(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加水分解媒体からＮＨ３およびＣＯ２を除去し、得られたメチオニン酸塩を中和する、水相中のメチオニンヒダントインのアルカリ加水分解によりメチオニンを製造する連続的方法であって、
ＮＨ３およびＣＯ２を除去した後、加水分解媒体を濃縮してＮａ２ＣＯ３を沈殿させ、前記Ｎａ２ＣＯ３を分離して、ＮａＯＨおよびＮａ２ＣＯ３の存在下で行うアルカリ加水分解に再利用することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記加水分解媒体は前記メチオニン酸塩を含有し、
前記濃縮が、前記加水分解媒体の質量に対するメチオニン酸塩の濃度を前記加水分解媒体に対するメチオニン酸ナトリウムの質量含有率で表すと２０〜７０質量％の濃度範囲になるまで前記加水分解媒体からの水の除去によって行われることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記濃縮が、前記加水分解媒体の質量に対するメチオニン酸塩の濃度を前記加水分解媒体に対するメチオニン酸ナトリウムの質量含有率で表すと３０〜５０質量％の濃度範囲になるまで前記加水分解媒体からの水の除去によって行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の方法において、
前記水の除去が、大気圧下で、９０〜１１０℃の温度範囲における水の蒸発により行われることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の方法において、
前記水の除去が、３０〜９０℃の温度範囲における真空蒸発により行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記水の除去が、４０〜６０℃の温度範囲における真空蒸発により行われることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、
前記Ｎａ２ＣＯ３が７０〜１３０℃の温度範囲においてろ過により分離されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法において、
前記Ｎａ２ＣＯ３は分離後、蒸発した水に溶解され、次いでメチオニンヒダントインの前記アルカリ加水分解に再利用されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法において、
メチオニンヒダントインのアルカリ加水分解におけるモル比Ｎａ／Ｓが少なくとも２．０であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
メチオニンヒダントインのアルカリ加水分解におけるモル比Ｎａ／Ｓが２．５〜４であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の方法において、モル比ＮａＯＨ／Ｎａ２ＣＯ３が１〜３であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、
前記加水分解媒体が硫酸で中和されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、
前記加水分解媒体が二酸化炭素で中和されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３のいずれかに記載の方法において、
前記加水分解媒体が１０〜６０℃の温度範囲において中和されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の方法において、
メチオニンヒダントインが２−ヒドロキシ−４−メチルチオ−ブチロニトリル（ＨＭＴＢＮ）から得られ、前記加水分解媒体から単離されないことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、メチオニンヒダントインの前記加水分解媒体を占める割合が少なくとも１０％であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メチオニンヒダントイン（ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ  ｈｙｄａｎｔｏｉｎ）からメチオニンを製造する方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
メチオニンはヒトの必須アミノ酸であり、食事によって供給されなければならない。しかし、メチオニンの主な市場は家畜栄養である。年間数十万トンのメチオニンが家畜栄養のために生産されている。それは本質的に化学合成によって製造される。
【０００３】
メチオニンを製造する既知の化学的方法の１つは、例えば、特許文献１に開示されている。それはメチオニンヒダントインをアルカリ加水分解または鹸化によってメチオニン塩に変換し、次いでこれを中和してメチオニンにする工程を含む。メチオニンヒダントインの加水分解は、水溶液中においてソーダおよび／または炭酸ナトリウムの存在下で行われる。これは、二酸化炭素およびアンモニアの同時除去の結果として生じ、メチオニン塩、すなわちメチオニン酸ナトリウムに導かれる。加水分解媒体から二酸化炭素およびアンモニアが除去され、次いでメチオニン酸塩を含む加水分解反応媒体が硫酸で中和されメチオニンに導かれる。次いで、後者が分離され、結晶化により精製される。
【０００４】
上記工程の従来の反応条件は以下の通りである。
【０００５】
アルカリ加水分解は、１５０〜２００℃の温度で、１．３〜３．５当量、好ましくは１．７〜２．５当量の過剰水酸化ナトリウムの存在下で行うことができる。
【０００６】
鹸化媒体からアンモニアおよび二酸化炭素を除去した後、中和は一般に７０〜１３０℃の温度で３〜６のｐＨとなるまで濃硫酸を添加することにより行われる。次いで、メチオニンを結晶化し、その後冷却することにより精製できる。次いで、３０〜５０℃でろ過することにより、メチオニンを生成した硫酸ナトリウムから分離する。
【０００７】
この合成の主な欠点は、中和の終わりに大量の硫酸ナトリウムが生成することである。これはメチオニンを製造する工程で再利用できず、また回収が困難である。
【０００８】
先行技術は、固体メチオニンの代わりに使用されるメチオニン酸ナトリウム水溶液を製造するための方法を用いて、この問題に対するいくつかの答えを提供する。これらの方法によれば、ソーダ存在下でのメチオニンヒダントインの鹸化を行い、アルカリ加水分解中に生成する炭酸ナトリウムの一部を分離しそれを鹸化工程で再利用でき、炭酸ナトリウムで希釈されたメチオニン酸塩水溶液を得ることが可能となる。特許文献２によれば、炭酸ナトリウムは、−１０〜５℃の温度の冷たい沈殿（ｃｏｌｄ  ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）によって分離される。この方法は、冷媒を使用して１００℃以上の鹸化溶液を冷却しなければならず、その結果エネルギーコストがかなり高くなるいという欠点がある。特許文献３は、鹸化溶液を濃縮して、炭酸ナトリウムを熱析出（１００〜１３０℃）させ、熱時ろ過（ｈｏｔ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）（１００〜１３０℃）により分離することによって、上記の分離の改良を提供する。この分離の目的は、後に流動床を介して粒状にすることができるメチオニン酸ナトリウムを得ることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第２５５７９２０号明細書
【特許文献２】米国特許第４３９１９８７号明細書
【特許文献３】米国特許第６１２６９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、その塩であるメチオニン酸ナトリウムよりも、それと同等の重量で、家畜栄養にはるかに効果的であるという利点を有する高純度の固体メチオニンの製造を可能にする方法の開発に関する。メチオニン酸のメチオニンへの中和において硫酸ナトリウムが過剰に副生成される問題は、未だ解決されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、生成される硫酸ナトリウムの量を著しく減少させることを可能にする追加の工程を含むメチオニンの製造方法によって、一つの答えを提供する。この方法は、連続または不連続の工程を経ることによって工業的規模で実施することができる。メチオニン収率は、ほぼ定量的であり、加えられた変更によってメチオニンの質は影響を受けない。
【００１２】
本発明の方法は、水溶液中のメチオニンヒダントインのアルカリ加水分解、加水分解媒体からのＮＨ３およびＣＯ２の除去、ならびにメチオニン酸塩の中和を含む。上記の方法は、加水分解反応媒体を濃縮する工程を含む。ＮＨ３とＣＯ２とが除去された後、この濃縮によってＮａ２ＣＯ３を沈殿させることが可能となり、そのＮａ２ＣＯ３を分離させ、その前の工程である前記アルカリ加水分解工程に再利用される。本発明の方法のアルカリ加水分解工程はＮａＯＨおよびＮａ２ＣＯ３の存在下で行われる。これは一方で、本方法それ自体が炭酸ナトリウムを供給するので必要な量のソーダが大幅に減少し、他方で、中和の終わりに生成する硫酸ナトリウムの量が減少する。生成したメチオニン１ｋｇあたりの硫酸ナトリウム量が２０〜５０％（ｍ／ｍ）低下することが測定される。
【００１３】
加水分解媒体は、メチオニン酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含み、これらは温度およびそれらのそれぞれの濃度に依存して異なる溶解度プロファイルを有する。難しい点は、メチオニン酸のメチオニンへの中和条件を決定できるような、最大量の炭酸ナトリウムの結晶化と、最小量のメチオニン酸ナトリウムの結晶化との間で再現できるような落としどころ（ａ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｌｅ  ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）を見つけることである。本発明の発明者らは、最初に、硫酸ナトリウムの副生成問題を解決するために、炭酸ナトリウムを抽出する工程をメチオニンの工業的な製造方法に取り入れることができることを見出した。本発明の発明者らは、さらに、メチオニンを得るための中和工程の収率に影響しないようにするために、上記の落としどころ（ｔｈｅ  ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）となるような最適条件を決定した。それらは以下に記載されており、単独または組み合わせて考慮することができる。
【００１４】
好ましくは、炭酸ナトリウム中の媒体の濃縮または富化は、メチオニン酸塩の濃度を、媒体に対するメチオニン酸ナトリウムの質量含有率で表すと、２０〜７０質量％、好ましくは３０〜５０％の濃度範囲になるまで媒体から水を除去することによって行われる。当業者に周知の任意の技術を用いて媒体を濃縮してもよい。水の除去は、大気圧下において９０℃〜１００℃の温度下での水の蒸発が特に有効である。それは、その後の中和工程のための媒体中の溶液の最大のメチオニン酸塩含有量を維持しながら、最大量の炭酸ナトリウムの結晶化を可能にする。他の実施形態によれば、水の除去は、３０〜９０℃、好ましくは４０〜６０℃の温度範囲における真空蒸発によって行われる。
【００１５】
ヒダントインのアルカリ加水分解の媒体は、純粋なメチオニンヒダントイン、未精製のまたはその合成媒体から部分的に精製されたヒダントインを含んでいてもよい。メチオニンヒダントインは、２−ヒドロキシ−４−メチルチオ−ブチロニトリル（ＨＭＴＢＮ）から得ることができる。この場合、反応媒体から単離されないことが好ましく、後者は直接鹸化条件に付される。前記反応媒体中のメチオニンヒダントインの割合は少なくとも１０％であることが好ましい。好ましくは、メチオニンヒダントイン合成中に生成するアンモニアおよび二酸化炭素は事前に除去される。
【００１６】
好ましくは、メチオニンヒダントインのアルカリ加水分解においては、硫黄生成物の合計に対する塩基の合計のモル比（Ｎａ／Ｓ）は少なくとも２、より好ましくは２．５〜４である。このような比であれば、９８％を超える鹸化収率を得ることができる。これは、特に、メチオニンジペプチドの生成を制限することを可能にする。硫黄は、もちろん、ＨＭＴＢＮからメチオニンヒダントインが生成される反応媒体において、メチオニンヒダントインによって主に供給される。また、少量ではあるが、消費されていないＨＭＴＢＮおよび再利用された炭酸ナトリウム中に不純物として存在するメチオニンヒダントインからも供給され、鹸化媒体に取り込まれる。ナトリウムは、鹸化試薬として添加されたソーダによって、また、加水分解媒体の濃縮の終わりに回収され再利用される炭酸ナトリウムによって、供給される。好ましくは、加水分解媒体中のＮａＯＨ／Ｎａ２ＣＯ３のモル比は、０．５〜３、好ましくは１〜２の範囲である。
【００１７】
加水分解媒体中の結晶化炭酸ナトリウムは、当業者に周知の任意の技術、例えば、ろ過によって分離される。本発明の方法の好ましい他の実施形態によれば、炭酸ナトリウムは、７０〜１３０℃、好ましくは９０〜１１０℃の温度範囲においてろ過される。この熱時ろ過は、所望量の炭酸ナトリウムを沈殿させるために鹸化流（ｔｈｅ  ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｌｏｗ）を十分に濃縮した後に行われる。
【００１８】
本発明の方法の好ましい実施形態では、分離後、回収されたＮａ２ＣＯ３は、炭酸ナトリウム中の加水分解媒体の濃縮の間に除去された（蒸発した）水に予め溶解され、次いでメチオニンヒダントインを加水分解する工程において再利用される。
【００１９】
その後、メチオニン酸ナトリウム流（Ｔｈｅ  ｓｏｄｉｕｍ  ｍｅｔｈｉｏｎｉｎａｔｅ  ｆｌｏｗ）は、従来のメチオニン製造工程のように硫酸によって中和してもよいが、二酸化炭素によっても中和してもよい。この二酸化炭素は加圧ガスの形態であり、媒体を重炭酸ナトリウムおよびメチオニンの形に中和する。重炭酸ナトリウムおよびメチオニンは、媒体から沈殿するのでろ過によって分離することができる。中和は、１０〜６０℃の温度範囲において行われるのが好ましい。
【００２０】
本発明の方法を、図１を用いて以下の実施例に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】炭酸ナトリウムを分離し再利用する工程を含む、本発明に係る方法を示すブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明に係る、炭酸ナトリウム中の加水分解媒体を濃縮する工程を統合したメチオニン合成のブロックダイアグラムである。メチオニンは２−ヒドロキシ−４−メチルチオ−ブチロニトリル（ＨＭＴＢＮ）から製造される。２−ヒドロキシ−４−メチルチオ−ブチロニトリル（ＨＭＴＢＮ）は、重炭酸アンモニウムの存在下でアンモニア加水分解のような既知の技術によってメチオニンヒダントインに変化する。その後、メチオニンヒダントインはソーダで鹸化され、次いでその鹸化液が中和される。本発明によれば、鹸化液を濃縮する工程が追加され、これによって炭酸ナトリウムが沈殿し、炭酸ナトリウムはろ過によってメチオニン酸ナトリウムから分離され、水性懸濁液に戻され、次いで鹸化工程で再利用される。従来の方法と比較して、硫酸ナトリウムの副生成は大幅に減少する。
【００２３】
＜実施例１  鹸化工程＞
オートクレーブに、ヒダントインおよび誘導体（ヒダントイン酸、メチオニンアミド、ウレイド−ブチルアミド）１３９ｇを含む、５０％（ｍ／ｍ）のソーダ９２ｇ、炭酸ナトリウム５２ｇおよびメチオニンヒダントイン合成流（ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ  ｈｙｄａｎｔｏｉｎ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｌｏｗ）５２０ｇを投入する。媒体は３０分間１８０℃に加熱され、自己圧力は１０ｂａｒになる。冷却後、液相クロマトグラフィーによって反応媒体を分析し、９８％を超えるメチオニン収率を計算することを可能にする。炭酸ナトリウムを結晶化させる目的で濃縮工程に入る前に、鹸化流を窒素で揮散させることによって予め濃縮する。
【００２４】
＜実施例２  炭酸ナトリウムの分離工程＞
上記の事前濃縮から得られる、メチオニン酸ナトリウム１５０ｇおよび炭酸ナトリウム１１０ｇを含有する鹸化流１１００ｇは、水の蒸発により９０〜１１０℃で濃縮される。このようにして、炭酸アンモニウムを含有する６００ｇの水が除去される。炭酸ナトリウムの一部を沈殿させて得られた媒体を窒素圧（１５０ｍｂａｒ）の下、９０℃でろ過した。炭酸ナトリウムおよびメチオニン酸ナトリウムを含有する固体１６５ｇを分離し、これを鹸化工程に再利用することができる。メチオニン酸ナトリウム１２５ｇを含有する３４０ｇの母液を、次の中和工程のために回収する。
【００２５】
＜実施例３  メチオニンの中和／結晶化の工程＞
前工程で結晶化しなかった１９０ｇのメチオニン酸ナトリウムおよび５０ｇの炭酸ナトリウムを含有する、実施例２で得られた炭酸ナトリウムろ過母液７４０ｇを反応容器に投入する。得られた媒体に、９２．５％の硫酸１３５ｇを添加して、９０〜１００℃でｐＨ〜４．５まで中和する。メチオニンは、４０℃で冷却することによってフロー（ｔｈｅ  ｆｌｏｗ）中で結晶化される。これを窒素圧の下ろ過して分離し、水１００ｇで洗浄した後、２．２％のメチオニンを含有する２００ｇの液体が得られる。１００℃で乾燥させた後、４％の硫酸ナトリウム残留物を含む純度９５％のメチオニン乾燥固形物１７０ｇが得られる。
【図１】
0006778212.tif 000002