Preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico.

Procedimiento para la preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico,

en el que el producto de adición 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo, obtenido mediante reacción por transposición de ácido cianhídrico en 3-metiltiopropionaldehídose hace reaccionar con ácido sulfúrico a través del compuesto intermedio 2-5 hidroxi-4-metiltiobutiramida,caracterizado porque la reacción de 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo para dar 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida y lasubsiguiente reacción para dar ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se lleva a cabo en recipientes de reacción establesfrente a la corrosión para los medios de reacción empleados, hechos de acero aleado y/o aleaciones de níquel, y losmateriales de construcción de los recipientes de reacción presentan velocidades de erosión de< 0,06 mm p.a. atemperaturas< 60ºC o de< 0,1 mm p.a. a temperaturas< 110ºC, medidas conforme a la norma ASTM G4-68,llevándose a cabo la reacción de 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo para formar 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida atemperaturas< 60ºC, en reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías que están hechos de un materialelegido del grupo de 2.4602, 2.4605, 2.4856 y 1.4562.

Preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico

La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico, el cual describe el empleo de materiales especiales para las distintas etapas del procedimiento.

Estado conocido de la técnica

Aditivos para alimentos para animales mejoradores de la nutrición son hoy en día un componente indispensable en la alimentación de los animales. Sirven para el mejor aprovechamiento de la oferta alimentaria, estimulan el crecimiento y fomentan la formación de proteínas. Uno de los más importantes de estos aditivos es el aminoácido esencial metionina, la cual, ante todo en la cría de aves de corral, asume una posición destacada como aditivo para alimentos para animales. Sin embargo, también en este sector las denominadas sustancias sustitutivas de metionina tales

como la metionina hidroxi análogo (abreviada MHA) tienen una importancia nada desconsiderable, dado que presentan propiedades estimulantes del crecimiento similares a las del aminoácido para ello conocido.

La forma racémica del ácido 2-hidroxi-4-metiltio-butírico es una sustancia sustitutiva de metionina desde hace tiempo conocida, la cual encuentra uso principalmente en la alimentación de animales, en particular en la cría de aves de

corral como aditivo para los alimentos para animales. Esta MHA puede utilizarse en lugar de metionina y mejora, al igual que ésta, por ejemplo, el rendimiento en la carne de pechuga en el caso de las aves de corral. Además de ello, en forma de su sal de calcio encuentra también uso farmacéutico en el tratamiento de la insuficiencia renal.

El MHA se emplea la mayoría de las veces en forma de concentrados acuosos, conteniendo estos, junto al

monómero, además una determinada proporción de oligómeros, principalmente los ácidos de ésteres lineales dímeros y trímeros. El contenido en estos oligómeros depende de las condiciones de preparación y de la concentración elegida.

Es generalmente conocido que el ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico puede prepararse, de forma continua o en tandas, 30 por hidratación y sucesiva hidrólisis de 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo en un medio disuelto en ácido sulfúrico.

La síntesis se lleva a cabo, por ejemplo, pero no de forma exclusiva, conforme al documento EP-A 0 874 811, como sigue:

El procedimiento general para la preparación de MHA a partir de 3-metiltiopropionaldehído, denominado también metilmercaptopropionaldehído o MMP, el cual se hace reaccionar con cianuro de hidrógeno para dar 2-hidroxi-4metiltiobutironitrilo, también denominado MMP-cianhidrina o MMP-CH (ecuación I) .

La MMP-cianhidrina resultante se hidroliza a continuación, habitualmente con ácidos minerales fuertes tales como ácido sulfúrico o ácido clorhídrico a través de la etapa intermedia de la 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida, también denominada MHA-amida (ecuación II) .

para formar metionina hidroxi análogo (MHA) (ecuación III) .

Esta hidrólisis puede llevarse a cabo tanto en una como también en dos etapas, debiéndose entender por “etapas” el que para la hidrólisis de la MMP-CH se añade una vez o dos veces ácidos minerales y/o agua.

Así, por ejemplo, la hidrólisis de la MMP-CH se realiza de modo que en una primera etapa se hidroliza la MMP-CH con ácido sulfúrico al 60-85% en peso, preferiblemente con ácido sulfúrico al 65-80% en peso en la relación molar MMP-CH a H2SO4 de 1, 0: 0, 5 a 1:1, 0, preferiblemente 1:0, 6 a 1:0, 95, a temperaturas de 30-90ºC, preferiblemente 50-70ºC para la preparación de MHA-amida. En este caso, a partir de la MMP-cianhidrina resulta la MHA-amida, en donde la mezcla resultante sigue estando, además, esencialmente exenta de MMP-cianhidrina que no ha reaccionado. La hidrólisis discurre de forma casi cuantitativa. La MHA-amida se hidroliza, en una segunda etapa, bajo la adición de agua y sin adición ulterior de H2SO4 (por ejemplo, se ajusta una concentración de ácido sulfúrico de < 40%) a temperaturas de hasta 140ºC, preferiblemente < 110ºC.

Además de ello, se describen otros procedimientos que, por norma general, se diferencian únicamente por el proceso aguas abajo. Así, en el documento JP-B-7-97970 se describe la extracción de MHA a partir de la mezcla de reacción con metil-isobutil-cetona. El documento EP-A-863 135 describe otro procedimiento con la adición de bisulfato de amonio a la disolución de hidrólisis. Después de la reacción se añade un disolvente orgánico, no miscible con agua, con el resultado de que en la fase orgánica se acumula la MHA. Además, se describe que la fase acuosa puede mezclarse con un disolvente orgánico miscible con agua, con el fin de precipitar el correspondiente sulfato de amonio.

Otros procedimientos para la obtención de MHA sin el empleo de un disolvente de extracción orgánico se describen, por ejemplo, en los documentos US 4.912.257 o EP-A-1 149 073. En el caso de todos estos procedimientos se presentan diferentes medios de una composición compleja con diferentes valores de pH y correspondiente corrosividad. Esta corrosividad determina que anualmente sean necesarios considerables medios de inversión para el mantenimiento como consecuencia de una errónea elección del material en el caso del proceso arriba mencionado.

Habitualmente, los aparatos y tuberías a base de componentes esmaltados, requeridos para los procesos de producción en medios corrosivos complejos, los cuales se distinguen de forma reconocida por una elevada estabilidad frente a la corrosión para medios de carácter ácido. Componentes esmaltados poseen el inconveniente de que son muy sensibles frente a solicitaciones mecánicas tal como se manifiestan, particularmente, durante el montaje o la puesta en funcionamiento de producción diario. Una vez que se ha dañado la superficie esmaltada, ya no se puede detener la corrosión, dado que el material de soporte se compone, por norma general, de acero normal, el cual es menos estable, como es sabido, frente a medios de carácter ácido.

Otro inconveniente de los componentes esmaltados consiste en que deben pre-fabricarse de manera laboriosa en plantas de producción separadas y, a menudo, no se encuentran a disposición en las dimensiones deseadas. Esto puede conducir, bajo determinadas circunstancias, a paradas prolongadas de las instalaciones y a pérdidas económicas que resultan de ello. En virtud del mal coeficiente de transmisión térmica de los componentes esmaltados, por ejemplo los correspondientes intercambiadores de calor deben fabricarse de un mayor tamaño. Esto repercute asimismo en elevados costes de inversión.

Otro inconveniente de los componentes esmaltados lo representa, en virtud de las limitadas posibilidades de producción, el elevado número de ello resultante de uniones de pestaña que, en calidad de posibilidades de fuga potenciales, hacen necesarios gastos elevados para medidas de la protección del medio ambiente. Otro inconveniente del material esmalte se ha de considerar que, en virtud de impedimentos técnicos de la producción, los grados de libertad constructivos están fuertemente limitados en la producción de aparatos especiales que respetan las fuentes.

Ciertamente, por ejemplo para un proceso continuo para la preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se describe en la solicitud de patente WO 96/40630 que en el caso de los aparatos de reacción, bombas e intercambiadores de calor empleados se han de tener en cuenta los materiales resistentes a la corrosión, pero no se indica de cuales se trata en este caso.

En la tabla de materiales Dechema (1969-1971) se aconsejan aceros austeníticos para medios disueltos en ácido sulfúrico, pero en las concentraciones y temperaturas requeridas para la reacción, se clasifican como no estables. Las velocidades de erosión indicadas no se pueden tolerar en relación con las solicitaciones de metales pesados que resultan eventualmente de ello para el producto final MHA que accede a la cadena alimentaria. La estabilidad frente a la corrosión de los materiales se determina, generalmente, p. ej. midiendo las velocidades de erosión en mm p. a. (per annum – por año) como medida de la corrosión realizada (Definición en Römpp’s Lexikon der Chemie, 1990, página 2344) .

En el presente contexto, como estable frente a la corrosión se han de considerar... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico, en el que el producto de adición 2-hidroxi4-metiltiobutironitrilo, obtenido mediante reacción por transposición de ácido cianhídrico en 3-metiltiopropionaldehído se hace reaccionar con ácido sulfúrico a través del compuesto intermedio 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida, caracterizado porque la reacción de 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo para dar 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida y la subsiguiente reacción para dar ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se lleva a cabo en recipientes de reacción estables frente a la corrosión para los medios de reacción empleados, hechos de acero aleado y/o aleaciones de níquel, y los materiales de construcción de los recipientes de reacción presentan velocidades de erosión de < 0, 06 mm p.a. a temperaturas < 60ºC o de < 0, 1 mm p.a. a temperaturas < 110ºC, medidas conforme a la norma ASTM G4-68, llevándose a cabo la reacción de 2-hidroxi-4-metiltiobutironitrilo para formar 2-hidroxi-4-metiltiobutiramida a temperaturas < 60ºC, en reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías que están hechos de un material elegido del grupo de 2.4602, 2.4605, 2.4856 y 1.4562.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías están hechos del material 2.4602.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías están hechos del material 2.4605.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías están hechos del material 2.4856.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los reactores, intercambiadores de calor, bombas y tuberías están hechos del material 1.4562.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de hidrólisis de 2-hidroxi-4metiltiobutiramida para dar ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se lleva a cabo a temperaturas < 110ºC en reactores e intercambiadores de calor del material 2.4605.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de hidrólisis de 2-hidroxi-4metiltiobutiramida para dar ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se lleva a cabo a temperaturas < 110ºC con tuberías de los materiales 2.4602 ó 2.4605.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo con tuberías del material 2.4605.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de hidrólisis de 2-hidroxi-4metiltiobutiramida para dar ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutírico se lleva a cabo a temperaturas < 110ºC con bombas de los materiales 2.4819 (Hastelloy C-276) o 2.4605.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo con bombas del material 2.4819.