DE3004553A1 - Verfahren zur herstellung von stabilen, waessrigen loesungen von acrylamid oder methacrylamid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von stabilen, waessrigen loesungen von acrylamid oder methacrylamid

Info

Publication number
DE3004553A1
DE3004553A1 DE19803004553 DE3004553A DE3004553A1 DE 3004553 A1 DE3004553 A1 DE 3004553A1 DE 19803004553 DE19803004553 DE 19803004553 DE 3004553 A DE3004553 A DE 3004553A DE 3004553 A1 DE3004553 A1 DE 3004553A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acrylamide
dialdehyde
solution
microorganisms
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803004553
Other languages
English (en)
Other versions
DE3004553C2 (de
Inventor
Yoshiaki Satoh
Ichiro Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Chemical Industry Co Ltd filed Critical Nitto Chemical Industry Co Ltd
Publication of DE3004553A1 publication Critical patent/DE3004553A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3004553C2 publication Critical patent/DE3004553C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/02Amides, e.g. chloramphenicol or polyamides; Imides or polyimides; Urethanes, i.e. compounds comprising N-C=O structural element or polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/08Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
    • C12N11/082Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C12N11/087Acrylic polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
    • Y10S435/843Corynebacterium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
    • Y10S435/872Nocardia

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

. HOFFMAN Ν · BIl1I4K <& PARTNER . <? η Π Λ Γ R Ί
PAT E N TAN WAr-TE C U U 4 0 O J
DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL-I NG. W.EITLE · D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N . D I PL.-I NG. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. ΝΛΤ. B. HANSEN ARABIHLASTRASSE 4 (STERNKAUS) · D-SOOO MD N CH EN 81 · TELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-29*519 (PATH E)
33 086 o/fi
NITTO CHEMICAL INDUSTRY Co.,Ltd. Tokyo / Japan
Verfahren zur Herstellung von stabilen, wäßrigen Lösungen von Acrylamid oder Methacrylamid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stabilen, wäßrigen Lösungen von Acrylamid oder Methacrylamid unter Vermeidung einer Polymerisation bei der Herstellung von Acrylamid oder Methacrylamid unter Verwendung von Mikroorganismen.
Die Verwendung von Mikroorganismen mit Nitril-verseifender Aktivität zum Hydrolisieren von Acrylnitril oder Methacrylnitril (nachfolgend einfach als (Meth)acrylnitril bezeichnet) unter Bildung von Acrylamid oder Methacrylamid (nachfolgend einfach als (Meth)-acrylamid bezeichnet) ist bekannt, z.B. aus US-PS 4 001 081. Als Mikroorganismen sind Bakterien vom Genus Bacillus, Bacteridium gemäß Prevot, Micrococcus und Brevibacterium gemäß Bergey verwendet worden, und die Erfinder haben auch Mikroorganismen vom Genus Coryne-
030034/0874 _ & _
bacterium und Nocardia gemäß japanischer Patentveröffentlichung· (OPI) Nr. 129190/79 verwendet.
Bei der Herstellung von (Meth)acrylamid aus (Meth)acrylnitril unter Verwendung von Mikroorganismen wirken die Zellen dieser Mikroorganismen auf (Meth)acrylnitril direkt ein, oder nachdem man sie mit einem Polyacrylamidgel und dergleichen in einem wäßrigen Medium (z.B. Wasser, physiologischer Kochsalzlösung, Pufferlösung und dergleichen) immobilisiert hat. Die Umsetzung wird im allgemeinen in einer Substrat-( (Meth)acrylnitril)-Konzentration von etwa 1 bis 10 Gew.-%, einer Zellkonzentration von etwa 1 bis 10 Gew.-%, bei einem pH von 7 bis 9, bei 25 bis 300C während 0,5 bis 10 Stunden durchgeführt, wobei die enzymatische Umsetzung glatt verläuft.
Auf dem Gebiet der mikrobiellen Reaktionen sind absatzweise oder kontinuierliche Säulenverfahren unter Verwendung von immobilisierten Zellen, die man aus mikrobiellen Zellteilchen gewinnt hinsichtlich der Zellabtrennung aus der Reaktionslösung und der wiederholten Verwendbarkeit der Zellen sowie hinsichtlich der erhöhten Enzymstabilität vorteilhaft. Solche Verfahren sind auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylamid untei Verwendung von Mikroorganismen brauchbar.
Eine unter Verwendung von Mikroorganismen hergestellte wäßrige (Meth)acrylamid-Lösung ist jedoch unstabil und gegenüber Polymerisation empfindlich, so daß ein Konzentrieren sehr schwierig ist, und außerdem polymerisiert bei einem kontinuierlichen Säulenverfahren das gebildete (tfeth)acrylamid während der Hydrolyse und dadurch wird das Arbeiten erschwert. Zwar kann man bekannte Polymerisations-
030034/0674
inhibitoren, wie Methoxychinon, Kupfersalz und dergleichen, zugeben, aber bei wäßrigen (Meth)acrylamid-Lösungen, die
durch mikrobielle Reaktion erhalten wurden, kann man eine befriedigende Inhibierung mit diesen Inhibitoren nur dann bewirken, wenn man sie in großen Mengen anwendet. Die
Zugabe von großen Mengen an Inhibitoren beeinflußt aber
wiederum die mikrobielle Reaktion negativ und verschlechtert die Qualität der wäßrigen (Meth)acrylamid-Lösung.
Aufgrund von zahlreichen Untersuchungen, die obigen Nachteile zu vermeiden, wurde nun gefunden, daß man eine stabile wäßrige (Meth)acrylamid-Lösung in hoher Reinheit und ohne Polymerisation bei der Herstellung oder Konzentration der (Meth)acrylamid-Lösung erhalten kann, wenn man die Mikroorganismen mit einem wasserlöslichen Dialdehyd behandelt, bevor man sie zu dem Reaktionssystem aus (Meth)acrylnitril und Wasser gibt. Auf diese Weise können die Probleme, die bei der Verwendung von mikrobiellen Zellen auftreten, überwunden werden.
Der Mechanismus, wie die Polymerisation der wäßrigen (Meth)-acrylamid-Lösung verhindert werden kann, ist nicht ganz
klar, aber es kann so sein, daß der wasserlösliche Dialdehyd eine Vernetzungsreaktion mit den mikrobiellen Zellen
eingeht und gleichzeitig mit einem in den Zellen vorhandenen polymerisationsbeschleunigenden Material reagiert, und
dieses innerhalb der Zellen fixiert und auf diese Weise
deren Funktion unterbricht und es vermieden wird, daß
dieses Material aus den Zellen extrahiert wird.
Als Mikroorganismen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, kommen alle Mikroorganismen in Frage, die die
Fähigkeit haben, (Meth)acrylnitril in (Meth)acrylamid zu
Ü30Ö34/0674
hydrolysieren, unabhängig von ihrer Taxonomie. Besonders bevorzugt sind jedoch der Stamm N-771 vom Genus Corynebacterium (FERM-P Nr. 4445) Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology, Japan, Stamm N-774 vom Genus Corynebacterium FERM-P Nr. 4446), und Stamm N-775 vom Genus Nocardia (FERM-P Nr. 4447), wie er in der japanischen Patentanmeldung 35 818/78 beschrieben wird. In diesem Zusammenhang wird auch auf die US-PS 4 001 081 hinsichtlich geeigneter Bakterien verwiesen.
Die Immobilisierung dieser Mikroorganismen kann nach üblichen Verfahren erfolgen, wobei ein Einschlußverfahren unter Anwendung von Polymeren derAcrylamidreihe besonders bevorzugt wird. Der Ausdruck "Polymer der Acrylamidreihe" oder "Acrylamidreihenpolymer" schließt ein Polymer ein, das Acrylamid, Methacrylamid oder dergleichen als Hauptkomponente enthält und gegebenenfalls ein äthylenisch ungesättigtes monomeres mit Acrylamid oder Methacrylamid copolymerisierbares Monomeres. Die Immobilisierung kann vorgenommen werden, indem man die vorerwähnten mikrobiellen Zellen in einem wäßrigen Medium, enthaltend ein Monomer oder Monomere, wie Acrylamid, und ein Vernetzungsmittel, wie Ν,Ν-Methylenbisacrylamid, suspendiert und die Polymerisation bei einem pH von etwa 5 bis 10, vorzugsweise 6 bis 8, und bei einer Temperatur von etwa 0 bis 30°C, vorzugsweise 0 bis 15°C, unter Verwendung eines Polymerisations initiators durchführt und dabei eine Gelierung bewirkt. Der Gehalt an Mikroorganismen in der Polymerisationslösung variiert in Abhängigkeit von der Art und dem Zustand des verwendeten Mikroorganismus, aber er liegt typischerweise bei etwa 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%.
030Ü34/0Ö74
Der Gehalt an Monomeren in der Polymerisationsreaktionslösung beträgt etwa 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 bis 20 Gew.-%.
Die Behandlung mit dem wasserlöslichen Dialdehyd wird entweder an den intakten Zellen oder immobilisferten Zellen durchgeführt. Die mikrobiellen Zellen (im Falle von immobilisierten Zellen nach Pulverisierung auf eine geeignete Größe) werden in einer Pufferlösung, wie einer 0,05 bis 0,5 m Phosphatlösung suspendiert und ein wasserlöslicher Dialdehyd wird in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Zellen zugegeben. Die umsetzung wird bei einem pH von etwa 5 bis 10, vorzugsweise 6 bis 8, bei einer Temperatur von etwa 0 bis 300C, vorzugsweise bei 0 bis 15 C, während 0,5 bis 3 Stunden unter Rühren durchgeführt. Zusätzlich kann die Immobilisierung der mit einem wasserlöslichen Dialdehyd behandelten Zellen vorgenommen werden, nachdem die Zellsuspension mit dem Dialdehyd behandelt wurde.
Die für diese Behandlung geeigneten Bedingungen hängen von der Retention der enzymatischen Aktivität der mikrobiellen Zellen, der Inhibierung der Polymerisation und von wirtschaftlichen Überlegungen und dergleichen ab.
Die erfindungsgemäß verwendeten Dialdehyde haben vorzugsweise eine Löslichkeit in Wasser von 5 Gew.-% oder mehr bei 200C. Typische geeignete Dialdehyde sind Glyoxal, Malondialdehyd, Glutaraldehyd, Pimelindialdehya, Dialdehydstärke und dergleichen. Von diesen Dialdehyden sind Glyoxal und Glutaraldehyd im Handel erhältlich und werden bevorzugt.
030034/067*
Bei der Herstellung einer wäßrigen Lösung von (Meth)acrylamid gibt man die vorerwähnten, mit einem Dialdehyd behandelten mikrobiellen Zellen (im Falle der Verwendung von immobilisierten Zellen Teilchen einer geeigneten Grösse) in einen Reaktor oder ein Säule und bringt sie in Berührung mit einer wäßrigen Lösung von (Meth)acrylnitril unter den vorerwähnten Bedingungen. Die Reak tions temper a ti: liegt vorzugsweise bei etwa O bis 15°C, je nach dem Grad der Retention der enzymatischen Aktivität. Zusätzlich kann die Reaktionsdurchführung dadurch überwacht werden, daß man die Mengen an Zellen, die Reaktionszeit, die Fließgeschwindigkeit des Substrats und dergleichen überwacht. Durch Auswahl geeigneter Reaktionsbedingungen kann man die Umwandlung praktisch vollständig durchführen.
Bei der Umsetzung unter Verwendung von mit einem Dialdehyd behandelten Mikroorganismen treten bei einem kontinuierliche Säulenverfahren nicht die Schwierigkeiten auf, die bei den bekannten Verfahren, bei denen die Umsetzung aufgrund einer Polymerisation abgebrochen werden muß. Die Umsetzung verläuft deshalb glatt. Außerdem kann man auch die Konzentrierung der Reaktionslösung ohne Polymerisation durchführen. Man erhält somit eine wäßrige (Meth)acrylamid-Lösung, die die schon erwähnte Stabilität gegenüber einer Polymerisation hat.
Die Erfindung wird nachfolgend in den Beispielen näher beschrieben. Alle Teile und Prozente sind dabei auf das Gewicht bezogen. Der Gehalt an (Meth)acrylnitril und (Meth) acrylamid in den Reaktionslösungen wurde gaschromatographisch bestimmt und die Polymerisation in der wäßrigen (Meth)acrylamid-Lösung wurde dadurch festgestellt, daß man das Trübewerden in der Lösung bei der Zugabe von Methanol mit dem unbewaffneten Auge überwachte.
_ Q —
030034/0674
BEISPIEL 1 und VERGLEICHSBEISPIEL 1
0,2 Teile einer 50 %-igen wäßrigen Lösung von Glutaraldchyd und 59,8 Teile einer 0,05 m Phosphatpufferlösung wurden zu 40 Teilen gewaschenen mikrobiellen Zellen (Wassergehalt 75 %) vom Stamme N-774, hergestellt durch aerobe Kultivierung unter Verwendung eines Kulturmedium (pH: 7,2) enthaltend 1 % Glucose, 0,5 % Pepton, 0,3 % Hefeextrakt und 0,3 % Malzextrakt gegeben und eine Stunde bei 100C gerührt und auf diese Weise wurde die Aldehydbehandlung vorgenommen. Nach Beendigung der Umsetzung wurden die Zellen aus der Zellsuspension abzentrifugiert, zweimal mit 0,05 m Phosphatpuffer (pH: 8,0) gewaschen, dann nochmals zentrifugiert, wobei man etwa 40 Teile pastöscr Zellen (Wassergehalt: 75 %) erhielt.
8 Teile.dieser Zellpaste wurden mit 92 Gewichtsteilen Wasser vermischt und dann wurde Acrylnitril tropfenweise und absatzweise unter Rühren zugegeben in einer Menge von 2 Teilen pro Stunde, wobei der pH mit einer wäßrigen 0f5n KOII -Lösung überwacht wurde, und die Zugabe insgesamt 6 Stunden bei 10 C erfolgte. Die Umsetzung verlief nahezu quantitativ, wobei man 110 Teile einer 14,5 %-igen wäßrigen Acrylamidlösung erhielt. Diese Lösung wurde dann unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von nicht mehr als 35°C konzentriert, wobei man 53,2 Teile einer 30 %-igen wäßrigen Acrylamidlösung erhielt. Wurde die Polymerisation von Acrylamid in der Lösung durch Zugabe von Methanol überprüft, so wurde praktisch keine weiße Trübung festgestellt. Man.erhielt somit eine polymerfreie stabile, wäßrige Lösung von monomerem Acrylamid.
Weiterhin wurde eine zellfreie, 14,5 %-ige wäßrige Acrylamidlösung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß man die Dialdehyd-
030034/ΟΘ74 - 10 -
behandlung fortließ. Diese Lösung verfärbte sich dunkelgelb während der Konzentrierung und die Viskosität der Lösung nahm zu und schließlich lag die ganze Lösung als ein geltartiges Polymer vor. Das heißt, daß eine solche wäßrige Acrylamidlösung nicht konzentriert werden konnte.
BEISPIEL 2 und VERGLEICHSVERSUCH 2
40 Gewichtsteile gewaschene mikrobielle Zellen (Wassergehalt: 75 %) vom Stamm N-774, hergestellt durch aerobische Kultivierung in gleicher Weise wie im Beispiell 4,5 -Teile Acrylamid, 0,5 Teile N,N1-Methylenbisacrylamid und 40 Teile 0,05 m Phosphatpufferlösung (pH: 8,0) wurden zu einer gleichförmigen Suspension vermischt. Dann wurden 5 Teile einer 5 %-igen wäßrigen Dimethylaminopropionitril-Lösung und 10 Teile einer 2,5 %-igen wäßrigen Kaliumpersulfatlösung zugegeben und die Mischung wurde eine Stunde bei 10 C polymerisieren und gelieren gelassen. Das so erhaltene zellhaltige Gel wurde zu kleinen Teilchen pulverisiert und mit 200 Teilen eines 0,05 m Phosphatpuffers (pH: 8,0) und 0,4 Teilen einer 50 %-igen wäßrigen Glutaraldehydlösung vermischt und eine Stunde bei 100C umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurden die kleiner Teilchen des zellhaltigen Gels mit einem 0,05 m Phosphatpuffer gewaschen, wobei man Dialdehyd-behandelte immobilisierende Zellen erhielt.
20 g der immobilisierten Zellen wurden in eine ummantelte Kolonne (Innendurchmesser 3 cm, Länge 25 cm) gegeben und dann ließ man eine 4 %-ige wäßrige Acrylnitrillösung (unter Verwendung eines 0,05 m Phosphatpuffers; pH: 8,0) von oben nach unten durch die Kolonne in einer Menge von 25 ml/h
030034/0674
bei 1O°C fließen. Dabei erhielt man den Abfluß am unteren Ende der Kolonne über einen langen Zeitraum ohne jede Polymerisation. Dieser Abfluß enthielt 5,3 % Acrylamid und es konnte darin kein Acrylnitril nachgewiesen werden. Führte man den gleichen Versuch für Vergleichszwecke durch unter Verwendung von immobilisierten Zellen, die nicht mit dem Dialdehyd behandelt worden waren, so wurde der Abfluß etwa 3 Stunden nach Beginn der Umsetzung viskos und die Polymerisation des gebildeten Acrylamid verhinderte ein glattes Durchlaufen durch die Kolonne.
BEISPIEL 3 und VERGLEICHSVERSUCH
40 Teile gewaschene mikrobielle Zellen vom Stamme N-774, die in gleicher Weise durch aerobische Kultivierung wie im Beispiel 1 erhalten worden waren, 9 Teile Acrylamid, 1 Teil Methylenbisacrylamid, 0,8 Teile einer 40 %-igen wäßrigen Glyoxallösung und 34,2 Teile eines 0,05 in Phosphatpuffers (pH: 8,0) wurden zu einer gleichförmigen Suspension vermischt und eine Stunde zur Umsetzung mit dem Dialdehyd bei 10 C gerührt. Anschließend wurden zu dieser Suspension 5 Teile einer wäßrigen 5 %-igen Dimethylaminopropionitril-Lösung und 10 Teile einer wäßrigen 2,5 %-igen Kaliumpersulfatlösung gegeben zur Auslösung der Polymerisation und GeMerung. Nach einstündigem Stehen wurde das erhaltene zellhaltige Gel zu kleinen Teilchen pulverisiert und mit einem 0,05 m Phosphatpuffer gewaschen, wobei man 100 Teile Dialdehyd-behandelte immobilisierte Zellen erhielt. 20 g der so erhaltenen Zellen wurden in eine ummantelte Kolonne (3 cm Innendurchmesser und 25 cm Länge) gefüllt und dann wurde eine 4 %-ige wäßrige Acrylnitrillösung kontinuierlich von obe" nach unten in einer Menge von 25 ml/h bei 10 C fließen gelassen, wobei die Umsetzung stattfand.
- 12 -
034/0S74
3QQ4553
Der Abfluß am unteren Ende der Kolonne floß glatt ab, ohne daß über einen langen Zeitraum irgendeine Polymerisation stattfand- Der 100 Stunden nach Beginn der Umsetzung gewonnene Abfluß enthielt 5,3 % Acrylamid und es konnte kein Acrylnitril nachgewiesen werden.
Arbeitet man in gleicher Weise wie vorher, läßt aber die Behandlung mit dem Dialdehyd fort, so wird der Abfluß 5 Stunden nach Beginn der Reaktion viskos und die Polymer! sation des Acrylamids verhindert einen glatten Ablauf des kontinuierlichen Säulenverfahrens.
BEISPIEL 4 und VERGLEICHSVERSUCH 4
40 Teile gewaschene mikrobielle Zellen vom Stamme N-774, die in gleicher Weise wie im Beispiel 1 durch aerobe Kultivierung erhalten worden waren, wurden mit 0,2 Teilen einer wäßrigen 50 %-igen Glutaraldehydlösung und 59,8 Teilen eines 0,05 m Phosphatpuffers (pH: 8,0) vermischt und eine Stunde bei 10 C unter Rühren umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurde die Zellsuspension zentrifugiert und die Zellen wurden zweimal mit 0,05 m Phosphatpuffer (pH: 8,0 ) gewaschen, und dann nochmals zentrifugiert, wobei man etwa 40 Teile einer Paste aus mit Dialdehyd behandelten Zellen (Wassergehalt: 75 %) erhielt.
92 Teile Wasser wurden zu 8 Teilen der Zellen gegeben und Methacrylamid wurde absatzweise tropfenweise in einer Menge von 3 Teilen pro Stunde zugegeben und dabei wurde gerührt und der pH mit 0,5 η KOH auf 8,0 eingestellt und die Umsetzung wurde 5 Stunden bei 1O°C durchgeführt. Nach Beendigung der Umsetzung wurden die Zellen durch Zentrifugieren entfernt, wobei man 107 Teile einer hellgelben wäßrigen Lösung, enthaltend 16,8 % Methacrylamid,
03003^/0874 -
erhielt. Anschließend wurde diese Lösung bei einer Temperatur 'von nicht mehr als 40 C unter vermindertem Druck konzentriert unter Erhalt einer 25 %-igen wäßrigen Methacrylamidlösung. Bei der Zugabe von Methanol zu dem Konzentrat, zur überprüfung des Gehaltes an Methacrylamidpolymer in der Lösung, wurde fast keine Trübung aufgrund des Vorkommens von Polymeren festgestellt.
Eine wäßrige Methacrylamidlösung, die unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 4 erhalten worden war, bei der jedoch die Zellen nicht mit einem Dialdehyd umgesetzt worden waren, war dunkelgelb gefärbt und polymerisierte beim Konzentrieren unter vermindertem Druck zu einem Gel. Deshalb war ein Konzentrieren der Lösung nicht möglich.
BEISPIEL 5 und VERGLEICHSVERSUCH 5
50 Teile gewaschene mikrobielle Zellen (Wassergehalt: 80 %) vom Stamme N-771 vom Genus Corynebacterium, vom Stamme N-775 vom Genus Nocardia und vom Stamme CBS 717.73 vom Genus Brevibacterium, erhalten gemäß Beispiel 1 von US-PS 4 001 081, durch aerobe Kultivierung wurden mit jeweils 0,2 Teilen einer 50 %-igen wäßrigen Glutaraldehydlösung und 10 Teilen eines 0,05 m Phosphatpuffers (pH: 8,0) vermischt und bei 1O°C oder weniger eine Stunde unter Rühren umgesetzt. Auf diese Weise wurde die Behandlung mit dem Dialdehyd vorgenommen. Anschließend wurden zu den jeweils erhaltenen Suspensionen 9,5 Teile Acrylamid, 34,8 Teile eines 0,05 m Phosphatpuffers (pH: 8,0), enthaltend 0,5 Teile Methylenbisacrylamid, 5 Teile einer wäßrigen 5 %-igen Dimethylaminopropionitril-Lösung und 10 Teile einer wäßrigr^ 2,5 %-igen Kai iuiupersuxf at lösung zugegeben. Jede Suspension wurde bei 10°C oder weniger während einer
- 14 BAD ORIGINAL
- 14 - 3QQ4553
Stunde unter Ausbildung einer Polymerisation und Gelierunc gehalten. Die jeweils erhaltenen zellhaltigen Gele wurden zu kleinen Teilchen mit einem Durchmesser von 2 mm pulverisiert und mit 0,05 m Phosphatpuffer gewaschen, wodurch man 100 Teile mit Dialdehyd behandelte immobilisierte Zeil erhielt. Dann wurden jeweils 20 g der erhaltenen immobilisierten Zellen in eine ummantelte Kolonne gefüllt ( 3 cn Innendurchmesser und 25 cm Länge) und eine 4 %-ige wäßrige Acrylnitrillosung (unter Verwendung eines 0,05 m Phosphatpuffers; pH: 8,0) wurde kontinuierlich in einer Menge von 10 ml/h vom oberen Teil der Kolonne bei 10 C nach unten hin durchfließen gelassen, wobei die Umsetzung stattfand. Der Abfluß aus dem unteren Teil der Kolonne konnte glatt gewonnen werden, ohne daß während eines langen Zeitraumes irgendeine Polymerisation eintrat. Die jeweiligen Abflüsse enthielten 5,3 % Acrylamid und es ließ sich kein Acrylnitril darin nachweisen.
Führte man den gleichen Versuch für Vergleichszwecke durch unter Verwendung von immobilisierten Zellen, die nicht mit dem Dialdehyd behandelt worden waren, so erhielt man nach etwa 5 Stunden oder weniger nach Beginn des Ausfließenlassens der Reaktionslösung vom unteren Teil der Kolonne eine viskosen Abfluß und die Polymerisation von Acrylamid, das mit jedem der Stämme gebildet worden war, verhinderte eine glatten Ablauf des kontinuierlichen Säulenverfahrens.
$30034/0614
BAD ORIGINAL

Claims (7)

  1. BITIiIi & "PARTNER
    PATENTANWÄLTE
    DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) . DIPL.-I NG. W. EITLE . D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N · D I PL.-IN G. W. LEH N
    DIPl.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABnLLASTRASSE-i(STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (0S9) 911087 . TELEX 05-29019 (PATHE)
    33 086 o/fi
    NITTO CHEMICAL INDUSTRY Co.,Ltd. Tokyo / Japan
    Verfahren zur Herstellung von stabilen, wäßrigen Lösungen von Acrylamid oder Methacrylamid
    Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung einer stabilen wäßrigen Lösung von Acrylamid oder Methacrylamid, bei dem man Acrylnitril oder Methacrylnitril in Wasser der Einwirkung von Mikroorganismen mit Nitril-verseifender Aktivität unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mikroorganismen vor der Umsetzung mit dem Nitril mit einem wasserlöslichen Dialdehyd behandelt und dadurch die Polymerisation des gebildeten Acrylamide oder Methacrylamide inhibiert.
    -2 -
    030034/0674
    3Q04553
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Nitril-verseifende Aktivität aufweisenden Mikroorganismen mit einem Acrylamid-Serienpolymer vor oder nach der Behandlung mit dem wasserlöslichen Dialdehyd immobilisiert werden.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialdehyd Glyoxal ist.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialdehyd Glutaraldehyd ist.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroorganismen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus dem Stamm N-771 vom Genus Corynebacterium, dem Stamm N-774 vom Genus Corynebacterium und dem Stamm N-775 vom Genus Nocardia.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verfahren ein kontinuierliches Säulenverfahren ist.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der Dialdehyd eine Löslichkeit von wenigstens 5 % in Wasser bei 20°C hat.
    O3003A/0S74
DE19803004553 1979-02-13 1980-02-07 Verfahren zur herstellung von stabilen, waessrigen loesungen von acrylamid oder methacrylamid Granted DE3004553A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1427679A JPS55108290A (en) 1979-02-13 1979-02-13 Production of stable aqueous solution of acrylamide or methacrylamide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3004553A1 true DE3004553A1 (de) 1980-08-21
DE3004553C2 DE3004553C2 (de) 1988-05-19

Family

ID=11856557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803004553 Granted DE3004553A1 (de) 1979-02-13 1980-02-07 Verfahren zur herstellung von stabilen, waessrigen loesungen von acrylamid oder methacrylamid

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4343899A (de)
JP (1) JPS55108290A (de)
DE (1) DE3004553A1 (de)
FR (1) FR2449124A1 (de)
GB (1) GB2045747B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835078B2 (ja) * 1980-08-19 1983-07-30 日東化学工業株式会社 新規なる固定化菌体によるアクリルアミドの製造法
JPS62259586A (ja) * 1986-05-02 1987-11-11 Nitto Chem Ind Co Ltd ニトリル水和活性の保持方法
US5552305A (en) * 1995-03-30 1996-09-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biocatalytic conversion of azobisnitriles to cyanoamides or diamides using Pseudomonas, Rhodococcus or Brevibacterium
US5863750A (en) * 1996-12-18 1999-01-26 Cytec Tech Corp Methods for the detoxification of nitrile and/or amide compounds
US8569012B2 (en) * 2008-03-14 2013-10-29 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Method for stabilization of aqueous acrylamide solution
KR101835160B1 (ko) * 2010-02-22 2018-03-07 미쯔비시 케미컬 주식회사 안정된 아크릴아마이드 수용액
EP2711429B1 (de) 2011-05-19 2018-12-26 Mitsubishi Chemical Corporation Verfahren zur herstellung einer wässrigen acrylamidlösung
CN103687844B (zh) * 2011-05-19 2015-06-10 三菱丽阳株式会社 丙烯酰胺水溶液的制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2912292A1 (de) * 1978-03-29 1979-10-11 Nitto Chemical Industry Co Ltd Verfahren zur herstellung von acrylamid oder methacrylamid unter verwendung von mikroorganismen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2245585B1 (de) * 1973-09-19 1976-05-14 Anvar
FR2294999A1 (fr) * 1974-12-18 1976-07-16 Anvar Procede de preparation d'amides par hydrolyse biologique

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2912292A1 (de) * 1978-03-29 1979-10-11 Nitto Chemical Industry Co Ltd Verfahren zur herstellung von acrylamid oder methacrylamid unter verwendung von mikroorganismen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2449124B1 (de) 1983-09-23
US4343899A (en) 1982-08-10
GB2045747A (en) 1980-11-05
FR2449124A1 (fr) 1980-09-12
JPS55108290A (en) 1980-08-20
GB2045747B (en) 1983-05-05
DE3004553C2 (de) 1988-05-19
JPS576911B2 (de) 1982-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2912292A1 (de) Verfahren zur herstellung von acrylamid oder methacrylamid unter verwendung von mikroorganismen
DE2721829C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines immobilisierte mikrobielle Zellen enthaltenden hydrophilen komplexen Xerogels
DE3133123C2 (de) Unbeweglich gemachte &amp;alpha;-Glukosyltransferase, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verwendung zur Herstellung von Palatinose
DE2915135C2 (de)
DE3787194T2 (de) Verfahren zur Erhaltung der Nitrilhydrierungsaktivität.
DE2106215A1 (de) Stliciumhaltige Materialien, auf deren Oberflache em Enzym Polymeri satprodukt befestigt ist
DE3788298T2 (de) Verfahren zur Erhaltung der Nitrilhydrierungsaktivität.
DE3803029C2 (de)
DE2232645C3 (de) Verfahren zur Durchführung einer enzymkatalysierten Umwandlung eines Substrats
DE3037009C2 (de)
DE2513929A1 (de) Immobilisierung mikrobiologischer zellen
DE3004553A1 (de) Verfahren zur herstellung von stabilen, waessrigen loesungen von acrylamid oder methacrylamid
DE3017861C2 (de) Verfahren zur enzymatischen Herstellung von L-Tryptophan
DE3132493C2 (de)
DE3017005C2 (de)
DE1948273A1 (de) Verfahren zur enzymatischen Verarbeitung eines Substrates mittels einer Enzym-Polymer-Verbindung
EP0110281A1 (de) Vinylencarbonat-Polymerisate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Anwendung
DE3021767A1 (de) Verfahren zur herstellung von acrylamidpolymeren
DE2501615A1 (de) Verfahren zur herstellung von wasserloeslichen, hochmolekularen acrylamidpolymerisaten
EP0474211B1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Umsetzung von Cephalosporinderivaten zu Glutaryl-7-amino-cephalosporansäurederivaten
CH608520A5 (en) Process for the preparation of D-fructose
DE1518382A1 (de) Verfahren zur Herstellung von L-Alanin
DE69500231T2 (de) Träger für die Immobilisierung eines Biokatalysators, immobilisierter Biokatalysator, und Verfahren zur Immobilisierung eines Biokatalysators
DE2629447C2 (de)
DE2805607C3 (de) Herstellung von Bio-Katalysatoren durch Polymereinschluß von Mikroorganismen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee