[发明专利]利用粗氢氰酸气体制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法

说明书

技术领域

本发明针对化工领域，涉及利用粗氢氰酸气体制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法。

背景技术

2-羟基-4-甲硫基丁腈是生产D,L-蛋氨酸或2-羟基-4-甲硫基丁酸的重要中间体。2-羟基-4-甲硫基丁腈的收率大小及成本投入，对最终生产的D,L-蛋氨酸或2-羟基-4-甲硫基丁酸的品质和成本有重要影响。

在理论上，2-羟基-4-甲硫基丁腈的制备是已知的，主要包括以下两种方式：

（1）甲硫基丙醛在碱的催化下与氢氰酸反应制得；

（2）甲硫基丙醛在亚硫酸氢钠作用下与碱金属氰化物反应制得。

US5756803公开的方法即为方式（1）制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的一种具体方法。该方法使用柠檬酸和氢氧化钠形成的缓冲液作为催化剂，溶液的pH控制在4左右，催化甲硫基丙醛与氢氰酸反应，获得2-羟基-4-甲硫基丁腈。其中，氢氰酸过量2%～5%。缓冲溶液的使用和过量的氢氰酸有利于产品2-羟基-4-甲硫基丁腈的长期保存。获得的2-羟基-4-甲硫基丁腈通过无机酸水解得到2-羟基-4-甲硫基丁酸，或者与碳酸氢铵反应，生成5-（2-甲硫基乙基）-乙内酰脲，碳酸钾水解，二氧化碳中和得到D,L-蛋氨酸。

US2745745公开的方法即为方式（2）制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的一种具体方法。获得的2-羟基-4-甲硫基丁腈，反应结束后需用有机溶剂苯萃取，得到含有2-羟基-4-甲硫基丁腈苯溶液，干燥、蒸除有机溶剂苯，得到2-羟基-4-甲硫基丁腈，再与无机酸反应，得到2-羟基-4-甲硫基丁酸。

显然，这些文献报道中，无论采取哪种方式合成2-羟基-4-甲硫基丁腈，为了获得高收率，都需要较纯的氢氰酸，而且氢氰酸往往是过量的，氢氰酸额外的精馏纯化和过量的使用都会造成成本的增加，这种成本的增加，特别是在工业规模，将会导致巨大的经济损失。再者，如US2745745公开的方法，在不适当的催化剂使用下，可能导致氰化过程中副产物的形成，进而为后续纯化和下游生产带来麻烦。

基于上述原因和现有技术，仍然需要进一步对2-羟基-4-甲硫基丁腈的制备方法进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供利用粗氢氰酸气体制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法，该方法使用的原料廉价易得，制备的2-羟基-4-甲硫基丁腈收率高、纯度高，其反应体系可长期存放，便于用于下游产品的生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

利用粗氢氰酸气体制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法，包括以下步骤：

A、以甲烷、氨气和氧气为原料，采用安氏法合成原理，制备得氢氰酸混合气Ⅰ；

B、氢氰酸混合气Ⅰ脱氨处理得氢氰酸混合气Ⅱ；

C、氢氰酸混合气Ⅱ与甲硫基丙醛在碱的催化作用下，充分反应得2-羟基-4-甲硫基丁腈。

其中，所述的粗氢氰酸气体就是指通过安氏法制备的氢氰酸混合气。安氏法（Andrussow法）是20世纪50年代完成的工业生产方法，是生产氢氰酸的主要方法。它采用的主要原料有甲烷、氨气和氧气，故又叫甲烷氨氧化法。该法是在常压、l000℃以上的条件下，将原料混合气通人由铂、铑合金催化剂铂和铑制成的丝网，或由铂铱合金制成的丝网状催化剂床，进行的氨氧化反应，其反应式为2CH₄+2NH₃+30₂→2HCN+6H₂0。目前，该项技术已非常成熟，有专门的氢氰酸合成塔用于氢氰酸气体的制备。

所述的脱氨处理是指将安氏法制备的氢氰酸混合气Ⅰ通入酸中，脱去氨气的操作。酸起的主要作用是吸收氨气和水蒸气，因此优选硫酸，进一步优选浓度为75%～90%的硫酸。本发明经脱氨处理前后的氢氰酸混合气均可用于2-羟基-4-甲硫基丁腈的制备，只是经脱氨处理后的氢氰酸混合气Ⅱ性质更优。在工业上，可设置专门的酸塔用于脱氨处理。

进一步，所述氢氰酸混合气Ⅰ优选由以下质量百分数的组分组成：氢氰酸气体8.8%±2%，水蒸气3.9%±2%，氨气1.6%±2%，氢气1.1%±2%，氮气76.0%±2%，氧气1.5%±2%，一氧化碳5.6%±2%，二氧化碳1.1%±2%，甲烷0.4%±2%。所述氢氰酸混合气Ⅱ优选由以下质量百分数的组分组成：氢氰酸气体9.4%±2%，氢气1.6%±2%，氮气79.4%±2%，氧气1.7%±2%，一氧化碳5.8%±2%，二氧化碳1.5%±2%，甲烷0.6%±2%。