В статье рассматривается способ получения метионина с использованием калиевой щелочи. Выбран способ, при котором не будет образовываться сульфат натрия — побочный продукт.
Ключевые слова: метионат натрия, гидролиз гидантоина, едкий натр, сульфат натрия, метионин.
Актуальность производства метионина обусловлена тем, что метионин — это незаменимая аминокислота, необходимая для поддержания роста и азотистого равновесия организма. Содержит метильную группу, которая участвует в процессе переметилирования и необходима для синтеза холина. За счет этого нормализует синтез фосфолипидов из жиров и уменьшает отложение в печени нейтрального жира. [3]
Участвует в обмене серосодержащих аминокислот, в синтезе эпинефрина, креатинина и других биологически активных веществ, активирует действие гормонов, витаминов (B 12 , аскорбиновой, фолиевой кислот), ферментов, белков, реакциях переметилирования, дезаминирования, декарбоксилирования. Необходим для дезинтоксикацииксенобиотиков. При атеросклерозе снижает концентрацию холестерина и повышает концентрацию фосфолипидов крови.
Метионина получают путем гидролиза гидантоина натриевой щелочью до метионата натрия, который в дальнейшем нейтрализуют серной кислотой до метионина.
Гидантоин по методу Бухерера получают путем воздействия цианистого натрия на метилтиопропионовый альдегид (в водном растворе аммиака и углекислого газа): [1]
Гидантоин не является единственным продуктом реакции (его массовая доля составляет 75 %). Наряду с гидантоином в процессе реакции получаются:
— гидантоиновая кислота (10 %);
—уреидоамид (около 10 %);
—амид (около 5 %)
Все эти побочные продукты, как и гидантоин, приводят к получению метионата натрия при последующем гидролизе.
Реакцию получения гидантоина проводят:
— при мольном соотношении углекислого газа и метилтиопропионового альдегида, равном 2,25;
— при мольном соотношении аммиака и углекислого газа, равном 1,3–1,5;
— при избытке цианистого натрия, равном 3–4 %.
Разложение бикарбоната натрия и удаление избытка аммиака и углекислого газа паром происходит по реакции:
Процесс гидролиза состоит из двух последовательных стадий:
— непосредственно реакции гидролиза;
— разложения бикарбоната натрия.
Реакция гидролиза гидантоина протекает путем воздействия едкого натра на гидантоин:
Температура реакции должна быть 175–185 0 С, при дополнительном повышении температуры наблюдается образование продуктов разложения и понижение выхода.
Мольное соотношение едкого натра и гидантоина равно 1,5–2,0.
Далее полученный метионат натрия нейтрализуют до метионина серной кислотой:
В ходе анализа технологии получения метионина был выявлен недостаток — образование сульфата натрия, который является отходом производства и в дальнейшем захоранивается под землей.
В результате проведения анализа патентно-технической литературы было найдено решение, которое поможет избавиться от образования сульфата натрия. В патенте RU2176240C2 предлагается проводить гидролиз гидантоина гидроксидом калия, карбоната калия и гидрокарбоната калия.
Химизм получения метионата калия: [2]
Нейтрализация метионата калия до метионина:
Полученный гидрокарбонат калия далее идет на образования метионата калия.
Литература:
- Патент RU 2708258 МПК C07C 319/20, Способ получения метионина / Капель Никола, Рей Патрик. Заявитель и патентообладатель Адиссео Франс (FR). Заявл 15.04.2016; опубл.: 05.12.2019.
- Патент RU 2176240 МПК C07C323/58, Способ получения d,l-метионина или его соли / Ванробайс Хоссе, Виллигеродт Клаусс, Гейфер Фридхельм. Заявитель и патентообладатель Дегусса-Хюльс Акциенгезельшафт (DE). заявл. 18.12.1996; опубл.:27.11.2001.
- EUROLAB.RU Медицинский портал [Электронный ресурс] //: Метионин.- Режим доступа: http://www.eurolab.ua›Справочник лекарств›3069
