JP2007209740A

JP2007209740A - Detoxifying method of harmful compound

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Publication number: JP2007209740A
Application number: JP2006234063A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Nakamura; 浩一郎中村; Akimitsu Hishinuma; 晶光菱沼; Shinji Kamiya; 晋司神谷; Shinjiro Doken; 新二郎堂見; Hiroshi Yamauchi; 博山内
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2007-08-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of effectively and systematically detoxifying a harmful compound containing arsenic, etc. <P>SOLUTION: The detoxifying method of the harmful compound of this invention detoxifies by alkylation or arylation the harmful compound which contains at least a kind of element chosen from a group comprising arsenic, antimony, and selenium. In the desirable embodiment of the detoxifying method of this invention, detoxification is carried out by converting the valence number of the kind of element into a high oxidation number. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有害化合物を無害化する方法に関し、特に、砒素、アンチモン、セレンからなる群から選択される少なくとも一種を含有する有害化合物を無害化する方法に関する。 The present invention relates to a method for detoxifying harmful compounds, and more particularly to a method for detoxifying harmful compounds containing at least one selected from the group consisting of arsenic, antimony and selenium.

砒素、アンチモン、セレン等の重金属は、半導体等の工業材料として広く用いられている物質であるが、生物に有毒な物質であることから、環境中に流出することにより生物に与えられる影響が懸念されている。 Heavy metals such as arsenic, antimony, and selenium are widely used as industrial materials such as semiconductors. However, since they are toxic to living organisms, there are concerns about their impact on living organisms when they flow into the environment. Has been.

従来、これらの重金属を除去する方法として、有毒な亜砒酸等の無機砒素を含む廃水にポリ塩化アルミニウム（PAC）等の凝集剤を添加し、該凝集剤と原水中の鉄分に砒素を凝集、吸着し、沈殿させた後、濾過により除去する方法や、活性アルミナ、セリウム系吸着剤により砒素化合物等を吸着させる方法等が一般に知られている。 Conventionally, as a method of removing these heavy metals, a flocculant such as polyaluminum chloride (PAC) is added to waste water containing inorganic arsenic such as toxic arsenous acid, and arsenic is agglomerated and adsorbed to the iron in the flocculant and raw water. Then, after precipitation, a method of removing by filtration, a method of adsorbing an arsenic compound or the like with activated alumina or a cerium-based adsorbent are generally known.

一方、自然界において、海藻等の海洋生物では、無機砒素が蓄積され、該無機砒素の一部が生理反応により、ジメチル化砒素などの有機砒素化合物へ転換されることが明らかとなっている（非特許文献１）。そして、これらの有機砒素化合物は、一般に、哺乳動物に対して無機砒素よりも低い毒性を示すことが知られている。 On the other hand, in the natural world, it has become clear that marine organisms such as seaweed accumulate inorganic arsenic, and that part of the inorganic arsenic is converted into organic arsenic compounds such as dimethylated arsenic by physiological reactions (non- Patent Document 1). These organic arsenic compounds are generally known to exhibit lower toxicity to mammals than inorganic arsenic.

Kaise et al., 1998, Organomet. Chem., 12 137-143Kaise et al., 1998, Organomet. Chem., 12 137-143

しかしながら、濾過、吸着等を利用した上述の重金属を除去する方法では、依然として有害なままである無機砒素等の有害化合物を含んだ汚泥、当該有害化合物が吸着されている吸着剤を、当該有害化合物が外部に漏れないようにコンクリート等で密封するなどした上で保管するか又は埋め立てる必要があり、保管場所、埋め立て地用の広いスペースを要することから、大量処理が困難であるという問題があった。
また、上記の海洋生物に無機砒素を取り込ませても、取り込まれた無機砒素の一部しか有機砒素化合物とならず、有害な無機砒素が依然として海洋生物体内に蓄積されているという問題がある。
そこで、本発明は、上記問題点を解決すべく、砒素等を含む有害化合物を効率的に、系統的に無害化する方法を提供することを目的とする。 However, in the above-described method for removing heavy metals using filtration, adsorption, etc., the sludge containing harmful compounds such as inorganic arsenic that remains harmful, the adsorbent to which the harmful compounds are adsorbed, the harmful compound It is necessary to store or landfill after sealing with concrete etc. so that it does not leak to the outside, and there is a problem that mass processing is difficult because it requires a large space for storage place and landfill .
Further, even when inorganic arsenic is incorporated into the marine organisms described above, there is a problem that only a part of the incorporated inorganic arsenic becomes an organic arsenic compound, and harmful inorganic arsenic is still accumulated in the marine organisms.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently and systematically detoxifying harmful compounds including arsenic in order to solve the above problems.

上記目的を達成するために、本発明者らは、人工的な化学反応によって砒素等を含む有害化合物をアルキル化又はアリール化することを試み、当該有害化合物のアルキル化又はアリール化反応について鋭意検討した結果、本発明を見出すに至った。 In order to achieve the above object, the present inventors have attempted to alkylate or arylate harmful compounds containing arsenic by an artificial chemical reaction, and have conducted intensive studies on the alkylation or arylation reaction of the harmful compounds. As a result, the present invention has been found.

すなわち、本発明の有害化合物の無害化方法は、砒素、アンチモン、セレンからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含有する有害化合物を、アルキル化又はアリール化することにより無害化することを特徴とする。 That is, the harmful compound detoxifying method of the present invention is characterized by detoxifying a harmful compound containing at least one element selected from the group consisting of arsenic, antimony and selenium by alkylating or arylating. And

本発明の無害化方法の好ましい実施態様においては、上記一種の元素の価数を高酸化数とすることにより無害化することを特徴とする。ここで、高酸化数とは、その元素が取り得ることが可能な酸化数の中で、より高い酸化数という意味と考えることができる。例えば、砒素の場合は５価、アンチモンの場合は５価、セレンの場合は６価などである。 In a preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the detoxification is performed by setting the valence of the one kind of element to a high oxidation number. Here, the high oxidation number can be considered to mean a higher oxidation number among the oxidation numbers that the element can take. For example, pentavalent for arsenic, pentavalent for antimony, and hexavalent for selenium.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、上記一種の元素の少なくとも１つの結合手をアルキル化又はアリール化することを特徴とする In another preferred embodiment of the detoxifying method of the present invention, at least one bond of the one kind of element is alkylated or arylated.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、上記元素が砒素であることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the element is arsenic.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％致死量（LD₅₀）が、1000mg/kg以上であることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the 50% lethal dose (LD ₅₀ ) of the detoxified compound by alkylation or arylation is 1000 mg / kg or more. To do.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％細胞増殖阻害濃度（IC₅₀）が、1000μM以上であることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the compound detoxified by alkylation or arylation has a 50% cell growth inhibitory concentration (IC ₅₀ ) of 1000 μM or more. To do.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の生物学的半減期が８時間以下であることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the biological half-life of the compound detoxified by the alkylation or arylation is 8 hours or less.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記有害化合物を、ハロゲン化し、ハロゲン化した前記有害化合物をグリニャール反応によって、アルキル化又はアリール化することを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the harmful compound is halogenated, and the halogenated harmful compound is alkylated or arylated by a Grignard reaction.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記有害化合物が、亜ヒ酸、五酸化砒素、三塩化砒素、五塩化砒素、硫化砒素化合物、シアノ砒素化合物、クロロ砒素化合物、及びその他の砒素無機塩類からなる群から選択されることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the harmful compound is arsenous acid, arsenic pentoxide, arsenic trichloride, arsenic pentachloride, arsenic sulfide compound, cyanoarsenic compound, chloroarsenic compound, and others Selected from the group consisting of arsenic inorganic salts.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記アルキル化が、メチル化であることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the alkylation is methylation.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記メチル化によって、有害化合物をジメチル化化合物又はトリメチル化化合物とすることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the harmful compound is converted into a dimethylated compound or a trimethylated compound by the methylation.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記ジメチル化合物が、ジメチルアルソニルエタノール（DMAE）、ジメチルアルソニルアセテート（DMAA）、ジメチルアルシン酸、又はアルセノシュガーであることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the dimethyl compound is dimethylarsonylethanol (DMAE), dimethylarsonyl acetate (DMAA), dimethylarsinic acid, or arsenosuga. To do.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記トリメチル化化合物が、アルセノコリン、アルセノベタイン、又はトリメチルアルシンオキシドであることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the trimethylated compound is arsenocholine, arsenobetaine, or trimethylarsine oxide.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記有害化合物が、汚染物、廃棄物、産業生産物、温泉水、化学試薬、化学兵器、鉱山もしくは製錬所の副産物、工業製品、又は自然環境から回収されたものであることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the harmful compound is pollutant, waste, industrial product, hot spring water, chemical reagent, chemical weapon, mine or smelter by-product, industrial product, Or it is collected from the natural environment.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、さらに、前記ジメチル化化合物又は前記トリメチル化化合物を保存、保管、又は自然還元することを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the dimethylated compound or the trimethylated compound is further stored, stored, or spontaneously reduced.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記ジメチル化化合物又は前記トリメチル化化合物を、水分活性が0.5以下の状態で保管することを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the dimethylated compound or the trimethylated compound is stored with a water activity of 0.5 or less.

本発明の無害化方法の他の好ましい実施態様においては、前記自然還元が、前記アルセノベタインを含有する飼料を家畜に摂取させることであることを特徴とする。 In another preferred embodiment of the detoxification method of the present invention, the natural reduction is to feed livestock containing the arsenobetaine to livestock.

本発明の無害化方法によれば、砒素等を含む有害化合物を効率的に、系統的に無害化する方法を提供し得るという有利な効果を奏する。 According to the detoxifying method of the present invention, there is an advantageous effect that it is possible to provide a method for efficiently and systematically detoxifying harmful compounds including arsenic.

以下に、本発明の詳細について説明する。本発明の有害化合物の無害化方法は、砒素、アンチモン、セレンからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含有する有害化合物を、アルキル化又はアリール化することにより無害化することを特徴とする。ここで、本明細書において、有害化合物とは、環境中に流出し、生物に暴露された際に、何らかの悪影響を生物に与える恐れがある化合物を意味する。 Details of the present invention will be described below. The harmful compound detoxifying method of the present invention is characterized by detoxifying a harmful compound containing at least one element selected from the group consisting of arsenic, antimony, and selenium by alkylation or arylation. . Here, in the present specification, the harmful compound means a compound that may flow into the environment and have some adverse effect on the organism when exposed to the organism.

前記有害化合物のうち砒素を含有する有害化合物としては、亜ヒ酸、五酸化砒素、三塩化砒素、五塩化砒素、硫化砒素化合物、シアノ砒素化合物、クロロ砒素化合物、及びその他の砒素無機塩類等が挙げられる。これらの砒素は、例えばLD₅₀(mg/kg)（マウスにおける50％致死量）が20以下であり、一般に生物に対して有毒な値である。 Among the harmful compounds, arsenic-containing harmful compounds include arsenic acid, arsenic pentoxide, arsenic trichloride, arsenic pentachloride, arsenic sulfide compounds, cyanoarsenic compounds, chloroarsenic compounds, and other arsenic inorganic salts. Can be mentioned. These arsenic has an LD ₅₀ (mg / kg) (50% lethal dose in mice) of 20 or less, and is generally toxic to organisms.

また、アンチモンを含有する有害化合物としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン等が挙げられる。 Examples of harmful compounds containing antimony include antimony trioxide, antimony pentoxide, antimony trichloride, and antimony pentachloride.

さらに、セレンを含有する有害化合物としては、二酸化セレン、三酸化セレン等が挙げられる。 Furthermore, examples of harmful compounds containing selenium include selenium dioxide and selenium trioxide.

本発明の無害化方法において、50％細胞増殖阻害濃度（IC₅₀）若しくはLD₅₀が大きく、より無害化を達成できるという観点から、上記有害化合物に含まれる上記一種の元素の価数を高酸化数とすることにより前記有害化合物を無害化することが好ましい。具体的には、後述するように、アルキル化又はアリール化によって、上記一種の元素の価数を高酸化数とすることが可能である。なお、上記元素が砒素又はアンチモンである場合、価数が３価のものを５価に、セレンの場合、価数が４価のものを６価にすることが好ましい。 In the detoxification method of the present invention, 50% cell growth inhibitory concentration (IC ₅₀ ) or LD ₅₀ is large, and from the viewpoint that more detoxification can be achieved, the valence of the one kind of element contained in the harmful compound is highly oxidized. It is preferable to detoxify the harmful compound by setting the number. Specifically, as described later, the valence of the one kind of element can be set to a high oxidation number by alkylation or arylation. In the case where the element is arsenic or antimony, it is preferable that the trivalent valence is pentavalent, and in the case of selenium, the tetravalent valence is hexavalent.

本発明において、上記有害化合物の無害化は、上記有害化合物をアルキル化又はアリール化することにより行う。ここで、上記有害化合物中の上記一種の元素の少なくとも１つの結合手をアルキル化又はアリール化することにより無害化を達成することができる。 In the present invention, the harmful compound is detoxified by alkylating or arylating the harmful compound. Here, detoxification can be achieved by alkylating or arylating at least one bond of the one kind of element in the harmful compound.

具体的には、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、アルキルリチウム化合物、アリールリチウム化合物、又はグリニャール試薬を用いて、置換反応又は付加反応を行うことによって、上記一種の元素の少なくとも１つの結合手をアルキル化又はアリール化することができる。ここで、上記一種の元素に付加するアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。メチル化試薬が入手しやすく、無毒化をより効率的に達成するという観点から、アルキル基として、メチル基が好ましい。 Specifically, an alkyl halide, aryl halide, alkyllithium compound, aryllithium compound, or Grignard reagent is used to perform at least one bond of the above-mentioned one element by performing a substitution reaction or an addition reaction. Or arylation. Here, examples of the alkyl group added to the one kind of element include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group. A methyl group is preferable as the alkyl group from the viewpoint of easy availability of a methylating reagent and achieving detoxification more efficiently.

本発明の無害化方法においては、生体への安全性という観点から、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％致死量（LD₅₀）（マウスの50％が死亡する薬物用量による経口毒性）が1000mg/kg以上であることが好ましく、5000mg/kg以上であることがより好ましい。 In the detoxification method of the present invention, from the viewpoint of safety to the living body, 50% lethal dose (LD ₅₀ ) of the compound detoxified by alkylation or arylation (a drug that causes 50% of mice to die) The oral toxicity due to dose) is preferably 1000 mg / kg or more, more preferably 5000 mg / kg or more.

また、本発明の無害化方法においては、生体への安全性という観点から、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％細胞増殖阻害濃度（IC₅₀）が、1000μM以上であることが好ましく、3000μM以上であることがより好ましい。ここで、本明細書において、50％細胞増殖阻害濃度（IC₅₀）とは、ある細胞をある物質と共に100ある細胞の増殖を50％阻止又は阻害するのに必要な物質の濃度を示す数値を意味する。IC₅₀の数値が小さいほど細胞毒性が大きいことを示す。なお、IC₅₀は、37℃、24時間の条件下で、プラスミドDNA損傷が示す細胞毒性について検討した結果から算出した。
ここで、各砒素化合物のIC₅₀を表１に示す。 In the detoxification method of the present invention, from the viewpoint of safety to the living body, the 50% cell growth inhibitory concentration (IC ₅₀ ) of the compound detoxified by the alkylation or arylation is 1000 μM or more. It is preferable that it is 3000 μM or more. Here, in this specification, 50% cell growth inhibitory concentration (IC ₅₀ ) is a numerical value indicating the concentration of a substance necessary to inhibit or inhibit the growth of 100 cells with a substance by 50%. means. A smaller IC ₅₀ value indicates greater cytotoxicity. IC ₅₀ was calculated from the results of examining the cytotoxicity of plasmid DNA damage under conditions of 37 ° C. and 24 hours.
Here, the IC ₅₀ of each arsenic compound is shown in Table 1.

表１から、３価の砒素を有するアルセノシュガーは、５価の砒素を有するものモノメチル化ヒ素（MMA）及びジメチル化砒素（DMA）よりも細胞毒性が高いが、３価の砒素を有するMMA、DMA及び亜ヒ酸より細胞毒性が低いことが分かる。一方で、３価の砒素を有するMMA、DMAは、亜ヒ酸（３価及び５価）よりも細胞毒性が高いが、全体として、細胞毒性という観点から、5価の砒素を有する砒素化合物が3価の砒素を有する砒素化合物よりも生体への安全性が高いことが理解できる。 From Table 1, Arsenosugar with trivalent arsenic is more cytotoxic than monomethylated arsenic (MMA) and dimethylated arsenic (DMA), but with trivalent arsenic, MMA with trivalent arsenic. It is found that the cytotoxicity is lower than that of DMA and arsenous acid. On the other hand, MMA and DMA having trivalent arsenic have higher cytotoxicity than arsenous acid (trivalent and pentavalent), but from the viewpoint of cytotoxicity, arsenic compounds having pentavalent arsenic are generally used. It can be understood that the safety to living bodies is higher than that of an arsenic compound having trivalent arsenic.

また、表２に種々のメチル化段階における砒素のLD₅₀値（実験動物の50％が死亡する薬物用量による経口毒性）を示す。 Table 2 shows the LD ₅₀ values of arsenic at various methylation stages (oral toxicity due to the drug dose at which 50% of experimental animals die).

表２より、トリメチル化砒素であるアルセノコリン、トリメチルアルシンオキシド、アルセノベタインの毒性は非常に低いことが判る。特に海洋生物に多く含まれるトリメチル化砒素であるアルセノベタインのLD₅₀値は10000であり、砂糖よりも無毒な物質であるとともに、一度生成したアルセノベタインは安定な物質であって脱メチル化の逆反応や分解が起こりにくく、通常の環境下では長期間に安定であり、一部の特殊な微生物による分解反応や非常に高温な化学反応によらなければ有害な非メチル化砒素へ戻ることはない。

From Table 2, it can be seen that arsenocolin, trimethylarsine oxide and arsenobetaine, which are trimethylated arsenic, have very low toxicity. Particularly LD ₅₀ value of arsenobetaine is more trimethyl arsenic contained in marine organisms is 10000, as well as a non-toxic substance than sugar, arsenobetaine is demethylation a stable substance produced once It is difficult to reverse reaction and decomposition, and it is stable for a long time under normal circumstances. It returns to harmful unmethylated arsenic unless it is decomposed by some special microorganisms or chemical reaction at very high temperature. There is no.

また、本発明の無害化方法においては、生体への安全性という観点から、上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の生物学的半減期が８時間以下であることが好ましい。 In the detoxification method of the present invention, the biological half-life of the compound detoxified by alkylation or arylation is preferably 8 hours or less from the viewpoint of safety to living bodies.

本発明の無害化方法の更に好ましい実施態様においては、メチル化試薬が容易に入手可能であるという観点から、上記有害化合物を、ハロゲン化し、ハロゲン化した前記有害化合物をグリニャール反応によって、アルキル化又はアリール化することが好ましい。 In a further preferred embodiment of the detoxifying method of the present invention, from the viewpoint that a methylating reagent is easily available, the harmful compound is halogenated, and the halogenated harmful compound is alkylated or Grignard by Grignard reaction. Arylation is preferred.

前記有害化合物のハロゲン化は、例えば、前記有害化合物を硫黄の存在下でハロゲンガスと反応させることによって、又は前記有害化合物をハロゲン化水素酸と反応させることによって、又は前記有害化合物を塩酸などの酸の存在下でヨウ化カリウムなどのハロゲン化アルカリ金属と反応させることによって行うことができる。 Halogenation of the harmful compound is, for example, by reacting the harmful compound with a halogen gas in the presence of sulfur, or by reacting the harmful compound with hydrohalic acid, or by treating the harmful compound with hydrochloric acid or the like. The reaction can be performed by reacting with an alkali metal halide such as potassium iodide in the presence of an acid.

ハロゲン化した前記有害化合物のグリニャール反応は、当該ハロゲン化した有機化合物に、グリニャール試薬を反応させることによって行うことができる。ここで、本発明の無害化方法において、使用するグリニャール試薬は、構造式：ＲＭｇＸ（式中、Ｒはメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、トリル基、又はナフチル基等である）で表される。このようなグリニャール試薬を使用することによって、上記有害化合物中の上記一種の元素に上記Ｒで示されるアルキル基又はアリール基を付加することができる。このようなグリニャール試薬は、常法により、適当な有機ハロゲン化物と金属マグネシウムとを反応させることによって合成することができる。 The Grignard reaction of the halogenated harmful compound can be performed by reacting the halogenated organic compound with a Grignard reagent. Here, in the detoxification method of the present invention, the Grignard reagent to be used has the structural formula: RMgX (wherein R is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group, a tolyl group, or a naphthyl group). expressed. By using such a Grignard reagent, an alkyl group or an aryl group represented by R can be added to the one kind of element in the harmful compound. Such a Grignard reagent can be synthesized by reacting an appropriate organic halide with magnesium metal by a conventional method.

なお、メチル化試薬が入手しやすいこと、メチル基はかさ低く、上記有害化合物中の上記一種の元素とより結合しやすいこと、予防医学の立場から生体親和性が高いことから、前記有害化合物を無害化するにあたって、前記有害化合物をメチル化することが好ましい。また、当該メチル化によって、前記有害化合物をジメチル化化合物又はトリメチル化化合物とすることが好ましい。なお、LD₅₀を高めより一層無害な化合物を得るという観点から、前記有害化合物をトリメチル化合物とすることが好ましい。 Since the methylating reagent is easily available, the methyl group is low in bulk, it is easier to bind to the one kind of element in the harmful compound, and the biocompatibility is high from the standpoint of preventive medicine. In detoxifying, it is preferable to methylate the harmful compound. Further, it is preferable that the harmful compound is converted into a dimethylated compound or a trimethylated compound by the methylation. From the viewpoint of increasing the LD ₅₀ and obtaining a more harmless compound, the harmful compound is preferably a trimethyl compound.

ジメチル化化合物としては、アルセノシュガー、ジメチルアルシン酸（カコジル酸）、ジメチルアルシノイルアセテート（DMAA）、ジメチルアルシノイルエタノール（DMAE）、ジメチルアルシノイルプロピオネート（DMAP）等が挙げられる。また、トリメチル化化合物としては、アルセノベタイン、アルセノコリン、トリメチルアルシンオキシド、ヨウ化テトラメチルアルソニウム等が挙げられる。これらの中でも、特にアルセノコリン及びアルセノベタインは、通常の環境下では脱メチル化反応や分解が起こりにくい安定な物質であることから、前記有害化合物をアルセノコリン又はアルセノベタインとすることが好ましく、アルセノベタインとすることが最も好ましい。 Examples of the dimethylated compound include arseno sugar, dimethylarsinic acid (cacodylic acid), dimethylarsinoyl acetate (DMAA), dimethylarsinoylethanol (DMAE), dimethylarsinoylpropionate (DMAP), and the like. Examples of the trimethylated compound include arsenobetaine, arsenocholine, trimethylarsine oxide, tetramethylarsonium iodide, and the like. Among these, in particular, arsenocholine and arsenobetaine are stable substances that hardly undergo a demethylation reaction or decomposition under normal circumstances. Therefore, it is preferable that the harmful compound is arsenocholine or arsenobetaine. Most preferred is nobetaine.

アンチモンを含有する有害化合物から無害化されたジメチル化化合物としては、ジメチルアンチモンが挙げられる。また、アンチモンを含有する有害化合物のトリメチル化化合物としては、トリメチルアンチモン、トリメチルアンチモニ２水酸化物、トリメチルアンチモニ２塩化物が挙げられる。 Examples of the dimethylated compound detoxified from the harmful compound containing antimony include dimethylantimony. Examples of the trimethylated compounds of harmful compounds containing antimony include trimethylantimony, trimethylantimony dihydroxide, and trimethylantimony dichloride.

セレンを含有する有害化合物のジメチル化化合物としては、ジメチルセレン、ジメチルセレニドが挙げられる。また、セレンを含有する有害化合物のトリメチル化化合物としては、トリメチルセレノニウムが挙げられる。 Examples of the dimethylated compound of harmful compounds containing selenium include dimethyl selenium and dimethyl selenide. Moreover, trimethyl selenonium is mentioned as a trimethylated compound of the harmful compound containing selenium.

これらのジメチル化化合物又はトリメチル化化合物の中でも、通常の環境下で脱メチル化反応や分解が起こりにくい安定な物質であることから、アルセノコリン及びアルセノベタインが好ましく、アルセノベタインが最も好ましい。 Among these dimethylated compounds or trimethylated compounds, arsenocholine and arsenobetaine are preferable, and arsenobetaine is most preferable because it is a stable substance that hardly undergoes a demethylation reaction or decomposition in a normal environment.

本発明の無害化方法においては、汚染物、廃棄物、産業生産物、温泉水、化学試薬、化学兵器、鉱山もしくは製錬所の副産物、又は工業製品から前記有害化合物を回収し、当該有害化合物の無害化を行うことができる。前記有害化合物の回収は、例えば、前記有害化合物を吸着することができる吸着剤に前記有害化合物を吸着させることにより行なうことができる。吸着剤としては、活性アルミナによるもの、セリウム系吸着剤によるものなど、常法によるものを適宜利用することができる。
また、ポリ塩化アルミニウム（PAC）などの凝集剤と有害化合物を含む原水中の鉄分に、砒素を凝集、吸着させて、沈殿した後、濾過により除去することも可能である。
また、常法のジフェニルアルシン酸(DPAA)の処理方法を適用して、硫化砒素を回収し、回収された硫化砒素をさらに無害化してもよい。
DPAAの処理方法について簡単に説明すれば、処理方法は、大きく、１）既設の硫黄焼却炉で、砒素化合物を含む汚水、コンクリート、汚染土壌などを焼却し、２）燃焼ガス中の無水亜ヒ酸を、スクラバー、電気集塵器を通して回収し、３）砒素化合物を硫化し、４）硫化砒素を回収する、ことからなる。
汚水についてはそのまま焼却プロセスで焼却可能であるが、汚染土壌については、例えば、ボールミルに汚染土壌と温水を連続投入することにより、土壌の洗浄を行なうと共に、付着している砒素を抽出することができる。抽出液を汚染と同様に、焼却処理することができ、抽出残渣は、溶出試験の結果、不合格であれば、再度上記ボールミル処理を行い抽出液を得て焼却処理し、合格であれば、セメント会社などへ資材として利用することができる。 In the detoxification method of the present invention, the harmful compound is recovered from pollutants, waste, industrial products, hot spring water, chemical reagents, chemical weapons, by-products of mines or smelters, or industrial products. Can be detoxified. The recovery of the harmful compound can be performed, for example, by adsorbing the harmful compound on an adsorbent capable of adsorbing the harmful compound. As the adsorbent, a conventional method such as activated alumina or cerium-based adsorbent can be appropriately used.
Further, arsenic can be aggregated and adsorbed on iron in raw water containing a coagulant such as polyaluminum chloride (PAC) and harmful compounds, and after precipitation, it can be removed by filtration.
Alternatively, a conventional method for treating diphenylarsinic acid (DPAA) may be applied to recover arsenic sulfide and further detoxify the recovered arsenic sulfide.
To briefly explain the DPAA treatment method, the treatment method is large. 1) Incinerate sewage, concrete, and contaminated soil containing arsenic compounds in an existing sulfur incinerator. 2) Anhydrous arsenite in combustion gas The acid is recovered through a scrubber and an electrostatic precipitator, 3) sulfiding the arsenic compound, and 4) recovering arsenic sulfide.
Sewage can be incinerated as it is by the incineration process, but for contaminated soil, for example, by continuously introducing contaminated soil and warm water into a ball mill, soil can be washed and attached arsenic can be extracted. it can. The extract can be incinerated as well as contaminated, and if the extraction residue is rejected as a result of the dissolution test, the ball mill treatment is performed again to obtain the extract and incinerated. It can be used as a material for cement companies.

また、有害化合物を硫化砒素として回収した場合、硫化砒素を亜ヒ酸へと変換し、得られた亜ヒ酸をハロゲン化し、アルキル化することによって、無害化することができる。さらに、五硫化砒素は、水と長時間煮沸することにより、亜ヒ酸、三硫化砒素と硫黄を生じる、この亜ヒ酸をハロゲン化して、アルキル化することにより、無害化することが可能である。 Further, when the harmful compound is recovered as arsenic sulfide, it can be rendered harmless by converting the arsenic sulfide to arsenous acid, halogenating the resulting arsenous acid, and alkylating it. Furthermore, arsenic pentasulfide produces arsenous acid, arsenic trisulfide and sulfur by boiling with water for a long time. It can be rendered harmless by halogenating and alkylating this arsenic acid. is there.

上記有害化合物をジメチル化化合物又はトリメチル化化合物として無害化した場合、当該ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物を保存、保管又は自然還元することができる。ジメチル化化合物及びトリメチル化化合物の中でもアルセノベタインは、生物の中での毒性が他のジメチル化化合物及びトリメチル化化合物に比較して低く、かつ、化学的、物理的に極めて安定である。このようなことから、最終的に、アルセノベタインまで、無害化無毒化できれば、より安定に砒素を処理することができる。
ここで、トリメチル化化合物の代表例としてアルセノベタインを例に、安定性について説明する。物質の体内での半減期（BHT）の観点からすれば、無機砒素の半減期は28時間、モノメチル化化合物（MMA）、ジメチル化化合物(DMA)は５〜6時間であるのに対して、アルセノベタインは3.5時間である。したがって、半減期という観点から、メチル化化合物、特に、アルセノベタインの生体への安全性が理解できる。
また、アルセノベタインは、体内に摂取されても、脱メチル化を生じないことからも安定であると言える。 When the harmful compound is rendered harmless as a dimethylated compound or a trimethylated compound, the dimethylated compound or the trimethylated compound can be stored, stored, or naturally reduced. Among dimethylated compounds and trimethylated compounds, arsenobetaine has low toxicity in living organisms compared to other dimethylated compounds and trimethylated compounds, and is extremely chemically and physically stable. For these reasons, arsenic can be treated more stably if it can be finally rendered harmless and detoxified up to arsenobetaine.
Here, stability will be described by taking arsenobetaine as an example of a trimethylated compound. From the viewpoint of the half-life (BHT) of the substance in the body, the half-life of inorganic arsenic is 28 hours, whereas monomethylated compound (MMA) and dimethylated compound (DMA) are 5 to 6 hours, Arsenobetaine is 3.5 hours. Therefore, it is possible to understand the safety of methylated compounds, particularly arsenobetaine, from the viewpoint of half-life.
Arsenobetaine is also stable because it does not cause demethylation even when taken into the body.

また、ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物の保存又は保管は、具体的には、以下のようにして行うことができる。ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物を紫外線及び赤外線をカットするガラス製容器に入れ、内部を低湿に保った上で密封し、室温で保存、保管することができる。なお、ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物を分解する微生物が繁殖しないように、水分活性が0.5以下の状態で保存、保管することが好ましい。ここで、水分活性（Water
Activity：Aw）とは、食品中などの微生物が増殖時に利用できる水分、すなわち食品などの遊離水分（自由水）の割合を示す指数のことである。微生物の増殖を抑制するには遊離水分を減らし、水分活性を下げる事が重要であり、乾燥、凍結、塩蔵、糖蔵などの処理で低下させる事ができる。水分活性は、例えば食品を入れた密閉容器内の水蒸気圧(P)とその温度における純粋蒸気圧（Po）の比で定義することができる。すなわち、

Aw=P/Po

と表すことができる。
その他、例えばアルセノベタインのブロモ体、ヒドロキシ体、クロロ体、アルセノコリンのブロモ体、ヒドロキシ体、クロロ体などの吸湿性が高いジメチル化化合物又はトリメチル化化合物の保存、保管は特に低湿の状態で行うことが好ましい。また、アルセノベタインのヨウ素体、アルセノコリンのヨウ素体などの光で分解する可能性がある化合物の保存、保管は、遮光した状態で行うことが好ましい。 Moreover, the preservation | save or storage of a dimethylated compound or a trimethylated compound can be specifically performed as follows. A dimethylated compound or a trimethylated compound can be placed in a glass container that cuts out ultraviolet rays and infrared rays, and the interior is kept at low humidity, sealed, and stored and stored at room temperature. It should be noted that the water activity is preferably stored and stored in a state of 0.5 or less so that the dimethylated compound or the microorganism that decomposes the trimethylated compound does not propagate. Here, water activity (Water
Activity: Aw) is an index indicating the ratio of moisture that can be used by microorganisms in foods during growth, that is, free water (free water) in foods. In order to suppress the growth of microorganisms, it is important to reduce free water and reduce water activity, and it can be reduced by treatments such as drying, freezing, salting and saccharification. The water activity can be defined, for example, by the ratio of the water vapor pressure (P) in a closed container containing food to the pure vapor pressure (Po) at that temperature. That is,

Aw = P / Po

It can be expressed as.
In addition, storage and storage of highly hygroscopic dimethylated compounds or trimethylated compounds such as arsenobetaine bromo, hydroxy, chloro, and arsenocolin bromo, hydroxy, chloro, etc. are performed under particularly low humidity conditions. It is preferable. Moreover, it is preferable to preserve | save and store the compound which may decompose | disassemble with light, such as an iodine body of arsenobetaine and an iodine body of arsenocholine, in the state shielded from light.

ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物の自然還元は、例えば、当該ジメチル化化合物又はトリメチル化化合物を含有する飼料を家畜に摂取させることによって行うことができる。無害化した有害化合物の中でも、アルセノベタインは、生物体内での代謝が速く、摂取されてから速やかに***される。また、もともと家畜の飼料としては、魚粉が使用されているが、魚粉には、アルセノベタインが含有されている。かかる観点からも、砒素を最終的にアルセノベタインまで無害化無毒化した場合に、家畜の飼料として使用できることが分かる。なお、家畜の飼料に添加するアルセノベタインの量は、一日当たり10g/kg以下とすることが好ましい。 The natural reduction of the dimethylated compound or the trimethylated compound can be performed, for example, by feeding a livestock containing the dimethylated compound or the trimethylated compound to the livestock. Among the detoxified harmful compounds, arsenobetaine is rapidly metabolized in the organism and is rapidly excreted after ingestion. In addition, fish meal is originally used as livestock feed, but the fish meal contains arsenobetaine. From this point of view, it can be seen that when arsenic is finally detoxified and detoxified to arsenobetaine, it can be used as livestock feed. The amount of arsenobetaine added to livestock feed is preferably 10 g / kg or less per day.

アルセノベタインを含有する飼料を摂取させた家畜から***されたアルセノベタインを含む糞尿を、例えば、植物の堆肥として利用することが可能である。このように、一連の工程を経て、砒素を無害化無毒化することにより、最終的には、堆肥としても有効利用することができる点は、社会的貢献度が大きいといえる。 Manure containing arsenobetaine excreted from livestock fed with feed containing arsenobetaine can be used as, for example, plant compost. Thus, it can be said that social contribution is large in that it can be effectively used as compost by detoxifying and detoxifying arsenic through a series of steps.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定して解釈される意図ではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not intended to be interpreted as being limited to the following examples.

本実施例では、ジメチルアルシン酸及び亜ヒ酸の、アルセノベタイン、アルセノコリン及びアルセノコリン誘導体、並びにトリアルキルアルシンオキシドへの変換について説明する。 In this example, the conversion of dimethylarsinic acid and arsenous acid to arsenobetaine, arsenocholine and arsenocolin derivatives, and trialkylarsine oxides is described.

実施例１
まず、亜ヒ酸のアルセノベタインへの変換を行い無害無毒化を試みた。
（１）亜ヒ酸から三臭化砒素の合成
〔反応スキーム〕
As₂O₃→ AsBr₃
〔実験操作〕
亜ヒ酸As₂O₃酸(26.5g)、硫黄(6g)、臭素Br₂
(64g)を300mlフラスコに加えて徐々に加熱した（急激に加熱すると、Br₂の蒸気が蒸発揮散するので注意して過熱する）。約7時間後、立ち上がる蒸気がBr₂による褐色の色を示さなくなるまで反応させた。次のようにして精製を行った。生成した三臭化砒素には過剰のBr₂を溶解している恐れがあるので砒素粉末を加えて蒸留精製した（収率：>90％）。性質：無色、潮解性、斜方晶系柱状晶、融点：31.2℃、沸点：221℃、比重：3.54(25℃)。湿気を含んだ空気中で発煙し、水を加えると加水分解を起こした。塩酸、二硫化炭素に可溶。毒性は三塩化砒素と同じく亜ヒ酸型であるが、刺激性は三塩化砒素ほど強くない。 Example 1
First, arsenite was converted to arsenobetaine to try to make it harmless and detoxified.
(1) Synthesis of arsenic tribromide from arsenous acid [reaction scheme]
As ₂ O ₃ → AsBr ₃
[Experimental operation]
Arsenite As ₂ O ₃ acid (26.5 g), sulfur (6 g), bromine Br ₂
(64 g) was added to a 300 ml flask and heated gradually (when heated rapidly, the Br ₂ vapor evaporates and is overheated with caution). After about 7 hours, steam rises reacted until no show brown color due to Br _2. Purification was performed as follows. The produced arsenic tribromide may dissolve excess Br ₂ , so arsenic powder was added and purified by distillation (yield:> 90%). Properties: colorless, deliquescent, orthorhombic columnar crystals, melting point: 31.2 ° C, boiling point: 221 ° C, specific gravity: 3.54 (25 ° C). It smoked in the air containing moisture and hydrolyzed when water was added. Soluble in hydrochloric acid and carbon disulfide. Toxicity is arsenious, as is arsenic trichloride, but irritation is not as strong as arsenic trichloride.

（２）亜ヒ酸から三塩化砒素の合成
〔反応スキーム〕
As₂O₃＋6HCl → 2AsCl₃＋３H₂O
〔実験操作〕
亜ヒ酸(200g)をスターラーの付いた２ｌの三口フラスコに入れ、濃塩酸700mlを加えてかき混ぜながら、濃硫酸200mlを徐々に滴下した。この濃硫酸の滴下により、上の反応式で生成する水が脱水されて、反応は右に進み、生成した三塩化砒素は、相分離を起してフラスコの底に沈んだ。濃硫酸の滴下が終了した後、フラスコを加熱して蒸留した。留出は85℃から始まったが、90-107℃の留分をとった。流出液を冷却すると、三塩化砒素層（下層）とHCl層（上層）に分離したので分液ロートにより、三塩化砒素を分離した。収量：１５０ｍｌ、収率：89％、純度：99％以上。 (2) Synthesis of arsenic trichloride from arsenous acid [reaction scheme]
As ₂ O ₃ + 6HCl → 2AsCl ₃ + 3H ₂ O
[Experimental operation]
Arsenous acid (200 g) was placed in a 2 l three-necked flask equipped with a stirrer, and 200 ml of concentrated sulfuric acid was gradually added dropwise thereto while adding 700 ml of concentrated hydrochloric acid and stirring. By dropping this concentrated sulfuric acid, the water produced in the above reaction formula was dehydrated, the reaction proceeded to the right, and the produced arsenic trichloride settled to the bottom of the flask with phase separation. After the addition of concentrated sulfuric acid was completed, the flask was heated and distilled. Distillation started at 85 ° C, but a 90-107 ° C fraction was taken. When the effluent was cooled, it separated into an arsenic trichloride layer (lower layer) and an HCl layer (upper layer), so arsenic trichloride was separated by a separatory funnel. Yield: 150 ml, yield: 89%, purity: 99% or more.

（３）三臭化砒素からトリメチルアルシンの合成
〔反応スキーム〕
ArBr₃ → ArMe₃
〔実験操作〕
完全に乾燥したジブチルエーテル(200-300ml)に、マグネシウム(12.2g)、ヨウ化メチル(71g)とを加えて、ヨウ化メチルマグネシウムのエーテル溶液を作製し、それを−20℃に冷却しながら、三臭化砒素(50g)をエーテル(100ml)に溶かしたものを徐々に加えた。途中で黄色の沈殿を生じるがやがて消失した。その後、全体を炭酸ガスの気流の中で、水浴上から蒸留して、トリメチルアルシンのエーテル溶液を得た（沸点：70℃、液体）。 (3) Synthesis of trimethylarsine from arsenic tribromide [Reaction scheme]
ArBr ₃ → ArMe ₃
[Experimental operation]
Magnesium (12.2 g) and methyl iodide (71 g) are added to completely dried dibutyl ether (200-300 ml) to prepare an ether solution of methyl magnesium iodide, while cooling to −20 ° C. A solution of arsenic tribromide (50 g) in ether (100 ml) was gradually added. A yellow precipitate formed on the way, but disappeared soon. Thereafter, the whole was distilled from a water bath in a carbon dioxide gas stream to obtain an ether solution of trimethylarsine (boiling point: 70 ° C., liquid).

（４）三塩化砒素からトリメチルアルシンの合成
〔反応スキーム〕
ArCl₃ ＋３MeLi→ ArMe₃＋３LiCl
〔実験操作〕
トリメチルアルシンは高揮発性（沸点：52℃）で有毒であるので、保護マスクを使用した。メチルリチウムのジエチルエーテル溶液（500ml、0.8mol/l）と無水ジブチルエーテル（CaH2で精留したもの、400ml）をアルゴン気流下で反応器に入れた。ジブチルエーテルに溶解した三塩化砒素(13.6ml、0.16mol)をゆっくりと反応器内に添加した。アルゴン雰囲気下で、反応混合物を12時間反応させ、トリメチルアルシンを蒸留して、-35℃に保持したフラスコに採取した。収率：99％。
トリメチルアルシンを更に安定化させる場合には、実施例２の例による。 (4) Synthesis of trimethylarsine from arsenic trichloride [reaction scheme]
ArCl ₃ + 3MeLi → ArMe ₃ + 3LiCl
[Experimental operation]
Since trimethylarsine is highly volatile (boiling point: 52 ° C.) and toxic, a protective mask was used. Methyl lithium in diethyl ether (500 ml, 0.8 mol / l) and anhydrous dibutyl ether (CaH 2 rectified, 400 ml) were placed in a reactor under a stream of argon. Arsenic trichloride (13.6 ml, 0.16 mol) dissolved in dibutyl ether was slowly added into the reactor. The reaction mixture was allowed to react for 12 hours under an argon atmosphere, and trimethylarsine was distilled and collected in a flask maintained at -35 ° C. Yield: 99%.
For further stabilization of trimethylarsine, the example of Example 2 is followed.

実施例２
次に、ジメチルアルシン酸をより安定化し無毒化することを試みた。
〔反応スキーム〕
O=AsMe₂(OH) → IAsMe₂
〔実験操作〕
（１）ジメチルアルシン酸からジメチルヨウ化砒素の合成
ジメチルアルシン酸(250g)とヨウ化カリウム (800g)を水(１Ｌ)に溶解し、二酸化硫黄(SO₂)を飽和させた。これに希塩酸（濃塩酸500mlと水500mlを混合して調整）をゆっくりと添加した。素早い還元反応が起こり、黄色オイル状のジメチルヨウ化砒素が分離した。反応終了は、硫黄の分離した時点で判断した。分離したオイル相を塩化カルシウムで乾燥し、蒸留して純粋なジメチルヨウ化砒素を得た（収量：380g、収率：90％）。沸点：154-157℃、融点：-35℃（青黄色結晶）。 Example 2
Next, an attempt was made to further stabilize and detoxify dimethylarsinic acid.
[Reaction scheme]
O = AsMe ₂ (OH) → IAsMe ₂
[Experimental operation]
(1) from dimethylarsinic acid and synthetic dimethylarsinic acid Jimechiruyou arsenic (250 g) and potassium iodide (800 g) was dissolved in water (1L), saturated with sulfur dioxide (SO _2). Dilute hydrochloric acid (adjusted by mixing 500 ml of concentrated hydrochloric acid and 500 ml of water) was slowly added thereto. A quick reduction reaction occurred and yellow oily dimethyl arsenide was separated. The completion of the reaction was judged when sulfur was separated. The separated oil phase was dried with calcium chloride and distilled to obtain pure dimethyl arsenide (yield: 380 g, yield: 90%). Boiling point: 154-157 ° C, melting point: -35 ° C (blue-yellow crystals).

（２）ジメチルヨウ化砒素からエトキシカルボニルメチルトリメチル臭化砒素の合成
〔反応スキーム〕
IAsMe₂ → AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CO₂EtBr⁻
〔実験操作〕
窒素雰囲気で、乾燥したジブチルエーテル(100ml)中に、マグネシウム(3.1g)の懸濁液を攪拌して作製し、これにヨウ化メチル(17.0g)を加えて、グリニャール試薬を作製した（液A）。この濁った液体(液A)を-8℃に冷却し、ジブチルエーテル(100ml)に溶解したジメチルヨウ化砒素（30g、129mmol）の溶液(液B)を1.5時間かけて滴下した(
液C)。この操作の終了時に温度は、-2℃に上昇し、溶液(液C)は、2層に分離した。水(120ml)に塩化アンモニウム(30g)を溶かした溶液を作製し、窒素を吹き込み、酸素を除いた後、液Cに30分かけて滴下した(液D)。液Dを窒素気流下、大気圧下で蒸留した。トリメチルアルシンを含んでいる沸点55-88℃で留出した留出物(16.5g、トリメチルアルシンとして138mmol)（液E）を、シュレンク管に採取し、A4モレキュラーシーブスで、窒素中で乾燥した。この溶液E（5ml）をブロモ酢酸エチル(13.9g)のベンゼン溶液(100ml)に窒素雰囲気下で滴下し、沈殿物（6.75g、23.3mmol）(固体F)を得た。これをベンゼンで洗浄し、減圧下で乾燥し、その一部(1.1g)を熱アセトン(175ml)に溶解し、30mlまで濃縮し冷却した。エトキシカルボニルメチルトリメチル臭化砒素をプリズム状結晶として得た(0.7g、0.24mmol)。（m.p.
143-145℃）。非潮解性固体。 (2) Synthesis of ethoxycarbonylmethyltrimethylarsenic bromide from dimethylarsenic iodide [reaction scheme]
IAsMe ₂ → AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CO ₂ EtBr ⁻
[Experimental operation]
In a nitrogen atmosphere, a suspension of magnesium (3.1 g) was prepared by stirring in dry dibutyl ether (100 ml), and methyl iodide (17.0 g) was added thereto to prepare a Grignard reagent (liquid A). This cloudy liquid (liquid A) was cooled to -8 ° C, and a solution (liquid B) of dimethyl arsenic iodide (30 g, 129 mmol) dissolved in dibutyl ether (100 ml) was added dropwise over 1.5 hours (
Liquid C). At the end of this operation, the temperature rose to -2 ° C and the solution (Liquid C) separated into two layers. A solution in which ammonium chloride (30 g) was dissolved in water (120 ml) was prepared. Nitrogen was blown to remove oxygen, and then the solution was added dropwise to liquid C over 30 minutes (liquid D). Liquid D was distilled at atmospheric pressure under a nitrogen stream. Distillate (16.5 g, 138 mmol as trimethylarsine) (Liquid E) distilled at a boiling point of 55-88 ° C. containing trimethylarsine was collected in a Schlenk tube and dried over nitrogen with A4 molecular sieves. This solution E (5 ml) was added dropwise to a benzene solution (100 ml) of ethyl bromoacetate (13.9 g) under a nitrogen atmosphere to obtain a precipitate (6.75 g, 23.3 mmol) (solid F). This was washed with benzene and dried under reduced pressure, a portion (1.1 g) was dissolved in hot acetone (175 ml), concentrated to 30 ml and cooled. Ethoxycarbonylmethyltrimethylarsenic bromide was obtained as prismatic crystals (0.7 g, 0.24 mmol). (Mp
143-145 ° C). Non-deliquescent solid.

（３）エトキシカルボニルメチルトリメチル臭化砒素からアルセノベタインの合成
〔反応スキーム〕
Me₃As^＋CH₂ CO₂ EtBr⁻ → Me₃As^＋CH₂ CO₂ ⁻
〔実験操作〕
エトキシカルボニルメチルトリメチル臭化砒素を5.5g(19.0mmol)採取し、水(25ml)に溶解して、カラムクロマトグラフィー〔240×35mm、Dowex2 (OH⁻)、100g〕処理を行った。水100mlを流して、溶出分をエバポレータで濃縮して、潮解性固体を得た(4.3g、22mmol)。この生成物をメタノール(5ml)に溶解し、この溶液にアセトン(150ml)を加えた。母液をデカンテーションして、再結晶により、プリズム状結晶を得た。このプリズム状結晶を、乾燥アセトンで洗浄し、減圧下、室温で乾燥した。アルセノベタイン水和物をプリズム状結晶として得た(2.5g、12.8mmol)。融点は、加熱速度によって変わった。m.p.204−210℃、212−210℃（いずれも分解点）。融点においては、強いニンニク臭のガス(トリメチルアルシンと思われる)の発生があった。アルセノベタインの結晶構造は、合成品と生物からの抽出品で、実験誤差内で一致した。合成品を水酸化ナトリウム水溶液、そして硼酸ナトリウム（NaBH₄）水溶液で処理すると、トリメチルアルシン、ジメチルアルシンが、約3:7の比率で生成した。
このようにして有害化合物である亜ヒ酸から最終的に最も安定と考えられるアルセノベタインに無害無毒化することが達成できた。 (3) Synthesis of arsenobetaine from ethoxycarbonylmethyltrimethylarsenic bromide [Reaction scheme]
Me ₃ As ⁺ CH ₂ CO ₂ EtBr ⁻ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CO ₂ ⁻
[Experimental operation]
5.5 g (19.0 mmol) of ethoxycarbonylmethyltrimethylarsenic bromide was collected, dissolved in water (25 ml), and subjected to column chromatography [240 × 35 mm, Dowex 2 (OH ⁻ ), 100 g]. 100 ml of water was allowed to flow, and the eluate was concentrated with an evaporator to obtain a deliquescent solid (4.3 g, 22 mmol). This product was dissolved in methanol (5 ml) and acetone (150 ml) was added to the solution. The mother liquor was decanted and recrystallized to obtain prismatic crystals. The prismatic crystals were washed with dry acetone and dried at room temperature under reduced pressure. Arsenobetaine hydrate was obtained as prismatic crystals (2.5 g, 12.8 mmol). The melting point varied with the heating rate. mp204-210 ° C, 212-210 ° C (both decomposition points). At the melting point, a strong garlic odor gas (probably trimethylarsine) was generated. The crystal structure of arsenobetaine was consistent within the experimental error between the synthetic and biological extracts. When the synthesized product was treated with an aqueous sodium hydroxide solution and an aqueous sodium borate (NaBH ₄ ) solution, trimethylarsine and dimethylarsine were produced in a ratio of about 3: 7.
In this way, detoxification of arsenous acid, which is a harmful compound, was finally made harmless and detoxified to the most stable arsenobetaine.

次にトリメチルアルシンからアルセノベタインへの減毒化を試みた。実施例１で減毒化されたトリメチルアルシンのさらなる減毒化もこの例による。
（４）トリメチルアルシンからアルセノベタインの合成
〔反応スキーム〕
Me₃As → Me₃As^＋CH₂ CO₂ ⁻
〔実験操作〕
上記（２）で得られたトリメチルアルシン(2.1ml、19.7mmol)を20mlのトルエンを入れた50mlフラスコに入れ、５℃に冷却した。ブロモ酢酸(2.8g、20.1mmol)をこの溶液にいれた。すぐに沈殿物が生じた。反応混合物を６時間攪拌した。その後、-20℃に冷却し、90分間放置した。固体を濾過により収集し、熱エタノールに溶かし、再度、濾過した。濾過物を5℃に冷却し、白色結晶を得た。収量：4.9g、18.9mmol、収率：96％。 Next, an attempt was made to attenuate trimethylarsine to arsenobetaine. Further attenuation of trimethylarsine attenuated in Example 1 is also according to this example.
(4) Synthesis of Arsenobetaine from Trimethylarsine [Reaction Scheme]
Me ₃ As → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CO ₂ ⁻
[Experimental operation]
The trimethylarsine (2.1 ml, 19.7 mmol) obtained in (2) above was placed in a 50 ml flask containing 20 ml of toluene and cooled to 5 ° C. Bromoacetic acid (2.8 g, 20.1 mmol) was added to this solution. A precipitate formed immediately. The reaction mixture was stirred for 6 hours. Then, it cooled to -20 degreeC and left to stand for 90 minutes. The solid was collected by filtration, dissolved in hot ethanol and filtered again. The filtrate was cooled to 5 ° C. to obtain white crystals. Yield: 4.9 g, 18.9 mmol, yield: 96%.

実施例３
次に、ジメチルアルシン酸及び亜ヒ酸のアルセノコリン及びその誘導体への変換を試みた。
トリメチルアルシンを下記の方法に従ってアルセノコリン及びその誘導体へ変換した。 Example 3
Next, an attempt was made to convert dimethylarsinic acid and arsenous acid to arsenocholine and its derivatives.
Trimethylarsine was converted to arsenocholine and its derivatives according to the following method.

（１）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムブロミド(アルセノコリンブロミド、〔Me₃As^＋CH₂CH₂OH〕Br⁻)の合成（方法１）
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・Br⁻
〔実験操作〕
トリメチルアルシン(2.0ml、18.7mmol)をグローブバック中でバイアル(5ml)に入れ、これにブロモエタノール(1.3ml、18.3mmol)を加えた。バイアルをテフロン（登録商標）シールで封止し、グローブバックから取り出した。バイアル中の混合物を７５℃で、７２時間反応させた。2層に分離していた溶液は、均一になった。この溶液を冷却して固化した。グローブバック中で、固体を温アセトニトリルに溶解し濾過した。生成物（アルセノコリンブロミド）を室温で分離した。収量：4.0g、16.3mmol、収率：89％。アルセノコリンブロミドは、白色結晶で吸湿性が高い。 (1) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium bromide (arsenocholine bromide, [Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH] Br ⁻ ) (Method 1)
[Reaction scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · Br ⁻
[Experimental operation]
Trimethylarsine (2.0 ml, 18.7 mmol) was placed in a vial (5 ml) in a glove bag, to which bromoethanol (1.3 ml, 18.3 mmol) was added. The vial was sealed with a Teflon seal and removed from the glove bag. The mixture in the vial was reacted at 75 ° C. for 72 hours. The solution that had been separated into two layers became homogeneous. The solution was cooled and solidified. In the glove bag, the solid was dissolved in warm acetonitrile and filtered. The product (arsenocholine bromide) was isolated at room temperature. Yield: 4.0 g, 16.3 mmol, yield: 89%. Arsenocholine bromide is a white crystal and highly hygroscopic.

（２）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムブロミド（アルセノコリンブロミド）の合成（方法２）
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・Br⁻
〔実験操作〕
250cm³の三つ口丸底フラスコに冷却水を循環させた還流濃縮管、窒素導入管、磁気攪拌子を設置した。三口丸底フラスコ内を乾燥した窒素で充填した。ガラスチューブに入れた。
トリメチルアルシン(34.5g、0.28mmol)をシリンジに入れ、窒素ガスで、丸底フラスコ内に導入した。少量過剰の２−ブロモエタノール(36.5g、0.29mmol)をトリメチルアルシンと混合した。２４時間、攪拌しながら反応させた。反応混合物を室温に冷却すると、固体が析出した。固体を乾燥アセトニトリルから再結晶した。アセトニトリル溶液を、フリーザで冷却した。白色、吸湿性結晶をドライボックス中で単離し、五酸化二リンを入れた真空デシケータ中に保管した。収量：58.3g、収率：85％、融点：227℃。 (2) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium bromide (arsenocholine bromide) (Method 2)
[Reaction scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · Br ⁻
[Experimental operation]
A 250 cm ³ three-necked round bottom flask was equipped with a reflux concentrating tube in which cooling water was circulated, a nitrogen introducing tube, and a magnetic stirring bar. The inside of the three-necked round bottom flask was filled with dry nitrogen. Placed in a glass tube.
Trimethylarsine (34.5 g, 0.28 mmol) was placed in a syringe and introduced into the round bottom flask with nitrogen gas. A small excess of 2-bromoethanol (36.5 g, 0.29 mmol) was mixed with trimethylarsine. The reaction was allowed to stir for 24 hours. When the reaction mixture was cooled to room temperature, a solid precipitated. The solid was recrystallized from dry acetonitrile. The acetonitrile solution was cooled with a freezer. White, hygroscopic crystals were isolated in a dry box and stored in a vacuum desiccator containing diphosphorus pentoxide. Yield: 58.3 g, yield: 85%, melting point: 227 ° C.

（３）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムイオダイド（アルセノコリンイオダイド〔Me₃As^＋CH₂CH₂OH〕I⁻）の合成（方法１）
〔反応スキーム〕
Me₃As^＋CH₂CH₂OH・Br⁻＋NaI → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・I⁻＋NaBr
〔実験操作〕
アルセノコリンブロミド(4.0g、16.3mmol)をアルミホイルで遮光したフラスコに入れ、アセトニトリル(50.0ml)に溶解した。次に、フラスコにヨウ化ナトリウム(2.5g、16.7mmol)を加えた。フラスコに蓋をして、2時間攪拌した。反応は遮光下で行った。反応終了後、副生成物である臭素化ナトリウムを濾別した。5℃に冷却し、濾過してアルセノコリンイオダイドを得た。白色結晶。収量：3.8g、13.0mmol、収率：80％）。結晶は、吸湿性ではなかった。真空下、デシケータで乾燥した。 (3) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium iodide (arsenocholine iodide [Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH] I ⁻ ) (Method 1)
[Reaction scheme]
Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · Br ⁻ + NaI → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · I ⁻ + NaBr
[Experimental operation]
Arsenocholine bromide (4.0 g, 16.3 mmol) was placed in a flask protected from light with aluminum foil and dissolved in acetonitrile (50.0 ml). Next, sodium iodide (2.5 g, 16.7 mmol) was added to the flask. The flask was capped and stirred for 2 hours. The reaction was performed in the dark. After completion of the reaction, the by-product sodium bromide was filtered off. The mixture was cooled to 5 ° C. and filtered to obtain an arsenocholine iodide. White crystals. Yield: 3.8 g, 13.0 mmol, yield: 80%). The crystals were not hygroscopic. Dried in a desiccator under vacuum.

（４）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムイオダイド（アルセノコリンイオダイド）の合成（方法２）
〔反応スキーム〕
Me₃As^＋CH₂CH₂OH・Br⁻＋NaI → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・I⁻＋NaBr
〔実験操作〕
アルセノコリンブロミド(5.75g、23mmol)を75cm³乾燥アセトニトリルに溶かした。ヨウ化ナトリウム(3.52g、23mmol)を125
cm³の乾燥アセトニトリルに溶かした。これらの二つの溶液を、500cm³フラスコ内で混合した。臭化ナトリウムの白色沈殿が生じた。反応混合物を室温で1時間攪拌し濾過した。室温、減圧下、濾液を75mlまで濃縮した。濃縮した濾液をフリーザ中で冷却し、生成物を結晶化させた。濾過して空気で乾燥させて白色の非吸湿性結晶を得た。収量：6.2g、収率：83％、融点：213〜215℃。 (4) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium iodide (arsenocholine iodide) (Method 2)
[Reaction scheme]
Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · Br ⁻ + NaI → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · I ⁻ + NaBr
[Experimental operation]
Arsenocholine bromide (5.75 g, 23 mmol) was dissolved in 75 cm ³ dry acetonitrile. Sodium iodide (3.52 g, 23 mmol) 125
Dissolved in cm ³ of dry acetonitrile. These two solutions were mixed in a 500 cm ³ flask. A white precipitate of sodium bromide formed. The reaction mixture was stirred at room temperature for 1 hour and filtered. The filtrate was concentrated to 75 ml under reduced pressure at room temperature. The concentrated filtrate was cooled in a freezer to crystallize the product. Filtration and drying with air gave white non-hygroscopic crystals. Yield: 6.2 g, yield: 83%, melting point: 213-215 ° C.

（５）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムクロリド（アルセノコリンクロリド）の合成
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・Cl⁻
〔実験操作〕
トリメチルアルシン(25.9g、0.21mol)を窒素雰囲気下、ドライアイス／アセトンで冷却した100cm³のガラスチューブに入れた。ガラスチューブに、脱酸素化した２−クロロエタノール（19.2g、0.24mol）を加えた。チューブを真空ポンプで脱気し、バーナーでガラスを溶かして封止した。ガラスチューブを室温に戻し、ボンベ加熱炉中、120〜140℃で24時間加熱した。
室温に戻すと、チューブ内の物質は固化した。ドライアイス／アセトンバス中にチューブを入れ、慎重に開封した。固化した物質は、35cm³無水エタノールでチューブから洗い流した。エタノール溶液を活性炭に混合し、攪拌した後、濾過した。活性炭処理は、濾過物が無色になるまで繰り返した。濾液に慎重にアセトンを加えて、白色結晶を得た。混合物を濾過し、結晶をアミルアルコールに溶解した。無水ジエチルエーテルを添加し、アルセノコリンクロリドを吸湿性結晶として得た。収量：14.7g、収率：35％、融点：230℃ (5) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium chloride (arsenocholine chloride) [Reaction Scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH ・ Cl ⁻
[Experimental operation]
Trimethylarsine (25.9 g, 0.21 mol) was placed in a 100 cm ³ glass tube cooled with dry ice / acetone under a nitrogen atmosphere. To a glass tube was added deoxygenated 2-chloroethanol (19.2 g, 0.24 mol). The tube was degassed with a vacuum pump, and the glass was melted with a burner and sealed. The glass tube was returned to room temperature and heated at 120-140 ° C. for 24 hours in a bomb heating furnace.
Upon returning to room temperature, the material in the tube solidified. The tube was placed in a dry ice / acetone bath and carefully opened. The solidified material was washed from the tube with 35 cm ³ absolute ethanol. The ethanol solution was mixed with activated carbon, stirred and then filtered. The activated carbon treatment was repeated until the filtrate became colorless. Acetone was carefully added to the filtrate to obtain white crystals. The mixture was filtered and the crystals were dissolved in amyl alcohol. Anhydrous diethyl ether was added to obtain arsenocholine chloride as hygroscopic crystals. Yield: 14.7g, Yield: 35%, Melting point: 230 ° C

（６）トリメチル−２−クロロエチルアルソニウムブロミドの合成
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂Cl・Br⁻
〔実験操作〕
トリメチルアルシン(6.0cm³、6.7g、56mmol)と１−ブロモ−２−クロロエタン（8.6g、60mmol）を、前述のようにガラスチューブ内に封入して、75〜80℃、84時間反応させた。反応終了後、チューブを開封し、0.01Torrの真空下で、室温で数時間、脱気し、未反応の反応原料を除去した。トリメチル−２−クロロエチルアルソニウムブロミドを白色結晶として単離した。再結晶は必要ではなく、分析グレードの純物質を得た。収量：4.3g、収率：33％、融点：225-257℃（分解点） (6) Synthesis of trimethyl-2-chloroethylarsonium bromide [reaction scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ Cl · Br ⁻
[Experimental operation]
Trimethylarsine (6.0 cm ³ , 6.7 g, 56 mmol) and 1-bromo-2-chloroethane (8.6 g, 60 mmol) were sealed in a glass tube as described above and reacted at 75-80 ° C. for 84 hours. . After completion of the reaction, the tube was opened and degassed for several hours at room temperature under a vacuum of 0.01 Torr to remove unreacted reaction raw materials. Trimethyl-2-chloroethylarsonium bromide was isolated as white crystals. Recrystallization was not necessary and an analytical grade pure material was obtained. Yield: 4.3 g, Yield: 33%, Melting point: 225-257 ° C (decomposition point)

（７）トリメチル−２−ブロモエチルアルソニウムブロミドの合成
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂Br・Br⁻
〔実験操作〕
トリメチルアルシン(6.0cm³、6.7g、56mmol)と１，２−ジブロモエタン（13.1g、60mmol）を、前述のようにガラスチューブ内に封入して、75〜80℃、84時間反応させた。反応終了後、前述のように処理して、トリメチル−２−ブロモエチルアルソニウムブロミドを単離した。収量：9.1g、収率：59％、融点：239℃ (7) Synthesis of trimethyl-2-bromoethylarsonium bromide [reaction scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ Br · Br ⁻
[Experimental operation]
Trimethylarsine (6.0 cm ³ , 6.7 g, 56 mmol) and 1,2-dibromoethane (13.1 g, 60 mmol) were sealed in a glass tube as described above and reacted at 75-80 ° C. for 84 hours. After completion of the reaction, the trimethyl-2-bromoethylarsonium bromide was isolated by treatment as described above. Yield: 9.1 g, Yield: 59%, Melting point: 239 ° C

（８）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムヒドロキシド（アルセノコリンヒドロキシド）の合成
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・OH⁻
〔実験操作〕
アルセノコリンブロミド(12.2g、50mmol)と新たに調整した酸化銀のアセトン水溶液を、暗所、室温下で一晩攪拌した。反応混合物を濾過した。室温で減圧濃縮を試みたが、分解した。アルセノコリンヒドロキシドは、溶液中でのみ安定に存在した。 (8) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium hydroxide (arsenocholine hydroxide) [Reaction scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH ・ OH ⁻
[Experimental operation]
Arsenocholine bromide (12.2 g, 50 mmol) and a freshly prepared aqueous solution of silver oxide in acetone were stirred overnight in the dark at room temperature. The reaction mixture was filtered. Attempted concentration under reduced pressure at room temperature, but decomposed. Arsenocholine hydroxide was stably present only in solution.

（９）トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムニトレート（アルセノコリンニトレート）の合成
〔反応スキーム〕
AsMe₃ → Me₃As^＋CH₂CH₂OH・NO₃ ⁻
〔実験操作〕
硝酸銀(2.09g、12.3mmol)の乾燥アセトニトリル溶液50 cm³をアルセノコリンブロミド(3.02g、12.4mmol) の乾燥アセトニトリル溶液50 cm³に加えた。混合物を1時間室温で攪拌し、濾過した。濾液を減圧下、40℃で約50 cm³まで濃縮した。アセトン(200cm³)を慎重に濃縮物に添加した。混合物をフリーザで冷却し、灰色結晶を得た。溶液をデカンテーションにより分離した。溶液を20 cm³の熱アセトニトリルに溶解した。活性炭を溶液に加えた。混合物を濾過し、濾液をフリーザで冷却した。ドライボックス中、溶液を濾過して白色、吸湿性結晶を得た。収量：1.2g、収率：41％、融点：119〜121℃。 (9) Synthesis of trimethyl-2-hydroxyethylarsonium nitrate (arsenocholine nitrate) [Reaction Scheme]
AsMe ₃ → Me ₃ As ⁺ CH ₂ CH ₂ OH · NO ₃ ⁻
[Experimental operation]
50 cm ³ of a dry acetonitrile solution of silver nitrate (2.09 g, 12.3 mmol) was added to 50 cm ³ of a dry acetonitrile solution of arsenocholine bromide (3.02 g, 12.4 mmol). The mixture was stirred for 1 hour at room temperature and filtered. The filtrate was concentrated to about 50 cm ³ at 40 ° C. under reduced pressure. Acetone (200 cm ³ ) was carefully added to the concentrate. The mixture was cooled with a freezer to give gray crystals. The solution was separated by decantation. The solution was dissolved in 20 cm ³ of hot acetonitrile. Activated carbon was added to the solution. The mixture was filtered and the filtrate was cooled with a freezer. The solution was filtered in a dry box to obtain white, hygroscopic crystals. Yield: 1.2 g, yield: 41%, melting point: 119-121 ° C.

実施例４
次に、ジメチルアルシン酸及び亜ヒ酸のトリアルキルアルシンオキシドへの変換を試みた。
まず、トリメチルアルシンを下記の方法に従ってトリメチルアルシンオキシドへ変換した。
（１）トリメチルアルシンのトリメチルアルシンオキシドへの変換
〔反応スキーム〕
Me₃As → Me₃As= O
〔実験操作〕
窒素雰囲気下で、乾燥したジエチルエーテル（15ml）中にトリメチルアルシン（4.5mmol）を混合し、過酸化水素（33%、0.7ml、7mmol）を加えた。窒素雰囲気下で、溶液を15分間攪拌した。反応終了後、反応混合物を濃縮した。濃縮物を真空下で、50℃に加熱乾燥し、50mlのジエチルエーテル−水（体積比１：１）から再結晶した（6.3mmol、収率：90％）。 Example 4
Next, conversion of dimethylarsinic acid and arsenous acid to trialkylarsine oxide was attempted.
First, trimethylarsine was converted to trimethylarsine oxide according to the following method.
(1) Conversion of trimethylarsine to trimethylarsine oxide [Reaction scheme]
Me ₃ As → Me ₃ As = O
[Experimental operation]
Under a nitrogen atmosphere, trimethylarsine (4.5 mmol) was mixed in dry diethyl ether (15 ml), and hydrogen peroxide (33%, 0.7 ml, 7 mmol) was added. The solution was stirred for 15 minutes under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the reaction mixture was concentrated. The concentrate was heat-dried under vacuum to 50 ° C. and recrystallized from 50 ml of diethyl ether-water (1: 1 volume ratio) (6.3 mmol, yield: 90%).

その他の対応するトリアルキルアルシンオキシドについては、上記実施例４（実験操作）における、トリメチルアルシンの代わりに、対応するトリアルキルアルシンを用いて同様に行った。
合成したトリアルキルアルシンオキシドを表３に示す。 Other corresponding trialkylarsine oxides were similarly prepared using the corresponding trialkylarsine instead of trimethylarsine in Example 4 (experimental operation).
The synthesized trialkylarsine oxide is shown in Table 3.

実施例５
次に、トリハロゲン化アルシンからトリメチルアルシンを経ることなく、一段の反応でアルセノベタイン又はアルセノコリンを合成することを試みた。
いずれの合成においても、下記反応式に示すように、トリハロゲン化アルシン（ＡｓＸ_３）の１モル当量に対して、第１のハロゲン化アルキル（ＲＸ）を３モル当量、第２のハロゲン化アルキル（Ｒ’Ｘ）を1モル当量反応させた。

ＡｓＸ_３＋３ＲＸ＋Ｒ’Ｘ → ＡｓＲ_３Ｒ’Ｘ＋Ｘ_２

Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ
Ｒ＝Ｍｅ、Ｅｔ、Ｐｒ、Ｐｈ
Ｒ’＝ＸＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＸＣＨ_２ＣＯＯＨ

（アルセノベタインの場合：Ｒ＝Ｍｅ、Ｒ’＝ＸＣＨ_２ＣＯＯＨ）
（アルセノコリンの場合：Ｒ＝Ｍｅ、Ｒ’＝ＸＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）
ここでは、トリハロゲン化アルシンとして三塩化砒素（ＡｓＣｌ_３）を用いて、アルセノベタインイオダイド及びアルセノコリンイオダイドを合成した。以下にその詳細を述べる。 Example 5
Next, an attempt was made to synthesize arsenobetaine or arsenocholine from trihalogenated arsine through a one-step reaction without going through trimethylarsine.
In any synthesis, as shown in the following reaction formula, ₃ mole equivalents of the first alkyl halide (RX) and 2 mole alkyl halides per 1 mole equivalent of the trihalogenated arsine (AsX ₃ ). (R′X) was reacted at 1 molar equivalent.

AsX ₃ + 3RX + R′X → AsR ₃ R′X + X ₂

X = Cl, Br, I
R = Me, Et, Pr, Ph
R ′ = XCH ₂ CH ₂ OH, XCH ₂ COOH

(In the case of arsenobetaine: R = Me, R ′ = XCH ₂ COOH)
(In the case of Arsenocholine: R = Me, R ′ = XCH ₂ CH ₂ OH)
Here, arsenobetaine iodide and arsenocholine iodide were synthesized using arsenic trichloride (AsCl ₃ ) as the trihalogenated arsine. Details are described below.

（１）アルセノベタインイオダイドの合成
三塩化砒素（1mol）を無水ジブチルエーテル（200ml）に溶かし、アルゴン雰囲気下で、ヨウ化メチル（3mol）とヨウ化酢酸（１mol）を添加し、７５℃で７０時間反応した。室温に冷却し、グローブバック中でアセトニトリルに溶解し濾過した。生成物を乾燥アセトニトリルから再結晶して、トリメチルアルソニオアセテートイオダイド（アルセノベタインイオダイド）を得た（0.8mol）。 (1) Synthesis of Arsenobetaine Iodide Dissolve arsenic trichloride (1 mol) in anhydrous dibutyl ether (200 ml) and add methyl iodide (3 mol) and acetic acid iodide (1 mol) under an argon atmosphere at 75 ° C. For 70 hours. Cool to room temperature, dissolve in acetonitrile in a glove bag and filter. The product was recrystallized from dry acetonitrile to give trimethylarsonioacetate iodide (arsenobetaine iodide) (0.8 mol).

（２）アルセノコリンイオダイドの合成
三塩化砒素（1mol）を無水ジブチルエーテル（200ml）に溶かし、
アルゴン雰囲気下で、ヨウ化メチル（3mol）とヨウ化エタノール（１mol）
を添加し、７５℃で７０時間反応した。室温に冷却し、グローブバック
中でアセトニトリルに溶解し濾過した。生成物を乾燥アセトニトリルから
再結晶して、トリメチル−２−ヒドロキシエチルアルソニウムイオダイド
（アルセノコリンイオダイド）を得た（0.8mol）。 (2) Synthesis of Arsenocholine Iodide Dissolve arsenic trichloride (1 mol) in anhydrous dibutyl ether (200 ml),
Under an argon atmosphere, methyl iodide (3 mol) and ethanol iodide (1 mol)
And reacted at 75 ° C. for 70 hours. Cool to room temperature, dissolve in acetonitrile in a glove bag and filter. The product was recrystallized from dry acetonitrile to give trimethyl-2-hydroxyethylarsonium iodide (arsenocholine iodide) (0.8 mol).

実施例６
次に亜ヒ酸からアルセノベタインへの合成について調べた。最初の反応式は以下の通りである。

まず、２５０ｍLのステンレス容器（２−３ｍｍ厚み）に、直径２−４ｍｍのステンレスボールを容器の１／４まで満す。金属性攪拌羽根を取り付け、ハーメチックシーリングを行う。滴下ロートと還流管を取り付ける。還流冷却管に真空トラップを取り付け、アセトン−ドライアイスで−８０℃に冷却し、トラップとする。更に液体窒素で冷却（−１９６℃）したトラップを取り付ける。３方コックをウォータージャケットと不活性ガス供給システムに結合する。反応器を不活性ガス（Ar）で封入する。亜ヒ酸（As₂O₃）（19.7ｇ、0.1mol）を反応器に入れる。ジ−ｎ−ブチルエーテル（３０ｍＬ）を加える。スターラーで１０分間攪拌する。AlMe₃（21.6ｇ、0.3mol）のジ−ｎ−ブチルエーテル溶液（１００ｍＬ）を滴下ロートに入れる。AlMe₃のジ−ｎ−ブチルエーテル溶液を１／４だけ反応器に滴下ロートから加える。反応器を８０℃に過熱する。発熱反応が起こり、反応溶液は、１１０−１２０℃に上昇する。１０−１５分の間に、残りのトリメチルアルミニウム（AlMe₃）のジ−ｎ−ブチルエーテル溶液を加える。この間温度は、１１０−１２０℃に保つ。滴下終了後、暫く放置し、８０℃まで冷却し、減圧下、AsMe₃を蒸留する。蒸留は、１６Torr、５０℃で行う。反応容器を不活性ガス（Ar）で満たす。沸点：５２℃、収量：２３．６ｇ、収率：９８．５％

AsMe₃ ＋ ICH₂COOH → AsMe₃CH₂COOH・I

得られたトリメチルアルシン（AsMe₃）（23.6g、0.1mol）をゆっくりと不活性ガス（Ar）雰囲気下で、ヨード酢酸（57ｇ、0.3mol）のジ−ｎ−ブチルエーテル溶液に加える。エーテル−水から再結晶を行いアルセノベタイン（AsMe₃CH₂COOH・I）を得る。 Example 6
Next, the synthesis of arsenous acid to arsenobetaine was investigated. The first reaction equation is as follows.

First, a 250 mL stainless steel container (2-3 mm thickness) is filled with stainless balls having a diameter of 2-4 mm to 1/4 of the container. Attach a metallic stirring blade and perform hermetic sealing. Attach a dropping funnel and reflux tube. A vacuum trap is attached to the reflux condenser and cooled to −80 ° C. with acetone-dry ice to form a trap. Furthermore, a trap cooled with liquid nitrogen (-196 ° C.) is attached. A three-way cock is connected to a water jacket and an inert gas supply system. The reactor is sealed with an inert gas (Ar). Arsenous acid (As ₂ O ₃ ) (19.7 g, 0.1 mol) is charged to the reactor. Add di-n-butyl ether (30 mL). Stir with a stirrer for 10 minutes. A solution of AlMe ₃ (21.6 g, 0.3 mol) in di-n-butyl ether (100 mL) is placed in the dropping funnel. Add 1/4 of the solution of AlMe ₃ in di-n-butyl ether to the reactor from the dropping funnel. The reactor is heated to 80 ° C. An exothermic reaction occurs and the reaction solution rises to 110-120 ° C. Between 10-15 minutes, the remaining di-n-butyl ether solution of trimethylaluminum (AlMe ₃ ) is added. During this time, the temperature is maintained at 110-120 ° C. After completion of dropping, the mixture is left for a while, cooled to 80 ° C., and AsMe ₃ is distilled under reduced pressure. Distillation is performed at 16 Torr and 50 ° C. Fill the reaction vessel with inert gas (Ar). Boiling point: 52 ° C., yield: 23.6 g, yield: 98.5%

AsMe ₃ + ICH ₂ COOH → AsMe ₃ CH ₂ COOH ・ I

The resulting trimethylarsine (AsMe ₃ ) (23.6 g, 0.1 mol) is slowly added to a solution of iodoacetic acid (57 g, 0.3 mol) in di-n-butyl ether under an inert gas (Ar) atmosphere. Recrystallization from ether-water yields arsenobetaine (AsMe ₃ CH ₂ COOH · I).

本発明の有害化合物の無害化方法は、有害化合物がより無害な化合物に変換され、無害化合物は、極めて安定でかつ安全であるので、広く産業廃棄物の処理等の分野、汚泥、土壌の環境保護の分野において極めて有効である。 The harmful compound detoxification method of the present invention converts harmful compounds into more harmless compounds, and the harmless compounds are extremely stable and safe, so it is widely used in fields such as industrial waste treatment, sludge, and soil environment. It is extremely effective in the field of protection.

Claims

砒素、アンチモン、セレンからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含有する有害化合物を、アルキル化又はアリール化することにより無害化する前記有害化合物の無害化方法。 A method for detoxifying a harmful compound comprising detoxifying a harmful compound containing at least one element selected from the group consisting of arsenic, antimony and selenium by alkylating or arylating the compound.

上記一種の元素の価数を高酸化数とすることにより無害化する請求項１記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the valence of the one kind of element is made harmless by setting it to a high oxidation number.

上記一種の元素の少なくとも１つの結合手をアルキル化又はアリール化する請求項1又は2項に記載の方法。 3. The method according to claim 1, wherein at least one bond of the one kind of element is alkylated or arylated.

上記元素が砒素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the element is arsenic.

上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％致死量（LD₅₀）が、1000mg/kg以上である請求項１〜４項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a 50% lethal dose (LD ₅₀ ) of the compound rendered harmless by the alkylation or arylation is 1000 mg / kg or more.

上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の50％細胞増殖阻害濃度（IC₅₀）が、1000μM以上である請求項１〜５項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the compound detoxified by alkylation or arylation has a 50% cell growth inhibitory concentration (IC ₅₀ ) of 1000 µM or more.

上記アルキル化又はアリール化することにより無害化された化合物の生物学的半減期が８時間以下である請求項１〜６項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the biological half-life of the compound rendered harmless by alkylation or arylation is 8 hours or less.

前記有害化合物を、ハロゲン化し、ハロゲン化した前記有害化合物をグリニャール反応によって、アルキル化又はアリール化する請求項１〜７項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the harmful compound is halogenated, and the halogenated harmful compound is alkylated or arylated by a Grignard reaction.

前記有害化合物が、亜ヒ酸、五酸化砒素、三塩化砒素、五塩化砒素、硫化砒素化合物、シアノ砒素化合物、クロロ砒素化合物、及びその他の砒素無機塩類からなる群から選択される請求項１〜８項のいずれか1項に記載の方法。 The toxic compound is selected from the group consisting of arsenous acid, arsenic pentoxide, arsenic trichloride, arsenic pentachloride, arsenic sulfide compounds, cyanoarsenic compounds, chloroarsenic compounds, and other arsenic inorganic salts. 9. The method according to any one of items 8.

前記アルキル化が、メチル化である請求項１〜９項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the alkylation is methylation.

前記メチル化によって、有害化合物をジメチル化化合物又はトリメチル化化合物とする請求項１０記載の方法。 The method according to claim 10, wherein the harmful compound is converted into a dimethylated compound or a trimethylated compound by the methylation.

前記ジメチル化合物が、ジメチルアルソニルエタノール（DMAE）、ジメチルアルソニルアセテート（DMAA）、ジメチルアルシン酸、又はアルセノシュガーである請求項１１記載の方法。 The method according to claim 11, wherein the dimethyl compound is dimethylarsonylethanol (DMAE), dimethylarsonyl acetate (DMAA), dimethylarsinic acid, or arsenosugar.

前記トリメチル化化合物が、アルセノコリン、アルセノベタイン、又はトリメチルアルシンオキシドである請求項１１記載の方法。 12. The method of claim 11, wherein the trimethylated compound is arsenocholine, arsenobetaine, or trimethylarsine oxide.

前記有害化合物が、汚染物、廃棄物、産業生産物、温泉水、化学試薬、化学兵器、鉱山もしくは製錬所の副産物、工業製品、又は自然環境から回収されたものである請求項１〜１３項のいずれか１項に記載の方法。 14. The hazardous compound is recovered from pollutants, waste, industrial products, hot spring water, chemical reagents, chemical weapons, mining or smelter by-products, industrial products, or the natural environment. A method according to any one of the paragraphs.

さらに、前記ジメチル化化合物又は前記トリメチル化化合物を保存、保管、又は自然還元する請求項１〜１４項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the dimethylated compound or the trimethylated compound is stored, stored, or spontaneously reduced.

前記ジメチル化化合物又は前記トリメチル化化合物を、水分活性が0.5以下の状態で保管することを特徴とする請求項１５記載の方法。 The method according to claim 15, wherein the dimethylated compound or the trimethylated compound is stored in a state where the water activity is 0.5 or less.

前記自然還元が、前記ジメチル化化合物又は前記トリメチル化化合物を含有する飼料を家畜に摂取させることである請求項１５記載の方法。 The method according to claim 15, wherein the natural reduction is feeding a livestock containing the dimethylated compound or the trimethylated compound.