氢氰酸及其盐生产蛋氨酸的技术概况及研究进展[精品].docVIP

氢氰酸及其盐生产蛋氨酸的技术概况及研究进展 摘要 氢氰酸是一种极毒的化学品，但有着广泛的应用；蛋氨酸是动物体生长所必需的氨基酸之一。本文介绍了以氢氰酸为原料生产蛋氨酸的化学合成方法缩合水解法生产技术概况及研究进展，介绍了目前世界上生产蛋氨酸的四家主要厂商的蛋氨酸生产工艺，其中重点介绍了海因水解法制备蛋氨酸工艺，目前人们对蛋氨酸的合成研究主要集中在海因水解和工艺过程上。 关键词 氢氰酸 蛋氨酸 化学合成法 海因 氰醇法工艺 1 引言 氢氰酸又名氰化氢，分子式HCN，分子量27.03，为无色透明液体，沸点25.7℃，相对密度0.6884，具有苦杏仁味，剧毒。氢氰酸是一种化学性质非常特殊的化合物，由它可以生成许多衍生物。这些衍生物在医药、农药、染料、食品和饲料添加剂、感光化学品、工程材料等领域有重要用途，多数产品属于精细化工中间体范畴。它的生产工艺目前有两大体系，一是用氨、甲烷(天然气)及空气在铂催化剂下反应的传统方法，一般称直接法；二是由丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺中作为副产物被回收，这种方法称副产法。我国的氢氰酸大多是由副产法而得。 蛋氨酸(Methionine) 又名甲硫基丁氨酸、甲硫氨酸, 化学名为 2–氨基–4–甲硫基丁酸，为白色片状结晶或粉末, 微甜, 有特殊气味, 无旋光性, 熔点281℃ (分解) , 相对密度1.340 , 能溶于水( 3.3g/ 100mL , 25℃)、稀酸和稀碱类, 微溶于95 %的醇, 不溶于醚, 1 %的水溶液pH值为5.6～6.1；对热和空气稳定，对强酸不稳定，可导致脱甲基作用。蛋氨酸是动物体生长所必需的氨基酸之一, 是动物体内甲基的主要供体,是唯一含硫的氨基酸。蛋氨酸主要用作各种动物饲料的添加剂。 蛋氨酸的化学形式有：D–蛋氨酸、L–蛋氨酸、DL–蛋氨酸、蛋氨酸羟基类似物及其它类似物N–丙酰蛋氨酸、N–丁酰蛋氨酸、N–棕榈酰蛋氨酸等。 一般氨基酸右旋体在生物化学方面是无效的，而蛋氨酸却例外, 由于在生物体内存在一种能使D–蛋氨酸转变为L–蛋氨酸的酶, 故D–蛋氨酸也是有效的。通常所说的蛋氨酸一般是指DL–蛋氨酸。 我国是石油加工大国，拥有加氢脱硫、丙烯腈和乙烯等众多生产装置，乙烯装置的副产丙烯是生产丙烯醛的基本原料，而加氢脱硫副产品硫化氢和丙烯氨氧化副产品氢氰酸，都是生产蛋氨酸的主要原料。生产蛋氨酸，可以有效综合利用硫化氢和氢氰酸这两种副产品从而大幅减少废物排放量，有效地解决了环保问题。, 近年来还发展了固一液相转移催化法。目前，以氢氰酸为原料的蛋氨酸的合成的研究主要集中在以Strecker反应为基础，由海因水解制备蛋氨酸的水解工艺过程和后来的精制工艺过程。 Catch等将丙烯醛与甲基硫醇进行加成反应，得到β—甲硫丙醛，然后以液体氢氰酸进行改进Strecker反应，生成的氨基腈，将其水解，即得到DL-型蛋氨酸，总收率为29％。反应式如下： CH2 = CHCHO CH3SCH2CH2CHO CH3SCH2CH2CHCN CH3SCH2CH2CHCN CH3SCH2CH2CHCOOH 后来，Pierson等发现在甲硫醇铜盐的存在下，可使甲硫醇更容易与丙烯醛发生加成反应。进而对所得的β—甲硫丙醛进行Bucherer反应，合成得到5—(β—甲硫乙基)—乙内酰脲（又称海因），然后将其加水分解，可得到DL蛋氨酸，其对丙烯醛的总收率为50％。反应式如下：