155897. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alfa-aminosavak előállítására

5 a hidantoin vegyület szintézisének reakciólépésébe. A találmány egyik célkitűzése tehát az volt, hogy oly eljárást dolgozzunk ki a-aminosavak előállítására, amelynek során a felhasznált ammóniát és széndioxidot azután ismét el lehet különíteni és nagy mennyiségekben vissza lehet nyerni, ugyanakkor pedig az a-aminosav nagy termelési hányadokkal állítható elő és különíthető el á reakcióelegyből. A találmány további célkitűzése oly eljárás megalkotása volt a-aminosavak előállítására, amelynek során a felhasznált ammónia- és széndioxid-gázkomponensek nagy mennyiségekben különíthetők el és nyerhetők vissza, majd viszszakeringtathetők a hidantoinszintézis reakciólépésébe. Ezáltal az a-aminosavak termelési költsége is számottevően csökken.' A fenti célkitűzések megvalósítása céljából a találmány értelmében oly eljárást alkalmazunk az a-aminosavak előállítására, amelynek során vizes közegben a) egy aldehidet vagy ketont, b) ammóniát és széndioxidot, vagy ammóniumkarbonátot vagy ammóniumhidrogénkarbonátot és c) ciánhidrogént vagy valamely cianidot reagáltatunk egymással vizes közegben, mimellett a fent említett b) és c) alkotóanyagokat a a) kiindulóanyagra számított elméleti mennyiségekhez képest feleslegben alkalmazzuk; az így kapott hidantoinszintézis-ifolyadékot közvetlenül egy hidrolízis-reakciólépésbe visszük az említett hidantoinvegyület elkülönítése nélkül, itt a hidantoinvegyületet alkáli jelenlétében hidrolizáljuk, a kapott folyékony reakcióelegyet betöményítjük és egyidejűleg elkülönítjük belőle az ammóniát és a széndioxidot, majd a betöményített folyadékból, akár az abban jelenlevő alkáli semlegesítése, akár a jelenlevő alkáli ioncserélő gyantával történő eltávolítása után elkülönítjük a kapott a-aminosavat. A fent említett betöményítési műveletből kapott gáz alakú alkotórészeket visszakeringtethetjük a hidantoinvegyület szintézis-reakciólépésébe; ez a visszakeringtetés akár egyéb visszakeringtetési műveletektől függetlenül, akár a más reakciólépések, mint a hidantoinvegyület szintézise, a hidrolízis és a semlegesítés, legalább egyikéből elkülönített gáz alakú alkotórészek visszakeringtetésével együtt történhet. A találmány szerint tehát a hidantoinvegyület szintézise az alábbi módon történhet: Valamely aldehidet vagy ketont, ammóniát, széndioxidot és ciánhidrogént vizes közegben, kb. légköri nyomás alatt, szobahőfoktól 100 C°ig terjedhető hőmérsékleten reagáltatunk egymással. Ebben az esetben a reakció történhet azonban a légkörinél magasabb vagy alacsonyabb nyomás alatt is. Reakcióközegként rendszerint vizet használunk, alkalmazható azonban a vízzel együtt valamely szerves közeg, pl. alkohol vagy hasonló is. Ha ammóniát és széndioxidot szabad állapotban alkalmazunk e reakcióhoz, úgy az ammóniának a széndioxidhoz viszonyított mólaránya előnyösen 1 :1—2 :1 lehet, az ammóniának és a mm 6 széndioxidnak az aldehidhez vagy ketonhoz viszonyított mólaránya pedig előnyösen 2 :1— 12:1, illetőleg 1,5:1—^6:1. Ha ammónia és széndioxid helyett ammóniumhidrogénkarboná-5 tot vagy ammóniumkarbonátot alkalmazunk, akkor előnyösen az ammóniumhidrogénkarbonátot az aldehidhez vagy ketonhoz viszonyítva 2 :1—6 :1 mólarányban, az ammóniumkarbonátot pedig az aldehidhez vagy ketonhoz viszonyít-10 va 1,5 : 1—6 : 1 mólarányban alkalmazzuk. Ciánhidrogén helyett valamely cianid, pl. nátrium- vagy kálíumeianid is alkalmazható. A cianidot 1 mól aldehidre vagy ketonra számítva előnyösen 1,05—2 mól mennyiségi arányban 15 alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárásban kiindulóanyagként felhasználható aldehidek és ketonok példáiként a következők említhetők: formaldehid, acetaldehid, izobutilaldehid, D-a-metilbutil-20 aldehid, ^metilmerkapto-propionaldehid, aceton, nietiletilketon, metilizopropilketon. Ezekből a kiinduló aldehidekből, ill. ketonokból hidantoin-termékként a következőket kapjuk: hidantoin, 5-metíllhidantoin, 5-izopröpilhidantoin, 5-a-25 -metilpropühidantoin, 5-/S~metilmer:kaptoetílnhidantoin, 5,5-dimetilhidantom, 5-metilw5-izopropil-hidantoin. Az e hidantoin-termékeket tartalmazó szinté-30 zis-folyadékokat azután alkálival való kezelés útján hidrolízisnek vetjük alá a hidantoinvegyület elkülönítése nélkül; ily módon a megfelelő a-aminosav alkálisóját kapjuk. Ilyen eljárás esetén az a-aminosav szintézis-lépései folytonos 35 üzemben is lefolytathatók és az a-aminosavat lényegesen megnövelt termelési hányaddal kapjuk. A hidrolízis során 1 mól hidantoinvegyületre előnyösen 1,5—5 liter reakcióközeget alkalmazó zunk (a hidrolízis kezdetén jelenlevő hidantoin-mennyiségre számítva). Ha ennél kisebb menynyiségi arányban alkalmazzuk a reakcióközeget, akkor könnyen mellékreakciók lépnek , f el és ezek rontják a hidrolízis-reakció hozamát. Ha 45 az említettnél nagyobb mennyiségi arányú reakcióközeg van jelen, akkor a reakciósebesség számottevően csökken és technológiai nehézségek is fellépnek. A hidrolízis-reakciólépésben rendszerint nagyobb mennyiségi arányban al-50 vegyület szintézis-lépésében. Ezért nem kívánakalmazzuk a reakcióközeget, mint a hidantointos a hidantoinvegyület szintéziséből kapott folyékony reakcióelegyet betöményíteni. A hidrolízis-reakciólépésből a fejlődő gáz egy 55 része elvezethető. Ilyen esetben azonban az elválasztott gáz mennyiségi arányát olyan alacsonyan kell tartani, hogy a reakcióközeg menynyiségi aránya a fent említett határok között legyen tartható.. A hidrolízishez alkáliként alká-60 lifém-hidroxidot vagy -karbonátot, vagy földalkali^hidroxidot alkalmazhatunk.. Az alkálit 1 mól hidantoinvegyületre számítva előnyösen 1—4 mól mennyiségben alkalmazzuk. A hidrolízist célszerűen 100—200 C° hőmérsékleten, 65 1—16 atm nyomás alatt folytatjuk le. 3