JP2004099506A

JP2004099506A - アミノ酸アミドの製造方法

Info

Publication number: JP2004099506A
Application number: JP2002262653A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Inoue; 井上　健一; Koji Tamura; 田村　鋼二
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【目的】アミノ酸アミドの精製による収率低下が無く、アルカリ金属の無機塩及びシアンのアルカリ金属塩を十分に低減したアミノ酸アミドの水溶液を製造する方法を提供する。
【構成】ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られたアミノ酸アミドを含有する反応液に有機溶媒としてＣ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルコールから選ばれた少なくとも１種類の溶媒を追添加した後、炭酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、及び酒石酸ナトリウムカリウムから選ばれた少なくとも１種の塩を含有する水溶液で洗浄し、触媒であるアルカリ金属及び夾雑不純物であるシアンのアルカリ金属塩を除去した後、水に溶媒置換することを特徴とするアミノ酸アミドの製造方法。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高品質のアミノ酸アミドの水溶液を高収率で製造する方法に関する。アミノ酸アミドは親水性の高い化合物で、医楽や農薬の中間原料として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
アミノ酸アミドの製造方法として、アミノニトリルをケトンの存在下で水和反応する方法が種々知られている。特開昭５２−２５７０１号公報には、α−アミノニトリルとケトンを水性媒体中ｐＨ１１〜１４で反応させ、α−アミノ酸アミドを得る方法、特開昭５７−１５８７４３号公報には、反応液のｐＨを１４以上に保ちつつ、ケトンの存在下、水性媒体中でα−アミノニトリルを水和反応する方法が知られている。また、本発明者らは特開２００１−１６３８４５号公報において、アミノニトリルを塩基及びケトンの存在下、含水アルコール溶媒中で水和反応する方法を提案した。得られたアミノ酸アミドを単離する方法として、特開昭５２−２５７０１号公報には、ケトンを蒸留等で回収する方法、特開昭５７−１５８７４３号公報には、反応液の濃縮のみで高品質のアミノ酸アミドを単離できる事が開示されており、本発明者らは特開２００１−１６３８４５号公報ので、冷却のみでアミノ酸アミドを単離できる方法を提案した。
【特許文献１】特開昭５２−２５７０１号公報
【特許文献２】特開昭５７−１５８７４３号公報
【特許文献３】特開２００１−１６３８４５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アミノ酸アミドの水溶液を得ようとする際、特開昭５２−２５７０１号公報及び、特開昭５７−１５８７４３号公報の方法はいずれもケトンを多く使用するため、α−アミノ酸アミドの単離を行う、または水溶液として用いるために蒸留、濃縮等の操作を行うと、生成したα−アミノ酸アミドとケトンが環化物を生成し、目的物の収率を大幅に低下させ、また製品純度も低下させるという問題を有している。特開２００１−１６３８４５号公報の方法では使用するケトンは少量で済み、冷却のみでアミノ酸アミドを単離できるため、環化物生成は殆ど無いが、単離操作による収率の低下は避けられない。単離操作を行わず、反応終了後に溶媒を水に置換して用いると、触媒として使用したアルカリ金属の水酸化物や、アミノ酸アミド反応液に残存しているシアンのアルカリ金属塩も残留して製品純度を低下させる問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来からの問題点を解決し、アミノ酸アミドの収率低下が無く、アルカリ金属の無機塩及びシアンのアルカリ金属塩を十分に低減したアミノ酸アミドの水溶液を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、アミノ酸アミド反応液から触媒であるアルカリ金属及び夾雑不純物であるシアンのアルカリ金属塩を効率的に除去するには、特定のアルカリ金属塩の水溶液による洗浄によりアルカリ金属及びシアンのアルカリ金属塩を選択的に水相に除去でき、親水性の高いアミノ酸アミドの水相への損失が非常に少なくなる事を見出した。更に、アミノ酸アミドを含有する反応液に低級アルコールを追加してから洗浄操作を行うとアルカリ金属及び夾雑不純物であるシアンのアルカリ金属塩の除去率は向上し、アミノ酸アミドの水相への損失は低減できる事を見出した。本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、下記一般式（１）
【化２】

（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なってもよく、水素原子、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を、炭酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、及び酒石酸ナトリウムカリウムから選ばれた少なくとも１種の塩を含有する水溶液で洗浄する工程を含むアミノ酸アミドの製造方法に関する。また、洗浄工程に先だって、反応液に炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルコールを添加することにより洗浄効率をより向上させることができる。更に、洗浄工程後の反応液中に含まれる有機溶媒を水に置換することによりアミノ酸アミド水溶液とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明はケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、前記一般式（１）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を用いる。ケトンの存在下でのアミノニトリルの水和反応は特開２００１−１６３８４５号公報に記載された方法等を用いることができる。例えば、ケトンとして、脂肪族ケトンをアミノニトリル１モルに対して、０．０１〜１モル存在させ、水をアミノニトリル１モルに対して、１モル以上使用し、アルコールとして炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルコールを水に対して１〜５倍容量使用し、塩基としてアルカリ金属の水酸化物をアミノニトリル１モルに対して０．０１〜０．５モル使用し、室温〜６０℃で１〜２０時間反応させる。
【０００８】
本発明で用いられるアミノ酸アミドの具体例としては、アミノアセトアミド、２−アミノ−２−メチルアセトアミド、２−アミノ−２−エチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｎ−プロピルアセトアミド、２−アミノ−２−イソプロピルアセトアミド、２−アミノ−２−ｎ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２−イソブチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド、２−アミノ−２，２−ジメチルアセトアミド、２−アミノ−２−メチル−２−エチルアセトアミド、２−アミノ−２−メチル−２−イソブチルアセトアミドなどが挙げられる。
【０００９】
本発明の洗浄工程に使用する炭酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、及び／または酒石酸ナトリウムカリウムの水溶液の濃度は、１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％である。使用する塩水溶液の量はアミノ酸アミドの種類、反応液量、追加有機溶媒の種類及び量等により異なり一概には言えないが、通常は反応液または有機溶媒等を追加したアミノ酸アミド含有溶液に対して０．５〜２倍量（質量）の範囲が好ましい。洗浄方法は回分洗浄、連続洗浄のいかなる方法を採用してもかまわない。回分洗浄の場合は、洗浄回数は１〜３回の範囲が特に好ましい。洗浄時の温度、圧力、及び攪拌接触時間は、特に限定されるものでなく、通常は常温、常圧、１時間程度である。塩の水溶液は攪拌接触させた後、静置し分離除去される。
【００１０】
本発明の方法では洗浄工程に先だって、反応液に少なくとも１種の炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルコールを添加することにより洗浄効率をより向上させることができる。アルコールの使用量は特に制限されないが、アミノ酸アミド反応液に対して１〜５倍量（質量）が好ましい。更に、アミノ酸アミド反応液に残存しているケトンや水分を除去しておくと、アミノ酸アミドの損失を０．５％以下に抑える事ができるので、予め減圧濃縮等の方法を用いて濃縮しておいてもよい。これらのアルコールはアミノニトリルの水和反応時から用いても良いが、反応中に必要以上の量を添加すると反応速度が低下するため、反応終了後に添加するのがより望ましい。
【００１１】
洗浄工程で水相を分離除去して得られるアミノ酸アミドの溶液は、減圧濃縮等の操作により水分を０．５％以下とし、この時析出したアルカリ金属及びシアンのアルカリ金属塩はろ過で除去される。
【００１２】
ろ過後、アミノ酸アミドの溶液に含有される有機溶媒は通常水に置換される。有機溶媒を水に置換する方法は、特に限定されないが通常、蒸留、共沸等により有機溶媒を除去して水に置換する。必要に応じて減圧してもよい。
【００１３】
本発明の方法で得られたアミノ酸アミド水溶液は、そのまま、あるいは適当な濃度に調製して、生化学的加水分解反応に共することができ、アミノ酸アミドを単離する事による収率低下が無く、アルカリ金属の無機塩及びシアンのアルカリ金属塩の混入が無い光学活性アミノ酸を得る事ができる。
【００１４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
攪拌機及び温度計を付した５００ｍｌ三つ口フラスコに水５４ｇ及び水酸化ナトリウム８ｇを加えて溶解し、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトニトリル１１２ｇ、メタノール９６ｇ　及びアセトン１７．４ｇを加え、３０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応混合物には触媒の水酸化ナトリウム７．５ｇ、夾雑不純物としてシアン化ナトリウム１．５ｇが残存しており、液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド反応収率９７％であった。反応混合物にｎ−ブタノール５７４．８ｇを加え、温度５０℃、圧力８ｋＰａで水分０．５％になるまで減圧濃縮した。得られたアミノ酸アミドのｎ−ブタノール溶液５１９．７ｇに２０％炭酸カリウム水溶液２２９．２ｇを加え、常温で１時間攪拌、３０分静置後、水相を除去し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで減圧濃縮を行い水分０．５％以下とし、加圧ろ過にて析出した無機塩類等を除去して、洗浄されたアミノ酸アミドのｎ−ブタノール溶液４０５．４ｇを得た。得られた溶液を温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４３．２ｇになるまで減圧濃縮を行った。この溶液に水２３２．８ｇを添加し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４３．２ｇになるまで減圧濃縮を行い、この操作をもう一度繰り返して、溶媒を水に置換した。得られた水溶液の水酸化ナトリウムは０．６ｇ（含量０．２５％）、シアン化ナトリウムは０．０１ｇ（含量０．００４％）まで低減されており、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの濃度５１．８％、収量１２６．０ｇで収率はアミノニトリルに対して、９６．８％であった。
【００１６】
実施例２
実施例１と同様にして合成した、２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドを合む、反応混合物にｎ−プロパノール５４７．８ｇを加え、３０％酒石酸ナトリウムカリウム水溶液１８０．０ｇを加え、常温で１時間攪拌、３０分静置後、水相を除去し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで減圧濃縮を行い水分０．５％以下とし、加圧ろ過にて析出した無機塩類等を除去して、アミノ酸アミドのｎ−プロパノール溶液４２０．３ｇを得た。得られた溶液を温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４０．５ｇになるまで減圧濃縮を行った。この溶液に水３２０．８ｇを添加し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４０．５ｇになるまで減圧濃縮を行い、この操作をもう一度繰り返して、溶媒を水に置換した。得られた水溶液の水酸化ナトリウムは０．７ｇ（含量０．３０％）、シアン化ナトリウムは０．０２ｇ（含量０．００８％）まで低減されており、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの濃度５１．８％、収量１２４．６ｇで収率はアミノニトリルに対して、９５．７％であった。
【００１７】
実施例３
攪拌機及び温度計を付した５００ｍｌ三つ口フラスコに水５４ｇ及び水酸化ナトリウム８ｇを加えて溶解し、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトニトリル１１２ｇ、メタノール９６ｇ　及びアセトン１７．４ｇを加え、３０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド反応収率９７％、触媒の水酸化ナトリウム７．５ｇ、夾雑不純物としてシアン化ナトリウム１．５ｇが残存していた。反応混合物にメタノール５７４．８ｇを加え、３０％酒石酸ナトリウムカリウム水溶液１８０．０ｇを加え、常温で１時間攪拌、３０分静置後、水相を除去し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで減圧濃縮を行い水分０．５％以下とし、加圧ろ過にて析出した無機塩類等を除去して、アミノ酸アミドのメタノール溶液４１０．７ｇを得た。得られたアミノ酸アミドのメタノール溶液に水３００．０ｇを添加し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４３．２ｇになるまで減圧濃縮して溶媒を水に置換した。得られた水溶液の水酸化ナトリウムは０．８ｇ（含量０．３２％）、シアン化ナトリウムは０．０２ｇ（含量０．００８％）まで低減されており、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミドの濃度５０．９％、収量１２３．７ｇで、収率はアミノニトリルに対して、９５．０％であった。
【００１８】
比較例１
実施例１と同様の方法で合成した２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド反応混合物に水２３２．８ｇを添加し、温度５０℃、圧力８ｋＰａで液量２４３．２ｇになるまで減圧濃縮を行い、この操作をもう一度繰り返して、溶媒を水に置換した。得られた水溶液の水酸化ナトリウムは７．５ｇ（含量３．１％）、シアン化ナトリウムは１．５ｇ（含量０．６２％）含まれており、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミドの濃度５１．９％、収量１２６．１ｇで収率はアミノニトリルに対して、９７．０％であった。
【００１９】
比較例２
実施例１と同様の方法で合成した２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド反応混合物を、０℃まで冷却して析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥した後、水１０８ｇに溶解した。得られた水溶液には、水酸化ナトリウムは０．６ｇ（含量０．２８％）、シアン化ナトリウムは０．０１ｇ（含量０．００５％）を含み、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｔ−ブチルアセトアミド濃度５０．０％、収量１０８ｇで、収率はアミノニトリルに対して、８２．９％であった。
【００２０】
比較例３
実施例３と同様の方法で合成した２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド反応混合物２８７．４ｇを４０℃、８ｋｐａの条件で２２０ｇまで濃縮した混合物を０℃まで冷却して析出した結晶をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥し、水１１４ｇに溶解した。得られた水溶液には、水酸化ナトリウムは０．７ｇ（含量０．３１％）、シアン化ナトリウムは０．０１ｇ（含量０．００４％）を含み、液体クロマトグラフィーで分析したところ２−アミノ−２−ｓｅｃ−ブチルアセトアミド濃度５０．０％、収量１１４ｇで、収率はアミノニトリルに対して、８７．５％であった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の製造法を用いることにより、アミノ酸アミドの精製による収率低下が無く、アルカリ金属の無機塩及びシアンのアルカリ金属塩を十分に低減したアミノ酸アミドの水溶液を得ることができる。

Claims

ケトンの存在下でアミノニトリルを水和反応させて得られた、下記一般式（１）

（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なってもよく、水素原子、Ｃ１からＣ４の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）で表されるアミノ酸アミドを含有する反応液を、炭酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、及び酒石酸ナトリウムカリウムから選ばれた少なくとも１種の塩を含有する水溶液で洗浄する工程を含むアミノ酸アミドの製造方法。
洗浄工程に先だって、反応液に炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルコールを添加することを特徴とする請求項１記載のアミノ酸アミドの製造方法。
洗浄工程後の反応液中に含まれる有機溶媒を水に置換する工程を含む請求項１または２記載のアミノ酸アミドの製造方法。
Ｒ１、Ｒ２の一方が水素原子、もう一方がｔ−ブチル基またはｓｅｃ−ブチル基である請求項１〜３の何れか１項記載のアミノ酸アミドの製造方法。