒からの生成物の分離のた
めに一層望ましい気／液平衡を供するから、蒸気
の必要性を減ずることが分つた。 水蒸気蒸留が望ましいけれど、表面伝熱リボイ
ラーを使う蒸留により抽出物を除くことは実行可
能である。別法として、不活性ガス流を使つてス
トリツピングを行なうことができる。しかし、水
蒸気蒸留は非常に望ましい。本発明の液状生成物
を直接製造する手段を供するからである。 ラフイネートは水蒸気蒸留に供するのがよくま
たは残存溶媒除去用の不活性ガスでストリツピン
グするのもよい。ラフイネートから溶媒を回収す
る手段として、スチームストリツピングが望まし
い。 加水分解を硫酸で行ないかつ生成物を抽出およ
び水蒸気蒸留ストリツピングにより回収する本発
明の望ましい態様によれば、動物飼料添加剤とし
て使用するのに非常に望ましい性質を有する新規
液状生成物が製造される。この生成物はモノマ
ー、ダイマーおよびオリゴマーを含めて、約80％
から約95重量％望ましくは85％から90重量％の全
HMBA重量、および約５％から約20％、望まし
くは10％から約15重量％の水分を含む。ASTM
法Ｄ−2849のガードナーカラースケールで未稀釈
測定して、約10以下、望ましくは４以下を有す
る。HMBAモノマー体ダイマー他のオリゴマー
の総和の重量比は少なくとも約2.8、望ましくは
少なくとも約5.7である。キヤノン−フエンスケ
粘度計を使つて、ASTM法Ｄ−445により25℃で
測定して、液状生成物の動粘度は約90センチスト
ークス以下、望ましくは60から90センチストーク
スである。25°から90℃で液状生成物から放出さ
れる香り原因物質の量は常法により生成される相
当する物質から放出される量より有意に少ない。
促進速度熱量法に供して、この生成物は約150℃
以下の温度で発熱又は吸熱熱化学効果を示さな
い。 したがつて、本発明では、HMBAの改良製造
法および改善された水性液状HMBA生成物が供
される。この液状生成物は動物の飼料添加剤とし
て有用であり、従来市販されているメチオニンの
ヒドロキシ類似体と比較して、すぐれた性質を有
する。もし可能なら、この液状生成物をアルカリ
土類金属の水酸化物又は炭酸塩で沈澱させて
HMBAのアルカリ土類金属塩に容易に転換でき
る。したがつて、例えば、Cumminsの米国特許
第4310690号明細書に記載のように、石灰スラリ
ーを液状生成物と混合して、HMBAカルシウム
を沈澱させ、それを遠心分離により回収しそして
乾燥することができる。母液の残存HMBAカル
シウムはHMBA沈澱工程に再循環させることが
できる。 本発明の各種態様において、HMBAのオリゴ
マー化、変色および劣化は十分量の水の不存在下
長時間高温に生成物をさらすのを回避することに
より最小化することができる。香り原因物質はス
トリツピング操作によりこの系から有効に除くこ
とができる。ストリツピングは閉鎖系で行なうの
で、香り原因物質を含めることができる。 固体副産物の表面にHMBAがロスするのを避
けるために、固体の取扱いを最小あるいは完全に
除く。加水分解工程における酸濃度と供給率は抽
出工程に供される加水分解物中任意の固体を最小
又は除くように調節する。ある望ましい態様、例
えば往復型プレートカラムの使用においては、抽
出工程を操作して、加水分解物供給の固体を許容
することができる。本発明方法における転換コス
トは従来の工業的方法と比較して低く、固体の分
離と固体の取扱い上の問題だけでなく、液状
HMBA生成物を回収するためのエネルギー所要
の実質的低下、あるいはHMBA塩を製造するた
めの蒸発結晶のためである。有機溶媒の回収に
は、脱水又は蒸発結晶の場合よりHMBA生成物
の重量単位当りのエネルギー入力を実質上余り必
要としない。蒸発および固形分離工程を排除する
ことにより、本発明方法の主たる要件を減ずるこ
とになる。 水性加水分解物からHMBAを回収するために、
抽出と蒸留を使つて実現される利点の中で、特に
有利な結果は硫酸加水分解物と液−液抽出と組み
合わせて達成される。驚くことに、加水分解を硫
酸で行ないかつ生成物を脱水よりむしろ抽出によ
り回収する場合、得られた液状生成物は常法ある
いは塩酸加水分解と抽出の組み合わせにより製造
されたものと比較して、カラーおよび香りはすぐ
れている。この工程の組み合わせにより、上記し
た本発明のユニークな液状生成物が得られる。 次の例により本発明を説明する。すべての％は
重量に基づく。 例 １ メチルメルカプタン、アクロレインおよびシア
ン化水素より製造したHMBN（ガスクロマトグ
ラフイにより純度95％、132.10ｇ）を、スターラ
ー装着の1000ml容ジヤケツト付きフラスコ中50
℃、30分にわたつて50重量％硫酸水溶液（196.14
ｇ）に加えた。生成混合物を更に50℃で30分間反
応させた。中間体の加水分解物を速かに90℃（20
分以内）に加温し、更に反応を90℃／100分間続
けた。90℃／13分後、相分離がおき、HMBA含
有有機層が塩析した。加水分解後、反応が完了
し、28重量％のアンモニア溶液（58.97ｇ）を
80／20分にわたつて加水分解物に加えた。半分よ
り少し多いアンモニア溶液を加えた時、微小な結
晶が水性相から沈澱し始めた。アンモニア添加終
了近くに、PH1.76で結晶化が進み、混合が非常に
難しくなつた。 中和した加水分解物に含まれる副産物から
HMBAを分離するのに３つの方法を使つた。 最初の方法では、中和した加水分解物（50ml、
63ｇ）をメチルプロピルケトン（50ml）および水
（10ml）と接触させ、水性相から有機ケトン相に
HMBAを抽出した。硫酸アンモニウム結晶は水
性層に残つた。両方の層を分析した結果は、表
に示した。

【表】 70℃／60分真空下有機層から溶媒を蒸発させ、
その後、蒸気圧を16mm／Hg絶対圧に下げた。生
成物を分析し、75.5重量％のHMBAモノマー、
22.8重量％のHMBAオリゴマーおよび0.65重量％
の水を有することが分つた。HMBAの88重量％
水溶液はガードナーカラー５を有した。 第２の回収法では、中和した加水分解物（50
ml）をメチルプロピルケトン（50ml）と接触さ
せ、HMBAを抽出した。加水分解物と溶媒を接
触させた後、固形含量が高いために相分離は難し
かつた。一晩放置して分離を行なつた後、有機層
と水性層を分析した結果は表に示した。

【表】 真空下70℃／60分間溶媒を有機層から蒸発させ
た後、蒸気圧は16mmHgに低下し、HMBA塔底物
を分析し、74.9重量％のHMBAモノマー、23.7重
量％のHMBAオリゴマーおよび0.60重量％の水
を有することが分つた。88％のHMBA生成物水
溶液のガードナーカラーは４〜５であつた。 第３の分離法では、真空下70℃／60分間中和し
た加水分解物を揮発分からストリツプし、その時
点の蒸気圧は15mmHg絶対圧に低下した。蒸留ポ
ツトにて生成したスラリーは非常に濃かつた。固
形分を濾別した後、濾液を分析し、75.2重量％の
HMBAモノマー、20.2重量％のHMBAオリゴマ
ーおよび3.28重量％の水を含有することが分つ
た。HMBAの88重量％水溶液はガードナーカラ
ー４〜５を示した。 例 ２ 例１に記載した方法で製造したHMBN（200
ｇ）を1000ml容ジヤケツト付きフラスコ中50℃／
30分間硫酸溶液（299ｇ）にゆつくり添加した。
生成混合物を更に30分間反応させた。得られた中
間体加水分解物を速かに90℃（20分）に加温し、
更に100分間反応させた。90℃／60分後、加水分
解物は褐色を呈した。最終加水分解物は２相であ
つた。 中和せずに、加水分解物を等容量のメチルプロ
ピルケトンと接触させ、相分離後、70℃／120分
間抽出物から溶媒を真空蒸留した。生成物は63.6
重量％のHMBAモノマー、35.2重量％のHMBA
オリゴマー、0.11重量％のHMBN、0.61重量％
の中間体アミド、2.11重量％の水および0.27重量
％の硫酸イオンを有した。88％生成物水溶液のガ
ードナーカラーは５〜６であつた。 例 ３ 例１に記載した方法で製造したHMBN（656
ｇ）を、プロペラースターラーを装着した２容
反応器に50℃／60分間攪拌しながら、50％硫酸水
溶液（981ｇ）にゆつくり加えた。生成溶液を更
に30分間反応し続け、その後、反応温度を26〜30
分で90℃に上げ、90℃／120分間維持した。反応
が終つてから、一部の加水分解物（1604.4ｇ）を
５容分離フラスコ中50〜60℃／約10分間メチル
プロピルケトン（1283.5ｇ）と接触させ、加水分
解物からHMBAの抽出を行なつた。その後、水
性層をフラスコからドレンし、抽出物層（2073.2
ｇ）を50℃の水（207.5ｇ）で洗つた。水性層
（48.8ｇ、6.0％HMBA）をフラスコからドレンし
た。 真空下50℃で抽出物から溶媒を蒸発させ、蒸気
圧が30mmHgに下がるまで蒸留を続けた。その時
点で、蒸留ポツトの残渣表面下に水（20ml）を加
え、温度を70℃に上げ、残渣溶媒を水蒸気蒸留し
た。蒸気圧が70℃で20mmHg絶対圧に低下した時、
水蒸気蒸留を止めた。水蒸気蒸留を行なつた蒸留
ポツト中の純生成物を分析し、74.0重量％の
HMBAモノマー、24.4重量％のHMBAオリゴマ
ー、1.8重量％の水および0.45重量％の硫酸イオ
ンを含むことが分つた。この生成物に水を加え
て、88重量％HMBAに稀釈し、ガードナーカラ
ー５〜６を示した。 例 ４ 例１に記載した方法で製造したHMBN（263.16
ｇ）を、スターラーの装着した1000ml容ジヤケツ
ト付きフラスコに50℃／60分間65重量％硫酸溶液
（301.45ｇ）にゆつくり加えた。生成混合物を更
に30分50℃で反応し続けた。ついで水（188.91
ｇ）を中間体加水分解物に加え、加水分解酸の強
度を稀釈した。反応器内容物の温度は50〜90℃
（25分）に上げ、90℃／115分保つた。 加水分解の最初の段階（即ち、初期濃度硫酸65
重量％溶液中50℃で反応）中、反応混合物の粘度
は有意に増加することがみられ、反応系は２つの
明確な相を形成し、一つには中間体の２−ヒドロ
キシ−４−メチルチオブチルアミドを、他には
HMBNを含有し、新たに混合物に加えた。加水
分解の第２段階中（即ち、中間体アミドを90℃で
酸生成物に転換）、単一相は特別の相分離をせず
に保つた。加水分解の終りに、加水分解物を分析
し、35.2重量％のHMBAモノマー、0.13重量％の
HMBAダイマー、0.01重量％のHMBNおよび
0.01重量％のアミド中間体を含有することが分つ
た。 この例のその他のHMBA加水分解物は各種溶
媒を使つて抽出した。第４図に示した図式を使つ
て抽出を行なつた。 各々の場合、100重量部の加水分解物を分離フ
ラスコ中60重量部の溶媒と接触させた。相を混合
分離後、100重量部の有機層を12.5重量部の水で
洗い、水性ラフイネート（100重量部）を60重量
部の溶媒で洗つた。すべての抽出は室温即ち25℃
で行なつた。有機相と水性相間の平衡で各溶媒の
分配係数を測定した。この分配係数は、有機相中
のHMBA濃度対水性相中HMBA濃度比として規
定した。この例の抽出結果は表に示す。

【表】

【表】 （沸点） 浄水 フイネート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 改良された色、香りおよび低粘度を有する２
   −ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸の製造法にお
   いて、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニ
   トリルを有機物のない基準で約50重量％から約70
   重量％の初期濃度を有する硫酸で加水分解して、
   ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチルアミドを
   含む中間体としての加水分解生成物水溶液を得、 この２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチルア
   ミドを有機物のない基準で約30重量％から約50重
   量％の濃度を有する硫酸で加水分解して、２−ヒ
   ドロキシ−４−メチルチオ酪酸を含む加水分解水
   溶液を得、 この加水分解溶液を液体／液体抽出系で実質的
   に水不混和性有機溶媒と接触させて、この溶媒と
   上記加水分解物から移行した２−ヒドロキシ−４
   −メチルチオ酪酸とから成る抽出物を得、 この抽出物から２−ヒドロキシ−４−メチルチ
   オ酪酸を回収することを特徴とする、上記方法。 ２ 加水分解反応を実質的に完全に変換される条
   件下で行い、加水分解物が残留２−ヒドロキシ−
   ４−メチルチオブチロニトリルおよび２−ヒドロ
   キシ−４−メチルチオブチルアミドを実質的に含
   まない、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 加水分解反応をバツチ法で行い、反応容器の
   内容物を攪拌しながら、２−ヒドロキシ−４−メ
   チルチオブチロニトリルを硫酸含有反応容器に加
   える、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニト
   リルを硫酸に加えて、約25℃から約65℃の温度で
   加水分解して、中間生成物である２−ヒドロキシ
   −４−メチルチオブチルアミドを含む加水分解生
   成物水溶液を得、 そしてこの２−ヒドロキシ−４−メチルチオブ
   チルアミドを約70℃から約120℃の温度で加水分
   解して、加水分解物溶液を得る、特許請求の範囲
   第３項記載の方法。 ５ ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニト
   リルを約55重量％から約65重量％の初期濃度を有
   する硫酸に加え、２−ヒドロキシ−４−メチルチ
   オ酪酸を40℃から約60℃の温度で２−ヒドロキシ
   −４−メチルチオブチルアミドに加水分解し、 ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチルアミド
   を、約85℃から約95℃の温度で、有機物のない基
   準で約30重量％から約40重量％の濃度を有する硫
   酸との反応によつて加水分解する、特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 ６ ２−ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸を連続
   向流抽出によつて水性加水分解物から溶媒へ移行
   させる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 抽出を向流抽出系で行い、抽出物を水流の方
   向に関して加水分解物を上記系に導入する部位の
   上流部において水と混合して洗浄する、特許請求
   の範囲第６項記載の方法。 ８ 溶媒層と水性層との間の物質移動を促進する
   要素から成る抽出帯を有する連続向流抽出系中で
   抽出を行い、抽出操作を制御して、上記抽出帯に
   おいて溶媒層を連続層として確立し維持する、特
   許請求の範囲第６項記載の方法。 ９ 溶媒は約60℃から約200℃の沸点を有し、２
   −ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸を含む上記溶
   媒と、この溶媒と加水分解物との接触後に残る水
   性ラフイネートとの間の平衡で２−ヒドロキシ−
   ４−メチルチオ酪酸についての分配係数が少なく
   とも約２であり、２−ヒドロキシ−４−メチルチ
   オ酪酸を含む抽出物試料と洗浄水との接触後のこ
   の抽出物試料と水性層との間の平衡時の分配係数
   が少なくとも約1.0であり、室温における上記溶
   媒中の水の溶解度が約12重量％より高くない、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 １０ 沸点は約70℃から約170℃であり、溶解度
   は約８重量％より高くない、特許請求の範囲第９
   項記載の方法。 １１ 溶媒はケトン、アルデヒドおよびカルボン
   酸のアルキルエステルから成る群から選択され
   る、特許請求の範囲第９項記載の方法。 １２ 溶媒はメチルプロピルケトン、メチルエチ
   ルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミ
   ルケトン、エチルブチルケトン、ジイソブチルケ
   トンおよびメチルイソアミルケトンから成る群か
   ら選択される、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 １３ 加水分解物の中に存在する固形物の実質的
   な分画を加水分解物から前もつて分離せずに、加
   水分解物を抽出し、ラフイネートの水分含量が充
   分であつて、固形物が抽出系中に蓄積しない、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 １４ 抽出系に導入する際の加水分解物の水分含
   量は充分であつて、実質的比率の固形物を上記系
   に導入しない、特許請求の範囲第１３項記載の方
   法。 １５ 抽出系に導入する際の加水分解物の水分含
   量は充分であつて、実質的比率の固形物が系中に
   形成されない、特許請求の範囲第１４項記載の方
   法。 １６ 混合物の水分含量が充分であり、加水分解
   の結果、固形物の形成を防止する、特許請求の範
   囲第１４項記載の方法。 １７ 抽出前に、加水分解物を減圧下で部分蒸留
   する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 １８ 加水分解物から有機液体層を分離する前に
   蒸留を終える、特許請求の範囲第１７項記載の方
   法。 １９ 蒸留後に加水分解物を稀釈して、加水分解
   物から分離した有機層物質を再吸収する、特許請
   求の範囲第１７項記載の方法。 ２０ 抽出物を水蒸気蒸留して溶媒を留去し、２
   −ヒドロキシ−４−メチルチオ酪酸と水から成る
   液体生成物を含む残部を得る、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ２１ 残部が少なくとも約５重量％の水を含むよ
   うに水蒸気蒸留を制御する、特許請求の範囲第２
   ０項記載の方法。 ２２ 蒸留を複数の平衡段階を含むカラム中で行
   い、その最低段階を約120℃より高くない温度と
   約１絶対気圧より高くない圧力で制御する、特許
   請求の範囲第２１項記載の方法。 ２３ 蒸留カラム中液層に少なくとも約４重量％
   の水を保持するように、水蒸気蒸留操作を制御す
   る、特許請求の範囲第２２項記載の方法。