CN102056889B - 五亚甲基二胺的制造方法和聚酰胺树脂的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种精制五亚甲基二胺的制造方法等，其以简单的制造工序可获得高收率。该精制五亚甲基二胺的制造方法的特征在于，其包括：热分解工序，在该热分解工序中，通过加热五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳；以及蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺，其中，在上述五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为30mol％以上。

Description

五亚甲基二胺的制造方法和聚酰胺树脂的制造方法

技术领域

本发明涉及五亚甲基二胺的制造方法等，更详细地说，涉及包含对五亚甲基二胺碳酸盐进行分解处理的五亚甲基二胺的制造方法等。

背景技术

作为塑料原料，大多使用所谓的化石原料。除再生利用的情况外，废弃塑料时，通过燃烧等的废弃导致二氧化碳的排放，所以近年来正在成为问题。于是，面向防止地球变暖和形成循环型社会，人们期待着将塑料的制造原料替换为来源于生物质的原料。这样的需求遍及膜、汽车部件、电气电子部件、机械部件等注射成型品、纤维、单丝等多方面。

这样的背景下，对于使用从赖氨酸得到的五亚甲基二胺(以下有时简称为尸胺)作为原料的56尼龙和56/66尼龙等，其作为植物来源的聚合物令人非常期待。聚酰胺树脂在机械强度、耐热性、耐化学药品性等方面优异，作为所谓的工程塑料之一正被用于很多领域。

以往，作为五亚甲基二胺的制造方法，可举出以下的报道(参见专利文献1～专利文献4)。

专利文献1中记载了一种方法，其中，加入碳原子数为4～10的二羧酸，以使赖氨酸溶液的pH维持在适于酶促脱羧反应的pH4.0～8.0，同时进行赖氨酸的酶促脱羧反应，由此生成尸胺二羧酸盐。

专利文献2中记载了一种方法，其中，使L-赖氨酸二羧酸盐水溶液与导入了L-赖氨酸脱羧酶基因的大肠杆菌或与L-赖氨酸脱羧酶存在于细胞表面局部的大肠杆菌接触，使用由二羧酸调节pH的同时进行发酵的L-赖氨酸发酵液来制备L-赖氨酸脱羧酶，从而制造尸胺二羧酸盐。

专利文献3中记载了一种方法，其中，在大肠杆菌的细胞破碎液中导入在N末端氨基酸序列上加有6个组氨酸的L-赖氨酸脱羧酶基因，使高浓度的L-赖氨酸盐酸盐与该大肠杆菌的细胞破碎液接触或与L-赖氨酸脱羧酶存在于细胞表面局部的大肠杆菌接触，由此不需要调节pH，而以高浓度、高反应收率、高生产速度生成尸胺，将该反应液调节为pH13以上，用极性有机溶剂提取、蒸馏，由此制造尸胺。

专利文献4中记载了一种方法，其中，以赖氨酸碳酸盐为底物，通过添加二氧化碳调整pH后，利用赖氨酸的酶促脱羧反应生成尸胺碳酸盐，在生成的尸胺碳酸盐中添加二羧酸盐，进行与碳酸的盐交换反应后，经分离工序，制造尸胺二羧酸盐。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-006650号公报

专利文献2：日本特开2004-208646号公报

专利文献3：日本特开2004-14号公报

专利文献4：国际公开第2006/123778号小册子

发明内容

另外，能够通过组合公知方法从反应液中分离、生成由赖氨酸的酶促脱羧反应(以下有时称为LDC反应)得到的尸胺二羧酸盐。例如，通过将浓缩后的反应液冷却，析出尸胺二羧酸盐，其后，利用离心分离等通常的固液分离方法分离出尸胺二羧酸盐的结晶。

但是，析晶法不仅难以以高收率得到尸胺二羧酸盐，而且，不能完全去除杂质，所以以其为原料获得的聚酰胺存在着色的问题。

并且，作为从反应液中获取由LDC反应生成的尸胺的方法，已知如下方法：在反应终止液中添加氢氧化钠等碱，将反应液的pH调整为12～14后，用三氯甲烷等极性有机溶剂提取尸胺。但是，有机溶剂大多有害，特别是三氯甲烷具有急性毒性，所以其操作性不是优选的。并且，如果提取时使用有机溶剂，则不回收有机溶剂的情况下大大影响成本，回收有机溶剂的情况下存在制造工序变复杂的问题。而且，回收有机溶剂的情况下，需要进行回收的工序，存在不仅工艺变复杂，而且能量方面也不利之类的问题。

此外，还考虑到如下方法：将尸胺碳酸盐水溶液在40℃左右减压浓缩，使碳酸根离子等作为二氧化碳排放出来，由此得到尸胺的方法。但是，有时需要较长时间从尸胺碳酸盐上分离碳酸根离子等。

并且，已知在生物质来源的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中存在赖氨酸等具有3个以上官能团的杂质或蛋白质等高分子杂质。因此，如果对含有这样的杂质的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液进行蒸馏，则杂质生成的反应产物或杂质浓缩物那样的高粘度物质堆积在蒸馏塔的塔底，成为导致故障的原因。若这样的高粘度物质或上述赖氨酸等具有3个以上官能团的杂质混入由蒸馏得到的五亚甲基二胺中，则以五亚甲基二胺为原料的56尼龙等聚酰胺膜有可能产生外观不良。

本发明的目的在于提供一种精制五亚甲基二胺的制造方法等，其以简单的制造工序可得到高收率。

本发明人进行了深入研究，结果发现，通过对五亚甲基二胺碳酸盐水溶液实施高温下的分解处理，能以高收率得到五亚甲基二胺，而且，通过使五亚甲基二胺碳酸盐热分解获得特定浓度的五亚甲基二胺，并蒸馏精制，能以高收率获得高品质的五亚甲基二胺，从而完成了本发明。

根据本发明，可提供精制五亚甲基二胺的制造方法和聚酰胺树脂的制造方法。

即，本发明的要点如下所述。

〔1〕一种精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：热分解工序，在该热分解工序中，通过加入五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳；和

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺，

在上述五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐的总和100mol％，五亚甲基二胺的浓度为30mol％以上。

〔2〕如上述〔1〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中，加热的最高温度为40℃～300℃。

〔3〕如上述〔1〕或〔2〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述蒸馏工序的条件为下述(1)和(2)。

(1)蒸馏温度：40℃～300℃

(2)蒸馏压力：0.2kPa～1200kPa(绝对压力)

〔4〕一种精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：热分解工序，在该热分解工序中，通过加热五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳；和

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺，

上述热分解工序中的加热的最高温度为110℃～300℃。

〔5〕如上述〔1〕～〔4〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中，五亚甲基二胺碳酸盐为五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液，通过加热，得到五亚甲基二胺粗品、二氧化碳和水。

〔6〕如上述〔1〕～〔5〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中的压力为2kPa～1200kPa。

〔7〕如上述〔1〕～〔6〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中，一边吹入气体，一边加热五亚甲基二胺碳酸盐。

〔8〕如上述〔7〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述气体为惰性气体。

〔9〕如上述〔1〕～〔8〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在所述热分解工序之前具有酶促脱羧反应工序，所述酶促脱羧反应工序中，使用选自由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞和该细胞的处理物组成的组中的至少一种，由赖氨酸和/或赖氨酸碳酸盐生产五亚甲基二胺碳酸盐。

〔10〕如上述〔9〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述酶促脱羧反应工序中，所述赖氨酸和/或赖氨酸碳酸盐为该赖氨酸的水溶液和/或该赖氨酸碳酸盐的水溶液。

〔11〕如上述〔9〕或〔10〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在二氧化碳气氛下进行所述酶促脱羧反应工序。

〔12〕如上述〔9〕～〔11〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在所述酶促脱羧反应工序之前具有由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序。

〔13〕如上述〔12〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述赖氨酸碳酸盐生成工序中，赖氨酸为水溶液。

〔14〕如上述〔11〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的二氧化碳作为酶促脱羧反应工序的二氧化碳回收、再使用。

〔15〕如上述〔12〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的二氧化碳作为用于所述赖氨酸碳酸盐生成工序的二氧化碳回收、再使用。

〔16〕如上述〔10〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的水作为所述酶促脱羧反应工序的水回收、再使用。

〔17〕如上述〔13〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的水作为所述赖氨酸碳酸盐生成工序的水回收、再使用。

〔18〕如上述〔5〕～〔17〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，五亚甲基二胺碳酸盐中所含有的具有3个以上官能团的有机物的总含量相对于五亚甲基二胺碳酸盐的所述水溶液中所含有的五亚甲基二胺的重量比为0.01以下。

〔19〕如上述〔18〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在五亚甲基二胺碳酸盐的所述水溶液中所含有的具有3个以上官能团的有机物为赖氨酸。

〔20〕如上述〔5〕～〔19〕任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在将五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液中所含有的高分子杂质去除后，进行加热。

〔21〕如上述〔20〕所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，使用超滤膜去除五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中所含有的高分子杂质。

〔22〕一种聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：

酶促脱羧反应工序，在该酶促脱羧反应工序中，使用选自由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞和该细胞的处理物组成的组中的至少一种，由赖氨酸和/或赖氨酸碳酸盐生产五亚甲基二胺碳酸盐；

热分解工序，在该热分解工序中，通过加热由上述酶促脱羧反应工序得到的五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳；

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺；和

缩聚反应工序，在该缩聚反应工序中，将二羧酸和由上述蒸馏工序得到的五亚甲基二胺作为单体成分进行缩聚反应，

上述热分解工序中得到的五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐的总和100mol％，五亚甲基二胺的浓度为30mol％以上。

〔23〕一种聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：

酶促脱羧反应工序，在该酶促脱羧反应工序中，使用由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞或该细胞的处理物组成的组中的至少一种，由赖氨酸和/或赖氨酸碳酸盐生产五亚甲基二胺碳酸盐；

热分解工序，在该热分解工序中，通过加热由上述酶促脱羧反应工序得到的五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳；

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺；和

缩聚反应工序，在该缩聚反应工序中，将由二羧酸和上述蒸馏工序得到的五亚甲基二胺作为单体成分进行缩聚反应，

上述热分解反应工序中的加热的最高温度为110℃～300℃。

〔24〕如上述〔22〕或〔23〕所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，在所述缩聚反应工序之前具有浓缩工序，在该浓缩工序中，利用所述五亚甲基二胺、二羧酸和水制成五亚甲基二胺二羧酸盐水溶液后，蒸馏去除水。

〔25〕如上述〔22〕～〔24〕任一项所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，所述酶促脱羧反应工序中，所述赖氨酸和/或赖氨酸碳酸盐为该赖氨酸水溶液和/或该赖氨酸碳酸盐水溶液。

〔26〕如上述〔22〕～〔25〕任一项所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，在所述酶促脱羧反应工序之前，具有由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序。

〔27〕如上述〔26〕所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，所述赖氨酸碳酸盐生成工序中，赖氨酸为水溶液。

〔28〕如上述〔25〕所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，将所述缩聚反应工序和/或浓缩工序中生成的水作为所述酶促脱羧反应工序的水回收、再使用。

〔29〕如上述〔27〕所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，将所述缩聚反应工序和/或浓缩工序中生成的水作为所述赖氨酸碳酸盐生成工序的水回收、再使用。

根据本发明，与以往相比，能够通过简单的制造工序，以高收率制造五亚甲基二胺。进而，通过将热分解工序中生成的一部分或全部二氧化碳回收，并将其再使用，能够降低与制造二氧化碳相伴的能量消耗和与能量消耗相伴的二氧化碳排放。而且，通过将热分解工序、缩聚工序和/或浓缩工序中生成的一部分或全部水回收，并将其再使用，能够降低供应水所消耗的能量和水的排放。

附图说明

图1是利用自动滴定装置测定的结果的一例。

图2是说明克隆cadA的过程的图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，本发明不限于以下实施方式，可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。并且，所用附图是为了说明本实施方式的，并不表示实际尺寸。

(五亚甲基二胺碳酸盐)

本实施方式所使用的五亚甲基二胺碳酸盐优选通过赖氨酸的酶促脱羧反应(LDC反应)得到。使用赖氨酸或赖氨酸碳酸盐、和选自由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞和该细胞的处理物组成的组中的至少一种来进行赖氨酸的LDC反应。赖氨酸的LDC反应如后所述。

本实施方式中，通过赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐通常以水溶液的形式得到。另外，五亚甲基二胺碳酸盐也可以为固体状态，但优选为水溶液或溶解于其他溶剂的溶液的状态。水溶液或溶解于其他溶剂的溶液的五亚甲基二胺碳酸盐的浓度通常为1重量％～80重量％、优选为30重量％～70重量％。

另外，赖氨酸的LDC反应后，所得到的五亚甲基二胺碳酸盐的浓度低于上述范围时，优选根据需要进行浓缩操作。

通过赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐通常含有杂质，所述杂质包括具有3个以上官能团的有机物、蛋白质等高分子物质。

此处，具有3个以上官能团的有机物可举出分子内具有3个以上可导致交联凝胶化的官能团的有机物。作为这样的官能团，可举出例如氨基、羧基、砜基、磷酸基、羟基、酰肼基、环氧基、巯基、硝基、烷氧基等。

作为具有3个以上官能团的有机物，可举出氨基酸、寡糖、苹果酸、柠檬酸等。作为氨基酸的具体例，可举出例如天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、鸟氨酸、羟基赖氨酸、精氨酸、组氨酸等。其中，存在大量赖氨酸。需要说明的是，这些氨基酸可以为左旋(L)体，也可以为右旋(D)体。

(热分解工序)

本实施方式中，将由赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐加热，在预先设定的温度热分解为含有杂质的五亚甲基二胺粗品和二氧化碳，接下来，将五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到去除了杂质的精制五亚甲基二胺。

首先，说明将五亚甲基二胺碳酸盐热分解的工序。

通过加热，将五亚甲基二胺碳酸盐热分解。所以，在伴随有加热的浓缩、回流、脱水蒸馏、蒸馏等任一行程中均会发生热分解。因此，本发明中的热分解温度的最高温度等于伴随有加热的全部行程中的最高温度。

由赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐的热分解温度的最高温度通常为40℃以上、优选为110℃以上、更优选为120℃以上、进一步优选为130℃以上、特别优选为150℃以上。并且，通常为300℃以下、优选为250℃以下、更优选为230℃以下、进一步优选为220℃以下、尤其优选为210℃以下、特别优选为200℃以下。

如果加热五亚甲基二胺碳酸盐的温度过低，则五亚甲基二胺碳酸盐不分解，其后进行的蒸馏操作的收率降低，并且具有引起五亚甲基碳酸盐析出的倾向。而且，如果加热的温度过高，则有可能五亚甲基二胺分解。

对五亚甲基二胺碳酸盐的加热时间没有特别限定，然而通常为1小时以上、优选为2小时以上、进一步优选为3小时以上。

如上所述，由赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐通常以水溶液的形式得到。这种情况下，由于因加热处理而蒸发的水的蒸发潜热，因而在直接加热时水溶液的温度不易升高。因此，五亚甲基二胺碳酸盐不进行热分解，脱水后，有可能析出五亚甲基二胺碳酸盐。

因此，本实施方式中，优选根据需要对由赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液实施浓缩操作，调整为预先设定的浓度后，通过将水溶液回流等操作，将水溶液中所含有的大部分五亚甲基二胺碳酸盐分解，其后进行脱水蒸馏等。

回流温度根据水溶液中的水分而异，水分浓度低时，可以在较高温度回流。回流温度通常为40℃～300℃、优选为100℃～180℃的范围，并且，回流时间通常为1小时以上、优选为2小时以上、进一步优选为3小时以上。

并且，作为可获得同样效果的操作，优选在水溶液所含有的五亚甲基二胺碳酸盐不析出的条件下，一边进行脱水蒸馏一边将大部分五亚甲基二胺碳酸盐分解。此时，分批式的情况下，首先，在100℃～120℃进行脱水蒸馏。在水分量减少的同时内温升高，温度接近160℃～180℃附近时，开始蒸馏出五亚甲基二胺，基本上完成脱水。并且，此时的温度达到了足够五亚甲基二胺碳酸盐分解的温度，得到五亚甲基二胺粗品。作为其他方法，有加压下进行脱水蒸馏和分解的方法。通过设定为加压状态，水的沸点升高，分解有效地进行。

另外，在使用连续运转装置进行五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的热分解时，优选在保持于热分解所必需的温度的反应槽中供给规定量的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液，一边脱水一边分解的方法。

并且，在使用连续运转装置的情况下，为了有效进行五亚甲基二胺碳酸盐的分解，考虑如下两个步骤。

作为第1步骤，首先，通过用蒸馏塔在减压下加热，进行五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的脱水。将塔底溶液输送至接下来的第2步骤，在该塔底溶液中，水分少，而且在脱水条件下的加热使一部分五亚甲基二胺碳酸盐分解。

作为第2步骤，调节各种条件，使从第1步骤输送的溶液加热分解。此时，优选将五亚甲基二胺碳酸盐大体上完全分解。其次，将从塔底得到的五亚甲基二胺粗品(优选在减压下)蒸馏，得到五亚甲基二胺。

进而，除上述方法以外，还可考虑用一个装置进行五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的脱水、分解、五亚甲基二胺的蒸馏等一系列操作。例如，使用多段蒸馏塔等，通过从蒸馏塔的中央附近供给五亚甲基二胺碳酸盐水溶液，将蒸馏塔的塔底设置成高温，从而使五亚甲基二胺碳酸盐大体上完全分解。从蒸馏塔的塔顶回收水和二氧化碳，从蒸馏塔中段回收蒸馏出来的五亚甲基二胺，从塔底取出蒸馏余液。

本实施方式中，通过上述的热分解工序，五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中的五亚甲基二胺碳酸盐分解成五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。若将五亚甲基二胺和未分解而残存的五亚甲基二胺碳酸盐的总和设为100mol％，则上述五亚甲基二胺粗品所含有的五亚甲基二胺的浓度通常为30mol％以上、优选为75mol％以上、更优选为85mol％以上、进一步优选为90mol％以上、尤其优选为95mol％以上、特别优选为99mol％以上。另外，在连续进行热分解工序的情况下，由于一边供给五亚甲基二胺碳酸盐水溶液一边进行热分解，所以难以获得五亚甲基二胺碳酸盐完全分解后的五亚甲基二胺粗品，上述粗品所含有的五亚甲基二胺的浓度通常为99.9mol％以下、优选为99.5mol％以下、进一步优选为99.0mol％以下。

如果水溶液中未分解而残存的五亚甲基二胺碳酸盐量过多，则通过作为后续工序的蒸馏分离五亚甲基二胺时，有可能在蒸馏塔的塔底以碳酸盐的形式析出，收率降低，或导致重沸器堵塞、热效率降低。

热分解时的压力通常为2kPa以上、优选为10kPa以上、特别优选为100kPa以上。并且，通常为1200kPa以下、优选为800kPa以下、特别优选为500kPa以下。如果压力过低，则由于内温不升高，所以五亚甲基二胺碳酸盐的分解不进行，其后进行的蒸馏操作的收率降低，或在蒸馏塔的塔底析出碳酸盐而造成麻烦。并且，如果压力过高，则二氧化碳分压大，需要在高温下使分解进行，温度过高有可能导致五亚甲基二胺分解。

另外，此处的压力是指绝对压力，有关其他地方记载的压力，如kPa那样表示时也全都表示绝对压力。并且，与此相区别，如kPaG那样在压力单位上加上G来表示时，表示表压力。

热分解工序中，可以一边吹入气体一边进行五亚甲基二胺碳酸盐的分解。作为气体的种类，优选惰性气体，通常，使用氮或氩。通过吹入气体，降低二氧化碳的分压，分解进一步进行。

进而，在热分解工序中得到的五亚甲基二胺粗品中除五亚甲基二胺、五亚甲基二胺碳酸盐、水以外还含有来源于赖氨酸或在酶促脱羧反应中生成的杂质等。使用的赖氨酸的种类包括经精制的医药等级的赖氨酸以及通过葡萄糖的发酵得到的赖氨酸水溶液，其所含的杂质量不同。因此，根据所使用的赖氨酸的种类的不同，五亚甲基二胺粗品中所含有的杂质量不同，五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度通常为99重量％以下，某些种类的赖氨酸的情况下杂质量多，所以总五亚甲基二胺浓度也有时为95重量％以下。此处的总五亚甲基二胺表示包括五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐中的五亚甲基二胺成分这两者的五亚甲基二胺。并且，通常，记作五亚甲基二胺时表示游离的五亚甲基二胺，与总五亚甲基二胺区别使用。

(减少水溶液中的杂质的方法)

如上所述，通过赖氨酸的LDC反应得到的五亚甲基二胺碳酸盐通常含有杂质，该杂质包括具有3个以上官能团的有机物和蛋白质等高分子物质。如果在这样的杂质残存的状态下进行五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的加热、蒸馏操作，则导致故障，例如，高粘度物质堆积存在于蒸馏塔的塔底，杂质被认为是形成高粘度物质的原因；等等。

因此，本实施方式中，优选的是，至少在后述的蒸馏工序之前、优选在热分解工序中进行热分解处理之前，预先使五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中的杂质减少。

(减少具有3个以上官能团的有机物的方法)

在五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中存在的具有3个以上官能团的有机物中，赖氨酸等氨基酸来源于伴随赖氨酸脱羧酶(以下有时称为LDC)的使用的微生物(菌体)。因此，通过将赖氨酸的LDC反应时使用的菌体量抑制在规定范围内，能够减少赖氨酸等氨基酸。此外，赖氨酸通过进行LDC反应直至LDC反应的转化率达到约100％，可以使赖氨酸浓度在检测限以下。

通过上述操作，从而在本实施方式中，以相对于水溶液中所含有的五亚甲基二胺的重量比例计，将五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液中所含有的具有3个以上官能团的有机物的总含量降低至通常0.01以下、优选0.009以下、进一步优选0.008以下、特别优选0.007以下。

(高分子杂质的去除处理)

对于本实施方式中使用的五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液，优选在通过加热进行的热分解处理之前，预先将水溶液中所含有的高分子杂质去除。特别是在五亚甲基二胺碳酸盐是使用后述的赖氨酸脱羧酶由赖氨酸或赖氨酸碳酸盐生产得到的情况下，在水溶液中含有例如蛋白质、核酸、多糖类等作为高分子杂质。如果在水溶液中含有这样的高分子杂质的状态下进行加热处理，则会导致加热处理装置的传热降低等。

用于去除高分子杂质的方法通常可举出如下方法：使高分子杂质吸附于添加在水溶液中的吸附剂的方法；利用预先设定的尺寸的膜过滤水溶液的方法等。其中，从简便性和去除效果的观点出发，优选使用超滤膜(UF膜)对水溶液进行处理的方法。

通过使用UF膜对水溶液进行处理，从而将水溶液中所含有的分子量为12,000以上、优选分子量为5,000以上、特别优选分子量为1,000以上的高分子杂质去除。

UF膜的材质可举出例如乙酸纤维素、聚醚砜、聚砜、聚偏二氟乙烯、聚乙烯基苄基三甲基氯化铵、聚苯乙烯磺酸钠、丙烯腈共聚物、聚酰胺12等。其中，优选丙烯腈共聚物。

UF膜的形状可举出平膜、中空纤维、板、管、螺旋卷等。其中，优选中空纤维。并且，各种UF膜模块由各公司出售，从操作的容易性出发优选模块化的UF膜。

(蒸馏工序)

其次，对蒸馏工序进行说明。

蒸馏工序中，通过将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品(含有五亚甲基二胺和杂质)蒸馏，得到在五亚甲基二胺粗品中所含有的五亚甲基二胺。

优选在蒸馏工序之前，将热分解工序中产生的二氧化碳从反应槽或蒸馏塔内排除。没有将二氧化碳排除的情况下，由于在反应槽或蒸馏塔上部存在二氧化碳，所以二氧化碳与蒸馏出的五亚甲基二胺反应，生成五亚甲基二胺碳酸盐，附着在塔内壁而导致堵塞等。

此外，有可能在通过蒸馏而分离出的五亚甲基二胺中含有五亚甲基二胺碳酸盐，即使在五亚甲基二胺的熔点以上的温度也会发生凝固而难以抽出。此时，通过在蒸馏得到的精制五亚甲基二胺中加水，能够得到水溶液而不会使五亚甲基二胺发生凝固。此时，水溶液中的总五亚甲基二胺浓度通常为20重量％以上、优选为30重量％以上、进一步优选为40重量％以上，并且通常为99重量％以下、优选为95重量％以下、进一步优选为90重量％以下。

作为去除二氧化碳的方法，有通过吹入惰性气体而将塔内设定为惰性气体气氛的方法。作为惰性气体的种类，能够使用氮或氩。并且，通过将热分解工序中使用的反应槽或蒸馏塔与蒸馏工序中使用的蒸馏塔分别设置，能够防止蒸馏工序中生成五亚甲基二胺碳酸盐。

并且，与热分解工序的条件相比，蒸馏工序中的温度和压力的条件优选为五亚甲基二胺碳酸盐难以分解的条件。热分解工序中未分解而残留的五亚甲基二胺碳酸盐在蒸馏工序中发生分解时，如上所述，由于在蒸馏塔上部存在二氧化碳，所以生成五亚甲基二胺碳酸盐，从而导致堵塞以及由蒸馏得到的五亚甲基二胺的凝固。

如上所述，若将五亚甲基二胺和未分解而残存的五亚甲基二胺碳酸盐的总和设为100mol％，则蒸馏时水溶液中所含有的五亚甲基二胺的浓度通常为30mol％以上、优选为75mol％以上、更优选为85mol％以上、进一步优选为90mol％以上、尤其优选为95mol％以上、特别优选为99mol％以上。

蒸馏时，蒸馏温度通常为40℃～300℃、优选为50℃～200℃、更优选为60℃～180℃、进一步优选为70℃～150℃、特别优选为70℃～120℃。蒸馏压力通常为0.2kPa～1200kPa、优选为0.5kPa～800kPa、进一步优选为1.0kPa～500kPa。

另外，由蒸馏得到的精制五亚甲基二胺中有可能含有一部分五亚甲基二胺碳酸盐。但是，由于该碳酸盐容易与二羧酸进行盐交换，所以能够没有问题地用作供聚酰胺树脂聚合的单体。

并且，蒸馏得到的精制五亚甲基二胺的重量因所用赖氨酸的种类而异，在分批式的情况下，相对于五亚甲基二胺粗品的重量，而在连续式的情况下，相对于单位时间供给于蒸馏装置的五亚甲基二胺粗品的重量，精制五亚甲基二胺的重量通常为99重量％以下、优选为97重量％以下、进一步优选为95重量％以下。并且，通常为40重量％以上、优选为45重量％以上、进一步优选为50重量％以上。如果蒸馏量过多，则在蒸馏塔的塔底，杂质所形成的反应产物或杂质的浓缩物这样的高粘度物质发生堆积，导致故障。并且，如果蒸馏量过少，则在分批式的情况下株连到收率的降低，在连续式的情况下生产效率降低，所以不是优选的。

(二氧化碳的回收和再使用)

其次，对在五亚甲基二胺碳酸盐的热分解工序中生成的二氧化碳的回收和再使用进行说明。在从起始原料制造五亚甲基二胺期间的任一工序都能使用二氧化碳，对此没有特别限定。本实施方式中，特别优选由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序、由赖氨酸碳酸盐生成五亚甲基二胺碳酸盐的酶促脱羧反应工序。后一工序中，如果酶促脱羧反应进行，则pH升高，所以优选调整pH为中性，在其pH调整中使用二氧化碳。

对二氧化碳的回收和再使用的方法没有特别限定，可以将热分解工序中回收的水利用冷却器分离后，将排出的二氧化碳直接在赖氨酸碳酸盐生成工序或酶促脱羧反应工序中再使用。此时，也可以使用压缩机将二氧化碳压缩后使用。

(水的回收再使用)

进而，对于在五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的浓缩以及五亚甲基二胺碳酸盐的热分解工序中回收的水、在后述的五亚甲基二胺和二羧酸的浓缩工序和缩聚反应工序中回收的水的再使用进行说明。在由起始原料制造五亚甲基二胺期间的任一工序中都能够使用水，对此没有特别限定。本实施方式中，特别优选由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序、由赖氨酸碳酸盐生产五亚甲基二胺碳酸盐的酶促脱羧反应工序。

进而，由于在五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的浓缩、五亚甲基二胺碳酸盐的热分解、五亚甲基二胺与二羧酸的浓缩工序和/或缩聚反应工序中伴随加热，所以在回收的水中有可能含有五亚甲基二胺的一部分发生分解而生成的杂质。虽然可以将回收的水直接再使用，但优选将五亚甲基二胺分解生成的杂质去除后再使用。对杂质的去除方法没有特别限定，可举出离子交换树脂法、活性炭处理法等吸附法、通过反渗透膜等的膜处理、蒸馏来去除杂质的方法等。

(赖氨酸碳酸盐的生成、赖氨酸的酶促脱羧反应)

其次，对用于制备本实施方式中使用的五亚甲基二胺碳酸盐的赖氨酸碳酸盐的生成和赖氨酸的酶促脱羧反应进行说明。

本实施方式中，赖氨酸的酶促脱羧反应例如可在将赖氨酸溶解于水中得到的赖氨酸溶液中一边加入二氧化碳以维持该溶液的pH为适于赖氨酸的酶促脱羧反应(LDC反应)的pH，一边进行反应，或者在二氧化碳气氛下进行反应。

以下进行详细说明。

用作原料的赖氨酸通常优选为游离碱(赖氨酸碱、即游离赖氨酸)。并且，可以为赖氨酸的碳酸盐。赖氨酸可举出L-赖氨酸、D-赖氨酸。通常，从获得的容易性出发，优选L-赖氨酸。并且，赖氨酸可以为经精制的赖氨酸，也可以为含有赖氨酸的发酵液。

制备赖氨酸溶液的溶剂优选使用水。可进行LDC反应的反应液的pH利用二氧化碳进行调节，通常不使用其他的pH调节剂、缓冲剂。另外，在溶解赖氨酸的溶剂中使用例如乙酸钠缓冲液等的情况下，从形成五亚甲基二胺碳酸盐的方面出发，优选将赖氨酸浓度抑制为低浓度。

在使用游离赖氨酸的情况下，在例如溶解于水而得到的赖氨酸溶液中加入二氧化碳的同时、或在二氧化碳气氛下，将反应液的pH调节为适于LDC反应的pH。具体的pH通常为4.0以上、优选为5.0以上，并且通常为12.0以下、优选为9.0以下。以下，有时称像这样将反应液的pH调节为适于LDC反应的pH的操作为“中和”。另外，本发明中的二氧化碳气氛下是指气相部分以二氧化碳几乎充满的状态。

LDC反应时，为了提高生产速度和反应收率，优选添加维生素B6。作为维生素B6，可举出吡哆醇、吡哆胺、吡哆醛、磷酸吡哆醛等。其中，优选磷酸吡哆醛。对维生素B6的添加方法、添加时期没有特别限制，适宜添加在LDC反应中即可。

通过在经如上中和的赖氨酸溶液中添加赖氨酸脱羧酶(LDC)，来进行LDC反应。作为LDC，只要作用于赖氨酸，生成五亚甲基二胺，就没有特别限制。作为LDC，可举出精制酶、产生LDC的微生物、植物细胞或动物细胞等细胞。LDC或产生LDC的细胞可以并用2种以上。并且，可以直接使用细胞，也可以使用含有LDC的细胞处理物。作为细胞处理物，可举出细胞破碎液或其分馏物。

作为产生LDC的微生物，可举出大肠埃希氏菌(E.coli)等埃希氏菌属细菌、乳酸发酵短杆菌(Brevibacteriumlactofermentum)等棒状细菌、枯草杆菌(Bacillussubtilis)等芽胞杆菌属细菌、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)等沙雷氏菌属细菌等细菌、啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)等真核细胞。这些中优选细菌，特别优选E.coli。

上述的微生物只要产生LDC，可以为野生株，也可以为变异株。并且，也可以为经改造以使LDC活性升高的重组株。植物细胞或动物细胞也能够使用经改造以使LDC活性升高的重组细胞。详细内容记载于例如日本特愿2008-4759号。

LDC反应中，在赖氨酸溶液中添加LDC引发反应。反应开始后，伴随反应的进行而从赖氨酸游离出的二氧化碳被从反应液中排出，使pH升高。因此，将二氧化碳添加在(吹入)反应液中，以使反应液的pH达到适于LDC反应的pH的范围。二氧化碳可以连续添加在反应液中，也可以分批添加。并且，也可以通过在二氧化碳气氛下、设置成密闭体系等方式将从赖氨酸游离出的二氧化碳用于pH调整。对LDC反应的反应温度没有特别限制，通常为20℃以上、优选为30℃以上，并且通常为60℃以下、优选为40℃以下。

另外，原料赖氨酸可以在反应开始时全量添加在反应液中，也可以根据LDC反应的进展分批添加。

分批进行LDC反应时，能够在反应液中容易地添加二氧化碳。并且，也能够通过移动床柱色谱进行反应，该移动床柱色谱包含固定有LDC、产生LDC的细胞或其处理物的载体。此时，将赖氨酸和二氧化碳注入柱的适当部位以使反应体系的pH维持在预先确定的范围内而进行反应。

并且，也可以不进行二氧化碳的添加，将由LDC反应所放出的全部或一部分二氧化碳用于中和。

通过如上所述使用二氧化碳逐次中和伴随五亚甲基二胺的生成而升高的pH，从而LDC反应良好地进行。通过LDC反应而生成的五亚甲基二胺以二价碳酸盐或一价碳酸氢盐的形式蓄积在反应液中。

(聚酰胺树脂)

下面，对聚酰胺树脂的制造方法进行说明，该聚酰胺树脂的制造方法使用由上述的五亚甲基二胺碳酸盐得到的五亚甲基二胺和二羧酸作为单体成分。

本实施方式中，将由五亚甲基二胺碳酸盐得到的五亚甲基二胺和二羧酸作为单体成分，使用缩聚催化剂，通过缩聚反应制造聚酰胺树脂。

用于与五亚甲基二胺的缩聚反应的、作为单体成分的二羧酸的具体例可举出，例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七碳烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸等脂肪族二羧酸；环己烷二羧酸等脂环式二羧酸；邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸。

这些二羧酸中，优选脂肪族二羧酸，特别优选己二酸。并且，在使用己二酸作为二羧酸时，二羧酸中的己二酸的浓度通常为90重量％以上、优选为95重量％以上、进一步优选为100重量％。

进而，在不损害由本发明获得的效果的程度，能够使用其他单体成分。作为这样的其他单体成分，可举出例如6-氨基己酸、11-氨基十一酸、12-氨基十二(烷)酸对氨基甲基苯甲酸等氨基酸；ε-己内酰胺、ω-十二内酰胺等内酰胺；乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、1，7-二氨基庚烷、1，8-二氨基辛烷、1，9-二氨基壬烷、1，10-二氨基癸烷、1，11-二氨基十一烷、1，12-二氨基十二烷、1，13-二氨基十三烷、1，14-二氨基十四烷、1，15-二氨基十五烷、1，16-二氨基十六烷、1，17-二氨基十七碳烷、1，18-二氨基十八烷、1，19-二氨基十九烷、1，20-二氨基二十烷、2-甲基-1，5-二氨基戊烷等脂肪族二胺；环己烷二胺、双-(4-氨基己基)甲烷等脂环式二胺；苯二甲胺等芳香族二胺。也可以将两种以上这些单体成分合用。

(缩聚反应方法)

本实施方式中，对五亚甲基二胺与二羧酸的缩聚反应方法没有特别限定，能够从现有公知的方法中适宜选择。并且，缩聚催化剂能够从现有公知的缩聚催化剂中适宜选择使用，对其没有特别限定。作为一般的聚酰胺树脂的制造方法，公开于例如《ポリァミド樹脂ハンドブック》(日刊工业新闻社：福本修编、1987年度版)等中。

作为缩聚反应方法的一例，可举出例如将含有五亚甲基二胺和二羧酸的水溶液在高温高压下进行脱水反应的加热缩聚法。此处，加热缩聚法中，缩聚反应的最高温度为200℃以上、优选为220℃以上、通常为300℃以下。对缩聚方式没有特别限制，能够采用分批式或连续方式。

需要说明的是，通过将由加热缩聚法得到的聚酰胺树脂在例如真空中或惰性气体中以100℃以上至熔点以下的温度加热，能够增大聚酰胺树脂的分子量(固相聚合)。

并且，可举出：使高温高压下五亚甲基二胺与二羧酸缩聚得到的低级缩合物(低聚物)高分子量化的方法；使五亚甲基二胺溶解得到的水溶液与将二羧酸盐或二羧酸二卤化物溶解在水性溶剂或有机溶剂中得到的溶液接触，在它们的界面进行缩聚反应的界面缩聚法等。

另外，本实施方式中，在缩聚反应之前也可以***含有五亚甲基二胺和二羧酸的水溶液的浓缩工序。通过***浓缩工序，能够实现上述缩聚时间的缩短。浓缩工序中，通常在140℃～160℃下、优选在加压下浓缩至五亚甲基二胺和二羧酸的盐的浓度为70重量％～90重量％，而不使五亚甲基二胺和二羧酸的盐析出。

本实施方式中，对通过五亚甲基二胺和二羧酸的缩聚得到的聚酰胺树脂的分子量没有特别限定，可根据目的适宜选择。从实用性的观点出发，通常，聚酰胺树脂的25℃的98％硫酸溶液(聚酰胺树脂浓度：0.01g/mL)的相对粘度的下限通常为1.5、优选为1.8、特别优选为2.2，上限通常为8.0、优选为5.5、特别优选为3.5。如果相对粘度过小，则具有得不到实用强度的倾向。如果相对粘度过大，则聚酰胺树脂的流动性降低，有成型加工性受损的倾向。

(添加剂)

本实施方式适用的聚酰胺树脂中根据需要可混合各种添加剂。作为添加剂，可举出例如抗氧化剂、热稳定剂、耐候剂、防粘剂、润滑剂、颜料、染料、结晶成核剂、增塑剂、抗静电剂、阻燃剂、填充剂、其他缩聚物等。

具体地说，作为抗氧化剂或热稳定剂，可举出受阻酚系化合物、对苯二酚系化合物、亚磷酸酯系化合物和它们的取代物等。

作为耐候剂，可举出间苯二酚系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并***系化合物、二苯甲酮系化合物、受阻胺系化合物等。

作为防粘剂或润滑剂，可举出脂肪族醇、脂肪族酰胺、脂肪族双酰胺、双脲、聚乙烯蜡等。

作为颜料，可举出硫化镉、酞菁、炭黑等。作为染料，可举出尼格洛辛、苯胺黑等。

作为结晶成核剂，可举出滑石、二氧化硅、高岭土、粘土等。作为增塑剂，可举出对羟基苯甲酸辛酯、N-丁基苯磺酰胺等。

作为抗静电剂，可举出烷基硫酸盐型阴离子系抗静电剂、季铵盐型阳离子系抗静电剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯等非离子系抗静电剂、甜菜碱系两性抗静电剂等。

作为阻燃剂，可举出三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化物(诸如氢氧化镁、氢氧化铝等)、多磷酸铵、溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂或这些溴系阻燃剂与三氧化锑的组合等。

作为填充剂，可举出玻璃纤维、碳纤维、炭黑、石墨、硫酸钡、硫酸镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化锑、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铁、硫化锌、锌、铅、镍、铝、铜、铁、不锈钢、膨润土、蒙脱土、合成云母等颗粒状、针状、板状填充材料。

作为其他缩聚物，可举出其他的聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、ABS树脂、AS树脂、聚苯乙烯等。

在制造聚酰胺树脂的工序中，适宜选择这些物质的添加量、添加工序等进行添加即可。

本实施方式中，可在聚酰胺树脂的缩聚至成型的任意阶段将添加剂和增强材料混合在聚酰胺树脂中。其中，优选将聚酰胺树脂与添加剂及增强材料投入挤出机中，对它们进行熔融混炼，从而制备聚酰胺树脂组合物。

并且，能够利用注射成型、膜成型、熔融纺丝、吹塑成型、真空成型等任意的成型方法，将本实施方式的聚酰胺树脂成型为所期望的形状。作为成型品，可举出例如注射成型品、膜、片材、丝、磨尖丝、纤维等。并且，聚酰胺树脂也能够用于接合剂、涂料等。

进而，对于本实施方式的聚酰胺树脂的具体用途例，作为汽车-车辆相关部件，可举出例如进气歧管、带铰链的夹(带铰链成型品)、结束带、谐振器、空气过滤器、发动机罩、摇杆盖、气缸盖罩、正时齿带盖(timingbeltcover)、汽油箱、副汽油箱、散热器水箱、中间冷却器、贮油箱(oilreservoirtank)、油盘、电动转向器、机油滤清器、滤毒罐、发动机支架、接线盒、继电器盒、接插件、波纹管、保护器等汽车用车厢内部件；汽车门拉手、挡泥板、引擎盖***(hoodbulge)、车顶梁、后视镜支架、保险杆、阻流板、轮罩等汽车用外装部件；杯托、控制台盒(ConsoleBox)、加速踏板、离合器踏板、变速杆托架、变速杆捏手等汽车用内装部件。

并且，本实施方式的聚酰胺树脂能够用于鱼线、渔网等渔业相关物资器材、开关类、超小型滑动开关、DIP开关、开关盒、灯座、结束带、接插件、接插件盒、接插件外壳、IC插座类、线圈管、绕线筒罩、继电器、继电器箱、冷凝器外壳、马达的内部部件、小型马达外壳、齿轮·凸轮、均衡轮、间隔物、绝缘体、小角轮、端子台、电动工具的外壳、起动器的绝缘部分、保险丝盒、端子的外壳、轴承承托、扬声器振动板、耐热容器、微波炉部件、电饭煲部件、打印机色带导向板等所代表的电气·电子相关部件、家庭·办公室电气制品部件、计算机相关部件、传真机·复印机相关部件、机械相关部件等各种用途。

实施例

以下给出实施例，更具体说明本发明，但本发明不受这些实施例的记载的限定。实施例和比较例中使用的试样等的物性测定方法以及试样的制备方法如下所述。

(1)五亚甲基二胺浓度的测定方法

各试样中的总五亚甲基二胺、五亚甲基二胺、五亚甲基二胺碳酸盐的各浓度使用自动滴定装置(三菱化学社制造GT-100)，通过滴定测定。

测定时，称取试样，使试样中的总五亚甲基二胺的量为0.2g～1.0g，并用去离子水稀释后，用1mol/LHCl水溶液(KishidaChemical社制造)进行滴定。

基于测定结果通过以下计算方法求出五亚甲基二胺浓度。

滴定测定的结果中，存在3个当量点时(参照图1(a))，该当量点为表1所示的离子的中和、盐交换的当量点。第2当量点的HCl滴定量设为xmL、第3当量点的HCl滴定量设为ymL时，各自的离子浓度如(式1)～(式3)所示。需要说明的是，将五亚甲基二胺的分子量设为102.18，将五亚甲基二胺碳酸盐的分子量设为164.21，将试样的重量设为ag，将1mol/LHCl水溶液的因子设为f。此处，HCl使用和光纯药工业社制造的容量分析用试剂。并且，因子f为试剂所记载的校正值，其是通过反滴定等计算出的真实当量浓度相对于由试剂制备时的重量计算出的当量浓度之比。

总五亚甲基二胺浓度(重量％)：

{y÷1000×f}÷2×102.18÷a×100(式1)

五亚甲基二胺浓度(重量％)：

[{x-(y-x)}÷1000×f]÷2×102.18÷a×100(式2)

五亚甲基二胺碳酸盐浓度(重量％)：

{(y-x)÷1000×f}×164.21÷a×100(式3)

表1

滴定测定的结果中，当量点为1个时(参照图1(b))，该当量点是五亚甲基二胺的当量点，试样中不含有碳酸盐。当量点处的HCl滴定量设为zmL时，五亚甲基二胺浓度如(式4)所示。另外，将五亚甲基二胺的分子量设为102.18，将试样的重量设为ag，将1mol/LHCl水溶液的因子设定为f。

总五亚甲基二胺浓度(重量％)：

{z÷1000×f}÷2×102.18÷a×100(式4)

(2)氨基酸分析

使用日立氨基酸分析仪(日立高速氨基酸分析仪L-8900)，进行赖氨酸、鸟氨酸等氨基酸分析。首先，称量适量试样溶液，用水稀释后，进行超滤(MicrocomYM-10)，将滤液作为分析试样。分析条件采用生物体氨基酸分离条件，分析法采用茚三酮显色法(波长：570nm、440nm)。标准品使用经稀释的和光纯药社制造的氨基酸混合标准液ANII型和B型，将试样注入量设定为10μL。作为定量计算，利用外标一点法，脯氨酸由440nm的峰面积、其他氨基酸由570nm的峰面积，计算出氨基酸含量。

(3)YI(YellownessIndex(黄色指数))值的测定方法

对精制五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐分别取样。在上述精制五亚甲基二胺中添加去离子水和己二酸，制备50重量％的五亚甲基二胺己二酸水溶液。在上述五亚甲基二胺碳酸盐中添加去离子水和己二酸，通过盐交换进行脱羧，同时制备出50重量％的五亚甲基二胺己二酸水溶液。接着，使用MINOLTASPECTROPHOTOMETERCM-3700d，以光源C、视野2°进行测定仪器的校零、白色校正。接着，在CellCM-A98(光程长10mm)中加入上述50重量％的五亚甲基二胺己二酸盐水溶液，进行X、Y、Z的测定，由测定值依据JISK7373标准测定YI值。

(4)聚酰胺树脂的相对粘度(ηrel)的测定方法

通过从五亚甲基二胺碳酸盐水溶液中回收的五亚甲基二胺与己二酸之间的缩聚反应得到聚酰胺树脂的试样，将所得到的聚酰胺树脂的试样溶解在98重量％的浓硫酸中，制备成浓度为0.01g/mL的试样溶液。接着，使用奥斯特瓦尔德式粘度计，分别测定25℃的试样溶液的流出时间t和浓硫酸的流出时间t₀，将(t/t₀)作为相对粘度(η_rel)。

(5)聚酰胺树脂的熔点(Tm)的测定方法

使用差示扫描量热计(DSC：SEIKO电子工业社制造的RobotDSC)，在氮气气氛下测定聚酰胺树脂的熔点(Tm)。使约5mg聚酰胺树脂试样完全熔解，保持3分钟后，以20℃/分钟的降温速度降低到30℃。接着，将聚酰胺树脂试样于30℃保持3分钟，然后以20℃/分钟的升温速度从30℃升温时进行观测，对所观测的吸热峰温度作为熔点Tm进行测定。吸热峰为2个以上时，以最高温度为熔点Tm。

(6)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的制备

(A)LDC基因(cadA)增强株的制作

(a)大肠杆菌DNA提取：

将大肠杆菌(Eschericiacoli)JM109株在10mLLB(Luria-Bertani)培养基(组成：将10g胰蛋白胨、5g酵母抽提物和5gNaCl溶解在1L蒸馏水中)中培养至对数增殖期后期，将所得到的菌体悬浮在含有10mg/mL溶菌酶的10mMNaCl/20mMTris缓冲液(三羟甲基氨基甲烷缓冲液)(pH8.0)/1mMEDTA·2Na溶液0.15mL中。

接下来，在上述悬浮液中添加蛋白酶K使其最终浓度为100μg/mL，于37℃保温1小时。进一步添加十二烷基硫酸钠并使其最终浓度为0.5重量％，于50℃保温6小时，制备出溶菌液。

其次，在该溶菌液中添加等量的(苯酚/三氯甲烷(体积比1∶1))溶液，于室温慢慢振荡10分钟后，全部进行离心分离(5,000×g、20分钟、10～12℃)，分取上清部分，添加乙酸钠至0.3M后，加入2倍量的乙醇进行混合。接下来，将通过离心分离(15,000×g、2分钟)回收的沉淀物用70重量％乙醇水溶液清洗后，风干。在所得到的DNA中加入10mMTris缓冲液(pH7.5)/1mMEDTA·2Na溶液5mL，在4℃静置一夜，用于后述的PCR(聚合酶链反应)的模板DNA。

(b)cadA的克隆：

大肠杆菌cadA的获得通过如下PCR进行，所述PCR以上述(a)中制备的DNA为模板，使用了合成DNA(序列编号1(序列；GTTGCGTGTTCTGCTTCATCGCGCTGATG)和序列编号2(序列；ACCAAGCTGATGGGTGAGATAGAGAATGAGTAAG))，所述合成DNA是以已报告了全基因组序列的大肠杆菌K12-MG1655株的该基因的序列(GenbankDatabaseAccessionNo.U00096)为基础设计出的。

(反应液组成)

将1μL模板DNA、0.2μLPfxDNA聚合酶(Invitrogen社制造)、缓冲液(1倍浓度)(Invitrogen社制造)、0.3μM的上述合成DNA(序列编号1(省略序列)和序列编号2(省略序列))、1mM的MgSO₄和0.25μM的脱氧核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP和dTTP)混合，使总量为20μL。

(反应温度条件)

作为DNA热循环仪，使用MJResearch社制造的“PTC-200”，反复进行35次由94℃下20秒、60℃下20秒和72℃下2.5分钟构成的循环。只是将第1循环的94℃下的保温设定为1分钟20秒，最后一循环的72℃下的保温设定为10分钟。

图2是说明克隆cadA的过程的图。

如图2所示，PCR终止后，通过乙醇沉淀来对扩增产物进行精制，然后用限制酶KpnI和限制酶SphI切断。通过0.75重量％琼脂糖(SeaKemGTGagarose：FMCBioProducts社制造)凝胶电泳将该DNA标准品分离后，通过溴化乙锭染色来可视化，由此检测出含有cadA的约2.6kb的片段，使用QIAQuickGelExtractionKit(QIAGEN社制造)回收目标DNA片段。

将回收的DNA片段与用限制酶KpnI和限制酶SphI切断大肠杆菌质粒载体pUC18(宝酒造社制造)而调节得到的DNA片段进行混合，使用连接试剂盒ver.2(宝酒造社制造)连接后，用所得到的质粒DNA转化大肠杆菌(JM109株)。将这样得到的重组大肠杆菌涂抹在含有50μg/mL氨苄青霉素、0.2mMIPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)和50μg/mLX-Gal的LB(Luria-Bertani)琼脂培养基上。

利用常规方法将在该培养基上形成有白色菌落的无性繁殖系进行液体培养，然后对质粒DNA进行精制。确认到，通过将所得到的质粒DNA用限制酶KpnI和限制酶SphI切断，可发现约2.5kb的***片段，并将该质粒DNA命名为pCAD1、将含有pCAD1的大肠杆菌株命名为JM109/pCAD1。

(B)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的制备

使用JM109/pCAD1，将赖氨酸碳酸盐水溶液作为原料，用以下方法制备实施例中所用的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液。

(a)JM109/pCAD1的培养：

将JM109/pCAD1在盛有LB培养基的烧瓶中进行前培养后，将3mL的培养液接种在盛有100mL的2倍浓度的LB培养基的1L容积的烧瓶中，于35℃以250rpm进行搅拌培养。培养开始后第4小时添加经灭菌的IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)并使其最终浓度为0.5mM，其后继续培养14小时。

(b)菌体的分离和保存：

以8000rpm将培养液离心分离10分钟，废弃上清，回收菌体。用50mM乙酸钠缓冲液(缓冲液)悬浮所得到的湿菌体，所使用的乙酸钠缓冲液为培养液体积的1/20，于4℃进行保存至反应需要时。

(c)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(i)

在200L容积的反应槽内准备50％(w/v)赖氨酸水溶液(协和发酵生物社制造)48kg和去离子水30L，以15L/min通入二氧化碳来添加二氧化碳，制备成赖氨酸碳酸盐水溶液。赖氨酸溶液的pH最初在10.3附近，伴随二氧化碳的供给，pH向酸性侧降低。在pH几乎不变时停止供给二氧化碳。此时的pH为约7.5。

将吡哆醛磷酸加入上述的底物溶液中至浓度为0.1mM，再加入JM109/pCAD1的菌体至OD660(OpiticalDensitiy660)达到0.5，开始反应。

反应时的条件设定为温度37℃、不通气体(0vvm)、搅拌转速148rpm。反应时，将反应槽设定为密闭体系，封存产生的二氧化碳，调节pH。反应开始5小时后，几乎100％的赖氨酸转化为五亚甲基二胺。反应后的溶液(约72L)进行菌体的灭活处理(70℃、20分钟)。通过以上操作，制备五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(i)。

五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(i)中作为杂质含有的具有3个以上官能团的有机物的总含量以相对于五亚甲基二胺的重量比例计为0.0063(赖氨酸0.0053、鸟氨酸0.0004、及其他0.0006)。

(d)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)

使用UF膜模块(旭化成工业社制造的ACP-0013)对由上述操作制备的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(i)进行处理，制备出除去了分子量为12,000以上的高分子量体杂质的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)。UF膜处理的回收率为99.4％。UF膜处理的回收率表示五亚甲基二胺的收率。

五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)中作为杂质含有的具有3个以上官能团的有机物的总含量以相对于五亚甲基二胺的重量比例计为0.0063(赖氨酸0.0053、鸟氨酸0.0004、及其他0.0006)。

(e)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iii)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，在内温102℃(油浴温度139℃)、常压的条件下回收水的同时，开始热分解工序，分解成五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。分解开始后，将压力保持在常压，慢慢升高温度，在最终内温达到180℃(油浴温度191℃)的时刻停止分解。

在3L容积的反应槽内准备50％(w/v)赖氨酸水溶液0.60kg和通过上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的分解工序回收的水0.40L。接着，通入由上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的分解工序回收的二氧化碳气体而添加二氧化碳，制备出赖氨酸碳酸盐水溶液。赖氨酸水溶液的pH最初在10.2附近，随着二氧化碳的供给，pH向酸性侧降低。在pH几乎不变时停止供给二氧化碳。此时的pH为约7.5。

在上述底物溶液中加入吡哆醛磷酸至浓度为0.1mM，再加入JM109/pCAD1的菌体至OD660达到0.5，开始反应。反应时的条件设定为温度37℃、搅拌转速500rpm，利用由上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的分解工序回收的二氧化碳使反应槽内为二氧化碳气氛，保持pH大致恒定。反应中，加入50％(w/v)赖氨酸水溶液0.60kg、通过上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液的分解工序回收的水0.35L、吡哆醛磷酸0.1mM以及JM109/pCAD1的菌体至OD660(OpticalDensity660)达到0.5，继续反应。追加赖氨酸水溶液5小时后，几乎100％的赖氨酸转化为五亚甲基二胺。

对反应后的溶液进行菌体的灭活处理(70℃、20分钟)，再使用UF膜模块处理，制备成除去了分子量为12,000以上的高分子量体杂质的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iii)。通过UF膜处理而回收的水溶液的五亚甲基二胺的收率为99.4％。

(f)五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iv)

在制备上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iii)时，对由上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)的分解得到的五亚甲基二胺粗品在内温80℃(油浴温度110℃)、压力2.67kPa的条件下进行蒸馏，分离出精制五亚甲基二胺。

在得到的精制五亚甲基二胺(五亚甲基二胺浓度为99.2重量％)331.8g中添加去离子水797.3g后，加入己二酸(本州化学工业社制造)470.8g。其次，加热到70℃，使混合物完全溶解后，添加少量精制五亚甲基二胺，将pH调整为8.4。pH调整后，添加预先制备的0.2重量％亚磷酸水溶液20.0g(使用亚磷酸(和光纯药工业社制造，试剂特级))作为缩聚催化剂，制备用于缩聚反应的原料水溶液。接着，将上述原料水溶液1500g加入高压釜中，进行氮气置换。其后，在高压釜内的温度设定为142℃、内压为0.20MPaG条件下开始浓缩，浓缩至内温为152℃，回收蒸馏出来的水。接下来，封闭高压釜，使内温慢慢地升高，将高压釜内的温度设定为268℃、内压设定为1.57MPaG。接着，慢慢卸压后，慢慢减压至61.3kPa，进行五亚甲基二胺与己二酸的缩聚反应。并且，回收蒸馏出来的水。

在3L容积的反应槽内准备50％(w/v)赖氨酸水溶液0.60kg、在上述原料水溶液的浓缩和上述五亚甲基二胺与己二酸的缩聚反应中回收的水0.40L，以2L/min通入二氧化碳，制备成赖氨酸碳酸盐水溶液。赖氨酸水溶液的pH最初在10.0附近，随着二氧化碳的供给，pH向酸性侧降低。在pH几乎不变时停止供给二氧化碳。此时的pH为约7.5。

在底物溶液中加入吡哆醛磷酸至浓度为0.1mM，再加入JM109/pCAD1的菌体至OD660达到0.5，开始反应。反应时的条件设定为温度37℃、不通气体(0vvm)、搅拌转速500rpm。反应中，加入50％(w/v)赖氨酸水溶液0.60kg、在上述原料水溶液的浓缩和上述五亚甲基二胺与己二酸的缩聚反应中回收的水0.35L、吡哆醛磷酸0.1mM、以及JM109/pCAD1的菌体至OD660(OpticalDensity660)达到0.5，继续反应。反应开始5小时后，几乎100％的赖氨酸转化为五亚甲基二胺。反应时，封闭反应槽，通过封入反应产生的二氧化碳，调节pH。追加赖氨酸水溶液5小时后，几乎100％的赖氨酸转化为五亚甲基二胺。

对反应后的溶液进行菌体的灭活处理(70℃、20分钟)，再使用UF膜模块处理，制备成除去了分子量为12,000以上的高分子量体杂质的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iv)。通过UF膜处理而回收的水溶液的五亚甲基二胺的收率为99.4％。

(实施例1)

<五亚甲基二胺的精制和分离>

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，在内温102℃(油浴温度139℃)、常压的条件下，回收水的同时开始分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。分解开始后，保持在常压，同时慢慢地升高温度，在最终内温达到180℃(油浴温度191℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序的最高温度为180℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为95.5重量％、93.5重量％、3.2重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为98.0mol％。

(蒸馏工序)

接着，对通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品在内温80℃(油浴温度110℃)、压力2.67kPa的条件下进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺924g(纯度：99.2重量％)。收率为87.6％。并且，通过与后述浓缩工序同样的方法，制备50重量％五亚甲基二胺己二酸盐水溶液，依据上述YI的测定方法测定YI，其结果，YI值为0.2。

需要说明的是，收率是使用表2的数值通过以下的(式5)计算出的。并且，对于表2和表3的热分解工序条件下的五亚甲基二胺的浓度(mol％)，使用通过上述的滴定测定的五亚甲基二胺浓度(重量％)和五亚甲基二胺碳酸盐浓度(重量％)，将五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐的总和设为100mol％，通过以下的(式6)计算出五亚甲基二胺的浓度(mol％)。

(精制五亚甲基二胺总重量×总五亚甲基二胺浓度÷100)÷(原料总重量×总五亚甲基二胺浓度÷100)×100(式5)

(五亚甲基二胺浓度(重量％)÷102.18)÷((五亚甲基二胺浓度(重量％)÷102.18)+(五亚甲基二胺碳酸盐浓度(重量％)÷164.21))×100(式6)

(浓缩工序)

在通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺331.8g(纯度：99.2重量％)中添加去离子水797.3g，然后加入己二酸470.8g。接下来，加热到70℃，使混合物完全溶解后，添加少量精制五亚甲基二胺，将pH调整为8.4。pH调整后，添加预先制备的0.2重量％亚磷酸水溶液20.0g作为缩聚催化剂，制备成用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液1500g加入高压釜中，进行氮气置换。然后，在高压釜内的温度为142℃、内压为0.20MPaG的条件下开始浓缩，持续浓缩直至内温为152℃，回收蒸馏出的水。

(缩聚反应工序)

接下来，封闭高压釜，使内温慢慢升高，将高压釜内的温度设定为268℃、内压设定为1.57MPaG。接着，慢慢地卸压后，慢慢地减压至61.3kPa，进行五亚甲基二胺与己二酸的缩聚反应。并且，回收蒸馏出的水。

缩聚反应终止后，将内容物制成线料状，在水槽中冷却后，用旋转式切粒机制成颗粒。以120℃、0.13kPa的条件干燥所得到的颗粒直至含水率为0.1重量％以下，得到聚酰胺树脂。所得到的聚酰胺树脂的相对粘度(η_rel)为3.3、熔点(Tm)为255℃。结果列于表2。

表2和表3中汇总列出实施例1～10、比较例1和比较例2各自的各工序中的反应条件、其结果和聚酰胺树脂等的评价结果。

另外，表2和表3中，“-”表示没有实施或没有测定。

并且，表2和表3中，“聚酰胺树脂的种类”的“56”表示尼龙56，“510”表示尼龙510，“512”表示尼龙512。

(实施例2)

(热分解工序和蒸馏工序)

热分解工序中，一边向气相吹入氮气，一边进行五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)的分解，除此以外进行与实施例1相同的操作，得到精制五亚甲基二胺959g(纯度：99.4重量％)。收率为91.0％。另外，热分解工序的内温的最高温度为180℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为96.8重量％、96.8重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(浓缩工序和缩聚反应工序)

除使用通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺331.2g(纯度99.4重量％)、去离子水798.0g以外，在与实施例1相同的条件下进行浓缩和缩聚反应，得到聚酰胺树脂。结果列于表2。

(实施例3)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，在内温102℃(油浴温度137℃)、常压条件下进行加热和回流，分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。上述五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为21.1重量％、14.9重量％、10.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为70.5mol％。

接着，一边回收水，一边慢慢地升高温度，在最终内温达到180℃(油浴温度191℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序中，内温的最高温度为180℃。由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为96.7重量％、96.7重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(蒸馏工序)

接着，对通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品在内温80℃(油浴温度110℃)、压力2.67kPa的条件下进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺939g(纯度：99.2重量％)。收率为88.9％。

(浓缩工序和缩聚反应工序)

使用通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺，在与实施例1相同的条件下进行浓缩和缩聚反应，得到聚酰胺树脂。结果列于表2。

(实施例4)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，在内温77℃(油浴温度99℃)、40.0kPa的条件下回收水，同时开始分解，分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。分解开始后，慢慢地升高温度，在最终内温达到134℃(油浴温度156℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。另外，热分解工序的最高温度为134℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为91.8重量％、79.4重量％、19.9重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为86.5mol％。

(蒸馏工序)

接着，在与实施例1相同的条件下对通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺772g(纯度：96.7重量％)。收率为71.3％。

(浓缩工序)

在通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺291.1g(纯度：96.7重量％)中添加去离子水790.4g后，加入壬二酸(COGNIScorporation社制造)518.5g。接着，加热到70℃，使混合物完全溶解后，确认pH为7.8。确认pH后，添加精制五亚甲基二胺3.5g(纯度：96.7重量％)、乙酸(和光纯药工业社制造)2.5g和作为缩聚催化剂的预先制备的0.135重量％亚磷酸氢二钠水溶液22.7g(使用亚磷酸氢二钠五水合物(KishidaChemical社制造))，制备用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液1500g加入高压釜中，进行氮气置换。接下来，在高压釜内的温度为142℃、内压0.20MPaG的条件下开始浓缩，持续浓缩直至内温为152℃，回收蒸馏出的水。

(缩聚反应工序)

接下来，封闭高压釜，使内温慢慢升高，将高压釜内的温度设定为260℃、内压设定为1.57MPaG。接着，慢慢地卸压后，慢慢地减压至20.0kPa，进行五亚甲基二胺与壬二酸的缩聚反应。并且，回收蒸馏出的水。

缩聚反应终止后，将内容物制成线料状，在水槽中冷却后，用旋转式切粒机制成颗粒。在120℃、0.13kPa的条件下干燥所得到的颗粒直至含水率为0.1重量％以下，得到聚酰胺树脂。所得到的聚酰胺树脂的相对粘度(η_rel)为2.5、熔点(Tm)为210℃。结果列于表2。

(实施例5)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，回收水的同时，在内温52℃(油浴温度78℃)、13.3kPa的条件下开始分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。分解开始后，慢慢地升高温度，在最终内温达到113℃(油浴温度129℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序的最高温度为113℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为85.4重量％、67.2重量％、29.3重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为78.7mol％。

(蒸馏工序)

接着，对通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品在与实施例1相同的条件下进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺547g(纯度：89.2重量％)。收率为46.6％。

(浓缩工序)

在通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺301.0g(纯度：89.2重量％)中添加去离子水767.5g后，加入癸二酸(小仓合成工业社制造)531.5g。其次，加热到70℃，使混合物完全溶解后，确认pH为7.7。pH确认后，添加精制五亚甲基二胺4.8g(纯度：89.2重量％)、乙酸3.0g、作为缩聚催化剂的预先制备的0.135重量％亚磷酸氢二钠水溶液22.7g，制备用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液1500g加入高压釜中，进行氮气置换。其次，在高压釜内的温度为143℃、内压为0.20MPaG的条件下开始浓缩，持续浓缩直至内温为152℃，回收蒸馏出的水。

(缩聚反应工序)

随后，封闭高压釜，使内温慢慢升高，将高压釜内的温度设定为260℃、内压设定为1.57MPaG。接着，慢慢地卸压后，慢慢地减压至33.3kPa，进行五亚甲基二胺与癸二酸的缩聚反应。并且，回收蒸馏出的水。

缩聚反应终止后，将内容物制成线料状，在水槽中冷却后，用旋转式切粒机制成颗粒。在120℃、0.13kPa的条件下干燥所得到的颗粒直至含水率为0.1重量％以下，得到聚酰胺树脂。所得到的聚酰胺树脂的相对粘度(η_rel)为2.5、熔点(Tm)为218℃。结果列于表2。

表2

(实施例6)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)5600g加入烧瓶中，在内温39℃(油浴温度60℃)、6.67kPa的条件下，一边回收水，一边分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。分解开始后，慢慢地升高温度，在最终内温达到89℃(油浴温度98℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序中，内温的最高温度为89℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为75.7重量％、46.5重量％、46.9重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为61.4mol％。

(蒸馏工序)

接着，在与实施例1相同的蒸馏条件下对五亚甲基二胺粗品进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺522g(纯度：44.0重量％)。收率为22.0％。

(实施例7)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入高压釜中，在内温124℃(油浴温度160℃)、200kPa的条件下，回收水的同时开始分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。慢慢地升高温度，在最终内温达到204℃(夹套温度212℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序中，内温的最高温度为204℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为96.6重量％、96.6重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(蒸馏工序)

接着，将通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品加入烧瓶中，在与实施例1相同的条件下进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺945g(纯度：99.1重量％)。收率为89.4％。

(浓缩工序)

在通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺248.1g(纯度：99.1重量％)中添加去离子水975.5g后，加入十二烷二酸(宇部兴产社制造)554.1g。接着，加热到70℃，使混合物完全溶解后，确认pH为7.7。确认pH后，添加精制五亚甲基二胺4.4g(纯度：99.1重量％)、乙酸3.0g、作为缩聚催化剂的预先制备的0.135重量％亚磷酸氢二钠水溶液22.7g，制备用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液1500g加入高压釜中，进行氮气置换。其次，在高压釜内的温度为144℃、内压0.20MPaG的条件下开始浓缩，持续浓缩直至内温为152℃，回收蒸馏出的水。

(缩聚反应工序)

接下来，封闭高压釜，使内温慢慢升高，将高压釜内的温度设定为260℃、内压设定为1.57MPaG。接着，慢慢地卸压后，慢慢减压至33.3kPa，进行五亚甲基二胺与十二烷二酸的缩聚反应。并且，回收蒸馏出的水。

缩聚反应终止后，将内容物制成线料状，在水槽中冷却后，用旋转式切粒机制成颗粒。在120℃、0.13kPa的条件下干燥所得到的颗粒直至含水率为0.1重量％以下，得到聚酰胺树脂。所得到的聚酰胺树脂的相对粘度(η_rel)为2.5、熔点(Tm)为211℃。结果列于表2。

(实施例8)

(热分解工序和蒸馏工序)

使用上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(i)，除此以外在与实施例1相同的条件下得到精制五亚甲基二胺827g(纯度：98.4重量％)。收率为77.7％。需要说明的是，热分解工序的最高温度为180℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为96.2重量％、96.2重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(缩聚反应工序)

在通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺10.45g(纯度：98.4重量％)中添加去离子水24.83g后，加入己二酸14.71g。接着，加热到70℃，使混合物完全溶解后，添加少量精制五亚甲基二胺，将pH调整为8.4。调整pH后，添加作为缩聚催化剂的预先制备的0.2重量％亚磷酸水溶液0.625g，制备用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液40g加入专用玻璃容器中后，将专用玻璃容器放入高压釜中，进行氮气置换。其次，将高压釜浸于100℃的油浴中，用约1小时将油浴的温度加热到270℃，开始缩聚反应。

缩聚反应开始后，以1.57MPaG的高压釜内压保持2小时，接下来，慢慢地卸压后，再减压至61.3kPa，保持1小时，终止缩聚反应。

缩聚反应终止后，将高压釜的内压维持在减压状态下进行自然冷却，自然冷却后取出通过缩聚反应得到的聚酰胺树脂。聚酰胺树脂的相对粘度(η_rel)为3.3、熔点(Tm)为255℃。结果列于表3。

(实施例9)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iii)900g(总五亚甲基二胺浓度18.8重量％)加入烧瓶中，在内温102℃(油浴温度139℃)、常压的条件下回收水的同时，开始分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳。维持在常压，同时慢慢地升高温度，在最终内温达到180℃(夹套温度190℃)的时刻终止分解，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序中，内温的最高温度为180℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为96.0重量％、96.0重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(蒸馏工序)

接着，在与实施例1相同的条件下对通过上述操作得到的五亚甲基二胺粗品进行蒸馏，得到精制五亚甲基二胺154g(纯度：98.3重量％)。收率为89.3％。

(缩聚反应工序)

使用通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺10.47g(纯度：98.3重量％)、去离子水24.82g，除此以外，在与实施例8同样的条件下进行缩聚反应，得到聚酰胺树脂。结果列于表3。

(实施例10)

(热分解工序和蒸馏工序)

使用上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(iv)900g(总五亚甲基二胺浓度18.8重量％)，除此以外，在与实施例8同样的条件下得到精制五亚甲基二胺152g(纯度：99.2重量％)。收率为89.3％。需要说明的是，热分解工序的最高温度为180℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为95.8重量％、95.8重量％、0.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为100mol％。

(缩聚反应工序)

使用通过上述操作得到的精制五亚甲基二胺(纯度：99.2重量％)10.37g、去离子水24.92g，除此以外，在与实施例8同样的条件下进行缩聚反应，得到聚酰胺树脂。结果列于表3。

(比较例1)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)5600g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，在内温71℃(油浴温度74℃)、常压的条件下，一边回收水，一边分解为五亚甲基二胺粗品和二氧化碳，得到五亚甲基二胺粗品。需要说明的是，热分解工序的最高温度为71℃。所得到的五亚甲基二胺粗品中的总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为19.6重量％、4.7重量％、24.0重量％。根据该测定结果，在五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为24.0mol％。

(蒸馏工序)

接下来，在内温40℃(油浴温度100℃)、6.7kPa的条件下，使通过上述操作得到的五亚甲基二胺碳酸盐水溶液脱水，同时进行五亚甲基二胺的蒸馏。精制的五亚甲基二胺为水溶液(总五亚甲基二胺浓度：2.0重量％)，得到3217g。收率为6.1％。

(比较例2)

(热分解工序)

将上述五亚甲基二胺碳酸盐水溶液(ii)500g(总五亚甲基二胺浓度18.7重量％)加入烧瓶中，并加入活性炭50g(三菱化学卡尔冈社制造、MM-11)，于30℃搅拌30分钟。其次，过滤除去活性炭，将所得到的水溶液加入烧瓶中，在内温40℃(油浴温度65℃)、6.67kPa的条件下利用蒸发器进行浓缩。浓缩后，得到固化的五亚甲基二胺碳酸盐126g(总五亚甲基二胺浓度64.3重量％)，收率为86.2％。

总五亚甲基二胺浓度、五亚甲基二胺浓度和五亚甲基二胺碳酸盐浓度基于上述的测定方法测定，浓度分别为64.3重量％、13.8重量％、81.1重量％。根据该测定结果，在固化的五亚甲基二胺碳酸盐中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐，五亚甲基二胺的浓度为21.5mol％。并且，利用与后述的缩聚反应工序同样的方法，制备50重量％的五亚甲基二胺己二酸盐水溶液，依据上述YI的测定方法，测定YI，其结果，YI值为141。

(缩聚反应工序)

在通过上述操作得到的固化的五亚甲基二胺碳酸盐16.00g(总五亚甲基二胺浓度：64.3重量％)中添加去离子水22.77g，使固化的五亚甲基二胺碳酸盐溶解。接下来，加入己二酸14.71g，加热到70℃，使混合物完全溶解后，添加少量在实施例1中得到的精制五亚甲基二胺(纯度：99.2重量％)，将pH调整为8.4。调整pH后，添加预先制备的0.2重量％亚磷酸水溶液0.625g作为缩聚催化剂，制备用于缩聚反应的原料水溶液。

接着，将上述原料水溶液40g加入专用玻璃容器中后，将专用玻璃容器放入高压釜中，进行氮气置换。其次，将高压釜浸入100℃的油浴中，用约1小时将油浴的温度加热到270℃，开始缩聚反应。

缩聚反应开始后，以1.57MPaG保持高压釜内压2小时，接下来，慢慢地卸压后，再减压至61.3kPa，保持1小时，终止缩聚反应。

缩聚反应终止后，将高压釜的内压维持在减压状态进行自然冷却，自然冷却后取出通过缩聚反应得到的聚酰胺树脂。聚酰胺树脂带有茶色，并且较脆。

表3

工业实用性

本发明能够通过简单的制造工序由赖氨酸以高收率制造五亚甲基二胺，使用所得到的五亚甲基二胺作为原料的56尼龙等作为植物来源的聚合物令人非常期待，具有工业实用性。此外，本发明的制造五亚甲基二胺的工序中，通过将所生成的一部分或全部二氧化碳或水回收后再使用，能够降低伴随它们的制造、传送所消耗的能量、以及二氧化碳的排出和水的排出。

另外，将2008年7月3日提交的日本专利申请2008-174342号、2008年10月24日提交的日本专利申请2008-274582号、2009年4月28日提交的日本专利申请2009-109805号和2009年7月3日提交的日本专利申请2009-158806号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容引用至此，作为本发明的说明书的公开内容记入本申请。

Claims (21)

1.一种精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：

热分解工序，在该热分解工序中，通过加热五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳，所述热分解工序中，加热的最高温度为180℃～200℃；

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺；和

在所述热分解工序之前具有酶促脱羧反应工序，所述酶促脱羧反应工序中，使用选自由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞和该细胞的处理物组成的组中的至少1种，由赖氨酸的水溶液和/或赖氨酸碳酸盐的水溶液生产五亚甲基二胺碳酸盐，在使用超滤膜将五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液中所含有的高分子杂质去除后，进行加热，

在上述五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐的总和100mol％，五亚甲基二胺的浓度为99mol％以上。

2.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述蒸馏工序的条件为下述(1)和(2)，

(1)蒸馏温度：40℃～300℃

(2)蒸馏压力：0.2kPa～1200kPa，绝对压力。

3.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中，五亚甲基二胺碳酸盐为五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液，通过加热，得到五亚甲基二胺粗品、二氧化碳和水。

4.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中的压力为2kPa～1200kPa。

5.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述热分解工序中，一边吹入气体，一边加热五亚甲基二胺碳酸盐。

6.如权利要求5所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述气体为惰性气体。

7.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在二氧化碳气氛下进行所述酶促脱羧反应工序。

8.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在所述酶促脱羧反应工序之前具有由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序。

9.如权利要求8所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，所述赖氨酸碳酸盐生成工序中，赖氨酸为水溶液。

10.如权利要求7所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的二氧化碳作为酶促脱羧反应工序的二氧化碳回收、再使用。

11.如权利要求8所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的二氧化碳作为用于所述赖氨酸碳酸盐生成工序的二氧化碳回收、再使用。

12.如权利要求1所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的水作为所述酶促脱羧反应工序的水回收、再使用。

13.如权利要求9所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，将所述热分解工序中生成的水作为所述赖氨酸碳酸盐生成工序的水回收、再使用。

14.如权利要求3～13任一项所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，五亚甲基二胺碳酸盐中所含有的具有3个以上官能团的有机物的总含量相对于五亚甲基二胺碳酸盐的所述水溶液中所含有的五亚甲基二胺的重量比为0.01以下。

15.如权利要求14所述的精制五亚甲基二胺的制造方法，其特征在于，在五亚甲基二胺碳酸盐的所述水溶液中所含有的具有3个以上官能团的有机物为赖氨酸。

16.一种聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：

酶促脱羧反应工序，在该酶促脱羧反应工序中，使用选自由赖氨酸脱羧酶、提高了赖氨酸脱羧酶活性的重组微生物、产生赖氨酸脱羧酶的细胞和该细胞的处理物组成的组中的至少一种，由赖氨酸的水溶液和/或赖氨酸碳酸盐的水溶液生产五亚甲基二胺碳酸盐，在使用超滤膜将五亚甲基二胺碳酸盐的水溶液中所含有的高分子杂质去除后，进行加热；

热分解工序，在该热分解工序中，通过加热由上述酶促脱羧反应工序得到的五亚甲基二胺碳酸盐，得到五亚甲基二胺粗品和二氧化碳，所述热分解工序中，加热的最高温度为180℃～200℃；

蒸馏工序，在该蒸馏工序中，将由上述热分解工序得到的五亚甲基二胺粗品蒸馏，得到五亚甲基二胺；和

缩聚反应工序，在该缩聚反应工序中，将由二羧酸和上述蒸馏工序得到的五亚甲基二胺作为单体成分进行缩聚反应，

上述热分解工序中得到的五亚甲基二胺粗品中，相对于五亚甲基二胺和五亚甲基二胺碳酸盐的总和100mol％，五亚甲基二胺的浓度为99mol％以上。

17.如权利要求16所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，在所述缩聚反应工序之前具有浓缩工序，在该浓缩工序中，利用所述五亚甲基二胺、二羧酸和水制成五亚甲基二胺二羧酸盐水溶液后，蒸馏去除水。

18.如权利要求16或17所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，在所述酶促脱羧反应工序之前，具有由赖氨酸和二氧化碳得到赖氨酸碳酸盐的赖氨酸碳酸盐生成工序。

19.如权利要求18所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，所述赖氨酸碳酸盐生成工序中，赖氨酸为水溶液。

20.如权利要求16所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，将所述缩聚反应工序和/或浓缩工序中生成的水作为所述酶促脱羧反应工序的水回收、再使用。

21.如权利要求19所述的聚酰胺树脂的制造方法，其特征在于，将所述缩聚反应工序和/或浓缩工序中生成的水作为所述赖氨酸碳酸盐生成工序的水回收、再使用。